KR20150129819A

KR20150129819A - 분할 전극들을 갖는 전기기계 시스템 디바이스들

Info

Publication number: KR20150129819A
Application number: KR1020157028725A
Authority: KR
Inventors: 에드워드 킷 림 찬; 존 현철 홍; 총 욱 리; 이삭 클락 라이네스
Original assignee: 퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2014-03-10
Publication date: 2015-11-20
Also published as: JP2016517543A; US20140267443A1; WO2014150269A1; CN105143956A; TW201447366A

Abstract

본 개시물은, 전기기계 시스템들(EMS) 디바이스들 내에서 이동가능 층의 안정적인 주행 포지션들의 범위를 증가시키기 위한 시스템들, 방법들 및 장치를 제공한다. 일 양상에서, 이동가능 층의 안정적인 주행 범위를 증가시키기 위해 이동가능 층 내의 구동 전극과 고정 전극 사이에 전기적으로 절연된 부유 전극이 배치될 수 있다. 전기적으로 절연된 부유 전극을 다수의 절연된 전극 세그먼트들로 분할함으로써, 이동가능 층의 안정적인 주행 범위를 추가로 증가시키기 위해 이동가능 층의 틸팅(tilting)에 응답하는 불균형 전하 축적이 제약될 수 있다.

Description

분할 전극들을 갖는 전기기계 시스템 디바이스들{ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DEVICE WITH SEGMENTED ELECTRODES}

[0001] 본 개시물은 분할 전극(segmented electrode)들을 갖는 전기기계 시스템(EMS) 디바이스들 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

[0002] 전기기계 시스템들(EMS)은 전기 및 기계 엘리먼트들, 액추에이터들, 트랜스듀서들, 센서들, 광학 컴포넌트들 이를테면, 미러들 및 광학 필름들 및 전자 기기들을 가지는 디바이스들을 포함한다. EMS 디바이스들 또는 엘리먼트들은 마이크로스케일(microscale)들 및 나노스케일(nanoscale)들을 포함하는 (그러나, 이에 제한되지 않음) 다양한 스케일들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 마이크로전기기계 시스템(MEMS: microelectromechanical systems) 디바이스들은 약 1 마이크론 내지 수백 마이크론 또는 그 초과의 범위의 크기들을 가지는 구조들을 포함할 수 있다. 나노전기기계 시스템(NEMS: nanoelectromechanical system) 디바이스들은, 예를 들어, 수백 나노미터들보다 더 작은 크기들을 포함하는, 1마이크론보다 더 작은 크기들을 가지는 구조들을 포함할 수 있다. 전기기계 엘리먼트들은 증착, 에칭, 리소그래피, 및/또는 증착된 재료 층들 및/또는 기판들의 일부들을 에칭하거나, 또는 층들을 추가하여 전기 및 전기기계 디바이스들을 형성하는 다른 마이크로머시닝 프로세스들을 사용하여 생성될 수 있다.

[0003] EMS 디바이스 중 한 타입이 간섭계 변조기(IMOD: interferometric modulator)로 칭해진다. IMOD 또는 간섭계 광 변조기라는 용어는 광학적 간섭의 원리들을 사용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 디바이스를 지칭한다. 일부 구현들에서, IMOD 디스플레이 엘리먼트는 한 쌍의 도전성 플레이트들을 포함할 수 있는데, 이들 중 하나 또는 둘 다는, 완전히 또는 부분적으로, 투과성이며 그리고/또는 반사성일 수 있으며, 적절한 전기 신호의 인가 시에 상대적 운동(relative motion)이 가능할 수 있다. 예를 들어, 하나의 플레이트는 기판 위에 증착된, 기판상에 증착된 또는 기판에 의해 지지되는 고정 층을 포함할 수 있고, 다른 플레이트는 에어 갭에 의해 고정 층으로부터 분리되는 반사성 멤브레인(membrane)을 포함할 수 있다. 다른 플레이트에 대한 하나의 플레이트의 위치는 IMOD 디스플레이 엘리먼트 상에 입사하는 광의 광학적 간섭을 변경시킬 수 있다. IMOD 기반 디스플레이 디바이스들은 광범위한 애플리케이션들을 가지며, 기존의 제품들을 개선하고, 새로운 제품들, 특히, 디스플레이 능력들을 가지는 제품들을 제조하는데 이용될 것으로 예상된다.

[0004] EMS 디바이스가 이동가능 층을 포함하는 경우, 그 이동가능 층이 정전기적으로(electrostatically) 변위될 수 있는 안정적인 주행 포지션들(stable travel positions)의 범위는 이동가능 층의 텐던시(tendency)를 적어도 부분적으로 기울임으로써 제한될 수 있다. 이러한 기울임은, EMS 디바이스의 제조시에 변화량들 또는 결함들에 적어도 부분적으로 기인할 수 있다. 이동가능 층의 회전 안정성은 EMS의 안정적인 주행 범위에 영향을 줄 수 있고, 회전 불안정성은 EMS 디바이스의 성능을 제한할 수 있다.

[0005] 본 개시물의 시스템들, 방법들 및 디바이스들은 각각 몇몇 혁신적인 양상들을 가지며, 이들 중 어떠한 단일의 것도 본 명세서에 개시된 바람직한 속성들에 대해서 오로지 책임이 있는 것은 아니다.

[0006] 본 개시물에 설명된 주제의 일 혁신적인 양상은, 기판에 의해 지지되는 제 1 전극, 갭 만큼 제 1 전극으로부터 분리된 이동가능 층, 이동가능 층에 의해 지지되는 제 2 전극 ― 제 1 전극 또는 제 2 전극 중 하나는 제 1 구동 전극 및 제 2 구동 전극 사이에 위치된 복수의 절연된 전극 세그먼트들을 포함하는 분할 전극(segmented electrode)이고, 복수의 절연된 전극 세그먼트들 각각은 제 1 구동 전극 및 제 2 구동 전극 둘 다로부터 그리고 다른 절연된 전극 세그먼트들로부터 전기적으로 절연되고, 그리고 제 1 전극 또는 제 2 전극 이외의 것은 제 1 구동 전극으로서 기능함 ―, 및 제 2 구동 전극 ― 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극 사이에 전압의 인가는 이동가능 층을 정전기적으로 변위시킴 ― 을 포함하는 전기기계 시스템(EMS) 디바이스에서 구현될 수 있다.

[0007] 일부 구현들에서, 제 1 구동 전극 및 분할 전극은 제 1 커패시터를 형성할 수 있고, 제 2 구동 전극 및 분할 전극은 제 1 커패시터와 직렬로 제 2 커패시터를 형성할 수 있다. 일부 구현들에서, 각각의 개별적인 절연된 전극 세그먼트는 유전체 재료에 의해 모든 측면들에 둘려싸여질 수 있다. 추가적인 구현들에서, 복수의 절연 전극 세그먼트들은 유전체 재료의 2개의 실질적으로 수직인 섹션들에 의해 분할된 4개의 절연된 전기 세그먼트들을 포함할 수 있다.

[0008] 일부 구현들에서, 디바이스는 간섭계 변조기를 포함할 수 있다. 추가적인 구현들에서, 이동가능 층은 안정적인 포지션들의 범위에 걸쳐 이동가능할 수 있는데, 이 안정적인 포지션들의 범위에서 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극 사이의 전압의 인가가 안정적인 포지션들의 범위 내에 있는 포지션에 이동가능 층을 유지시키며, 간섭계 변조기는 이동가능 층이 제 1 전극에 맞닿게 주저앉을 때(collapsed against) 실질적으로 백색 광을 반사시킬 수 있고, 그리고 간섭계 변조기는 이동가능 층이 안정적인 포지션들의 범위 내에 있는 적어도 하나의 포지션에 유지될 때 흑색을 나타낼 수 있다.

[0009] 일부 구현들에서, 디바이스는, 제 1 전극으로부터의 최소 안정 거리와, 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극 사이에 어떠한 전압도 인가되지 않은 릴렉스(relaxed) 포지션 사이에서 안정적인 포지션들의 범위를 통해 이동가능 층을 이동시키기 위해 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극 사이에 전압들의 범위를 인가할 수 있는 구동 회로를 추가로 포함할 수 있다. 추가적인 구현들에서, 최소 안정 거리는 릴렉스 포지션과 제 1전극 사이의 거리의 40% 미만일 수 있다.

[0010] 일부 구현들에서, 제 2 전극은 분할 전극일 수 있다. 추가적인 구현들에서, 이동가능 층은, 제 2 구동 전극 ― 구동 전극과 제 1 전극 사이에 전압의 인가는 이동가능 층을 정전기적으로 변위하고, 복수의 절연 전극 세그먼트들은 제 2 구동 전극과 고정 전극 사이에 위치됨 ― 제 2 구동 전극과 제 1 전극 사이에 위치된 유전체 층 ― 복수의 절연 전극 세그먼트들 각각은 제 2 구동 전극으로부터 그리고 다른 절연된 전극 세그먼트들로부터 둘 다로부터 전기적으로 절연됨 ― 을 포함할 수 있다. 추가적인 구현들에서, 제 1 전극은 광학 흡수체를 포함할 수 있고, 절연 전극 세그먼트들은 반사 재료를 포함할 수 있다.

[0011] 일부 구현들에서, 제 1 전극은 복수의 절연 전극 세그먼트들을 포함하는 분할된 광학 흡수체일 수 있다. 추가적인 구현들에서, 제 2 구동 전극은 분할된 광학 흡수체로부터 전기적으로 절연될 수 있고, 여기서 분할된 광학 흡수체는 고정 전극과 제 2 전극 사이에 배치된다. 추가적인 구현들에서, 제 2 구동 전극은 분할된 광학 흡수체보다 가시광의 파장들에 대해 더욱 투과성일 수 있다. 추가적인 구현들에서, 분할된 광학 흡수체는 분할된 광학 흡수체 섹션들 사이에 적어도 하나의 갭을 포함할 수 있고, 디바이스는 분할된 광학 흡수체 섹션들 사이의 적어도 하나의 갭과 정렬된 분할된 광학 흡수체 구조체로부터 전기적으로 절연된 제 2 광학 흡수체 구조체를 추가로 포함할 수 있다. 또 다른 구현들에서, 제 2 광학 흡수체 구조체의 적어도 일부는 실질적으로 분할된 광학 흡수체 섹션들 사이의 적어도 하나의 갭과 동일한 크기 및 형상일 수 있다.

[0012] 본 개시물에 설명된 주제의 다른 혁신적인 양상은 전기기계 시스템(EMS) 디바이스를 제조하는 방법으로 구현될 수 있는데, 이 방법은, 기판 위에 제 1 유전체 층을 형성하는 단계, 제 1 유전체 층 위에 제 1 전극 층을 형성하는 단계, 제 1 전극 층 내에 복수의 절연 전극 세그먼트들을 형성하는 단계, 복수의 절연 전극 세그먼트들 위에 제 2 유전체 층을 형성하는 단계, 및 제 2 유전체 층 위에 제 2 전극 층을 형성하는 단계를 포함한다.

[0013] 일부 구현들에서, 복수의 절연 전극 세그먼트들을 형성하는 단계는, 제 1 전극 층을 통해 연장하는 2개의 실질적으로 수직인 컷들(cuts)에 의해 분할된 4개의 절연된 전기 세그먼트들의 그룹을 형성하기 위해 제 1 전극 층을 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제 1 유전체 층을 형성하는 단계는 유전체 층들의 적층체를 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 유전체 층들의 적층체는 제 1 굴절률을 갖는 제 1 재료를 포함하는 제 1 유전체 서브층 및 제 2 굴절률을 갖는 제 2 재료를 포함하는 제 2 유전체 서브층을 포함하고, 제 1 굴절률은 제 2 굴절률보다 더 크다.

[0014] 본 개시물에 설명된 주제의 다른 혁신적인 양상은 전기기계 시스템(EMS) 디바이스에서 구현될 수 있는데, 이 전기기계 시스템(EMS) 디바이스는, 기판에 의해 지지되는 제 1 전극, 갭 만큼 제 1 전극으로부터 분리된 이동가능 층, 이동가능 층에 의해 지지되는 제 2 전극 ― 제 1 전극 또는 제 2 전극 중 하나는 이동가능 층의 안정적인 포지션들의 범위를 증가시키기 위해 이동가능 층 내에 있는 전하의 불균형 축적을 억제하기 위한 수단을 포함하는 부유 전극(floating electrode)이고, 제 1 전극 또는 제 2 전극 이외의 것은 제 1 구동 전극으로서 기능함 ―, 및 제 2 구동 전극 ― 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극 사이의 전압의 인가는 이동가능 층을 정전기적으로 변위시킴 ― 을 포함한다.

[0015] 일부 구현들에서, 부유 전극은 분할 전극일 수 있고, 여기서 억제 수단은 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극 사이에 위치된 복수의 절연 전극 세그먼트들을 포함하고, 복수의 절연 전극 세그먼트들 각각은 제 1 구동 전극 및 제 2 구동 전극 둘 다로부터 그리고 다른 절연 전극 세그먼트들로부터 전기적으로 절연된다. 추가적인 구현들에서, 제 1 구동 전극 및 분할 전극은 제 1 커패시터를 형성할 수 있고, 제 2 구동 전극 및 분할 전극은 제 1 커패시터와 직렬로 제 2 커패시터를 형성할 수 있다.

[0016] 일부 구현들에서, 제 2 전극은 분할 전극일 수 있고, 이동가능 층은 제 2 구동 전극 ― 구동 전극과 제 1 전극 사이에 전압의 인가는 이동가능 층을 정전기적으로 변위시키고, 복수의 절연 전극 세그먼트들은 제 2 구동 전극과 고정 전극 사이에 위치됨 ―, 및 제 2 구동 전극과 제 1 전극 사이에 위치된 유전체 층 ― 복수의 절연 전극 세그먼트들 각각은 제 2 구동 전극으로부터 그리고 다른 절연 전극 세그먼트들로부터 둘 다로부터 전기적으로 절연됨 ― 을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제 1 전극은 복수의 절연 전극 세그먼트들을 포함하는 분할된 광학 흡수체일 수 있으며, 여기서 제 2 구동 전극은 분할된 광학 흡수체로부터 전기적으로 절연되고, 분할된 광학 흡수체는 고정 전극과 제 2 전극 사이에 배치된다.

[0017] 본 개시물에 설명된 청구 대상의 하나 이상의 구현들의 세부사항들은 첨부한 도면들 및 이하의 설명에서 기술된다. 비록 본 개시에 제공된 예들이 EMS 및 MEMS 기반 디스플레이들과 관련하여 주로 기술되었지만, 본 개시에 제공된 개념들은 다른 타입의 디스플레이들, 이를 테면, 액정 디스플레이들, 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이들 및 전계 방출 디스플레이들에 적용될 수 있다. 다른 특징들, 양상들 및 장점들이 상세한 설명, 도면 및 청구항으로부터 명백하게 될 것이다. 이하의 도면들의 상대적인 치수들은 실척대로 도시되지 않을 수 있음을 주목해야 한다.

[0018] 도 1은 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 디스플레이 엘리먼트들의 시리즈들 또는 어레이에서 2개의 인접한 IMOD 디스플레이 엘리먼트를 도시하는 등각도이다.
[0019] 도 2는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 3×3 엘리먼트 어레이들을 포함하는 IMOD 기반 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 나타내는 시스템 블록도이다.
[0020] 도 3은 IMOD 디스플레이 또는 디스플레이 엘리먼트에 대한 제조 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
[0021] 도 4a 내지 도 4e는 IMOD 디스플레이 또는 디스플레이 엘리먼트를 형성하는 프로세스에서 다양한 스테이지들의 단면도들이다.
[0022] 도 5a 및 도 5b는 EMS(electromechanical systems) 엘리먼트들의 어레이 및 백플레이트를 포함하는 EMS 패키지의 일부의 개략적인 확대 부분 사시도들이다.
[0023] 도 6은 아날로그 방식으로 구동되는 IMOD의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
[0024] 도 7은 절연 전극을 포함하는 아날로그 IMOD의 다른 예시의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
[0025] 도 8a는, 절연 전극이 다수의 절연 전극 세그먼트들로 분할된 아날로그 IMOD의 다른 예시의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다.
[0026] 도 8b는, 도 8a의 라인 8B-8B을 따라 취해진, 도 8a의 아날로그 IMOD의 이동가능 층의 단면도이다.
[0027] 도 9a 내지 도 9d는 절연 전극 세그먼트들을 갖는 아날로그 IMOD를 제조하는 프로세스에서 다양한 스테이지들의 단면도들이다.
[0028] 도 10은, 도 9a 내지 도 9d에 도시된 스테이지들을 포함할 수 있는, 절연 전극 세그먼트들을 갖는 아날로그 IMOD에 대한 제조 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
[0029] 도 11은 지지 암들을 포함하도록 패터닝된 이동가능 층의 일례의 단면도이다.
[0030] 도 12a는, 광학 흡수체가 다수의 절연 전극 세그먼트들로 분할된 아날로그 IMOD의 다른 예시의 일례를 나타내는 개략적인 단면이다.
[0031] 도 12b는 도 12a의 아날로그 IMOD의 예시의 광학 흡수체의 단면도이다.
[0032] 도 13a 내지 도 13c는, 절연 전극 세그먼트들을 포함하는 광학 흡수체를 갖는 아날로그 IMOD를 제조하는 예시의 프로세스에서의 다양한 스테이지들의 단면도들이다.
[0033] 도 14a 및 도 14b는, 절연 전극 세그먼트들을 포함하는 광학 흡수체의 필 팩터(fill factor)를 증가시키는 아날로그 IMOD를 제조하는 예시의 프로세스에서 추가적인 스테이지들의 단면도들이다.
[0034] 도 15는 도 14b의 아날로그 IMOD의 예시의 광학 흡수체의 단면도이다.
[0035] 도 16은, 도 13a 내지 도 13c에 도시된 스테이지들을 포함할 수 있는, 절연 전극 세그먼트들을 포함하는 광학 흡수체를 갖는 아날로그 IMOD에 대한 예시의 제조 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
[0036] 도 17a 및 도 17b는 복수의 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 예시하는 시스템 블록도들이다.
[0037] 다양한 도면들에서 동일한 참조 번호들 및 명칭들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.

[0038] 아래의 상세한 설명은 본 개시물의 혁신적인 양상들을 설명하기 위한 특정한 구현들에 관한 것이다. 그러나 당업자는 본원의 교시들이 다수의 상이한 방식들로 적용될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 설명된 구현들은, 동화상(이를테면, 비디오) 또는 정지 화상(이를테면, 스틸 이미지들)이든지 간에, 그리고 텍스트, 그래픽 또는 그림이든지 간에, 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있는 임의의 디바이스, 장치 또는 시스템에서 구현될 수 있다. 더 구체적으로, 설명된 구현들이, 모바일 전화들, 멀티미디어 인터넷 인에이블 셀룰러 전화들, 모바일 텔레비전 수신기들, 무선 디바이스들, 스마트폰들, 블루투스

디바이스들, 휴대 보조 단말기(PDA)들, 무선 전자 메일 수신기들, 핸드-헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, 태블릿들, 프린터들, 복사기들, 스캐너들, 팩시밀리 디바이스들, GPS(global positioning system) 수신기들/네비게이터들, 카메라들, 디지털 미디어 플레이어들(이를테면, MP3 플레이어들), 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 시계들, 계산기들, 텔레비전 모니터들, 플랫 패널 디스플레이들, 전자 판독 디바이스들(예를 들어, e-리더들), 컴퓨터 모니터들, 오토 디스플레이들(주행기록계 및 속도계 디스플레이들 등을 포함함), 조종석 컨트롤들 및/또는 디스플레이들, 카메라 뷰 디스플레이들(예컨대, 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, 세탁기들, 건조기들, 세탁기/건조기들, 주차요금 징수기들(parking meters), (이를테면, 비-전기기계 시스템(EMS) 애플리케이션들은 물론, 마이크로전기기계 시스템(MEMS) 애플리케이션들을 비롯한 전기기계 시스템(EMS) 애플리케이션들에서의) 패키징, 심미적 구조들(이를테면, 한점의 보석 또는 의류 상의 이미지들의 디스플레이) 및 다양한 EMS 디바이스들과 같은, (그러나, 이들에 제한되지 않음) 다양한 전자 디바이스들에 포함되거나 또는 이들과 연관될 수 있다는 점이 참작된다. 본원에서의 교시들은 또한, 전자 스위칭 디바이스들, 무선 주파수 필터들, 센서들, 가속도계들, 자이로스코프들, 움직임-감지 디바이스들, 자력계들, 가전제품에 대한 관성 컴포넌트들, 가전제품 물건들의 부품들, 버랙터들, 액정 디바이스들, 전기영동 디바이스들, 구동 방식들, 제조 프로세스들, 및 전자 테스트 장비와 같은 (그러나, 이들에 제한되지 않음) 비-디스플레이 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 따라서, 교시들은 도면들에 단독으로 도시한 구현들로 제한되는 것으로 의도되는 것이 아니라, 대신에, 당업자에게 쉽게 명백할 바와 같이, 넓은 응용가능성을 가진다.

[0039] 안정적인 포지션들의 범위에 걸쳐 EMS 디바이스의 이동가능 층을 구동시킴으로써, EMS 디바이스의 추가적인 정밀도 및 기능이 제공될 수 있다. 예를 들어, 이동가능 반사 층을 갖는 IMOD는 가능한 컬러들의 범위를 IMOD로 하여금 반사시키게 하기 위해 포지션들의 범위에 걸쳐 이동가능 반사 층을 이동시키기 위한 멀티-안정(그리고 다수의 상태들의 수가 충분히 큰 경우에는, 아날로그 또는 근접-아날로그) 방식으로 구동될 수 있다. 안정적인 포지션들의 범위는, 예를 들어, EMS 디바이스의 구조 및 컴포넌트들에 의존할 수 있지만, EMS 디바이스의 제조시의 불안정성들 또는 변동에 의해 또한 영향을 받을 수 있다. 일부 EMS 디바이스들에서, 약간의 회전 불안정성은, 이동가능 층이 포지션들의 안정적인 범위의 엣지 근처에 있을 때, 이동가능 층 상에서의 불균형 전하 축적으로 인해, 정전기적으로 변위된 이동가능 층의 의도치 않은 주저앉음을 야기할 수 있어서, 이동가능 층의 틸팅(tilting) 및 후속 주저앉음을 유도한다. 이러한 EMS 디바이스의 안정적인 포지션들의 실제 범위는 동일한 설계의 EMS 디바이스에 대한 안정적인 포지션들의 이론적 범위보다 훨씬 미만일 수 있다. 이동가능 층 내의 전극을 전기적으로 절연된 전극 세그먼트들로 분할함으로써, 회전 불안정성으로부터 초래되는 전하 축적의 일부는, EMS 디바이스의 이동가능 층에서의 회전 모멘트에 덜 미치는 포지션들로 제약될 수 있으며, 이는 EMS 디바이스의 안정적인 포지션들의 범위를 증가시킨다.

[0040] 본 개시물에 설명된 주제의 특정 구현들은, 이하의 잠재적인 이점들 중 하나 또는 그 초과를 실현하기 위해 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 2개의 수직 축들을 따라 이동가능 전극을 나누는 것(dividing)은 전체 전극 면적에 있어서의 실질적인 감소 없이 EMS 디바이스의 안정적인 범위에서의 현저한 증가를 제공한다. EMS 디바이스가 멀티-안정 방식으로 구동되도록 구성된 IMOD인 구현들에서, 멀티-안정 IMOD의 안정적인 주행 범위를 연장하는 것은, 멀티-안정 IMOD에 의해 반사될 수 있는 컬러들의 범위를 확장시킬 수 있다.

[0041] 설명된 구현들이 적용될 수 있는 적합한 EMS 또는 MEMS 디바이스 또는 장치의 예로 반사성 디스플레이 디바이스가 있다. 반사형 디스플레이 디바이스는 광학 간섭의 원리들을 사용하여, 입사된 광을 선택적으로 흡수하고 그리고/또는 반사하기 위해 구현될 수 있는 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 엘리먼트들을 포함할 수 있다. IMOD 디스플레이 엘리먼트들은 부분 광 흡수기, 흡수기에 대하여 이동가능한 반사기, 및 흡수기와 반사기 사이에 정의된 광학 공진 캐비티를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 반사기는 2개 또는 그 초과의 상이한 포지션들로 이동될 수 있고, 이는 광학 공진 캐비티의 사이즈를 변화시켜, 이에 따라 IMOD의 반사율에 영향을 미칠 수 있다. IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 반사 스펙트럼들(reflectance spectrums)은 가시 파장들에 걸쳐 시프트될 수 있어 상이한 컬러들을 생성할 수 있는 상당히 광범위한 스펙트럼 대역들을 생성할 수 있다. 스펙트럼 대역의 포지션은 광학 공진 캐비티의 두께를 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 광학 공진 캐비티를 변화시키는 일 방식은 흡수기에 대해 반사기의 포지션을 변화시킴으로써 이루어진다.

[0042] 도 1은 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 디스플레이 엘리먼트들의 시리즈 또는 어레이의 두 인접한 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 도시한 등각도이다. IMOD 디스플레이 디바이스는 하나 또는 그 초과의 간섭계 EMS, 이를테면, MEMS 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 이들 디바이스들에서, 간섭계MEMS 디스플레이 엘리먼트들은 밝은(bright) 상태 또는 어두운(dark) 상태로 구성될 수 있다. 밝은("릴렉스(relaxed)", "개방(open)" 또는 "온(on)" 등) 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시광의 상당 부분을 반사한다. 반대로, 어두운("작동(actuated)", "폐쇄(closed)" 또는 "오프(off)" 등) 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시광을 거의 반사하지 않는다. MEMS 디스플레이 엘리먼트들은 블랙 앤 화이트(black 및 white) 이외에도 컬러 디스플레이를 가능하게 하는 특정한 광의 파장들에서 대부분 반사하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 다수의 디스플레이 엘리먼트들을 사용함으로써, 회색 음영 및 원색들의 다양한 강도들이 달성될 수 있다.

[0043] IMOD 디스플레이 디바이스는 로우(raw) 및 컬럼(column)으로 배열될 수 있는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수 있다. 어레이의 각 디스플레이 엘리먼트는, 에어 갭(또한 광학 갭, 캐비티 또는 광학 공진 캐비티로 지칭됨)을 형성하기 위해, 서로로부터 가변적이고 제어가능한 거리에 위치된 적어도 한 쌍의 반사 및 부분 반사 층들, 이를테면, 이동가능 반사 층(즉, 기계적 층으로도 지칭되는 이동가능 층) 및 고정된 부분적 반사 층(즉, 고정 층)을 포함할 수 있다. 이동가능 반사 층은 적어도 2개의 위치들 사이에서 이동될 수 있다. 예를 들어, 제 1 위치에서, 즉, 릴렉스 위치에서, 이동가능 반사 층은 고정된 부분적 반사 층으로부터 떨어져서 위치될 수 있다. 제 2 위치, 즉, 작동 위치에서, 이동가능 반사 층은 부분적 반사 층에 더 가깝게 위치될 수 있다. 2개의 층들로부터 반사되는 입사광이 입사광의 파장(들) 및 이동가능 반사 층의 위치에 따라 보강적으로(constructively) 및/또는 상쇄적으로(destructively) 간섭할 수 있어, 각 디스플레이 엘리먼트에 대한 전반사(overall reflective) 또는 무반사(non-reflective) 상태를 생성한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트는 비작동일 때 반사 상태에 있을 수 있어 가시 스펙트럼내의 광을 반사하며, 작동일 때 어두운 상태에 있을 수 있어, 가시 범위 내의 광을 흡수하고 그리고/또는 상쇄적으로 간섭한다. 그러나, 일부 다른 구현들에서, IMOD 디스플레이 엘리먼트는 비작동일 때 어두운 상태에 있을 수 있고, 작동일 때 반사 상태에 있을 수도 있다. 일부 구현들에서, 인가 전압의 도입이 디스플레이 엘리먼트들을 구동하여 상태들을 변화시킬 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 인가 전하가 디스플레이 엘리먼트들을 구동하여 상태들을 변화시킬 수 있다.

[0044] 도 1의 어레이의 도시된 부분은 IMOD 디스플레이 엘리먼트들(12)의 형태인 2개의 인접한 간섭계 MEMS 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. (도시된 바와 같이) 우측의 디스플레이 엘리먼트(12)에서, 이동가능 반사 층(14)은 광학 스택(16) 근처의, 이에 인접한 또는 이에 접촉한 작동 위치에 도시된다. 우측의 디스플레이 엘리먼트(12)에 걸리게 인가된 전압(V_bias)은 작동 위치로 이동가능 반사 층(14)을 이동 및 또한 유지하기에 충분하다. (도시된 바와 같이) 좌측의 디스플레이 엘리먼트(12)에서, 이동가능 반사 층(14)은, 부분적 반사 층을 포함하는 광학 스택(16)으로부터 떨어진 (떨어진 거리는 설계 파라미터에 기반하여 미리결정될 수 있음) 릴렉스 위치에 도시되어 있다. 좌측의 디스플레이 엘리먼트(12)에 걸리게 인가된 전압(V₀)은, 우측의 디스플레이 엘리먼트(12)에 대한 것과 같이, 작동 포지션에 대한 이동가능 반사 층(14)의 작동이 야기되게 하기에는 불충분하다.

[0045] 도 1에서, IMOD 디스플레이 엘리먼트(12)의 반사 특성들은 일반적으로, IMOD 디스플레이 엘리먼트들(12) 상에 입사하는 광(13), 및 좌측의 디스플레이 엘리먼트(12)로부터 반사하는 광(15)을 나타내는 화살표들로 예시된다. 디스플레이 엘리먼트들(12)상에 입사하는 대부분의 광(13)이 투명 기판(20)을 투과해서 광학 스택(16) 쪽으로 향할 수 있다. 광학 스택(16) 상에 입사하는 광의 일부가 광학 스택(16)의 부분적 반사 층을 투과할 것이고, 일부는 투명 기판(20)을 통해 다시 반사될 수 있다. 광학 스택(16)을 투과한 광(13)의 일부는 다시 투명 기판(20)을 향해 (그리고 이를 통해) 이동가능 반사 층(14)으로부터 반사될 수 있다. 광학 스택(16)의 부분적 반사 층으로부터 반사되는 광과 이동가능 반사 층(14)으로부터 반사되는 광 사이의 간섭(보강 및/또는 상쇄)은 디바이스의 뷰잉 또는 기판 측 상의 디스플레이 엘리먼트(12)로부터 반사된 광(15)의 파장(들)의 강도를 부분적으로 결정할 것이다. 일부 구현들에서, 투명 기판(20)은 유리 기판(때때로 유리 플레이트 또는 패널로 지칭됨)일 수 있다. 유리기판은 예를 들어, 붕규산 유리, 소다 석회 유리, 석영, 파이렉스 또는 다른 적절한 유리 재료이거나 이를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 유리 기판은 0.3, 0.5 또는 0.7 밀리미터의 두께를 가질 수 있지만, 일부 구현들에서 유리 기판은 (수 십 밀리미터 같이) 더 두껍거나 (0.3밀리미터 미만과 같이) 더 얇을 수 있다. 일부 구현들에서, 비유리 기판, 이를테면 폴리 카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 또는 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK) 기판이 사용될 수 있다. 이러한 구현에서, 비유리 기판은 아마도 0.7 밀리미터 미만의 두께를 가질 수 있지만, 기판은 설계 고려사항들에 따라 더 두꺼울 수 있다. 일부 구현들에서, 불투명 기판, 이를테면, 금속 호일 또는 스테인리스 스틸계 기판이 사용될 수 있다. 예를 들어, 부분적으로 투과적이고 부분적으로 반사적인 이동가능한 층 및 고정 반사 층을 포함하는 리버스-IMOD 기반 디스플레이가 도 1의 디스플레이 엘리먼트들(12)로서 기판의 대향 측으로부터 뷰잉되도록 구성될 수 있고 불투명 기판에 의해 지지될 수 있다.

[0046] 광학 스택(16)은 단일 층 또는 여러 층들을 포함할 수 있다. 층(들)은 전극 층, 부분적 반사 및 부분적 투과 층 및 투명 유전체 층 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)은 전기적으로 도전성이고, 부분적으로 투명하고, 부분적으로 반사성이고, 예를 들어, 상기 층들 중 하나 또는 그 초과를 투명 기판(20)상에 증착함으로써 제조될 수 있다. 전극 층은 다양한 재료들, 예컨대 다양한 금속들, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO)로부터 형성될 수 있다. 부분적 반사 층은, 다양한 금속들(예를 들어, 크롬 및/또는 몰리브덴), 반도체들 및 유전체들과 같이 부분적으로 반사성인 다양한 재료들로 형성될 수 있다. 부분적 반사 층은 재료들의 하나 또는 그 초과의 층들로 형성될 수 있고, 층들 각각은 단일 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 스택(16)의 특정 부분들은 부분적 광 흡수기(optical absorber) 및 전기 도체 둘 다로서 역할을 하는 금속 또는 반도체의 단일 반투명 두께를 포함할 수 있지만, (예를 들어, 광학 스택(16) 또는 디스플레이 엘리먼트의 다른 구조들의) 서로 다른, 전기적으로 더욱 도전성인 층들 또는 부분들이 IMOD 디스플레이 엘리먼트들 사이에서 신호들을 버싱(bus)하는 역할을 할 수 있다. 광학 스택(16)은 또한 하나 또는 그 초과의 도전 층들 또는 전기적으로 도전성/부분적 흡수성인 층을 커버하는 하나 또는 그 초과의 절연 또는 유전체 층들을 포함할 수 있다.

[0047] 일부 구현들에서, 광학 스택(16)의 층(들) 중 적어도 일부는 병렬 스트립들로 패터닝될 수 있고, 아래에 추가로 설명되는 바와 같이, 디스플레이 디바이스에서 로우 전극들을 형성할 수 있다. 당업자에 의해 이해될 바와 같이, 용어 "패터닝된(patterned)"은 에칭 프로세스들 뿐만 아니라 마스킹을 지칭하는 것으로 본원에서 사용된다. 일부 구현들에서, 알루미늄(Al)과 같은 높은 도전성 및 반사성 재료가 이동가능 반사 층(14)에 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 디스플레이 디바이스에서 컬럼 전극들을 형성할 수 있다. 이동가능 반사 층(14)은 증착된 금속 층 또는 금속 층들의 일련의 평행한 스트립들(광학 스택(16)의 로우 전극들에 직교함)로서 형성되어, 지지부들, 이를테면, 도시된 포스트들(18)의 상부에 증착된 컬럼들 및 포스트들(18) 사이에 위치된 중간 희생 재료를 형성할 수 있다. 희생 재료가 에칭될 때, 이동가능 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에, 정의된 갭(19), 또는 광학 캐비티가 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 포스트들(18) 사이의 간격(spacing)은 대략 1 내지 1000㎛일 수 있지만, 대략적으로 갭(19)은 10,000 옹스트롬(Å) 미만일 수 있다.

[0048] 일부 구현들에서, 작동 상태이든 또는 릴렉스 상태이든 간에, 각각의 IMOD 디스플레이 엘리먼트는 고정 및 이동 반사 층들에 의해 형성된 커패시터로 간주될 수 있다. 어떠한 전압도 인가되지 않을 때, 이동가능 반사 층(14)은 이동가능 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에 갭(19)을 가진 채로, 도 1의 좌측의 디스플레이 엘리먼트(12)에 의해 예시되어 있는 바와 같이, 기계적으로 릴렉스 상태로 유지된다. 그러나, 전위차, 즉, 전압이 선택된 로우 및 컬럼 중 적어도 하나에 인가될 때, 대응하는 디스플레이 엘리먼트에서 로우와 컬럼 전극들의 교차점에 형성된 커패시터는 충전되고, 정전기력들은 전극들을 서로 끌어당긴다. 인가 전압이 임계치를 초과하면, 이동가능 반사 층(14)은 변형되어 광학 스택(16) 근처로 또는 광학 스택(16)과 맞닿게 이동할 수 있다. 광학 스택(16)내의 유전체 층(미도시)은, 도 1의 우측의 작동된 디스플레이 엘리먼트(12)에 의해 예시된 바와 같이, 층들(14 및 16) 간의 단락을 방지하고 이들 간의 분리 거리를 제어할 수 있다. 이 거동(behavior)은 인가된 전위차의 극성에 관계없이 동일할 수 있다. 일부 경우들에서, 어레이에서의 일련의 디스플레이 엘리먼트들을 "로우" 또는 컬럼"으로 칭할 수 있지만, 당업자는 일 방향을 "로우"로 칭하고 다른 방향을 "컬럼"으로 칭하는 것이 임의적이라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 다시 말해, 일부 배향들에서, 로우들은 컬럼들로 고려될 수 있고, 컬럼들은 로우들로 고려될 수 있다. 일부 구현들에서, 로우들이 "공통" 라인들로 지칭될 수 있고 컬럼들이 "세그먼트" 라인들로 지칭될 수 있거나, 그 반대도 마찬가지이다. 또한, 디스플레이 엘리먼트들은 직교 로우들 및 컬럼들("어레이")로 균일하게 배열될 수 있거나, 예를 들어, 서로에 관하여 특정한 위치 오프셋들을 갖는 비선형 구성들("모자이크")로 배열될 수 있다. 용어들 "어레이" 및 "모자이크"는 각 구성을 지칭할 수 있다. 따라서, 디스플레이를 "어레이" 또는 "모자이크"를 포함하는 것으로 지칭되더라도, 엘리먼트들 자체가, 어느 경우에 있어서는, 서로 직교로 배열되거나 균일한 분포로 배치되지 않아도 되지만, 비대칭 형상들 및 불균일하게 분포된 엘리먼트들을 갖는 배열들을 포함할 수 있다.

[0049] 도 2는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 3 × 3 엘리먼트 어레이를 포함하는 IMOD 기반 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 나타내는 시스템 블록도이다. 전자 디바이스는 하나 또는 그 초과의 소프트웨어 모듈들을 실행하도록 구성될 수 있는 프로세서(21)를 포함한다. 운영 시스템의 실행에 부가하여, 프로세서(21)는 웹 브라우저, 전화 애플리케이션, 이메일 프로그램, 또는 임의의 다른 소프트웨어 애플리케이션을 포함하는 하나 또는 그 초과의 소프트웨어 애플리케이션을 실행하도록 구성될 수 있다.

[0050] 프로세서(21)는 어레이 드라이버(22)와 통신하도록 구성될 수 있다. 어레이 드라이버(22)는 신호들을 예를 들어, 디스플레이 어레이 또는 패널(30)에 제공하는 로우 드라이버 회로(24) 및 컬럼 드라이버 회로(26)를 포함할 수 있다. 도 1에 예시된 IMOD 디스플레이 디바이스의 단면이 도 2의 라인 1-1에 의해 도시된다. 도 2가 명확화를 위해 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 3×3 어레이를 도시하지만, 디스플레이 어레이(30)는 매우 많은 수의 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 포함할 수 있고, 로우들에서, 컬럼들에서와는 상이한 수의 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 가질 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.

[0051] 도 3은 IMOD 디스플레이 또는 디스플레이 엘리먼트에 대한 제조 프로세스(80)를 예시하는 흐름도이다. 도 4a 내지 도 4e는 IMOD 디스플레이 또는 디스플레이 엘리먼트를 형성하기 위한 제조 프로세스(80)에서 다양한 스테이지들의 단면 도면들이다. 일부 구현들에서, 제조 프로세스(80)는 IMOD 디스플레이들 또는 디스플레이 엘리먼트들과 같은 하나 또는 그 초과의 EMS 디바이스들을 제조하도록 구현될 수 있다. 이러한 EMS 디바이스의 제조는 또한 도 3에 도시되지 않은 다른 블록들을 포함할 수 있다. 프로세스(80)는 기판(20) 위에 광학 스택(16)의 형성을 통해 블록(82)에서 시작한다. 도 4a는 기판(20) 위에 형성된 이러한 광학 스택(16)을 예시한다. 기판(20)은 유리와 같은 투명 기판 또는 도 1을 참조하여 앞서 논의된 재료들과 같은 플라스틱일 수 있다. 기판(20)은, 플렉서블하거나 또는 비교적 단단하고 구부려지지 않을 수 있으며, 세정(cleaning)과 같은 사전 준비 프로세스들이 행해졌을 수도 있어서 광학 스택(16)의 효율적인 형성을 용이하게 할 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 광학 스택(16)은 전기적으로 도전성이고, 부분적으로 투명하고, 부분적으로 반사성이며, 그리고 부분적으로는 흡수성일 수 있고, 예를 들어, 원하는 특징들을 갖는 하나 또는 그 초과의 층들을 투명 기판(20) 상으로 증착시킴으로써 제조될 수 있다.

[0052] 도 4a에서, 광학 스택(16)은 서브층들(16a 및 16b)을 갖는 멀티층 구조를 포함할 수 있지만, 몇몇 다른 구현들에는 그보다 많은 또는 그보다 적은 수의 서브-층들이 포함될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a 및 16b) 중 하나는, 조합된 컨덕터/흡수기 서브-층(16a)과 같이 광학적으로 흡수성 특성 그리고 전기적으로 도전성 특성들 모두를 가지고 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a 및 16b) 중 하나는 몰리브덴-크롬(몰리크롬 또는 MoCr), 또는 적절한 복합 굴절률을 갖는 다른 재료들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 서브-층들(16a 및 16b) 중 하나 또는 그 초과는 병렬 스트립들로 패터닝될 수 있고, 그리고 디스플레이 디바이스 내에 로우(row) 전극들을 형성할 수 있다. 이러한 패터닝은 마스킹 및 에칭 프로세스 또는 당업계에 알려진 다른 적합한 프로세스에 의해 수행될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a-16b) 중 하나는, (하나 또는 그 초과의 반사성 및/또는 도전성 층들과 같은) 하나 또는 그 초과의 하부 금속 및/또는 산화물 층들 위에 증착된 절연 또는 유전체 층, 예를 들어, 상부 서브-층(16b)일 수 있다. 이에 더해, 광학 스택(16)은 디스플레이의 로우들을 형성하는 개별적인 병렬 스트립들로 패터닝될 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(16a 및 16b)이 도 4a 내지 도 4e에서는 약간 두껍게 도시되었음에도 불구하고, 광학적으로 흡수성 층과 같은 광학 스택의 서브-층들 중 적어도 하나는 (예를 들어, 본 개시물에서 도시된 다른 층들과 비교하여) 꽤 얇을 수 있다.

[0053] 프로세스(80)는 광학 스택(16) 위에 희생층(25)의 형성을 통해 블록(84)에서 계속한다. 희생층(25)이 캐비티(19)를 형성하기 위해 이후에 제거되기 때문에(블록 90 참조), 희생층(25)은 결과로 초래되는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들에는 도시되지 않는다. 도 4b는 광학 스택(16) 위에 형성된 희생층(25)을 포함하는 부분적으로 제조된 디바이스를 예시한다. 광학 스택(16) 위의 희생층(25)의 형성은, 후속 제거 이후에 원하는 설계 크기를 갖는 갭 또는 캐비티(19)(또한, 도 4e 참조)를 제공하도록 선택된 두께로 몰리브덴(Mo) 또는 비정질 실리콘(Si)과 같은 크세논 디플루오라이드(XeF₂)-에칭가능한 재료의 증착을 포함할 수 있다. 희생 재료의 증착은, 증착 기법들, 예를 들어, 물리적 기상 증착(스퍼터링과 같은 수많은 상이한 기법들을 포함하는 PVD), 플라즈마-강화된 화학 기상 증착(PECVD), 열 화학 기상 증착(열적 CVD), 또는 스핀-코팅을 이용하여 수행될 수 있다.

[0054] 프로세스(80)는 지지 포스트(18)와 같은 지지 구조체의 형성을 통해 블록(86)에서 계속된다. 지지 포스트(18)의 형성은, 지지 구조체 애퍼쳐를 형성하기 위해 희생층(25)을 패터닝하는 것, 그후 PVD, PECVD, 열적 CVD, 또는 스핀-코팅과 같은 증착 방법을 이용하여 지지 포스트(18)를 형성하기 위해 개구 내부로 (실리콘 산화물과 같은 무기 재료 또는 폴리머와 같은) 재료를 증착하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 희생층 내에 형성된 지지 구조체 애퍼쳐는 희생층(25) 및 광학 스택(16) 둘 다를 관통하여 하부 기판(20)까지 연장할 수 있어서, 이에 따라 지지 포스트(18)의 하부 엔드는 기판(20)에 접촉한다. 대안적으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 희생층(25) 내에 형성된 개구는 희생층(25)을 관통하지만 광학 스택(16)을 관통하지는 않고 연장할 수 있다. 예를 들어, 도 4e는 광학 스택(16)의 상부 표면과 접촉하는 지지 포스트들(18)의 하부 엔드들을 예시한다. 지지 포스트(18) 또는 다른 지지 구조체들은, 희생층(25) 위에 지지 구조체 재료의 층을 증착하고 그리고 희생층(25) 내의 애퍼쳐들로부터 이격하여 위치된 지지 구조체 재료의 부분들을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 지지 구조체들은, 애퍼쳐들 내에 위치될 수 있지만, 도 4c에 예시된 바와 같이, 또한 희생층(25)의 일부 위에서 적어도 부분적으로 연장할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 희생층(25) 및/또는 지지 포스트들(18)의 패터닝은, 마스킹 및 에칭 프로세스에 의해 수행될 수 있지만, 또한 대안적인 패터닝 방법들에 의해 수행될 수도 있다.

[0055] 프로세스(80)는, 도 4d에 예시된 이동가능 반사층(14)과 같은 이동가능 반사층 또는 멤브레인의 형성으로 블록(88)에서 계속한다. 이동가능 반사층(14)은, 하나 또는 그 초과의 패터닝, 마스킹 및/또는 에칭 단계들과 함께, 예를 들어, (예를 들어, 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 다른 반사성 재료들과 같은) 반사층 증착을 포함하는 하나 또는 그 초과의 증착 단계들을 채용함으로써 형성될 수 있다. 이동가능 반사층(14)은, 예를 들어, 디스플레이의 컬럼들을 형성하는 개별 및 병렬 스트립들로 패터닝될 수 있다. 이동가능 반사층(14)은 전기적으로 도전성일 수 있고, 전기적으로 도전성 층으로서 지칭될 수 있다. 일부 구현들에서, 이동가능 반사층(14)은 도 4d에 도시된 바와 같이 복수의 서브-층들(14a, 14b, 및 14c)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 서브-층들(14a 및 14c)과 같은 서브-층들 중 하나 또는 그 초과는 자신의 광학 특성들에 대해 선택된 매우 반사성인 서브-층들을 포함할 수 있고, 다른 서브-층(14b)은 자신의 기계적 특성들에 대해 선택된 기계적 서브-층을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 기계적 서브-층은 유전체 재료를 포함할 수 있다. 희생층(25)이 블록(88)에서 형성된 부분적으로 제조된 IMOD 디스플레이 엘리먼트에 여전히 존재하기 때문에, 이동가능 반사층(14)은 통상적으로 이 스테이지에서는 이동가능하지 않다. 희생층(25)을 포함하는 부분적으로 제조된 IMOD 디스플레이 엘리먼트는 또한 "릴리즈되지 않은(unreleased)" IMOD로서 본원에서 지칭될 수 있다.

[0056] 프로세스(80)는 캐비티(19)의 형성을 통해 블록(90)에서 계속한다. 캐비티(19)는 (블록 84에서 증착된) 희생 재료(25)를 에천트에 노출시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, Mo 또는 비정질 Si와 같은 에칭가능 희생 재료는, 재료의 원하는 양을 제거하기 위해 효율적인 시간 기간동안 고체 XeF₂로부터 도출된 증기들과 같은 기체 또는 증기 에천트에 희생층(25)을 노출시킴으로써 건식 화학 에칭에 의해 제거될 수 있다. 희생 재료는 통상적으로 캐비티(19)를 둘러싸는 구조들에 대해 선택적으로 제거된다. 습식 에칭 및/또는 플라즈마 에칭과 같은 다른 에칭 방법들이 또한 이용될 수 있다. 희생층(25)이 블록(90) 동안 제거되기 때문에, 이동가능 반사층(14)은 통상적으로 이 스테이지 이후에 이동가능하다. 희생 재료(25)의 제거 이후에, 결과로 초래되는 완전하게 또는 부분적으로 제조된 IMOD 디스플레이 엘리먼트는 본원에서 "릴리즈된(released)" IMOD로 지칭될 수 있다.

[0057] 일부 구현들에서, IMOD-기반 디스플레이와 같은 EMS 컴포넌트 또는 디바이스의 패키징은, (기계적 간섭으로부터 또는 잠재적으로 손상되는 기판들로부터와 같은) 손상으로부터 EMS 컴포넌트들을 보호하도록 구성될 수 있는 백플레이트(대안적으로, 백플레인, 후면 유리 또는 리세스 유리(recessed glass)로 지칭됨)를 포함할 수 있다. 백플레이트는 또한, 드라이버 회로, 프로세서들, 메모리, 상호접속 어레이들, 베이퍼 배리어들, 제품 하우징 등을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 광범위한 컴포넌트들에 대한 구조적 지지체를 제공할 수 있다. 일부 구현들에서, 백플레이트의 이용은 컴포넌트들의 통합을 용이하게 할 수 있고, 이에 의해 휴대용 전자 디바이스의 체적, 중량, 및/또는 제조 비용들을 감소시킬 수 있다.

[0058] 도 5a 및 도 5b는 EMS 엘리먼트들의 어레이(36) 및 백플레이트(92)를 포함하는 EMS 패키지(91)의 일부의 개략적인 확대 부분 사시도들이다. 도 5a는 백플레이트(92)의 특정 부분들을 더 잘 예시하기 위해 절단된 백플레이트(92)의 2개의 코너들을 갖는 것으로 도시되지만, 도 5b는 절단된 코너들 없이 나타난다. EMS 어레이(36)는, 기판(20), 지지 포스트들(18), 및 이동가능 층(14)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, EMS 어레이(36)는 투명 기판상에서 하나 또는 그 초과의 광학적 스택 부분들(16)을 갖는 IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수 있고, 이동가능 층(14)은 이동가능 반사 층으로서 구현될 수 있다.

[0059] 백플레이트(92)는 본질적으로 평면일 수 있거나 또는 적어도 하나의 굴곡 표면(contoured surface)을 가질 수 있다(예를 들어, 백플레이트(92)는 오목부들 및/또는 돌출부들을 가지고 형성될 수 있다). 백플레이트(92)는, 투명하든 또는 불투명하든, 도전성이든 또는 절연성이든지 간에, 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 백플레이트(92)에 대한 적합한 재료들은, 유리, 플라스틱, 세라믹들, 폴리머들, 라미네이트들, 금속들, 금속 포일들, 코발(Kovar) 및 도금된 코발을 포함한다(그러나, 이에 제한되지 않음).

[0060] 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 백플레이트(92)는, 부분적으로 또는 전체적으로 백플레이트(92) 내에 임베딩될 수 있는 하나 또는 그 초과의 백플레이트 컴포넌트들(94a 및 94b)을 포함할 수 있다. 도 5a에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 백플레이트 컴포넌트(94a)는 백플레이트(92) 내에 임베딩된다. 도 5a 및 도 5b에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 백플레이트 컴포넌트(94b)는 백플레이트(92)의 표면 내에 형성된 오목부(93) 내에 배치된다. 일부 구현들에서, 백플레이트 컴포넌트들(94a 및/또는 94b)은 백플레이트(92)의 표면으로부터 돌출할 수 있다. 백플레이트 컴포넌트(94b)는 기판(20)에 대면하는 백플레이트(92)의 측면 상에 배치되며, 다른 구현들에서, 백플레이트 컴포넌트들은 백플레이트(92)의 반대 측면 상에 배치될 수 있다.

[0061] 백플레이트 컴포넌트들(94a 및/또는 94b)은, 트랜지스터들, 커패시터들, 인덕터들, 저항기들, 다이오드들, 스위치들과 같은 하나 또는 그 초과의 능동 또는 수동 전기 컴포넌트들, 및/또는 패키징된, 표준 또는 별도의 IC와 같은 집적 회로들(IC들)을 포함할 수 있다. 다양한 구현들에서 이용될 수 있는 백플레이트 컴포넌트들의 다른 예시들은, 안테나들, 배터리들, 센서들(예를 들어, 전기적, 터치, 광학적, 또는 화학적 센서들), 또는 박막 증착된 디바이스들을 포함한다.

[0062] 일부 구현들에서, 백플레이트 컴포넌트들(94a 및/또는 94b)은 EMS 어레이(36)의 부분들과 전기 통신할 수 있다. 트레이스들, 범프들, 포스트들, 또는 비아들과 같은 도전성 구조물들은, 백플레이트(92) 또는 기판(20) 중 하나 또는 둘 다 상에 형성될 수 있고, EMS 어레이(36)와 백플레이트 컴포넌트들(94a 및/또는 94b) 사이에 전기 접속들을 형성하기 위해 서로 또는 다른 도전성 컴포넌트들을 접촉할 수 있다. 예를 들어, 도 5b는 EMS 어레이(36) 내에서 이동가능 층들(14)로부터 상향하여 연장하는 전기 콘택들(98)과 정렬될 수 있는 하나 또는 그 초과의 도전성 비아들(96)을 백플레이트(92) 상에 포함한다. 일부 구현들에서, 백플레이트(92)는 또한 백플레이트 컴포넌트들(94a 및/또는 94b)을 EMS 어레이(36)의 다른 컴포넌트들로부터 전기적으로 절연시키는 하나 또는 그 초과의 절연 층들을 포함할 수 있다. 백플레이트(92)는 증기-침투 재료들로 형성되는 일부 구현들에서, 백플레이트(92)의 내부 표면은 베이퍼 배리어(vapor barrier)(미도시)로 코팅될 수 있다.

[0063] 백플레이트 컴포넌트들(94a 및 94b)은 EMS 패키지(91)에 들어갈 수 있는 임의의 수분을 흡수하도록 동작하는 하나 또는 그 초과의 건조제들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 건조제(또는 다른 수분 흡수 재료들, 예를 들어, 게터)는, 예를 들어, 접착제로 백플레이트(92)에 (또는 그 내부에 형성된 오목부 내에) 탑재된 시트로서, 임의의 다른 백플레이트 컴포넌트들로부터 별도로 제공될 수 있다. 대안적으로, 건조제는 백플레이트(92)에 통합될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 건조제는, 예를 들어, 스프레이-코팅, 스크린 프린팅, 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 다른 백플레이트 컴포넌트들 위에 직접적으로 또는 간접적으로 도포될 수 있다.

[0064] 일부 구현들에서, EMS 어레이(36) 및/또는 백플레이트(92)는, 백플레이트 컴포넌트들과 디스플레이 엘리먼트들 사이의 거리를 유지하고 그에 의해 이들 컴포넌트들 사이에서의 기계적 간섭을 방지하는 기계적 스탠드오프들(97)을 포함할 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 예시된 구현에서, 기계적 스탠드오프들(97)은 EMS 어레이(36)의 지지 포스트들(18)과 정렬된 백플레이트(92)로부터 돌출하는 포스트들로서 형성된다. 대안적으로 또는 이에 더해, 레일들 또는 포스트들과 같은 기계적 스탠드오프들은 EMS 패키지(91)의 엣지들을 따라 제공될 수 있다.

[0065] 도 5a 및 도 5b에 예시되지 않지만, EMS 어레이(36)를 부분적으로 또는 완전하게 둘러싸는 시일(seal)이 제공될 수 있다. 백플레이트(92) 및 기판(20)과 함께, 시일은 EMS 어레이(36)를 밀폐하는 보호 캐비티를 형성할 수 있다. 시일은 종래의 에폭시-기반 접착제와 같은 반-밀폐(semi-hermetic) 시일일수 있다. 일부 다른 구현들에서, 시일은 박막 금속 용접 또는 유리 프릿(glass frit)과 같은 밀폐 시일일 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 시일은 폴리이소부틸렌(PIB), 폴리우레탄, 액체 스핀-온 글래스, 솔더, 폴리머들, 플라스틱들, 또는 다른 재료들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 보강된 실란트(reinforced sealant)는 기계적 스탠드오프들을 형성하기 위해 이용될 수 있다.

[0066] 대안적인 구현들에서, 시일 링은 백플레이트(92) 또는 기판(20) 중 하나 또는 둘 다의 연장(extension)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시일 링은 백플레이트(92)의 기계적 연장(미도시)을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 시일 링은, O-링 또는 다른 원형 부재와 같은 별도의 부재를 포함할 수 있다.

[0067] 일부 구현들에서, EMS 어레이(36) 및 백플레이트(92)는 함께 부착되거나 또는 커플링되기 전에 별도로 형성된다. 예를 들어, 기판(20)의 엣지는 앞서 논의된 바와 같은 백플레이트(92)의 엣지에 부착 및 시일될 수 있다. 대안적으로, EMS 어레이(36) 및 백플레이트(92)는 EMS 패키지(91)로서 함께 형성 및 조인(join)될 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, EMS 패키지(91)는, 예를 들어, 증착에 의해 EMS 어레이(36) 위에 백플레이트(92)의 컴포넌트들을 형성함으로써 임의의 다른 적합한 방법으로 제조될 수 있다.

[0068] 도 1의 IMOD들(12)은, 오직 2개의 포지션들인, 릴렉스 포지션(어떠한 전압도 이동가능 층(14)과 도전성 흡수체 층(16) 사이에 인가되지 않음), 및 작동 상태(도전성 흡수체 층(16)에 대하여 이동가능 층(14)을 주저앉히기 위한 충분한 전압이 인가되었음)로 도시된다. 그러나, IMOD(12)는 또한 멀티-상태, 또는 아날로그 또는 근접-아날로그 방식으로 구동될 수 있다. IMOD(12)와 같은 EMS 디바이스는 평행 플레이트 커패시터로서 필수적으로 기능할 수 있고, 여기서 전극들 중 하나는 다른 전극에 대하여 이동가능하다. 이동가능 층(14)과 같은 이동가능 전극은, 도전성 흡수체(16)와 같은 고정 전극과 이동가능 전극 사이의 전압차로부터 초래되는 정전기력과 휴식 포지션으로부터의 이동가능 층(14)의 변위로 인한 복원력 사이에 평형 포지션(equilibrium position)으로 이동할 것이다. 일부 구현들에서, 이동가능 층(14) 또는 유사한 이동가능 전극은, 반사 층을 포함할 수 있고, 그리고 미러 또는 이동가능 미러로 본원에서 상호 교환가능하게 지칭될 수 있다. 그러나, 특정 구현들이 미러 또는 이동가능 미러로 지칭될 수 있지만, 이러한 구현들의 설명은, 명료하게 그렇지 않은 것으로 언급되지 않는 한, 이동가능 층이 덜 반사성일 수 있거나 또는 그렇지 않으면 미러로서 덜 적합할 수 있는 다른 제한들을 제외시키는 것으로 필수적으로 의도되지는 않는다는 것이 이해될 것이다.

[0069] 도 6은 멀티-안정 방식으로 구동되는 IMOD의 일례를 나타내는 개략적인 단면이다. 용어 멀티-안정은 또한, 특히 IMOD가 구동될 수 있는 가능한 상태들의 수가 매우 크게 되기 때문에, 아날로그 방식으로 IMOD를 구동하는 아이디어를 포함할 수 있다는 것이 이해된다. 캐비티(19)의 최대 높이 h와 안정 주행 범위 R_S의 말단에 있는 최소 안정성 높이 hs 사이의 IMOD(12)의 안정 주행 범위 R_S 내에서 이동가능 층(14)을 이동시키기 위해 이동가능 층(14)과 도전성 흡수체(16) 사이에 IMOD(12)의 작동 전압 미만의 전압을 인가하기 위해 어레이 드라이버(22) 또는 다른 전압 소스가 이용될 수 있다. 이동가능 층(14)과 도전성 흡수체(16) 사이에 전압이 직접 인가되는 도시된 구현에서, 안정 주행 범위 R_S는 대략 최대 갭 높이의 높이 h의 1/3일 것이다. IMOD(12)의 작동 전압과 동일하거나 이를 초과하는 전압의 인가시에, 이동가능 층(14)은 도전성 흡수체 층(16)에 맞닿게 주저앉을 것이다.

[0070] 이동가능 층(14)이 도전성 흡수체 층(16)에 대하여 이동되기 때문에, 미러(14)와 광학 흡수체(16) 사이의 갭(19)의 높이는 변할 것이며, IMOD(12)에 의해 반사된 컬러도 변할 것이다. 따라서, 멀티-상태 방식으로 구동되는 IMOD(12)는 특정 전압의 인가에 응답하여 특정 컬러 응답을 제공할 수 있다. 이 컬러 응답은, 미러(14)가 주저앉음 상태에 있을 때 미러(14)와 광학 흡수체(16) 사이의 원하는 간격(spacing)을 유지하기 위해 이동가능 미러(14)와 광학 흡수체(16) 사이의 중간 층들의 포함뿐만 아니라 IMOD(12)의 컴포넌트들에 대한 특정 재료들의 선택을 통해 부분적을 제어될 수 있다.

[0071] 그러나, IMOD(12)의 제한된 안정 주행 범위는 멀티-상태 방식으로 구동될 때 IMOD(12)의 안정 주행 범위 내에 가능한 컬러들의 범위에 대한 제약들을 위치시킨다. 일부 구현들에서, 예를 들어, 백색 상태를 주저앉음 포지션에 있도록 하는 IMOD(12)의 설계는, IMOD(12)의 안정 주행 범위의 외부에 있는, 갭의 최하단 가까이에 IMOD(12)의 흑색 상태를 위치시킨다. 더욱 일반적으로, IMOD(12)의 안정 주행 범위는 IMOD(12)에 의해 반사될 수 있는 컬러들을 제한할 수 있고, 그리고 IMOD(12)의 안정 주행 범위 외부에 있는 미러(14)의 포지션들은 안정 주행 범위가 더 크게 되었다면 IMOD(12)에 의해 반사되었을 추가적인 컬러들에 대응할 수 있다. IMOD(12)가 원하는 범위의 컬러들을 반사시키기에 충분히 큰 안정 주행 범위를 갖도록 설계될 때조차도, IMOD(12)의 제조시의 결함들은 실제로 IMOD(12)의 실제 안정 주행 범위를 감소시킬 것이고, 더 큰 안정 주행 범위는 증가된 신뢰도를 제공할 것이다. 일부 구현들에서, IMOD 또는 유사한 EMS 디바이스의 구조체는 이동가능 미러와 같은 이동가능 층에 대한 증가된 안정 주행 범위를 제공하도록 변형될 수 있다.

[0072] 도 7은 절연 전극을 포함하는 멀티-상태 IMOD의 다른 예시의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다. IMOD(100)는 기판(120)에 의해 지지되는 광학 흡수체(116)를 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 광학 흡수체(116)는 나타낸 바와 같이 고정 전극으로서 기능할 수 있거나, 또는 고정 전극의 일부를 형성하는 형성된 인접하는 다른 도전성 층일 수 있다. 이동가능 층(130)은 최대 높이 h를 갖는 갭(119)에 의해 광학 흡수체(116)로부터 분리된다. 이동가능 층(130)은, 광학 흡수체(116)에 반대쪽인(opposite) 이동가능 층(130)의 측면 상에 배치된 구동 전극(160), 유전체 층(150), 및 구동 전극(160)으로부터 유전체 층(150)의 대향 측면에 배치된 절연 전극(140)을 포함한다. 절연 전극(140)은, 도 1 및 도 6의 IMOD(12)의 반사체(14)와 유사하게, IMOD(100) 내에서 미러 또는 반사 층으로서 기능할 수 있다.

[0073] 일부 구현들에서, 어레이 드라이버 및 관련 회로일 수 있는 전압 소스(122)는, 구동 전극(160) 및 광학 흡수체(116) 둘 다와 전기적으로 통신하고 있고, 그리고 구동 전극(130)과 광학 흡수체(116) 사이에 전압을 인가하여 광학 흡수체(116)에 대해 이동가능 층(130)의 포지션을 제어하고 그리고 IMOD(100)에 의해 반사된 컬러를 변화시킬 수 있다. 도 1 및 도 6의 IMOD(12)의 반사체(14)와는 다르게, 절연 전극(140)은 전압 소스(122) 또는 다른 어레이 드라이버 회로와 전기 통신하지 않는다. 전압 소스(122) 및 관련 회로는, 앞서 설명된 쌍-안정 동작과는 대조적으로, 멀티-안정, 아날로그-근접, 또는 아날로그 방식으로 IMOD(100)를 구동시키기 위해 다수의 별도의 구동 전압들을 인가하도록 구성된다.

[0074] 절연(isolated) 또는 "부유(floating)" 전극(140)이 구동 전극(160)과 광학 흡수체(116) 사이에 배치되기 때문에, IMOD(100)는 더 이상 커패시터 플레이트들로서 구동 전극(160) 및 광학 흡수체(116)를 갖는 단일 커패시터로서 거동하지 않으며, 오히려 서로 직렬인 2개의 커패시터로서 거동한다. 이로 인해, 미러의 안정 주행 범위는 대체로 증가되는데, 이는 멀티-상태 방식으로 구동될 때 IMOD(100)에 의해 반사될 수 있는 컬러들의 범위를 현저하게 증가시킨다. 일부 구현들에서, 유전체 층(150)의 두께는, 이동가능 층(130)의 효율적인 안정 주행 범위가 구동 전극(160)과 광학 흡수체(116) 사이의 전기적 거리의 대략 1/3이 되도록 선택된다. 유전체 층(150)의 두께가 충분히 클 때, 이동가능 층(130)의 안정 주행 범위는 초기 갭 거리의 대략 60%까지 증가될 수 있다. 그러나, 이동가능 층(130)에서의 변동들 또는 결함들은, 이상적인 안정 주행 범위의 이론적 말단 R_I에 도달되기 전에, 이동가능 층(130)의 안정 주행 범위를 제한할 수 있다. 다른 구현들에서, 직렬 커패시터는, 이동가능 층(130) 내에서 자체적으로 구현되지 않고, 어레이 드라이버(122)와 연관된 회로 내의 구동 박막 트랜지스터에서 구현될 수 있다.

[0075] 앞서 언급된 바와 같이, 일부 구현들에서, IMOD(100)의 안정 범위는, 갭(119)의 나머지 내에 있는 안정 포지션들의 부족으로 인한 이상적인 안정 주행 범위 R_I의 이론적 말단에서의 광학 흡수체(116)에 맞닿게 이동가능 층(130)의 주저앉음을 통해서 종결하는 것이 아니라, 오히려 이동가능 층(130)의 틸팅) 또는 회전 불안정성으로 인해 종결할 수 있다. 제조 결함들로 인해, 이동가능 층(130)은 약간 비대칭적으로 지지될 수 있으며, 여기서 이동가능 층(130)의 하나의 측면에서의 복원력은 이동가능 층(130)의 다른 측면에서의 복원력보다 크다. 이동가능 층(130)이 갭을 통해 경로의 대략 60%의 포인트를 넘어 주행하기 때문에(여기서 갭(119)은 최소 안정성 높이 hs로 감소됨), 복원력의 이러한 불균형은 미러에서 초기 틸트를 야기한다. 최소 안정성 높이 hs는 이상적인 안정 주행 범위 R_I 내에 있지만, 사실상 실제 안정 주행 범위 R_S는 이상적인 안정 주행 범위 R_I 미만이다. 이동가능 층(130)에서의 이러한 틸트는 광학 흡수체(116)에 가장 가까운 절연 전극(140)의 일부분 상에 추가적인 전하 축적을 유도하며, 이는 광학 흡수체(116)에 맞닿게 이동가능 층(130)의 엣지를 주저앉게 한다.

[0076] 일부 구현들에서, 전하 축적의 누적 효과(cumulative effect)는 이동가능 층 내에서 전하의 축적을 억제함으로써 최소화 또는 제어될 수 있다. 특히, 부유 전극을 복수의 절연 전극 세그먼트들로 분할함으로써, 이러한 세그먼트들 사이의 전하의 흐름은 억제될 수 있고, IMOD와 같은 EMS 디바이스의 안정 주행 범위를 증가시킨다.

[0077] 도 8a는, 절연 전극이 다수의 절연 전극 세그먼트들로 분할된 멀티-상태 IMOD의 다른 예시의 일례를 나타내는 개략적인 단면이다. 도 8a의 IMOD(200)는, 도 1의 IMOD(100)와 유사하고, 최대 높이 h를 갖는 갭(219) 만큼 이동가능 층, 예컨대, 미러(230)로부터 이격되고 기판(202)에 의해 지지되는 광학 흡수체(216)를 포함한다. 미러(230)는, 다수의 절연 전극 세그먼트들(240a 및 240b) 및 절연 전극 세그먼트들(240a 및 240b)과는 유전체 층(250)의 반대 측면 상에 위치된 구동 전극(260)을 포함한다. 아래 놓이는 유전체 층(252)과 같은 추가적인 유전체 재료는, 전극 세그먼트들(240a 및 240b)이 IMOD(200)의 다른 도전성 컴포넌트들로부터 그리고 서로로부터 전기적으로 절연된 채로 남겨지도록 보장하기 위해, 전극 세그먼트들(240a 및 240b) 아래에서 그리고 그 사이에서 연장할 수 있다. 어레이 드라이버 및 관련 회로와 같은 전압 소스(222)는 구동 전극(260)과 광학 흡수체(216) 사이에 전압을 인가하도록 이용될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 어레이 드라이버 및 관련 회로는 프로세서와 통신할 수 있고, 이는 프로세서가 어레이 드라이버 및 관련 회로를 통해 구동 전극(260) 및 광학 흡수체(216) 각각과 통신하도록 허용한다.

[0078] 도 8b는, 도 8a의 라인 8B-8B를 따라 취해진, 도 8a의 멀티-상태 IMOD의 이동가능 층의 단면도이다. 미러(230)는, 유전체 재료(250)의 부분들에 의해 서로 분리된, 4개의 대칭 전극 세그먼트들(240a-240d)을 포함하는 것으로 관찰될 수 있다. 특히, 전극 세그먼트들은 미러(220)의 2개의 수직 회전축들을 따라 분할된다. 유전체 재료(252)의 스트립(254)은 전극 세그먼트들(240c 및 240d)로부터 전극 세그먼트들(240a 및 240b)을 각각 절연한다. 유사하게, 유전체 재료(252)의 스트립(256)은 전극 세그먼트들(240b 및 240d)로부터 전극 세그먼트들(240a 및 240c)을 각각 절연한다. 스트립들(254 및 256)은 일반적으로, 2개의 수직 회전축들을 따라 부유 전극들을 분할하기 위해 도시된 바와 같이 서로에 대해 수직이다. 유전체 재료의 바깥쪽 섹션(245)은 전극 세그먼트들(240a-240d)을 전체적으로 캡슐화하기 위해 전극 세그먼트들(240a-240d)의 바깥쪽 엣지 주위로 연장한다.

[0079] 도 2a 및 도 2b에 도시된 IMOD(200)의 다수의 전극 세그먼트들(240a-240d)로의 부유 전극의 분할은, 미러(230)의 안정 주행 범위 R_S를 증가시킨다. 틸팅 불안정성이 미러(230)의 주저앉음을 야기하는 최소 안정성 높이 hs는, 도 7에 도시된 IMOD(100)의 최소 안정성 높이 hs와 비교할 때, 광학 흡수체(216)에 더 가깝다.앞서 언급된 바와 같이, 미러(230)의 안정 주행 범위 RS에 있어서의 이러한 증가는 서로로부터 전극 세그먼트들(240a-240d)의 절연으로 인한 것이다. 미러(230)의 실제 안정 주행 범위 R_S가 IMOD(100)(도 7 참조)의 미러(130)의 안정 주행 범위보다 이상적인 안정 주행 범위 R_I에 더 가까운 것으로 도 8a에서 관찰될 수 있다.

[0080] 미러(230)가 틸팅되기 시작할 때, 절연된 전극 세그먼트들(240a-240d) 중 2개는 광학 흡수체(216)에 더 가깝게 위치될 것이고, 절연된 전극 세그먼트들(240a-240d) 중 2개는 광학 흡수체(216)로부터 더 멀리 위치될 것이다. 광학 흡수체(216)에 가장 가까운 전극 세그먼트들(240a-240d) 중 바깥쪽 엣지들로 시프팅할 전하량은, 절연 전극이 단일 전극인 경우 절연 전극의 바깥쪽 엣지로 시프팅할 전하량 미만이다. 일부 구현들에서, 광학 흡수체(216)에 가장 가까운 전극 세그먼트들(240a-240d)의 바깥쪽 엣지들로 시프팅할 전하량은, 절연 전극이 단일 전극이었다면 절연 전극의 바깥쪽 엣지로 시프팅했을 전하의 1/2 정도일 수 있다. 분할된 전극의 바깥쪽 엣지들로 시프팅할 정확한 전하량은, 상이한 구현들에서 변할 수 있고, 틸팅된 전극에서의 전하의 비-선형 용량성 분포로 인해 1/2보다 약간 더 많을 수 있지만, 그럼에도 불구하고 분할되지 않은 전극에서는 현저하게 그 미만일 것이다. 하향하여 틸팅되지 않은 미러(230)의 측면 상에서 더 먼 거리의 전극 세그먼트들에 대한 전하가 분리 유전체 재료(254 또는 256)를 통해 이동할 수 없기 때문에, 이러한 전하 축적의 분할이 발생한다. 오히려, 하향하여 틸팅되지 않은 미러(230)의 측면 상의 전극 세그먼트들에 있어서의 전하는 분리 유전체 재료(254 또는 256)에 인접하는 이러한 더욱 먼 거리의 전극 세그먼트들의 안쪽 엣지들 상에 축적할 것이다. 따라서, 전극 세그먼트들(240a-240d)은 미러(230)의 안정 포지션들의 범위를 증가시키기 위해 미러(230) 내에서 전하의 불균형 축적을 억제하기 위한 수단을 제공한다.

[0081] 이러한 안쪽 엣지들이 광학 흡수체(216)를 향하여 그리고 하향하여 틸팅된 미러(230)의 엣지로부터 오프셋되기 때문에, 더 먼 거리의 전극 세그먼트들의 엣지 상의 전하 축적으로 인해 정전기적 인력(electrostatic attraction)에 의해 유도되는 회전 모멘트는, 절연 전극이 연속 구조(contiguous structure)였다면 유도되었을 회전 모멘트만큼 크지는 않을 것이다. 더 작은 회전 모멘트는 미러(250)의 틸팅 또는 회전의 축과 더 먼 거리의 전극 세그먼트들 상의 전하 축적의 위치 사이의 더 짧은 거리로 인한 것이다. 부유 전극이 4개의 일반적으로 대칭인 전극 세그먼트들(240a-240d)로 분할되는 도시된 구현에서, 한 쌍의 더 먼 거리의 전극 세그먼트들 상의 전하 축적은 미러(230)의 회전의 축에 매우 가까운 포인트들에 작용하는 힘을 발휘할 수 있으며, 이에 따라 미러(230) 상에서는 회전 모멘트를 거의 발휘하지 않을 수 있다.

[0082] 미러(230)를 틸팅하는 것으로 인해 시프팅될 수 있는 전하가 전극 세그먼트들(240a-240d)의 분할에 의해 제한되기 때문에, IMOD(200)의 미러(230)의 안정 주행 범위 R_S는 최대 갭 높이 h의 대략적으로 80%까지 증가된다. 제공된 IMOD 설계의 경우, 부유 전극의 분할은, 도 7에 나타낸 IMOD(100)의 전극(140)과 같은 연속 부유 전극을 포함하는 동일한 설계와 비교할 때, IMOD(200)에 의해 반사될 수 있는 컬러들의 범위를 현저하게 증가시킬 수 있다.

[0083] 절연 전극 세그먼트들 및 주변 유전체 재료는 전극 세그먼트들의 전기 절연을 보장하도록 설계 및 제작된다. 전극 세그먼트들이 잘-절연되지 않는다면, 전하는 시간이 경과함에 따라 전극 세그먼트들 상에 축적되고, EMS 디바이스의 동작이 영향을 받을 것이다. 전극 세그먼트들의 절연으로 인해, 몇몇 구현들에서, 축적된 전하는 제거하기 어렵거나 또는 불가능할 수 있다.

[0084] 도 9a 내지 도 9e는 절연된 전극 세그먼트들을 갖는 멀티-상태 IMOD를 제조하는 프로세스에서 다양한 스테이지들의 단면도들이다. 도 10은, 도 9a 내지 도 9e에 도시된 스테이지들을 포함할 수 있는 절연 전극 세그먼트들을 갖는 멀티-상태 IMOD에 대한 제작 프로세스를 나타내는 흐름도이다. 일부 구현들에서, 제작 프로세스는 또한 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 도시되고 설명된 스테이지들을 포함할 수 있다.

[0085] 제작 프로세스(400)는, 적어도 제 1 유전체 층이 희생층 위에 형성되는 블록(405)에서 시작한다. 도 9a에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 도전성 흡수체 층(316)은 기판(302) 위에 형성되고, 희생 층(325)은 도전성 흡수체 층(316) 위에 형성되며, 제 1 유전체 층(352)은 희생 층(325) 위에 형성된다.

[0086] 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 앞서 논의된 바와 같이, 도전성 흡수체 층(316)은, 단일 층일 필요는 없지만 대신에 광학 흡수체 층 및 도전성 층을 포함할 수 있으며, 추가적인 광학 층들은 희생 층(325)의 형성 이전에 도전성 흡수체 층(316) 위에 형성될 수 있다. 또한, 도 9a에 나타내지 않은 추가적인 컴포넌트들은, 도전성 버싱 구조체들 또는 마스킹 또는 쉴딩 구조체들과 같은 희생 층(325)의 형성 이전에 형성될 수 있다. 도전성 흡수체 층(316)은 희생 재료(325)의 형성 이전에 스트립 전극들을 형성하도록 패터닝될 수 있고, 희생 층은 예를 들어 도 4c와 관련하여 설명된 바와 같이 위에 놓이는 층들의 적층 이전에 지지 구조체들(도 9a에는 나타내지 않음)에 대한 애퍼쳐들을 형성하도록 유사하게 패터닝될 수 있다.

[0087] 일부 구현들에서, 제 1 유전체 층(352)은 하나 초과의 층을 포함할 수 있고, 유전체 층(352) 내의 층 또는 층들의 재료 및 두께는 그들의 광학 특성들에 대해 선택될 수 있다. 예를 들어, 비-광학 EMS 디바이스가 형성되는 경우와 같은 다른 구현들에서, 도전성 흡수체 층(316)은 불투명 재료로 대체될 수 있고, 유전체 층(352)의 광학 특성들은 중요하지 않을 수 있다.

[0088] IMOD들 또는 다른 광학 EMS 디바이스들의 몇몇 구현들에서, 제 1 유전체 층(352)은, 편의를 위해 "층"으로 지칭되며 도 8a, 도 9a, 및 상세한 설명 전체를 통해 어디서나 단일 층으로서 도시되었음에도 불구하고, 희생층(325) 위에 형성된 별도의 유전체 층들의 스택일 수 있다. 예를 들어, 제 1 유전체 층(352)은, 일부 구현들에서, 희생층(325) 위에 형성되고 그리고 높은 굴절률을 갖는 재료를 포함하는 제 1 유전체 서브층, 그리고 후속하여 제 1 유전체 서브층 위에 형성되고 그리고 제 1 유전체 서브층을 형성하는 재료보다 낮은 굴절률을 갖는 다른 재료를 포함하는 제 2 유전체 서브층을 포함하는 스택일 수 있다. 더 낮은 인덱스의 유전체 서브층은 더 높은 인덱스의 유전체 서브층의 색 분산(chromatic dispersion) 보다 더 낮은 색 분산을 가질 수 있다. 일 구현들에서, 더 높은 인덱스의 유전체 서브층은, TiO₂(titanium dioxide), ZrO₂(zirconium dioxide), 또는 Nb₂O₅(niobium pentoxide)와 같은 재료를 포함할 수 있지만, 다른 유전체 재료들도 또한 이용될 수 있다. 유사하게, 일부 구현에서, 더 낮은 인덱스의 유전체 서브층은 SiO2(silicon dioxide) 또는 SiON(silicon oxynitride)과 같은 재료를 포함할 수 있다.

[0089] 일부 구현들에서, 제 1 유전체 층(352)을 포함하는 이동가능 층이 도전성 흡수체 층(316)과 같은 고정 전극에 맞닿게 주저앉을 때 간섭계 변조기가 백색 컬러를 반사시킬 수 있고, 이동가능 층이 안정 포지션들의 범위 내에서 적어도 하나의 포지션 내에서 유지될 때 간섭계 변조기가 흑색을 나타내도록 구성된 유전체 스택을 제 1 유전체 층(352)이 포함할 수 있다.

[0090] 일 특정 구현에서, 제 1 유전체 층(352)은, 희생층(325) 위에 형성되고 그리고 두께가 대략 21㎚인 TiO₂의 층을 포함하는 제 1 유전체 서브층, 및 제 1 유전체 서브층 위에 형성되고 그리고 그 두께가 대략 80㎚인 SiON의 층을 포함하는 제 2 유전체 서브층을 포함할 수 있다. 다른 특정 구현에서, 제 1 유전체 층(352)은, 희생층(325)위에 형성되고 그리고 두께가 대략 31㎚인 TiO2의 층을 포함하는 제 1 유전체 서브층, 및 제 1 유전체 층 위에 형성되고 두께가 대략 72㎚인 SiON의 층을 포함하는 제 2 유전체 서브층을 포함할 수 있다. 다른 특정 구현들에서, 제 1 유전체 층(352) 내에 유전체 서브층들을 형성하기 위해 다른 재료들 및/또는 다른 두께들이 이용될 수 있고, 그리고 임의의 적당한 수의 서브층들이 제 1 유전체 층(352) 내에 포함될 수 있다.

[0091] 다른 구현들에서, 제 1 유전체 층(352)을 형성하는 층들의 스택에서의 유전체 서브층들이 순서는 반전될 수 있어서, 더 높은 인덱스의 재료로 형성된 유전체 서브층이 더 낮은 인덱스의 재료로 형성된 유전체 서브층 이후에 그리고 그 위에 형성될 수 있으며, 이에 따라 더 높은 인덱스의 재료가 후속하여 증착된 분할 전극 및/또는 반사체에 더 가깝게 될 것이다.

[0092] 그후, 제작 프로세스(400)는, 제 1 전극 층이 제 1 유전체 층 위에 형성되는 블록(410)으로 이동한다. 도 9a에서도 관찰될 수 있는 바와 같이, 제 1 전극 층(340)은 제 1 유전체 층(352) 위에 형성된다. 제 1 전극 층(340)은 멀티-상태 IMOD에서 미러로서 기능할 수 있고, 제 1 전극 층(340)의 재료 및 두께는 전극 층(340)의 반사율에 부분적으로 기초하여 선택될 수 있다. 일부 구현들에서, 전극 층(340)은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금의 층을 포함할 수 있다. 그러나, 앞서 논의된 바와 같이, 비-광학 EMS 디바이스에서, 전극 층(340)의 굴절률은 적절하지 않을 수 있으며, 덜 반사성인 재료가 이용될 수 있다.

[0093] 그후, 제작 프로세스(400)는, 제 1 전극 층이 복수의 절연 전극 세그먼트들을 형성하기 위해 패터닝되는 블록(415)으로 이동한다. 도 9b에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 제 1 전극 층(340)은 적어도 절연된 전기 세그먼트들(340a 및 340b)을 형성하기 위해 패터닝되었다. 일부 구현들에서, 제 1 전극 층(340)은 절연된 전기 세그먼트들(340a 및 340b)과 같은 4개의 대칭 절연 전극을 형성하도록 패터닝되고, 여기서 각각의 멀티-상태 IMOD 엘리먼트가 제조된다. 그러나, 다른 구현들에서, 다른 수들 및 형상들의 절연된 전기 세그먼트들이 형성될 수 있다. 절연된 전기 세그먼트들의 수를 4개 이상으로 증가시키는 것은, 완성된 IMOD에서의 이동가능 층의 안정 주행 범위를 증가시킬 수 있다. 그러나, 절연된 전기 세그먼트들의 수에 있어서의 추가적인 증가들은 절연된 전기 세그먼트들 사이에서 추가적인 컷들로 인한 절연된 전기 세그먼트들에 의해 커버되는 전체 면적을 감소시킬 것이며, 이는 IMOD의 작동 전압을 증가시키고 그리고 미러의 필 팩터를 감소시킨다.

[0094] 다음으로, 제작 프로세스(400)는, 제 2 유전체 층이 복수의 절연된 전극 세그먼트들 위에 형성되는 블록(420)으로 이동한다. 도 9b에서 또한 관찰될 수 있는 바와 같이, 제 2 유전체 층(350)은 절연된 전기 세그먼트들(340a 및 340b) 위에서 연장하고, 그리고 제 1 유전체 층(352)과 함께 절연된 전기 세그먼트들(340a 및340b)을 둘러싼다. 따라서, 절연된 전기 세그먼트들(340a 및 340b)은, 절연된 전기 세그먼트들(340a 및 340b) 사이의 영역(356)과 같은 영역들을 충진하는 유전체 재료에 의해 모든 측면들에서 둘러싸인다. 도시된 구현에서, 제 2 유전체 층(350)의 상부 표면은 평평한 것으로 나타나지만, 일부 구현들에서 제 2 유전체 층(350)은 아래 놓이는 절연된 전기 세그먼트들(340a 및 340b) 위에서 컨포멀(conformal)할 수 있다. 제 2 유전체 층(350) 및 임의의 위에 놓이는 층들의 형상은 제 2 유전체 층(350)을 형성하기 위해 이용되는 재료 및 증착 프로세스들에 기초하여 변할 수 있다. 제 1 유전체 층(352)과 관련하여 앞서 논의된 바와 같이, 제 2 유전체 층(350)은 일부 구현들에서 또한 층들의 스택을 포함할 수 있고, 그리고 편의성 및 명료함을 위해 단일 층으로서 도시 및 설명된다.

[0095] 다음으로, 제작 프로세스(400)는, 제 2 전극 층이 제 2 유전체 층 위에 형성되는 블록(425)으로 이동한다. 도 9b에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 제 2 전극 층(360)은 절연된 전기 세그먼트들(340a 및 340b)을 형성하도록 패터닝된 제 1 전극 층(340)과 그 두께가 유사할 수 있다. 제 1 전극 층(340)과 동일한 재료로 그리고 대략 동일한 두께로 제 2 전극 층(360)을 형성함으로써, 온도에 있어서의 변화들 또는 증착 조건들로 인할 수 있는, 전극 층들(340 및 360)에서의 응력들은 일반적으로 서로 밸런싱할 수 있고 그리고 이동가능 층의 바람직하지 않은 굴곡(undesirable flexure)을 방지할 수 있다. 일부 구현들에서, 유전체 층(352)을 형성하는데 이용된 층 또는 층들과 동일한 재료로 형성된 그리고 동일한 두께인 추가 층들(미도시)이 추가적인 대칭 및 응력 밸런싱을 제공하기 위해 제 2 전극 층(360) 위에 형성될 수 있다.

[0096] 도 10에 도시된 블록들에 후속하여, 희생층을 제거하고 그리고 IMOD를 릴리즈하기 위해 릴리즈 에칭이 수행될 수 있다. 도 9d는, 캐비티(319)를 형성하기 위해 희생층(325)(도 9c 참조)을 제거하도록 릴리즈 에칭이 수행된 후의 IMOD(300)를 나타낸다.

[0097] 도전성 흡수체(316)를 향한 이동가능 층 또는 미러(330)의 움직임을 용이하게 하고 그리고 인접하는 IMOD들(300)을 서로로부터 전기적으로 절연시키기 위해 제 1 유전체 층(352), 제 2 유전체 층(350), 및 제 2 전극 층(360)이 이전에 패터닝되었을 수도 있다(미도시). 일부 구현들에서, 이러한 층들의 하나 또는 그 초과는 임의의 위에 놓인 층들의 증착 이전에 패터닝될 수 있는 한편, 다른 구현들에서, 이러한 층들은 제 2 전극 층(360) 및 임의의 위에 놓이는 층들의 형성 이후에 하나 또는 그 초과의 에칭 프로세스들을 통해 패터닝될 수 있다. 일부 구현들에서, 이동가능 층(330)은, IMOD들(300)의 로우 또는 컬럼을 따라 연결하여 연장하는 스트립들을 형성하도록 패터닝될 수 있고, 그리고 이동가능 층(330)이 하향하여 정전기적으로 당겨질 때 적어도 이동가능 층(330)의 절연된 전기 세그먼트들(340a 및 340b)이 도전성 흡수체 층(316)에 실질적으로 평행한 포지션에서 남겨지는 것을 용이하게 하기 위해 추가적인 폭방향 컷(widthwise cut)들을 포함할 수 있다. 다른 구현들에서, 절연된 전기 세그먼트들(340a 및 340b)을 포함하는 이동가능 층(330)의 부분을 지지하는 재료의 테더(tether)들 또는 스트립들을 형성하기 위해 이동가능 층(330)이 패터닝될 수 있다.

[0098] 도 11은 지지 아암들을 포함하도록 패터닝된 이동가능 층의 일례의 단면도이다. 절연된 전극 세그먼트들(540a-540d)을 통해 연장하는, 단면으로 나타낸 이동가능 층(530)이 절연된 전극 세그먼트들(540a-540d)을 포함하는 중심 영역(542)의 각 측면으로부터 연장하는 지지 아암(570)을 포함하도록 패터닝되었다는 점이 관찰될 수 있다. 각각의 지지 아암(570)은 연결 영역(572)을 통해 중심 영역(542)의 일 측면을 따라 중심 영역(542)과 접촉한다. 각각의 지지 아암(570)은 또한 일반적으로, 지지 아암(570)이 부착된 중심 영역(542)의 측면에 일반적으로 평행하여 연장한다. 지지 아암(570)의 말단들(574)은, 예를 들어, 도전성 흡수체 층 위에 이동가능 층(530)을 부유시키기 위해 지지 구조체들(미도시)과 접촉할 수 있다. 도 11의 단면도에서 가시적이지 않지만, 이동가능 층(530)은 또한 절연된 전극 세그먼트들로부터 전기적으로 절연된 구동 전극을 포함한다. 구동 전극은, 예를 들어, 지지 아암들(570) 중 적어도 하나를 따라 연장하는 구동 전극을 형성하기 위해 이용된 동일한 금속 층의 연속 부분을 통해 어레이 드라이버 및 관련 회로와 전기 접속할 수 있다.

[0099] 일부 구현들에서, EMS 디바이스 구조체의 구조체는, EMS 디바이스의 안정 주행 범위를 증가시키기 위해 앞서 논의된 구현들과 함께 다른 방식들로 변형될 수 있다. 다른 구현들에서, 이동가능 층 아래 놓이는 고정 전극의 면적은 이동가능 층의 일 말단에서 전하의 축적에 의해 유도될 수 있는 틸팅 모멘트를 최소화시키기 위해 감소될 수 있다. 고정 전극이 더 작게 형성되면서 실질적으로 중심에서 여전히 유지된다면, 이동가능 층 상의 틸팅 축에 더 가까운 포인트에서 힘이 작용한다는 점을 보장함으로써 전하 축적에 의해 유도되는 틸팅 모멘트의 크기가 감소될 수 있다. 그러나, 전극 크기에 있어서의 이러한 감소는, 미러를 작동시키기에 필수적인 전압을 증가시킬 수 있고, 앞서 논의된 바와 같이, 이에 따라, 디바이스를 구동시키기 위해 요구되는 증가된 전력 소모와 증가된 안정성 범위 사이에서의 트레이드오프를 나타낸다.

[0100] 전극의 분할은, 그 전극이 다른 도전성 층을 향하여 위치되는 어느 때나, 그 전극, 또는 이러한 전극을 포함하는 이동가능 층의 안정 주행 범위를 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 다른 구현들에서, 예를 들어, 3-단자 EMS 디바이스가 제공될 수 있는데, 이 3-단자 디바이스는 예를 들어, 반대 방향들로 EMS 디바이스의 이동가능 층을 정전기적으로 변위시키도록 구성된 2개의 전극들을 포함할 수 있으며, 이는 EMS 디바이스의 설계 및/또는 동작에 있어서 증가된 복잡도를 희생시켜 EMS 디바이스의 안정 주행 범위를 증가시킬 수 있다. 3-단자 EMS 디바이스에서, 다른 전극들에 의해 생성되는 전기장 내에 있는 부유 전극의 분할은, 이에 따라 부유 전극 상에서의 불균형한 전하 축적으로 인해 틸팅을 유사하게 방지할 수 있다.

[0101] 본원에 설명된 구현들에 대한 다른 변형들 및 이들의 조합들도 또한 가능하다. 예를 들어, 일부 구현들은 EMS 디바이스의 안정 주행 범위를 추가로 증가시키기 위해 분할된 부유 전극뿐만 아니라 더 작은 고정 전극도 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 고정 전극의 크기를 감소시키는 것은, 광학 흡수체의 크기를 감소시킬 수 있고, 결국 이렇게 감소시키는 것은 EMS 디바이스가 간섭계 변조기와 같은 디스플레이 엘리먼트일 때 EMS 디바이스의 광학적으로 활성인 영역의 크기를 감소시킬 수 있다. 추가적인 구현에서, 전기적으로 활성인 내부 영역으로부터 전기적으로 절연된 전기적으로 불활성인 바깥쪽 영역 및 컴포넌트들 그리고 구동 회로와 전기 통신하고 있는 전기적으로 활성인 내부 영역으로 광학 흡수체를 분할함으로써 디스플레이의 광학적으로 활성인 영역을 실질적으로 감소시키지 않고 고정 전극의 크기가 축소될 수 있다. 분할된 광학 흡수체를 제공함으로써, 증가된 작동 전압들을 희생시켜 틸팅 모멘트를 감소시키도록 고정 전극의 크기가 축소될 수 있는 동시에, 광학 흡수체의 전체 영역은 디스플레이 엘리먼트의 광학적으로 활성인 영역의 축소를 최소화하기 위해 분할된 전극의 전체 영역과 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 이러한 구현들에서, 고정 전극은, 광학 흡수체로부터 분리된 컴포넌트일 수 있고, 그리고 광학 흡수체 층 위에 또는 아래에 배열될 수 있고 그리고 광학 흡수체로부터 전기적으로 절연될 수 있다.

[0102] 예를 들어, 도 12a는, 광학 흡수체가 다수의 절연된 전극 세그먼트들로 분할된 아날로그 IMOD의 다른 예시의 일례를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 12a의 아날로그 IMOD(600)는, 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a 및 618b)을 포함하는 분할된 광학 흡수체 및 제 1 구동 전극(612)을 포함하고 그리고 기판(602)에 의해 지지되는 광학 스택(610)을 포함한다. 제 1 유전체 층(615)은, 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a 및 618b)로부터 제 1 구동 전극(612)을 전기적으로 절연하고, 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a 및 618b) 위에 놓이는 제 2 유전체 층(620)이 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a 및 618b)의 측면들 및 최상단을 커버하여 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a 및 618b)의 전기적 절연을 보장한다.

[0103] 도 12a의 아날로그 IMOD(600)는 이동가능 층(630)을 또한 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동가능 층(630)은, 제 2 구동 전극(640), 앞서 논의된 바와 같이 유전체 재료로 형성될 수 있는 지지 층(650), 및 구동 전극과는 지지 층(650)의 반대 측 상에 추가적인 층(660)을 포함한다. 도 7에 도시된 구현과는 대조적으로, 예를 들어, 제 2 구동 전극(640)은, 아날로그 IMOD(600)에서 주로 기계적 기능으로 작용하는 추가적인 층(660)으로부터 전기적으로 절연될 필요는 없다. 일부 구현들에서, 추가적인 층(660)은, 제 2 구동 전극(640)과 실질적으로 동일한 재료 및 두께를 포함할 수 있고, 그리고 이동가능 층(630)의 변형(deformation)을 제어하기 위해 이동가능 층(630) 내의 응력들을 밸런싱하도록 작용할 수 있다.

[0104] 도 12a의 아날로그 IMOD(600)는 이동가능 층(630)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동가능 층(630)은, 제 2 구동 전극(640), 앞서 논의된 바와 같이 유전체 재료로 형성될 수 있는 지지 층(650), 및 구동 전극과는 지지층(650)의 반대 측 상의 추가적인 층(660)을 포함한다. 도 7의 구현과는 대조적으로, 예를 들어, 구동 전극(640)은, 아날로그 IMOD(600)에서 주로 기계적 기능으로 작용하는 추가적인 층(660)으로부터 전기적으로 절연될 필요는 없다. 일부 구현들에서, 추가적인 층(660)은, 구동 전극(640)과 실질적으로 동일한 재료 및 두께를 포함할 수 있고, 이동가능 층(630)의 변형을 제어하기 위해 이동가능 층(630) 내의 응력들을 밸런싱하도록 작용할 수 있다.

[0105] 일부 구현들에서, 어레이 드라이버(622)는 제 1 구동 전극(612)과 제 2 구동 전극(640) 사이에 전압을 인가한다. 이전의 구현들과 관련하여 논의된 바와 같이, 광학 흡수체의 형태로의 부유 전극의 포함은 이동가능 층의 안정 주행 범위를 증가시키고, 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a 및 618b)을 형성하기 위한 부유 전극의 패터닝은 이동가능 층(630)의 안정 주행 범위를 이상적인 안정 주행 범위 R_I에 훨씬 가까운 안정 주행 범위 R_S까지 추가로 증가시킨다. 특히, 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a 및 618b)로 부유 전극을 패터닝함으로써, 부유 전극의 엣지들에서 축적할 수 있는 전하량이 감소된다. 결국, 이는 이동가능 층(630)의 엣지들 상에서 작용할 수 있는 정전기력에 있어서의 국부적인 증가를 감소시키고, 틸팅 불안정성이 광학 스택(610)에 맞닿게 이동가능 층의 주저앉음을 초래하기 전에 안정 주행 범위를 증가시킨다.

[0106] 도 12b는 도 12a의 아날로그 IMOD의 예시의 광학 흡수체의 단면도이다. 4개의 전기적으로 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a, 618b, 618c 및 618d)을 형성하기 위해 광학 흡수체가 패터닝되었음이 도 12b에서 관찰될 수 있다. 제 2 유전체 층(620)으로부터의 유전체 재료로 충진된 갭(617a)은 전극 세그먼트들(240c 및 240d) 각각으로부터 전극 세그먼트들(240a 및 240b)을 절연시킨다. 유사하게, 제 2 유전체 층(620)으로부터의 유전체 재료로 충진된 갭(617b)은 전극 세그먼트들(240b 및 240d)로부터 전극 세그먼트들(240a 및 240c)을 절연시킨다. 필 팩터를 가능한 한 크게 유지하기 위해, 갭들(617a 및 617b)의 폭은 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a, 618b, 618c 및 618d) 사이의 전기 절연을 여전히 유지할 수 있으면서 가능한 한 작게 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 갭들(617a 및 617b)은 3㎛ 너비(wide)일 수 있지만, 이용된 제작 프로세스 및 재료들에 따라 더 큰 폭들 또는 더 작은 폭들을 갖는 갭들이 또한 이용될 수 있다. 제 2 유전체 층(620)으로부터의 유전체 재료는 또한, 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a, 618b, 618c 및 618d)의 전기 절연을 증가시키기 위해, 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a, 618b, 618c 및 618d)의 엣지 주위를 연장한다.

[0107] 도 13a 내지 도 13c는 절연된 전극 세그먼트들을 포함하는 광학 흡수체를 갖는 아날로그 IMOD를 제조하는 예시의 프로세스에서 다양한 스테이지들의 단면도들이다. 도13a에서, 제 1 구동 전극 층이 기판(602) 상에 형성되었고 그리고 하나 또는 그 초과의 구동 전극들(612)을 형성하기 위해 패터닝되었다. 앞서 논의된 바와 같이, 구동 전극(612)은, 일부 구현들에서, ITO와 같은 도전성 산화물의 실질적으로 투명한 두께를 포함할 수 있지만, 다른 재료들도 또한 이용될 수 있다.

[0108] 도 13b에서, 제 1 유전체 층(615)은 구동 전극(612) 위에 형성되었고, 광학 흡수체 층(616)은 제 1 유전체 층(615) 위에 형성되었다. 제 1 유전체 층(615)이 구동 전극(612)과 광학 흡수체 층(616) 사이에 위치되기 때문에, 광학 흡수체 층(616)은 구동 전극(612)으로부터 전기적으로 절연될 것이고 그리고 부유 전극으로서 작용할 수 있다. 대안적인 구현(미도시)에서, 제 1 구동 전극(612)은 광학 흡수체 층(616)으로부터 기판(602)의 반대측 상에 형성될 수 있고, 기판(602) 자체는 제 1 구동 전극(612)으로부터 광학 흡수체 층(616)을 전기적으로 절연시키기 위해 이용될 수 있다.

[0109] 도 13c에서, 광학 흡수체 층(616)은 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a 및 618b)을 형성하기 위해 패터닝되었다. 도시된 구현에서, 광학 흡수체 층(616)은, 페이지로 연장하고 그리고 절연된 광학 흡수체 세그먼트(618b)로부터 절연된 광학 흡수체 세그먼트(618a)를 분리하는 하나의 갭(617b), 및 갭(617b)에 일반적으로 수직하여 연장하는 제 2 갭(도시되지 않음, 도 12b의 갭617a 참조)을 형성함으로써 4개의 절연된 광학 흡수체 세그먼트들을 형성하도록 패터닝되었다. 앞서 논의된 바와 같이, 광학 흡수체 층(616)은, 다른 구현들에서, 더 큰 수 또는 더 적은 수의 절연된 광학 흡수체 세그먼트들을 갖는 다른 패턴들을 형성하기 위해 패터닝될 수 있다. 광학 흡수체 층(616)을 패터닝한 후, 제 2 유전체 층(620)이 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a 및 618b) 위에 형성되어, EMS 디바이스의 인접하는 또는 그 위에 놓이는 컴포넌트들(미도시)로부터 전기 절연을 제공하기 위해 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a 및 618b)의 최상단 및 바깥쪽 엣지들 위에서 연장하고 그들 사이의 갭(617b)을 충진한다.

[0110] 앞서 논의된 바와 같이, 갭들(617a 및 617b)이 가능한 한 좁게 형성되면, 광학 흡수체 세그먼트들(618a, 618b, 618c 및 618d)의 골재 크기(aggregate size)는 가능한 한 크게 형성될 수 있어서, 반사층이 광학 흡수체로부터 떨어져 이격되는 아날로그 IMOD(600)의 광학적으로 액티브 영역을 증가시킨다. 도 14a 및 도 14b는, 절연된 전극 세그먼트들을 포함하는 광학 흡수체의 필 팩터를 증가시키는 아날로그 IMOD를 제작하는 예시의 프로세스에서 추가적인 스테이지들의 단면도들이다. 도 14a 및 도 14b에서 도시된 프로세스는 도 13a 내지 도 13c에 도시된 스테이지들 이후에 계속할 수 있다. 도 14a에서, 광학 흡수체 재료의 층(724)은 제 2 유전체 층(620) 위에 증착된 것으로 관찰될 수 있다. 층(724)은 광학 흡수체 층(616)에 이용된 동일한 재료를 포함할 수 있다.

[0111] 도 14b에서, 광학 흡수체 재료의 층(724)은, 크로스-형상의(cross-shaped) 광학 흡수체(726)(도 15 참조)를 형성하기 위해, 페이지로 연장하는 광학 흡수체 재료의 스트립(726b) 및 광학 흡수체 스트립(726b)에 일반적으로 수직으로 연장하는 스트립(726a)(미도시, 도 15 참조)을 형성하도록 패터닝되었다.

[0112] 도 15는 도 14b의 아날로그 IMOD의 예시의 광학 흡수체의 단면도이다. 광학 흡수체 스트립(726a)은 위에 놓이고 그리고 전극 세그먼트들(240c 및 240d)로부터 전극 세그먼트들(240a 및 240b)을 절연하는 갭(617a)과 정렬되고, 그리고 광학 흡수체 스트립(726b)이 위에 놓이고 그리고 전극 세그먼트들(240b 및 240d)로부터 전극 세그먼트들(240a 및 240c)을 절연시키는 갭(617b)과 정렬된다는 점을 도 15에서 관찰될 수 있다. 광학 흡수체 스트립들(726a 및 726b)은 이들이 위에 놓이는 갭들(617a 및 617b)보다 더 넓게 되는 것을 도 14b 및 도 15에 도시되지만, 광학 흡수체 스트립들(726a 및 726b)은 일부 구현들은 갭들(617a 및 617b)과 실질적으로 동일한 폭일 수 있거나, 또는 갭들(617a 및 617b) 보다 더 얇은 폭을 가질 수 있다.

[0113] 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a, 618b, 618c 및 618d)과 추가적인 절연된 광학 흡수체 섹션(726) 사이에 제 2 유전체 층(620)을 형성함으로써, 다양한 광학 흡수체 컴포넌트들 사이에서 전기 절연을 유지하면서, 실질적으로 연속적으로 나타나는 광학 흡수체 층이 제공될 수 있다. 특히, 절연된 광학 흡수체 세그먼트들(618a, 618b, 618c 및 618d) 사이의 갭들(617a 및 617b)은 추가적인 절연된 광학 흡수체 섹션(726)에 의해 부분적으로 또는 완전하게 마스킹될 수 있어서, 이에 따라 다양한 광학 흡수체 부분들은 기판(602)에 일반적으로 직교하는 방향으로부터 관찰될 때 단일 광학 흡수체가 되도록 나타난다.

[0114] 도 16은, 도 13a 내지 도 13c에 도시된 스테이지들을 포함할 수 있는, 절연된 전극 세그먼트들을 포함하는 광학 흡수체를 갖는 아날로그 IMOD에 대한 제작 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 일부 구현들에서, 제작 프로세스는 또한 도 13a 내지 도 14b와 관련하여 설명된 그리고 도시된 스테이지들을 포함할 수 있다.

[0115] 제작 프로세스(800)의 블록(805)에서, 적어도 제 1 전극이 기판 위에 형성된다. 도 13a와 관련하여 앞서 논의된 바와 같이, 일부 구현들에서, 제 1 전극은 ITO와 같은 투명 컨덕터, 또는 다른 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.

[0116] 제작 프로세스(800)의 블록(810)에서, 제 1 유전체 층은 제 1 전극 위에 형성된다. 제작 프로세스(800)의 블록(815)에서, 광학 흡수체 층은 제 1 유전체 층 위에 형성된다. 도 13b와 관련하여 논의된 바와 같이, 제 1 유전체 층은 제 1 전극과 광학 흡수체 재료 사이에 전기 절연을 제공하고, 이에 따라 광학 흡수체 재료는 부유 전극의 일부를 형성할 수 있다.

[0117] 제작 프로세스(800)의 블록(820)에서, 광학 흡수체 층은 절연된 전극 세그먼트들을 형성하기 위해 패터닝된다. 일부 구현들에서, 2개의 수직 갭들이 형성될 수 있고, 유사한 크기 및 형상의 4개의 일반적으로 직사각형의 절연된 전극 세그먼트들을 형성한다. 그러나, 일부 다른 구현들에서, 더 많은 수의 절연된 전극 세그먼트들이 이동가능 층의 틸팅 안정성에 추가적인 개선들을 제공할 수 있기 때문에, 절연된 전극 세그먼트들의 다른 패턴들이 형성될 수 있어서, 디스플레이의 필 팩터를 감소시키면서 이동가능 층의 안정 주행 범위를 증가시킨다.

[0118] 제작 프로세스(800)의 블록(825)에서, 제 2 유전체 층은 패터닝된 광학 흡수체 재료에 의해 형성된 절연된 전극 세그먼트들 위에 형성된다. 도 13c와 관련하여 논의된 바와 같이, 제 2 유전체 층은 절연된 전극 세그먼트들을 커버할 수 있고 그리고 절연된 전극 세그먼트들 사이의 갭들을 충진시킬 수 있어서, 외부 컴포넌트들로부터 그리고 서로로부터 이들을 전기적으로 절연시킨다.

[0119] 앞서 논의된 바와 같이, 제작 프로세스(800)는 도 16의 흐름도에서 도시되지 않은 추가적인 프로세싱 스테이지들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록(820)에서 형성된 절연된 전극 세그먼트들 사이의 갭들 위에 놓이도록 디멘셔닝된(dimensioned) 추가적인 광학 흡수체 구조체가 제 2 유전체 층 위에 형성될 수 있고, 그리고 제 3 유전체 층은 추가적인 광학 흡수체 구조체 위에 형성될 수 있다.

[0120] 도 17a 및 도 17b는 복수의 IMOD 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)를 도시하는 시스템 블록도들이다. 디스플레이 디바이스(40)는, 예를 들어, 스마트 폰, 셀룰러 또는 모바일 전화일 수 있다. 그러나, 디스플레이 디바이스(40)의 동일한 컴포넌트들 또는 이들의 약간의 변형들이 또한, 텔레비전들, 컴퓨터들, 태블릿들, e-리더기들, 핸드-헬드 디바이스들 및 휴대용 미디어 디바이스들과 같은 다양한 타입들의 디스플레이 디바이스들을 예시한다.

[0121] 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 디바이스(48), 및 마이크로폰(46)을 포함한다. 하우징(41)은 사출 성형(injection molding), 및 진공 성형(vacuum forming)을 포함하는 임의의 다양한 제조 프로세스들로 형성될 수 있다. 또한, 하우징(41)은, 플라스틱, 금속, 유리, 고무, 및 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 다양한 재료들로 만들어질 수 있다. 하우징(41)은, 상이한 컬러의, 또는 상이한 로고들, 그림들 또는 심볼들을 포함하는 다른 제거가능한 부분들과 상호교환될 수 있는 제거가능한 부분들(도시안됨)을 포함할 수 있다.

[0122] 디스플레이(30)는 본원에 설명하는 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. 또한, 디스플레이(30)는 본원에 설명하는 바와 같이, IMOD 기반 디스플레이를 포함할 수 있다.

[0123] 디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들은 도 17b에 개략적으로 도시되어 있다. 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41)을 포함하고 그 안에 적어도 부분적으로 인클로징된(enclosed) 추가의 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. 상응하게, 네트워크 인터페이스(27)는 이미지 소스 모듈의 일례이지만, 프로세서(21) 및 입력 디바이스(48)는 또한 이미지 소스 모듈로서 역할을 할 수 있다. 트랜시버(47)는 컨디셔닝 하드웨어(52)에 연결되는 프로세서(21)에 연결된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 컨디셔닝(이를테면, 신호를 필터링하거나 그렇지 않으면 조정)하도록 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크로폰(46)에 연결될 수 있다. 프로세서(21)는 또한 입력 디바이스(48) 및 드라이버 컨트롤러(29)에 연결될 수 있다. 드라이버 컨트롤러(29)는 프레임 버퍼(28) 및 어레이 드라이버(22)에 커플링될 수 있고, 어레이 드라이버(22)는 차례로 디스플레이 어레이(30)에 커플링될 수 있다. 도 17a에 구체적으로 도시되지 않은 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)의 하나 이상의 엘리먼트들은 프로세서(21)와 통신하도록 구성되고 메모리 디바이스로서 기능하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 전원(50)은 특정 디스플레이 디바이스(40) 설계에 있어 실질적으로 모든 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.

[0124] 네트워크 인터페이스(27)는, 디스플레이 디바이스(40)가 하나 또는 그 초과의 디바이스들과 네트워크를 통해 통신할 수 있도록, 안테나 (43) 및 트랜시버(47)를 포함한다. 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 송신 및 수신할 수 있다. 일부 구현들에서, 안테나(43)는 IEEE 16.11(a), (b), 또는 (g)를 포함하는 IEEE 16.11 표준, 또는 IEEE 802.11a, b, g, n 및 그의 추가의 구현들을 포함하는 IEEE 802.11 표준에 따라 RF 신호들을 송신 및 수신한다. 일부 다른 구현들에서, 안테나(43)는 Bluetooth® 표준에 따라 RF 신호들을 송신 및 수신한다. 셀룰러 전화의 경우에서, 안테나(43)는 코드 분리 다중 액세스(CDMA), 주파수 분리 다중 액세스(FDMA), 시간 분리 다중 액세스(TDMA), 이동 통신을 위한 글로벌 시스템(GSM), GSM/범용 패킷 무선 서비스(GPRS), 인핸스드 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 에볼루션(LTE), AMPS, 또는 3G, 4G 또는 5G 기술을 활용하는 시스템과 같은 무선 네트워크내에서 통신하기 위해 사용되는 다른 공지된 신호들을 수신하도록 설계될 수 있다. 트랜시버(47)는 안테나(43)로부터 수신된 신호들이 프로세서(21)에 의해 수신될 수 있고 프로세서(21)에 의해 추가로 조작될 수 있도록 이들 신호들을 예비-프로세싱할 수 있다. 트랜시버(47)는 또한 프로세서(21)로부터 수신되는 신호들이 안테나(43)를 통해 디스플레이 디바이스(40)로부터 송신될 수 있도록 이들 신호들을 프로세싱할 수 있다.

[0125] 일부 구현들에서, 트랜시버(47)는 수신기로 대체될 수 있다. 또한, 일부 구현들에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)로 전송될 이미지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스로 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, 이 데이터를 미가공(raw) 이미지 데이터로, 또는 미가공 이미지 데이터로 용이하게 프로세싱될 수 있는 포맷으로 프로세싱한다. 프로세서(21)는 프로세싱된 데이터를 드라이버 컨트롤러(29)에 전송할 수 있거나 또는 저장을 위해 프레임 버퍼(28)에 전송할 수 있다. 미가공 데이터는 통상적으로, 이미지 내의 각 위치에서 이미지 특징들을 식별하는 정보로 지칭한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특징들은 컬러, 채도(saturation), 및 그레이-스케일(gray-scale) 레벨을 포함할 수 있다.

[0126] 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하기 위한 마이크로컨트롤러, CPU, 또는 로직 유닛을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는, 신호들을 스피커(45)에 송신하며, 마이크로폰(46)으로부터 신호들을 수신하기 위한, 증폭기들 및 필터들을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 디스플레이 디바이스(40)내의 개별 컴포넌트들일 수 있거나, 프로세서(21) 또는 다른 컴포넌트들내에 통합될 수 있다.

[0127] 드라이버 컨트롤러(29)는 프로세서(21)에 의해 생성된 미가공 이미지 데이터를 프로세서(21) 또는 프레임 버퍼(28)로부터 직접적으로 취할 수 있고, 어레이 드라이버(22)로의 고속 송신을 위해 미가공 이미지 데이터를 적절하게 재포맷할 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 컨트롤러(29)는 미가공 이미지 데이터를 래스터형(raster-like) 포맷을 갖는 데이터 흐름으로 재포맷할 수 있어, 이는 디스플레이 어레이(30)에 걸쳐 스캐닝에 적합한 시간 순서를 갖게 된다. 그 후, 드라이버 컨트롤러(29)는 포맷된 정보를 어레이 드라이버(22)에 전송한다. LCD 컨트롤러와 같은 드라이버 컨트롤러(29)가 독립형 집적 회로(IC)로서 시스템 프로세서(21)와 종종 연관되지만, 이러한 컨트롤러들은 다수의 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러들은 하드웨어로서 프로세서(21)에 내장될 수 있거나, 소프트웨어로서 프로세서(21)에 내장될 수 있거나, 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수 있다.

[0128] 어레이 드라이버(22)는 드라이버 컨트롤러(29)로부터 포맷된 정보를 수신할 수 있고, 디스플레이 엘리먼트들의 디스플레이의 x-y 매트릭스로부터 오는 수백, 및 종종 수천(또는 그 이상)의 리드(lead)들에 초당 여러번 인가되는 파형들의 병렬 세트로 비디오 데이터를 재포맷할 수 있다.

[0129] 일부 구현들에서, 드라이버 컨트롤러(29), 어레이 드라이버(22), 및 디스플레이 어레이(30)는 본원에 설명된 임의의 타입들의 디스플레이들에 적절하다. 예를 들어, 드라이버 컨트롤러(29)는 종래의 디스플레이 컨트롤러 또는 쌍안정 디스플레이 컨트롤러(이를테면, IMOD 디스플레이 엘리먼트 컨트롤러)일 수 있다. 추가로, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(이를테면, IMOD 디스플레이 엘리먼트 드라이버)일 수 있다. 더욱이, 디스플레이 어레이(30)는 종래의 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(이를테면, IMOD 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 디스플레이)일 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 컨트롤러(29)는 어레이 드라이버(22)와 통합될 수 있다. 이러한 구현은 고집적 시스템들, 예를 들어 모바일 전화들, 휴대용 전자 디바이스들, 시계들 또는 소형(small-area) 디스플레이들에서 유용할 수 있다.

[0130] 일부 구현들에서, 입력 디바이스(48)는 예를 들어, 사용자가 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하게 하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 락커, 터치 감지형 스크린, 디스플레이 어레이(30)와 통합된 터치 감지형 스크린 또는 압력- 또는 열- 감지 멤브레인을 포함할 수 있다. 마이크로폰(46)은 디스플레이 디바이스(40)용 입력 디바이스로서 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 마이크로폰(46)을 통한 음성 커맨드들이 디스플레이 디바이스(40)의 동작들을 제어하기 위해 사용될 수 있다.

[0131] 전원(50)은 다양한 에너지 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전원(50)은 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬-이온 배터리와 같은 재충전가능한 배터리일 수 있다. 재충전가능한 배터리를 사용하는 구현들에서, 재충전가능한 배터리는 예를 들어, 벽 소켓 또는 광전지 디바이스 또는 어레이로부터 오는 전력을 사용하여 충전가능할 수도 있다. 대안적으로, 재충전가능한 배터리는 무선으로 충전가능할 수 있다. 전원(50)은 또한, 재생가능한 에너지 소스, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지 또는 태양 전지 페인트를 포함하는 태양 전지일 수 있다. 전원(50)은 또한 벽 콘센트(wall outlet)로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.

[0132] 일부 구현들에서, 제어 프로그램가능성(control programmability)은 전자 디스플레이 시스템의 여러 장소들에 위치될 수 있는 드라이버 컨트롤러(29)에 상주한다. 일부 다른 구현들에서, 제어 프로그램가능성은 어레이 드라이버(22)에 상주한다. 전술된 최적화는, 많은 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들로 그리고 다양한 구성들로 구현될 수 있다.

[0133] 본원에 이용된 바와 같이, 아이템들의 리스트 중 "적어도 하나"를 참조하는 문구는 단일 부재들을 포함하는 이들 아이템들의 임의의 조합을 지칭한다. 일례로서, "a, b, 또는 c 중 적어도 하나"는: a, b, c, a-b, a-c, b-c, 및 a-b-c를 커버하도록 의도된다.

[0134] 본원에 개시된 구현들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들은, 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 둘의 조합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환 가능성은 일반적으로 기능성의 측면에서 설명되어 있고, 위에서 설명된 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들로 예시되어 있다. 이러한 기능성이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들에 의존한다.

[0135] 본원에 개시된 양상들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하는데 이용된 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는, 범용 단일-칩 또는 멀티-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래머블 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 마이크로프로세서일 수 있거나 또는 임의의 종래의 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 또는 상태 머신일 수 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들면, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정 단계들 및 방법들은 주어진 기능에 특정된 회로에 의해 수행될 수 있다.

[0136] 하나 또는 그 초과의 양상들에서, 설명된 기능들은 본 명세서에서 개시된 구조들 및 이 개시된 구조들과의 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 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램들, 즉, 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 또는 그 초과의 모듈들로서 구현될 수 있다.

[0137] 소프트웨어로 구현되는 경우, 상기 기능들은 컴퓨터-판독가능 매체 상에 하나 또는 그 초과의 명령들 또는 코드로서 저장되거나 또는 이들을 통해 송신될 수 있다. 본원에 개시된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 컴퓨터-판독가능 매체 상에 상주할 수 있는 프로세서-실행가능 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 한 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 제한하지 않는 예시로서, 이러한 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 운반 또는 저장하는데 이용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속수단(connection)이 컴퓨터-판독가능 매체로 적절하게 명명된다. 본원에 이용되는 것과 같은, 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 콤팩트 디스크(CD; compact disc), 레이저 디스크(laser disc), 광학 디스크(optical disc), 디지털 다기능 디스크(DVD: digital versatile disc), 플로피 디스크(floppy disk) 및 블루-레이 디스크(blu-ray disc)를 포함하며, 여기서 디스크(disk)들은 통상적으로 자기적으로 데이터를 재생하는 반면에 디스크(disc)들은 레이저들을 통해 데이터를 광학적으로 재생한다. 전술한 것들의 조합들이 또한 컴퓨터-판독가능 매체의 범위 내에 포함될 수 있다. 추가적으로, 방법 또는 알고리즘의 동작들은, 컴퓨터 프로그램 물건에 통합될 수 있는, 머신 판독가능 매체 및/또는 컴퓨터-판독가능 매체상의 코드들 및 명령들 중 하나 또는 임의의 조합 또는 세트로서 상주할 수 있다.

[0138] 본 개시물에서 설명된 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 용이하게 명백할 것이고, 여기에서 정의된 일반적인 원리들은 본 개시물의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본원에서 도시된 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본원에 개시된 개시내용, 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위에 따른다. 부가적으로, 당업자는 용어들 "상부" 및 "하부" 가 때때로 도면들의 설명을 용이하게 하기 위해 이용되며, 적합하게 배향된 페이지 상의 도면의 배향에 대응하는 상대적인 위치들을 표시하고, 예를 들어 구현된 바와 같은 IMOD 디스플레이 엘리먼트의 적합한 배향을 반영하지 않을 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.

[0139] 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 동작하는 것으로 앞서 설명되거나 심지어 초기에 이와 같이 청구될지라도, 몇몇 경우들에서, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 그 조합으로부터 제거될 수 있고, 청구된 조합은 서브-조합 또는 서브-조합의 변화에 관련될 수 있다.

[0140] 유사하게, 동작들은 도면들에서 특정한 순서로 도시되지만, 바람직한 결과들을 달성하기 위해, 이러한 동작들이 도시된 특정한 순서 또는 순차적 순서로 수행되거나 또는 모든 예시된 동작들이 수행될 필요는 없다는 것을 당업자는 용이하게 인식할 것이다. 게다가, 도면들은 하나 초과의 예시의 프로세스들을 흐름도의 형태로 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이 개략적으로 예시된 예시의 프로세스들에 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 추가적인 동작들은, 임의의 예시된 동작들 이전에, 이후에, 동시에, 또는 그 사이에 수행될 수 있다. 특정한 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬 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 언급된 액션들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 바람직한 결과들을 여전히 달성할 수 있다.

Claims

전기기계 시스템(EMS; electromechanical system) 디바이스로서,
기판에 의해 지지되는 제 1 전극;
상기 제 1 전극으로부터 갭 만큼 분리된 이동가능 층;
상기 이동가능 층에 의해 지지되는 제 2 전극 ― 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극 중 하나는 제 1 구동 전극과 제 2 구동 전극 사이에 위치된 복수의 절연된 전극 세그먼트들을 포함하는 분할 전극(segmented electrode)이고, 상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들 각각은 상기 제 1 구동 전극 및 상기 제 2 구동 전극 둘 다로부터 그리고 다른 절연된 전극 세그먼트들로부터 전기적으로 절연되고, 그리고 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극 이외의 다른 전극은 제 1 구동 전극으로서 기능함 ; 및
제 2 구동 전극 ― 상기 제 1 구동 전극과 상기 제 2 구동 전극 사이의 전압의 인가는 상기 이동가능 층을 정전기적으로 변위시킴 ― 을 포함하는,
EMS 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구동 전극 및 상기 분할 전극은 제 1 커패시터를 형성하고,
상기 제 2 구동 전극 및 상기 분할 전극은 상기 제 1 커패시터와 직렬로 제 2 커패시터를 형성하는,
EMS 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 디바이스는 간섭계 변조기(interferometric modulator)를 포함하는,
EMS 디바이스.
제 3 항에 있어서,
상기 이동가능 층은 안정적인 포지션들의 범위에 걸쳐 이동가능하며, 상기 안정적인 포지션들의 범위에서는 상기 제 1 구동 전극 및 상기 제 2 구동 전극 사이에 전압의 인가가 안정적인 포지션들의 범위 내에 있는 포지션에서 상기 이동가능 층을 유지하고;
상기 간섭계 변조기는, 상기 이동가능 층이 상기 제 1 전극에 맞닿게 주저앉을(collapsed against) 때, 실질적으로 백색 광을 반사시킬 수 있고; 그리고
상기 간섭계 변조기는, 상기 이동가능 층이 상기 안정적인 포지션들의 범위 내에 있는 적어도 하나의 포지션에 유지될 때, 흑색을 나타낼 수 있는,
EMS 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 전극으로부터의 최소 안정 거리와, 상기 제 1 구동 전극과 상기 제 2 구동 전극 사이에 어떠한 전압도 인가되지 않은 릴렉스 포지션 사이에서 안정적인 포지션들의 범위를 통해 상기 이동가능 층을 이동시키기 위해 상기 제 1 구동 전극과 상기 제 2 구동 전극 사이에 전압들의 범위를 인가시킬 수 있는 구동 회로를 추가로 포함하는,
EMS 디바이스.
제 5 항에 있어서,
상기 최소 안정 거리는, 상기 릴렉스 포지션과 상기 제 1 전극 사이의 거리의 40% 미만인,
EMS 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 전극은 상기 분할 전극인,
EMS 디바이스.
제 7 항에 있어서,
상기 이동가능 층은:
상기 제 2 구동 전극 ― 상기 구동 전극과 상기 제 1 전극 사이의 전압의 인가는 상기 이동가능 층을 정전기적으로 변위하고, 상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들은 상기 제 2 구동 전극과 상기 고정 전극 사이에 위치됨 ―; 및
상기 제 2 구동 전극과 상기 제 1 전극 사이에 위치된 유전체 층을 포함하고,
상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들 각각은 상기 제 2 구동 전극으로부터 그리고 상기 다른 절연된 전극 세그먼트들로부터 전기적으로 절연되는,
EMS 디바이스.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들은 상기 이동가능 층의 엣지들로부터 리세스되는(recessed),
EMS 디바이스.
제 7 항 내지 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 광학 흡수체를 포함하고,
상기 절연된 전극 세그먼트들은 반사성 재료를 포함하는,
EMS 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들을 포함하는 분할된 광학 흡수체인,
EMS 디바이스.
제 11 항에 있어서,
상기 제 2 구동 전극은 상기 분할된 광학 흡수체로부터 전기적으로 절연되고,
상기 분할된 광학 흡수체는, 상기 고정 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는,
EMS 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 구동 전극은 상기 분할된 광학 흡수체보다 가시광 파장에 대해 더 투과성인,
EMS 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 구동 전극은 도전성 산화물의 실질적으로 투명한 두께를 포함하는,
EMS 디바이스.
제 12 항 내지 제 14 항에 있어서,
상기 기판은 상기 제 1 구동 전극과 상기 분할된 광학 흡수체 사이에 위치되는,
EMS 디바이스.
제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 구동 전극은 상기 기판과 상기 분할된 광학 흡수체 사이에 위치되는,
EMS 디바이스.
제 12 항 내지 제 16 항에 있어서,
상기 분할된 광학 흡수체는 분할된 광학 흡수체 섹션들 사이에 적어도 하나의 갭을 포함하고,
상기 분할된 광학 흡수체 구조체로부터 전기적으로 절연된 제 2 광학 흡수체 구조체를 추가로 포함하는 디바이스는, 분할된 광학 흡수체 섹션들 사이의 상기 적어도 하나의 갭과 정렬되는,
EMS 디바이스.
제 17 항에 있어서,
상기 제 2 광학 흡수체 구조체의 적어도 일부는, 분할된 광학 흡수체 섹션들 사이의 적어도 하나의 갭과 실질적으로 동일한 크기 및 형상인,
EMS 디바이스.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 개별적인 절연된 전극 세그먼트는 유전체 재료에 의해 전체 측면들에 둘러싸여지는,
EMS 디바이스.
제 19 항에 있어서,
상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들은, 2개의 실질적으로 수직인 섹션들의 유전체 재료에 의해 분리된 4개의 절연된 전기 세그먼트들을 포함하는,
EMS 디바이스.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정 전극의 표면 면적은 상기 절연된 전극 세그먼트들의 표면 면적 미만인,
EMS 디바이스.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 구동 전극과 상기 제 2 구동 전극 중 적어도 하나와 통신할 수 있는 프로세서 ― 상기 프로세서는 이미지 데이터를 프로세싱할 수 있음 ―; 및
상기 프로세서와 통신할 수 있는 메모리 디바이스를 더 포함하는,
EMS 디바이스.
제 22 항에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 구동 전극 중 적어도 하나에 적어도 하나의 신호를 전송할 수 있는 드라이버 회로; 및
상기 이미지 데이터의 적어도 일부를 상기 드라이버 회로에 전송할 수 있는 컨트롤러를 더 포함하는,
EMS 디바이스.
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
상기 프로세서에 상기 이미지 데이터를 전송할 수 있는 이미지 소스 모듈을 더 포함하고,
상기 이미지 소스 모듈은, 수신기, 트랜시버, 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는,
EMS 디바이스.
제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
입력 데이터를 수신하고 그리고 상기 프로세서에 상기 입력 데이터를 통신하도록 구성된 입력 디바이스를 더 포함하는,
EMS 디바이스.
전기기계 시스템(EMS; electromechanical systems) 디바이스를 제작하는 방법으로서,
기판 위에 제 1 유전체 층을 형성하는 단계;
상기 제 1 유전체 층 위에 제 1 전극 층을 형성하는 단계;
상기 제 1 전극 층 내에 복수의 절연된 전극 세그먼트들을 형성하는 단계;
상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들 위에 제 2 유전체 층을 형성하는 단계; 및
상기 제 2 유전체 층 위에 제 2 전극 층을 형성하는 단계를 포함하는,
EMS 디바이스를 제작하는 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들을 형성하는 단계는, 상기 제 1 전극 층을 통해서 연장하는 2개의 실질적으로 수직인 컷(cut)들에 의해 분리된 4개의 절연된 전기 세그먼트들의 그룹을 형성하기 위해 상기 제 1 전극 층을 패터닝하는 단계를 포함하는,
EMS 디바이스를 제작하는 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 제 1 유전체 층을 형성하는 단계는, 유전체 층들의 스택을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 유전체 층들의 스택은:
제 1 굴절률을 갖는 제 1 재료를 포함하는 제 1 유전체 서브층; 및
제 2 굴절률을 갖는 제 2 재료를 포함하는 제 2 유전체 서브층을 포함하고,
상기 제 1 굴절률은 상기 제 2 굴절률보다 더 큰,
EMS 디바이스를 제작하는 방법.
제 28 항에 있어서,
상기 유전체 층들의 스택을 형성하는 단계는:
상기 희생층 위에 상기 제 1 유전체 서브층을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 유전체 서브층 위에 상기 제 2 유전체 서브층을 형성하는 단계를 포함하는,
EMS 디바이스를 제작하는 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 제 1 유전체 층은, 제 3 전극 층 위에 위치된 희생층 위에 형성되고,
상기 제 1 유전체 층과 상기 제 3 전극 사이에 갭을 형성하기 위한 상기 제 2 전극 층의 형성 이후에 상기 희생층을 제거하기 위한 에칭을 수행하는 단계를 추가로 포함하는,
EMS 디바이스를 제작하는 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 제 1 유전체 층은 제 3 전극 층 위에 형성되고,
상기 방법은:
상기 제 2 유전체 층 위에 희생층을 형성하는 단계 ― 상기 제 2 전극층은 상기 희생층 위에 형성됨 ―; 및
상기 제 2 유전체 층과 상기 제 2 전극 사이에 갭을 형성하기 위해 상기 제 2 희생층의 형성 이후에 상기 제 2 희생층을 제거하기 위한 에칭을 수행하는 단계를 추가로 포함하는,
EMS 디바이스를 제작하는 방법.
전기기계 시스템(EMS; electromechanical systems) 디바이스로서,
기판에 의해 지지되는 제 1 전극;
갭에 의해 상기 제 1 전극으로부터 분리되는 이동가능 층;
상기 이동가능 층에 의해 지지되는 제 2 전극 ― 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극 중 하나는 상기 이동가능 층의 안정 포지션들의 범위를 증가시키기 위해 상기 이동가능 층 내에서의 불균형 전하의 축적을 억제하기 위한 수단을 포함하는 부유 전극이고, 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극 중 다른 하나는 상기 구동 전극으로서 기능함 ―; 및
제 2 구동 전극을 포함하고,
상기 제 1 구동 전극과 상기 제 2 구동 전극 사이의 전압의 인가는 상기 이동가능 층을 정전기적으로 변위시키는,
EMS 디바이스.
제 32 항에 있어서,
상기 부유 전극은 분할 전극이고,
상기 억제 수단은, 상기 제 1 구동 전극과 상기 제 2 구동 전극 사이에 위치된 복수의 절연된 전극 세그먼트들을 포함하고,
상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들 각각은, 상기 제 1 구동 전극 및 상기 제 2 구동 전극으로부터 그리고 다른 절연된 전극 세그먼트들로부터 전기적으로 절연되는,
EMS 디바이스.
제 33 항에 있어서,
상기 제 1 구동 전극 및 상기 분할 전극은 제 1 커패시터를 형성하고,
상기 제 2 구동 전극 및 상기 분할 전극은 상기 제 1 커패시터와 직렬로 제 2 커패시터를 형성하는,
EMS 디바이스.
제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
상기 제 2 전극은 분할 전극이고,
상기 이동가능 층은:
상기 제 2 구동 전극 ― 상기 구동 전극과 상기 제 1 전극 사이의 전압의 인가는 상기 이동가능 층을 정전기적으로 변위하고, 상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들은 상기 제 2 구동 전극과 상기 고정 전극 사이에 위치됨 ―; 및
상기 제 2 구동 전극과 상기 제 1 전극 사이에 위치된 유전체 층을 포함하고,
상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들 각각은 상기 제 2 구동 전극으로부터 그리고 상기 다른 절연된 전극 세그먼트들로부터 전기적으로 절연되는,
EMS 디바이스.
제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 상기 복수의 절연된 전극 세그먼트들을 포함하는 분할된 광학 흡수체이고,
상기 제 2 구동 전극은 상기 분할된 광학 흡수체로부터 전기적으로 절연되고,
상기 분할된 광학 흡수체는 상기 고정 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는,
EMS 디바이스.
제 36 항에 있어서,
상기 제 2 구동 전극은 상기 분할된 광학 흡수체보다 가시광 파장에 대해 더 투과성인,
EMS 디바이스.