KR20150131243A - 인터커넥트-지지 고가 어퍼처층을 통합한 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 이미지들을 디스플레이하기 위한 시스템들, 방법들 및 장치를 제공한다. 일부 이러한 장치는 투명 기판, 기판상에 형성된 디스플레이 엘리먼트, 기판상에 형성된 앵커에 의해 기판 위에서 지지된 광 차단 고가 어퍼처층(EAL) 및 전기 신호를 디스플레이 엘리먼트에 전달하기 위하여 EAL상에 배치된 전기 인터커넥트를 포함한다. 전기 인터커넥트는 데이터 전압 인터커넥트, 스캔-라인 인터커넥트 또는 글로벌 인터커넥트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 유전체는 EAL로부터 전기 인터커넥트를 분리할 수 있다. EAL은 디스플레이 엘리먼트에 대응하는, 자신을 관통하여 형성된 어퍼처를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 기판상에 배치된 제 2 전기 인터커넥트는 복수의 디스플레이 엘리먼트들에 전기적으로 커플링될 수 있다.

Description

인터커넥트-지지 고가 어퍼처층을 통합한 디스플레이 장치{DISPLAY APPARATUS INCORPORATING AN INTERCONNECT-SUPPORTING ELEVATED APERTURE LAYER}

[0001] 본 특허 출원은 "Display Apparatus Incorporating an Interconnect-Supporting Elevated Aperture Layer"라는 명칭으로 2013년 3월 15일에 출원된 미국 특허출원 제13/843,135호의 우선권을 주장하며, 이 출원은 본 발명의 양수인에게 양도되고 이에 의해 인용에 의해 본원에 명확하게 통합된다.

[0002] 본 개시내용은 전기기계 시스템(EMS)의 분야, 특히 디스플레이 장치에서 사용하기 위한 통합형 고가 어퍼처 층(integrated elevated aperture layer)에 관한 것이다.

[0003] 특정 디스플레이들은 복수의 디스플레이 엘리먼트들을 지지하는 기판에, 어퍼처층을 가진 커버 시트를 부착함으로써 구성된다. 어퍼처층은 개별 디스플레이 엘리먼트들에 대응하는 어퍼처들을 포함한다. 이러한 디스플레이들에서, 디스플레이 엘리먼트들과 어퍼처들의 정렬은 이미지 품질에 영향을 미친다. 따라서, 기판에 커버 시트를 부착할 때, 어퍼처들이 개별 디스플레이 엘리먼트들과 밀접하게 정렬되도록 하는 것에 각별히 주의를 기울여야 한다. 이는 이러한 디스플레이들을 어셈블리하는 비용을 증가시킨다. 게다가, 이러한 디스플레이들은 또한 사람이 디스플레이를 누를때와 같은 외부 힘들에 의해 유발되는 손상 위험을 감소시키기 위하여, 커버 시트와 기판에 의해 지지되는 근접 디스플레이 엘리먼트들 사이에 상당히 안전한 거리를 유지하는데 사용되는 스페이서들을 포함한다. 이들 스페이서들은 또한 제조하는데 비용이 많이 들며, 따라서 제조 비용을 증가시킨다. 더욱이, 커버 시트와 디스플레이 엘리먼트들 사이의 먼 거리는 이미지 품질에 악영향을 미친다. 특히, 이는 디스플레이의 콘트라스트 비를 감소시킨다. 거리를 증가시키기 위하여, 커버 시트 및 기판은 이들 사이의 단지 작은 갭과 함께 커플링될 수 있으나, 이는 디스플레이 엘리먼트들 및 커버 시트가 서로 접촉하는 경우에 손상 위험을 증가시킬 수 있다.

[0004] 본 개시내용의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 몇몇 혁신적인 양상들을 가지며, 그 중 어떠한 단일의 양상도 본원에 개시된 바람직한 속성들을 단독으로 담당하지 않는다.

[0005] 본 개시내용에 설명된 요지의 혁신적인 양상은 투명 기판, 광 차단 고가 어퍼처층(EAL), 기판위에 EAL을 지지하기 위한 복수의 앵커들 및 복수의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 장치를 포함하는 장치로 구현될 수 있다. EAL은 자신을 관통하여 형성된 복수의 어퍼처들을 정의한다. 복수의 디스플레이 엘리먼트들은 기판과 EAL 사이에 포지셔닝된다. 디스플레이 엘리먼트들의 각각은 EAL에 의해 정의된 복수의 어퍼처들의 적어도 하나의 개별 어퍼처에 대응하며, 각각의 디스플레이 엘리먼트는 기판위에 EAL을 지지하는 대응 앵커에 의해 기판위에 지지되는 이동가능 부분을 포함한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트들은 마이크로전기계 시스템(MEMS) 셔터-기반 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다.

[0006] 일부 구현들에서, 장치는 기판 맞은편의 EAL의 면상에 포지셔닝되는 제 2 기판을 포함한다. 일부 이러한 구현들에서, EAL은 제 2 기판의 표면에 접착될 수 있다. 이러한 구현들 중 일부 다른 구현에서, 장치는 제 EAL을 향하는 제 2 기판 및 제 2 기판 가장 근처에 있는 EAL의 표면 중 하나상에 증착된 반사 물질층을 포함한다.

[0007] 일부 구현들에서, EAL은 복수의 리브들 및 기판쪽으로 연장되는 복수의 정지마찰 방지 돌출부들 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 다른 구현들에서, 장치는 EAL에 의해 정의된 어퍼처들을 통과하는 광 경로들에 배치된 광 분산 엘리먼트들을 포함한다. 일부 이러한 구현들에서, 광 분산 엘리먼트들은 렌즈 및 산란 엘리먼트 중 적어도 하나를 포함한다. 이러한 구현들 중 일부 다른 구현에서, 광 분산 엘리먼트는 패터닝된 유전체를 포함한다.

[0008] 일부 구현들에서, 장치는 개별 디스플레이 엘리먼트들에 대응하는 복수의 전기 격리 전도성 영역들을 포함한다. 일부 이러한 구현들에서, 전기 격리 전도성 영역들은 개별 디스플레이 엘리먼트들의 부분들에 전기적으로 커플링된다.

[0009] 일부 구현들에서, 장치는 또한 디스플레이, 프로세서 및 메모리 디바이스를 포함한다. 프로세서는 디스플레이와 통신하고 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 메모리 디바이스는 프로세서와 통신하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 장치는 또한 디스플레이에 적어도 하나의 신호를 송신하도록 구성된 드라이버 회로를 포함한다. 일부 이러한 구현들에서, 프로세서는 이미지 데이터의 적어도 일부분을 드라이버 회로에 송신하도록 추가로 구성된다. 일부 다른 구현들에서, 장치는 또한 이미지 데이터를 프로세서에 송신하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 포함할 수 있다. 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 장치는 이미지 데이터를 쉰하고 입력 데이터를 프로세서에 통신하도록 구성된 입력 디바이스를 포함한다.

[0010] 본 개시내용에서 설명된 요지의 다른 혁신적인 양상은 디스플레이 장치를 형성하는 방법으로 구현될 수 있다. 방법은 기판상에 형성된 디스플레이 엘리먼트 몰드상에 복수의 디스플레이 엘리먼트들을 제조하는 단계를 포함한다. 디스플레이 엘리먼트들은 기판 위에 개별 디스플레이 엘리먼트들의 부분들을 지지하기 위한 대응 앵커들을 포함한다. 방법은 또한 제조된 디스플레이 엘리먼트들 위에 제 1 희생 물질층을 증착하는 단계 및 디스플레이 엘리먼트 앵커들을 노출시키기 위하여 제 1 희생 물질층을 패터닝하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 증착된 구조 물질이 노출된 디스플레이 앵커들상에 부분적으로 증착되도록 제 1 희생 물질층위에 구조 물질층을 증착하는 단계 및 고가 어퍼처층(EAL)을 형성하기 위하여 개별 디스플레이 엘리먼트들에 대응하는 복수의 어퍼처들 ―복수의 어퍼처들은 구조 물질층을 관통함 ―을 정의하기 위하여 구조 물질층을 패터닝하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 디스플레이 엘리먼트 및 제 1 희생 물질층을 제거하는 단계를 포함한다.

[0011] 일부 구현들에서, 방법은 또한 제 1 희생 물질층 위에 제 2 희생 물질층을 증착하는 단계 및 EAL로부터 개별 디스플레이 엘리먼트들의 부유된 부분들 쪽으로 연장되는 복수의 정지마찰 방지 돌출부들 또는 복수의 EAL 보강 리브들에 대한 몰드를 형성하기 위하여 제 2 희생 물질층을 패터닝하는 단계를 포함한다. 일부 다른 구현들에서, 방법은 EAL의 영역들이 제 2 기판의 표면에 접착하도록 제 2 기판의 표면과 접촉하게 EAL의 영역들을 유인하는 단계를 포함한다. 일부 다른 구현들에서, 방법은 구조 물질층 위에 유전체 층을 증착하는 단계 및 구조 물질층을 관통하여 정의된 어퍼처들 위에 광 분산 엘리먼트들을 정의하기 위하여 유전체층을 패터닝하는 단계를 포함한다.

[0012] 일부 구현들에서, 구조 물질층은 전도성 물질을 포함하다. 이러한 구현들 중 일부 구현에서, 구조 물질층을 패터닝하는 단계는 EAL의 인접 영역들을 전기적으로 격리한다. EAL의 각각의 전기적으로 격리된 영역은 개별 디스플레이 엘리먼트의 부유된 부분에 전기적으로 커플링될 수 있다.

[0013] 본 개시내용에서 설명된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은 기판, 관통하여 형성된 복수의 어퍼처들을 정의하는 EAL을 포함하는 장치로 구현될 수 있다. EAL은 또한 구조 물질에 의해 캡슐화된 폴리머 물질을 포함한다. 장치는 또한 기판과 EAL 사이에 포지셔닝된 복수의 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 각각의 디스플레이 엘리먼트는 복수의 어퍼처들의 개별 어퍼처에 대응한다.

[0014] 일부 다른 구현들에서, 장치는 EAL의 표면상에 증착된 광 흡수층을 포함한다. 일부 다른 구현들에서, 기판은 광 차단 물질층을 포함한다. 일부 이러한 구현들에서, 광 차단 물질층은 EAL의 개별 어퍼처들에 대응하는 복수의 기판 장치를 정의한다.

[0015] 일부 구현들에서, 구조 물질은 금속, 반-전도체 및 물질들의 스택 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 다른 구현들에서, EAL은 제 1 구조층, 제 1 폴리머 층 및 제 2 구조층을 포함하며, 제 1 구조층 및 제 2 구조층은 제 1 폴리머 층을 캡슐화한다.

[0016] 일부 구현들에서, EAL은 개별 디스플레이 엘리먼트들에 대응하는 복수의 전기적 격리 전도성 영역들을 포함한다. 일부 이러한 구현들에서, 전기적 격리 전도성 영역들은 개별 디스플레이 엘리먼트의 부분들에 전기적으로 커플링된다. 이러한 구현들 중 일부 다른 구현에서, 전기적 격리 전도성 영역들은 기판 위에서 개별 디스플레이 엘리먼트들을 지지하는 앵커들을 통해 개별 디스플레이 엘리먼트들의 부분들에 전기적으로 커플링된다. 일부 이러한 구현들에서, 기판 위에서 개별 디스플레이 엘리먼트들의 부분들을 지지하는 앵커들은 디스플레이 엘리먼트들 위에 EAL을 지지한다.

[0017] 본 개시내용에서 설명된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은 디스플레이 장치를 형성하는 방법으로 구현될 수 있다. 방법은 기판상에 형성된 디스플레이 엘리먼트 몰드상에 복수의 디스플레이 엘리먼트들을 형성하는 단계, 디스플레이 엘리먼트들 위에 제 1 희생 물질층을 증착하는 단계, 복수의 앵커들을 노출시키기 위하여 제 1 희생 물질층을 패터닝하는 단계, 제 1 희생 물질층 위에 고가 어퍼처 층(EAL)을 형성하는 단계 및 디스플레이 엘리먼트 몰드 및 제 1 희생 물질층을 제거하는 단계를 포함한다.

[0018] EAL을 형성하는 단계는 증착된 구조 물질이 노출된 앵커들상에서 부분적으로 증착되도록 제 1 희생 물질층 위에 제 1 구조 물질층을 증착하는 단계, 개별 디스플레이 엘리먼트들에 대응하는 복수의 낮은 EAL 어퍼처들을 정의하기 위하여 제 1 구조 물질층을 패터닝하는 단계, 제 1 구조 물질층 위에 폴리머 물질 층을 증착하는 단계, 대응하는 낮은 EAL 어퍼처들과 실질적으로 정렬되게 복수의 중간 EAL 어퍼처들을 정의하기 위하여 폴리머 물질층을 패터닝하는 단계, 제 1 구조 물질층과 제 2 구조 물질층 사이의 폴리머 물질층을 캡슐화하기 위하여 폴리머 물질층 위에 제 2 구조 물질층을 증착하는 단계, 및 대응하는 중간 및 낮은 EAL 어퍼처들과 실질적으로 정렬되게 복수의 상부 EAL 어퍼처들을 정의하기 위하여 제 2 구조 물질층을 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.

[0019] 일부 구현들에서, 노출된 앵커들은 기판 위에 대응하는 디스플레이 엘리먼트들의 부분들을 지지한다. 일부 다른 구현들에서, 노출된 앵커들은 기판 위에 디스플레이 엘리먼트들의 부분들을 지지하는 앵커들의 세트와 구별된다.

[0020] 일부 구현들에서, 방법은 제 2 구조 물질층 위의 광 반사층 또는 광 흡수층 중 적어도 하나를 더 포함한다.

[0021] 본 개시내용에 설명된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은 투명 기판, 기판상에 형성된 디스플레이 엘리먼트, 기판상에 형성된 앵커에 의해 기판 위에서 지지된 광 차단 EAL 및 전기 신호를 디스플레이 엘리먼트에 전달하기 위하여 EAL상에 배치된 전기 인터커넥트를 포함하는 장치로 구현될 수 있다. EAL은 디스플레이 엘리먼트에 대응하는, 자신을 관통하여 형성된 어퍼처를 가진다. 일부 구현들에서, EMS 디스플레이 엘리먼트는 마이크로전기기계 시스템(MEMS) 셔터-기반 디스플레이 엘리먼트를 포함한다.

[0022] 일부 구현들에서, 장치는 전기 인터커넥트에 커플링된 적어도 하나의 전기 컴포넌트를 더 포함한다. 일부 구현들에서, 전기 인터커넥트는 디스플레이 엘리먼트에 대응하는 적어도 하나의 전기 컴포넌트 중 제 1 전기 컴포넌트에 커플링되며, 기판상에 형성된 제 2 디스플레이 엘리먼트에 대응하는 적어도 하나의 전기 컴포넌트 중 제 2 전기 컴포넌트에 커플링된다. 일부 이러한 구현들에서, 전기 컴포넌트는 전기 인터커넥트에 커플링된 트랜지스터 및 커패시터들 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 이러한 구현들에서, 트랜지스터는 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO) 채널을 포함한다.

[0023] 일부 구현들에서, 전기 인터커넥트는 앵커가 디스플레이 엘리먼트에 전기 신호를 전송하도록 앵커에 전기적으로 커플링된다. 일부 다른 구현들에서, 전기 인터커넥트는 데이터 전압 인터커넥트, 스캔-라인 인터커넥트 또는 글로벌 인터커넥트 중 하나를 포함한다. 일부 구현들에서, 장치는 EAL로부터 전기 인터커넥트를 분리하는 유전체층을 포함한다. 일부 다른 구현들에서, 장치는 복수의 디스플레이 엘리먼트들에 전기적으로 커플링된 기판상에 배치된 제 2 전기 인터커넥트를 포함한다.

[0024] 일부 구현들에서, EAL은 디스플레이 엘리먼트에 대응하는 전기적 격리된 전도성 영역을 포함한다. 일부 이러한 구현들에서, 전기적 격리 전도성 영역은 디스플레이 엘리먼트의 부분에 전기적으로 연결된다. 일부 구현들에서, 전기적 격리 전도성 영역은 기판 위에 디스플레이 엘리먼트들을 지지하는 제 2 앵커를 통해 디스플레이 엘리먼트의 부분에 전기적으로 커플링된다. 일부 다른 구현들에서, 기판 위에 EAL을 지지하는 앵커는 기판위에 디스플레이 엘리먼트의 일부분을 지지하며, 전기적 격리 전도성 영역은 앵커를 통해 디스플레이 엘리먼트의 부유된 부분에 전기적으로 커플링된다.

[0025] 장치는 또한 디스플레이, 프로세서 및 메모리 디바이스를 포함한다. 프로세서는 디스플레이와 통신하고 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 메모리 디바이스는 프로세서와 통신하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 장치는 또한 디스플레이에 적어도 하나의 신호를 송신하도록 구성된 드라이버 회로를 포함한다. 일부 다른 구현들에서, 프로세서는 이미지 데이터의 적어도 일부분을 드라이버 회로에 송신하도록 추가로 구성된다. 일부 다른 구현들에서, 장치는 또한 이미지 데이터를 프로세서에 송신하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 포함할 수 있다. 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 장치는 입력 데이터를 수신하고 입력 데이터를 프로세서에 통신하도록 구성된 입력 디바이스를 포함한다.

[0026] 본 개시내용에서 설명된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은 디스플레이 장치를 제조하는 방법으로 구현될 수 있다. 방법은 투명 기판을 제공하는 단계 및 기판상에 디스플레이 엘리먼트를 형성하는 단계를 포함한다. 광 차단층은 기판상에 형성된 앵커에 의해 지지되는 기판위에 형성된다. 방법은 EAL을 형성하기 위하여 광 차단층을 관통하여 어퍼처를 형성하는 단계를 더 포함하며, 어퍼처는 디스플레이 엘리먼트에 대응한다. 전기 인터커넥트는 디스플레이 엘리먼트에 전기 신호를 전달하기 위하여 EAL 최상부에 형성된다.

[0027] 일부 구현들에서, 방법은 전기 인터커넥트를 형성하기 전에, EAL 위에 전기 절연 물질의 층을 증착하는 단계를 포함한다. 일부 이러한 구현들에서, EAL은 전도성 물질을 포함하며, 방법은 전기 인터커넥트를 형성하기 전에 EAL의 부분들을 노출시키기 위하여 전기 절연 물질의 층을 패터닝하는 단계를 더 포함한다. 전기 인터커넥트를 형성하는 단계는 전기 절연 물질층 위에 전도성 물질층을 증착하는 단계 및 전기 인터커넥트의 일부분이 EAL의 노출된 부분과 접촉하도록, 전기 인터커넥트를 형성하기 위하여 전기적 전도성 물질층을 패터닝하는 단계를 포함한다.

[0028] 일부 다른 구현들에서, 방법은 또한 형성된 전기 인터커넥트 위에 반전도 물질층을 증착하는 단계 및 트랜지스터의 일부분을 형성하기 위하여 반도체 채널층을 패터닝하는 단계를 포함한다. 이부 구현들에서, 반전도성 물질층은 금속 산화물을 포함한다. 일부 다른 구현들에서, 방법은 디스플레이 엘리먼트를 형성하기 전에 기판상에 전기 인터커넥트를 형성하는 단계를 포함한다.

[0029] 본 개시내용에 설명된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 위에 부유되고 기판에 커플링된 EAL 및 기판에 커플링된 디스플레이 엘리먼트의 어레이를 포함하는 장치로 구현될 수 있다. EAL은 광이 관통하도록 하기 위하여 EAL를 관통하여 정의된 적어도 하나의 어퍼처, 적어도 하나의 어퍼처를 통해 통과하지 않는 광을 차단하기 위한 광 차단 영역을 포함하는 광 차단 물질층 및 EAL을 통해 유체의 통로를 허용하도록 구성되며 광 차단 영역 외부에 형성된 에칭 홀을 디스플레이 엘리먼트들 각각에 대하여 포함한다. 일부 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트들은 마이크로전기기계 시스템(MEMS) 셔터-기반 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다.

[0030] 일부 구현들에서, 에칭 홀들은 인접 디스플레이 엘리먼트들의 인접한 광 차단층 사이의 약 교차지점에 포지셔닝된다. 일부 구현들에서, 에칭 홀들은 인접 디스플레이 엘리먼트들의 인접한 광 차단 영역들 사이의 거리의 약 절반으로 연장될 수 있다.

[0031] 일부 다른 구현들에서, 장치는 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 및 EAL이 형성되는 희생 몰드를 포함한다. 희생 몰드는 약 500℃ 미만의 온도에서 승화하는 물질을 포함할 수 있다. 일부 이러한 구현들에서, 몰드는 노보넨 또는 노보넨의 유도체를 포함한다.

[0032] 일부 구현들에서, 장치는 또한 디스플레이, 프로세서 및 메모리 디바이스를 포함한다. 프로세서는 디스플레이와 통신하고 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 메모리 디바이스는 프로세서와 통신하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 장치는 또한 디스플레이에 적어도 하나의 신호를 송신하도록 구성된 드라이버 회로를 포함한다. 일부 다른 구현들에서, 프로세서는 이미지 데이터의 적어도 일부분을 드라이버 회로에 송신하도록 추가로 구성된다. 일부 다른 구현들에서, 장치는 또한 이미지 데이터를 프로세서에 송신하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 포함할 수 있다. 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 장치는 입력 데이터를 수신하고 입력 데이터를 프로세서에 통신하도록 구성된 입력 디바이스를 포함한다.

[0033] 본 개시내용에서 설명된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은 디스플레이 엘리먼트들의 어레이 위에 부유된 EAL 및 기판에 커플링된 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함하는 장치로 구현될 수 있다. EAL은 기판에 커플링되며, 광이 통과하도록 하는 적어도 하나의 어퍼처를 디스플레이 엘리먼트들 각각에 대하여 포함한다. 장치는 또한 기판 위에 EAL를 지지하는 복수의 앵커들 및 복수의 앵커들의 일부분을 적어도 부분적으로 둘러싸는 폴리머 물질을 포함한다.

[0034] 일부 구현들에서, 폴리머 물질은 앵커들로부터 EAL에 포함된 어퍼처들을 통해 광 경로들의 세트 외부로 멀리 연장된다. 일부 다른 구현들에서, 폴리머 물질은 앵커들로부터 디스플레이 엘리먼트들의 기계적 컴포넌트들의 이동 경로 외부로 멀리 연장된다.

[0035] 본 개시내용에서 설명된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은 기판, 앵커들에 대한 몰드, 액추에이터들 및 디스플레이 엘리먼트의 광 변조기를 정의하는 희생 물질들의 층들의 제 1 세트, 및 EAL에 대한 몰드를 정의하는 희생 물질의 층들의 제 1 세트 위에 배치된 희생 물질들의 제 2 세트를 포함하는 장치로 구현될 수 있다. 희생 물질들의 층들의 제 1 및 제 2 세트 중 적어도 하나의 세트의 희생 물질의 층들은 약 500℃ 미만의 온도로 승화되는 물질을 포함한다. 일부 구현들에서, 희생 물질들의 층들의 제 1 및 제 2 세트 중 적어도 하나의 세트의 희생 물질의 층들은 노보넨 또는 노보넨의 유도체를 포함한다.

[0036] 일부 구현들에서, 장치는 또한 희생 물질의 층들의 제 1 세트와 희생 물질의 층들의 제 2 세트 사이에 배치된 구조 물질층을 포함한다.

[0037] 일부 구현들에서, 희생 물질의 층들의 제 2 세트는 하부층 및 상부층을 포함한다. 일부 이러한 구현들에서, 상부층은 EAL로부터 기판쪽으로 연장되는 리브들에 대한 몰드들을 정의하는 복수의 리세스들, 기판으로부터 멀리 EAL로부터 연장되는 리브들에 대한 몰드들을 정의하는 복수의 메사들 또는 EAL로부터 기판쪽으로 연장되는 정지마찰 방지 돌출부들에 대한 몰드들을 정의하는 복수의 리세스들을 포함한다.

[0038] 본 개시내용에서 설명된 요지의 또 다른 혁신적인 양상은 제조 방법으로 구현될 수 있다. 방법은 기판상에 형성된 제 1 몰드상에 전기기계 시스템(EMS) 디스플레이 엘리먼트를 형성하는 단계를 포함한다. EMS 디스플레이 엘리먼트는 기판 위에 부유된 부분을 포함한다. 방법은 또한 EMS 디스플레이 엘리먼트 위에 형성된 제 2 몰드상에 EAL을 형성하는 단계, 습식 에칭을 적용함으로써 제 1 및 제 2 몰드들 중 적어도 하나의 몰드의 적어도 제 1 부분을 부분적으로 제거하는 단계, 및 건식 플라즈마 에칭을 적용함으로써 제 1 및 제 2 몰드들 중 적어도 하나의 몰드의 적어도 제 2 부분을 부분적으로 제거하는 단계를 포함한다.

[0039] 일부 구현들에서, 습식 에칭 및 건식 에칭을 동시에 적용하는 단계는 제 1 및 제 2 몰드를 실질적으로 전체를 제공한다. 일부 다른 구현들에서, 습식 에칭 및 건식 에칭을 적용하는 것은 제 1 및 제 2 몰드들 중 적어도 하나의 제 3 부분을 온전히 남긴다. 일부 이러한 구현들에서, 제 3 부분은 기판위의 EAL을 지지하는 앵커를 적어도 부분적으로 둘러싼다.

[0040] 일부 구현들에서, 방법은 또한 EAL을 관통하여 에칭 홀들을 형성하는 단계를 포함한다. 습식 에칭 및 건식 에칭은 에칭 홀들을 통해 제 1 및 제 2 몰드들 중 적어도 하나의 몰드에 적용된다.

[0041] 이 명세서에 설명된 요지의 하나 이상의 구현들의 세부사항들은 첨부 도면들 및 하기의 설명에서 제시된다. 이러한 요약에 제공된 예들이 MEMS-기반 디스플레이들의 측면에서 주로 설명되지만, 본원에서 제공된 개념들은 액정 디스플레이(LCD)들, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들, 전기영동 디스플레이들 및 전계 방출 디스플레이들과 같은 다른 타입들의 디스플레이들 뿐만아니라 MEMS 마이크로폰들, 센서들 및 광학 스위치들과 같은 다른 비-디스플레이 MEMS 디바이스들에 대해 적용할 수 있다. 다른 특징들, 양상들 및 장점들은 상세한 설명, 도면들 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 이하의 도면들의 상대적 치수들이 실제대로 도시되지 않을 수 있다는 점에 유의한다.

[0042] 도 1a는 예시적인 직시형(direct-view) MEMS-기반 디스플레이 장치의 개략도를 도시한다.
[0043] 도 1b는 예시적인 호스트 디바이스의 블록도를 도시한다.
[0044] 도 2는 예시적인 셔터-기반 광 변조기의 사시도를 도시한다.
[0045] 도 3a 및 도 3b는 2개의 예시적인 제어 메트릭스들의 부분들을 도시한다.
[0046] 도 4는 플렉시블 전도성 스페이서들을 통합한 예시적인 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다.
[0047] 도 5a는 통합형 고가 어퍼처 층(EAL)을 통합한 예시적인 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다.
[0048] 도 5b는 도 5a에 도시된 EAL의 예시적인 부분의 평면도를 도시한다.
[0049] 도 6a는 통합형 EAL를 통합한 예시적인 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다.
[0050] 도 6b는 도 6a에 도시된 EAL의 예시적인 부분의 평면도를 도시한다.
[0051] 도 6c-도 6e는 추가의 예시적인 EAL들의 부분들의 평면도들을 도시한다.
[0052] 도 7은 EAL를 통합한 예시적인 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다.
[0053] 도 8은 예시적인 MEMS 다운 디스플레이 장치의 일부분의 단면도를 도시한다.
[0054] 도 9는 디스플레이 장치를 제조하기 위한 예시적인 프로세스의 흐름도를 도시한다.
[0055] 도 10a-도 10i는 도 9에 도시된 제조 프로세스에 따른 예시적인 디스플레이 장치의 구성의 스테이지들의 단면도들을 도시한다.
[0056] 도 11a는 캡슐화된 EAL을 통합한 예시적인 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다.
[0057] 도 11b-도 11d는 도 11a에 도시된 예시적인 디스플레이 장치의 구성의 스테이지들의 단면도들을 도시한다.
[0058] 도 12a는 리브형 EAL를 통합한 예시적인 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다.
[0059] 도 12b-도 12e는 도 12a에 도시된 예시적인 디스플레이 장치의 구성의 스테이지들의 단면도들을 도시한다.
[0060] 도 12f는 예시적인 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다.
[0061] 도 12g-도 12j는 도 12a 및 도 12e의 리브형 EAL들에서 사용하기에 적합한 예시적인 리브 패턴들의 평면도들을 도시한다.
[0062] 도 13은 광 분산 구조를 가진 예시적인 EAL을 통합한 디스플레이 장치의 일부분을 도시한다.
[0063] 도 14a-도 14h는 광 분산 구조물들을 통합한 EAL들의 예시적인 부분들의 평면도들을 도시한다.
[0064] 도 15는 렌즈 구조를 포함하는 EAL을 통합한 예시적인 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다.
[0065] 도 16은 EAL을 가진 예시적인 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다.
[0066] 도 17은 예시적인 디스플레이 장치의 일부분의 사시도를 도시한다.
[0067] 도 18a는 예시적인 디스플레이 장치의 단면도이다.
[0068] 도 18b 및 도 18c는 추가의 예시적인 디스플레이 장치의 단면도들을 도시한다.
[0069] 도 19는 예시적인 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다.
[0070] 도 20a 및 도 20b는 복수의 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 예시적인 디스플레이 디바이스를 예시하는 시스템 블록도들을 도시한다.
[0071] 다양한 도면들 내의 동일한 참조 부호들 및 표기들은 동일한 엘리먼트들을 표시한다.

[0072] 이하의 상세한 설명은 본 개시내용의 혁신적 양상들을 설명할 목적들의 특정 구현들에 관한 것이다. 그러나, 당업자는 본원의 교시들이 다수의 상이한 방식들에 적용될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 설명된 구현들은, 동화상(예를들어, 비디오) 또는 정지 화상(예를들어, 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, Bluetooth® 디바이스들, 개인 휴대 단말(PDA)들, 무선 전자 메일 수신기들, 핸드-헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, 태블릿들, 프린터들, 복사기들, 스캐너들, 팩시밀리 디바이스들, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 수신기들/내비게이터들, 카메라들, 디지털 미디어 플레이어들(예를들어, MP3 플레이어들), 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 시계들, 계산기들, 텔레비전 모니터들, 평판 디스플레이들, 전자 판독 디바이스들(예를들어, e-리더기들), 컴퓨터 모니터들, 자동차 디스플레이들(주행기록계 및 속도계 디스플레이들 등을 포함함), 조종석 제어들 및/또는 디스플레이들, 카메라 뷰 디스플레이들(예를들어, 차량의 후방 뷰 카메라의 디스플레이), 전자 사진들, 전자 게시판들 또는 간판(sign)들, 프로젝터들, 건축(architectural) 구조들, 마이크로파들, 냉장고들, 스테레오 시스템들, 카세트 레코더들 또는 플레이어들, DVD 플레이어들, CD 플레이어들, VCR들, 라디오들, 휴대용 메모리 칩들, 세척기들, 건조기들, 세척기/건조기들, 주차요금 징수기(parking meter)들, (예를들어, 마이크로전기기계 시스템(MEMS) 애플리케이션들 뿐만아니라 비-EMS 애플리케이션들을 포함하는 전기기계 시스템(EMS) 애플리케이션들의) 패키징, 심미적 구조들(예를들어, 보석류 또는 의류에 대한 이미지들의 디스플레이) 및 다양한 EMS 디바이스들과 같은 (그러나, 이들에 제한되지 않음) 다양한 전자 디바이스들 내에 포함되거나 또는 이들과 연관될 수 있다는 점이 참작된다. 본원의 교시들은 또한 전자 스위칭 디바이스들, 라디오 주파수 필터들, 센서들, 가속계들, 자이로스코프들, 이동-감지 디바이스들, 자력계들, 가전제품들에 대한 관성 컴포넌트들, 가전제품들의 부품들, 버랙터들, 액정 디바이스들, 전기영동 디바이스들, 구동 방식들, 제조 프로세스들 및 전자 시험 장비와 같은 (그러나, 이들에 제한되지 않음) 비-디스플레이 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 따라서, 교시들은 도면들에 단독으로 도시된 구현들로 제한되는 것으로 의도되지 않고 대신, 당업자에게 쉽게 명백한 바와 같은 넓은 응용가능성을 가진다.

[0073] 특정 셔터-기반 디스플레이 장치는 디스플레이 이미지들을 생성하기 위하여 광을 변조시키는 셔터 어셈블리들의 어레이를 제어하기 위한 회로들을 포함할 수 있다. 셔터 어셈블리들의 상태들을 제어하기 위하여 사용되는 회로들은 제어 매트릭스로 배열될 수 있다. 제어 매트릭스는 어레이의 각각의 픽셀이 임의의 주어진 이미지 프레임에 대한 광 차단 상태 또는 광 투과 상태에 있도록 어드레싱한다. 일부 구현들에서, 데이터 신호들에 응답하여, 제어 매트릭스의 구동 회로들은 셔터 어셈블리들의 셔터들상에 작동 전압들을 선택적으로 저장한다.

[0074] 실질적인 셔터 정지 마찰의 위험들을 발생시키지 않고 셔터들상에 데이터 전압들을 선택적으로 저장하기 위하여, 대향 표면의 전기적으로 격리된 부분들은 개별 셔터들에 전기적으로 커플링되며, 따라서 이들은 동일한 전위로 유지된다. 일부 구현들에서, 셔터들은 압축가능 전도성 스페이서들을 사용하여 대향 기판상에 배치된 전도성 층의 전기적으로 격리된 부분들에 전기적으로 커플링된다.

[0075] 일부 다른 구현들에서, 셔터들은 셔터 어셈블리들과 동일한 기판상에 형성된 고가 어퍼처 층(EAL)의 전기적으로 격리된 부분들에 전기적으로 커플링된다. 일부 이러한 구현들에서, 셔터들 및 EAL은 기판 위에 셔터들을 지지하기 위하여 사용되는 앵커들에 의해 전기적으로 커플링된다. 일부 다른 구현들에서, 기판 위의 셔터들(기판상에 이 셔터들이 제조됨)이 아니라, 셔터들은 EAL을 지지하기 위하여 사용되는 개별 앵커들을 통해 EAL에 커플링된다.

[0076] 일부 구현들에서, EAL은 셔터 어셈블리를 형성하기 위하여 사용되는 것과 동일한 구조 물질들로 제조되거나 또는 이 구조 물질들을 포함한다. 일부 다른 구현들에서, EAL은 유사한 구조 물질들에 의해 캡슐화된 폴리머를 포함한다. 일부 구현들에서, 광 차단층은 EAL의 표면상에 배치된다. 광 차단층은 디스플레이 장치의 EAL의 배향에 따라 일부 구현들에서 반사적이며 다른 구현들에서는 광 흡수적이다. 일부 다른 구현들에서, EAL은 EAL에 형성된 어퍼처들에 걸쳐 배치된 광 산란 엘리먼트들 또는 렌즈들과 같은 광 분산 피처들을 포함할 수 있다.

[0077] EAL은 셔터 어셈블리들을 먼저 제조하고 이후 셔터 어셈블리들 위에 형성된 몰드상에 EAL을 형성함으로써 제조될 수 있다. 일부 구현들에서, EAL 몰드는 단일 희생 물질층을 포함한다. 일부 다른 구현들에서, EAL 몰드는 다수의 희생 물질층들로부터 형성된다. 일부 이러한 구현들에서, EAL에 리브들 및 정지마찰 방지 돌출부들을 형성하기 위하여 다수의 몰드 층들이 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 제조 이후에, EAL의 부분들은 대향 기판과 접촉하여 대향 기판에 접촉될 수 있다. 어퍼처들은 EAL이 형성된 기저 기판상에 배치된 광 차단 물질층에 형성된 어퍼처들과 정렬되게 EAL에 형성된다.

[0078] EAL이 제조된 이후에, EAL 및 EAL이 제조된 셔터 어셈블리들은 그들이 형성된 몰드로부터 릴리스된다. 릴리스 프로세스를 용이하게 하기 위하여, 에칭 홀들은 광 누출을 방지하기 위하여 사용되는 EAL의 영역들 밖에 EAL을 관통하여 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 릴리스 프로세스는 2 페이즈 에칭 프로세스의 사용에 의해 제조될 수 있으며, 2 페이즈 프로세스에서는 습식 에칭이 먼저 사용되고, 이후 건식 에칭이 사용된다. 일부 다른 구현들에서, 셔터 어셈블리들은 몰드의 불완전한 릴리스가 요구되도록 구성되어, 기판위에 EAL 또는 다른 컴포넌트들을 지지하는 것을 돕기 위하여 몰드 물질을 남긴다. 일부 다른 구현들에서, 몰드는 박막 프로세싱과 호환가능한 온도들에서 승화되는 희생 물질로 형성된다.

[0079] 일부 구현들에서, 하나 이상의 전기 인터커넥트들 또는 다른 전기 컴포넌트들은 EAL상에 형성될 수 있다. 일부 이러한 구현들에서, 열 또는 행 인터커넥트들 중 하나는 EAL의 최상부에 형성될 수 있는 반면에, 열 또는 행 인터커넥트들 중 다른 하나는 기저 기판상에 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 트랜지스터들, 커패시터들, 다이오드들 또는 다른 전기 컴포넌트들과 같은 전기 컴포넌트들은 또한 EAL의 표면상에 형성될 수 있다.

[0080] 본 개시내용에서 설명된 요지의 특정 구현들은 이하의 가능한 장점들 중 하나 이상의 장점을 실현하도록 구현될 수 있다. 일반적으로, EAL의 사용은 제조 장점들, 광학 장점들 및 디스플레이 엘리먼트 제어 장점들을 제공한다.

[0081] 제조 장점들과 관련하여, EAL의 사용은 단일 기판상에 디스플레이의 실질적으로 모든 전기기계적 및 광학적 컴포넌트들을 제조하는 것을 가능하게 한다. 이는 기판들 사이에 정렬 허용오차들을 실질적으로 증가시키며, 일부 구현들에서는 기판들을 정렬시킬 필요성을 사실상 제거시킬 수 있다. 더욱이, EAL의 포함은 기판상의 개별 디스플레이 엘리먼트들과 다른 기판의 개별 영역들 사이에 전기 연결을 형성할 필요성을 제거한다. 이는 2개의 기판들이 더 떨어져 제조되도록 하며, 일부 구현들에서 2개의 기판들 사이에 스페이서들을 형성할 필요성을 제거한다. 이러한 추가 공간은 또한 전방 기판이 온도 변화에 따라 변형되도록 하여, 디스플레이 내에 대안적인 버블 감소 또는 완화 처들을 제조하기 위한 필요성을 완화시킨다. 더욱이, EAL은 온도 변화들에 따라 변형될 필요가 없으며, 후방 기판으로부터 실질적으로 일정한 거리에 어퍼처를 유지한다. 이러한 실질적으로 일정한 거리는 어퍼처 층 변형에 의해 방해를 받을 수 있는 디스플레이에 대한 뷰잉 각도 성능을 유지하는데 도움을 준다. 게다가, 추가 공간은 디스플레이 엘리먼트들을 손상시킬 수 있는, 디스플레이의 표면에 대한 충격으로부터 발생하는 캐비테이션 버블 형성(cavitation bubble formation)의 가능성을 감소시킬 수 있다.

[0082] 일부 구현들에서, EAL은 2개의 몰드 층들을 사용하여 제조될 수 있다. 이를 수행하는 것은 EAL이 정지마찰 방지 돌출부들 또는 보강 리브들을 포함하도록 한다. 정지마찰 방지 돌출부들은 EAL에 접착되는 디스플레이 엘리먼트들의 위험성을 완화시키는데 도움이 된다. 보강 리브들은 외부 압력들에 대해 EAL을 강화시키는데 도움을 준다. 일부 다른 구현들에서, EAL은 그것이 폴리머 물질의 층을 밀폐하도록 함으로써 강화될 수 있다.

[0083] 광학 분야에 대하여, EAL의 사용은 디스플레이의 뷰잉 각도 특징을 개선시킬 수 있다. 디스플레이는 백라이트로부터 이와 근접하게 배치될 뷰어까지 광경로의 일부분을 형성하는 대향 어퍼처들의 쌍을 포함할 수 있다. 이러한 어퍼처들 사이의 거리는 디스플레이의 뷰잉 각도를 제한할 수 있다. EAL을 사용하는 것은 대향 어퍼처들이 서로에 대해 근접하게 배치되도록 할 수 있으며, 따라서 뷰잉 각도 특징을 개선시킨다. 더욱이, 광 구조물들은 EAL에 의해 정의된 어퍼처들 최상부에 제조될 수 있다. 이들 구조물들은 광을 분산시켜서, 디스플레이의 뷰잉 각도 특징들을 추가로 개선시킨다.

[0084] 일부 구현들에서, EAL은 EAL은 그것이 기판위에 디스플레이 엘리먼트들의 부분들을 지지하는 동일한 앵커들의 일부분에 의해 지지되도록 제조될 수 있다. 이는 EAL을 지지하는데 필요한 구조물들의 수를 감소시켜서, 높은 인치당 픽셀(PPI: pixel-per-inch) 디스플레이들의 추가 디스플레이 엘리먼트들을 비롯하여 전기적, 기계적 및 광학적 컴포넌트들에 대한 추가 공간을 자유롭게 한다. 이러한 구성은 또한 EAL상에 형성된 각각의 격리된 전도성 영역들에 개별 디스플레이 엘리먼트들의 부분들을 전기적으로 링크하기 위한 준비 수단을 제공한다. 이들 디스플레이 엘리먼트-특정 전기 연결들은 대안적인 제어 회로 구성들을 허용한다. 예를들어, 일부 이러한 구현들에서, 디스플레이 엘리먼트들의 상태들을 제어하는 회로들은 디스플레이 엘리먼트들 양단의 공통 전압에서 이러한 부분들을 유지하는 것 대신에 상이한 디스플레이 엘리먼트들의 부분들에 가변 작동 전압을 제공한다. 이러한 제어 회로들은 작동이 빠르고, 공간을 덜 필요로 하며 높은 신뢰성을 가질 수 있다.

[0085] 일부 다른 구현들에서, 제어 회로들(또한, 제어 매트릭스로 지칭됨)의 특정 컴포넌트들은 기판의 표면상에서와 반대로 EAL 최상부에 제조될 수 있다. 예를들어, 제어 매트릭스에 포함된 일부 인터커넥트들은 EAL 최상부에 제조될 수 있는 반면에, 다른 인터커넥트들은 기판상에 형성된다. 이러한 방식으로 인터커넥트들을 분리하는 것은 인터커넥트들 사이에서 기생 커패시턴스를 감소시킨다. 트랜지스터들 또는 커패시터들과 같은 다른 전자 컴포넌트들은 또한 EAL상에 구축될 수 있다. EAL의 최상부로 전자기기들을 이동시켜서 만들어진 추가 실제 영역은 보다 적은 디스플레이 엘리먼트들과 함께 높은 에스펙트 비 디스플레이들 또는 고해상도 디스플레이들을 가능하게 한다.

[0086] 앞서 설명된 바와같이, EAI 아래에 제조된 디스플레이 엘리먼트들의 릴리스를 제조하기 위하여 다양한 기술들이 사용될 수 있다. 예를들어, EAL를 관통하는 에칭 홀들은 디스플레이 엘리먼트들 및 EAL이 구축되는 희생 몰드에 에천트들이 도달하기 위한 추가 유체 경로들을 제공할 수 있다. 이는 릴리스를 위하여 필요한 시간을 감소시켜서 잠재적 부식성 에천트들에의 디스플레이 엘리먼트들 및 EAL의 노출을 또한 제한하면서 전체 제조 효율성을 개선시키며, 이들 잠재적 부식성 에천트들은 디스플레이 엘리먼트들을 손상시켜서 디스플레이 엘리먼트들의 제조 수율 또는 장기간 내구성을 감소시킬 수 있다. 이러한 노출은 또한 2-페이즈 에칭 프로세스를 사용함으로써 제한될 수 있다. 이들 구현들에서, 이러한 노출은 승화가능 희생 몰드를 사용함으로써 추가로 제한될 수 있다. 이를 수행하는 것은 또한 화학 에천트들이 적절한 시간내에 희생 물질에 도달하도록 하기 위하여 EAL를 통해 추가 유체 경로들을 형상할 필요성을 감소시킨다. 더욱이, 희생 몰드의 불완전 제거를 의도적으로 가능하게 하는 설계들은 디스플레이 엘리먼트 앵커들을 더 강하게 하여, 더 내구성있는 디스플레이를 초래할 수 있다.

[0087] 도 1a는 예시적인 직시형 마이크로전기기계 시스템(MEMS)-기반 디스플레이 장치(100)의 개략도를 도시한다. 디스플레이 장치(100)는 행들 및 열들로 배열되는 복수의 광 변조기들(102a-102d)(일반적으로 "광 변조기들(102)")을 포함한다. 디스플레이 장치(100)에서, 광 변조기들(102a 및 102d)은 광이 통과하도록 하는 개방 상태에 있다. 광 변조기들(102b 및 102c)은 광의 통과를 차단하는 폐쇄상태에 있다. 광 변조기들(102a-102d)의 상태들을 선택적으로 세팅함으로써, 램프 또는 램프들(105)에 의해 조명되는 경우, 백릿(backlit) 디스플레이에 대한 이미지(104)를 형성하는데 디스플레이 장치(100)가 활용될 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 포지셔닝된 램프 또는 램프들로부터의 광의 반사에 의해, 즉 프런트 라이트(front light)의 사용에 의해 이미지를 형성할 수 있다.

[0088] 일부 구현들에서, 각각의 광 변조기(102)는 이미지(104)의 픽셀(106)에 대응한다. 일부 다른 구현들에서, 디스플레이 장치(100)는 이미지(104)의 픽셀(106)을 형성하기 위해 복수의 광 변조기들을 활용할 수 있다. 예를들어, 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 이상을 선택적으로 개방함으로써, 디스플레이 장치(100)는 이미지(104)에서 컬러 픽셀(106)을 생성할 수 있다. 다른 예에서, 디스플레이 장치(100)는 이미지(104)의 휘도 레벨을 제공하기 위해 픽셀(106) 당 2개 이상의 광 변조기들(102)을 포함한다. 이미지에 대하여, "픽셀"은 이미지의 해상도에 의해 정의되는 최소 화상 엘리먼트(picture element)에 대응한다. 디스플레이 장치(100)의 구조적 컴포넌트들에 대하여, 용어 "픽셀"은 이미지의 단일 픽셀을 형성하는 광을 변조시키기 위해 활용되는 기계 및 전기 복합 컴포넌트들을 지칭한다.

[0089] 디스플레이 장치(100)는 그것이 프로젝션 애플리케이션들에서 전형적으로 발견되는 이미징 광학계들을 포함하지 않을 수 있는 점에서 직시형 디스플레이이다. 프로젝션 디스플레이에서, 디스플레이 장치의 표면상에 형성되는 이미지는 스크린상에 또는 벽 상에 투사된다. 디스플레이 장치는 투사된 이미지보다 실질적으로 더 작다. 직시형 디스플레이에서, 사용자는 디스플레이상에서 보여지는 밝기(brightness) 및/또는 콘트라스트(contrast)를 향상시키기 위하여 광 변조기들 및 선택적으로 백라이트 또는 프런트 라이트를 포함하는 디스플레이 장치를 직접 봄으로써 이미지를 본다.

[0090] 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 각각의 픽셀이 균일하게 조명될 수 있도록 광가이드 또는 "백라이트"에 선택적으로 주입된다. 투과 직시형 디스플레이들은 광 변조기들을 포함하는 하나의 기판이 백라이트의 최상부에 바로 포지셔닝되는 샌드위치 어셈블리 어레인지먼트를 가능하게 하기 위해 투명 또는 유리 기판들상에 종종 구축된다.

[0091] 각각의 광 변조기(102)는 셔터(108) 및 어퍼처(aperture)(109)를 포함할 수 있다. 이미지(104)의 픽셀(106)을 조명하기 위해, 셔터(108)는 광이 뷰어를 향해 어퍼처(109)를 통과하도록 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)의 반사 또는 광-흡수 물질을 통해 패터닝되는 개구부에 의해 정의된다.

[0092] 디스플레이 장치는 또한 셔터들의 이동을 제어하기 위해 기판 및 광 변조기들에 연결되는 제어 매트릭스를 포함한다. 제어 매트릭스는 픽셀들의 행 당 적어도 하나의 기록-인에이블 인터커넥트(110)(또한 "스캔-라인 인터커넥트"라 지칭됨), 픽셀들의 각각의 열에 대한 하나의 데이터 인터커넥트(112), 및 모든 픽셀들에 또는 적어도 디스플레이 장치(100)의 다수의 열들 및 다수의 행들 모두로부터의 픽셀들에 공통 전압을 제공하는 하나의 공통 인터커넥트(114)를 포함하는, 일련의 전기적 인터커넥트들(예를들어, 인터커넥트들(110, 112 및 114))을 포함한다. 적절한 전압("기록-인에이블 전압, V_we")의 인가에 응답하여, 픽셀들의 정해진 행에 대한 기록-인에이블 인터커넥트(110)는 새로운 셔터 이동 명령들을 받아들이도록 행의 픽셀들을 준비시킨다. 데이터 인터커넥트들(112)은 데이터 전압 펄스들의 형태로 새로운 이동 명령들을 통신한다. 일부 구현들에서, 데이터 인터커넥트들(112)에 인가되는 데이터 전압 펄스들은 셔터들의 정전기 이동에 직접적으로 기여한다. 일부 다른 구현들에서, 데이터 전압 펄스들은, 통상적으로 데이터 전압들보다 크기가 더 큰 개별 작동 전압들의 광 변조기들(102)로의 인가를 제어하는 스위치들, 예를들어 트랜지스터들 또는 다른 비-선형 회로 엘리먼트들을 제어한다. 그 후에, 이들 작동 전압들의 인가는 셔터들(108)에 대한 정전기 구동 이동을 발생시킨다.

[0093] 도 1b는 예시적인 호스트 디바이스(즉, 셀 폰, 스마트 폰, PDA, MP3 플레이어, 태블릿, e-리더 등)의 블록도(120)를 도시한다. 호스트 디바이스는 디스플레이 장치(128), 호스트 프로세서(122), 환경 센서들(124), 사용자 입력 모듈(126) 및 전원을 포함한다.

[0094] 디스플레이 장치(128)는 복수의 스캔 드라이버들(130)(또한 "기록 인에이블 전압 소스들"로 지칭됨), 복수의 데이터 드라이버들(132)(또한 "데이터 전압 소스들"로 지칭됨), 제어기(134), 공통 드라이버들(138), 램프들(140-146) 및 램프 드라이버들(148)을 포함한다. 스캔 드라이버들(130)은 기록-인에이블 인터커넥트들(110)에 기록 인에이블 전압들을 인가한다. 데이터 드라이버들(132)은 데이터 인터커넥트들(112)에 데이터 전압들을 인가한다.

[0095] 디스플레이 장치의 일부 구현들에서, 데이터 드라이버들(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 다양한 중간 전압들이 데이터 인터커넥트들(112)을 통해 인가될 때, 셔터들(108)에서 다양한 중간 개방 상태들이 발생하고 이에 따라 이미지(104)에서 다양한 중간 조명 상태들 또는 휘도 레벨들이 발생하도록 설계된다. 다른 경우들에서, 데이터 드라이버들(132)은 데이터 인터커넥트들(112)에 2개, 3개 또는 4개의 디지털 전압 레벨들의 감소된 세트만을 인가하도록 구성된다. 이들 전압 레벨들은 디지털 방식으로, 셔터들(108) 각각에 개방 상태, 폐쇄 상태 또는 다른 개별 상태를 세팅하도록 설계된다.

[0096] 스캔 드라이버들(130) 및 데이터 드라이버들(132)은 디지털 제어기 회로(134)(또한 "제어기(134)"로 지칭됨)에 연결된다. 제어기는 일부 구현들에서 행들 및 이미지 프레임들에 의해 그룹핑되는 미리 결정될 수 있는 시퀀스들로 편성되는 데이터 드라이버들(132)에 데이터를 주로 직렬 방식으로 송신한다. 데이터 드라이버들(132)은 직렬-대-병렬(series to parallel) 데이터 컨버터들, 레벨 시프팅 및 일부 애플리케이션들에 대해서는 디지털-대-아날로그 전압 컨버터들을 포함할 수 있다.

[0097] 디스플레이 장치는, 공통 전압 소스들로 또한 지칭되는, 공통 드라이버들(138)의 세트를 선택적으로 포함한다. 일부 구현들에서, 공통 드라이버들(138)은 예를들어, 일련의 공통 인터커넥트들(114)에 전압을 인가함으로써, 광 변조기들의 어레이 내의 모든 광 변조기들에 DC 공통 전위(potential)를 제공한다. 일부 다른 구현들에서, 제어기(134)로부터의 커맨드들에 따라, 공통 드라이버들(138)은 예를들어 어레이의 다수의 행들 및 열들의 모든 광 변조기들의 동시적 작동을 구동 및/또는 개시시킬 수 있는 글로벌 작동 펄스들인, 전압 펄스들 또는 신호들을 광 변조기들의 어레이에 이슈(issue)한다.

[0098] 상이한 디스플레이 기능들을 위한 드라이버들(예를들어, 스캔 드라이버들(130), 데이터 드라이버들(132) 및 공통 드라이버들(138)) 모두는 제어기(134)에 의해 시간-동기화된다. 제어기로부터의 타이밍 커맨드들은 램프 드라이버들(148)을 통한 적색, 녹색 및 청색과 백색 램프들(각각, 140, 142, 144 및 146)의 조명, 픽셀들의 어레이 내의 특정 행들의 기록-인에이블 및 시퀀싱, 데이터 드라이버들(132)로부터의 전압들의 출력, 및 광 변조기 작동을 위해 제공하는 전압들의 출력을 조정한다.

[0099] 제어기(134)는 시퀀싱 또는 어드레싱 방식을 결정하는데, 이 시퀀싱 또는 어드레싱 방식에 의해, 셔터들(108) 각각은 새로운 이미지(104)에 적절한 조명 레벨들로 재-세팅될 수 있다. 새로운 이미지들(104)은 주기적 간격들로 세팅될 수 있다. 예를들어, 비디오 디스플레이들에 대해, 비디오의 프레임들 또는 컬러 이미지들(104)은 10 내지 300 헤르츠(Hz) 범위의 주파수들에서 리프레시된다(refreshed). 일부 구현들에서, 어레이에 이미지 프레임의 세팅은, 교번하는 이미지 프레임들이 교번하는 일련의 컬러들, 예를들어 적색, 녹색 및 청색으로 조명되도록, 램프들(140, 142, 144 및 146)의 조명과 동기화된다. 각각의 개별 컬러에 대한 이미지 프레임들은 컬러 서브프레임으로 지칭된다. 필드 순차 컬러 방법으로서 지칭되는 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, 원색들을 사용하는 4개 또는 그 초과의 램프들이, 적색, 녹색 및 청색 이외의 원색들을 사용하는 디스플레이 장치(100)에서 사용될 수 있다.

[0100] 디스플레이 장치(100)가 셔터들(108)을 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 디지털 스위칭하도록 설계되는 일부 구현들에서, 제어기(134)는 이전에 설명된 바와 같이, 시분할 그레이 스케일의 방법에 의해 이미지를 형성한다. 일부 다른 구현들에서, 디스플레이 장치(100)는 픽셀 당 다수의 셔터들(108)의 사용을 통해 그레이 스케일을 제공할 수 있다.

[0101] 일부 구현들에서, 이미지 상태(104)에 대한 데이터는 또한 스캔 라인들로 지칭되는 개별 행들의 순차적인 어드레싱에 의해 제어기(134)에 의해 변조기 어레이에 로딩된다. 시퀀스의 각각의 행 또는 스캔 라인에 대해, 스캔 드라이버(130)는 어레이의 해당 행에 대한 스캔-라인 인터커넥트(110)에 기록-인에이블 전압을 인가하고, 후속하여 데이터 드라이버(132)는 선택된 행의 각각의 열에 대해, 원하는 셔터 상태들에 대응하는 데이터 전압들을 공급한다. 이 프로세스는 데이터가 어레이의 모든 행들에 대해 로딩될 때까지 반복된다. 일부 구현들에서, 데이터 로딩을 위해 선택된 행들의 시퀀스는 선형적이어서, 어레이의 최상부로부터 최하부로 진행한다. 일부 다른 구현들에서, 선택된 행들의 시퀀스는 시각적 아티팩트(visual artifact)들을 최소화하기 위해 의사-랜덤화된다. 그리고, 일부 다른 구현들에서, 시퀀싱은 블록들로 편성되며, 여기서 블록에 대해, 예를들어 시퀀스에서 어레이의 매 5 번째 행만을 어드레싱함으로써, 이미지 상태(104)의 단지 특정한 부분(certain fraction)에 대한 데이터가 어레이로 로딩된다.

[0102] 일부 구현들에서, 이미지 데이터를 어레이에 로딩하기 위한 프로세스는 셔터들(108)을 작동하는 프로세스로부터 시간적으로 분리된다. 이들 구현들에서, 변조기 어레이는 어레이의 각각의 픽셀에 대한 데이터 메모리 엘리먼트들을 포함할 수 있으며, 제어 매트릭스는 메모리 엘리먼트들에 저장되는 데이터에 따라 셔터들(108)의 동시 작동을 개시하기 위해, 공통 드라이버(138)로부터의 트리거 신호들을 전달하기 위한 글로벌 작동 인터커넥트(global actuation interconnect)를 포함할 수 있다.

[0103] 대안적인 구현들에서, 픽셀들의 어레이 및 픽셀들을 제어하는 제어 매트릭스는 직사각형 행들 및 열들이 아닌 구성들로 배열될 수 있다. 예를들어, 픽셀들은 6각형 어레이들 또는 곡선형 행들 및 열들로 배열될 수 있다. 일반적으로, 본원에 사용되는 용어 스캔-라인은 기록-인에이블 인터커넥트를 공유하는 임의의 복수의 픽셀들을 지칭할 것이다.

[0104] 호스트 프로세서(122)는 일반적으로 호스트의 동작들을 제어한다. 예를들어, 호스트 프로세서는 휴대용 전자 디바이스를 제어하기 위한 범용 또는 특수 목적 프로세서일 수 있다. 호스트 디바이스(120) 내에 포함된 디스플레이 장치(128)에 관하여, 호스트 프로세서는 이미지 데이터 뿐만 아니라 호스트에 대한 추가 데이터를 출력한다. 이러한 정보는 주변 광 또는 온도와 같은, 환경 센서들로부터의 데이터; 예를들어, 호스트의 전원에 남아있는 전력량 또는 호스트의 동작 모드를 비롯한, 호스트에 관한 정보; 이미지 데이터의 콘텐츠에 관한 정보; 이미지 데이터의 타입에 대한 정보; 및/또는 이미징 모드를 선택하는데 사용하기 위한 디스플레이 장치에 대한 명령들을 포함할 수 있다.

[0105] 사용자 입력 모듈(126)은 사용자의 개인 선호도들을 직접적으로 또는 호스트 프로세서(122)를 통해 제어기(134)에 전달한다. 일부 구현들에서, 사용자 입력 모듈은, "더 짙은 컬러", "더 양호한 콘트라스트", "더 낮은 전력", "증가된 밝기", "스포츠", "라이브 액션" 또는 "애니메이션"과 같은 개인적 선호도들을 사용자가 프로그램하는 소프트웨어에 의해 제어된다. 일부 다른 구현들에서, 이들 선호도들은 스위치 또는 다이얼과 같은 하드웨어를 이용하여 호스트에 입력된다. 제어기에 대한 복수의 데이터 입력들은 최적의 이미징 특성들에 대응하는 다양한 드라이버들(130, 132, 138 및 148)에 데이터를 제공할 것을 제어기(134)에 지시한다.

[0106] 환경 센서 모듈(124)은 또한 호스트 디바이스의 일부로서 포함될 수 있다. 환경 센서 모듈은 온도 및/또는 주변 조명(lighting) 조건들과 같은 주변 환경에 대한 데이터를 수신한다. 센서 모듈(124)은 디바이스가 실내 또는 사무실 환경에서 동작하고 있는지, 밝은 대낮에 실외 환경에서 동작하고 있는지, 그리고 야간에 실외 환경에서 동작하고 있는지를 구별하도록 프로그래밍될 수 있다. 센서 모듈은 이 정보를 디스플레이 제어기에 통신하여, 제어기(134)는 주변 환경에 응답하여 보는 조건들을 최적화할 수 있다.

[0107] 도 2는 예시적인 셔터-기반 광 변조기(200)의 사시도를 도시한다. 셔터-기반 광 변조기는 도 1a의 직시형 MEMS-기반 디스플레이 장치(100)에 통합되기에 적합하다. 광 변조기(200)는 액추에이터(204)에 커플링되는 셔터(202)를 포함한다. 액추에이터(204)는 2개의 개별 컴플라이언트 전극 빔 액추에이터들(205)("액추에이터들(205)")로 형성될 수 있다. 셔터(202)는 일 측이 액추에이터들(205)에 커플링된다. 액추에이터들(205)은 기판(203)과 실질적으로 평행한 이동 평면에서 기판(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 커플링된다.

[0108] 각각의 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 지지부들의 역할을 하여, 셔터(202)가 기판(203)에 근접하게 계속 부유되게 한다. 표면은 광의 통과를 허용하기 위한 하나 이상의 어퍼처 홀들(211)을 포함한다. 로드 앵커들(208)은 기판(203)에 컴플라이언트 로드 빔들(206) 및 셔터(202)를 물리적으로 연결하고, 로드 빔들(206)을 바이어스 전압, 일부 경우들에서는, 접지에 전기적으로 연결한다.

[0109] 기판이 실리콘과 같이 불투명한 경우에, 어퍼처 홀들(211)은 기판을 관통하게 홀들의 어레이를 에칭함으로써 기판(204)내에 형성된다. 기판(204)이 유리 또는 플라스틱과 같이 투명한 경우에, 어퍼처 홀들(211)은 기판(203)상에 증착되는 광-차단 물질의 층에 형성된다. 어퍼처 홀들(211)은 일반적으로 원형, 타원형, 다각형, 나선형(serpentine) 또는 불규칙한 형상일 수 있다.

[0110] 각각의 액추에이터(205)는 또한, 각각의 로드 빔(206) 근처에 포지셔닝된 컴플라이언트 구동 빔(216)을 포함한다. 구동 빔들(216)은 일단에서, 구동 빔들(216) 사이에 공유되는 구동 빔 앵커(218)에 커플링된다. 각각의 구동 빔(216)의 타단은 이동이 자유롭다. 각각의 구동 빔(216)은, 로드 빔(206)의 앵커링된(anchored) 단부 및 구동 빔(216)의 자유 단부 근처에서 로드 빔(206)에 가장 근접하도록 만곡된다.

[0111] 동작시에, 광 변조기(200)를 통합한 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 앵커링된 단부들을 향해 구동 빔들(216)의 자유 단부들을 끌어당기며, 구동 빔들(216)의 앵커링된 단부들을 향해 로드 빔들(206)의 셔터 단부들을 끌어당겨서, 그에 의해 구동 빔 앵커(218)를 향해 가로방향으로 셔터(202)를 구동시킨다. 컴플라이언트 로드 빔들(206)이 스프링들로서 작용하여, 빔들(206 및 216) 전위 양단의 전압이 제거될 때, 로드 빔들(206)은 셔터(202)를 그의 초기 포지션으로 다시 밀어, 로드 빔들(206)에 축적된(stored) 응력을 릴리스한다.

[0112] 광 변조기(200)와 같은 광 변조기는 전압들이 제거된 후에 셔터를 그의 정지 포지션으로 복귀시키기 위해, 스프링과 같은 수동 복원력을 통합한다. 다른 셔터 어셈블리들은, 개방 상태 또는 폐쇄 상태로 셔터를 이동시키기 위한 "개방" 및 "폐쇄" 전극들의 개별 세트들 및 "개방" 및 "폐쇄" 액추에이터들의 듀얼 세트를 통합할 수 있다.

[0113] 셔터들 및 어퍼처들의 어레이가, 적절한 휘도 레벨들로 이미지들, 많은 경우들에서는 움직이는 이미지들을 생성하기 위해 제어 매트릭스를 통해 제어될 수 있게 하는 다양한 방법들이 존재한다. 일부 경우들에서, 디스플레이의 주변부 상에서 드라이버 회로들에 연결되는 행 및 열 인터커넥트들의 수동 매트릭스 어레이에 의해 제어가 달성된다. 다른 경우들에서 디스플레이의 속도, 휘도 레벨 및/또는 전력 소모 성능을 개선하기 위해 어레이(소위 능동 매트릭스)의 각각의 픽셀 내에 스위칭 및/또는 데이터 저장 엘리먼트들을 포함시키는 것이 적절하다.

[0114] 도 3a 및 도 3b는 2개의 예시적인 제어 매트릭스들(800 및 860)의 부분들을 도시한다. 앞서 설명된 바와같이, 제어 매트릭스는 디스플레이의 디스플레이 엘리먼트들을 어드레싱하고 작동하기 위하여 사용되는 회로 및 인터커넥트들의 콜렉션이다. 일부 구현들에서, 제어 매트릭스(800)는 도 1b에 도시된 디스플레이 장치(100)에서 사용하기 위하여 구현될 수 있으며, 박막 트랜지스터(TFT) 및 다른 박막 컴포넌트들과 같은 박막 컴포넌트들을 사용하여 형성된다.

[0115] 제어 매트릭스(800)는 픽셀(802)들의 어레이, 픽셀들(802)의 각각의 행에 대한 스캔-라인 인터커넥트(806), 픽셀들(802)의 각각의 열에 대한 데이터 인터커넥트(808) 및 여러 공통 인터커넥트들을 제어하며, 여러 공통 인터커넥트들은 픽셀들의 다수의 행들 및 다수의 열들에 신호들을 각각 동시에 전달할 수 있다. 공통 인터커넥트들은 작동 전압 인터커넥트(810), 글로벌 업데이트 인터커넥트(812), 공통 구동 인터커넥트(814) 및 셔터 공통 인터커넥트(816)를 포함한다.

[0116] 제어 매트릭스의 각각의 픽셀은 광 변조기(804), 데이터 저장 회로(820) 및 작동 회로(825)를 포함한다. 광 변조기(804)는 적어도 차단 상태와 비 차단 상태 사이에서 셔터(807)와 같은 광 차단 컴포넌트를 이동시키기 위한 제 1 액추에이터(805a) 및 제 2 액추에이터(805b)(일반적으로, "액추에이터들(805)")를 포함한다. 일부 구현들에서, 차단 상태는 광 흡수 어두운 상태에 대응하며, 이 상태에서 셔터(807)는 백라이트의 외부 쪽으로부터 디스플레이의 전방을 통해 뷰어까지의 광의 경로를 차단한다. 비-차단 상태는 투과 또는 광 상태에 대응할 수 있으며, 이 상태에서 셔터(807)는 광의 경로 밖에 있어서 백라이트에 의해 방사된 광이 디스플레이의 전방을 통해 출력되도록 할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 차단 상태는 반사 상태이며, 비-차단 상태는 광 흡수 상태이다.

[0117] 데이터 저장 회로(820)는 또한 기록-인에이블링 트랜지스터(830) 및 데이터 저장 커패시터(835)를 포함한다. 데이터 저장 회로(820)는 스캔-라인 인터커넥트(806) 및 데이터 인터커넥트(808)에 의해 제어된다. 특히, 스캔-라인 인터커넥트(806)는 선택적으로 개별 픽셀 작동 회로들(825)의 기록-인에이블링 트랜지스터들(802)의 게이트들에 전압을 인가함으로써 데이터가 행의 픽셀들(802)에 로드되도록 한다. 데이터 인터커넥트(808)는 스캔-라인 인터커넥트(806)가 활성인 행에서 대응 열의 픽셀(802)에 로드될 데이터에 대응하는 데이터 전압을 제공한다. 이를 위하여, 데이터 인터커넥트(808)는 기록-인에이블링 트랜지스터(830)의 소스를 커플링한다. 기록-인에이블링 트랜지스터(830)의 드레인은 데이터 저장 커패시터(835)에 커플링된다. 만일 스캔-라인 인터커넥트(806)가 활성이면, 데이터 인터커넥트(808)에 인가된 데이터 전압은 기록-인에이블링 트랜지스터(830)를 통과하며 데이터 저장 커패시터(835)에 저장된다.

[0118] 픽셀 작동 회로(825)는 업데이트 트랜지스터(840) 및 전하 트랜지스터(845)를 포함한다. 업데이트 트랜지스터(840)의 게이트는 데이터 저장 커패시터(835) 및 기록-인에이블 트랜지스터(830)의 드레인에 커플링된다. 업데이트 트랜지스터(840)의 드레인은 글로벌 업데이트 인터커넥트(812)에 커플링된다. 업데이트 트랜지스터(840)의 소스는 전하 트랜지스터(845)의 드레인 및 제 1 활성 노드(852)에 커플링되며, 제 1 활성 노드(852)는 제 1 액추에이터(805a)의 구동 전극(809a)에 커플링된다. 전하 트랜지스터(845)의 게이트 및 소스는 작동 전압 인터커넥트(810)에 연결된다.

[0119] 제 2 액추에이터(805b)의 구동 전극(809b)은 제 2 활성 노드(854)에서 공통 구동 인터커넥트(814)에 커플링된다. 셔터(807)는 또한 셔터 공통 인터커넥트(816)에 커플링되며, 이 셔터 공통 인터커넥트(816)는 일부 구현들에서 접지로 유지된다. 셔터 공통 인터커넥트(816)는 픽셀들(802)의 어레이의 셔터들 각각에 커플링되도록 구성된다. 이러한 방식으로, 셔터들 모두는 동일한 전위로 유지된다.

[0120] 제어 매트릭스(800)는 3개의 일반 스테이지들에서 동작할 수 있다. 첫째, 데이터 로딩 상태에서 행마다 각각의 픽셀에 디스플레이의 픽셀들에 대한 데이터 전압들이 동시에 로드된다. 다음으로, 프리차지 상태에서, 공통 구동 인터커넥트(814)가 접지되며, 작동 전압 인터커넥트(810)가 하이(high)로 된다. 이를 수행하는 것은 픽셀들의 제 2 액추에이터들(805b)의 구동 전극(809b)상의 전압을 낮추며, 픽셀들(802)의 제 1 액추에이터들(805a)의 구동 전극들(809a)에 높은 전압을 인가한다. 이는 셔터들(807)이 사전에 그 위치에 있지 않은 경우에 셔터들(807) 모두가 제 1 액추에이터(805) 쪽으로 이동하도록 한다. 다음으로, 글로벌 업데이트 상태에서, 픽셀들(802)은 필요한 경우에 데이터 로드 상태에서 픽셀들(802)에 로드된 데이터 전압에 의해 표시된 상태로 이동된다.

[0121] 데이터 로딩 스테이지는 스캔-라인 인터커넥트(806)를 통해 픽셀들(802)의 어레이의 제 1 행에 기록-인에이블링 전압 V_we를 인가하는 것을 계속한다. 행에 대응하는 스캔-라인 인터커넥트(806)에 기록-인에이블링 전압 V_we를 인가하는 것은 그 행의 모든 픽셀들(802)의 기록-인에이블 트랜지스터들(803)을 턴온한다. 이후, 데이터 전압은 각각의 데이터 인터커넥트(808)에 인가된다. 데이터 전압은 높을 수 있거나, 예를들어 약 3V 내지 약 7V일 수 있거나 또는 낮을 수 있거나, 예를들어 접지에 있거나 또는 대략 접지에 있을 수 있다. 각각의 데이터 인터커넥트(808)상의 데이터 전압은 기록-인에이블된 행의 개별 픽셀의 데이터 저장 커패시터(835)상에 저장된다.

[0122] 일단 행의 픽셀들(802) 모두가 어드레싱되면, 제어 매트릭스(800)는 스캔-라인 인터커넥트(806)로부터 기록-인에이블링 전압 V_we를 제거한다. 일부 구현들에서, 제어 매트릭스(800)는 스캔-라인 인터커넥트(806)를 접지시킨다. 이후, 데이터 로딩 스테이지는 제어 매트릭스(800)의 어레이의 후속 행들에 대해 반복된다. 데이터 로딩 시퀀스의 끝에서, 픽셀들(802)의 선택된 그룹에서 데이터 저장 커패시터들(835) 각각은 다음 이미지 스테이지의 세팅에 적절한 데이터 전압을 저장한다.

[0123] 이후, 제어 매트릭스(800)는 프리차지 스테이지를 계속한다. 프리차지 스테이지에서, 각각의 픽셀(802)에서, 제 1 커패시터(805a)의 구동 전극(809a)은 작동 전압에 인가되며, 제 2 액추에이터(805b)의 구동 전극(809b)이 접지된다. 만일 픽셀(802)의 셔터(807)가 이전 이미지를 위하여 제 1 액추에이터(805a) 쪽으로 사전에 이동되지 않았다면, 이러한 프로세스는 셔터(807)가 이를 수행하도록 한다. 프리차지 스테이지는 작동 전압 인터커넥트(810)에 작동 전압을 제공하고 글로벌 업데이트 인터커넥트(812)에 높은 전압을 제공함으로써 시작한다. 일부 구현들에서, 작동 전압은 약 20V 내지 약 50V일 수 있다. 글로벌 업데이트 인터커넥트(812)에 인가된 높은 전압은 약 3V 내지 약 7V일 수 있다. 이를 수행함으로써, 작동 전압 인터커넥트(810)로부터의 작동 전압은 전하 트랜지스터(845)를 통과하여, 제 1 액추에이터(805a)의 구동 전극(809a) 및 제 1 활성 노드(852)가 작동 전압까지 이르게 한다. 결과적으로, 셔터(807)는 제 1 액추에이터(805a)로 유인된 채 유지되거나 또는 제 2 액추에이터(805b)로부터 제 1 액추에이터 쪽으로 이동한다.

[0124] 이후, 제어 매트릭스(800)는 공통 구동 인터커넥트(814)를 활성화한다. 이는 제 2 액추에이터(805b)의 구동 전극(809b) 및 제 2 활성 노드(854)가 작도 전압으로 이르게 한다. 이후, 작동 전압 인터커넥트(810)는 접지와 같은 낮은 전압으로 낮아지게 된다. 이러한 스테이지에서, 작동 전압은 액추에이터들(805) 둘다의 구동 전극들(809a 및 809b)상에 저장된다. 그러나, 셔터(807)가 사전에 제 1 액추에이터(805a)로 하기 때문에, 셔터(807)는 제 1 액추에이터의 구동 전극(809a)상의 전압이 낮아지게 되지 않는 경우 그리고 제 1 액추에이터의 구동 전극(809a)상의 전압이 낮아지게 될때까지 그 위치로 유지된다. 이후, 제어 매트릭스(800)는 셔터들(807) 모두가 진행하기 전에 제 1 액추에이터(805a)에 인접한 그들 위치들에 신뢰성있게 도달하기에 충분한 시간량을 대기한다.

[0125] 다음으로, 제어 매트릭스(800)는 업데이트 스테이지를 계속한다. 이러한 스테이지에서, 글로벌 업데이트 인터커넥트(812)는 낮은 전압으로 이르게 된다. 글로벌 업데이트 인터커넥트(812)를 낮게 하는 것은 업데이트 트랜지스터(840)가 데이터 저장 커패시터(835)상에 저장된 데이터 전압에 응답하는 것을 가능하게 한다. 데이터 저장 커패시터(835)에 저장된 데이터 전압의 전압에 따라, 업데이트 트랜지스터(840)는 ON으로 스위칭될 것이나 또는 OFF로 스위칭된 채 유지된다. 만일 데이터 저장 커패시터(835)에 저장된 데이터 전압이 하이이면, 업데이트 트랜지스터(840)는 ON으로 스위칭되어, 제 1 액추에이터(805a)의 구동 전극(809a) 및 제 1 활성 노드(852)의 전압이 접지로 하강하도록 한다. 제 2 액추에이터(805b)의 구동 전극(809b)상의 전압이 하이로 유지되면, 셔터(807)는 제 2 액추에이터(805b) 쪽으로 이동한다. 역으로, 마일 데이터 저장 커패시터(835)에 저장된 데이터 전압이 로우 이면, 업데이트 트랜지스터(840)는 OFF로 스위칭된 채 유지된다. 결과적으로, 제 1 액추에이터(805a)의 구동 전극(809a) 및 제 1 활성 노드(852)상의 전압은 작동 전압 레벨로 유지되어 셔터를 제위치에 유지한다. 모든 셔터들(807)이 그들의 의도된 위치들로 신뢰성있게 이동하도록 하기에 충분한 시간이 경과된 이후에, 디스플레이는 픽셀들(802)의 어레이로 로드된 셔터 상태들로부터 발생하는 이미지를 디스플레이하기 위하여 자신의 백라이트를 조명할 수 있다.

[0126] 앞서 설명된 프로세스에서, 제어 매트릭스(800) 디스플레이들의 픽셀 상태들의 각각의 세트에 대하여, 제어 매트릭스(800)는 셔터(807)가 적절한 위치에 위치하도록 하기 위하여 셔터(807)가 상태들 사이에서 이동하는데 필요한 시간의 적어도 2배이다. 즉, 모든 셔터들(807)은 셔터들(807)이 제 2 액추에이터(805b) 쪽으로 선택적으로 이동하도록 허용되어 제 2 셔터 이동 시간을 필요로 하기 전에 먼저 제 1 액추에이터(805a) 쪽으로 이르게 되어, 하나의 셔터 이동 시간을 필요로 한다. 만일 글로벌 업데이트 스테이지가 너 무 빨리 개시하면, 셔터(807)는 제 1 액추에이터(805a)에 도달하기에 충분한 시간을 가질 수 있다. 결과적으로, 셔터는 글로벌 업데이트 스테이지 동안 부적절한 상태 쪽으로 이동할 수 있다.

[0127] 셔터들이 공통 전압에서 유지되며 대향 액추에이터들(805a 및 805b)의 구동 전극들(809a 및 809b)에 인가된 전압을 변화시킴으로써 구동되는 도 3a에 도시된 제어 매트릭스(800)와 같은 셔터-기반 디스플레이 회로들과 대조적으로, 셔터가 활성 노드에 그 자체로 커플링되는 디스플레이 회로가 구현될 수 있다. 이러한 회로에 의해 제어되는 셔터들은 제어 매트릭스(800)와 관련하여 설명되는 바와같이 모두가 먼저 공통 위치로 이동하지 않고 그들의 개별적인 원하는 상태들로 직접 구동될 수 있다. 결과적으로, 이러한 회로는 어드레싱하고 작동하는데 시간을 덜 필요로 하며 셔터들이 그들의 원하는 상태들로 정확하게 이동하지 않을 위험성을 감소시킨다.

[0128] 도 3b는 제어 매트릭스(860)의 일부분을 도시한다. 제어 매트릭스(860)는 구동 전극(809) 대신에 각각의 액추에이터(805)의 로드 전극(811)에 작동 전압들을 선택적으로 인가하도록 구성된다. 로드 전극들(811)은 셔터(807)에 직접 커플링된다. 이는 셔터(807)가 정전압으로 유지된 도 3a에 도시된 제어 매트릭스(800)와 대조적이다.

[0129] 도 3a에 도시된 제어 매트릭스(800)와 유사하게, 제어 매트릭스(860)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 디스플레이 장치(100)에 사용하기 위하여 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 제어 매트릭스(860)는 또한 이하에서 설명된 도 4, 도 5a, 도 7, 도 8 및 도 13-18에 도시된 디스플레이 장치에서 사용하기 위하여 구현될 수 있다. 제어 매트릭스(860)의 구조물은 바로 아래에서 설명된다.

[0130] 제어 매트릭스(800)와 유사하게, 제어 매트릭스(860)는 픽셀들(862)의 어레이를 제어한다. 각각의 픽셀(862)은 광 변조기(804)를 포함한다. 각각의 광 변조기는 셔터(807)를 포함한다. 셔터(807)는 제 1 액추에이터(805a)에 인접한 포지션 및 제 2 액추에이터(805b)에 인접한 포지션 사이에서 액추에이터들(805a 및 805b)에 의해 구동된다. 각각의 액추에이터(805a 및 805b)는 로드 전극(811) 및 구동 전극(809)을 포함한다. 일반적으로, 본원에서 사용되는 바와같이, 정전 액추에이터의 로드 전극(811)은 액추에이터에 의해 이동되는 로드에 커플링된 액추에이터의 전극에 대응한다. 따라서, 액추에이터들(805a 및 805b)과 관련하여, 로드 전극(811)은 셔터(807)에 커플링된 액추에이터의 전극을 지칭한다. 구동 전극(809)은 액추에이터를 형성하기 위하여 로드 전극(811)과 페어링되고 이 로드 전극(811)에 대향하는 전극을 지칭한다.

[0131] 제어 매트릭스(860)는 제어 매트릭스(800)의 데이터 로딩 회로와 유사한 데이터 로딩 회로(820)를 포함한다. 그러나, 제어 매트릭스(860)는 제어 매트릭스(800)와 상이한 공통 인터커넥트들과 상당히 상이한 작동 회로(861)를 포함한다.

[0132] 제어 매트릭스(860)는 도 3a의 제어 매트릭스(800)에 포함되지 않았던 공통 인터커넥트들을 포함한다. 특히, 제어 매트릭스(860)는 제 1 액추에이터 구동 인터커넥트(872), 제 2 액추에이터 구동 인터커넥트(874) 및 공통 접지 인터커넥트(878)를 포함한다. 일부 구현들에서, 제 1 액추에이터 구동 인터커넥트(872)는 높은 전압으로 유지되며, 제 2 액추에이터 구동 인터커넥트(874)는 낮은 전압으로 유지된다. 일부 다른 구현들에서, 전압들은 반전되며, 즉 제 1 액추에이터 구동 인터커넥트는 낮은 전압으로 유지되며 제 2 액추에이터 구동 인터커넥트(874)는 높은 전압으로 유지된다. 제어 매트릭스(860)의 이하의 설명이 제 1 및 제 2 액추에이터 구동 인터커넥트들(872 및 874)에 인가되는 정전압을 가정하는 반면에(이하에서 제시됨), 일부 다른 구현들에서, 제 1 액추에이터 구동 인터커넥트(872) 및 제 2 액추에이터 구동 인터커넥트(874)상의 전압 뿐만아니라 입력 데이터 전압은 액추에이터들(805 및 805b)의 전극들상의 전압 빌드업을 방지하기 위하여 주기적으로 반전된다.

[0133] 공통 접지 인터커넥트(878)는 단순히 데이터 저장 커패시터(835)상에 저장된 데이터에 대한 기준 전압을 제공하는 역할을 한다. 일부 구현들에서, 제어 매트릭스(860)는 공통 접지 인터커넥트(878)에 선행할 수 있으며, 대신에 제 1 또는 제 2 액추에이터 구동 인터커넥트(872 및 874)에 커플링된 데이터 저장 커패시터를 가질 수 있다. 액추에이터 구동 인터커넥트들(872 및 874)의 기능은 이하에서 추가로 설명된다.

[0134] 제어 매트릭스(800)와 유사하게, 제어 매트릭스(860)의 작동 회로(861)는 업데이트 트랜지스터(840) 및 전하 트랜지스터(845)를 포함한다. 그러나, 대조적으로, 전하 트랜지스터(845) 및 업데이트 트랜지스터(840)는 제 1 액추에이터(805a)의 구동 전극(809a) 대신에 광 변조기(804)의 제 1 액추에이터(805a)의 로드 전극(811)에 커플링된다. 결과적으로, 전하 트랜지스터(845)가 작동될 때, 작동 전압은 셔터(807) 뿐만아니라 액추에이터들(805a 및 805b) 둘다의 로드 전극들(811)상에 저장된다. 따라서, 업데이트 트랜지스터(840)는, 제 1 액추에이터(805a)의 구동 전극들(809a)을 선택적으로 방전하는 것 대신에, 저장 커패시터(835)상에 저장된 이미지 데이터에 기초하여, 셔터(807) 및 액추에이터들(805a 및 805b)의 로드 전극들(811)을 선택적으로 방전시켜서, 컴포넌트들의 전위를 제거한다.

[0135] 앞서 표시된 바와같이, 제 1 액추에이터 구동 인터커넥트(872)는 높은 전압으로 유지되며, 제 2 액추에이터 구동 인터커넥트(874)는 낮은 전압으로 유지된다. 따라서, 작동 전압이 셔터(807)상에 저장되고 액추에이터들(805a 및 805b)의 로드 전극들(811)상에 저장되는 반면에, 셔터(807)는 제 2 액추에이터(805b)로 이동하며, 제 2 액추에이터(805b)의 구동 전극(809b)은 낮은 전압으로 유지된다. 액추에이터들(805a 및 805b)의 로드 전극들(811) 및 셔터(807)가 낮게 되는 반면에, 셔터(807)는 제 1 액추에이터(805a)쪽으로 이동하며, 제 1 액추에이터(805a)의 구동 전극(809a)은 높은 전압으로 유지된다.

[0136] 제어 매트릭스(860)는 2개의 일반 스테이지들로 동작할 수 있다. 첫째, 데이터 로딩 스테이지에서 각각의 픽셀(862)에 대하여 하나 이상의 행들에 동시에 디스플레이의 픽셀들(862)에 대한 데이터 전압들이 로드된다. 데이터 전압들은 도 3a와 관련하여 앞서 설명된 것과 유사한 방식으로 로드된다. 더욱이, 글로벌 업데이트 인터커넥트(812)는 데이터 로딩 스테이지 동안 업데이트 트랜지스터(840)가 ON으로 스위칭하는 것을 방지하기 위하여 높은 전위로 유지된다.

[0137] 데이터 로딩 스테이지가 완료된 이후에, 셔터 작동 스테이지는 작동 전압 인터커넥트(810)에 작동 전압을 제공함으로써 시작한다. 작동 전압 인터커넥트(810)에 작동 전압을 제공함으로써, 전하 트랜지스터(845)는 ON으로 스위칭되어, 전류가 전하 트랜지스터(845)를 통해 흐르도록 하며, 따라서 셔터(807)가 대략 작동 전압까지 이르게 되게 한다. 작동 전압이 셔터(807)상에 저장되도록 하기에 충분한 시간 기간이 경과한 이후에, 작동 전압 인터커넥트(810)가 낮게 되게 된다. 이러한 것이 발생하기에 필요한 시간량은 셔터(807)가 상태들을 변경시키기에 필요한 시간보다 실질적으로 짧다. 업데이트 인터커넥트(812)는 그 이후 즉시 낮게 되게 된다. 데이터 저장 커패시터(835)에 저장된 데이터 전압에 따라, 업데이트 트랜지스터(840)는 OFF를 유지하거나 또는 ON으로 스위칭될 것이다.

[0138] 만일 데이터 전압이 높으면, 업데이트 트랜지스터(840)는 ON으로 스위칭되어 액추에이터들(805a 및 805b)의 로드 전극들(811) 및 셔터(807)를 방전시킨다. 결과적으로, 셔터는 제 1 액추에이터(805a)로 유인된다. 역으로, 만일 데이터 전압이 낮으면, 업데이트 트랜지스터(840)는 OFF로 유지된다. 결과적으로, 작동 전압이 액추에이터들(805a 및 805b)의 로드 전극들(811) 및 셔터상에 유지된다. 결과적으로, 셔터는 제 2 액추에이터(805b)로 유인된다.

[0139] 작동 회로(861)의 아키텍처 때문에, 업데이트 트랜지스터(840)가 ON으로 전환될 때 셔터(807)가 임의의 상태, 정확히 중간 상태로 있게 하는 것이 허용될 수 있다. 이는 작동 전압 인터커넥트(810)가 낮게 되자 마자 업데이트 트랜지스터(840)를 직접 스위칭하게 한다. 제어 매트릭스(800)의 동작과 대조적으로, 제어 매트릭스(860)의 경우에, 셔터(807)가 임의의 특정 상태로 이동하도록 하는 시간을 확보할 필요가 없다. 더욱이, 셔터(807)의 초기 상태가 셔터(807)의 최종 상태에 별로 영향을 미치지 않기 때문에, 잘못된 상태로 진입하는 셔터(807)의 위험성이 실질적으로 감소된다.

[0140] 도 3a에 도시된 제어 매트릭스(800)와 유사한 제어 매트릭스들을 사용하는 셔터 어셈블리들은 그들의 개별 셔터들이 기판상의 전하 빌드업 때문에 대향 기판 쪽으로 유인되는 위험성에 직면한다. 만일 전하 빌드업이 충분히 크면, 결과적인 정전기력들은 대향 기판과 접촉하게 셔터를 끌어당길 수 있으며, 이 경우 셔터는 정지마찰로 인해 때때로 영구적으로 접착될 수 있다. 이러한 위험을 감소시키기 위하여, 실질적으로 연속적인 전도성 층은 전하를 소멸시키기 위하여 (이 전하는 소멸시키지 않은 경우에 빌드업됨) 대향 기판의 표면에 걸쳐 증착될 수 있다. 일부 구현들에서, 이러한 전도성층은 셔터들(807) 및 전도성층을 공통 전위로 유지시키는데 도움을 주기 위하여 제어 매트릭스(800)의 셔터 공통 인터커넥트(816)에 전기적으로 커플링될 수 있다(도 3a에 도시됨).

[0141] 도 3b의 제어 매트릭스(860)와 유사한 제어 매트릭스들을 사용하는 셔터 어셈블리들은 대향 기판에 대한 셔터 정지마찰의 추가 위험성을 제거한다. 그러나, 이러한 셔터 어셈블리들에 대한 위험성은 대향 기판상에 증착된 실질적으로 연속적인 유사한 전도성층의 사용에 의해 완화되지 않을 수 있다. 제어 매트릭스(860)와 유사한 제어 매트릭스를 사용할 때, 셔터들은 상이한 시간들에 상이한 전압들로 구동된다. 따라서, 임의의 주어진 시간에, 만일 대향 기판이 공통 전위로 유지되었었다면, 일부 셔터들은 거의 정전기력을 경험하지 않는 반면에 다른 셔터들은 큰 정전기력들을 경험하였을 것이다.

[0142] 도 3b에 도시된 제어 매트릭스(860)와 유사한 제어 매트릭스를 사용하는 디스플레이 장치를 구현하기 위하여, 디스플레이 장치는 픽셀처리(pixilated) 전도성 층을 통합할 수 있다. 이러한 전도성층은 다수의 전기 격리 영역들로 분할되며, 각각의 영역은 수직 인접 셔터 어셈블리의 셔터에 대응하고 이 셔터에 전기적으로 커플링된다. 도 3b에 도시된 제어 매트릭스(860)와 유사한 제어 매트릭스와 함께 사용하기에 적합한 하나의 디스플레이 장치 아키텍처가 도 4에 도시된다.

[0143] 도 4는 플렉시블 전도성 스페이서들을 통합한 예시적인 디스플레이 장치(900)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(900)는 MEMS-업 구성으로 구축된다. 즉, 복수의 셔터들(920)을 포함하는 셔터-기반 디스플레이 엘리먼트들의 어레이는 디스플레이 장치(900)의 후방쪽으로 포지셔닝된 투명 기판(910)상에 제조되며, 디스플레이 장치(900)의 전방을 형성하는 커버 시트(940) 쪽으로 겉을 위로 한다. 투명 기판(910)은 광 흡수층(912)으로 코팅되며, 광 흡수층(912)을 통해 위에 놓인 셔터들(920)에 대응하는 후방 어퍼처들(914)이 형성된다. 투명 기판(910)은 백라이트(950)의 전방에 포지셔닝된다. 백라이트(950)에 의해 방사되는 광은 어퍼처들(914)을 통과하여 셔터들(920)에 의해 변조된다.

[0144] 디스플레이 엘리먼트들은 디스플레이 장치(900)의 액추에이터들을 구성하는 하나 이상의 전극들, 예를들어 구동 전극들(924) 및 로드 전극들(926)을 지지하도록 구성된 앵커들(904)을 포함한다.

[0145] 디스플레이 장치(900)는 전도성층(922)이 형성되는 커버 시트(940)를 포함한다. 전도성층(922)은 기저 셔터들(920)의 각각의 셔터들에 대응하는 복수의 전기적으로 격리된 전도성 영역들을 형성하기 위하여 픽셀 처리된다. 커버 시트(940)상에 형성된 전기적으로 격리된 전도성 영역들 각각은 기저 셔터(920)에 수직하여 인접하며 그에 전기적으로 커플링된다. 커버 시트(940)는 광 차단층(942)을 더 포함하며, 광 차단층(942)을 관통하여 복수의 전방 어퍼처들(944)이 형성된다. 전방 어퍼처들(944)은 커버 시트(940) 맞은편의 투명 기판(910)상에 광 흡수층(912)을 관통하여 형성된 후방 어퍼처들(914)과 정렬된다.

[0146] 커버 시트(940)는 커버 시트(940)와 투명 기판(910)사이의 포함된 유체가 낮은 온도에 접촉하거나 또는 사용자 접촉과 같은 외부 압력에 응답할 때 릴렉스 상태로부터 투명 기판(910) 쪽으로 변형될 수 있는 플렉시블 기판(예를들어, 유리, 플라스틱, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 또는 폴리이미드)일 수 있다. 정상 또는 높은 온도들에서, 커버 시트(940)는 자신의 릴렉스 상태로 되돌아갈 수 있다. 온도 변화들에 따른 변형은 낮은 온도들에서 디스플레이 장치(900) 내의 버블 형성을 방지하는데 도움이 되나 전도성 층(922)의 전기적으로 격리된 영역들과 이들의 대응하는 셔터들(920) 사이에 전기적 연결을 유지하는 것과 관련한 난제들을 제기한다. 특히, 커버 시트(940)의 변형을 수용하기 위하여, 디스플레이 장치는 전기 연결을 포함해야 하는데, 이는 마찬가지로 커버 시트(940)를 변형시킬 수 있다.

[0147] 따라서, 커버 시트(940)는 플렉시블 전도성 스페이서들(902a-902d)(일반적으로, "플렉시블 전도성 스페이서들(902)")에 의해 투명 기판(910) 위에 지지된다. 플렉시블 전도성 스페이서들(902)은 폴리머로 만들어질 수 있으며, 전기적 전도성층으로 코팅될 수 있다. 플렉시블 전도성 스페이서들(902)은 투명 기판(910)상에 형성되며, 대응 셔터(920)를 커버 시트(940)상의 대응 전도성 영역에 전기적으로 커플링한다. 일부 구현들에서, 플렉시블 전도성 스페이서들(902)은 셀 갭, 즉 그들의 에지들에서 커버 시트(904)와 투명 기판(910) 사이의 거리 보다 약간 더 두꺼운 크기를 가질 수 있다. 플렉시블 전도성 스페이서들(902)은 압축가능하도록 구성되며, 따라서 플렉시블 전도성 스페이서들(902)은 커버 시트(940)가 투명 기판(910) 쪽으로 변형될 때 커버 시트(940)에 의해 압축될 수 있고 이후 커버 시트(940)가 자신의 릴렉스 상태로 되돌아 갈 때 자신의 원래 상태들로 되돌아 갈 수 있다. 이러한 방식에서, 플렉시블 전도성 스페이서들(902) 각각은 커버 시트가 변형되어 릴렉스될 때 조차 커버 시트(940)상의 전도성 영역과 대응하는 셔터(920)사이에서 전기 연결을 유지한다. 일부 구현들에서, 플렉시블 전도성 스페이서들(902)은 약 0.5 내지 약 5.0 마이크로미터(마이크론) 만큼 셀 갭보다 더 높을 수 있다.

[0148] 도 4는 낮은 온도 환경, 예를들어 약 0℃에서 동작될 수 있다. 이러한 온도들에서, 커버 시트(940)는 도 4에 도시된 바와같이 투명 기판(910) 쪽으로 변형될 수 있다. 변형으로 인해, 플렉시블 전도성 스페이서들(902b 및 902c)은 플렉시블 전도성 스페이서들(902a 및 902d)보다 더 압축된다. 높은 온도 조건들, 예를들어 실온하에서, 커버 시트(940)는 자신의 릴렉스 상태로 되돌아갈 수 있다. 커버 시트(940)가 자신의 릴렉스 상태로 되돌아갈 때, 플렉시블 전도성 스페이서들(902)은 커버 시트(940)상에 형성된 광 차단층(942)의 대응하는 전도성 영역과의 전기 연결을 유지하면서 자신들의 원래 상태로 되돌아간다.

[0149] 전방 어퍼처들(944) 및 이들의 대응하는 후방 어퍼처들(914) 사이의 거리는 디스플레이 장치의 디스플레이 특징들에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 전방 어퍼처들(944)과 대응하는 후방 어퍼처들(914) 사이의 먼 거리는 디스플레이의 뷰잉 각도에 악영향을 미칠 수 있다. 비록 전방 어퍼처와 대응하는 후방 어퍼처들 사이의 거리를 감소시키는 것이 바람직할지라도, 이를 수행하는 것은 전방 광 차단층(942)이 형성되는 커버시트(940)의 변형가능 성질로 인해 난제가 된다. 특히, 거리는 커버 시트(940)가 셔터들(920), 앵커들(904) 또는 구동 또는 로드 전극들(924 및 926)과 접촉하게 되지 않고 변형될 수 있다. 이것이 디스플레이의 물리적 완전성을 유지하는 반면에, 디스플레이의 광학 성능에 대해서는 이상적이지 않다.

[0150] 플렉시블 전도성 스페이서들, 예를들어 도 4에 도시된 플렉시블 전도성 스페이서들(902)을 사용하는 대신에, 커버 시트상에 형성된 전도성 영역들과 기저 셔터들 사이에 전기 연결을 유지하기 위하여, 픽셀 처리 전도성층은 커버 시트와 디스플레이 장치의 셔터들 사이에 포지셔닝될 수 있다. 이러한 층은 셔터들을 포함하는 셔터 어셈블리들과 동일한 기판상에 제조될 수 있다. 커버시트에서 전도성층을 재배치시킴으로써, 커버시트는 전도성층과 셔터들 사이의 전기적 연결에 영향을 미치지 않고 자유로이 변형될 수 있다.

[0151] 일부 구현들에서, 이들 개재 전도성층은 고가 어퍼처층(EAL)의 형태를 취하거나 또는 고가 어퍼처층(EAL)의 부분으로서 포함된다. EAL은 기저 기판상에 증착된 후방 광 차단층에 형성된 후방 어퍼처들에 대응하는 자신의 표면들에 걸쳐 자신을 관통하여 형성된 어퍼처들을 포함한다. EAL은 도 4에 도시된 커버 시트(940)상에 형성된 픽셀 처리 전도성층과 유사한 전기적으로 격리된 전도성 영역들을 형성하기 위하여 픽셀 처리될 수 있다. EAL의 사용은 변형가능 커버 시트상에 증착된 표면들과의 전기 연결을 유지하며 어퍼처들의 후방 세트에 근접하게 어퍼처들의 전방 세트를 포지셔닝할 필요성을 제거하여 이미지 품질을 개선시킬 수 있다.

[0152] 변형될 필요가 없는 EAL에 전방 어퍼처들을 재배치하는 것은 전방 어퍼처들이 후방 어퍼처들에 근접하게 배치되도록 하여, 디스플레이의 뷰잉 각도 특징들을 강화시킨다. 더욱이, 전방 어퍼처들이 더이상 커버 시트의 부분이 아니기 때문에, 커버 시트는 디스플레이의 콘트라스트 비 또는 뷰잉 각도에 영향을 미치지 않고 투명 기판으로부터 더 멀리 이격될 수 있다.

[0153] 도 5a는 EAL(1030)을 통합한 예시적인 디스플레이 장치(1000)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(1000)는 MEMS-업 구성으로 구축된다. 즉, 셔터-기반 디스플레이 엘리먼트들의 어레이는 디스플레이 장치(1000)의 후방 쪽으로 포지셔닝된 투명 기판(1002)상에 제조된다. 도 5a는 하나의 이러한 셔터-기반 디스플레이 엘리먼트, 즉 셔터 어셈블리(1001)를 도시한다. 투명 기판(1002)은 광 차단층(1004)로 코팅되며, 이러한 광 차단층(1004)를 관통하여 후방 어퍼처들(1006)이 형성된다. 광 차단층(1004)은 기판(1002) 위에 포지셔닝된 백라이트(1015)를 향하는 반사층과 백라이트(1015)를 등지하는 광 흡수층을 포함할 수 있다. 백라이트(1015)에 의해 방사되는 광은 후방 어퍼처들(1006)을 통과하여 셔터 어셈블리들(1001)에 의해 변조된다.

[0154] 셔터 어셈블리들(1001) 각각은 셔터(1020)를 포함한다. 도 5a에 도시된 바와같이, 셔터(1020)는 듀얼-작동 셔터이다. 즉, 셔터(1020)는 제 1 액추에이터(1018)에 의해 한 방향으로 구동되고 제 2 액추에이터(1019)에 의해 제 2 방향으로 구동될 수 있다. 제 1 액추에이터(1018)는 제 1 방향으로 셔터(1020)를 구동시키도록 함께 구성되는 제 1 구동 전극(1024a) 및 제 1 로드 전극(1026a)을 포함한다. 제 2 액추에이터(1019)는 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 셔터(1020)를 구동시키도록 함께 구성되는 제 2 구동 전극(1024b) 및 제 2 로드 전극(1026b)를 포함한다.

[0155] 복수의 앵커들(1040)은 투명 기판(1002)상에 구축되며, 투명 기판(1002) 위에서 셔터 어셈블리들(1001)을 지지한다. 앵커들(1040)은 또한 셔터 어셈블리들 위에 EAL(1030)를 지지한다. 따라서, 셔터 어셈블리들은 EAL(1030)과 투명 기판(1002)사에에 배치된다. 일부 구현들에서, EAL(1030)은 약 2 내지 약 5 마이크론의 거리 만큼 기저 셔터 어셈블리들로부터 분리된다.

[0156] EAL(1030)은 EAL(1030)를 관통하여 형성되는 복수의 어퍼처 층 어퍼처들(1036)을 포함한다. 어퍼처층 어퍼처들(1036)은 광 차단층(1004)을 관통하여 형성된 후방 어퍼처들(1006)과 정렬된다. EAL(1030)은 하나 이상의 물질층들을 포함할 수 있다. 도 5a에 도시된 바와같이, EAL(1030)은 전도성 물질층(1034) 및 전도성 물질층(1034) 최상부에 형성된 광 흡수층(1032)을 포함한다. 광 흡수층(1032)은 전기적 절연 물질, 예를들어 상쇄 간섭을 유발하도록 구성된 유전체 스택과 같은 전기적 절연 물질 또는 일부 구현들에서 광 흡수 입자들을 통합하는 절연 폴리머 매트릭스일 수 있다. 일부 구현들에서, 절연 폴리머 매트릭스는 광 흡수 입자들과 혼합될 수 있다. 일부 구현들에서, 전도성 물질층(1034)은 복수의 전기적으로 격리된 전도성 영역들을 형성하기 위하여 픽셀 처리될 수 있다. 전기적으로 격리된 전도성 영역들 각각은 기저 셔터 어셈블리에 대응하며, 앵커(1040)를 통해 기저 셔터(1020)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 따라서, EAL(1030)상에 형성된 대응하는 전기적으로 격리된 전도성 영역 및 셔터(1020)는 동일한 전위로 유지될 수 있다. 공통 전압에서 격리된 전도성 영역들 및 이들의 개별 대응 셔터들을 유지하는 것은 셔터 정지마찰의 위험성을 실질적으로 증가시키지 않고 상이한 전압들이 상이한 셔터들에 인가되는, 도 3b에 도시된 제어 매트릭스(860)와 같은 제어 매트릭스를 디스플레이 장치(1000)가 포함하는 것을 가능하게 한다. 일부 구현들에서, 전도성 물질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb), 네오디뮴(Nd) 또는 이들의 합금, 또는 반도체 물질들, 예를들어 다이아몬드-형 탄소, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨 비소(GaAs), 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 또는 이들의 합금이거나 인(P), 비소(As), 붕소(B) 또는 Al과 같은 불순물들로 도핑된다. 반도체층들을 사용하는 일부 구현들에서, 반도체들은 인(P), 비소(As), 붕소(B) 또는 Al과 같은 불순물들로 도핑된다.

[0157] EAL(1030)은 디스플레이 장치(1000)의 전방을 형성하는 커버 시트(1008) 쪽으로 겉을 위로 한다. 커버 시트(1008)는 반사 방지 및/또는 광 흡수 물질의 하나 이상의 층들로 코팅되는 유리, 플라스틱 또는 다른 적절한 실질적으로 투명한 기판일 수 있다. 일부 구현들에서, 광 차단층(1010)은 EAL(1030)을 향하는 커버 시트(1008)의 표면상에 코팅된다. 일부 구현들에서, 광 차단층(1010)은 광 흡수 물질로 형성된다. 복수의 전방 어퍼처들(1012)은 광 차단층(1010)를 관통하여 형성된다. 전방 어퍼처들(1012)은 어퍼처층 어퍼처들(1036) 및 후방 어퍼처들(1006)과 정렬된다. 이러한 방식으로, EAL(1030)에 형성된 어퍼처층 어퍼처들(1036)을 통과하는, 백라이트(1015)로부터의 광은 이미지를 형성하기 위하여 위에 놓인 전방 어퍼처들(1012)를 통과할 수 있다.

[0158] 커버 시트(1008)는 디스플레이 장치(1000)의 주변을 따라 형성된 에지 시일(도시안됨)을 통해 투명 기판(1002) 위에서 지지된다. 에지 시일은 디스플레이 장치(1000)의 투명 기판(1002)과 커버 시트(1008) 사이의 유체를 밀봉하도록 구성된다. 일부 구현들에서, 커버 시트(1008)는 또한 투명 기판(1002)상에 형성되는 스페이서들(도시안됨)에 의해 지지될 수 있다. 스페이서들은 커버 시트(1008)가 EAL(1030) 쪽으로 변형되도록 구성될 수 있다. 게다가, 스페이서들은 커버 시트(1008)가 어퍼처 층과 접촉할 정도로 충분히 변형되는 것을 방지하기에 충분히 높을 수 있다. 이러한 방식으로, 커버 시트(1008)가 EAL(1030)에 충격을 가해 유발된 EAL(1030)에 대한 손상은 방지될 수 있다. 일부 구현들에서, 커버 시트(1008)는 커버 시트(1008)가 릴렉스 상태에 있을 때 적어도 약 20 마이크론의 갭 만큼 EAL로부터 분리된다. 일부 다른 구현들에서, 갭은 약 2 마이크론 내지 약 30 마이크론이다. 이러한 방식으로, 만일 커버 시트(1008)가 외부 압축의 인가 또는 디스플레이 장치(1000)에 포함된 유체의 수축으로 인해 변형되도록 유발될지라도, 커버 시트(1008)는 EAL(1030)과 접촉하게 되는 가능성을 감소시킬 것이다.

[0159] 도 5b는 도 5a에 도시된 EAL(1030)의 예시적인 부분의 평면도를 도시한다. 도 5b는 전도성 물질층(1034) 및 광 흡수층(1032)을 도시한다. 전도성층(1034)은 그것이 광 흡수층(1032) 아래에 포지셔닝될 때 점선들로 도시된다. 전도성층(1034)은 복수의 전기적으로 격리된 전도성 영역들(1050a-1050n)(일반적으로, 전도성 영역들(1050)로 지칭됨)을 형성하기 위하여 픽셀 처리된다. 전도성 영역들(1050) 각각은 디스플레이 장치(1000)의 특정 셔터 어셈블리(1001)에 대응한다. 어퍼처층 어퍼처들(1036)의 세트는 각각의 어퍼처층 어퍼처(1036)가 후방 광 차단층(1004)에 형성된 개별 후방 어퍼처(1006)와 정렬되도록 광 흡수층(1032)을 관통하여 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 예를들어 전도성 물질(1034)의 층이 비-투명 물질로 형성될 때, 어퍼처층 어퍼처들(1036)은 광 흡수층(1032)을 관통하여 그리고 전도성 물질층(1034)을 관통하여 형성된다. 게다가, 전도성 영역들(1050)의 각각은 개별 전도성 영역(1050)의 대략 커너들에서 3개의 앵커들(1040)에 의해 지지된다. 일부 다른 구현들에서, EAL(1030)은 전도성 영역(1050) 마다 더 적은 수의 앵커들(1040) 또는 더 많은 수의 앵커들(1040)에 의해 지지될 수 있다.

[0160] 일부 구현들에서, 디스플레이 장치(1000)는 도 2에 도시된 셔터(202)와 같은 슬롯형 셔터들을 포함할 수 있다. 일부 이러한 구현들에서, EAL(1030)은 슬롯형 셔터들 각각에 대한 다수의 어퍼처층 어퍼처들을 포함할 수 있다.

[0161] 일부 다른 구현들에서, EAL(1030)은 광 차단 전도성 물질의 단일 층을 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 구현들에서, 각각의 전기적으로 격리된 전도성 영역(1050)은 자신의 인접한 전도성 영역들(1050)로부터 물리적으로 분리된 대응 셔터 어셈블리(1001) 위에 위치해 있다. 예로서, 평면도로부터, EAL(1030)은 테이블들의 어레이와 유사하게 보일 수 있으며, 여기서 전도성 물질층(1034)은 테이블의 상부들을 형성하며 앵커들(1040)은 개별 테이블들의 다리들을 형성한다.

[0162] 앞서 설명된 바와같이, EAL을 통합하는 것은 구동 전압들이 디스플레이 장치 셔터들에 선택적으로 인가되는, 도 3b의 제어 매트릭스(860)와 유사한 제어 매트릭스들을 활용하는 디스플레이 장치에서 특히 유리하다. EAL의 사용은 모든 셔터들이 공통 전압으로 유지되는 제어 매트릭스들을 통합한 디스플레이 장치에 다수의 장점들을 계속 제공한다. 예를들어, 일부 이러한 구현들에서, EAL은 픽셀 처리될 필요가 없으며, 전체 EAL은 셔터들과 동일한 공통 전압들로 유지될 수 있다.

[0163] 도 6a는 EAL(1130)을 통합한 예시적인 디스플레이 장치(1100)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(1100)는 디스플레이 장치(1100)의 EAL(1130)가 전기적으로 격리된 전도성 영역들, 예를들어 도 5b에 도시된 전기적으로 격리된 전도성 영역들(1050)을 형성하기 위하여 픽셀 처리되지 않는다는 점을 제외하고 도 5a에 도시된 디스플레이 장치(1000)와 실질적으로 유사하다.

[0164] EAL(1130)은 투명 기판(1002)상에 광 차단층(1004)을 관통하여 형성된 기저 후방 어퍼처들(1006)에 대응하는 복수의 어퍼처층 어퍼처들(1136)을 정의한다. EAL(1130)은 어퍼처층 어퍼처(1136) 쪽으로 지향되는, 백라이트(1015)로부터의 광이 통과하는 반면에 셔터(1020)에 의한 변조를 우연히 바이패스하거나 또는 셔터(1020)에서 재반사하는 광이 차단되도록 광 차단 물질층을 포함할 수 있다. 결과적으로, 셔터에 의해 변조되고 어퍼처층 어퍼처들(1036)을 통과하는 광만이 이미지에 기여하여 디스플레이 장치(1100)의 콘트라스트 비를 강화시킬 수 있다.

[0165] 도 6b는 도 6a에 도시된 EAL(1130)의 평면도를 도시한다. 앞서 설명된 바와같이, EAL(1130)은 EAL(1130)이 픽셀 처리되지 않는다는 점을 제외하고 도 5a의 EAL(1030)과 유사하다. 즉, EAL(1130)은 전기적으로 격리된 전도성 영역들을 포함하지 않는다.

[0166] 도 6c-도 6e는 추가적인 예시적인 EAL들의 부분들의 평면도들을 도시한다. 도 6c는 예시적인 EAL(1150)의 부분의 평면도를 도시한다. EAL(1150)은 EAL(1150)이 EAL(1150)을 관통하여 형성된 복수의 에칭 홀들(1158a-1158n)(일반적으로 에칭 홀들(1158))을 포함하다. 에칭 홀들(1158)은 EAL(1150) 및 셔터 어셈블리들을 형성하기 위하여 사용되는 모드 물질의 제거를 용이하게 하기 위하여 디스플레이 장치의 제조 프로세스 동안 형성된다. 특히, 에칭 홀들(1158)은 유체 에천트(예를들어, 가스, 액체 또는 플라즈마)가 디스플레이 엘리먼트들 및 EAL을 형성하기 위하여 사용되는 몰드 물질에 더 용이하게 도달하고 이 모드 물질과 반응하여 몰드 물질을 제거하도록 형성된다. EAL을 포함하는 디스플레이 장치로부터 몰드 물질을 제거하는 것은 몰드 물질이 직접 거의 제거되지 않은 채 EAL이 대부분의 몰드 물질을 커버하기 때문에 난제가 될 수 있다. 이는 에천트가 몰드 물질에 도달하는 것을 매우 어렵게 만들며, 기저 셔터 어셈블리들을 릴리스하는데 필요한 시간량을 상당히 증가시킬 수 있다. 추가 시간을 필요로 하는 것 외에, 에천트에의 연장된 노출은 릴리스 프로세스에 견디도록 의도된 디스플레이 장치의 컴포넌트들을 손상시킬 가능성을 가진다. EAL들을 통합한 디스플레이 장치를 제조하기 위하여 사용된 릴리스 프로세스에 관한 추가 세부사항들은 도 9에 도시된 스테이지(1410)와 관련하여 이하에서 제공된다.

[0167] 에칭 홀들(1158)은 디스플레이 장치(1100)에 포함된 셔터 어셈블리들 각각과 연관된 광 차단 영역(1155) 외부에 있는 EAL의 위치들에 전략적으로 형성될 수 있다. 광 차단 영역(1155)은 대응하는 후방 어퍼처를 통과하는, 백라이트로부터의 실질적으로 모든 광이 어퍼처층 어퍼처(1136)를 통과하지 않거나 또는 셔터(1020)에 의해 차단되거나 또는 흡수되는 경우에 EAL의 후방 표면과 접촉하는 EAL의 후방 표면상의 영역에 의해 정의된다. 이상적으로, 후방 어퍼처층을 통과하는 모든 광은 (투과 상태에서) 셔터(1020)을 스쳐 지나가거나 또는 (광 차단 상태에서) 셔터(1020)을 통과하거나 또는 셔터(1020)에 의해 흡수된다. 실제로는 폐쇄 상태에 있을지라도, 일부 광은 셔터(1020)의 후방 표면에서 재반사하여 광 차단층(1004)에서 다시 재반사될 수 있다. 일부 광은 또한 셔터의 에지들에서 산란될 수 있다. 유사하게, 투과 상태에서, 일부 광은 셔터(1020)의 다양한 표면들에서 재반사될 수 있거나 또는 이들 다양한 표면들에 의해 산란될 수 있다. 결과적으로, 상대적으로 큰 광 차단영역(1155)을 유지하는 것은 높은 콘트라스트 비들을 유지하는데 도움을 줄 수 있다. 만일 상대적으로 크게 정의되면, 백라이트로부터의 광은 광 차단 영역(1155)의 외부에 있는 EAL(1150)의 후방 표면에 거의 영향을 미치지 않는다. 따라서, 디스플레이의 콘트라스트 비를 의미있게 위태롭게 하지 않고 광 차단 영역 외부에 놓인 영역들에 에칭 홀들(1158)을 형성하는 것이 비교적 안전하다.

[0168] 에칭 홀들(1158)은 다양한 형상들 및 크기들로 될 수 있다. 일부 구현들에서, 에칭 홀들(1158)은 약 5 내지 약 30 마이크론의 직경을 가진 원형 홀들이다.

[0169] 개념적으로, EAL(1150)은 복수의 어퍼처층 섹션들(1151a-n)(일반적으로 어퍼처 층 섹션들(1151))을 포함하는 것으로 고려될 수 있으며, 복수의 어퍼처층 섹션들(1151a-n) 각각은 개별 디스프레이 엘리먼트에 대응한다. 어퍼처 층 섹션들(1151)은 인접 어퍼처층 섹션들(1151)와의 경계들을 공유할 수 있다. 일부 구현들에서, 에칭 홀들(1158)은 어퍼처 층 섹션들의 경계들 근처에서 광 차단 영역(1155) 외부에 형성된다.

[0170] 도 6d는 또 다른 예시적인 EAL(1160)의 부분의 평면도를 도시한다. EAL(1160)은 EAL(1160)이 어퍼처층 섹션들(1161)의 교차지점들에 형성된 복수의 에칭 홀들(1168a-1168n)(일반적으로 에칭 홀들(1168))을 정의한다는 점을 제외하고 도 6b에 도시된 EAL(1150)과 실질적으로 유사하다. 즉, EAL(1160)은 더 많고 더 작은 에칭 홀들(1158)을 가진, 도 6c에 도시된 EAL(1150)과 대조적으로 더 적고 더 큰 에칭 홀들(1168)을 포함한다.

[0171] 도 6e는 또 다른 예시적인 EAL(1170)의 일부분의 평면도를 도시한다. EAL(1170)은 도 6d에 도시된 EAL(1170)이 도 6b에 도시된 원형 에칭 홀들(1158)과 상이한 크기 및 형상을 가진 복수의 에칭 홀들(1178a-1178n)(일반적으로, 에칭 홀들(1178))을 정의한다는 점을 제외하고 도 6b에 도시된 EAL(1150)과 실질적으로 유사하다. 특히, 에칭 홀들(1178)은 직사각형이며, 에칭 홀(1178)이 형성되는 대응하는 어퍼처층 섹션들(1171)의 길이의 절반 보다 더 크거나 또는 이 절반과 대략 동일한 길이를 가진다. 도 6b에 도시된 EAL(1150)의 에칭 홀들(1158)과 유사하게, 도 6e의 에칭 홀들(1178)은 또한 EAL(1170)의 광 차단 영역 외부에 형성된다.

[0172] 도 7은 EAL(1230)을 통합한 예시적인 디스플레이 장치(1200)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(1200)는 디스플레이 장치(1200)가 디스플레이 장치(1200)의 후방 쪽으로 포지셔닝된 투명 기판(1202)상에 제조된 복수의 셔터들(1220)을 포함하는 셔터-기반 디스플레이 엘리먼트들의 어레이를 포함한다는 점에서 도 6a에 도시된 디스플레이 장치(1100)와 실질적으로 유사하다. 투명 기판(1202)은 광 차단층(1204)로 코팅되며, 광 차단층(1204)을 관통하여 후방 어퍼처들(1206)이 형성된다. 투명 기판(1202)은 백라이트(1215) 전방에 포지셔닝된다. 백라이트(1215)에 의해 방사된 광은 후방 어퍼처들(1206)을 통과하여 셔터들(1220)에 의해 변조된다.

[0173] 디스플레이 장치(1200)는 또한 도 6a에 도시된 EAL(1130)과 유사한 EAL(1230)을 포함한다. EAL(1230)은 EAL(1230)을 관통하여 형성되고 개별 기저 셔터들(1220)에 대응하는 복수의 어퍼처층 어퍼처들(1236)을 포함한다. EAL(1230)은 투명 기판(1202)상에 형성되고, 투명 기판들(1202) 및 셔터들(1220) 위에 지지된다.

[0174] 그러나, 디스플레이 장치(1200)는 EAL(1230)이 기저 셔터 어셈블리들을 지지하지 않는 앵커들(1250)을 사용하여 투명 기판(1202)위에 지지되는 디스플레이 장치(1100)와 상이하다. 오히려, 셔터 어셈블리들은 앵커들(1215)과 분리된 앵커들(1225)에 의해 지지된다.

[0175] 도 5a-도 17에 도시된 디스플레이 장치는 MEMS-업 구성의 EAL을 통합한다. MEMS-다운 구성의 디스플레이 장치는 또한 유사한 EAL을 통합할 수 있다.

[0176] 도 8은 예시적인 MEMS 다운 디스플레이 장치의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(1300)는 반사 어퍼처층(1304)을 가진 기판(1302)을 포함하며, 반사 어퍼처층(1304)을 관통하여 어퍼처들(1306)이 형성된다. 일부 구현들에서, 광 흡수층은 반사 어퍼처층(1304)의 최상부에 증착된다. 셔터 어셈블리들(1320)은 반사 어퍼처층(1304)이 형성되는 기판(1302)으로부터 분리된 전방 기판(1310)상에 배치된다. 반사 어퍼처층(1304)이 형성되며 복수의 어퍼처들(1306)을 정의하는 기판(1302)은 또한 어퍼처 플레이트로서 본원에서 지칭된다. MEMS-다운 구성에서, MEMS-기반 셔터 어셈블리들(1320)을 지지하는 전방 기판(1310)은 도 5a에 도시된 디스플레이 장치(1000)의 커버 시트(1008)를 대신하며, MEMS-기반 셔터 어셈블리들(1320)이 전방 기판(1310)의 후방 표면(1312), 즉 뷰어와 등지며 백라이트(1315) 쪽에 있는 표면상에 포지셔닝되도록 지향된다. 광 차단층(1316)은 전방 기판(1310)의 후방 표면(1312)상에 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 광 차단층(1316)은 광 흡수 또는 어두운 금속으로 형성된다. 일부 다른 구현들에서, 광 차단층은 비-금속 광 흡수 물질로 형성된다. 복수의 어퍼처들(1318)은 광 차단층(1316)을 관통하여 형성된다.

[0177] MEMS-기반 셔터 어셈블리들(1320)은 반사 어퍼처층(1304) 바로 맞은편에 그리고 반사 어퍼처층(1304)로부터의 갭을 가로질러 포지셔닝된다. 셔터 어셈블리들(1320)은 복수의 앵커들(1340)에 의해 전방 기판(1310)으로부터 지지된다.

[0178] 앵커들(1340)은 또한 EAL(1330)을 지지하도록 구성될 수 있다. EAL은 광 차단층(1316)을 관통하여 형성된 어퍼처들(1318) 및 광 반사 어퍼처층(1304)을 관통하여 형성된 어퍼처들(1306)과 정렬되는 복수의 어퍼처층 어퍼처들(1336)을 정의한다. 도 5a에 도시된 EAL(1030)과 유사하게, EAL(1330))은 또한 전기적으로 격리된 전도성 영역들을 형성하기 위하여 픽셀 처리될 수 있다. 일부 구현들에서, EAL(1330)은 기판(1319)상의 자신의 위치와 다르게, 도 6a에 도시된 EAL(1130)과 구조적으로 실질적으로 유사할 수 있다.

[0179] 일부 다른 구현들에서, 반사 어퍼처층(1304)은 기판(1302)상에 증착되는 것 대신에 EAL(1330)의 후방 표면상에 증착된다. 일부 이러한 구현들에서, 기판(1302)은 실질적으로 정렬되지 않고 전방 기판(1310)에 커플링될 수 있다. 이러한 구현들 중 일부 다른 구현에서, 예를들어 도 6c-도 6e에 각각 도시된 에칭 홀들(1158, 1168 및 1178)과 유사한 에칭 홀들이 EAL를 관통하여 형성되는 일부 구현들에서, 반사 어퍼처층은 기판(1302)에 계속 적용될 수 있다. 그러나, 이러한 반사 어퍼처 층은 단지 에칭 홀들을 통과할 광을 차단할 필요가 있으며, 따라서 비교적 큰 어퍼처들을 포함할 수 있다. 이러한 큰 어퍼처들은 기판들(1302 및 1310) 사이의 정렬 허용오차를 상당히 증가시킬 것이다.

[0180] 도 9는 디스플레이 장치를 제조하기 위한 예시적인 프로세스(1400)의 흐름도를 도시한다. 디스플레이 장치는 기판상에 형성될 수 있으며, 앵커에 의해 또한 지지되는 셔터 어셈블리위에 형성되는 EAL을 지지하는 앵커를 포함한다. 간략한 개요로, 프로세스(1400)는 기판상에 제 1 몰드 부분을 형성하는 단계(스테이지(1410))를 포함한다. 제 2 몰드 부분은 제 1 몰드 부분위에 형성된다(스테이지(1402)). 이후, 셔터 어셈블리들은 몰드를 사용하여 형성된다(스테이지(1404)). 이후, 제 3 몰드 부분은 셔터 어셈블리들 및 제 1 및 제 2 몰드 부분들 위에 형성되고(스테이지(1406)), 이후 EAL을 형성한다(스테이지(1408)). 이후, 셔터 어셈블리들 및 EAL은 릴리스된다(스테이지(1410)). 제조 프로세스(1400)의 추가 양상들 뿐만아니라 이들 프로세스 스테이지들 각각은 도 10a-도 10i 및 도 11a-도 11d와 관련하여 이하에서 설명된다. 일부 구현들에서, 추가 프로세싱 스테이지는 EAL의 형성(스테이지(1408))과 EAL 및 셔터 어셈블리들의 릴리스(스테이지(1410)) 사이에서 수행된다. 특히, 도 16 및 도 17과 관련하여 추가로 논의되는 바와같이, 일부 구현들에서, 릴리스 스테이지(스테이지(1410)) 전에 EAL 최상부에 하나 이상의 전기 인터커넥트들이 형성된다(스테이지(1409)).

[0181] 도 10a-도 10i는 도 9에 도시된 제조 프로세스(1400)에 따른 예시적인 디스플레이 장치의 구성의 스테이지들의 단면도들을 도시한다. 이러한 프로세스는 기판상에 형성되는 디스플레이 장치를 산출하며, 앵커에 의해 또한 지지되는 셔터 어셈블리 위에 형성되는 통합형 EAL을 지지하는 앵커를 포함한다. 도 10a-도 10i에 도시된 프로세스에서, 디스플레이 장치는 희생 물질로 만들어진 몰드상에 형성된다.

[0182] 도 9 및 도 10a-도 10i를 참조하면, 디스플레이 장치를 형성하기 위한 프로세스(1400)는 도 10a에 도시된 바와같이, 기판의 최상부에 제 1 몰드 부분을 형성하는 것을 시작한다(스테이지(1401)). 제 1 몰드 부분은 기저 기판(1502)의 광 차단층(1503) 최상부에 제 1 희생 물질(1504)을 증착하여 패터닝함으로써 형성된다. 제 1 희생물질 층(1504)은 폴리이미드, 폴리아미드, 플루오르폴리머, 벤조사이클로부텐, 폴리페닐퀸옥실렌(polyphenylquinoxylen), 파릴렌, 폴리노르보르넨, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 에틸렌 및 페놀 또는 노볼락 수지, 또는 희생 물질로서 사용하기에 적합한 것으로 본원에서 식별된 다른 물질들 중 임의의 물질이거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 희생 물질(1504)의 제 1 층으로서 사용하기 위하여 선택된 물질에 따라, 제 1 희생 물질층(1504)은 다양한 포토리소그래픽 기술들 및 프로세스들을 사용하여, 예를들어 직접 포토-패터닝(감광 희생 물질들) 또는 포토리소그래피적으로 패터닝된 레지스트로 형성된 마스크를 사용하는 화학적 또는 플라즈마 에칭을 사용하여 패터닝될 수 있다.

[0183] 디스플레이 제어 매트릭스를 형성하는 물질층들을 포함하는 추가 층들은 광 차단층(1503) 아래에 그리고/또는 광 차단층(1503)과 제 1 희생 물질(1504) 사이에 증착될 수 있다. 광 차단층(1503)은 복수의 후방 어퍼처들(1505)을 정의한다. 제 1 희생 물질(1504)에서 정의된 패턴은 리세스들(1506)을 생성하며, 리세스들(1506) 내에서 셔터 어셈블리들에 대한 앵커들이 결국 형성될 것이다.

[0184] 디스플레이 장치를 형성하는 프로세스가 제 2 몰드 부분을 형성하는 것을 계속한다(스테이지(1402)). 제 2 몰드 부분은 제 1 희생 물질(1504)로 형성된 제 1 몰드 부분 최상부에 제 2 희생 물질(1508)을 증착하여 형성하는 것으로부터 형성된다. 제 2 희생 물질은 제 1 희생 물질(1504)과 동일한 타입의 물질일 수 있다.

[0185] 도 10b는 제 2 희생 물질(1508)을 패터닝한 이후에, 제 1 및 제 2 몰드 부분들을 포함하는 몰드(1599)의 형상을 도시한다. 제 2 희생 물질(1508)은 제 1 희생 물질(1504)에 형성된 리세스(1506)를 노출시키기 위하여 리세스(1501)을 형성하도록 패터닝된다. 리세스(1510)는 스텝형 구조물이 몰드(1599)에 형성되도록 리세스(1506)보다 더 넓다. 몰드(1599)는 또한 이전에 정의된 리세스들(1506)을 가진 제 1 희생 물질(1504)을 포함한다.

[0186] 디스플레이 장치를 형성하는 프로세스는 도 10c 및 도 10d에 도시된 바와같이 몰드를 사용하여 셔터 어셈블리들의 형성을 계속한다(스테이지(1404)). 셔터 어셈블리들은 도 10c에 도시된 바와같이 몰드(1599)의 노출된 표면들 상에 구조 물질들(1516)을 증착하고, 이후 구조 물질(1516)을 패터닝하여 도 10d에 도시된 구조물을 초래함으로써 형성된다. 구조 물질(1516)은 기계적 뿐만아니라 전도적 층들을 포함하는 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 적절한 구조 물질들(1516)은 Al, Cu, Ni, Cr, Mo, Ti, Ta, Nb, Nd 또는 이들의 합금들; 알루미늄 산화물(Al₂O₃), 실리콘 산화물(SiO₂), 탄탈륨 펜토사이드(Ta₂O₅) 또는 실리콘 질화물(Si₃N₄)과 같은 유전체 물질들; 또는 다이아몬드-형 탄소, Si, Ge, GaAs, CdTe 또는 이들의 합금들과 같은 반도체 물질들을 포함한다. 일부 구현들에서, 구조 물질(1516)은 물질들의 스택을 포함한다. 예를들어, 전도성 구조 물질층은 2개의 비-전도성 층들 사이에 증착될 수 있다. 일부 구현들에서, 비-전도성 층은 2개의 전도성 층들 사이에 증착된다. 일부 구현들에서, 이러한 "샌드위치" 구조물은 증착 이후 남아 있는 응력들 및/또는 온도 변화들에 의해 부과되는 응력들이 벤딩(bending), 와핑(warping) 또는 구조 물질(1516)의 다른 변형을 초래하게 작용하지 않도록 보장하는 것을 돕는다. 구조 물질(1516)은 약 2 마이크론 미만의 두께로 증착된다. 일부 구현들에서, 구조 물질(1516)은 약 1.5 마이크론 미만의 두께로 증착된다.

[0187] 증착 이후, 구조 물질(1516)(앞서 설명된 바와같이 여러 물질들의 합성물일 수 있음)은 도 10d에 도시된 바와같이 패터닝된다. 첫째, 포토레지스트 마스크는 구조 물질(1516)상에 증착된다. 이후, 포토레지스트가 패터닝된다. 포토레지스트로 현상된 패턴은 구조 물질(1516)이 후속 에칭 스테이지 이후에 셔터(1528), 앵커들(1525) 및 2개의 대향 액추에이터들의 구동 및 로드 빔들(1526 및 1527)을 형성하기 위하여 남도록 설계된다. 구조 물질(1516)의 에칭은 이방성 에칭일 수 있으며, 전압 바이어스가 기판에 또는 기판에 근접한 전극에 인가된 채 플라즈마 분위기에서 수행될 수 있다.

[0188] 일단 디스플레이 장치의 셔터 어셈블리들이 형성되면, 제조 프로세스는 디스플레이의 EAL을 제조하는 것을 계속한다. EAL을 형성하는 프로세스는 셔터 어셈블리들의 최상부에 제 3 몰드 부분을 형성하는 것과 함께 시작한다(스테이지(1406)). 제 3 몰드 부분은 제 3 희생 물질층(1530)로 형성된다. 도 10e는 제 3 희생 물질층(1530)을 증착한 이후에 생성되는 (제 1, 제 2 및 제 3 몰드 부분들을 포함하는) 몰드(1599)의 형상을 도시한다. 도 10f는 제 3 희생 물질층(1530)을 패터닝한 이후에 생성되는 몰드(1599)의 형상을 도시한다. 특히, 도 10f에 도시된 몰드(1599)는 앵커의 부분이 기저 셔터 어셈블리들 위에서 EAL을 지지하기 위하여 형성될 리세스들(1532)을 포함한다. 제 3 희생 물질층(1530)은 본원에 개시된 희생 물질들 중 임의의 물질이거나 또는 이를 포함할 수 있다.

[0189] 이후, EAL은 도 10g에 도시된 바와같이 형성된다(스테이지(1408)). 먼저, 어퍼처 층 물질(1540)의 하나 이상의 층들이 몰드(1599)상에 증착된다. 일부 구현들에서, 어퍼처 층 물질은 금속 또는 전도성 산화물 또는 반도체와 같은 전도성 물질의 하나 이상의 층들이거나 또는 이를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 어퍼처 층은 비전도성인 폴리머로 만들어지거나 또는 이를 포함할 수 있다. 적절한 물질들의 일부 예들은 도 5a와 관련하여 앞서 제공되었다.

[0190] 스테이지(1408)는 증착된 어퍼처층 물질(1540)을 에칭하는 것(도 10g에 도시됨)을 계속하여 도 10h에 도시된 바와같이 EAL(1541)을 초래한다. 어퍼처 층 물질(1540)의 에칭은 이방성 에칭일 수 있으며, 전압 바이어스가 기판에 또는 기판에 근접한 전극에 인가된 채 플라즈마 분위기에서 수행될 수 있다. 일부 구현들에서, 이방성 에칭의 적용은 도 10d와 관련하여 설명된 이방성 에칭과 유사한 방식으로 수행된다. 일부 다른 구현들에서, 어퍼처층을 형성하기 위하여 사용되는 물질의 타입에 따라, 어퍼처 층은 다른 기술들을 사용하여 패터닝되고 에칭될 수 있다. 에칭을 적용할 때, 어퍼처층 어퍼처(1542)은 광 차단층(1503)을 관통하여 형성된 어퍼처(1505)와 정렬된 EAL(1541)의 일부분에 형성된다.

[0191] 디스플레이 장치(1500)를 형성하는 프로세스는 몰드(1599)의 제거와 함께 완료된다(스테이지(1410)). 도 10i에 도시된 결과는 앵커들(1525)에 의해 또한 지지되는 셔터들(1528)을 포함하는 기저 셔터 어셈블리들 위에 EAL(1541)을 지지하는 앵커들(1525)을 포함한다. 앵커들(1525)은 앞서 설명된 패터닝 스테이지들 이후 뒤에 남겨진 어퍼처층 물질(1540) 및 구조 물질(1516)의 층들의 부분들로 형성된다.

[0192] 일부 구현들에서, 몰드는 예를들어 산소 플라즈마에 몰드를 노출시키는 것, 화학적 에칭 또는 기상 에칭을 포함하는 표준 MEMS 릴리스 방법들을 사용하여 제거된다. 그러나, 몰드를 형성하기 위하여 사용되는 희생층들의 수가 EAL을 증가시키기 위하여 증가함에 따라 희생 물질들의 제거는 난제가 될 수 있는데, 왜냐하면 대량의 물질이 제거될 필요가 있을 수 있기 때문이다. 더욱이, EAL의 추가는 릴리스 작용제를 물질에 직접 접근시키는 것을 실질적으로 방해한다. 결과적으로, 릴리스 프로세스가 더 오래 걸릴 수 있다. 최종 디스플레이 어셈블리에서 사용하기 위하여 선택된 구조 물질들의 모두가 아니라면 대부분이 릴리스 작용제에 저항적이도록 선택되는 반면에, 이러한 작용제에의 연장된 노출은 다양한 물질들에 대한 손상을 계속해서 유발할 수 있다. 따라서, 일부 다른 구현들에서, 다양한 대안적인 릴리스 기술들이 사용될 수 있으며, 이들 대안적인 릴리스 기술들 중 일부가 이하에서 추가로 설명된다.

[0193] 일부 구현들에서, 희생 물질을 제거하는 난제는 EAL을 관통하여 에칭 홀들을 형성함으로써 처리된다. 에칭 홀들은 기저 희생 물질에 대해 릴리스 작용제가 가지는 접근성을 증가시킨다. 도 6c-도 6e와 관련하여 앞서 설명된 바와같이, 에칭 홀들은 EAL의 광 차단 영역, 예를들어 도 6c에 도시된 광 차단 영역(1155) 외부에 놓인 영역에 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 에칭 홀들의 크기는 유체(예를들어, 액체, 가스 또는 플라즈마) 에천트가 최적 성능에 악영향을 미치지 않게 충분히 작게 유지하면서 몰드를 형성하는 희생 물질을 제거하도록 충분히 크다.

[0194] 일부 다른 구현들에서, 화학적 에천트를 사용하는 것을 필요로 하지 않고 고체로부터 가스로 승화시킴으로써 분해될 수 있는 희생 물질이 사용된다. 이러한 일부 구현들에서, 희생 물질은 몰드를 사용하여 형성되는 디스플레이 장치의 일부분을 베이킹함으로써 승화될 수 있다. 일부 구현들에서, 희생 물질은 노보넨 또는 노보넨 유도체로 구성되거나 또는 이를 포함할 수 있다. 일부 이러한 구현들에서, 희생 몰드에서 노보넨 또는 노보넨 유도체들을 사용하면, 셔터 어셈블리들, EAL 및 셔터 어셈블리들의 지지 몰드를 포함하는 디스플레이 장치의 부분은 약 1시간 동안 약 400℃의 범위의 온도에서 베이킹될 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 희생 물질은 약 500℃ 미만의 온도에서 승화하는 임의의 다른 희생 물질, 예를들어 약 200-300℃의 온도에서 분해될 수 있는 폴리카보네이트들로 구성되거나 또는 이를 포함할 수 있다.

[0195] 일부 다른 구현들에서, 멀티-페이즈 릴리스 프로세스가 사용된다. 예를들어, 일부 이러한 구현들에서, 멀티-페이즈 릴리스 프로세스는 액체 에칭 및 건식 플라즈마 에칭을 포함한다. 일반적으로, 비록 디스플레이 장치의 구조적 및 전기적 컴포넌트들이 릴리스 프로세스를 달성하기 위하여 사용되는 에칭 작용제들에 대하여 저항적이도록 선택될 수 있는데 반해, 특정 에천트들에의 연장된 노출, 특히 건식 플라즈마 에천트들은 이러한 컴포넌트들을 계속 손상시킬 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치가 건식 플라즈마 에칭에 노출되는 시간을 제한하는 것이 바람직하다. 그러나, 액체 에천트들은 디스플레이 장치를 완전하게 릴리스시키는데 있어서는 덜 효과적인 경향이 있다. 멀티-페이즈 릴리스 프로세스를 사용하는 것은 양 문제점들을 효과적으로 처리한다. 첫째, 액체 에칭은 EAL에 형성된 임의의 에칭 홀들 및 어퍼처층 어퍼처들을 통해 직접 접근가능한 몰드의 부분들을 제거하여, 몰드 물질의 EAL 아래에 공동들을 생성한다. 이 이후에, 건식 플라즈마 에칭이 적용된다. 공동들의 초기 형성은 건식 플라즈마 에칭이 작용할 수 있는 표면 영역을 증가시켜서, 릴리스 프로세스를 촉진시키고 따라서 디스플레이 장치가 플라즈마에 노출되는 시간량을 제한한다.

[0196] 본원에서 설명되는 바와같이, 제조 프로세스(1400)는 셔터-기반 광 변조기들의 형성과 함께 수행된다. 일부 다른 구현들에서, EAL을 제조하기 위한 프로세스는 광 방사기들, 예를들어 OLED들 또는 다른 광 변조기들을 포함하는 다른 타입들의 디스플레이 엘리먼트들의 형성과 함께 수행될 수 있다.

[0197] 도 11a는 캡슐화된 EAL을 통합한 예시적인 디스플레이 장치(1600)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(1600)는 디스플레이 장치(1600)가 또한 앵커들(1640)에 의해 또한 지지되는 기저 셔터들(1528) 위에서 EAL(1630)을 지지하는 앵커들(1640)을 포함하는 디스플레이 장치를 포함한다는 점에서 도 10i에 도시된 디스플레이 장치(1500)와 실질적으로 유사하다. 그러나, 디스플레이 장치(1600)는 EAL(1630)이 구조 물질(1656)에 의해 캡슐화되는 폴리머 물질(1652)의 층을 포함한다는 점에서 도 10i에 도시된 디스플레이 장치(1500)와 상이하다. 일부 구현들에서, 구조 물질(1656)은 금속일 수 있다. 구조 물질(1630)을 사용하여 폴리머 물질(1652)을 캡슐화함으로써, EAL(1630)은 외부 힘들에 대해 구조적으로 복원력있다. 따라서, EAL(1630)은 기저 셔터 어셈블리들을 보호하기 위한 배리어로서 역할을 한다. 이러한 추가 복원력은 증가된 수준의 폭행을 겪는 제품들, 예를들어 어린이에 맞도록 설계된 디바이스들, 건설 산업, 군사, 또는 내구성 장비의 다른 사용자들에게 특히 바람직할 수 있다.

[0198] 도 11b-도 11d는 도 11a에 도시된 예시적인 디스플레이 장치(1600)의 구성의 스테이지들의 단면도들을 도시한다. 캡슐화된 EAL을 통합한 디스플레이 장치(1600)를 형성하기 위하여 사용되는 제조 프로세스는 도 9 및 도 10a-도 10i와 관련하여 앞서 설명된 방식과 유사한 방식으로 셔터 어셈블리 EAL을 형성하는 것과 함께 시작한다. 도 9 및 도 10g 및 도 10h에 도시된 프로세스(1400)의 스테이지(1408)와 관련하여 앞서 설명된 어퍼처 층 물질(1540)을 증착 및 패터닝한 이후에, 캡슐화된 EAL을 형성하는 프로세스는 도 11b에 도시된 바와같이 EAL(1541)의 최상부에 폴리머 물질(1652)을 증착하는 것을 계속한다. 이후, 증착된 폴리머 물질(1652)은 어퍼처층 물질(1540)에 형성된 어퍼처(1542)와 정렬된 개구부(1654)를 형성하기 위하여 패터닝된다. 개구부(1654)는 어퍼처(1542)를 둘러싸는 기저 어퍼처층 물질(1540)의 일부분을 노출시키기에 충분히 넓게 만들어진다. 이러한 프로세스 스테이지의 결과는 도 11c에 도시된다.

[0199] EAL을 형성하는 프로세스는 도 11d에 도시된 바와같이, 패터닝된 폴리머 물질(1652)의 최상부에 어퍼처층 물질의 제 2 층(1656)을 증착하고 패터닝하는 것을 계속한다. 어퍼처층 물질의 제 2 층(1656)은 제 1 어퍼처 층 물질(1540)과 동일한 물질일 수 있거나 또는 이는 폴리머 물질(1652)을 캡슐화하기에 적합한 일부 다른 구조 물질일 수 있다. 일부 구현들에서, 어퍼처층 물질의 제 2 층(1656)은 이방성 에칭을 적용함으로써 패터닝될 수 있다. 도 11d에 도시된 바와같이, 폴리머 물질(1652)은 어퍼처층 물질의 제 2 층(1656)에 의해 캡슐화된 채 유지된다.

[0200] EAL을 형성하는 프로세스는 제 1, 제 2 및 제 3 희생 물질층(1504, 1508 및 1530)으로부터 형성된 몰드의 나머지의 제거와 함께 완료된다. 결과는 도 11a에 도시된다. 희생 물질을 제거하는 프로세스는 도 10i 또는 도 19와 관련하여 앞서 설명된 것과 유사하다. 앵커들(1640)은 기저 기판(1502) 위에 셔터 어셈블리를 지지하며, 기저 셔터 어셈블리 위에 캡슐화된 어퍼처층(1630)을 지지한다.

[0201] 추가된 EAL 복원력은 EAL의 표면상에 보강 리브들을 도입함으로써 대안적으로 획득될 수 있다. EAL에 보강 리브들을 포함시키는 것은 폴리머 층의 캡슐화를 활용하는 EAL에 추가할 수 있거나 또는 이 EAL 대신일 수 있다.

[0202] 도 12a는 리브형 EAL(1740)을 통합한 예시적인 디스플레이 장치(1700)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(1700)는 디스플레이 장치(1700)가 또한 복수의 앵커들(1725)에 의해 기판(1702) 및 기저 셔터들(1528) 위에서 지지되는 EAL(1740)을 포함한다는 점에서 도 10i에 도시된 디스플레이 장치(1500)와 유사하다. 그러나, 디스플레이 장치(1700)는 EAL(1740)이 EAL(1740)을 강화시키기 위한 리브들(1744)을 포함한다는 점에서 디스플레이 장치(1500)와 상이하다. EAL(1740)내에 리브들을 형성함으로써, EAL(1740)은 외부 힘들에 대하여 구조적으로 더 탄력적이 될 수 있다. 따라서, EAL(1740)은 셔터들(1528)을 비롯하여 디스플레이 엘리먼트를 보호하기 위한 배리어로서 역할을 할 수 있다.

[0203] 도 12b-도 12e는 도 12a에 도시된 예시적인 디스플레이 장치(1700)의 구성의 스테이지들의 단면도들을 도시한다. 디스플레이 장치(1700)는 앵커들(1725)에 의해 또한 지지되는 복수의 셔터들(1528) 위에 리브형 EAL(17400을 지지하기 위한 앵커들(1725)을 포함한다. 이러한 디스플레이 장치를 형성하기 위하여 사용되는 제조 프로세스는 도 10a-도 10i와 관련하여 앞서 설명된 것과 유사한 방식으로 셔터 어셈블리 및 EAL을 형성하는 것과 함께 시작한다. 그러나, 도 10g와 관련하여 앞서 설명된 바와같이 제 3 희생 물질층(1530)을 증착하고 패터닝한 이후에, 리브형 EAL(1740)을 형성하는 프로세스는 도 12b에 도시된 바와같이 제 4 희생층(1752)의 증착을 계속한다. 이후, 제 4 희생층(1752)은 고가 어퍼처에 궁극적으로 형성될 리브들을 형성하기 위한 복수의 리세스들(1756)을 형성하기 위하여 패터닝된다. 제 4 희생층(1752)의 패터닝 이후에 생성되는 몰드(1799)의 형상은 도 12c에 도시된다. 몰드(1799)는 제 1 희생 물질(1504), 제 2 희생 물질(1508), 패터닝된 구조 물질층(1516), 제 3 희생 물질층(1530) 및 제 4 희생층(1752)을 포함한다.

[0204] 리브형 EAL(1740)을 형성하는 프로세스는 몰드(1799)의 모든 노출된 표면들상에 어퍼처층 물질 층(1780)을 증착하는 것을 계속한다. 어퍼처층 물질층(1780)을 증착할 때, 어퍼처층 물질층(1780)은 도 12d에 도시된 바와같이 어퍼처층 어퍼처들(또는 "EAL 어퍼처들")(1742)로서 역할을 하는 개구부들을 형성하도록 패터닝된다.

[0205] 리브형 EAL(17400을 포함하는 디스플레이 장치를 형성하는 프로세스는 몰드(1799)의 나머지, 예를들어 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 희생 물질층들(1504, 1508, 1530 및 1752)를 제거하는 것으로 완료된다. 몰드(1799)를 제거하는 프로세스는 도 10i와 관련하여 설명된 것과 유사하다. 결과적인 디스플레이 장치(1700)는 도 12a에 도시된다.

[0206] 도 12e는 정지마찰 방지 범프들을 가진 EAL(1785)을 통합한 예시적인 디스플레이 장치(1760)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(1760)는 도 12a에 도시된 디스플레이 장치(1700)와 실질적으로 유사하나, EAL(1740)의 리브들(1744)이 형성되는 영역들에서 EAL(1785)가 복수의 정지마찰 범프들을 포함한다는 점에서 EAL(1740)과 상이하다.

[0207] 정지마찰 방지 범프들은 디스플레이 장치(1700)를 제조하기 위하여 사용되는 제조 프로세스와 유사한 제조 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 도 12d에 도시된 바와같이 EAL 어퍼처들(1742)의 개구부들을 형성하기 위하여 어퍼처층 물질층(1780)을 패터닝할 때, 어퍼처층 물질층(1780)은 또한 리브들(1744)의 베이스 부분(1746)(도 12d에 도시됨)을 형성하는 어퍼처층 물질을 제거하도록 패터닝된다. 남는 것은 리브들(1744)의 측벽들(1748)이다. 측벽들(1748)의 최하부 표면들(1749)은 정지마찰 방지 범프들로서 역할을 할 수 있다. 정지마찰 방지 범프들이 EAL(1785)의 최하부 표면에서 형성되게 함으로써, 셔터들이 EAL(1785)에 달라붙는 것이 방지된다.

[0208] 도 12f는 또 다른 예시적인 디스플레이 장치(1770)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(1770)는 그것이 리브형 EAL(1772)를 포함한다는 점에서 도 12a에 도시된 디스플레이 장치(1700)와 유사하다. 디스플레이 장치(1700)와 대조적으로, 디스플레이 장치(1770)의 리브형 EAL(1772)은 리뷰형 EAL(1772) 아래에 있는 셔터 어셈블리로부터 위쪽으로 연장하는 리브들(1774)을 포함한다.

[0209] 리브형 EAL(1772)을 제조하기 위한 프로세스는 디스플레이 장치(1700)의 리브형 EAL(1740)을 제조하기 위하여 사용되는 프로세스와 유사하다. 유일한 차이점은 몰드(1799)상에 증착된 제 4 희생층(1752)의 패터닝에 있다. 리브형 EAL(1740)을 생성할 때, 대다수의 제 4 희생층(1752)는 몰드의 부분으로서 남겨지며, 리세스들(1756)은 리브들(1744)에 대한 몰드를 형성하기 위하여 제 4 희생층(1752)내에 형성된다. 대조적으로, EAL(1772)를 형성할 때, 대다수의 제 4 희생층(1752)은 제거되어 메사들을 남기며, 메사들 위에 리브들(1774)이 이후에 형성된다.

[0210] 도 12g-도 12j는 도 12a 및 도 12e의 리브형 EAL들(1740 및 1772)에서 사용하기에 적합한 예시적인 리브 패턴들의 평면도들을 도시한다. 도 12g-도 12j 각각은 EAL 어퍼처들(1742)의 쌍에 인접한 리브들(1744)의 세트를 도시한다. 도 12g에서, 리브들(1744)은 EAL에 걸쳐 선형적으로 연장된다. 도 12h에서, 리브들(1744)은 EAL 어퍼처들(1742)을 둘러싼다. 도 21i에서, 리브들(1744)은 2개의 축을 따라 EAL에 걸쳐 연장된다. 마지막으로, 도 12j에서, 리브들(1744)은 EAL에 걸쳐 주기적인 포지션들에서 형성되는 격리된 리세스들의 형태를 취한다. 일부 다른 구현들에서, 다양한 추가적인 리브 패턴들은 EAL을 강화시키기 위하여 사용될 수 있다.

[0211] 일부 구현들에서, EAL을 관통하여 형성된 어퍼처층 어퍼처들은 그들이 통합되는 디스플레이의 뷰잉 각도를 증가시키기 위하여 광 분산 구조물들을 포함하도록 구성될 수 있다.

[0212] 도 13은 광 분산 구조물들(1850)을 가진 예시적인 EAL(1830)을 통합한 디스플레이 장치(1800)의 일부분을 도시한다. 특히, 디스플레이 장치(1800)는 도 5a에 도시된 디스플레이 장치(1000)와 실질적으로 유사하다. 디스플레이 장치(1000)와 대조적으로, 디스플레이 장치(1800)는 EAL(1830)의 고가 어퍼처층 어퍼처들(1836)에 형성되는 광 분산 구조물들(1850)을 포함한다. 일부 구현들에서, 광 분산 구조물들(1850)은 광이 광 분산 구조물들(1850)을 통과할 수 있도록 투명할 수 있다. 일반적으로, 광 분산 구조물들(1850)은 어퍼처층 어퍼처(1836)를 통과하는 광이 반사되거나 회절되거나 또는 산란되도록 하여, 디스플레이 장치(1800)에 의해 출력되는 광의 각도 분산을 증가시킨다. 이러한 각도 분산의 증가는 디스플레이 장치(1800)의 뷰잉 각도를 증가시킬 수 있다.

[0213] 일부 구현들에서, 광 분산 구조물들(1850)은 EAL(1803)의 노출된 표면들 및 EAL(1830)이 형성되는 몰드상에 투명 물질층(1845), 예를들어 ITO와 같은 유전체 또는 투명 전도체를 증착함으로써 형성될 수 있다. 이후, 투명 물질(1845)은 어퍼처층 어퍼처들(1836)이 궁극적으로 형성되는 영역내에 광 분산 구조물들(1850)이 형성되도록 패터닝된다. 일부 구현들에서, 광 분산 구조물들은 반사 물질층, 예를들어 금속 또는 반도체 물질층을 증착하고 패터닝함으로써 만들어질 수 있다.

[0214] 도 14a-도 14h는 광 분산 구조물들(1950a-1950h)(일반적으로 광 분산 구조물들(1950))을 통합한 예시적인 EAL들의 부분들의 평면도들을 도시한다. 광 분산 구조물들(1950)이 형성할 수 있는 예시적인 패턴들은 수평, 수직, 대각선 스트라이프(stripe)들, 또는 곡선형(도 14a-도 14d 참조), 지그재그 또는 갈매기형 패턴들(도 14e 참조), 원형들(도 14f 참조), 삼각형들(도 14g 참조), 또는 다른 불규칙 형상들(예를들어, 도 14h 참조)을 포함한다. 일부 구현들에서, 광 분산 구조물들은 상이한 타입들의 광 분산 구조물들의 조합을 포함할 수 있다. 광 분산 구조물들이 형성될 수 있는 고가 어퍼처층 구조물들을 통과하는 광은 EAL의 어퍼처층 어퍼처들 내에 형성된 광 분산 구조물들의 타입에 기초하여 상이하게 산란될 수 있다. 예를들어, 광 분산 구조물들의 특정 기하학적 형태들 및 표면 거칠기에 따라, 광은 그 광이 광 분산 구조물들을 형성하는 물질층들 사이의 인터페이스들을 통과할 때 굴절될 수 있거나 또는 구조물들의 에지들 및 표면들에서 반사하거나 또는 산란될 수 있다.

[0215] 도 15는 렌즈 구조물(2010)을 포함하는 EAL(2030)을 통합한 예시적인 디스플레이 장치(2000)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(2000)는 디스플레이 장치(2000)가 EAL(20300의 어퍼처층 어퍼처(2030)내에 형성되는 렌즈 구조물(2010)을 포함한다는 점을 제외하고 도 5에 도시된 디스플레이 장치와 실질적으로 유사하다. 렌즈 구조물(2020)은 렌즈 구조물(2010)을 통과하는 백라이트로부터의 광이, 빈 어퍼처 층 어퍼처를 통과하는 광이 이전에 도달하지 않았을 수 있는 영역들로 확산되도록 성형될 수 있다. 이는 디스플레이의 뷰잉 각도를 개선시킨다. 일부 구현들에서, 렌즈 구조물(2010)은 SiO₂ 또는 다른 투명 유전체 물질과 같은 투명 물질로 만들어질 수 있다. 렌즈 구조물(2010)은 EAL의 노출된 표면들 및 EAL(2030)이 형성되는 몰드상에 투명 물질층을 증착하고 그레이디드(graded) 톤 에칭 마스킹을 사용하여 물질을 선택적으로 에칭함으로써 형성될 수 있다.

[0216] 일부 구현들에서, 셔터들을 관통하여 형성된 셔터 어퍼처들 또는 기저 기판의 광 차단층을 관통하여 형성된 어퍼처들은 또한 도 15에 도시된 것과 유사한 렌즈 구조물(2010) 또는 도 13, 도 14a-도 14h에 도시된 것들과 유사한 광 분산 구조물들을 포함할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 컬러 필터는 각각의 EAL 어퍼처가 컬러 필터에 의해 커버되도록 EAL에 커플링되거나 또는 EAL과 일체형으로 형성될 수 있다. 이러한 구현들에서, 이미지들은 셔터 어셈블리들의 개별 그룹들을 사용하여 다수의 컬러 서브필드들(또는 다수의 컬러 서브필드들과 연관된 서브프레임들)을 동시에 디스플레이함으로써 형성될 수 있다.

[0217] 특정 셔터-기반 디스플레이 장치는 픽셀들의 어레이의 셔터들을 구동시키기 위한 복합 회로소자를 활용한다. 일부 구현들에서, 전기 인터커넥트를 통해 전류를 보내기 위하여 회로에 의해 소비되는 전력은 인터커넥트상의 기생 커패시턴스에 비례한다. 따라서, 디스플레이의 전력 소비는 전기 인터커넥트들상의 기생 커패시턴스를 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 전기 인터커넥트상의 기생 커패시턴스가 감소될 수 있는 하나의 방식은 전기 인터커넥트와 다른 전도성 컴포넌트들 사이의 거리를 증가시키는 것이다.

[0218] 그러나, 디스플레이 제조자들이 디스플레이의 해상도를 개선시키기 위하여 픽셀 밀도를 증가시킴에 따라, 각각의 픽셀의 크기는 감소된다. 따라서, 전기 컴포넌트들은 보다 작은 공간내에 레이아웃되어, 개별 인접 전기 컴포넌트들에게 이용가능한 공간을 감소시킨다. 결과적으로, 기생 커패시턴스로 인한 전력 소비는 증가할 가능성이 있다. 픽셀 크기를 절충하지 않고 기생 커패시턴스를 감소시키기 위한 하나의 방식은 디스플레이 장치의 EAL의 최상부에 하나 이상의 전기 인터커넥트들을 형성하는 것이다. EAL의 최상부에 전기 인터커넥트들을 배치함으로써, 본원에서는 기저 기판상의 EAL 아래의 인터커넥트들로부터 EAL의 최상부의 인터커넥트들 사이에 긴 거리를 도입할 수 있다. 이러한 거리는 기저 기판상에 형성된 임의의 전도성 컴포넌트들 및 EAL의 최상부의 전기 인터커넥트들 사이의 기생 커패시턴스를 실질적으로 감소시킨다. 커패시턴스의 감소는 대응하게 전력 소비를 감소를 야기한다. 이는 또한 인터커넥트들을 통해 신호가 전파하는 속도를 증가시켜서, 디스플레이가 어드레싱될 수 있는 속도를 증가시킨다.

[0219] 도 16은 EAL(2130)을 가진 예시적인 디스플레이 장치(2100)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(2100)는 디스플레이 장치(2100)가 EAL(2130) 최상부에 형성된 전기 인터커넥트(2110)을 포함한다는 점에서 도 5a에서 도시된 디스플레이 장치(10000)와 실질적으로 유사하다.

[0220] 일부 구현들에서, 전기 인터커넥트(2110)은 EAL(2130)을 둘러싸는 앵커(2140) 최상부에 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 전기 인터커넥트(2110)은 자신이 형성되는 EAL(2130)으로부터 전기적으로 격리될 수 있다. 일부 이러한 구현들에서, 전기 절연 물질층은 먼저 EAL(2130)상에 증착되고, 이후 전기 인터커넥트(2110)가 전기 절연 물질상에 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, 전기 인터커넥트(2110)는 도 3b에 도시된 데이터 인터커넥트(808)와 같은 열 인터커넥트일 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 전기 인터커넥트(2110)는 행 인터커넥트, 예를들어 도 3b에 도시된 스캔-라인 인터커넥트(806)일 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 전기 인터커넥트(2110)는 공통 인터커넥트, 예를들어 도 3b에 도시된 작동 전압 인터커넥트(810) 또는 글로벌 업데이트 인터커넥트(8120)일 수 있다.

[0221] 일부 구현들에서, 전기 인터커넥트(2110)는 디스플레이 장치(2100)의 셔터(2120)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 일부 이러한 구현들에서, 전기 인터커넥트(2110)는 EAL(2130) 및 기저 셔터 어셈블리 둘다를 지지하는 전도성 앵커(2140)를 통해 셔터(2120)에 전기적으로 직접 커플링된다. 예를들어, EAL(2130)이 전도성 물질 및 전기적 절연 물질을 포함하며 전기적 절연 물질이 EAL(2130)위에 증착되는 구현들에서, 인터커넥트(2110)를 형성할 물질을 증착하기 전에, 절연 물질은 앵커들(2140)의 부분들에 커플링되고 그리고/또는 이 부분들을 형성하는 EAL(2130)의 일부분을 노출시키도록 패터닝될 수 있다. 이후, 인터커넥트 물질이 증착될 때, 인터커넥트 물질은 EAL의 노출된 부분과의 전기 연결을 형성하여, 전류가 전기 인터커넥트(2110)로부터 EAL(2130)를 통해 앵커(2140) 아래로 그리고 앵커에 의해 지지되는 셔터(2120)상으로 흐르도록 한다. 일부 구현들에서, EAL(2130)은 그것이 복수의 전기적 격리 전도성 영역들을 포함하도록 픽셀 처리된다. 일부 구현들에서, 전기 인터커넥트(2110)는 전기적 격리 전도성 영역들 중 하나 이상의 영역의 전기 컴포넌트들에 전압을 제공하도록 구성된다.

[0222] 디스플레이 장치는 또한 도 5에 도시된 투명 기판(1002)과 유사하게, 기저 투명 기판(2102)의 최상부 상에 형성되는 여러개의 다른 전기 인터커넥트들(2112)을 포함한다. 일부 구현들에서, 전기 인터커넥트들(2112)은 열 인터커넥트들, 행 인터커넥트들 또는 공통 인터커넥트들 중 하나일 수 있다. 일부 구현들에서, 인터커넥트들은 스위칭형 인터커넥트들, 즉 비교적 빈번하게 변화되는 전압들을 전달하는 인터커넥트들, 예를들어 데이터 인터커넥트들 사이의 거리를 증가시키기 위하여 EAL 최상부에 그리고 EAL 아래에 포지셔닝하기 위하여 선택된다. 예를들어, 일부 구현들에서, 행 인터커넥트들은 EAL의 최상부에 포지셔닝될 수 있는 반면에, 데이터 인터커넥트들은 기판상의 EAL 아래에 포지셔닝된다. 유사하게, 일부 다른 구현들에서, 행 인터커넥트들은 기판상의 EAL 아래에 배치되며, 데이터 인터커넥트들은 EAL의 최상부에 포지셔닝된다. 상대적으로 일정한 전압으로 유지되는 인터커넥트들은 커패시턴스-관련 전력 소비가 스위칭 이벤트들의 결과로서 주로 발생하기 때문에 서로에 대해 비교적 더 근접하게 포지셔닝될 수 있다.

[0223] 일부 구현들에서, EAL은 오직 전기 인터커넥트들 외에 추가 전기 인터커넥트들을 지지할 수 있다. 예를들어, EAL은 커패시터들, 트랜지스터들, 또는 다른 형태들의 전기 컴포넌트들을 지지할 수 있다. EAL-장착 전기 컴포넌트들을 통합한 디스플레이 장치의 예는 도 17에 도시된다.

[0224] 도 17은 예시적인 디스플레이 장치(2200)의 일부분의 사시도를 도시한다. 디스플레이 장치는 도 3b의 제어 매트릭스(860)와 유사한 제어 매트릭스를 포함한다. 만일 디스플레이 장치(2200)에서, 작동 전압 인터커넥트(810) 및 전하 트랜지스터(845)는 EAL(2230)의 최상부에 형성된다.

[0225] EAL(2230)은 기저 광 차단 컴포넌트(807), 이 경우에 셔터를 또한 지지하는 앵커(2240)에 의해 지지된다. 특히, 액추에이터(2208)의 로드 전극(2210)은 앵커(2240)로부터 멀리 연장되며, 광 차단 컴포넌트(807)에 연결된다. 로드 전극(2210)은 광 차단 컴포넌트(807)에 대한 물리적 지지 뿐만아니라 작동 전압 인터커넥트(810)에 대한 전기 연결을 전하 트랜지스터(845)를 통해 EAL(2230)의 최상부에 제공한다. 액추에이터는 또한 구동 전극(2212)을 포함하며, 구동 전극(2212)은 EAL까지가 아니라 기저 기판에 커플링되는 제 2 앵커(2214)로부터 연장할 수 있다.

[0226] 동작시, 전압이 작동 전압 인터커넥트(810)에 인가될 때, 전하 트랜지스터(845)는 ON으로 스위칭되며, 전류는 앵커(2240) 및 로드 전극(2210)을 통과하여 광 차단 컴포넌트(2240)상의 전압을 작동 전압까지 이르게 한다. 동시에, 전류는 앵커(2240)를 통해 EAL의 아래쪽의 전기적 격리 영역(2250)으로 흐르며, 따라서 광 차단 컴포넌트(807) 및 전기적 격리 영역(2250)은 동일한 전위로 유지된다.

[0227] EAL(2230)를 제조하기 위하여, 전도성 층은 몰드, 예를들어 도 10f에 도시된 몰드(1599) 최상부에 증착된다. 이후, 전도성 층은 전도성 층의 다양한 영역들을 전기적으로 격리시키도록 패터닝되며, 따라서 각각의 영역은 기저 셔터 어셈블리에 대응한다. 이후, 전기 절연층은 전도성 층의 최상부에 증착된다. 절연층은 EAL의 최상부에 형성된 인터커넥트들 또는 다른 전기 컴포넌트들이 EAL과의 전기 연결들을 만들도록 하기 위하여 전도성 층의 부분들을 노출시키도록 패터닝된다. 작돈 전압 인터커넥트(810)는 유전체, 반전도성 및 전도성 물질들의 추가 층들의 증착 및 패터닝을 비롯하여 박막 리소그래피 프로세스들을 사용하여 전기 절연층 최상부에 제조된다. 일부 구현들에서, 작동 전압 인터커넥트(810), 전하 트랜지스터(845) 및 EAL 최상부에 형성된 임의의 다른 전기 컴포넌트들은 인듐 갈륨 주석 산화물(IGZO)-호환가능 제조 프로세스들을 사용하여 형성된다. 예를들어, 전하 트랜지스터는 IGZO 채널을 포함할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, 일부 전기 컴포넌트들은 다른 전도성 산화물 물질들 또는 다른 그룹 IV 반도체들을 사용하여 형성된다. 일부 다른 구현들에서, 전기 컴포넌트들은 더 많은 통상적인 반도체 물질들, 예를들어 a-Si 또는 저온 폴리실리콘(LTPS)를 사용하여 형성된다.

[0228] 도 17이 단지 EAL의 최상부에 인터커넥트들 및 트랜지스터들을 제조하는 것을 도시하는 반면에, 다른 전기 컴포넌트들은 EAL상에 직접 형성되거나 또는 EAL에 장착될 수 있다. 예를들어, EAL은 또한 기록-인에이블링 트랜지스터(830), 데이터 저장 커패시터(835), 업데이트 트랜지스터(840) 뿐만아니라 다른 스위치들, 레벨 시스터들, 리피터들, 증폭기들, 레지스터들, 및 다른 집적회로 컴포넌트들 중 하나 이상을 지원할 수 있다. 예를들어, EAL은 터치-스크린 기능을 지원하도록 선택된 회로소자를 지원할 수 있다.

[0229] EAL이 하나 이상의 데이터 인터커넥트들(예를들어, 도 3a 및 도 3b에 도시된 데이터 인터커넥트들(808))을 지원하는 일부 다른 구현들에서, EAL은 또한 인터커넥트에 대한 로딩을 감소시키기 위하여 인터커넥트들 아래를 통과하는 신호들을 재구동시키기 위하여 인터커넥트들을 따라 하나 이상의 버퍼들을 지원할 수 있다. 예를들어, 각각의 데이터 인터커넥트는 자신의 길이를 따라 1개 내지 약 10개의 버퍼들을 포함할 수 있다. 버퍼들은 일부 구현들에서 하나 또는 2개의 인버터들을 사용하여 구현될 수 있다. 일부 다른 구현들에서는 더 복잡한 버퍼 회로들이 포함될 수 있다. 통상적으로, 디스플레이 기판상에는 이러한 버퍼들에 대한 공간이 불충분할 것이다. 그러나, EAL은 일부 구현들에서 이러한 버퍼들을 포함시키기 위한 충분한 추가 공간이 실현가능하게 할 수 있다.

[0230] 특정 디스플레이 장치는 디스플레이의 전방을 형성하는 커버 시트를 후방 투명 기판에 부착함으로써 조립될 수 있다. 커버 시트는 광 차단층을 포함하며, 광 차단층을 관통하여 후방 어퍼처들이 형성된다. 투명 기판은 후방 어퍼처들이 형성되는 광 차단층을 포함한다. 투명 기판은 광 차단층을 관통하여 형성되는 후방 어퍼처들에 대응하는 광 변조기들을 가진 복수의 디스플레이 엘리먼트들을 지지할 수 있다. 커버 시트 및 투명 기판이 서로에 대하여 부착될 때 대응하는 기저 어퍼처들에 대하여 전방 어퍼처들의 오정렬은 디스플레이 장치의 디스플레이 특징에 악영향을 미칠 수 있다. 특히, 오정렬은 디스플레이 장치의 밝기, 콘트라스트 비 및 뷰잉 각도 중 하나 이상에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 투명 기판에 커버 시트를 부착할 때, 어퍼처들이 개별 디스플레이 엘리먼트들 및 후방 어퍼처들과 밀접하게 정렬되도록 하므로, 이러한 디스플레이들을 조립하는데 있어서 비용 및 복잡도가 증가한다는 것에 각별히 주의를 기울여야 한다.

[0231] 대안적으로, 이러한 오정렬 문제들을 극복하기 위하여, 전방 광차단 층은 커버 시트 대신에 EAL상에 그리고 EAL에 의해 형성될 수 있다. 일부 구현들에서, EAL에 대하여 비교적 낮은 각도로 EAL을 통과하는 광으로부터 임의의 광 누출을 감소시키는 것을 돕기 위하여, EAL은 커버 시트에 접착하여, 디스플레이에서 빠져나가서 디스플레이의 콘트라스트 비에 악영향을 미치는 이러한 각도에 대한 임의의 광 경로를 실질적으로 밀봉한다. 도 18a-도 18c는 이러한 EAL들을 통합하는 2개의 디스플레이 장치의 단면도들을 도시한다.

[0232] 도 18a는 예시적인 디스플레이 장치(2300)의 단면도이다. 디스플레이 장치(2300)는 MEMS-업 구성으로 구성되며, 커버시트(2308)의 후방 표면에 접착된 EAL(2330)을 포함한다. 디스플레이 장치(2300)는 MEMS 기판(2306)상에 제조된 EAL(2330) 및 셔터 어셈블리들(2304)을 포함한다. EAL(2330)은 도 10a-도 10i와 관련하여 설명된 방식과 유사한 방식으로 구성된다. 그러나, EAL(2330)을 구성할 때, 어퍼처 층 물질들은 그들의 컴플라이언스를 증가시키기 위하여 보다 얇게 증착된다. 대조적으로, EAL(1541)은 실질적으로 강체로 구성되었다.

[0233] 커버 시트(2308)의 후방 대면 표면은 EAL(2330)과 커버 시트(2308) 사이에 정지마찰을 촉진시키도록 처리된다. 일부 구현들에서, 표면 처리는 세정 표면들, 특히 20m/m² 초과의 접착일(work of adhesion)을 갖는 표면들이 함께 접착되는 경향이 있기 때문에 산소 또는 플루오린 기반 플라즈마을 사용하여 후방 표면을 세정하는 단계를 포함한다. 일부 다른 구현들에서, 친수성 코팅은 커버 시트(2308)의 후방 표면에 그리고/또는 EAL(2330)의 전방 표면에 적용된다. 이후, EAL(2330)은 건조 또는 습윤 환경에서 커버 시트의 후방 표면과 접촉하게 된다. 건조 환경에서, 대향 표면들 상의 수산화물(OH) 그룹들은 서로 유인한다. 흡기 환경에서, 습기는 하나 또는 양 표면들상에 응결되어, 표면들이 대향 친수성 코팅으로 유인되어 대향 친수성 코팅에 접착하도록 한다. 일부 다른 구현들에서, 하나 또는 양 표면들은 접착성을 촉진시키기 위하여 낮은 실리콘 농도로 SiO₂ 또는 SiN_x로 코팅될 수 있다. 제조 프로세스 동안, 커버 시트(2308)가 MEMS 기판(2306)에 근접하게 된 이후에, 전하가 커버 시트에 인가되어, EAL(2330)을 커버 시트(2308)의 후방 표면과 접촉하게 유인한다. 커버 시트(2308)의 후방 표면과 접촉할 때, EAL(2330)은 표면에 실질적으로 영구적으로 접착한다. 일부 구현들에서, 접착성은 표면들을 가열시킴으로써 촉진될 수 있다.

[0234] 도 18b 및 도 18c는 추가적인 예시적인 디스플레이 장치(2350 및 2360)의 단면도들을 도시한다. 디스플레이 장치(2350 및 2360)는 EAL(2354) 및 MEMS 셔터 어셈블리들의 어레이가 전방 MEMS 기판(2356)상에 제조되는 MEMS-다운 구성으로 구축된다. 전방 MEMS 기판(2356)은 후방 어퍼처층 기판(2358)에 부착된다. EAL(2354)는 후방 어퍼처 층 기판(2358)에 접착된다.

[0235] 디스플레이 장치(2350 및 2360)는 디스플레이 장치(2350 및 2360)에 통합된 반사층(2362)의 위치에 대해서만 서로 상이하다. 반사층(2362)은 EAL들(2354)의 어퍼처들(2364)을 통과하지 않는 광을 디스플레이 장치(2350 및 2360)를 조명하는 개별 백라이트들(2366)에 다시 반사시킴으로써 광을 재순환시킨다. 디스플레이 장치(2350)에서, 반사층(2362)은 EAL(2354) 최상부에 증착된다. 이러한 구현들은 어퍼처들(2364)이 후방 어퍼처 층 기판(2358)상의 임의의 특정 피처와 정렬될 필요가 없기 때문에 정렬 허용오차를 실질적으로 증가시킨다. 그러나, 일부 환경들에서, EAL(2354)상에 이러한 층을 형성하는 것은 비용이 많이 들거나 또는 그렇지 않은 경우에 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 상황들에서, 도 18b에서 디스플레이 장치(2360)에 도시된 바와같이, 반사층(2362)은 EAL(2354) 대신에 후방 어퍼처층 기판(2358)상에 증착될 수 있다.

[0236] 일부 구현들에서, 디스플레이 장치는 적절한 디스플레이 동작을 가능하게 하기 위하여 몰드가 완전하게 제거될 필요가 없도록 설계될 수 있다. 예를들어, 일부 구현들에서, 디스플레이 장치는 릴리스 프로세스가 완료된 이후에, 몰드의 일부분이 EAL의 부분들 아래에서, 예를들어 EAL을 지지하는 앵커들 주변에서 유지되도록 설계될 수 있다.

[0237] 도 19는 예시적인 디스플레이 장치(2400)의 단면도를 도시한다. 디스플레이 장치(2400)는 도 10a-도 10i와 관련하여 설명된 디스플레이 장치(1500)를 형성하기 위하여 제조 프로세스를 사용하여 일반적으로 형성된다. 그러나, 이러한 제조 방식과 대조적으로, 디스플레이 장치에 대한 제조 프로세스는 디스플레이 장치(2400)가 구성되는 몰드를 완전히 제거하지 않는다.

[0238] 특히, 디스플레이 장치(2400)는 도 10i에 도시된 앵커(1525)와 실질적으로 유사한 앵커(2440)를 포함한다. 그러나, 앵커(2440)는 릴리스 프로세스를 수행한 이후에 몰드 물질(2442)에 의해 둘러싸인다. 릴리스 프로세스는 디스플레이 장치(2400)가 형성되는 몰드로부터 디스플레이 장치(2400)를 부분적으로 릴리스하는 것을 수반한다. 일부 구현들에서, 몰드는 몰드의 특정 표면들만을 노출시키거나 또는 릴리스 작용제에의 몰드의 노출을 제한함으로써 부분적으로 제거된다. 일부 구현들에서, 앵커(2440) 주변에 남아 있는 몰드의 부분은 추가 지지부를 앵커(2440)에 제공할 수 있다.

[0239] 일부 구현들에서, 몰드 물질은 선택적으로 제거될 수 있다. 예를들어, 셔터(2420) 또는 셔터(2420)에 커플링된 액추에이터들(2422)의 움직임을 제한하는 몰드 물질은 제거되어야 한다. 게다가, (투명 기판상에 증착된 광 차단층(2404)를 관통하여 형성되는) 후방 어퍼처(2406) 및 (EAL(2430)을 관통하여 형성된) 대응하는 EAL 어퍼처(2436) 사이의 광학 경로를 차단하는 몰드 물질이 제거된다. 즉, EAL 어퍼처(2436) 최하부의 영역을 채우는 몰드 물질은 백라이트로부터의 광(도시안됨)이 EAL 어퍼처(2436)을 통과할 수 있도록 제거되어야 한다. 그러나, 이동 부분, 예를들어 셔터들(2420) 및 액추에이터들(2422)의 움직임을 제한하지 않고 광의 전술한 투과를 간섭하지 않는 몰드 물질은 제위치에 유지될 수 있다. 예를들어, 디스플레이 장치의 다른 영역들 아래, 예를들어 앵커들(2440) 주위 또는 EAL(2430)의 광 차단 부분들 아래의 희생 물질(2442)이 유지될 수 있다. 이러한 방식으로, 이러한 희생 물질(2442)은 앵커들(2440) 및 EAL(2430)에 추가 지지를 제공할 수 있다. 게다가, 디스플레이 장치(2400)로부터 희생 물질이 덜 제거되기 때문에, 에칭 프로세스는 더 빠르게 완료되어 제조 시간이 감소될 수 있다.

[0240] 도 20a 및 도 20b는 복수의 디스플레이 엘리먼트들의 세트를 포함하는 예시적인 디스플레이 디바이스(40)를 예시하는 시스템 블록도들이다. 디스플레이 장치(40)는 예를들어, 스마트 폰, 셀룰러 또는 모바일 전화일 수 있다. 그러나, 디스플레이 디바이스(40)의 동일한 컴포넌트들 또는 이들의 약간의 변형들이 또한 텔레비전들, 컴퓨터들, 태블릿들, e-리더들, 핸드-헬드 디바이스들 및 휴대용 매체 디바이스들과 같은 다양한 타입들의 디스플레이 디바이스들을 예시한다.

[0241] 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. 더욱이, 하우징(41)은 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹 또는 이들의 조합을 포함하는(그러나 이들로 제한되지 않음) 다양한 물질들 중 임의의 물질로 만들어질 수 있다. 하우징(41)은 상이한 컬러의 다른 제거가능한 부분들과 상호교환될 수 있거나, 또는 서로 다른 로고들, 사진들 또는 심볼들을 포함하는 제거가능한 부분들(도시안됨)을 포함할 수 있다.

[0242] 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(electroluminescent), OLED(organic light-emitting diode), STN LCD(super-twisted nematic liquid crystal display) 또는 TFT(thin film transistor) LCD와 같은 평판-패널 디스플레이 또는 CRT(cathode ray tube) 또는 튜브 디바이스와 같은 비-평판 패널 디스플레이를 포함하도록 구성될 수 있다.

[0243] 디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들은 도 20a에 개략적으로 예시된다. 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41)을 포함하며, 하우징 내에 적어도 부분적으로 넣어진(enclosed) 추가 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를들어, 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 일례이지만, 프로세서(21) 및 입력 디바이스(48)는 또한 이미지 소스 모듈의 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 또는 그렇지 않은 경우 신호를 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 드라이버 제어기(29)에 연결될 수 있다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(28) 및 어레이 드라이버(22)에 커플링될 수 있으며, 어레이 드라이버(22)는 차례로 디스플레이 어레이(30)에 커플링될 수 있다. 도 20a에 구체적으로 도시되지 않는 엘리먼트들을 포함하는, 디스플레이 디바이스(40)의 하나 이상의 엘리먼트들은 메모리 디바이스로서 기능을 하도록 구성될 수 있으며 프로세서(21)와 통신하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 전원(50)은 특정 디스플레이 디바이스(40) 설계의 실질적으로 모든 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.

[0244] 네트워크 인터페이스(27)는 안테나(43) 및 트랜시버(47)를 포함하고, 따라서 디스플레이 디바이스(40)가 네트워크를 통해 하나 이상의 디바이스들과 통신할 수 있다. 네트워크 인터페이스(27)는 또한 예를들어, 프로세서(21)의 데이터 프로세싱 요건들을 완화시키기 위한 일부 프로세싱 능력들을 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호들을 전송 및 수신할 수 있다. 일부 구현들에서, 안테나(43)는 IEEE 16.11(a), (b), 또는 (g)를 포함하는 IEEE 16.11 표준, 또는 IEEE 801.11a, b, g, n 및 이들의 추가 구현들을 포함하는 IEEE 801.11 표준에 따라 RF 신호들을 전송 및 수신한다. 일부 다른 구현들에서, 안테나(43)는 Bluetooth®표준에 따라 RF 신호들을 전송 및 수신한다. 셀룰러 전화의 경우, 안테나(43)는 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 모바일 통신들을 위한 글로벌 시스템(GSM), GSM/범용 패킷 라디오 서비스(GPRS), 강화된 데이터 GSM 환경(EDGE), TETRA(Terrestrial Trunked Radio), 광대역-CDMA(W-CDMA), EV-DO(Evolution Data Optimized), 1xEV-DO, EV-DO Rev A, EV-DO Rev B, 고속 패킷 액세스(HSPA), 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA), 고속 업링크 패킷 액세스(HSUPA), 이벌브드 고속 패킷 액세스(HSPA+), 롱 텀 에벌루션(LTE), AMPS, 또는 3G, 4G 또는 5G 기술을 활용하는 시스템과 같은 무선 네트워크 내에서 통신하기 위해 사용되는 다른 공지된 신호들을 수신하도록 설계된다. 트랜시버(47)는 안테나(43)로부터 수신되는 신호들을 사전-프로세싱할 수 있고, 따라서, 신호들은 프로세서(21)에 의해 수신되어 프로세서(21)에 의해 추가로 조작될 수 있다. 트랜시버(47)는 또한 프로세서(21)로부터 수신되는 신호들을 프로세싱할 수 있고, 따라서, 신호들은 디스플레이 디바이스(40)로부터 안테나(43)를 통해 전송될 수 있다.

[0245] 일부 구현들에서, 트랜시버(47)는 수신기에 의해 대체될 수 있다. 더욱이, 일부 구현들에서, 네트워크 인터페이스(27)는, 프로세서(21)에 송신될 이미지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스에 의해 대체될 수 있다. 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(21)는, 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 소스로부터의 압축된 이미지 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 데이터를 미가공(raw) 이미지 데이터로 또는 미가공 이미지 데이터로 용이하게 프로세싱될 수 있는 포맷으로 프로세싱한다. 프로세서(21)는 프로세싱된 데이터를 드라이버 제어기(29)에 또는 저장을 위한 프레임 버퍼(28)에 송신할 수 있다. 미가공 데이터는 통상적으로, 이미지 내의 각각의 위치에서의 이미지 특징들을 식별하는 정보를 지칭한다. 예를들어, 이러한 이미지 특징들은, 색상(color), 포화도(saturation) 및 그레이-스케일(gray-scale) 레벨을 포함할 수 있다.

[0246] 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하기 위하여 마이크로제어기, CPU, 또는 논리 유닛을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45)에 신호들을 전송하기 위한, 그리고 마이크로폰(46)으로부터 신호들을 수신하기 위한 증폭기들 및 필터들을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 디스플레이 디바이스(40) 내의 이산 컴포넌트들일 수 있거나, 또는 프로세서(21) 또는 다른 컴포넌트들 내에 통합될 수 있다.

[0247] 드라이버 제어기(29)는 프로세서(21)에 의해 생성된 미가공 이미지 데이터를 프로세서(21)로부터 직접 또는 프레임 버퍼(28)로부터 받아서, 어레이 드라이버(22)로의 고속 전송을 위해 미가공 이미지 데이터를 적절하게 재포맷팅할 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는 미가공 이미지 데이터를 래스터-형 포맷을 가지는 데이터 흐름으로 재포맷팅할 수 있으며, 따라서, 미가공 이미지 데이터는 디스플레이 어레이(30)에 걸쳐 스캐닝하기에 적절한 시간 순서를 가진다. 이후, 드라이버 제어기(29)는 포맷팅된 정보를 어레이 드라이버(22)로 송신한다. 비록 LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 종종 독립형 집적 회로(IC)로서 시스템 프로세서(21)와 연관될지라도, 이러한 제어기들은 다수의 방식들로 구현될 수 있다. 예를들어, 제어기들은 하드웨어로서 프로세서(21)에 임베디드(embedded)되거나, 소프트웨어로서 프로세서(21)에 임베디드되거나, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수 있다.

[0248] 어레이 드라이버(22)는 포맷팅된 정보를 드라이버 제어기(29)로부터 수신할 수 있고, 디스플레이 엘리먼트들의 디스플레이의 x-y 매트릭스로부터 오는 수백 개, 및 가끔은 수천 개(또는 그 초과)의 리드(lead)들에 초당 여러 번 인가되는 파형들의 병렬 세트로 비디오 데이터를 재포맷팅할 수 있다. 일부 구현들에서, 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 디스플레이 모듈의 부분이다. 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 디스플레이 모듈의 부분이다.

[0249] 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 본원에서 설명된 디스플레이들의 타입들 중 임의의 타입에 대해 적합하다. 예를들어, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를들어, 도 1b와 관련하여 앞서 설명된 제어기(134))일 수 있다. 부가적으로, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버일 수 있다. 또한, 디스플레이 어레이(30)는 종래의 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이일 수 있다. 일부 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 통합될 수 있다. 이러한 구현은 고집적 시스템들, 예를들어, 모바일 폰들, 휴대용-전자 디바이스들, 시계들 또는 소화면(small-area ) 디스플레이들에서 유용할 수 있다.

[0250] 일부 구현들에서, 입력 디바이스(48)는 예를들어, 사용자로 하여금 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하게 하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(48)는, 키패드, 예를들어 QWERTY 키보드 또는 전화 키패드, 버튼, 스위치, 락커, 터치-감지 스크린, 디스플레이 어레이(30)가 통합된 터치-감지 스크린 또는 압력- 또는 열-감지 멤브레인을 포함할 수 있다. 마이크로폰(46)은 디스플레이 디바이스(40)에 대한 입력 디바이스로서 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 마이크로폰(46)을 통한 음성 커맨드들이 디스플레이 디바이스(40)의 동작들을 제어하기 위해 사용될 수 있다.

[0251] 전원(50)은 다양한 에너지 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를들어, 전원(50)은 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬-이온 배터리와 같은 재충전가능한 배터리일 수 있다. 재충전가능한 배터리를 사용하는 구현들에서, 재충전가능한 배터리는, 예를들어, 벽 소켓 또는 광전지(photovoltaic) 디바이스 또는 어레이로부터 나오는 전력을 사용하여 충전가능할 수 있다. 대안적으로, 재충전가능한 배터리는 무선으로 충전가능할 수 있다. 전원(50)은 또한, 재생 에너지원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지 또는 태양 전지 페인트를 포함하는 태양 전지일 수 있다. 전원(50)은 또한 벽 콘센트로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.

[0252] 일부 구현들에서, 제어 프로그래머빌리티(control programmability)는 전자 디스플레이 시스템의 몇몇 장소들에 위치될 수 있는 드라이버 제어기(29)에 상주한다. 일부 다른 구현들에서, 제어 프로그래머빌리티는 어레이 드라이버(22)에 상주한다. 전술된 최적화는 임의의 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들로 그리고 다양한 구성들로 구현될 수 있다.

[0253] 본원에서 사용되는 바와같이, 항목들의 리스트에서 "중 적어도 하나"를 지칭하는 문구는 단일 부재들을 비롯하여 이들 항목들의 임의의 조합을 지칭한다. 예로서, "a, b 또는 c 중 적어도 하나"는 a, b, c, a-b, a-c, b-c, 및 a-b-c를 커버하는 것으로 의도된다.

[0254] 본원에 개시된 구현들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 로직들, 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 프로세스들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 둘의 조합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 교환 가능성은 일반적으로 기능의 측면에서 설명되었으며, 위에서 설명된 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 프로세스들로 예시되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들에 의존한다.

[0255] 본원에 개시된 양상들에 관련하여 설명된 다양한 예시적인 로직들, 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하는데 사용되는 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는 범용 단일-칩 또는 다중-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램 가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본원에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서 또는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정한 프로세스들 및 방법들이 주어진 기능에 대해 특정한 회로소자에 의하여 수행될 수 있다.

[0256] 하나 이상의 양상들에서, 설명된 기능들은 본 명세서에서 개시된 구조들 및 이 개시된 구조들의 구조적 균등물들을 포함한 하드웨어, 디지털 전자 회로소자, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어로, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 요지의 구현들은 또한, 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해, 또는 그 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체들 상에 인코딩된, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들, 즉 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 이상의 모듈들로서 구현될 수 있다.

[0257] 본 개시내용에서 설명된 구현들에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 용이하게 명백할 것이고, 본원에서 정의된 일반적인 원리들은 본 개시내용의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본원에서 제시된 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본원에 개시된 이러한 개시내용, 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 따른다.

[0258] 부가적으로, 당업자는 용어들 "상부" 및 "하부" 가 때때로 도면들의 설명을 용이하게 하기 위해 이용되며, 적절하게 배향된 페이지 상의 도면의 배향에 대응하는 상대적인 포지션들을 표시하고, 구현된 바와 같은 임의의 디바이스의 적절한 배향을 반영하지 않을 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다.

[0259] 개별적인 구현들의 맥락에서 이 명세서에서 설명되는 특정 특징들은 또한 결합되어 단일 구현으로 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들은 또한 개별적으로 다수의 구현들로 또는 임의의 적절한 서브-조합으로 구현될 수 있다. 아울러, 특징들이 특정한 조합들로 작용하는 것으로 앞서 설명되고 심지어 초기에 이와 같이 청구될지라도, 일부 경우들에서, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 그 조합으로부터 제거될 수 있고, 청구된 조합은 서브-조합 또는 서브-조합의 변화에 관련될 수 있다.

[0260] 유사하게, 동작들은 도면들에서 특정한 순서로 도시되지만, 이는, 바람직한 결과들을 달성하기 위해, 이러한 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적 순서로 수행되어야 하거나 또는 모든 예시된 동작들이 수행되어야 한다는 것을 요구하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 추가로, 도면들은 하나 이상의 예시적인 프로세스들을 흐름도의 형태로 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이, 개략적으로 예시된 예시적인 프로세스들에 통합될 수 있다. 예를들어, 하나 이상의 추가적인 동작들이, 예시된 동작들 중 임의의 동작 이전에, 이 임의의 동작 이후에, 이 임의의 동작과 동시에, 또는 이 임의의 동작들 사이에서 수행될 수 있다. 특정한 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬적 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 앞서 설명된 구현들에서 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현들에서 이러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로 단일 소프트웨어 물건으로 함께 통합되거나 또는 다수의 소프트웨어 물건들로 패키징될 수 있음이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 하기 청구항들의 범위 내에 있다. 일부의 경우들에서, 청구항들에서 인용되는 동작들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 그럼에도 불구하고 바람직한 결과들을 달성할 수 있다.

Claims (24)

1. 장치로서,
   투명 기판;
   상기 기판상에 형성된 디스플레이 엘리먼트;
   상기 기판상에 형성된 앵커에 의해 상기 기판 위에서 지지된 광 차단 고가 어퍼처층(EAL: elevated aperture layer) ― 상기 EAL은 어퍼처를 가지며, 상기 어퍼처는 상기 EAL을 관통하여 형성되며, 상기 어퍼처는 상기 디스플레이 엘리먼트에 대응함 ―; 및
   전기 신호를 상기 디스플레이 엘리먼트에 전달하기 위하여 상기 EAL상에 배치된 전기 인터커넥트를 포함하는, 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전기 인터커넥트에 커플링된 적어도 하나의 전기 컴포넌트를 더 포함하는, 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 전기 인터커넥트는 상기 디스플레이 엘리먼트에 대응하는 적어도 하나의 전기 컴포넌트 중 제 1 전기 컴포넌트에 커플링되며;
   상기 전기 인터커넥트는 상기 기판상에 형성된 제 2 디스플레이 엘리먼트에 대응하는 상기 적어도 하나의 전기 컴포넌트 중 제 2 전기 컴포넌트에 커플링되는, 장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전기 컴포넌트는 상기 전기 인터커넥트에 커플링된 트랜지스터 및 커패시터들 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 트랜지스터는 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO) 채널을 포함하는, 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 전기 인터커넥트는 상기 앵커가 상기 디스플레이 엘리먼트에 상기 전기 신호를 전송하도록 상기 앵커에 전기적으로 커플링되는, 장치.
7. 제 1항에 있어서, 복수의 디스플레이 엘리먼트들에 전기적으로 커플링되는 기판상에 배치된 제 2 전기 인터커넥트를 더 포함하는, 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 전기 인터커넥트는 데이터 전압 인터커넥트, 스캔-라인 인터커넥트 또는 글로벌 인터커넥트 중 하나를 포함하는, 장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 EAL로부터 상기 전기 인터커넥트를 분리하는 유전체층을 더 포함하는, 장치.
10. 제 1항에 있어서, 상기 EAL은 상기 디스플레이 엘리먼트에 대응하는 전기적 격리 전도성 영역(electrically isolated conductive region)을 포함하는, 장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 전기적 격리 전도성 영역은 상기 디스플레이 엘리먼트의 부분에 전기적으로 연결되는, 장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 전기적 격리 전도성 영역은 상기 기판 위에 상기 디스플레이 엘리먼트들을 지지하는 제 2 앵커를 통해 상기 디스플레이 엘리먼트의 부분에 전기적으로 커플링되는, 장치.
13. 제 11항에 있어서, 상기 기판 위에 상기 EAL을 지지하는 상기 앵커는 또한 상기 기판위에 상기 디스플레이 엘리먼트의 일부분을 지지하며, 상기 전기적 격리 전도성 영역은 상기 앵커를 통해 상기 디스플레이 엘리먼트의 부유된 부분(suspended portion)에 전기적으로 커플링되는, 장치.
14. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 엘리먼트는 마이크로전기기계 시스템(MEMS) 셔터-기반 디스플레이 엘리먼트를 포함하는, 장치.
15. 제 1항에 있어서, 디스플레이;
    상기 디스플레이와 통신하고 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성된 프로세서; 및
    상기 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스를 더 포함하는, 장치.
16. 제 15항에 있어서, 상기 디스플레이에 적어도 하나의 신호를 송신하도록 구성된 드라이버 회로를 더 포함하며; 그리고
    상기 프로세서는 상기 이미지 데이터의 적어도 일부분을 상기 드라이버 회로에 송신하도록 추가로 구성되는, 장치.
17. 제 15항에 있어서, 상기 이미지 데이터를 상기 프로세서에 송신하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 더 포함하며;
    상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
18. 제 15항에 있어서, 입력 데이터를 수신하고 상기 입력 데이터를 상기 프로세서에 통신하도록 구성된 입력 디바이스를 더 포함하는, 장치.
19. 디스플레이 장치를 제조하는 방법으로서,
    투명 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판상에 디스플레이 엘리먼트를 형성하는 단계;
    상기 기판상에 형성된 앵커에 의해 지지되는 광 차단층을 상기 기판위에 형성하는 단계;
    고가 어퍼처 층(EAL)을 형성하기 위하여 상기 광 차단층을 관통하여 어퍼처를 형성하는 단계 ― 상기 어퍼처는 상기 디스플레이 엘리먼트에 대응함 ―; 및
    상기 디스플레이 엘리먼트에 전기 신호를 전달하기 위한 전기 인터커넥트를 상기 EAL의 최상부에 형성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치를 제조하는 방법.
20. 제 19항에 있어서, 상기 전기 인터커넥트를 형성하기 전에, 상기 EAL 위에 전기 절연 물질층을 증착하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치를 제조하는 방법.
21. 제 20항에 있어서, 상기 EAL은 전도성 물질을 포함하며,
    상기 방법은 상기 전기 인터커넥트를 형성하기 전에 상기 EAL의 부분들을 노출시키기 위하여 전기 절연 물질층을 패터닝하는 단계를 더 포함하며; 그리고
    상기 전기 인터커넥트를 형성하는 단계는 전기 절연 물질층 위에 전도성 물질층을 증착하는 단계 및 상기 전기 인터커넥트의 일부분이 상기 EAL의 노출된 부분과 접촉하도록, 상기 전기 인터커넥트를 형성하기 위하여 상기 전기적 전도성 물질층을 패터닝하는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치를 제조하는 방법.
22. 제 21항에 있어서, 형성된 전기 인터커넥트 위에 반전도 물질층을 증착하는 단계 및 트랜지스터의 일부분을 형성하기 위하여 상기 반도체 채널층을 패터닝하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치를 제조하는 방법.
23. 제 22항에 있어서, 상기 반전도성 물질층은 금속 산화물을 포함하는, 디스플레이 장치를 제조하는 방법.
24. 제 19항에 있어서, 상기 디스플레이 엘리먼트를 형성하기 전에 상기 기판상에 전기 인터커넥트를 형성하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치를 제조하는 방법.

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