KR101236290B1

KR101236290B1 - 정반사 기기에서의 컬러 및 콘트라스트를 측정하기 위한시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101236290B1
Application number: KR1020077009508A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 쿠밍스; 브라이언 갤리
Original assignee: 퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2013-02-22
Anticipated expiration: 2025-08-25
Also published as: US7417735B2; TW200624860A; KR20070061904A; WO2006036411A3; US20060066856A1; WO2006036411A2; JP4664369B2; JP2008516193A

Abstract

간섭 변조기와 같은 정반사 기기에서 컬러 및 콘트라스트를 측정하기 위한 시스템 및 방법에 대해 개시한다. 컬러 및 콘트라스트를 결정하기 위해, 정반사 기기로부터 반사된 광은 기기의 조명과 일직선(in-line)으로 측정된다. 측정은 테스트될 기기로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정하는 단계 및 스펙큘러 밝음 표준 및 어둠 표준으로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정하는 단계를 포함한다. 스펙트럼을 이용하여, 정반사 기기에 대한 반사 스펙트럼 및 컬러 파라미터를 결정할 수 있다.

정반사 기기, 컬러, 콘트라스트, 컬러 파라미터

Description

정반사 기기에서의 컬러 및 콘트라스트를 측정하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MEASURING COLOR AND CONTRAST IN SPECULAR REFLECTIVE DEVICES}

본 발명의 분야는 미소기전 시스템(MEMS)에 관한 것이다.

미소 기전 시스템(MEMS)은 미소 기계 소자, 액추에이터, 및 전자 기기를 포함한다. 미소 기계 소자는 적층(deposition), 에칭, 및/또는, 기판 및/또는 적층된 재료 층의 일부를 에칭으로 제거하거나 전기 기기 및 기전 기기를 만들기 위해 층을 부가하는 그 밖의 기타 미소 기계 가공 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 미소 기전 시스템 기기의 한 형태로서 간섭 변조기가 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 간섭 변조기 또는 간섭 광변조기는 광 간섭의 원리를 이용하여 광을 선택적으로 흡수하거나 반사하는 기기를 말한다. 특정한 실시예에서, 간섭 변조기는 한 쌍의 도전성 플레이트를 포함하고, 이들 중 하나 또는 양자 모두는 전체적으로 또는 부분적으로 투명하거나 및/또는 반사성을 가지고 있을 수 있고, 적절한 전기 신호가 인가되면 상대적으로 이동할 수 있다. 특별한 실시예에서, 하나의 플레이트는 기판상에 배치된 고정층을 포함하여 구성되고, 다른 하나의 플레이트는 에어갭에 의해 상기 고정층으로부터 이격된 금속막을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명 세서에 더욱 상세히 기재된 바와 같이, 하나의 플레이트 위치는 다른 하나의 플레이트의 위치와 관련하여 간섭 변조기 상에 입사하는 광의 광 간섭을 변화시킬 수 있다. 이러한 기기는 그 응용분야가 넓고, 이러한 형태의 기기의 특성을 활용 및/또는 개조하여, 그 특성이 기존의 제품을 개선하고 아직까지 개발되지 않은 새로운 제품을 창출하는 데에 이용될 수 있도록 하는 것은 해당 기술분야에서 매우 유익할 것이다.

본 발명의 시스템, 방법 및 기기 각각은 몇 가지의 관점을 가지고 있으며, 하나의 관점이 단독으로 그 원하는 특성에 책임이 있는 것은 아니다. 본 발명의 범주에 제한 없이, 그 더욱 현저한 특징들에 대해 요약할 것이다. 본 요약을 고려한 후, 특히 제목이 "소정의 실시예에 대한 상세한 설명(Detailed Description of Certain Embodiments)"인 장(section)을 읽은 후, 본 발명의 특징들이 다른 디스플레이 기기에 대해 어떻게 이점을 제공하는지를 이해하게 될 것이다.

도 1은 제1 간섭 변조기의 이동가능한 반사층이 해방 위치에 있고, 제2 간섭 변조기의 이동가능한 반사층은 작동 위치에 있는, 간섭 변조기 디스플레이의 일실시예의 일부를 도시한 등각투영도이다.

도 2는 3x3 간섭 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 기기의 일실시예를 나타낸 시스템 블록도이다.

도 3은 도 1의 간섭 변조기의 일실시예에서, 인가된 전압에 대응한 이동가능 한 미러의 위치를 나타낸 도면이다.

도 4는 간섭 변조기 디스플레이를 구동하기 위해 사용될 수 있는 한 세트의 수평열 및 수직열 전압을 나타낸 것이다.

도 5a 및 도 5b는 도 2의 3x3 간섭 변조기 디스플레이에 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하는데 사용될 수 있는 수평열 신호와 수직열 신호에 대한 예시적인 시간선도이다.

도 6a 및 도 6b는 복수의 간섭 변조기를 포함하는 비주얼 디스플레이 기기의 실시예를 나타내는 시스템 블록도이다.

도 7a는 도 1의 기기의 단면도이다.

도 7b는 간섭 변조기의 다른 실시예의 단면도이다.

도 7c는 간섭 변조기의 또 다른 실시예의 단면도이다.

도 7d는 간섭 변조기의 또 다른 실시예의 단면도이다.

도 7e는 간섭 변조기의 추가의 다른 실시예의 단면도이다.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 방법과 방식으로 구현될 수 있다. 이하의 설명에서, 도면이 참조되는데, 전체 도면에 걸쳐 동일한 부분에 대해 동일한 번호가 사용된다. 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명은 동화상(예컨대, 비디오)이든 정지화상(예컨대, 스틸 이미지)이든, 또는 텍스트이든 그림이든, 이미지를 디스플레이하도록 구성된 것이라면 어떠한 기기에든 구현될 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명은 한정되지는 않지만, 예컨대, 이동전화기, 무선 기기, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 손에 들고다니거나 휴 대할 수 있는 컴퓨터, GPS 수신기/내비게이터, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔, 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비전 모니터, 평판 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이(예컨대, 주행 거리계 디스플레이), 조종석 제어 장치 및/또는 디스플레이, 감시 카메라의 디스플레이(예컨대, 자동차에서의 후방 감시 카메라의 디스플레이), 전자 사진 액자, 전자 게시판 또는 전자 표시기, 프로젝터, 건축 구조물, 포장물, 및 미적 구조물(예컨대, 보석 상의 이미지 디스플레이) 등과 같은 다양한 전자 기기에서 실현되거나 관련되는 것으로 고려된다. 또한, 여기서 개시한 미소 기전 시스템 기기와 유사한 구조의 기기를 전자 스위칭 기기와 같은 비(非)디스플레이 분야에 사용할 수도 있다.

많은 디스플레이 기술은 본질적으로 뷰어에게 확산광을 제공한다. 대조적으로, 간섭 변조기에 기반한 디스플레이는 본질적으로 정반사광(specular reflected light)을 제공합니다. 이러한 디스플레이에서는 디퓨저 필름(diffuser film)을 통합하는 것이 바람직하지만, 간섭 변조기의 스펙큘러 속성은 주어진 디스플레이에 의해 생성된 컬러 및 콘트라스트를 측정하기 위한 고유의 문제점과 기회를 제공한다. 따라서, 여기에 개시된 다양한 실시예에서는, 간섭 변조기와 같은 정반사 기기에서의 컬러 및 콘트라스트를 측정하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 일실시예에서는, 간섭 변조기로부터 정반사된 광의 스펙트럼을 측정함으로써 컬러 및 콘트라스트를 측정한다. 검출된 반사광에 실질적으로 평행한 입사 조명을 제공하는 인라인 조명 시스템(in-line lighting system)을 이용하여 스펙트럼을 측정할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스펙큘러 밝음 표준(bright standard) 및 어둠 표준(dark standard)으로부터 반사된 광의 스펙트럼도 또한 측정하여 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼과 비교할 수 있어 간섭 변조기를 위한 반사 스펙트럼 및 컬러 파라미터를 얻을 수 있다.

간섭계 미소 기전 시스템 디스플레이 소자를 포함하여 구성된 간섭 변조기 디스플레이의 일실시예가 도 1에 도시되어 있다. 이러한 기기에서, 픽셀은 밝은 상태 또는 어두운 상태 중 하나의 상태로 된다. 밝은 상태("온 상태" 또는 "개방 상태")에서는, 디스플레이 소자가 입사되는 가시광의 대부분을 사용자에게 반사한다. 어두운 상태("오프 상태" 또는 "폐쇄 상태")에서는, 디스플레이 소자가 입사되는 가시광을 사용자에게 거의 반사하지 않는다. 실시예에 따라서는, "온 상태"와 "오프 상태"의 광 반사 특성이 반대로 바뀔 수도 있다. 미소 기전 시스템 픽셀은 선택된 컬러를 두드러지게 반사하여 흑백뿐 아니라 컬러 디스플레이도 가능하도록 구성될 수 있다.

도 1은 영상 디스플레이의 일련의 픽셀들에서 인접하는 두 개의 픽셀을 나타낸 등각투영도이다. 여기서, 각 픽셀은 미소 기전 시스템의 간섭 변조기를 포함하여 구성된다. 일부 실시예에서, 간섭 변조기 디스플레이는 이들 간섭 변조기들의 행렬 어레이를 포함하여 구성된다. 각각의 간섭 변조기는, 적어도 하나의 치수가 가변적인 공진 광학 캐비티를 형성하도록 서로 가변적이고 제어가능한 거리를 두고 배치되어 있는 한 쌍의 반사층을 포함한다. 일실시예에서, 이 반사층들 중 하나가 두 개의 위치 사이에서 이동될 수 있다. 제1 위치에서(여기서는 "해방 상태"라고 한다), 이동가능한 층은 부분적으로 반사하는 고정된 층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치한다. 제2 위치에서, 이동가능한 층은 부분적으로 반사하는 층에 보다 가까이 인접하여 위치한다. 두 개의 층으로부터 반사되는 입사광은 이동가능한 반사층의 위치에 따라 보강적으로 또는 상쇄적으로 간섭하여, 각 픽셀을 전체적으로 반사 상태 또는 비반사 상태로 만든다.

도 1에 도시된 부분의 픽셀 어레이는 두 개의 인접하는 간섭 변조기(12a, 12b)를 포함한다. 좌측에 있는 간섭 변조기(12a)에서는, 이동가능한 반사층(14a)이, 부분적 반사층을 포함하는 광학 스택(16a)으로부터 소정의 거리를 두고 해방 위치에 있는 것이 도시되어 있다. 우측에 있는 간섭 변조기(12b)에서는, 이동가능한 반사층(14b)이, 광학 스택(16b)에 인접한 작동 위치에 있는 것이 도시되어 있다.

광학 스택(16a, 16b)(광학 스택(16)으로 총칭함)은 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 통상적으로, 인듐주석산화물(ITO)과 같은 전극층을 포함할 수 있는 수개의 기폭층(fused layer), 크롬과 같은 부분 반사층, 및 투명 유전체를 포함한다. 그러므로 광학 스택(16)은 전기적으로 도전성이고 부분적으로 투명하며 또한 부분적으로 반사성이며, 예를 들어 하나 이상의 상기 층들을 투명 기판(20) 위에 적층시킴으로써 제조될 수 있다. 일부의 실시예에서, 상기 층들을 병렬 스트립으로 패턴화하여, 상세히 후술하는 바와 같이 디스플레이 기기의 수평열 전극(row electrode)을 형성할 수 있다. 이동가능한 층(14a, 14b)은, 포스트들(18)의 상부와 이 포스트들 사이에 개재된 희생 재료의 표면에 적층된 금속층(들)으로 된 일련 의 병렬 스트립(수평열 전극(16a, 16b)에 수직하는)으로 형성될 수 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거하면, 이동가능한 반사층(14a 및 14b)이, 형성된 갭(19)에 의해 광학 스택(16a 및 16b)으로부터 이격된다. 상기 반사층(14)은 알루미늄과 같이 도전성과 반사성이 높은 재료를 이용하여 형성할 수 있고, 이들 스트립은 디스플레이 기기의 수직열 전극(column electrode)을 형성할 수 있다.

전압이 인가되지 않으면, 이동 가능한 반사층(14a)과 광학 스택(16a) 사이에 캐비티(19)가 그대로 존재하게 되고, 이동 가능한 층(14a)은 도 1의 픽셀(12a)로 도시된 바와 같이, 기계적으로 해방된 상태로 있게 된다. 그러나 선택된 행과 열에 전위차가 인가되면, 해당하는 픽셀에서 수평열 전극과 수직열 전극이 교차하는 지점에 형성된 커패시터가 충전되어, 정전기력이 이들 전극을 서로 당기게 된다. 만일 전압이 충분히 높다면, 이동가능한 반사층(14)은 변형되어 광학 스택(16)에 대해 힘을 받게 된다. 광학 스택(16) 내의 유전층(이 도면에는 도시되지 않음)은 도 1에서 우측에 도시된 픽셀(12b)과 같이, 단락을 방지하고 층들(14 및 16) 사이의 이격 거리를 제어할 수 있다. 이러한 양상은 인가된 전위차의 극성에 관계없이 동일하다. 이러한 방식으로, 반사와 비반사의 픽셀 상태를 제어할 수 있는 수평열/수직열 구동은 종래의 액정 디스플레이나 다른 디스플레이 기술에서 사용되었던 방식과 여러 가지 면에서 유사하다.

도 2 내지 도 5는 디스플레이 응용분야에서 간섭 변조기의 어레이를 사용하는 하나의 예시적 공정 및 시스템을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 여러 측면을 포함할 수 있는 전자 기기의 일실시예를 나타 낸 시스템 블록도이다. 본 실시예에서는, 전자 기기가 프로세서(21)를 포함한다. 이 프로세서(21)는 ARM, Pentium?, Pentium II?, Pentium II?, Pentium IV?, Pentium?Pro, 8051, MIPS?, Power PC?, ALPHA? 등과 같은 범용의 단일칩 또는 멀티칩 마이크로프로세서나, 또는 디지털 신호 처리기, 마이크로컨트롤러, 프로그래머블 게이트 어레이 등과 같은 특정 목적의 마이크로프로세서일 수 있다. 해당 기술 분야에서 알려진 바와 같이, 프로세서(21)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행하도록 구성될 수 있다. 오퍼레이팅 시스템을 실행하는 것 외에도, 프로세서는 웹 브라우저, 전화 응용프로그램, 이메일 프로그램, 또는 임의의 다른 소프트웨어 응용프로그램을 포함하여 하나 이상의 소프트웨어 응용프로그램을 실행하도록 구성될 수 있다.

일실시예에서, 프로세서(21)는 또한 어레이 컨트롤러(22)와 통신하도록 구성된다. 일실시예에서, 어레이 컨트롤러(22)는 디스플레이 어레이 또는 패널(30)에 신호를 제공하는 수평열 구동 회로(24) 및 수직열 구동 회로(26)를 포함한다. 도 2에서 1-1의 선을 따라 절단한 어레이의 단면도가 도 1에 도시되어 있다. 미소 기전 시스템의 간섭 변조기에 대한 수평열/수직열 구동 프로토콜은 도 3에 도시된 기기의 히스테리시스 특성을 이용할 수 있다. 이동가능한 층을 해방 상태에서 작동 상태로 변형시키기 위해, 예컨대, 10볼트의 전위차가 요구될 수 있다. 그러나 전압이 그 값으로부터 감소할 때, 전압이 10볼트 이하로 떨어지더라도 이동가능한 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 실시예에서, 이동가능한 층은 전압이 2볼트 이하로 떨어질 때까지는 완전히 해방되지 않는다. 따라서, 기기가 해방 상태 또는 작 동 상태 중 어느 하나의 상태로 안정되는 인가 전압 영역이 존재하는 전압의 범위가 있다. 도 3에서는 약 3~7볼트가 예시되어 있다. 이것을 여기서는 "히스테리시스 영역" 또는 "안정 영역"이라고 부른다. 도 3의 히스테리시스 특성을 가진 디스플레이 어레이에서는, 수평열/수직열 구동 프로토콜은, 수평열 스트로브(row strobe)가 인가되는 동안에 스트로브가 인가된 수평열에 있는 픽셀들 중에 작동되어야 픽셀들은 약 10볼트의 전위차에 노출되고, 해방되어야 할 픽셀들은 0(영)볼트에 가까운 전위차에 노출되도록 설계될 수 있다. 스트로브를 인가한 후에는, 픽셀들이 수평열 스트로브에 의해 어떠한 상태가 되었든지 간에 그 상태로 유지되도록 약 5볼트의 정상 상태 전압차를 적용받는다. 기록된 후에, 각 픽셀은 본 실시예에서는 3-7볼트인 "안정 영역" 내의 전위차를 가진다. 이러한 구성으로 인해, 도 1에 도시된 픽셀 구조가 동일한 인가 전압의 조건 하에서 작동 상태든 해방 상태든 기존의 상태로 안정되게 된다. 작동 상태로 있든 해방 상태로 있든, 간섭 변조기의 각 픽셀은 필연적으로 고정된 반사층과 이동하는 반사층에 의해 형성되는 커패시터이기 때문에, 이 안정된 상태는 히스테리시스 영역 내의 전압에서 거의 전력 낭비 없이 유지될 수 있다. 인가 전위가 고정되어 있으면, 필연적으로 픽셀에 유입되는 전류는 없다.

전형적인 응용예로서, 첫 번째 수평열에 있는 소정 세트의 작동된 픽셀에 따라 한 세트의 수직열 전극을 어서팅(asserting)함으로써 디스플레이 프레임을 만들 수 있다. 그런 다음, 수평열 펄스를 수평열 1의 전극에 인가하여 어서트된 수직열 라인에 대응하는 픽셀들을 작동시킨다. 그러면, 수직열 전극의 어서트된 세트가 두 번째 수평열에 있는 소정 세트의 작동된 픽셀에 대응하도록 변경된다. 그런 다음, 펄스를 수평열 2의 전극에 인가하여 어서트된 수직열 전극에 따라 수평열 2에서의 해당하는 픽셀을 작동시킨다. 수평열 1의 픽셀들은 수평열 2의 펄스에 영향을 받지 않고, 수평열 1의 펄스에 의해 설정되었던 상태를 유지한다. 이러한 동작을 순차적으로 전체 수평열에 대해 반복하여 프레임을 생성할 수 있다. 일반적으로, 이러한 프레임들은 초당 소정 수의 프레임에 대해 이러한 처리를 계속해서 반복함으로써 리프레시(refresh)되거나, 및/또는 새로운 디스플레이 데이터로 갱신된다. 수평열 및 수직열 전극을 구동하여 디스플레이 프레임을 생성하는 많은 다양한 프로토콜이 잘 알려져 있고, 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다.

도 4 및 도 5는 도 2의 3x3 어레이에 디스플레이 프레임을 생성할 수 있는 하나의 구동 프로토콜을 나타낸다. 도 4는 도 3의 히스테리시스 곡선을 보여주는 픽셀들에 사용될 수 있는 수직열 및 수평열의 가능한 전압 레벨 세트를 보여준다. 도 4의 실시예에서, 픽셀을 작동시키기 위해, 해당하는 수직열은 -V_bias로 설정하고 해당하는 수평열은 +△V로 설정한다. 각각의 전압은 -5볼트 및 +5볼트에 대응할 수 있다. 픽셀을 해방시키기 위해서는, 해당하는 수직열은 +V_bias로 설정하고 해당하는 수평열은 동일한 값의 +△V로 설정하여, 픽셀에 걸리는 전위차가 0(영)볼트가 되도록 한다. 수평열의 전압이 0(영)볼트로 되어 있는 수평열에서는, 수직열이 +V_bias이든 -V_bias이든 관계없이 픽셀들이 원래의 상태로 안정된다. 도 4에도 도시된 바와 같이, 전술한 것과는 반대 극성의 전압을 사용할 수 있는데, 예컨대, 적절한 수직 열을 +V_bias에 설정하고 적절한 수평열을 -△V에 설정하여 픽셀의 작동을 향상시킬 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 실시예에서, 적절한 수직열을 -V_bias에 설정하고 적절한 수평열을 동일한 -△V에 설정하여, 픽셀 양단에서 0(영) 볼트 전위차를 생성함으로써 픽셀의 해방이 수행될 수 있다.

도 5b는 도 2의 3x3 어레이에 인가되는 일련의 수평열 및 수직열 신호를 보여주는 타이밍도이며, 그 결과로서 작동된 픽셀들이 비반사성인 도 5a에 도시된 디스플레이 배열이 얻어진다. 도 5a에 도시된 프레임을 기록하기 전에, 픽셀들은 어떤 상태로 되어 있어도 무방하다. 본 예에서는, 모든 수평열들이 0(영)볼트이고, 모든 수직열들이 +5볼트이다. 이러한 인가 전압으로, 모든 픽셀들은 기존의 작동 상태 또는 해방 상태로 안정되어 있다.

도 5a의 프레임에서, (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) 및 (3,3)의 픽셀들이 작동된다. 이를 구현하기 위해, 수평열 1에 대한 "라인 시간" 동안, 수직열 1과 2는 -5볼트로 설정되고, 수직열 3은 +5볼트로 설정된다. 이것은 어느 픽셀의 상태도 바꾸지 않는다. 왜냐하면, 모든 픽셀들이 3-7볼트의 안정영역 내에 있기 때문이다. 그런 다음, 수평열 1에 0볼트에서 5볼트로 상승한 후 다시 0볼트로 되는 펄스를 가진 스트로브를 인가한다. 이것은 (1,1) 및 (1,2)의 픽셀을 작동시키고 (1,3)의 픽셀을 해방시킨다. 어레이의 다른 픽셀들은 영향을 받지 않는다. 수평열 2를 원하는 대로 설정하기 위해, 수직열 2를 -5볼트로 설정하고, 수직열 1 및 3은 +5볼트로 설정한다. 동일한 스트로브를 수평열 2에 인가하면, (2,2)의 픽셀이 작동되고, (2,1) 및 (2,3)의 픽셀이 해방된다. 여전히, 어레이의 다른 픽셀들은 영향을 받지 않는다. 수직열 2 및 3을 -5볼트로 설정하고 수직열 1을 +5볼트로 설정함으로써, 수평열 3도 마찬가지의 방법으로 설정될 수 있다. 수평열 3에 대한 스트로브로 인해 수평열 3의 픽셀들도 도 5a에 도시된 바와 같이 설정된다. 프레임을 기록한 후에, 수평열 전위는 0(영)이고, 수직열 전위는 +5볼트 또는 -5볼트로 남아있으므로, 디스플레이는 도 5a의 배열로 안정된다. 수십 또는 수백의 수평열 및 수직열로 된 어레이에 대해 동일한 처리가 행해질 수 있다는 것은 잘 알 수 있을 것이다. 또한, 수평열 및 수직열의 구동을 위해 사용되는 전압의 타이밍, 순서 및 레벨은 위에서 설명한 전반적인 원리 내에서 다양하게 변경될 수 있고, 상술한 예는 예시에 불과하고, 임의의 구동 전압 방법을 본 명세서에 서술한 시스템 및 방법에 적용하여도 무방하다.

도 6a 및 6b는 디스플레이 기기(40)의 실시예를 나타내는 시스템 블록도이다. 디스플레이 기기(40)는, 예컨대, 휴대 전화기일 수 있다. 그러나 텔레비전이나 휴대용 미디어 플레이어와 같이 디스플레이 기기(40)와 동일한 구성품이나 약간 변형된 것도 디스플레이 기기의 여러 가지 형태의 예에 해당한다.

디스플레이 기기(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 기기(48), 및 마이크(46)를 포함한다. 하우징(41)은 일반적으로 사출 성형이나 진공 성형을 포함하여 해당 기술분야에서 잘 알려진 여러 가지 제조 공정 중 어느 것에 의해서도 제조될 수 있다. 또한, 하우징(41)은, 한정되는 것은 아니지만, 플라스틱, 금속, 유리, 고무, 및 세라믹 또는 이들의 조합을 포함하여 여러 가지 재료 중 어느 것으로도 만들어질 수 있다. 일실시예에서, 하우징(41)은 분리가능한 부분(도시되지 않음)을 포함하고, 이 분리가능한 부분은 다른 색깔이나 다른 로고, 그림 또는 심벌을 가진 다른 분리가능한 부분으로 교체될 수 있다.

본 예의 디스플레이 기기(40)의 디스플레이(30)는, 여기서 개시한 쌍안정(bi-stable) 디스플레이를 포함하여, 여러 가지 디스플레이 중 어느 것이어도 무방하다. 다른 실시예에서, 디스플레이(30)는, 상술한 바와 같은, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD, 또는 TFT LCD 등과 같은 평판 디스플레이와, 해당 기술분야에서 당업자에게 잘 알려진 바와 같은, CRT나 다른 튜브 디스플레이 기기 등과 같은 비평판 디스플레이를 포함한다. 그러나 본 실시예를 설명하기 위해, 디스플레이(30)는 여기서 설명하는 바와 같이 간섭 변조기 디스플레이를 포함한다.

예시된 디스플레이 기기(40)의 일실시예에서의 구성요소가 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예의 디스플레이 기기(40)는 하우징(41)을 포함하고, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되어 있는 구성요소들을 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 본 예의 디스플레이 기기(40)가 송수신기(47)와 연결된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함할 수 있다. 송수신기(47)는 프로세서(21)에 연결되어 있고, 프로세서(21)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning hardware)(52)에 연결되어 있다. 컨디셔닝 하드웨어(2052)는 신호를 고르게 하도록(예컨대, 신호를 필터링하도록) 구성될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45)와 마이크(46)에 연결되어 있다. 프로세서(2021)는 입력 기기(48)와 드라이버 컨트롤러(29)에도 연결되어 있다. 드라이버 컨트롤러(29)는 프레임 버퍼(28)와 어레이 드라이버(22)에 연결되어 있고, 어레이 드라이버는 디스플레이 어레이(30)에 연결되어 있다. 전원(50)은 예시된 디스플레이 기기(40)의 특정 설계에 따라 요구되는 모든 구성요소에 전력을 공급한다.

네트워크 인터페이스(27)는 예시된 디스플레이 기기(40)가 네트워크를 통해 하나 이상의 기기들과 통신할 수 있도록 안테나(43)와 송수신기(47)를 포함한다. 일실시예에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)의 부담을 경감하기 위해 어느 정도의 처리 능력을 가질 수도 있다. 안테나(43)는 신호를 송수신하는 것으로서, 해당 기술분야의 당업자에게 알려진 어떠한 안테나라도 무방하다. 일실시예에서, 안테나는 IEEE 802.11(a), (b), 또는 (g)를 포함하여 IEEE802.11 표준에 따라 RF 신호를 송수신한다. 다른 실시예에서, 안테나는 블루투스 표준에 따라 RF 신호를 송수신한다. 휴대 전화기의 경우, 안테나는 CDMA, GSM, AMPS 또는 무선 휴대폰 네트워크를 통한 통신에 사용되는 공지의 다른 신호를 수신하도록 설계된다. 송수신기(47)는 안테나(43)로부터 수신한 신호를, 프로세서(2021)가 수신하여 처리할 수 있도록 전처리한다. 또한, 송수신기(47)는 프로세서(21)로부터 수신한 신호를, 안테나(43)를 통해 본 예의 디스플레이 기기(40)로부터 전송될 수 있도록 처리한다.

다른 실시예에서, 송수신기(47)를 수신기로 대체할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)로 전송될 이미지 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스로 대체될 수 있다. 예컨대, 이미지 소스는 이미지 데이터를 담고 있는 DVD나 하드디스크 드라이브일 수도 있고, 이미지 데이터 를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수도 있다.

프로세서(21)는 일반적으로 본 예의 디스플레이 기기(40)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27)나 이미지 소스로부터 압축된 이미지 데이터 등을 수신하여, 이를 본래의 이미지 데이터 또는 본래의 이미지 데이터로 처리될 수 있는 포맷으로 가공한다. 그런 다음, 프로세서(21)는 가공된 데이터를 드라이버 컨트롤러(29)나 저장을 위한 프레임 버퍼(28)로 보낸다. 전형적으로, 본래의 데이터는 이미지 내의 각 위치에 대한 이미지 특성을 나타내는 정보를 말한다. 예컨대, 그러한 이미지 특성은 컬러, 포화도(채도), 명도(그레이 스케일 레벨)를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 프로세서(21)는 마이크로컨트롤러, CPU, 또는 예시된 디스플레이 기기(40)의 동작을 제어하는 논리 유닛을 포함한다. 일반적으로, 컨디셔닝 하드웨어(52)는, 스피커(45)로 신호를 보내고 마이크(46)로부터 신호를 받기 위해, 증폭기와 필터를 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 예시된 디스플레이 기기(40) 내의 별도의 구성요소일 수도 있고, 또는 프로세서(21)나 다른 구성요소 내에 통합되어 있을 수도 있다.

드라이버 컨트롤러(29)는 프로세서(21)에 의해 생성된 본래의 이미지 데이터를 이 프로세서(21)로부터 직접 또는 프레임 버퍼(28)로부터 받아서, 이를 어레이 드라이버(22)에 고속으로 전송하기에 적합한 포맷으로 재구성한다. 구체적으로, 드라이버 컨트롤러(29)는 디스플레이 어레이(30)를 가로질러 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가지도록 본래의 이미지 데이터를 래스터(raster)와 같은 포맷을 가진 데이터 흐름으로 재구성한다. 그런 다음, 드라이버 컨트롤러(29)는 재구성된 정보를 어레이 드라이버(22)로 보낸다. 종종 액정 디스플레이의 컨트롤러 등과 같은 드라이버 컨트롤러(29)가 독립형 집적 회로(stand-alone IC)로서 시스템 프로세서(21)와 통합되기도 하지만, 이러한 컨트롤러는 여러 가지 방법으로 구현될 수 있다. 이러한 컨트롤러는 프로세서(21)에 하드웨어로서 내장될 수도 있고, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어로 완전히 통합될 수도 있다.

전형적으로, 어레이 드라이버(22)는 드라이버 컨트롤러(29)로부터 재구성된 정보를 받아서, 이 비디오 데이터를 디스플레이의 x-y 행렬의 픽셀들로부터 이어져 나온 수백 때로는 수천 개의 리드선에 초당 수 회에 걸쳐 인가되는 병렬의 파형 세트로 변환한다.

일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(29), 어레이 드라이버(22), 및 디스플레이 어레이(30)는 여기서 기술한 어떠한 형태의 디스플레이에 대해서도 적합하다. 예컨대, 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(29)는 종래의 디스플레이 컨트롤러 또는 쌍안정 디스플레이 컨트롤러(예컨대, 간섭 변조기 컨트롤러)이다. 다른 실시예에서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예컨대, 간섭 변조기 디스플레이)이다. 일실시예에서, 드라이버 컨트롤러(29)는 어레이 드라이버(22)와 통합되어 있다. 그러한 예는 휴대폰, 시계 및 다른 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에서는 일반적인 것이다. 또 다른 실시예에서, 디스플레이 어레이(30)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예컨대, 간섭 변조기 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.

입력 기기(48)는 사용자로 하여금 예시된 디스플레이 기기(40)의 동작을 제어할 수 있도록 한다. 일실시예에서, 입력 기기(48)는 쿼티(QWERTY) 키보드나 전화기 키패드 등의 키패드, 버튼, 스위치, 터치 스크린, 압력 또는 열 감지 막을 포함한다. 일실시예에서, 마이크(46)는 예시된 디스플레이 기기(40)의 입력 기기이다. 기기에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우에, 예시된 디스플레이 기기(40)의 동작을 제어하기 위해 사용자는 음성 명령을 제공할 수 있다.

전원(50)은 해당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 에너지 저장 기기를 포함할 수 있다. 예컨대, 일실시예에서, 전원(50)은 니켈-카드뮴 전지나 리튬-이온 전지와 같은 재충전가능한 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(50)은 재생가능한 에너지원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지와 태양 전지 도료를 포함하는 태양 전지이다. 다른 실시예에서, 전원(50)은 콘센트로부터 전력을 공급받도록 구성된다.

몇몇 구현예에서는, 상술한 바와 같이, 전자 디스플레이 시스템 내의 여러 곳에 위치될 수 있는 드라이버 컨트롤러의 제어를 프로그래머블하게 구성할 수 있다. 어떤 경우에는, 어레이 드라이버(2022)의 제어를 프로그래머블하게 구성할 수도 있다. 해당 기술분야의 당업자라면 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소로도 상술한 최적화 상태를 구현할 수 있고, 또 여러 가지 다양한 구성으로 구현할 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

전술한 원리에 따라 동작하는 간섭 변조기에 대한 상세한 사항은 폭넓게 변할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 내지 도 7e는 이동 가능한 반사층(14)과 그것을 지지하는 구조에 대한 5가지 상이한 실시예를 도시하고 있다. 도 7a는 도 1의 실시 예의 단면도이며, 여기서 금속 재료(14)의 스트립은 수직으로 연장하는 지지체(18) 위에 적층되어 있다. 도 7b에서, 상기 이동 가능한 반사층(14)은 모서리만 지지되도록 사슬(tether)(32)에 부착되어 있다. 도 7c에서, 상기 이동 가능한 반사층(14)은 유연성 있는 금속을 포함하는 변형 가능한 층(34)으로부터 현수되어 있다. 변형 가능한 층(34)은 그 주위가 기판(20)에 직간접적으로 연결되어 있다. 이러한 연결을 본 명세서에서는 지지 포스트라 칭한다. 도 7d에 도시된 실시예에서는 상기 변형 가능한 층(34)이 얹혀 있는 지지 포스트 플러그(42)가 도시되어 있다. 상기 이동 가능한 반사층(14)은 도 7a 내지 도 7c에 도시되어 있는 것과 같이 캐비티에 현수된 상태에 있지만, 상기 변형 가능한 층(34)은 그 자신과 광학 스택(16) 사이의 홀을 채움으로써 지지 포스트를 형성하지 않는다. 오히려, 상기 지지 포스트들은 평면화 재료(planarization material)로 형성되는데, 이 평탄화 재료는 지지 포스트 플러그(42)를 형성하는데 사용된다. 도 7e에 도시된 실시예는 도 7d에 도시된 실시예에 기반을 두고 있지만, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 실시예들 중 어느 것뿐만 아니라 도시되지 않은 추가의 실시예에도 적용될 수 있다. 도 7e에 도시된 실시예에서, 금속 또는 다른 도전성 재료로 이루어진 여분의 층은 버스 구조체(44)를 형성하는데 사용되어 왔다. 이에 따라 신호가 간섭 변조기의 뒤를 따라 루팅될 수 있고, 기판(20) 상에 형성되어야만 하였던 많은 수의 전극이 필요 없어지게 된다.

도 7에 도시된 것과 같은 실시예에서, 간섭 변조기는 다이렉트-뷰 기기(direct-view device)와 같은 기능을 하는데, 이것은 투명 기판(20)의 전면으로 부터 이미지가 보이고 그 반대편에 간섭 변조기가 배열되어 있는 구조이다. 이러한 실시예에서, 변형 가능한 층(34)을 포함하여, 기판(20)의 반대편에 있는 반사층 쪽에서 반사층(14)은 간섭 변조기의 부분들을 광학적으로 차폐한다. 이에 의해, 차폐된 영역은 화질에 부정적인 영향을 주지 않으면서 구성되고 동작될 수 있다. 이러한 차폐에 의해 도 7e에 도시된 버스 구조체(44)가 가능하며, 이 버스 구조체에 의해, 간섭 변조기의 광학 특성을, 어드레싱 및 이 어드레싱으로 인해 생기는 이동과 같은, 간섭 변조기의 기계전자 특성과 별개로 할 수 있다. 이러한 구별 가능한 변조기 아키텍처로 인해, 구조적 설계 및 변조기의 전자기적 관점과 광학적 관점에 사용되는 재료가 선택되고 서로 독립적으로 기능할 수 있다. 또한, 도 7c 내지 도 7e에 도시된 실시예들은, 반사층(14)의 광학적 특성을, 변형 가능한 층(34)에 의해 수행되는 그 기계적 특성과는 분리함으로써 생기는 추가의 이점을 갖는다. 이에 의해, 그 구조적 설계 및 반사층(14)에 사용되는 재료를 상기 광학적 특성과 관련해서 최적화할 수 있고, 상기 구조적 설계 및 상기 변형 가능한 층(34)에 사용되는 재료를 원하는 기계적 특성과 관련해서 최적화할 수 있다.

정반사 기기의 컬러 및 콘트라스트 측정

대부분의 디스플레이 기술은 본질적으로 뷰어에게 확산광을 제공한다. 예를 들어, 음극선관, 방출 LCD, 및 플라즈마 디스플레이 같은 방출 디스플레이에서는, 픽셀이 복수의 방향으로 광을 전송한다. 마찬가지로, 반사 LCD도 복수의 방향으로 입사광을 분산시킨다. 대조적으로, 디퓨저 필름을 갖지 않는 간섭 변조기 디스플레이와 같은 정반사 기기는 스펙큘러 방식으로 입사광을 반사한다. 따라서, 일실 시예에서, 정반사 기기의 컬러 및 콘트라스트 측정은 입사 조명의 각도와 같은 각도로 기기로부터 반사된 광을 측정함으로써 수행된다. 일실시예에서, 입사 조명의 각도는 정반사 기기의 면에 실질적으로 수직이다. 이러한 예에서는, 입사 조명 및 반사광이 실질적으로 평행하다. 이러한 구성을 여기서는 "인-라인" 조명("in-line" lighting)이라 한다.

일실시예에서, 인-라인 조명은 도 8에서 디스플레이되는 것과 같은 시스템을 사용하여 달성된다. 이 시스템에서는, 광원(210)으로부터의 광을 평가를 수행하는 기기로 반사하는 빔 스플리터(200)가 제공된다. 간섭 변조기 어레이와 같은, 정반사 기기는 프로브 마운트(240) 위에 위치할 수 있고, 이 프로브 마운트(240)는 X-Y 스테이지(250)에 연결되어 있다. 프로브 마운트(240)는, 정반사 기기에 전기적 접속을 수행하는 구성요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로브 마운트(240)는 스프링 로드 핀(spring loaded pins)을 포함할 수 있는데, 이 스프링 로드 핀에 의해 정반사 기기 상의 접촉부와 연결된다. 일실시예에서, 정반사 기기는 웨이퍼 상의 간섭 변조기의 어레이며, 여기서 상기 웨이퍼는 웨이퍼 상의 간섭 변조기를 제어하기 위한 전기 접촉부를 포함한다. 조명 및 측정을 위한 반사 기기의 영역을 선택하기 위해 X-Y 스테이지(250)를 사용하여 반사 기기를 이동시킬 수 있다. 반사 기기로부터 반사된 광을 개별적으로 검출하기 위해 검출 모듈(220)이 제공된다. 이 방법으로, 입사광 및 검출된 반사광 모두는 기판에 대해 수직이다. 몇몇 실시예에서, 시스템은, 정반사 기기의 전체 활성 표면 영역(total active surface area)의 일부만을 평가하기 위해 현미경 대물렌즈(230)를 더 포함한다. 몇몇 실시 예에서, 검출 모듈(220) 내의 광검출기(photodetector)(260)에 의해 반사광의 강도를 측정함으로써 현미경 대물렌즈(230)에 초점이 맞춰진다. 측정된 반사광의 강도의 최대에 의해 광학 초점을 표시할 수 있다. 상기 정반사 기기의 선택된 영역으로부터만 반사된 광을 측정하기 위해, 광원으로부터 프로브 마운트(240)로의 광 경로 및 프로브 마운트(240)로부터 검출 모듈(240)로의 광 경로의 다양한 위치에 렌즈들을 배치한다는 것을 당업자는 인식할 것이다.

검출 모듈(220)은 광검출기 또는 분광계(260)와 같은 하나 이상의 검출기 및 CCD 카메라(270)를 포함한다. 하나 이상의 빔 스플리터(280)를 사용하여 하나 이상의 검출기에 의한 동시 측정을 수행할 수 있다. 원하는 스펙트럼 및 강도 특성을 갖는 광을 제공하기 위해 광원(210)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이를 보는데 통상적으로 사용되는 광원의 특성을 광원(210)이 근사적으로 갖도록 하는 것이 바람직하다. 일실시예에서는, 표준 D65 광원이 사용된다. 다른 실시예에서는, 연속 스펙트럼 광원이 사용되는데 이 연속 스펙트럼 광원의 D65 광원에 대한 스펙트럼은 공지되어 있다.

몇몇 실시예에서, 광원(210)은, 코엘러 디자인(Koehler design)을 갖는 기기와 같은, 조명 제어 기기(290)에 결합된다. 조명 제어 기기(290)의 구경(aperture)은 정반사 기기상의 관심 대상이 되는 영역만을 조사하도록 조정될 수 있다.

다른 실시예에서는, 한 다발의 광섬유 소자를 사용하여 인-라인 조명을 제공할 수 있다. 도 9는 광섬율 소자를 사용하여 인-라인 조명을 제공하는 시스템을 나타내고 있다. 시스템은 측정될 정반사 기기(304) 위에 위치하는 한 다발의 광섬유(302)를 포함한다. 이 한 다발의 광섬유(302) 중 하나 이상의 광섬유(306)는 광원(308)에 연결된다. 이 한 다발의 광섬유(302) 중 하나 이상의 광섬유(310)는 검출 모듈(312)에 연결된다. 도 9에 도시된 실시예에서는, 정반사 기기(304)에 수직으로 한 다발의 광섬유(302)가 위치한다. 이러한 구조에서는, 조명 광섬유(306)를 통해 제공되는 입사광이 검출 광섬유(310)에 의해 반사된 광에 실질적으로 평행하게 된다. 일실시예에서, 정반사 기기(304)의 표면으로부터 약 2 내지 5㎛ 사이(예를 들어, 3 내지 4㎛ 사이)에 상기 광섬유 다발(302)의 끝이 위치한다. 다른 실시예에서는, 도 8의 현미경 대물렌즈(230)와 같은, 현미경 대물렌즈가 상기 광섬유 다발(302)의 끝과 상기 정반사 기기(304)의 표면 사이에 위치한다.

일실시예에서, 검출 모듈(312)은 복수의 검출기가 사용될 수 있도록, 도 8에 도시된 빔 스플리터(280)와 같은, 하나 이상의 빔 스플리터를 포함한다. 대안의 실시예에서, 도 8의 빔 스플리터(200)와 같은, 빔 스플리터가 입사광 및 반사광을 정반사 기기에 수직으로 향하게 하도록, 광섬유 다발(302)이 위치한다. 이러한 구조에 의해, CCD 카메라와 같이, 검출 모듈(220) 내의 추가의 검출기들을, 검출 광섬유(310)에 의해 반사되지 않는 반사광을 검출하는데 동시에 사용할 수 있다.

도 10a는 광섬율 다발(302)의 단면에 대한 일실시예를 나타낸다. 본 실시예에서, 광섬유 다발(302)의 주변을 따라 조명 광섬유(306)가 위치하고 광섬유 다발(302)의 중앙에 검출 광섬유(310)가 위치한다. 이러한 구조에 의해, 정반사 기기의 일부에 대한 일정한 조명이 검출될 수 있다. 일실시예에서, 조명 광섬 유(306)는 스페이서(320)에 의해 조명 광섬유(30506)로부터 거리를 두고 떨어져 있다. 일실시예에서, 스페이서는 검출 광섬유(310)와 조명 광섬유(306) 사이에 약 5㎛ 내지 약 5mm의 (약 20 내지 약 500㎛ 사이의) 갭을 제공한다. 일실시예에서, 광섬유(306 및 310)는 약 100㎛ 내지 약 600㎛ (약 300 내지 500㎛ 사이)의 직경을 갖는다. 일실시예에서, 상기 광섬유들은 약 400㎛의 직경을 갖는다. 다른 실시예에서, 광섬유 다발(302) 내의 광섬유들은, 예를 들어 에폭시에 의해 서로 접착되어 있고, 스페이서(320)는 사용되지 않는다. 도 10b에 도시된 다른 실시예에서, 광섬유 다발(302)의 중앙에는 2개의 검출 광섬유(321)가 위치한다. 이 2개의 광섬유(321)는 도 10a에 도시된 단일의 검출 광섬유(310)보다 작은 직경을 갖는다. 예를 들어, 일실시예에서, 검출 광섬유(321) 각각은 200㎛의 직경을 갖는다.

전술한 바와 같은 인-라인 조명 시스템을 사용하여 (간섭 변조기 어레이와 같은) 정반사 기기로부터 반사된 광을 측정할 때, 조명 및 검출의 영역의 크기는, 렌즈(230)를 구비한 코엘러 기기(290)에서와 같이, 렌즈 및 애퍼처(apertures)로 이루어진 시스템 또는 다른 애퍼처-렌즈 시스템을 이용하여 제어될 수 있다. 정반사 기기로부터 반사 전 및/또는 반사 후의 모두에 광이 제어될 수 있다. 일실시예에서, 광섬유 광학 기기(302) 및 기기(304) 사이의 거리를 조정함으로써 정반사 기기의 조명의 영역을 제어할 수 있다. 사용된 영역의 크기는 임의의 적절한 크기가 될 수 있다. 일실시예에서, 디스플레이를 측정할 때, 평균화 효과(averaging effect)가 픽셀들에 대해 달성될 수 있도록 픽셀을 충분하게 조명하여 검출한다. 일실시예에서는, 약 10 내지 20 픽셀 사이의 직경을 갖는 영역이 측정된다. 또한, 응답의 균일성(uniformity)을 검사하기 위해, 디스플레이의 표면에 걸쳐 복수의 영역을 측정하는 것이 바람직하다. 일실시예에서는, 디스플레이의 중앙의 영역만을 측정한다. 다른 실시예에서는, 디스플레이 산업 분야에서 적절한 표준으로 인식되는 바와 같이, 서로 다른 위치에서 여러 영역을 측정한다. 예를 들어, 5, 9, 또는 13의 서로 다른 영역을 측정할 수 있다.

당업자는 간섭 변조기 디스플레이와 같은 정반사 기기로부터 반사된 광의 인-라인 조명 및 검출을 위한 다른 방법을 이해할 수 있을 것이다.

컬러 및 콘트라스트 검출을 위한 표준들

몇몇 실시예에서, 간섭 변조기 디스플레이에서 컬러 및 콘트라스트를 결정하기 위해 전술한 바와 같은 인-라인 조명 시스템을 사용하여 측정이 수행된다. 몇몇 실시예에서, 간섭 변조기 어레이를 디스플레이 기기로 패키지화하기 전에 컬러 및 콘트라스트의 결정을 수행한다. 그러므로 컬러 및 콘트라스트의 결정이 만족스럽지 않은 경우, 어레이는 패키지화되기 전에 폐기되며, 이에 결함이 있거나 만족스럽지 않은 디스플레이를 폐기함에 따른 비용이 감소한다. 따라서, 일실시예에서, 간섭 변조기 디스플레이의 컬러 및 콘트라스트 측정이 "웨이퍼" 레벨에서 수행된다(즉, 간섭 변조기의 어레이는 전술한 바와 같은 기판 위에서 제조된다).

몇몇 실시예에서, 간섭 변조기 어레이의 측정 전에 어둠 및 밝음 표준으로부터의 반사를 측정함으로써 컬러 및 콘트라스트 측정이 용이하게 될 수 있다. 일실시예에서는, 간섭 변조기로부터의 가능한 반사의 최소 강도를 나타내는 어둠 표준이 선택되고, 간섭 변조기로부터의 가능한 반사의 최대 강도를 나타내는 밝음 표준 이 선택된다. 일실시예에서, 어둠 표준 및 밝음 표준으로부터의 반사는 각각의 간섭 변조기를 테스트하기 전에 측정된다. 다른 실시예에서는, 단일의 어둠 표준 및 밝음 표준으로부터의 반사를 측정하여 복수의 간섭 변조기 어레이를 테스트하기 위한 참조로서 사용한다.

일실시예에서, 어둠 표준 및 밝음 표준은 하나 이상의 간섭 변조기 어레이와 동일한 웨이퍼 상에 제공된다. 도 11은 이러한 실시예를 도시한다. 도 11에서, 웨이퍼(350)는 간섭 변조기 어레이(532), 밝음 표준(354) 및 어둠 표준(356)을 포함한다. 간섭 변조기 어레이(352)의 컬러 및/또는 콘트라스트 측정을 수행하기 전에, 밝음 표준(354) 및 어둠 표준(356)으로부터의 반사를 측정하고, 이러한 측정을, 간섭 변조기 어레이(352) 상에서의 컬러 및/또는 콘트라스트 측정을 행하기 위한 비교로서 사용할 수 있다. 측정 후에는, 밝음 표준(354) 및 어둠 표준(356)을 제거하기 위해 웨이퍼(350)를 절단하고 간섭 변조기 어레이(352)를 원하는 기기 패키지로 일체화한다.

다른 실시예에서, 밝음 표준 및/또는 어둠 표준은 측정 시스템의 일부로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 표준들은 X-Y 스테이지(250)로 고정될 수 있다. 각각의 새로운 웨이퍼에 대한 또는 일련의 웨이퍼들 사이에서의 측정 전에, X-Y 스테이지(250)는, 시스템이 상기 표준들을 조사하여 정확한 캘리브레이션(calibration)을 얻도록 위치할 수 있다. 이 방식으로, 새로운 표준들이 각각의 웨이퍼 상에서 제조될 필요가 없어진다.

도 12a는 밝음 표준(354)의 일실시예를 나타낸다. 이 밝음 표준(354)은 실 질적으로 투명한 기판(372) 상에 적층된 반사 재료(370)를 포함한다. 일실시예에서, 반사 재료(370)는 도 1 및 도 7a 내지 도 7c에 소자(14)로서 도시된 바와 같이, 간섭 변조기 내의 이동가능한 미러를 구성하는데 사용되는 것과 동일한 재료를 포함한다. 예를 들어, 반사 재료(370)는 알루미늄을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 도 11 및 도 12a에 도시된 밝음 표준은, 간섭 변조기(352)와 같이 간섭 변조기(352)와 동일한 웨이퍼 상에서 동시에 제조될 수 있다. 예를 들어, 전체 웨이퍼(350) 상에서 동일한 적층 및 제거 단계가 사용될 수 있는데, 그렇지만 밝음 표준(354)의 패터닝은, 이동가능한 미러가 적층될 때 밝음 표준(354)의 영역 내의 모든 다른 층들이 제거되어 상기 이동가능한 미러 재료(370)가 기판(372) 상에 직접 적층되도록 수행될 수 있다. 도 12a에 도시된 밝음 표준(354)은 간섭 변조기(352)로부터의 최대 반사율을 나타내는데 왜냐하면 그것은 간섭 변조기(352) 내의 부분 반사층으로부터의 반사로 인한 간섭 없이 간섭 변조기(352) 내의 이동가능한 미러로부터의 완전한 반사를 나타내기 때문이다.

도 12b는 어둠 표준(356)의 일실시예를 나타낸다. 이 어둠 표준(356)은 실질적으로 투명한 기판(372) 상에 적층된 적층 구조를 포함한다. 상기 적층 구조는 부분 반사층(380), 실질적으로 투명한 절연재료(382), 및 반사 재료(370)를 포함한다. 이러한 구조는 상기 부분 반사층(380)으로부터 반사된 광이 상기 부분 반사층(380)과 반사 재료(370) 사이에서 복수회 반사된 광과 간섭하기 때문에 에탈론(etalon)과 같은 기능을 한다. 일실시예에서, 부분 반사층(380)은, 도 1 및 도 7a 내지 도 7c에서의 소자(16)로 도시된 것과 같이, 간섭 변조기 내의 부분 반사기 를 구성하는데 사용된 것과 동일한 재료를 포함한다. 일실시예에서, 반사 재료(370)는, 도 1 및 도 7a 내지 도 7c에서의 소자(14)로 도시된 것과 같이, 간섭 변조기 내의 이동가능한 미러를 구성하는데 사용된 것과 동일한 재료를 포함한다. 일실시예에서, 절연체(380)는 간섭 변조기 내의 절연층으로 사용된 것과 동일한 재료를 포함한다. 일실시예에서, 도 11 및 도 12b에 도시된 어둠 표준(356)은 간섭 변조기(350)와 같이 동시에 간섭 변조기(352)와 동일한 웨이퍼(350) 상에 제조된다. 예를 들어, 전체 웨이퍼(380) 상에 동일한 적층 및 제거 단계들이 사용될 수 있는데, 그렇지만, 어둠 표준(356)의 패터닝은, 부분 반사기(380), 절연체(382), 및 이동가능한 미러 재료(370)만이 기판 위에 남도록 수행될 수 있다. 도 12b에 도시된 어둠 표준(356)은 간섭 변조기(352)로부터의 최소 반사율을 나타내는데 왜냐하면 그것은 활성 상태에서 간섭 변조기(352)와 구조 면에서 유사하기 때문이다(즉, 이동가능한 미러 층이 도 1에 도시된 바와 같이 고정층에 대해 힘을 가한다). 환언하면, 도 12b에 도시된 어둠 표준(356)은 에어 갭(도 1에서의 에어 갭(19))이 없는 간섭 변조기(352)와 구조 면에서 유사하다.

대안의 실시예에서는, 어둠 표준(356)을 사용하기보다는, 광원이 턴오프되거나 광원을 적절한 셔터(shutter)를 사용하여 차단할 때, 측정 시스템을 사용하여 측정되는 반사율 또는 제로 반사율이 되도록 어둠 참조 포인트(dark reference point)를 임의로 선택할 수 있다. 대안으로, 광이 검출기로 향하는 것을 차단하기 위해 셔터를 사용할 수도 있다.

당업자는 간섭 변조기의 컬러 및 콘트라스트를 결정하기 위해 밝음 참조 스 펙트럼 및 어둠 참조 스펙트럼으로서 사용될 수 있는 반사율의 적절한 다른 구조나 모델을 이해할 수 있을 것이다.

단색 디스플레이를 대한 방법론 테스트

몇몇 실시예에서, 컬러 및/또는 콘트라스트를 측정할 수 있는 간섭 변조기 어레이는 모노크롬 디스플레이일 것이다. 이러한 디스플레이는 도 7a 내지 도 7c에 도시된 타입과 같이, 2가지 상태 중 한 상태로 존재할 수 있는 복수의 단일 타입 간섭 변조기를 포함한다. 각각의 간섭 변조기는 밝은 상태와 어두운 상태를 가지는데, 밝은 상태는 비활성 상태에서 간섭 변조기에 의해 결정되고, 어두운 상태는 활성 상태에서 간섭 변조기에 의해 결정된다.

도 13은 간섭 변조기 디스플레이에서 컬러 및 콘트라스트를 측정하기 위한 방법의 일실시예를 나타내는 흐름도이다. 특정한 실시예에 의존하여, 도 13에 도시된 단계들 외의 단계를 추가할 수 있거나 일부의 단계를 생략할 수 있다. 또한, 어플리케이션에 따라 단계를 순서를 다시 정할 수 있다. 먼저, 블록(400)에서, 표준들 및 샘플 간섭 변조기 디스플레이를 조명하기 위해 입사 조명을 제공한다. 상기 입사 조명은 전술한 바와 같은 인-라인 조명 시스템의 일부로서 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 입사 조명은 디스플레이의 일부 또는 표준에만 제공된다. 블록(402)에 계속해서, 밝음 표준으로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정한다. 일실시예에서, 밝음 표준은 전술한 바와 같은 구조이다. 상기 스펙트럼은 전술한 바와 같은 인-라인 조명 시스템의 일부인 분광계에 의해 측정된다. 블록(404)으로 이동하여, 어둠 표준으로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정한다. 일실시예에서, 어둠 표준은 전술한 바와 같은 구조이다. 몇몇 실시예에서는, 어둠 표준을 사용하기보다는, 광원을 턴오프시키거나 차단하는 것과 같이, 다른 방법으로 어둠 참조를 얻는다.

다음, 블록(406)에서, 디스플레이 내의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정한다. 입사광의 스펙트럼을, 간섭 변조기가 밝은(비활성) 상태에 있는 경우와 어둔(활성) 상태에 있는 경우 모두에 대해 개별적으로 측정할 수 있다. 또한, 밝은 상태 및 어둔 상태는 다양한 구동 방식 하에서 측정될 수 있다. 일실시예에서는, 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼을 4가지의 서로 다른 구동 방식 하에서 측정한다. 도 14는 도 3에 이미 제공한 간섭 변조기의 히스테리시스 형태를 도시한다. 하나의 구동 방식에서, 간섭 변조기의 양단에 전압이 인가되지 않아 간섭 변조기를 구동되지 않는다. 그러므로 간섭 변조기는 도 14에서 포인트 450으로 나타낸 바와 같이 비구동 밝은 상태에 있다. 다른 구동 방식에서는, 간섭 변조기의 이전의 상태와 관계없이, 간섭 변조기를 활성 상태로 하기에 충분히 높은 전압을 인가한다. 이러한 과구동 어두운 상태가 도 14에서 포인트 452로 도시되어 있다. 제3의 구동 방식에서는, 간섭 변조기가 히스테리시스 영역 내의 어두운 상태에 있게 되도록 일련의 전압을 인가한다. 이러한 메모리 어두운 상태가 도 14에서 포인트 454로 도시되어 있다. 마지막 구동 방식에서는, 간섭 변조기가 히스테리시스 영역 내의 밝은 상태에 있게 되도록 일련의 전압을 인가한다. 이러한 메모리 밝은 상태가 도 14에서 포인트 456으로 도시되어 있다. 당업자는 대안의 구동 방식 하에서 샘플 간섭 변조기로부터의 반사를 측정하는 것도 가능하 다는 것을 이해할 것이다.

도 13의 흐름도를 다시 참조하면, 블록(408)에서, 각각의 원하는 구동 방식 하에서 샘플 간섭 변조기의 반사 스펙트럼을 결정한다. 이러한 반사 스펙트럼은, 반사광의 측정된 스펙트럼이 광원으로부터의 입사광의 스펙트럼으로 인한 공헌을 포함한다는 점에서, 상기 반사광의 측정된 스펙트럼과는 상이하다. 예를 들어, 반사광의 측정된 스펙트럼에 대한 한 가지 표현이 다음과 같다.

I(λ) = S(λ)R(λ)

I(λ)는 반사광의 강도이고, S(λ)는 조명 광원에 의해 방출된 광의 강도이고, R(λ)는 반사 스펙트럼이다. 그러므로 반사 스펙트럼은 상기 조명 광원과는 별개로, 반사 재료의 고유한 스펙트럼 속성을 나타낸다. 일실시예에서, 샘플 간섭 변조기의 반사 스펙트럼은 밝음 표준 및 어둠 표준에 대해 결정된 표준 반사 스펙트럼과의 비교에 기초하여 결정된다. 일실시예에서, 상기 밝음 표준은 정확히 조정된 반사 스펙트럼이 결정된 고 반사율 스펙트럼 반사 표준을 상업적으로 포함한다. 일실시예에서, 이 표준은 NIST 마스터 표준에 유래한다. 다른 실시예에서, 간섭 변조기와 동시에 제조되는, 전술한 바와 같은 밝음 표준과 같은, 밝음 표준의 반사 스펙트럼은, 밝음 표준이 측정될 때마다 또는 제조 공정이 어느 방식으로도 변경되지 않는 한 복수의 표준에 대해 1회 측정되어, 상업적으로 입수가능한 표준에 개별적으로 정확하게 조정될 수 있다. 일실시예에서, 어둠 표준도 또한 저 반사율 정반사 표준과 같은, 상업적으로 입수가능한 어둠 표준을 포함한다. 대안으로, 어둠 표준의 반사 스펙트럼은 제로로 되는 것으로 가정한다.

일실시예에서, 도 13의 흐름도에 도시된 바와 같이, 샘플 간섭 변조기의 반사 스펙트럼을 결정하는 단계는, 블록(410)에서 밝음 표준과 어둠 표준과 비교하여 샘플 간섭 변조기의 상대적 반사율을 결정하는 단계 및 블록(412)에서 상기 결과에 밝은 표준의 반사 스펙트럼을 곱하는 단계를 포함한다. 이 방법은 어둠 표준의 반사율이 제로인 것으로 가정한다. 상기 결정은 수학적으로 다음과 같이 표현될 수 있다.

여기서 R(λ)는 샘플 간섭 변조기의 반사 스펙트럼이고, M(λ)는 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 측정된 강도이고, D(λ)는 어둠 표준으로부터 반사된 광의 측정된 강도이고, B(λ)는 밝은 표준으로부터 반사된 광의 측정된 강도이고, R _B (λ)는 밝은 표준의 반사 스펙트럼이다. 대안의 실시예에서, 샘플 간섭 변조기의 반사 스펙트럼은 또한 어둠 표준의 반사율에 기초하여 정정된다. 본 실시예에서, 어둠 표준의 반사율은 제로인 것으로 가정하지 않는다.

도 15는 전술한 바와 같은 4가지 구동 방식 하에서 간섭 변조기에 대해 결정된 통상적인 반사 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 이러한 반사 스펙트럼을 사용하여, 테스트된 간섭 변조기를 디스플레이에 사용하기에 적합한지, 또는 제조 동안 어떤 문제가 있는지를 결정할 수 있다. 이상적으로, 밝은 상태는 반사 스펙트럼을 가시 스펙트럼 내의 큰 피크(large peaks)로 나타내고, 어두운 상태는 가시 스펙트 럼에서 저 반사율을 나타낸다. 또한, 2개의 밝은 상태를 서로 비교하는 것과 2개의 어두운 상태를 서로 비교하는 것은 샘플 간섭 변조기에 관한 정보를 제공할 수 있다. 메모리 밝은 반사 스펙트럼은 비구동 반사 스펙트럼에 대해 더 짧은 파장으로 이동된다. 이러한 결과는, 메모리 밝은 상태에서의 간섭 변조기 양단에 전압이 인가되어 이동가능한 미러가 부분 반사기 쪽으로 구부려지기 때문이다. 이상적으로, 메모리 밝은 상태의 반사 스펙트럼은 비구동 상태에 대해 너무 멀리 구부려지지 않는다. 상기 이동이 현저하면, 이동가능한 미러가 너무 유연하여 디스플레이의 밝은 상태가 일관적인 컬러 및 반사율을 제공하지 않는다는 표시가 있을 수 있다. 마찬가지로, 메모리 어두운 상태 및 과구동 상태는 이상적으로 유사한 반사 스펙트럼을 갖는다. 반사 스펙트럼이 현저하게 상이하면, 과구동 상태의 전압이 높게 인가될 때 이동가능한 미러가 현저하게 이동한다는 표시가 있을 수 있다. 이러한 결과는 이동가능한 미러가 충분히 유연하지 않아 어두운 상태가 일관적이지 않다는 표시일 수 있다. 도 15에서의 반사 스펙트럼은 또한 제조 공정에서의 문제점에 관한 표시를 제공할 수 있다.

도 13을 다시 참조하면, 일실시예에서, 샘플 간섭 변조기에 대한 반사 스펙트럼은 블록(414)에서 CIE 표준 3-자극 값과 같은 컬러 파라미터로 선택적으로 변환될 수 있다. 일실시예에서, CIE 3-자극 값 X, Y, Z은 이하의 식을 사용하여 결정된다.

여기서, S(λ)는 광원의 스펙트럼 강도이고, R(λ)는 반사 스펙트럼이고,

,

및

는 CIE 컬러 일치 함수(color matching function)이다. 몇몇 실시예에서, 3-자극 값은 Y, x, y 또는 Y, u', v' 등가치로 변환되고, 여기서의 변환은 다음과 같다.

CIE 3-자극 값 및 컬러 일치 함수는 당 분야에 공지되어 있다. 컬러 파라미터는 전술한 바와 같은 각각의 구동 방식을 실행하면 샘플 간섭 변조기에 대해 결정될 수 있다. 예를 들어, 표 1은 4가지 구동 방식에 대해 얻어진 하나의 특정한 간섭 변조기에 대한 컬러 파라미터를 열거한다.

표 1. 간섭 변조기의 컬러 파라미터

컬러 파라미터	비구동 밝은 상태	메모리 밝은 상태	메모리 어두운 상태	과구동 어두운 상태
x	0.44	0.42	0.29	0.29
y	0.38	0.40	0.30	0.30
z	0.18	0.18	0.42	0.41
u'	0.27	0.27	0.19	0.20
v'	0.51	0.52	0.45	0.45
Y	0.33	0.44	0.13	0.11

Y 컬러 파라미터는 컬러의 휘도를 나타내는 것으로 인간 관찰자에게 인식된 다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 간섭 변조기 디스플레이의 콘트라스트는 메모리 밝은 상태의 Y 컬러 파라미터와 메모리 어두운 상태의 Y 컬러 파라미터와의 비율로서 정의된다. 예를 들어, 표 1의 컬러 파라미터를 갖는 간섭 변조기의 콘트라스트비는 3.5가 될 것이다.

컬러 파라미터에 대한 값들을 사용하여 샘플 간섭 변조기가 디스플레이 사용되기에 적합한지를 결정한다. 예를 들어, 컬러 파라미터 값들을 특정한 디스플레이 어플리케이션에 바람직한 값들과 비교한다.

다색 디스플레이를 대한 방법론 테스트

몇몇 실시예에서는, 다색의 간섭 변조기 어레이를 테스트한다. 예를 들어, 컬러 간섭 변조기 디스플레이는, 서로 다른 크기의 에어 갭(예를 들어, 도 1에서의 에어 갭(19))으로 각각 특징지어지는 3가지 서로 다른 타입의 간섭 변조기를 포함하는 픽셀을 제공함으로써 구성된다. 그러므로 각각의 타입의 간섭 변조기의 밝은 상태는 서로 다른 컬러를 갖는 광을 반사한다. 대안으로, 다양한 전압을 인가하여 그 에어 갭을 중간 상태로 조정할 수 있는 간섭 변조기를 제조함으로써 다색의 간섭 변조기 디스플레이를 구성할 수도 있다. 그러므로 이러한 간섭 변조기는 서로 다른 컬러를 각각 반사하는 몇 가지의 밝은 상태를 가질 수 있다.

다색의 디스플레이에 있어서, 컬러 밝은 상태의 각각의 서로 다른 조합의 반사 스펙트럼은 단색의 디스플레이에 대해 전술한 바와 같이 그리고 도 13에 도시된 바와 같이 결정될 수 있다. 이러한 디스플레이의 어두운 상태는 어두운 상태에 있는 모든 픽셀에 의해 결정될 수 있다. 또한, 3원 색의 밝은 상태로 이루어지는 다 색의 디스플레이에 있어서, 상기 컬러 모두의 동시에 존재하는 밝은 상태를 측정함으로써 백색의 밝은 상태 반사 스펙트럼을 측정할 수 있다. 그러므로 일례에서, 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀을 갖는 간섭 변조기 디스플레이에 있어서, 8가지 반사 스펙트럼을 표 2에 나타낸 것과 같이 측정한다.

표 2. 컬러 간섭 변조기 디스플레이에서 측정된 반사 스펙트럼

반사 스펙트럼	적색 서브픽셀	녹색 서브픽셀	청색 서브픽셀
적색	밝은	어두운	어두운
녹색	어두운	밝은	어두운
청색	어두운	어두운	밝은
청록색	어두운	밝은	밝은
황색	밝은	밝은	어두운
마젠타	밝은	어두운	밝은
흑색	어두운	어두운	어두운
백색	밝은	밝은	밝은

또한, 각각의 밝은 상태 및 어두운 상태는 메모리 밝은 상태 및 메모리 어두운 상태, 비구동 밝은 상태, 과구동 어두운 상태, 또는 이것들의 임의의 조합 중 어느 하나가 될 수 있다. 따라서, 다색의 디스플레이에 대해 많은 가능한 반사 스펙트럼을 결정할 수 있다.

밝은 상태의 조합에 의해 생성된 비-원색 컬러(예를 들어, 청록색, 황색, 마젠타)는 특정한 컬러 간섭 변조기의 어두운 상태가 만족스러운지를 나타내는데 유용하다. 예를 들어, 적색 서브픽셀이 충분히 어둡지 않으면, 청록색에 있어서 그 결정된 반사 스펙트럼이 기대한 것과는 다를 것이다.

몇몇 실시예에서, 전술한 바와 같은 컬러 파라미터는 측정된 각각의 반사 스펙트럼에 대해 결정될 수 있다. 이러한 경우, 컬러 파라미터를 컬러 스페이스 플롯(color space plot)에 표시하는 것이 바람직하다. 도 16은 적색 500, 녹색 502, 청색 506, 백색 508 반사 스펙트럼에 대한 컬러 파라미터가 결정되어 표시된, 그러한 하나의 컬러 스페이스 플롯을 도시한다. 삼각형(510)에 의해 표시된 영역은 디스플레이에 유용한 컬러 범위의 표시를 제공한다. 따라서, 원하는 컬러 범위 특징 및 백색 포인트를 갖는 디스플레이를 설계하는데 있어서 그러한 표시를 사용할 수 있다. 또한, 샘플 간섭 변조기를 디스플레이에 사용하기에 적합한지를 결정하는데 복수의 컬러 파라미터를 사용할 수 있다. 예를 들어, 특정한 디스플레이 어플리케이션이 특정한 컬러 범위를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 전술한 컬러 파라미터 결정을 사용하여, 상기 특정의 컬러 범위가 샘플 간섭 변조기에 의해 달성되었는지를 결정할 수 있다.

다색의 디스플레이에 대한 콘트라스트비를, 백색 상태 및 흑색 상태에 대한 Y 컬러 파라미터들의 비율로서 결정할 수 있다. 대안으로, 각각의 컬러 서브픽셀마다 독립적으로 콘트라스트비를 결정할 수 있다. 예를 들어, 표 2에서의 적색 반사 스펙트럼에 대한 Y 컬러 파라미터와 흑색 반사 스펙트럼의 Y 컬러 파라미터와의 비율은 적색 콘트라스트비를 제공한다.

전술한 다색의 디스플레이에서의 모든 측정은 단일의 밝은 표준을 사용하여 이루어질 수 있지만, 몇몇 실시예에서는, 각각의 컬러 서브픽셀에 대해 관찰된 최대치에 더 가까운 파장에서 최대 반사율을 각각 가지는 복수의 밝은 표준을 사용한다.

본 발명을 실시예 및 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신을 벗어남이 없이 다양하고 많은 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims

하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 컬러 또는 콘트라스트(contrast)를 측정하는 방법에 있어서,

기판 위에 위치한 밝음 표준(bright standard)으로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정하는 단계;

상기 기판 위에 위치한 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정하는 단계; 및

상기 밝음 표준과 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼에 기초하여 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 반사 스펙트럼을 결정하는 단계

를 포함하는 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제1항에 있어서,

어둠 표준(dark standard)으로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정하는 단계를 더 포함하는 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제2항에 있어서,

상기 어둠 표준은 적어도 하나의 에탈론(etalon)을 포함하는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제1항에 있어서,

상기 밝음 표준 및 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광은, 조명원에서 조사되어 상기 밝음 표준 및 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 정반사된 광을 포함하는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제4항에 있어서,

상기 밝음 표준 및 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광은, 상기 밝음 표준 및 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 반사 표면들에 실질적으로 수직으로 반사된 광을 포함하는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제1항에 있어서,

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼은, 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기가 밝은 상태에 있는 경우와 어두운 상태에 있는 경우 모두에 대해서 측정되는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제1항에 있어서,

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼은, 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기가 비구동 상태(undriven state), 과구동 상태(overdriven state), 메모리 어두운 상태(memory dark state), 및 메모리 밝은 상태(memory bright state)에 있는 경우에 대해 측정되는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제1항에 있어서,

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기는, 제1 컬러의 광을 반사하도록 구성된 제1 세트의 간섭 변조기와 제2 컬러의 광을 반사하도록 구성된 제2 세트의 간섭 변조기를 포함하며, 상기 제1 컬러는 상기 제2 컬러와는 상이하며, 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼은, 상기 제1 세트의 간섭 변조기와 상기 제2 세트의 간섭 변조기에 대해 개별적으로 측정되는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제1항에 있어서,

상기 밝음 표준은 정반사 표준(specular reflective standard)을 포함하는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제2항에 있어서,

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 반사 스펙트럼을 결정하는 단계는, 상기 밝음 표준과 상기 어둠 표준의 스펙트럼 반사율과 비교되는 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 상대적 스펙트럼 반사율을 결정하는 단계를 포함하는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제10항에 있어서,

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 반사 스펙트럼을 결정하는 단계는 상기 상대적 스펙트럼 반사율에 상기 밝음 표준의 스펙트럼 반사율을 곱하는 단계를 포함하는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제1항에 있어서,

상기 반사 스펙트럼으로부터 컬러 파라미터를 결정하는 단계를 더 포함하는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제12항에 있어서,

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기가 밝은 상태에 있는 경우에 결정된 컬러 파라미터와 어두운 상태에 있는 경우에 결정된 컬러 파라미터를 비교하여 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 콘트라스트를 결정하는 단계를 더 포함하는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
디스플레이에 사용하도록 구성된 복수의 반사 디스플레이 소자; 및

밝음 표준

을 포함하며,

상기 복수의 반사 디스플레이 소자 및 상기 밝음 표준은 동일한 기판 상에 배치되는, 웨이퍼.
제14항에 있어서,

상기 복수의 반사 디스플레이 소자는 간섭 변조기인, 웨이퍼.
제14항에 있어서,

어둠 표준을 더 포함하며,

상기 반사 디스플레이 소자, 상기 밝음 표준, 및 상기 어둠 표준은 동일한 기판 상에 배치되는, 웨이퍼.
제14항에 있어서,

상기 밝음 표준은 투명 기판 상에 적층된 반사 재료를 포함하는, 웨이퍼.
제16항에 있어서,

상기 어둠 표준은 적어도 하나의 에탈론을 포함하는, 웨이퍼.
디스플레이에서 사용하는, 광을 반사하기 위한 복수의 제1 수단; 및

상기 제1 수단으로부터 반사된 광보다 더 높은 강도로 광을 반사하기 위한 제2 수단

을 포함하며,

상기 제1 수단 및 상기 제2 수단은 동일한 기판 상에 배치되는, 웨이퍼.
제19항에 있어서,

상기 제1 수단은 간섭 변조기를 포함하는, 웨이퍼.
제19항 또는 제20항에 있어서,

상기 제2 수단은 밝음 표준을 포함하는, 웨이퍼.
인-라인 조명 및 측정 시스템(in-line lighting and measurement system)에 있어서,

정반사 기기를 조명하도록 구성된 조명원;

상기 정반사 기기로부터 반사된 광을 검출하도록 구성된 검출기;

상기 조명원으로부터 상기 검출기로 광을 정반사하도록 구성되어 있고, 상기 정반사 기기의 반사 스펙트럼을 결정할 때 사용하기 위한 반사 스펙트럼 표준을 제공하는 정반사 밝음 표준; 및

상기 조명원으로부터 상기 검출기로 광을 정반사하도록 구성된 에탈론을 포함하고, 상기 정반사 기기의 반사 스펙트럼을 결정할 때 사용하기 위한 제2 반사 스펙트럼 표준을 제공하는 정반사 어둠 표준

을 포함하는, 인-라인 조명 및 측정 시스템.
제22항에 있어서,

상기 조명원으로부터의 광이 상기 검출기에 도달하는 것을 차단하도록 구성된 셔터(shutter)를 더 포함하는 인-라인 조명 및 측정 시스템.
제22항에 있어서,

상기 검출기는 분광계를 포함하는, 인-라인 조명 및 측정 시스템.
인-라인 조명 및 측정 시스템에 있어서,

정반사 기기를 조명하는 제1 수단;

상기 정반사 기기로부터 반사된 광을 검출하는 제2 수단;

상기 정반사 기기의 반사 스펙트럼을 결정할 때 사용하기 위한 반사 스펙트럼 표준을 제공하는 제3 수단; 및

상기 정반사 기기의 반사 스펙트럼을 결정할 때 사용하기 위한 반사 스펙트럼 표준을 제공하는 제4 수단

을 포함하는 인-라인 조명 및 측정 시스템.
제25항에 있어서,

상기 제1 수단은 조명원인, 인-라인 조명 및 측정 시스템.
제25항 또는 제26항에 있어서,

상기 제2 수단은 검출기인, 인-라인 조명 및 측정 시스템.
제25항 또는 제26항에 있어서,

상기 제3 수단은 정반사 밝음 표준인, 인-라인 조명 및 측정 시스템.
제25항 또는 제26항에 있어서,

상기 제4 수단은 정반사 어둠 표준인, 인-라인 조명 및 측정 시스템.
간섭 변조기의 어레이를 디스플레이에 사용하기에 적합한지를 결정하는 방법에 있어서,

간섭 변조기들 중 적어도 일부가 비구동 상태, 메모리 어두운 상태, 메모리 밝은 상태, 및 과구동 상태에 있는 경우에 대한 컬러 파라미터를 결정하는 단계; 및

상기 결정에 기초하여 상기 어레이를 디스플레이로서 사용하기에 적합한 것으로 확인하는 단계

를 포함하는 결정 방법.
제30항에 있어서,

상기 어레이는,

제1 컬러의 광을 반사하도록 구성된 제1 세트의 간섭 변조기와 제2 컬러의 광을 반사하도록 구성된 제2 세트의 간섭 변조기를 포함하며, 상기 제1 컬러는 상기 제2 컬러와는 상이하며, 상기 컬러 파라미터는 상기 제1 세트의 간섭 변조기와 상기 제2 세트의 간섭 변조기 모두에 대해 결정되는, 결정 방법.
제31항에 있어서,

상기 확인하는 단계에서는, 상기 컬러 파라미터에 의해 표시된 컬러 범위(color gamut)에 기초하여 확인하는, 결정 방법.
제30항에 있어서,

상기 확인하는 단계에서는, 상기 컬러 파라미터 중 하나가 2가지 서로 다른 상태에서 측정된 비율로서 결정된 콘트라스트 비율에 기초하여 확인하는, 결정 방법.
간섭 변조기와 테스트 표준이 집적된 웨이퍼에 있어서,

복수의 재료 적층 단계들;

재료 제거를 위한 영역을 형성하는 복수의 패터닝 단계들; 및

복수의 재료 제거 단계들

을 포함하며,

상기 복수의 패터닝 단계들은 복수의 간섭 변조기를 형성하고 밝음 표준과 어둠 표준으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 반사 표준을 형성하는 데 사용되는, 공정에 의해 상기 간섭 변조기와 테스트 표준을 집적하는,

웨이퍼.
제34항에 있어서,

상기 하나 이상의 반사 표준은, 하나 이상의 고 반사 재료를 제외한 나머지 모두가 제거된 웨이퍼 영역을 포함하는, 웨이퍼.
제34항에 있어서,

상기 하나 이상의 반사 표준은 정적 에탈론(static etalon)이 형성되어 있는 웨이퍼 영역을 포함하는, 웨이퍼.
간섭 변조기 어레이를 제조하는 방법에 있어서,

실질적으로 투명한 기판 위에 복수의 간섭 변조기를 형성하는 단계;

상기 실질적으로 투명한 기판 위에 반사 표준을 형성하는 단계

를 포함하며,

상기 반사 표준은 밝음 표준과 어둠 표준으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 간섭 변조기 어레이 제조 방법.
제37항에 있어서,

상기 반사 표준 및 상기 간섭 변조기는 모두 동일한 일련의 재료 적층 및 제거 단계에 의해 형성되며, 상기 간섭 변조기 및 상기 반사 표준은 서로 다른 패터닝에 노출되는, 간섭 변조기 어레이 제조 방법.
제37항에 기재된 공정에 따라 생성된 간섭 변조기 어레이.
기판 위의 간섭 변조기의 컬러를 측정하는 방법에 있어서,

상기 간섭 변조기로부터 반사된 광을 검출하는 단계;

상기 기판 상의, 광의 최대량을 반사하는 수단을 사용하여 제1 참조 반사율을 결정하는 단계; 및

상기 검출된 광 및 상기 제1 참조 반사율로부터 상기 간섭 변조기의 컬러를 결정하는 단계

를 포함하는 간섭 변조기의 컬러 측정 방법.
제40항에 있어서,

광의 최소량을 반사하는 수단을 사용하여 제2 참조 반사율을 결정하는 단계를 더 포함하며,

상기 간섭 변조기의 컬러를 결정하는 단계는, 상기 검출된 광 및 상기 제1 참조 반사율과 상기 제2 참조 반사율로부터 상기 컬러를 결정하는 단계를 포함하는, 간섭 변조기의 컬러 측정 방법.
제40항에 있어서,

상기 간섭 변조기의 컬러를 결정하는 단계는 상기 간섭 변조기의 반사 스펙트럼을 결정하는 단계를 포함하는, 간섭 변조기의 컬러 측정 방법.
제40항에 있어서,

상기 간섭 변조기의 컬러를 결정하는 단계는 상기 간섭 변조기의 하나 이상의 컬러 파라미터를 결정하는 단계를 포함하는, 간섭 변조기의 컬러 측정 방법.
기판 상에 위치하는 복수의 간섭 변조기 중 적어도 일부로부터 반사된 광을 검출하는 단계;

상기 기판 상에 위치하는 밝음 표준으로부터 반사된 광을 검출하는 단계; 및

상기 복수의 간섭 변조기의, 반사 스펙트럼, 하나 이상의 컬러 파라미터, 및 콘트라스트 비 중에서 하나 이상을 결정하는 단계

를 포함하는 방법

에 의해 사용이 적합한 것으로 확인된 상기 복수의 간섭 변조기를 포함하는 장치.
제44항에 있어서,

상기 복수의 간섭 변조기를 상기 장치에서 사용하기에 적합한 것으로 확인하는 것은, 어둠 표준으로부터 반사된 광을 검출하는 단계를 더 포함하는, 장치.
제45항에 있어서,

상기 어둠 표준은 적어도 하나의 에탈론을 포함하는, 장치.
제44항에 있어서,

상기 복수의 간섭 변조기와 전기적으로 연결되어 있고, 이미지 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서; 및

상기 프로세서와 전기적으로 연결되어 있는 메모리 기기

를 더 포함하는 장치.
제47항에 있어서,

상기 복수의 간섭 변조기에 적어도 하나의 신호를 전송하도록 구성된 구동 회로를 더 포함하는 장치.
제48항에 있어서,

상기 구동 회로에 상기 이미지 데이터의 적어도 일부를 전송하도록 구성된 제어기를 더 포함하는 장치.
제47항에 있어서,

상기 프로세서에 상기 이미지 데이터를 전송하도록 구성된 이미지 소스 모듈을 더 포함하는 장치.
제50항에 있어서,

상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 송수신기, 및 송신기 중 하나 이상을 포함하는, 장치.
제47항에 있어서,

입력 데이터를 수신하고 상기 입력 데이터를 상기 프로세서에 전달하도록 구성된 입력 기기를 더 포함하는 장치.
하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 컬러 또는 콘트라스트를 측정하는 방법에 있어서,

하나 이상의 에탈론을 포함하는 어둠 표준으로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정하는 단계;

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정하는 단계; 및

상기 어둠 표준 및 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼에 기초하여 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 반사 스펙트럼을 결정하는 단계

를 포함하는 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제53항에 있어서,

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼은, 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기가 밝은 상태에 있는 경우와 어두운 상태에 있는 경우 모두에 대해서 측정되는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제53항에 있어서,

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼은, 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기가 비구동 상태(undriven state), 과구동 상태(overdriven state), 메모리 어두운 상태(memory dark state), 및 메모리 밝은 상태(memory bright state)에 있는 경우에 대해 측정되는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제53항에 있어서,

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기는, 제1 컬러의 광을 반사하도록 구성된 제1 세트의 간섭 변조기와 제2 컬러의 광을 반사하도록 구성된 제2 세트의 간섭 변조기를 포함하며, 상기 제1 컬러는 상기 제2 컬러와는 상이하며, 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼은, 상기 제1 세트의 간섭 변조기와 상기 제2 세트의 간섭 변조기에 대해 개별적으로 측정되는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제53항에 있어서,

상기 반사 스펙트럼으로부터 컬러 파라미터를 결정하는 단계를 더 포함하는 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
제57항에 있어서,

상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기가 밝은 상태에 있는 경우에 결정된 컬러 파라미터와 어두운 상태에 있는 경우에 결정된 컬러 파라미터를 비교하여 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 콘트라스트를 결정하는 단계를 더 포함하는, 컬러 또는 콘트라스트 측정 방법.
복수의 간섭 변조기 중 적어도 일부로부터 반사된 광을 검출하는 단계;

하나 이상의 에탈론을 포함하는 어둠 표준으로부터 반사된 광을 검출하는 단계; 및

상기 복수의 간섭 변조기의, 반사 스펙트럼, 하나 이상의 컬러 파라미터, 및 콘트라스트 비 중에서 하나 이상을 결정하는 단계

를 포함하는 방법

에 의해 사용이 적합한 것으로 확인된 상기 복수의 간섭 변조기를 포함하는 장치.
컴퓨터로 하여금, 간섭 변조기를 메모리 어두운 상태, 메모리 밝은 상태, 및 과구동 상태로 구동하게 하는 수단; 및

컴퓨터로 하여금, 각각의 구동 상태 동안 상기 간섭 변조기로부터 반사된 광에 대한 컬러 파라미터를 결정하게 하는 수단

을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체.
컴퓨터로 하여금, 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정하게 하는 수단; 및

컴퓨터로 하여금 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기로부터 반사된 광의 스펙트럼 및 밝음 표준으로부터 반사된 광의 스펙트럼에 기초하여 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 반사 스펙트럼을 결정하게 하는 수단

을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체.
제61항에 있어서,

컴퓨터로 하여금, 밝음 표준의 스펙트럼 반사율과 비교되는 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 상대적 스펙트럼 반사율을 결정하게 하는 수단을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체.
제62항에 있어서,

컴퓨터로 하여금, 상기 상대적 스펙트럼 반사율에 상기 밝음 표준의 스펙트럼 반사율을 곱하게 하는 수단을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체.
제61항에 있어서,

컴퓨터로 하여금, 상기 반사 스펙트럼으로부터 컬러 파라미터를 결정하게 하는 수단을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체.
제64항에 있어서,

컴퓨터로 하여금, 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기가 밝은 상태에 있는 경우에 결정된 컬러 파라미터와 어두운 상태에 있는 경우에 결정된 컬러 파라미터를 비교하여 상기 하나 이상의 샘플 간섭 변조기의 콘트라스트를 결정하게 하는 수단을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체.
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