充てん物質を使用した光干渉光変調器と方法
【課題】充てん物質を使用した光干渉光変調器と方法を提供する。
【解決手段】基板と可動ミラーと変形可能層と支持構造とを備えているＭＥＭＳデバイスたとえば光干渉変調器を備えている装置と製造するための方法とシステムとが記述されている。いくつかの実施形態では、支持構造は複数の支持ポストを備えている。コネクターは、変形可能層に固定された可動ミラーを固定する。コネクターと支持ポストの少なくとも一つが、第一の構成部分と第一の構成部分と第二の構成部分とからなる複合物であり、ここで第一の構成部分においてがコネクターと支持ポストの周囲の少なくとも一つの少なくとも一部を形成する。
【解決手段】基板と可動ミラーと変形可能層と支持構造とを備えているＭＥＭＳデバイスたとえば光干渉変調器を備えている装置と製造するための方法とシステムとが記述されている。いくつかの実施形態では、支持構造は複数の支持ポストを備えている。コネクターは、変形可能層に固定された可動ミラーを固定する。コネクターと支持ポストの少なくとも一つが、第一の構成部分と第一の構成部分と第二の構成部分とからなる複合物であり、ここで第一の構成部分においてがコネクターと支持ポストの周囲の少なくとも一つの少なくとも一部を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は一般に微小電気機械システムデバイス、特には光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）はマイクロメカニカル素子とアクチュエーターと電子機器とを含んでいる。マイクロメカニカル素子は、基板および／または堆積物質層の一部をエッチング除去するか層を追加して電気デバイスや電気機械デバイスを形成する堆積およびまたはエッチング、ほかのマイクロマシーニングプロセスを用いて作製しうる。ＭＥＭＳデバイスの一つのタイプは光干渉変調器と呼ばれる。ここに使用する光干渉変調器や光干渉光変調器との用語は、光干渉の法則を使用して光を選択的に吸収および／または反射するデバイスを指す。ある実施形態では、光干渉変調器は一対の伝導プレートを備えていてもよく、その一方または両方は、全体または一部が透明および／または反射的であってもよく、適当な電気信号の印加に対して相対運動可能であってもよい。特定の実施形態では、一方のプレートが基板上に堆積された静止層を備えていてもよく、他方のプレートが空隙によって静止層から離れた金属膜を備えていてもよい。ここに詳細に説明するように、一方のプレートの他方に対する位置は、光干渉変調器への入射光の光干渉を変化させることができる。そのようなデバイスは広範囲の用途を有しており、既存製品を改善してまだ開発されていない新製品を作り出すのにそれらの特徴を利用できるようにこれらのタイプのデバイスの特性を利用および／または修正する技術分野にとって有益であろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明のシステムと方法とデバイスのおのおのにはいくつかの観点があり、それらのただ一つが単独でその所望の特質を担うものではない。本発明の要旨を限定するものではなく、その顕著な特徴をいま簡単に説明する。この議論を考慮した後、また特に「発明を実施するための最良の形態」と題した部分を読んだ後、本発明のどのような特徴がほかのディスプレイデバイスに対する利点を提供するか理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
基板と可動ミラーと変形可能層と支持構造とを備えているＭＥＭＳデバイスたとえば光干渉変調器を備えている装置と製造するための方法とシステムとがここに記述されている。いくつかの実施形態では、支持構造は複数の支持ポストを備えている。コネクターは、変形可能層への可動ミラーを固定する。コネクターと支持ポストの少なくとも一つが、第一の構成部分と第一の構成部分と第二の構成部分とからなる複合物であり、ここで第一の構成部分においてがコネクターと支持ポストの少なくとも一つの周囲の少なくとも一部を形成する。
【０００５】
したがって、ここに説明する一実施形態は、基板と、変形可能層と、変形可能層を支持している支持構造と、基板と変形可能層との間に配置された可動伝導体と、可動伝導体を変形可能層に固定する少なくとも一つのコネクターとを備えている微小電気機械システムデバイスを提供する。コネクターと支持構造の少なくとも一つは第一の構成部分と第二の構成部分とからなり、第一の構成部分の少なくとも一部はコネクターと支持構造の少なくとも一つの周囲に配置され、第一の構成部分は電気絶縁充てん物質からなる。
【０００６】
別の実施形態は、光変調器を製造するための方法とそれにより製造された光変調器とを提供し、その方法は、基板上に第一の犠牲物質の層とミラーと第二の犠牲物質の層とを成形することと、第二の犠牲物質の層を貫通した第一の開口を形成し、それによりミラーを露出させることと、開口の側面の少なくとも一部を充てん物質で充てんすることとを有する。
【０００７】
別の実施形態は、変形可能伝導層と、可動伝導層と、変形可能電気伝導層と可動伝導層との間に延びている伝導コアと、伝導コアを取り囲んでいる電気絶縁物質の層とを備えている微小電気機械システムデバイスを提供する。
【０００８】
別の実施形態は、基板と、基板上に形成された第一の犠牲物質の層と、第一の犠牲物質の層の上に形成された伝導体と、伝導体上に形成された第二の犠牲物質の層と、第二の犠牲物質の層を貫通した第一の開口であって、伝導体を露出させる第一の開口と、第一の開口中の切れ目を充てん物質で充てんするための手段とを備えている微小電気機械システムデバイスを提供する。いくつかの実施形態はさらに、第二の犠牲物質の層の上に形成された変形可能層と、基板と変形可能層との間に延びている複数のポストとを備えている。
【０００９】
別の実施形態は、可動手段と、可動手段を支持するための支持手段と、可動手段と可動手段を支持するための手段との間の電気信号を通信するための伝導手段と、電気信号を通信するための手段の形成を促進するための充てん手段とを備えている微小電気機械システムデバイスを提供する。
【００１０】
別の実施形態は、微小電気機械システムデバイスを操作する方法を提供する。微小電気機械システムデバイスは、コンパートメントと、変形可能伝導層と、可動伝導層であって、コンパートメント中の第一の位置と第二の位置との間で移動可能な可動伝導層と、変形可能電気伝導層と可動伝導層との間に延びている伝導コアと、伝導コアを取り囲んでいる電気絶縁物質の層とを備えている。方法は、可動伝導層を第一の位置から第二の位置に移動させるのに十分な可動伝導層に第一の電圧を印加することを有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
続く詳細な説明は、本発明のある特定の実施形態に向けられている。しかしながら、本発明は多くの異なる手法で具体化することができる。この説明では、同様の部材は同様の符号で示す参照符号を図面に付す。続く説明から明らかように、実施形態は、動画（たとえばビデオ）か静止画（たとえばスチル画像）かを問わず、さらに文字か絵かを問わず、画像を表示するように構成されたあらゆるデバイスにおいて実施しうる。特に、実施形態は、これに限定されないが、移動電話や無線デバイス、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ハンドヘルドまたは携帯型コンピューター、ＧＰＳレシーバー／ナビゲーター、カメラ、ＭＰ３プレーヤー、カムコーダー、ゲーム機、腕時計、時計、計算機、テレビジョンモニター、フラットパネルディスプレイ、コンピューターモニター、自動ディスプレイ（たとえば走行記録計ディスプレイその他）、コックピットのコントロールやディスプレイ、カメラ視のディスプレイ（たとえば乗り物の背面カメラのディスプレイ）、電子写真、電子の広告板や標識、プロジェクター、建築物、パッケージング、美的構造物（たとえば一つの宝石の画像）など、さまざまな電子デバイスにおいて実施しうるか関連しうることが予想される。ここに説明したものと同様の構造体のＭＥＭＳデバイスは電子スイッチデバイスなどの非ディスプレイ用途において使用することもできる。
【００１２】
ここに開示されたＭＥＭＳデバイスの実施形態は、可動ミラーを変形可能層に固定する複合コネクターを備えている。複合コネクターは第一の構成部分と第二の構成部分とを備えており、第一の構成部分は充てん物質を備えている。いくつかの実施形態では、コネクターの第一の構成部分の少なくとも一部がコネクターの周囲に配置される。いくつかの実施形態では、第一の構成部分は、コネクターの少なくとも一部の側面たとえばコネクターの下部の周りのカラーを形成する。ほかの実施形態では、第一の構成部分は環状で、コネクターの側面全体を形成し、側面の第二の構成部分を完全に取り囲んでいる。デバイスの実施形態もまた複合支持ポストを備えている。複合支持ポストは第一の構成部分と第二の構成部分とを備えており、第一の構成部分は充てん物質を備えている。いくつかの実施形態では、第一の構成部分の少なくとも一部が支持ポストの周囲に配置される。開示したデバイスの実施形態は、非複合コネクターを使用する同様のデバイスよりも容易に製造される。たとえば、いくつかの実施形態では、充てん物質はスピン工程で塗布される。いくつかの実施形態では、充てん物質は、充てん物質のない同等のデバイスよりも容易に所定の物質の層が形成されるデバイスの表面を提供する。
【００１３】
光干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を備えている一つの光干渉変調器ディスプレイ実施形態を図１に示す。これらのデバイスでは、画素は明暗状態のいずれかにある。明（「オン」または、「開放」）状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分をユーザーへ反射する。暗（「オフ」または「閉鎖」）状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光をユーザーへほとんど反射しない。実施形態によっては、「オン」状態と「オフ」状態の光反射特性は逆であってもよい。ＭＥＭＳ画素は、白黒に加えてカラー表示を考慮し、特定の色で主に反射するように構成することが可能である。
【００１４】
図１は、視覚ディスプレイの一連の画素中の二つの隣接画素を描いた等角投影図であり、各画素はＭＥＭＳ光干渉変調器を備えている。いくつかの実施形態では、光干渉変調器ディスプレイは、これらの光干渉変調器の行／列アレイを備えている。各光干渉変調器は、互いに可変かつ制御可能な距離に位置する一対の反射層を含んでおり、少なくとも一つの可変次元をもつ共振光学キャビティを形成している。一実施形態では、一方の反射層が二つの位置の間で移動されうる。第一の位置（ここでは弛緩位置と呼ぶ）では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きな距離に位置している。第二の位置（ここでは作動位置と呼ぶ）では、可動反射層は、固定部分反射層に隣接し密接して位置している。二つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて強め合ってまたは弱め合って干渉し、各画素について全体反射状態または非反射状態のいずれかを作り出す。
【００１５】
図１の画素アレイの図示部分は二つの隣接する光干渉変調器１２ａと１２ｂを含んでいる。左側の光干渉変調器１２ａでは、可動反射層１４ａは光学スタック１６ａからの所定距離の弛緩位置に図示されており、光学スタック１６ａは部分的反射層を含んでいる。右側の光干渉変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂは光学スタック１６ｂに隣接する作動位置に図示されている。光学スタック１６ａと１６ｂ（光学スタック１６と総称する）は、ここに参照するように、典型的にはいくつかの融合層からなり、それらは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの電極層、クロムなどの部分的反射層、透明誘電体を含みうる。したがって、光学スタック１６は、電気的に伝導性で、部分的に透明で、部分的に反射的であり、たとえば透明基板２０上に上記の層の一つ以上を堆積することにより作られうる。いくつかの実施形態では、層は平行ストリップにパターニングされ、後述するようにディスプレイデバイス中の行電極を形成しうる。可動反射層１４ａ，１４ｂは、ポスト１８の上面およびポスト１８間に堆積された介在犠牲物質の上に堆積された（行電極１６ａ，１６ｂに直交する）一つまたは複数の堆積金属層の一連の平行ストリップとして形成してもよい。犠牲物質をエッチング除去すると、可動反射層１４ａ，１４ｂが光学スタック１６ａ，１６ｂから規定間隙１９だけ離れる。アルミニウムなどの高伝導反射物質を反射層１４に使用してもよく、これらのストリップがディスプレイデバイスの列電極を形成してもよい。
【００１６】
印加電圧がないとき、図１の画素１２ａに示すように、可動反射層１４ａと光学スタック１６ａの間にキャビティ１９が残り、可動反射層１４ａは機械的弛緩状態にある。しかしながら、選択した行と列に電位差を印加すると、対応する画素の行電極と列電極の交差により形成されたコンデンサーがチャージされ、静電力が電極同士を引き寄せる。電圧が十分に高ければ、可動反射層１４が変形し、光学スタック１６に押し付けられる。図１の右側の画素１２ｂに示されるように、光学スタック１６内の（この図には示していない）誘電体層が短絡するのを防ぐとともに層１４と層１６の間の分離距離を制御しうる。その振る舞いは印加電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射対非反射画素状態を制御することができる行／列作動は、従来のＬＣＤやほかのディスプレイ技術で使用される行／列作動に多くの点で類似している。
【００１７】
図２〜図５は、表示用途の光干渉変調器のアレイを使用するための一つの代表的なプロセスとシステムを示している。
【００１８】
図２は、本発明の観点を組み込んでよい電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。この代表的な実施形態では、電子デバイスは、ＡＲＭやＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）などの任意の汎用シングルまたはマルチチップマイクロプロセッサー、またはデジタルシグナルプロセッサーやマイクロコントローラー、プログラマブルゲートアレイなどの任意の専用マイクロプロセッサーであってもよいプロセッサー２１を含んでいる。この分野で一般に行なわれているように、プロセッサー２１は一つ以上のソフトウェアモジュールを実行するように構成されうる。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサーは、ウェブブラウザや電話アプリケーション、電子メールプログラム、ほかのソフトウェアアプリケーションを含め、一つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成されてもよい。
【００１９】
一実施形態では、プロセッサー２１もアレイドライバー２２と通信するように構成されている。一実施形態では、アレイドライバー２２は、パネルすなわちディスプレイアレイ（ディスプレイ）３０に信号を供給する行ドライバー回路２４と列ドライバー回路２６を含んでいる。図１に示したアレイの断面は図２の１−１線によって示されている。ＭＥＭＳ光干渉変調器については、行／列作動プロトコルは、図３に示したデバイスのヒステリシス特性を利用してよい。可動層を弛緩状態から作動状態まで変形させるにはたとえば１０ボルトの電位差を必要としてよい。しかしながら、電圧がその値から低下するとき、電圧が１０ボルト未満に降下する際、可動層はその状態を維持する。図３の代表的な実施形態では、電圧が２ボルト未満の降下するまで可動層は完全に弛緩しない。したがって、デバイスが弛緩または作動状態で安定している印加電圧の窓が存在する電圧の範囲（図３に示した例では約３〜７Ｖ）がある。ここでは、これを「ヒステリシス窓」または「安定窓」と呼ぶ。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイは、行ストロービングのあいだ、ストローブされた行中の作動されるべき画素が約１０ボルトの電圧差にさらされ、弛緩されるべき画素が０ボルト近くの電圧差にさらされるように、行／列作動プロトコルを設計することが可能である。ストローブの後、画素は、行ストローブによっておかれた状態のままであるように、約５ボルトの定常状態電圧差にさらされる。書き込み後、各画素は、この例の３−７ボルトの「安定窓」内の電位差にある。この特徴は、図１に示した画素設計を同じ印加電圧状態の下で作動または弛緩の事前状態のいずれかに安定にする。光干渉変調器の各画素は、作動状態であれ弛緩状態であれ、実質的に固定反射層と可動反射層によって形成されるコンデンサーであるので、この安定状態は、ほとんど消費電力を伴わないヒステリシス窓内の電圧で保持することができる。印加電位が固定されていれば、実質的に電流は画素に流れ込まない。
【００２０】
代表的アプリケーションでは、表示フレームは、第一行中の作動画素の所望のセットにしたがって列電極のセットをアサートすることにより作成してよい。次に行パルスを行１電極に印加し、アサートされた列線に対応する画素を作動させる。次に列電極のアサートされたセットを変更し、第二行中の作動画素の所望のセットに対応させる。次にパルスを行２電極に印加し、行２中の適当な画素をアサートされた列電極にしたがって作動させる。行１画素は行２パルスに影響されず、行１パルスのあいだに設定された状態のままである。これを一連の行の完全にわたり順次に繰り返してフレームを生成してよい。一般に、フレームは、毎秒所望のフレーム数でこのプロセスを絶えず繰り返すことにより、新しい表示データでリフレッシュおよび／またはアップデートされる。表示フレームを生成するために画素アレイの行電極と列電極を駆動するための種々さまざまなプロトコルもまた周知であり、これは本発明と共に使用してよい。
【００２１】
図４と図５は、図２の３×３アレイに表示フレームを生成するための一つの可能な作動プロトコルを示している。図４は、図３のヒステリシス曲線を示す画素に使用してよい列と行の電圧レベルの可能なセットを示している。図４の実施形態において、画素を作動させることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を＋ΔＶにセットすることを含んでおり、それらは、それぞれ、−５ボルトと＋５ボルトに一致していてもよい、画素を弛緩させることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じ＋ΔＶにセットして、画素を横切ってゼロボルト電位差を生成することより実施する。行電圧がゼロボルトに保持される行では、画素は、列が＋Ｖｂｉａｓか−Ｖｂｉａｓかにかかわらず、それらがもとあった状態で安定している。また図４に示すように、上述したほかに逆極性の電圧を使用することができること、たとえば、画素を作動させることが適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を−ΔＶにセットすることを含みうることもわかるであろう。本実施形態では、画素を開放することは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行に−ΔＶをセットして、画素を横切ってゼロボルト電位差を生産することにより実施する。
【００２２】
図５Ｂは、図５Ａに示したディスプレイ配列をもたらす図２の３×３アレイに印加する一連の行と列の信号を示しているタイミング図であり、ここで作動画素は非反射である。図５Ａに示したフレームを書き込む前に、画素は任意の状態であってもよく、この例では、すべての行が０ボルト、すべての列が＋５ボルトにある。これらの印加電圧では、すべての画素はそれらの既存の作動状態または弛緩状態で安定している。
【００２３】
図５Ａのフレーム中では、画素（１，１）と（１，２）、（２，２）、（３，２）、（３，３）が作動される。これを実施するため、行１の「線時間」のあいだ、列１と列２は−５ボルトにセットし、列３は＋５ボルトにセットする。これは任意の画素の状態を変更しない。なぜなら、すべての画素は３〜７ボルトの安定窓にあるままであるからである。次に行１を、０から５ボルトまで上がってゼロに戻るパルスでストローブする。これは（１，１）と（１，２）画素を作動させ、（１，３）画素を弛緩させる。アレイ中のほかの画素は影響されない。行２を望むようにセットするため、列２を−５ボルトにセットし、列１と列３を＋５ボルトにセットする。次に行２に印加した同じストローブは、画素（２，２）を作動させ、画素（２，１）と（２，３）を弛緩させる。再び、アレイ中のほかの画素は影響されない。列２と列３を−５ボルトに、列１を＋５ボルトにセットすることにより行３を同様にセットする。行３のストローブは図５Ａに示すように行３の画素をセットする。フレームを書き込んだ後、行電位はゼロになり、列電位は＋５または−５ボルトの一方のままとなることが可能であり、ディスプレイは次に図５Ａの配列で安定する。多数すなわち何百もの行と列に対して同じ手順を使用することが可能であることがわかるであろう。行と列の作動を実施するのに使用される電圧のタイミングとシーケンスとレベルは、上に概説した一般的な原理の範囲内で広く変えることが可能であり、上述の例は代表的なだけであり、任意の作動電圧方法もここに説明したシステムと方法で使用することが可能である。
【００２４】
図６Ａと図６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の実施形態を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０はたとえば携帯（移動）電話とすることができる。しかしながら、ディスプレイデバイス４０またはそれの少しの変形の同じコンポーネントは、テレビやポータブルメディアプレイヤーなどのさまざまなタイプのディスプレイデバイスの例ともなる。ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１とディスプレイ３０とアンテナ４３とスピーカー４５と入力デバイス４８とマイクロホン４６とを含んでいる。ハウジング４１は一般に、射出成形と真空成形を含む、当業者に周知なさまざまな製造プロセスのいずれかから形成される。さらに、ハウジング４１は、これらに限定されないが、プラスチックや金属、ガラス、ゴム、陶器、またはそれらの組み合わせを含む、さまざまな物質のいずれかから作られうる。一実施形態では、ハウジング４１は、異なる色のまたは異なるロゴや絵や記号を有しているほかの着脱部と交換されてよい（図示しない）着脱部を含んでいる。
【００２５】
代表的なディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、ここに説明するように、双安定ディスプレイを含むさまざまなディスプレイのいずれかであってもよい。ほかの実施形態では、ディスプレイ３０は、当業者に周知なように、プラズマやＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、上述したＴＦＴ ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、またはＣＲＴやほかのチューブデバイスなどの非フラットパネルディスプレイを含んでいる。しかしながら、本実施形態を説明する目的のため、ディスプレイ３０は、ここに説明するように、光干渉変調器ディスプレイを含んでいる。代表的なディスプレイデバイス４０の一実施形態のコンポーネントを図６Ｂに概略的に示す。図示の代表的なディスプレイデバイス４０はハウジング４１を含んでおり、その中に少なくとも部分的に囲まれた追加コンポーネントを含むことができる。たとえば、一実施形態では、代表的なディスプレイデバイス４０は、トランシーバー４７に接続されるアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含んでいる。トランシーバー４７はプロセッサー２１に連結されており、それはコンディショニングハードウェア５２に連結されている。コンディショニングハードウェア５２は信号を整える（たとえば信号をフィルター処理する）ように構成されうる。コンディショニングハードウェア５２はスピーカー４５とマイクロホン４６に連結されている。プロセッサー２１も入力デバイス４８とドライバーコントローラー２９に連結されている。ドライバーコントローラー２９はフレームバッファ２８とアレイドライバー２２に接続され、これはさらにディスプレイアレイ３０に接続されている。電源５０は、特定の代表的なディスプレイデバイス４０設計によって必要とされるすべてのコンポーネントにパワーを供給する。
【００２６】
ネットワークインターフェース２７は、代表的なディスプレイデバイス４０がネットワーク上の一つ以上のデバイスと通信できるように、アンテナ４３とトランシーバー４７を含んでいる。一実施形態では、ネットワークインターフェース２７はまたいくつかの処理容量を有し、プロセッサー２１の要件を取り除いてもよい。アンテナ４３は、信号の送受信用の当業者に周知の任意のアンテナである。一実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格によりＩＥＥＥ ８０２．１１（ａ）や（ｂ）や（ｇ）を含むＲＦ信号を送受信する。別の実施形態では、アンテナはＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）規格によりＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合、アンテナは、無線セル電話ネットワーク内で通信するために使用されるＣＤＭＡやＧＳＭ、ＡＭＰＳ、ほかの既知信号を受信するように設計されている。トランシーバー４７はアンテナ４３から受信した信号を、それらがプロセッサー２１によって受信されさらに操作されうるように前処理する。トランシーバー４７はまたプロセッサー２１から受信した信号を、それらがアンテナ４３を介して代表的なディスプレイデバイス４０から送信されうるように処理する。
【００２７】
代替実施形態では、トランシーバー４７はレシーバーと交換することが可能である。また別の代替実施形態では、ネットワークインターフェース２７は像源と取り替えることが可能であり、像源はプロセッサー２１に送る画像データを記憶または生成することができる。たとえば、像源は、画像データを収容したデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）やハードディスクドライブ、または画像データを生成するソフトウェアモジュールとすることができる。
【００２８】
プロセッサー２１は一般に、代表的なディスプレイデバイス４０の動作全体を制御する。プロセッサー２１は、ネットワークインターフェース２７や像源からの圧縮画像データなどのデータを受信し、そのデータを行画像データに、または行画像データへ容易に処理されるフォーマットに処理する。次にプロセッサー２１は処理したデータを記憶のためにドライバーコントローラー２９またはフレームバッファ２８へ送る。生データは、典型的には画像内の各場所における画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色と彩度とグレースケールレベルを含みうる。
【００２９】
一実施形態では、プロセッサー２１は、マイクロコントローラーまたはＣＰＵ、論理演算装置を含み、代表的なディスプレイデバイス４０の動作を制御する。コンディショニングハードウェア５２は、スピーカー４５に信号を送信するために、またマイクロホン４６から信号を受信するために、一般に増幅器とフィルターを含んでいる。コンディショニングハードウェア５２は代表的なディスプレイデバイス４０内のディスクリートコンポーネントであってもよく、またはプロセッサー２１やほかのコンポーネント内に組み込まれていてもよい。
【００３０】
ドライバーコントローラー２９は、プロセッサー２１によって生成された行画像データをプロセッサー２１から直接またはフレームバッファ２８からとり、アレイドライバー２２への高速伝送に適切な行画像データに再フォーマットする。具体的には、ドライバーコントローラー２９は行画像データを、ラスター状フォーマットを有するデータ流れに再フォーマットし、それは、ディスプレイアレイ３０を横切って走査するのに適した時間順序を有している。次にドライバーコントローラー２９はフォーマットした情報をアレイドライバー２２に送る。ＬＣＤコントローラーなどのドライバーコントローラー２９はしばしばスタンドアロンの集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサー２１に付随されるが、そのようなコントローラーは多くの手法によって実現されてよい。それらはハードウェアとしてプロセッサー２１に埋め込まれても、ソフトとしてプロセッサー２１に埋め込まれても、アレイドライバー２２にハードウェアに完全に集積されてもよい。
【００３１】
典型的には、アレイドライバー２２はドライバーコントローラー２９からフォーマットされた情報を受信し、ビデオデータを、ディスプレイのｘ−ｙマトリックスの画素から来る何百もの時には何千ものリードに毎秒何度も印加される波形の並列セットに再フォーマットする。
【００３２】
一実施形態では、ドライバーコントローラー２９とアレイドライバー２２とディスプレイアレイ３０は、ここに説明したディスプレイのどのタイプにも適切である。たとえば、一実施形態では、ドライバーコントローラー２９は、従来のディスプレイコントローラーや双安定ディスプレイコントローラー（たとえば光干渉変調器コントローラー）である。別の実施形態では、アレイドライバー２２は、従来のドライバーや双安定ディスプレイドライバー（たとえば光干渉変調器ディスプレイ）である。一実施形態では、ドライバーコントローラー２９はアレイドライバー２２に集積されている。そのような実施形態は、携帯電話、時計、ほかの小面積ディスプレイなどの高集積システムに共通している。また別の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、典型的なディスプレイアレイや双安定ディスプレイアレイ（たとえば光干渉変調器のアレイを含むディスプレイ）である。
【００３３】
入力デバイス４８は、ユーザーが代表的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するのを可能にする。一実施形態では、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードや電話キーパッドなどのキーパッドや、ボタン、スイッチ、タッチセンシティブスクリーン、感圧または感熱膜を含んでいる。一実施形態では、マイクロホン４６は代表的なディスプレイデバイス４０用の入力デバイスである。マイクロホン４６を使用してデバイスにデータを入力するとき、代表的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するためにユーザーがボイスコマンドを与えてもよい。
【００３４】
この分野で周知なように、電源５０はさまざまなエネルギー蓄積装置を含みうる。たとえば、一実施形態では、電源５０は、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン電池などの充電式電池である。別の実施形態では、電源５０は、再生可能エネルギー源とコンデンサー、プラスチック太陽電池と太陽電池ペイントを含む太陽電池である。別の実施形態では、電源５０は壁付コンセントからパワーを受け取るように構成される。
【００３５】
いくつかの実施においては、上述したように、電子ディスプレイシステムのいくつかの場所に配置することが可能であるドライバーコントローラーに、制御プログラム化が存在する。いくつかのケースでは、制御プログラム化はアレイドライバー２２に存在する。たくさんのハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントおよびさまざまな構成に対して上述した最適化が実現されてよいことは当業者であればわかるであろう。
【００３６】
上述した原理にしたがって動作する光干渉変調器の構造の詳細は広く変更されてよい。たとえば、図７Ａ〜図７Ｅは、可動反射層１４をその支持構造の５つの異なる実施形態を示している。図７Ａは図１の実施形態の断面図であり、金属物質１４のストリップが直交して延びている支持体１８上に堆積されている。図７Ｂでは、可動反射層１４がつなぎ３２によってコーナーだけで支持体に取り付けられている。図７Ｃでは、可動反射層１４が変形可能層３４からつるされており、変形可能層３４は可撓性金属で構成されうる。変形可能層３４は、直接または間接的に、変形可能層３４の周囲の周りの基板２０に連結している。これらの接続はここでは支持ポスト１８と呼ぶ。図７Ｄに示した実施形態は、その上に変形可能層３４が横たわる支持ポストプラグ４２を含む支持ポスト１８を有している。図７Ａ〜図７Ｃのように、可動反射層１４はキャビティの上につるされるが、変形可能層３４は、変形可能層３４と光学スタック１６の間の穴を満たすことにより、支持ポストを形成しない。むしろ、支持ポスト１８は平坦化物質で作られ、それは支持ポストプラグ４２を形成するために使用される。図７Ｅに示す実施形態は、図７Ｄに示した実施形態に基づくが、図示しない追加の実施形態と同様に、図７Ａ〜図７Ｃに示した実施形態のいずれに適用してもよい。図７Ｅに示した実施形態では、金属またはほかの伝導物質の追加層がバス構造４４を形成するために使用された。これは信号を光干渉変調器の背面に沿って転送するのを可能にし、さもなければ基板２０上に形成されなければならないであろう多くの電極を取り除く。
【００３７】
図７に示した実施形態では、光干渉変調器は直視型デバイスとして機能し、画像は透明基板２０の正面側つまり変調器が配置される側の反対側から見られる。これらの実施形態では、変形可能層３４とバス構造４４を含め、反射層１４は、基板２０に対向する反射層の側にある光干渉変調器のいくつかの部分を光学的に遮へいする。これは、遮へい領域が像品質に悪影響を与えずに構成され動作されることを可能にする。この分離可能な変調器アーキテクチャは、変調器の電気機械的観点と光学的観点のために使用される構造設計と物質が互い独立に選択され機能することを可能にする。さらに、図７Ｃ〜図７Ｅに示した実施形態は、反射層１４の光学的特性の機械的特性からの減結合を得るという追加の利点を有し、それは変形可能層３４によって実現される。これは、反射層１４に使用する構造設計と物質を光学的特性に対して最適化し、また変形可能層３４に使用する構造設計と物質を所望の機械的特性に対して最適化すること可能にする。
【００３８】
以下に説明するＭＥＭＳのデバイスと構造と方法とシステムは光変調器である。当業者には明白なように、ここでの教示はほかのタイプのＭＥＭＳデバイスにも適用可能である。ほかのタイプの光変調器たとえば上述し図７Ａ〜図７Ｅに例示したように光変調器にもこの教示が適用可能であることは当業者であれば理解できよう。
【００３９】
図８Ａは、図７Ｄに示したデバイスと同様の光変調器８００の実施形態を断面で示している。光変調器８００は、基板８１０と光学スタック８２０と可動ミラー８４０と変形可能層８７０と複数の支持ポスト８９０とを備えている。支持ポスト８９０は全体で支持構造を形成する。ＭＥＭＳデバイスが光変調器でない実施形態では、光学スタック８２０は省略可能である。いくつかの実施形態中では、可動ミラー８４０の少なくとも一部は電気的に伝導性である。ＭＥＭＳデバイスが光変調器でないいくつかの実施形態は、反射面を備えていない可動ミラーを備えている。これらの実施形態では、可動ミラーは「可動伝導体」と呼ぶ。可動ミラー８４０を変形可能層８７０に固定することは、第一の構成部分８７４と第二の構成部分８７６を備えている複合コネクター８７２である。いくつかの実施形態では、コネクターの第一の構成部分８７４は充てん物質からなり、第二の部分８７６は別の物質からなる。いくつかの好ましい実施形態では、充てん物質はスピンオンおよび／または自己平坦化物質である。充てん物質ついてより詳細に以下に論じる。いくつかの実施形態では、第一の構成部分８７４または第二の構成部分８７６の少なくとも一つは電気的に伝導性である。複合コネクター８７２の構造と適切な物質の詳細について以下に論じる。ほかの実施形態では、光変調器８００は複数のコネクター８７２を備えている。図示の実施形態では、支持ポスト８９０は、充てん物質を備えている支持ポストプラグ８９２を備えている。
【００４０】
図８Ｂは、光変調器８００の実施形態の平面図である。図８Ａに示した断面が断面８Ａ−８Ａによって示されている。図８Ｂは、変形可能層８７０と支持ポスト８９０と可動ミラー８４０と複合コネクター８７２とを示している。図示の実施形態では、複合コネクター８７２は実質的に円形である。ほかの実施形態では、複合コネクター８７２は別の形状、たとえば正方形か長方形か六角形か楕円かほかの規則的形状および不規則的形状をしている。上述したように、複合コネクター８７２は第一の構成部分８７４と第二の構成部分８７６とを備えている。図８Ａに戻って、図示の実施形態では、第一の構成部分８７４は複合コネクター８７２の周囲の周りに配置されている。いくつかの実施形態では、第一の構成部分８７４はカラーのように形作られており、複合コネクター８７２の少なくとも一部の側面を形成している。たとえば、図８Ｂに示した実施形態では、第一の構成部分８７４は環状で、第二の構成部分８７６の外側側壁の少なくとも一部を取り囲んでいる。ほかの実施形態では、第一の構成部分８７４は、たとえば、図８Ｃと図８Ｄに平面図で示すように、取り囲まない、すなわちコネクター８７２の任意の一部の周りに完全な周囲を形成しない一つ以上のセクションを備えている。図８Ａに示した実施形態では、第一の構成部分８７４はコネクター８７２の側面の全体を形成し、第二の構成部分８７６の外側側壁全体を実質的に覆っている。ほかの実施形態では、第一の構成部分８７４は、第二の構成部分８７６の側面を完全には覆っていない。たとえば、図８Ｅは、コネクター８７２の上部部分の側面ではなく下部の側面を形成する第一の構成部分８７４を備えているコネクター８７２の断面を示している。図示の実施形態では、第一の構成部分８７４はミラー８４０に接触しているが、コネクター８７２の高さ全体を拡大していない。
【００４１】
図８Ａに戻り、図示の実施形態では、複合コネクターの第二の構成部分８７６は変形可能層８７０に統合され、ミラー８４０を変形可能層８７０に固定する。図示のように、第二の構成部分８７６は第一の構成部分８７４内にはまり込み、中空凹構造を形成している。上述したように、第二の構成部分８５６の底部は伝導ミラー８４０に接触し、それを通して電気信号がミラー８４０に送られうる電気的接続を形成している。図示の実施形態では第二の構成部分８５６が変形可能層８７０に統合されているので、両方の構造は同じ物質で構成されている。図８Ａに示したデバイスを製造する方法について図８Ｆ〜図８Ｍを参照しつつ以下に説明する。以下に論じるように、ほかの実施形態では、第二の構成部分は変形可能層８７０に統合されておらず、異なる形状を有する、および／または、変形可能層８７０と異なる物質で構成されている。
【００４２】
図９Ａは、断面中で基板９１０と光学スタック９２０と可動ミラー９４０と変形可能層９７０と複数の支持ポスト９９０とを備えている光干渉変調器９００の別の実施形態を断面で示している。複合コネクター９７２は可動ミラー９４０を変形可能層９７０に固定している。図示の実施形態では、複合コネクター９７２は、複合コネクター９７２の側面を形成する環状の第一の構成部分９７４を備えている。第二の構成部分９７６はコネクター９７２中のコアを形成している。図示の実施形態では、第二の構成部分９７６は、第一の構成部分９７４と可動伝導体９４０と変形可能層９７０とによって実質的に完全に取り囲まれている。いくつかの実施形態では、第一の構成部分９７４と第二の構成部分９７６の少なくとも一つは電気的に伝導性であり、それにより上述したように可動伝導体９４０と変形可能層９７０とを電気的に接続している。図９Ａに示したデバイスの実施形態を製造する方法について図９Ｂ〜図９Ｆを参照しつつ以下に説明する。
【００４３】
図１０Ａは、基板１０１０と光学スタック１０２０と可動ミラー１０４０と変形可能層１０７０と複数の支持ポスト１０９０とを備えている光干渉変調器１０００の実施形態を断面で示している。図示の実施形態は、第一の構成部分１０７４と第二の構成部分１０７６とを備えている複合コネクター１０７２を備えている。複合コネクター１０７２は図８Ａに示し上述した複合コネクター８７２と同様である。ほかの実施形態では、コネクターは複合コネクターではなく、たとえばコネクター３６（図７Ｄ）と同様である。図示の実施形態では、支持ポスト１０９０は複合物であり、第一の構成部分１０９４と第二の構成部分１０９６を備えている。図示の実施形態では、第一の構成部分１０９４は複合支持ポスト１０９０の周囲の周りに配置されている。いくつかの好ましい実施形態では、第一の構成部分１０９４は環状であり、たとえば、図１０Ｂに示すように、少なくとも支持ポストの第二の構成部分１０９６の下部の側面を取り囲んでいる。いくつかの好ましい実施形態では、図１０Ａに示すように、第一の構成部分１０９４は実質的に完全に第二の構成部分１０９６の側面を取り囲み、それにより支持ポスト１０９０の側面を形成している。ほかの実施形態では、第一の構成部分１０９４は、第二の構成部分１０９６の周りに閉じた構造を形成しない一つ以上のセクションを備えている。
【００４４】
図１１は、方法の中間構造体を示す、図８Ａと図８Ｆ〜図８Ｍに示した光干渉変調器８００に関する、ＭＥＭＳデバイスを製造するための方法の実施形態を示すフローチャートである。
【００４５】
ステップ１１１０において、光学スタック８２０を基板８１０上に形成する。いくつかの実施形態では、図８Ｆに示されるように、光学スタック８２０は電極層８２２と部分的反射層８２４と誘電体層８２６とを備えている。図示の実施形態では、電極層８２２と部分的反射層８２４は基板８２０上に形成され、支持領域を開くようにパターニングされている。それは、いくつかの好ましい実施形態では（図示しない）下部電極の行を定める。次にその上に誘電体層８２６を形成する。
【００４６】
ステップ１１２０において、図８Ｇに示すように、光学スタック８２０上に第一の犠牲層８３０を形成する。第一の犠牲層８３０は第一の犠牲物質からなる。適切な犠牲物質は、この分野では周知であり、たとえば無機犠牲物質や有機犠牲物質である。適切な無機犠牲物質の例としては、シリコンやチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、モリブデン、タングステンがあげられる。適切な有機犠牲物質の例としてはレジストやフォトレジストがあげられる。第一の犠牲層８３０はこの分野で周知の方法を使用して形成される。それは、選択した特定の犠牲物質に依存し、スピンオン、物理蒸気堆積（ＰＶＤ）、スパッタリング、化学蒸気堆積（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、それらの変形があげられる。典型的には、第一の犠牲物質は、完成したデバイスにおいて腐食液にさらされるほかの物質に対して選択的にエッチング可能である。いくつかの好ましい実施形態では、第一の犠牲物質たとえばモリブデンやシリコンやタングステンは、ＸｅＦ２を使用してエッチング可能である。
【００４７】
ステップ１１３０において、図８Ｈに示すように、第一の犠牲層８３０上に伝導層８４０’を形成する。デバイスが光干渉変調器である実施形態では、伝導層は「反射層」または「ミラー層」とも呼ぶ。いくつかの実施形態では、伝導層８４０’は複合構造体であり、複数の副層を備えており、それは、さまざまな機能（たとえば剛性および／または質量、化学的耐性、エッチング耐性、反射率）の最適化を可能にする。たとえば、いくつかの実施形態では、反射層は、たとえば、アルミニウムおよび／またはチタン、クロム、銀、金からなる反射面副層を備えている。伝導層８４０’を形成する方法は、この分野では周知であり、たとえばＰＶＤやＣＶＤ、ＡＬＤ、それらの変形があげられる。
【００４８】
ステップ１１４０において、伝導層８４０’をパターニングして図８Ｉに示すように可動伝導体８４０を形成する。上述したように、デバイスが光干渉変調器である実施形態では、可動伝導体８４０は可動ミラーである。図示の実施形態では、第一の犠牲層８３０はこのステップではパターニングしない。ほかの実施形態では、第一の犠牲層８３０をパターニングして、可動伝導体８４０に隣接する第一の犠牲物質に一つ以上の開口を形成する。
【００４９】
ステップ１１５０において、可動伝導体８４０と第一の犠牲層８３０の露出部の上に第二の犠牲層８５０を形成し、それにより図８Ｊに示す構造を得る。第二の犠牲層８５０は第二の犠牲物質からなり、それは第一の犠牲物質としての使用に適した上述した物質と同一グループから独立に選択され、この分野で周知の方法を使用して形成する。いくつかの好ましい実施形態では、以下により詳細に論じるように、第一と第二の犠牲物質は同じ腐食液によって選択的にエッチング可能であり、それにより単一の解放エッチングで第一８３０と第二８５０の犠牲層の両方の除去を可能にする。
【００５０】
ステップ１１６０において、この分野で周知の方法によって、たとえばフォトリソグラフィーパターニングによって、第二の犠牲層８５０上に（図示しない）マスクを形成する。この分野で周知の方法を使用して、たとえばマスクを介してエッチングして、第二の犠牲層８５０に一つ以上の第一の開口８６６を形成して、図８Ｋに示す構造を得る。図示の実施形態では、第二の犠牲層の第一の開口８６６は可動伝導体８４０上の実質的に中心に位置し、それは、第一の開口８６６の底部の少なくとも一部を形成する。ほかの実施形態は複数の第一開口８６６を備えている。図示の実施形態は、また第一８３０と第二８５０の犠牲層を貫通し可動伝導体８４０に隣接した第二の開口８５２を備えているいくつかの実施形態では、第一の開口８６６と第二の開口８５２は同じステップで形成する。ほかの実施形態では、第一の開口８６６と第二の開口８５２は別々のステップで形成する。
【００５１】
ステップ１１７０において、第二の犠牲物質の第一の開口８６６に充てん物質から複合コネクター（図８Ａ中の８７２）の第一の構成部分８７４を形成して、図８Ｌに示す構造を得る。図示の実施形態、充てん物質したがって第一の構成部分８７４は第一の開口（図８Ｋ）の側壁８６８を実質的に覆うが、第一の開口８６６の底部８６９を完全に覆わない。いくつかの実施形態では、充てん物質は第一の開口の側壁８６８を完全に覆わない。すなわち、充てん物質の厚さは開口８６６の高さよりも低く、それによりたとえば図８Ｅに示す第一の構成部分８７４を得る。図８Ｌに戻り、充てん物質はまた第二の開口８５２を実質的に充てんして、支持ポストプラグ８９２を形成する。図示の実施形態では、複合コネクターの第一の構成部分８７４と支持ポストプラグ８９２は同じ充てん物質で構成されている。ほかの実施形態では、複合コネクターの第一の構成部分８７４と支持ポストプラグ８９２が同じ充てん物質で構成されないことは当業者であれば理解できよう。いくつかの好ましい実施形態では、以下により詳細に論じるように、充てん物質はスピン工程で堆積される。
【００５２】
ここに使用するように、「充てん物質」との用語は、（１）たとえばデバイスの製造中に段および／または棚、切れ目を充てんすることによって所定の特性たとえば粘着力および／または厚さ、物理的完全性、電気的完全性を備えた別の層がその上に形成される表面を提供する、および／または（２）開口を充てんして完成したデバイスに所定の特性を備えた構成部分を提供する物質を指す。所定の特性の例としては、たとえば、粘着力および／または物理的完全性、電気伝導率があげられる。ここに説明するいくつかの実施形態では、充てん物質はこれらの機能の両方を行なう。いくつかの実施形態では、充てん物質は付加機能を行なう。適切な充てん物質はこの分野で周知である。適当な充てん物質を選ぶことは、充てん物質の特定の機能はもちろん、特定の用途、使用する特定の物質を含む要因に依存することは当業者であれば理解できよう。
【００５３】
ある状況の下では、いくつかの基板上に所望の特性を備えた層を形成することが比較的困難であるとは当業者であれば理解できよう。たとえば、図８Ｌに示す構造に変形可能層１２７０を形成することは、図１２Ａに示すように変形可能層１２７０に不均一さ、たとえば、裂け目１２７８や薄い部分１２８０をもたらす可能性がある。図示の実施形態では、不均一さは、その下にある層の切れ目の周りに生じる。図示の実施形態では、切れ目としては、表面と開口１２８２との間の変わり目や、開口の壁と開口１２８４の底部との間の変わり目、凹部領域１２８６があげられる。あるタイプの層は、ほかのタイプの特徴たとえば急勾配なおよび／または粗い、不規則な表面上に形成することが難しいことは当業者であれば理解できよう。
【００５４】
図１２Ａに関連して、いくつかの実施形態では、充てん物質は、基板中の少なくともいくつかの切れ目を充てんするか覆うことによって、そのような基板上に層を形成することを促進する。いくつかの実施形態では、コネクターの第一の構成部分１２７４および／または支持ポスト１２９０の充てん物質は、図１２Ｂに示すように、０°（つまり凹部）よりも大きい、より好ましくは１０°よりも大きい接触角
を形成する。
【００５５】
いくつかの好ましい実施形態では、充てん物質は自己平坦化物質たとえばレジストやフォトレジスト、スピンオンガラス（ＳＯＧ）、スピンオン誘電体（ＳＯＤ）で構成される。ほかの実施形態では、充てん物質は別の物質たとえば平坦化物質および／または重合体、コンフォーマルコーティングで構成される。ここに使用するように、「自己平坦化」との用語は、その通常の意味で使用し、特に、表面に塗布したときに、表面上の開口および／または不規則さ、特徴を充てんするおよび／または覆う傾向があり、それにより滑らかな露出表面を提供する物質を指す。自己平坦化物質によって形成された表面が必ずしも平面を定めないことは当業者であれば理解できよう。適切なフォトレジストとしては、ポジ型レジストとネガ型レジストがあげられ、エポキシおよび／またはポリイミド、ポリアクリレート、ｉ線、ｇ線、１９３ｎｍ、深ＵＶ、厚膜レジストを含んでいる。代表的な市販の入手可能なフォトレジストとしては、ＳＵ−８（ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社、ニュートン、マサチューセッツ州）やＳＰＲ３６００（シップリー、マールバラ、マサチューセッツ州）、ＳＰＲ９９５−ＣＭ（シップリー）、超ｉ１２３（シップリー）、ＡＺ−９２００（Ｃｌａｒｉａｎｔ、Ｍｕｔｔｅｎｚ、スイス）、Ｐ４０００（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、ＡＺ ＭｉＲ ７００（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、ＡＺ ７９００（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、ＡＺ５２００（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、ＡＺ ＤＸ（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、ＮＲ−７（Ｆｕｔｕｒｅｘ）があげられる。自己平坦化物質を塗布する方法は、この分野で周知であり、たとえばスピンコーティングである。いくつかの実施形態では、フォトレジストはフォトパターニングする。いくつかの実施形態では、フォトレジストは、基板８１０を通した照射によって、すなわち、図８Ａに見られるようにデバイス８００の底部からフォトパターニングする。いくつかの実施形態では、照射は、図８Ａに見られるようにデバイス８００の上方からくる。いくつかの実施形態では、フォトレジストは両面から照射する。いくつかの実施形態では、第二のフォトレジストを充てん物質に塗布し、充てん物質をパターニングするためにフォトパターニングする。
【００５６】
自己平坦化物質の特性はこの分野で周知の方法によって制御される。たとえば、スピンオン物質の塗布では、回転速度と希釈を含む要因は、その特徴の高さと同様にスピンオン物質の膜の厚さに影響する。いくつかの実施形態では、回転速度は、開口内にレジストのより薄い層を維持しつつ、第一の構成部分（図８Ｌ）の唇８７８の厚さに影響する。自己平坦化物質の特性に影響するほかの要因としては、たとえばフォトパターニングの前後のベーク経歴があげられる。たとえば、ベークはフォトレジストを縮める傾向がある。いくつかの実施形態はプラズマディスカムステップを含んでいる。ベーク経歴とプラズマディスカムの両方はレジストの特性と高さに影響する。いくつかの実施形態では、プラズマディスカムは、コネクターおよび／または支持ポスト（それぞれ８７４と８９４）の第一の構成部分を形成した後に第一の開口８６６および／または第二の開口８５２の底部８６９からレジストを除去する。上述したように、第一の開口８６６の底部８６９に可動伝導体８４０を露出させることは、コネクターの第一の構成部分８７４が電気的に伝導性でないここに開示したデバイスのいくつかの実施形態では有用である。いくつかの実施形態では、プラズマディスカムはまた、おそらくレジストの表面を粗くすることによって、自己平坦化物質（たとえば第一の構成部分８７４）上に堆積される層の粘着力を改善する。
【００５７】
ほかの適切な充てん物質としては、この分野で周知な任意のタイプの誘電体物質たとえば金属酸化物および／または窒化物、カーバイドがあげられる。適切な誘電体物質の例としては、シリコン酸化物やシリコン窒化物、シリコンカーバイド、フッ化シリカガラス、有機シリケートガラス、アルミニウム酸化物、それらの化合物があげられる。この分野で周知のほかの誘電体もまた適切である。別の適切な充てん物質は、金属たとえばアルミニウム、銅、金、タングステン、ニッケル、チタンなどとそれらの合金か混合物である。別の適切な充てん物質はシリコンで、エピタキシアルか多結晶質か非結晶質のいずれかである。そのような充てん物質を堆積する方法は、この分野で周知であり、たとえばＣＶＤやＰＶＤ、ＡＬＤ、電気めっき、蒸着、スパッタリング、リフトオフがある。充てん物質を堆積する好ましい方法はスピンオンであり、第一の開口８６６の底部８６９に可動伝導体すなわちミラー８４０（図８Ｌ）を露出させる指向性または「スペーサー」エッチングの必要性を低減または除去する。
【００５８】
ステップ１１８０において、この分野で周知な方法を使用して図８Ｌに示す構造の上に変形可能層８７０を形成して図８Ｍに示す構造を得る。図示の実施形態では、コネクターの第二の構成部分８７６が変形可能層８７０と一体に形成される。
【００５９】
ステップ１１９０において、第一の犠牲層８３０と第二の犠牲層８５０を除去および／またはエッチング除去し、可動伝導体すなわちミラー８４０の上下にキャビティを空けて、図８Ａに示す構造を得る。いくつかの実施形態では、第一８３０と第二８５０の犠牲層を犠牲的すなわち「リリースエッチング」で除去する。第一８３０と第二８５０の犠牲層は別々のプロセスまたは単一のプロセスで除去する。特定のエッチング条件が第一と第二の犠牲物質の同一性に依存することは当業者であれば理解できよう。いくつかの実施形態では、犠牲物質の一方または両方をデバイスのほかの構造たとえば図８Ａに示す構造に対して選択的に除去する。いくつかの好ましい実施形態では、気相腐食液（たとえばＸｅＦ２）を使用して第一と第二の犠牲物質の一方または両方を選択的にエッチング可能である。
【００６０】
方法１１００はまた、図９Ａに示すＭＥＭＳデバイスを製造するのに有用である。ステップ１１１０〜１１５０は、図８Ｆ〜図８Ｊに示すように、実質的に上述したようにある。ステップ１１６０において、少なくとも一つの第一の開口９６６と一つ以上の第二の開口９５２を第二の犠牲層９５０と第一の犠牲層９３０に形成して、図９Ｂに示す構造を得る。上（図９Ｃ）から見ると、第一の開口９６６は環状で、第二の犠牲層の一部９７６を定めており、コネクター９７２（図９Ａ）の第二の構成部分を形成する。たとえば、いくつかの実施形態では、第一の開口９６６は図９Ｃに示すように円形である。ほかの実施形態では、第一の開口９６６は別の形状たとえば正方形や長方形、六角形、楕円、別の形をしている。いくつかの実施形態では、第一の開口９６６は環状ではない。これらの実施形態のいくつかでは、上述したリリースエッチングがステップ１１９０において第二の犠牲層の一部９７６をエッチング除去する。これらの実施形態のいくつかでは、コネクターの第一の構成部分９７４が可動伝導体９４０を変形可能層９７０（図９Ａ）に電気的に接続し、したがって充てん物質は電気的に伝導性である。
【００６１】
ステップ１１７０において、コネクターの第一の構成部分９７４を充てん物質から形成して、図９Ｄに示す構造を得る。図示の実施形態では、充てん物質が第二の犠牲層９５０中の第一の開口９６６を実質的に充てんして第一の構成部分９７４を形成する。ほかの実施形態では、充てん物質は第一の開口９６６を実質的に充てんせず、それにより、たとえば、図９Ｅに示すように第一の構成部分９７４を得る。図９Ｄに戻り、図示の実施形態では、支持プラグポスト９９２もまた、このステップにおいて上述したように形成する。充てん物質と塗布の方法は実質的に上述したようにある。
【００６２】
ステップ１１８０において、変形可能層１０７０を上述したように形成して、図９Ｆに示す構造を得る。ステップ１１９０において、第一と第二の犠牲層８３０と８５０を上述したように除去して、図９Ａに示す構造を得る。図９Ｆに最も良くわかるように、コネクターの第一の構成部分９７４が閉じた形状を形づくる実施形態では、コネクターの可動ミラー９４０と変形可能層９７０と第一の構成部分９７４とが一緒に第二の犠牲物質の一部９７６を包み、それによりエッチングを防いでコネクターの第二の構成部分９７６を形成する。
【００６３】
上述したように、いくつかの実施形態では、第一の構成部分９７４と第二の構成部分９７６の少なくとも一つが電気的に伝導性である。いくつかの好ましい実施形態では、第二の構成部分９７６が電気的伝導性犠牲物質たとえばモリブデンやタングステンで構成される。
【００６４】
方法１１００はまた、図１０Ａに示す装置を製造する方法を提供する。ステップ１１１０〜１１６０は、図８Ｆ〜図８Ｋに示すように、実質的に上述したようにある。ステップ１１７０において、支持ポストの第一の構成部分１０９４とコネクターの第一の構成部分１０７４を上述したように充てん物質から同時に形成して図１０Ｃに示す構造を得る。ステップ１１８０において、変形可能層１０７０を形成し、図１０Ｄに示すように、コネクターの第二の構成部分１０７６に加えて、支持ポストの第二の構成部分１０９６を形成する。ステップ１１９０において、第一と第二の犠牲層１０３０と１０５０とを除去して図１０Ａに示す構造を形成する。
【００６５】
上に説明した装置と製造プロセスへの変更、たとえば構成部分および／またはステップを追加および／または除去すること、が可能であることは当業者であれば理解できよう。さらに、ここに説明した方法と構造とシステムは、ほかのタイプのＭＥＭＳデバイスたとえばほかのタイプの光変調器を含むほかの電子デバイスを製造することにとって有用である。
【００６６】
さらに、上記の詳細な説明は、さまざまな実施形態に適用される本発明の新規な特徴を図示し説明し指摘したが、ここに示したデバイスやプロセスの形態と詳細に本発明の要旨から逸脱することなくさまざまな省略と置換と変更が当業者によってなされうることが理解されよう。認められるように、本発明は、いくつかの特徴がほかとは別に使用されるか実行されてよいので、ここに述べた特徴と利点のすべてを提供するとは限らない形態に具体化されてもよい。
【００６７】
本発明のこれらのおよびほかの観点が続く説明と添付の（実尺どおりではない）図面とから容易に明白になるであろう。図面は本発明を例示するものであって限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第一の光干渉変調器の可動反射層が弛緩位置にあり、第二の光干渉変調器の可動反射層が作動位置にある光干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部を描く等角投影図である。
【図２】３×３光干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図３】図１の光干渉変調器の一つの代表的な実施形態における可動ミラー位置対印加電圧の図である。
【図４】光干渉変調器ディスプレイを駆動するのに使用しうる１セットの行および列電圧を示している。
【図５Ａ】図２の３×３光干渉変調器の表示データの一つの代表的なフレームを示している。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームを書き込むために使用しうる行列信号の一つの代表的なタイミング図を示している。
【図６Ａ】複数の光干渉変調器からなる視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。
【図６Ｂ】複数の光干渉変調器からなる視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。
【図７Ａ】図１のデバイスの断面図である。
【図７Ｂ】光干渉変調器の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】光干渉変調器の別の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】光干渉変調器のまた別の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】光干渉変調器の追加の代替実施形態の断面図である。
【図８Ａ】ここに開示するように複合コネクターを備えている光干渉変調器の実施形態を示している。
【図８Ｂ】ここに開示するように複合コネクターを備えている光干渉変調器の実施形態を示している。
【図８Ｃ】ここに開示するように複合コネクターを備えている光干渉変調器の実施形態を示している。
【図８Ｄ】ここに開示するように複合コネクターを備えている光干渉変調器の実施形態を示している。
【図８Ｅ】ここに開示するように複合コネクターを備えている光干渉変調器の実施形態を示している。
【図８Ｆ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｇ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｈ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｉ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｊ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｋ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｌ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｍ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図９Ａ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図９Ｂ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図９Ｃ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図９Ｄ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図９Ｅ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図９Ｆ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図１０Ａ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図１０Ｂ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図１０Ｃ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図１０Ｄ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図１１】ここに開示するように光干渉変調器を統合するための方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】変形可能層中のさまざまな欠陥を示している。
【図１２Ｂ】充てん物質のための代表的な接触角（■）を示している。
【技術分野】
【０００１】
この出願は一般に微小電気機械システムデバイス、特には光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）はマイクロメカニカル素子とアクチュエーターと電子機器とを含んでいる。マイクロメカニカル素子は、基板および／または堆積物質層の一部をエッチング除去するか層を追加して電気デバイスや電気機械デバイスを形成する堆積およびまたはエッチング、ほかのマイクロマシーニングプロセスを用いて作製しうる。ＭＥＭＳデバイスの一つのタイプは光干渉変調器と呼ばれる。ここに使用する光干渉変調器や光干渉光変調器との用語は、光干渉の法則を使用して光を選択的に吸収および／または反射するデバイスを指す。ある実施形態では、光干渉変調器は一対の伝導プレートを備えていてもよく、その一方または両方は、全体または一部が透明および／または反射的であってもよく、適当な電気信号の印加に対して相対運動可能であってもよい。特定の実施形態では、一方のプレートが基板上に堆積された静止層を備えていてもよく、他方のプレートが空隙によって静止層から離れた金属膜を備えていてもよい。ここに詳細に説明するように、一方のプレートの他方に対する位置は、光干渉変調器への入射光の光干渉を変化させることができる。そのようなデバイスは広範囲の用途を有しており、既存製品を改善してまだ開発されていない新製品を作り出すのにそれらの特徴を利用できるようにこれらのタイプのデバイスの特性を利用および／または修正する技術分野にとって有益であろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明のシステムと方法とデバイスのおのおのにはいくつかの観点があり、それらのただ一つが単独でその所望の特質を担うものではない。本発明の要旨を限定するものではなく、その顕著な特徴をいま簡単に説明する。この議論を考慮した後、また特に「発明を実施するための最良の形態」と題した部分を読んだ後、本発明のどのような特徴がほかのディスプレイデバイスに対する利点を提供するか理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
基板と可動ミラーと変形可能層と支持構造とを備えているＭＥＭＳデバイスたとえば光干渉変調器を備えている装置と製造するための方法とシステムとがここに記述されている。いくつかの実施形態では、支持構造は複数の支持ポストを備えている。コネクターは、変形可能層への可動ミラーを固定する。コネクターと支持ポストの少なくとも一つが、第一の構成部分と第一の構成部分と第二の構成部分とからなる複合物であり、ここで第一の構成部分においてがコネクターと支持ポストの少なくとも一つの周囲の少なくとも一部を形成する。
【０００５】
したがって、ここに説明する一実施形態は、基板と、変形可能層と、変形可能層を支持している支持構造と、基板と変形可能層との間に配置された可動伝導体と、可動伝導体を変形可能層に固定する少なくとも一つのコネクターとを備えている微小電気機械システムデバイスを提供する。コネクターと支持構造の少なくとも一つは第一の構成部分と第二の構成部分とからなり、第一の構成部分の少なくとも一部はコネクターと支持構造の少なくとも一つの周囲に配置され、第一の構成部分は電気絶縁充てん物質からなる。
【０００６】
別の実施形態は、光変調器を製造するための方法とそれにより製造された光変調器とを提供し、その方法は、基板上に第一の犠牲物質の層とミラーと第二の犠牲物質の層とを成形することと、第二の犠牲物質の層を貫通した第一の開口を形成し、それによりミラーを露出させることと、開口の側面の少なくとも一部を充てん物質で充てんすることとを有する。
【０００７】
別の実施形態は、変形可能伝導層と、可動伝導層と、変形可能電気伝導層と可動伝導層との間に延びている伝導コアと、伝導コアを取り囲んでいる電気絶縁物質の層とを備えている微小電気機械システムデバイスを提供する。
【０００８】
別の実施形態は、基板と、基板上に形成された第一の犠牲物質の層と、第一の犠牲物質の層の上に形成された伝導体と、伝導体上に形成された第二の犠牲物質の層と、第二の犠牲物質の層を貫通した第一の開口であって、伝導体を露出させる第一の開口と、第一の開口中の切れ目を充てん物質で充てんするための手段とを備えている微小電気機械システムデバイスを提供する。いくつかの実施形態はさらに、第二の犠牲物質の層の上に形成された変形可能層と、基板と変形可能層との間に延びている複数のポストとを備えている。
【０００９】
別の実施形態は、可動手段と、可動手段を支持するための支持手段と、可動手段と可動手段を支持するための手段との間の電気信号を通信するための伝導手段と、電気信号を通信するための手段の形成を促進するための充てん手段とを備えている微小電気機械システムデバイスを提供する。
【００１０】
別の実施形態は、微小電気機械システムデバイスを操作する方法を提供する。微小電気機械システムデバイスは、コンパートメントと、変形可能伝導層と、可動伝導層であって、コンパートメント中の第一の位置と第二の位置との間で移動可能な可動伝導層と、変形可能電気伝導層と可動伝導層との間に延びている伝導コアと、伝導コアを取り囲んでいる電気絶縁物質の層とを備えている。方法は、可動伝導層を第一の位置から第二の位置に移動させるのに十分な可動伝導層に第一の電圧を印加することを有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
続く詳細な説明は、本発明のある特定の実施形態に向けられている。しかしながら、本発明は多くの異なる手法で具体化することができる。この説明では、同様の部材は同様の符号で示す参照符号を図面に付す。続く説明から明らかように、実施形態は、動画（たとえばビデオ）か静止画（たとえばスチル画像）かを問わず、さらに文字か絵かを問わず、画像を表示するように構成されたあらゆるデバイスにおいて実施しうる。特に、実施形態は、これに限定されないが、移動電話や無線デバイス、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ハンドヘルドまたは携帯型コンピューター、ＧＰＳレシーバー／ナビゲーター、カメラ、ＭＰ３プレーヤー、カムコーダー、ゲーム機、腕時計、時計、計算機、テレビジョンモニター、フラットパネルディスプレイ、コンピューターモニター、自動ディスプレイ（たとえば走行記録計ディスプレイその他）、コックピットのコントロールやディスプレイ、カメラ視のディスプレイ（たとえば乗り物の背面カメラのディスプレイ）、電子写真、電子の広告板や標識、プロジェクター、建築物、パッケージング、美的構造物（たとえば一つの宝石の画像）など、さまざまな電子デバイスにおいて実施しうるか関連しうることが予想される。ここに説明したものと同様の構造体のＭＥＭＳデバイスは電子スイッチデバイスなどの非ディスプレイ用途において使用することもできる。
【００１２】
ここに開示されたＭＥＭＳデバイスの実施形態は、可動ミラーを変形可能層に固定する複合コネクターを備えている。複合コネクターは第一の構成部分と第二の構成部分とを備えており、第一の構成部分は充てん物質を備えている。いくつかの実施形態では、コネクターの第一の構成部分の少なくとも一部がコネクターの周囲に配置される。いくつかの実施形態では、第一の構成部分は、コネクターの少なくとも一部の側面たとえばコネクターの下部の周りのカラーを形成する。ほかの実施形態では、第一の構成部分は環状で、コネクターの側面全体を形成し、側面の第二の構成部分を完全に取り囲んでいる。デバイスの実施形態もまた複合支持ポストを備えている。複合支持ポストは第一の構成部分と第二の構成部分とを備えており、第一の構成部分は充てん物質を備えている。いくつかの実施形態では、第一の構成部分の少なくとも一部が支持ポストの周囲に配置される。開示したデバイスの実施形態は、非複合コネクターを使用する同様のデバイスよりも容易に製造される。たとえば、いくつかの実施形態では、充てん物質はスピン工程で塗布される。いくつかの実施形態では、充てん物質は、充てん物質のない同等のデバイスよりも容易に所定の物質の層が形成されるデバイスの表面を提供する。
【００１３】
光干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を備えている一つの光干渉変調器ディスプレイ実施形態を図１に示す。これらのデバイスでは、画素は明暗状態のいずれかにある。明（「オン」または、「開放」）状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分をユーザーへ反射する。暗（「オフ」または「閉鎖」）状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光をユーザーへほとんど反射しない。実施形態によっては、「オン」状態と「オフ」状態の光反射特性は逆であってもよい。ＭＥＭＳ画素は、白黒に加えてカラー表示を考慮し、特定の色で主に反射するように構成することが可能である。
【００１４】
図１は、視覚ディスプレイの一連の画素中の二つの隣接画素を描いた等角投影図であり、各画素はＭＥＭＳ光干渉変調器を備えている。いくつかの実施形態では、光干渉変調器ディスプレイは、これらの光干渉変調器の行／列アレイを備えている。各光干渉変調器は、互いに可変かつ制御可能な距離に位置する一対の反射層を含んでおり、少なくとも一つの可変次元をもつ共振光学キャビティを形成している。一実施形態では、一方の反射層が二つの位置の間で移動されうる。第一の位置（ここでは弛緩位置と呼ぶ）では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きな距離に位置している。第二の位置（ここでは作動位置と呼ぶ）では、可動反射層は、固定部分反射層に隣接し密接して位置している。二つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて強め合ってまたは弱め合って干渉し、各画素について全体反射状態または非反射状態のいずれかを作り出す。
【００１５】
図１の画素アレイの図示部分は二つの隣接する光干渉変調器１２ａと１２ｂを含んでいる。左側の光干渉変調器１２ａでは、可動反射層１４ａは光学スタック１６ａからの所定距離の弛緩位置に図示されており、光学スタック１６ａは部分的反射層を含んでいる。右側の光干渉変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂは光学スタック１６ｂに隣接する作動位置に図示されている。光学スタック１６ａと１６ｂ（光学スタック１６と総称する）は、ここに参照するように、典型的にはいくつかの融合層からなり、それらは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの電極層、クロムなどの部分的反射層、透明誘電体を含みうる。したがって、光学スタック１６は、電気的に伝導性で、部分的に透明で、部分的に反射的であり、たとえば透明基板２０上に上記の層の一つ以上を堆積することにより作られうる。いくつかの実施形態では、層は平行ストリップにパターニングされ、後述するようにディスプレイデバイス中の行電極を形成しうる。可動反射層１４ａ，１４ｂは、ポスト１８の上面およびポスト１８間に堆積された介在犠牲物質の上に堆積された（行電極１６ａ，１６ｂに直交する）一つまたは複数の堆積金属層の一連の平行ストリップとして形成してもよい。犠牲物質をエッチング除去すると、可動反射層１４ａ，１４ｂが光学スタック１６ａ，１６ｂから規定間隙１９だけ離れる。アルミニウムなどの高伝導反射物質を反射層１４に使用してもよく、これらのストリップがディスプレイデバイスの列電極を形成してもよい。
【００１６】
印加電圧がないとき、図１の画素１２ａに示すように、可動反射層１４ａと光学スタック１６ａの間にキャビティ１９が残り、可動反射層１４ａは機械的弛緩状態にある。しかしながら、選択した行と列に電位差を印加すると、対応する画素の行電極と列電極の交差により形成されたコンデンサーがチャージされ、静電力が電極同士を引き寄せる。電圧が十分に高ければ、可動反射層１４が変形し、光学スタック１６に押し付けられる。図１の右側の画素１２ｂに示されるように、光学スタック１６内の（この図には示していない）誘電体層が短絡するのを防ぐとともに層１４と層１６の間の分離距離を制御しうる。その振る舞いは印加電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射対非反射画素状態を制御することができる行／列作動は、従来のＬＣＤやほかのディスプレイ技術で使用される行／列作動に多くの点で類似している。
【００１７】
図２〜図５は、表示用途の光干渉変調器のアレイを使用するための一つの代表的なプロセスとシステムを示している。
【００１８】
図２は、本発明の観点を組み込んでよい電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。この代表的な実施形態では、電子デバイスは、ＡＲＭやＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）などの任意の汎用シングルまたはマルチチップマイクロプロセッサー、またはデジタルシグナルプロセッサーやマイクロコントローラー、プログラマブルゲートアレイなどの任意の専用マイクロプロセッサーであってもよいプロセッサー２１を含んでいる。この分野で一般に行なわれているように、プロセッサー２１は一つ以上のソフトウェアモジュールを実行するように構成されうる。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサーは、ウェブブラウザや電話アプリケーション、電子メールプログラム、ほかのソフトウェアアプリケーションを含め、一つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成されてもよい。
【００１９】
一実施形態では、プロセッサー２１もアレイドライバー２２と通信するように構成されている。一実施形態では、アレイドライバー２２は、パネルすなわちディスプレイアレイ（ディスプレイ）３０に信号を供給する行ドライバー回路２４と列ドライバー回路２６を含んでいる。図１に示したアレイの断面は図２の１−１線によって示されている。ＭＥＭＳ光干渉変調器については、行／列作動プロトコルは、図３に示したデバイスのヒステリシス特性を利用してよい。可動層を弛緩状態から作動状態まで変形させるにはたとえば１０ボルトの電位差を必要としてよい。しかしながら、電圧がその値から低下するとき、電圧が１０ボルト未満に降下する際、可動層はその状態を維持する。図３の代表的な実施形態では、電圧が２ボルト未満の降下するまで可動層は完全に弛緩しない。したがって、デバイスが弛緩または作動状態で安定している印加電圧の窓が存在する電圧の範囲（図３に示した例では約３〜７Ｖ）がある。ここでは、これを「ヒステリシス窓」または「安定窓」と呼ぶ。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイは、行ストロービングのあいだ、ストローブされた行中の作動されるべき画素が約１０ボルトの電圧差にさらされ、弛緩されるべき画素が０ボルト近くの電圧差にさらされるように、行／列作動プロトコルを設計することが可能である。ストローブの後、画素は、行ストローブによっておかれた状態のままであるように、約５ボルトの定常状態電圧差にさらされる。書き込み後、各画素は、この例の３−７ボルトの「安定窓」内の電位差にある。この特徴は、図１に示した画素設計を同じ印加電圧状態の下で作動または弛緩の事前状態のいずれかに安定にする。光干渉変調器の各画素は、作動状態であれ弛緩状態であれ、実質的に固定反射層と可動反射層によって形成されるコンデンサーであるので、この安定状態は、ほとんど消費電力を伴わないヒステリシス窓内の電圧で保持することができる。印加電位が固定されていれば、実質的に電流は画素に流れ込まない。
【００２０】
代表的アプリケーションでは、表示フレームは、第一行中の作動画素の所望のセットにしたがって列電極のセットをアサートすることにより作成してよい。次に行パルスを行１電極に印加し、アサートされた列線に対応する画素を作動させる。次に列電極のアサートされたセットを変更し、第二行中の作動画素の所望のセットに対応させる。次にパルスを行２電極に印加し、行２中の適当な画素をアサートされた列電極にしたがって作動させる。行１画素は行２パルスに影響されず、行１パルスのあいだに設定された状態のままである。これを一連の行の完全にわたり順次に繰り返してフレームを生成してよい。一般に、フレームは、毎秒所望のフレーム数でこのプロセスを絶えず繰り返すことにより、新しい表示データでリフレッシュおよび／またはアップデートされる。表示フレームを生成するために画素アレイの行電極と列電極を駆動するための種々さまざまなプロトコルもまた周知であり、これは本発明と共に使用してよい。
【００２１】
図４と図５は、図２の３×３アレイに表示フレームを生成するための一つの可能な作動プロトコルを示している。図４は、図３のヒステリシス曲線を示す画素に使用してよい列と行の電圧レベルの可能なセットを示している。図４の実施形態において、画素を作動させることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を＋ΔＶにセットすることを含んでおり、それらは、それぞれ、−５ボルトと＋５ボルトに一致していてもよい、画素を弛緩させることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じ＋ΔＶにセットして、画素を横切ってゼロボルト電位差を生成することより実施する。行電圧がゼロボルトに保持される行では、画素は、列が＋Ｖｂｉａｓか−Ｖｂｉａｓかにかかわらず、それらがもとあった状態で安定している。また図４に示すように、上述したほかに逆極性の電圧を使用することができること、たとえば、画素を作動させることが適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を−ΔＶにセットすることを含みうることもわかるであろう。本実施形態では、画素を開放することは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行に−ΔＶをセットして、画素を横切ってゼロボルト電位差を生産することにより実施する。
【００２２】
図５Ｂは、図５Ａに示したディスプレイ配列をもたらす図２の３×３アレイに印加する一連の行と列の信号を示しているタイミング図であり、ここで作動画素は非反射である。図５Ａに示したフレームを書き込む前に、画素は任意の状態であってもよく、この例では、すべての行が０ボルト、すべての列が＋５ボルトにある。これらの印加電圧では、すべての画素はそれらの既存の作動状態または弛緩状態で安定している。
【００２３】
図５Ａのフレーム中では、画素（１，１）と（１，２）、（２，２）、（３，２）、（３，３）が作動される。これを実施するため、行１の「線時間」のあいだ、列１と列２は−５ボルトにセットし、列３は＋５ボルトにセットする。これは任意の画素の状態を変更しない。なぜなら、すべての画素は３〜７ボルトの安定窓にあるままであるからである。次に行１を、０から５ボルトまで上がってゼロに戻るパルスでストローブする。これは（１，１）と（１，２）画素を作動させ、（１，３）画素を弛緩させる。アレイ中のほかの画素は影響されない。行２を望むようにセットするため、列２を−５ボルトにセットし、列１と列３を＋５ボルトにセットする。次に行２に印加した同じストローブは、画素（２，２）を作動させ、画素（２，１）と（２，３）を弛緩させる。再び、アレイ中のほかの画素は影響されない。列２と列３を−５ボルトに、列１を＋５ボルトにセットすることにより行３を同様にセットする。行３のストローブは図５Ａに示すように行３の画素をセットする。フレームを書き込んだ後、行電位はゼロになり、列電位は＋５または−５ボルトの一方のままとなることが可能であり、ディスプレイは次に図５Ａの配列で安定する。多数すなわち何百もの行と列に対して同じ手順を使用することが可能であることがわかるであろう。行と列の作動を実施するのに使用される電圧のタイミングとシーケンスとレベルは、上に概説した一般的な原理の範囲内で広く変えることが可能であり、上述の例は代表的なだけであり、任意の作動電圧方法もここに説明したシステムと方法で使用することが可能である。
【００２４】
図６Ａと図６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の実施形態を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０はたとえば携帯（移動）電話とすることができる。しかしながら、ディスプレイデバイス４０またはそれの少しの変形の同じコンポーネントは、テレビやポータブルメディアプレイヤーなどのさまざまなタイプのディスプレイデバイスの例ともなる。ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１とディスプレイ３０とアンテナ４３とスピーカー４５と入力デバイス４８とマイクロホン４６とを含んでいる。ハウジング４１は一般に、射出成形と真空成形を含む、当業者に周知なさまざまな製造プロセスのいずれかから形成される。さらに、ハウジング４１は、これらに限定されないが、プラスチックや金属、ガラス、ゴム、陶器、またはそれらの組み合わせを含む、さまざまな物質のいずれかから作られうる。一実施形態では、ハウジング４１は、異なる色のまたは異なるロゴや絵や記号を有しているほかの着脱部と交換されてよい（図示しない）着脱部を含んでいる。
【００２５】
代表的なディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、ここに説明するように、双安定ディスプレイを含むさまざまなディスプレイのいずれかであってもよい。ほかの実施形態では、ディスプレイ３０は、当業者に周知なように、プラズマやＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、上述したＴＦＴ ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、またはＣＲＴやほかのチューブデバイスなどの非フラットパネルディスプレイを含んでいる。しかしながら、本実施形態を説明する目的のため、ディスプレイ３０は、ここに説明するように、光干渉変調器ディスプレイを含んでいる。代表的なディスプレイデバイス４０の一実施形態のコンポーネントを図６Ｂに概略的に示す。図示の代表的なディスプレイデバイス４０はハウジング４１を含んでおり、その中に少なくとも部分的に囲まれた追加コンポーネントを含むことができる。たとえば、一実施形態では、代表的なディスプレイデバイス４０は、トランシーバー４７に接続されるアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含んでいる。トランシーバー４７はプロセッサー２１に連結されており、それはコンディショニングハードウェア５２に連結されている。コンディショニングハードウェア５２は信号を整える（たとえば信号をフィルター処理する）ように構成されうる。コンディショニングハードウェア５２はスピーカー４５とマイクロホン４６に連結されている。プロセッサー２１も入力デバイス４８とドライバーコントローラー２９に連結されている。ドライバーコントローラー２９はフレームバッファ２８とアレイドライバー２２に接続され、これはさらにディスプレイアレイ３０に接続されている。電源５０は、特定の代表的なディスプレイデバイス４０設計によって必要とされるすべてのコンポーネントにパワーを供給する。
【００２６】
ネットワークインターフェース２７は、代表的なディスプレイデバイス４０がネットワーク上の一つ以上のデバイスと通信できるように、アンテナ４３とトランシーバー４７を含んでいる。一実施形態では、ネットワークインターフェース２７はまたいくつかの処理容量を有し、プロセッサー２１の要件を取り除いてもよい。アンテナ４３は、信号の送受信用の当業者に周知の任意のアンテナである。一実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格によりＩＥＥＥ ８０２．１１（ａ）や（ｂ）や（ｇ）を含むＲＦ信号を送受信する。別の実施形態では、アンテナはＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）規格によりＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合、アンテナは、無線セル電話ネットワーク内で通信するために使用されるＣＤＭＡやＧＳＭ、ＡＭＰＳ、ほかの既知信号を受信するように設計されている。トランシーバー４７はアンテナ４３から受信した信号を、それらがプロセッサー２１によって受信されさらに操作されうるように前処理する。トランシーバー４７はまたプロセッサー２１から受信した信号を、それらがアンテナ４３を介して代表的なディスプレイデバイス４０から送信されうるように処理する。
【００２７】
代替実施形態では、トランシーバー４７はレシーバーと交換することが可能である。また別の代替実施形態では、ネットワークインターフェース２７は像源と取り替えることが可能であり、像源はプロセッサー２１に送る画像データを記憶または生成することができる。たとえば、像源は、画像データを収容したデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）やハードディスクドライブ、または画像データを生成するソフトウェアモジュールとすることができる。
【００２８】
プロセッサー２１は一般に、代表的なディスプレイデバイス４０の動作全体を制御する。プロセッサー２１は、ネットワークインターフェース２７や像源からの圧縮画像データなどのデータを受信し、そのデータを行画像データに、または行画像データへ容易に処理されるフォーマットに処理する。次にプロセッサー２１は処理したデータを記憶のためにドライバーコントローラー２９またはフレームバッファ２８へ送る。生データは、典型的には画像内の各場所における画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色と彩度とグレースケールレベルを含みうる。
【００２９】
一実施形態では、プロセッサー２１は、マイクロコントローラーまたはＣＰＵ、論理演算装置を含み、代表的なディスプレイデバイス４０の動作を制御する。コンディショニングハードウェア５２は、スピーカー４５に信号を送信するために、またマイクロホン４６から信号を受信するために、一般に増幅器とフィルターを含んでいる。コンディショニングハードウェア５２は代表的なディスプレイデバイス４０内のディスクリートコンポーネントであってもよく、またはプロセッサー２１やほかのコンポーネント内に組み込まれていてもよい。
【００３０】
ドライバーコントローラー２９は、プロセッサー２１によって生成された行画像データをプロセッサー２１から直接またはフレームバッファ２８からとり、アレイドライバー２２への高速伝送に適切な行画像データに再フォーマットする。具体的には、ドライバーコントローラー２９は行画像データを、ラスター状フォーマットを有するデータ流れに再フォーマットし、それは、ディスプレイアレイ３０を横切って走査するのに適した時間順序を有している。次にドライバーコントローラー２９はフォーマットした情報をアレイドライバー２２に送る。ＬＣＤコントローラーなどのドライバーコントローラー２９はしばしばスタンドアロンの集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサー２１に付随されるが、そのようなコントローラーは多くの手法によって実現されてよい。それらはハードウェアとしてプロセッサー２１に埋め込まれても、ソフトとしてプロセッサー２１に埋め込まれても、アレイドライバー２２にハードウェアに完全に集積されてもよい。
【００３１】
典型的には、アレイドライバー２２はドライバーコントローラー２９からフォーマットされた情報を受信し、ビデオデータを、ディスプレイのｘ−ｙマトリックスの画素から来る何百もの時には何千ものリードに毎秒何度も印加される波形の並列セットに再フォーマットする。
【００３２】
一実施形態では、ドライバーコントローラー２９とアレイドライバー２２とディスプレイアレイ３０は、ここに説明したディスプレイのどのタイプにも適切である。たとえば、一実施形態では、ドライバーコントローラー２９は、従来のディスプレイコントローラーや双安定ディスプレイコントローラー（たとえば光干渉変調器コントローラー）である。別の実施形態では、アレイドライバー２２は、従来のドライバーや双安定ディスプレイドライバー（たとえば光干渉変調器ディスプレイ）である。一実施形態では、ドライバーコントローラー２９はアレイドライバー２２に集積されている。そのような実施形態は、携帯電話、時計、ほかの小面積ディスプレイなどの高集積システムに共通している。また別の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、典型的なディスプレイアレイや双安定ディスプレイアレイ（たとえば光干渉変調器のアレイを含むディスプレイ）である。
【００３３】
入力デバイス４８は、ユーザーが代表的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するのを可能にする。一実施形態では、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードや電話キーパッドなどのキーパッドや、ボタン、スイッチ、タッチセンシティブスクリーン、感圧または感熱膜を含んでいる。一実施形態では、マイクロホン４６は代表的なディスプレイデバイス４０用の入力デバイスである。マイクロホン４６を使用してデバイスにデータを入力するとき、代表的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するためにユーザーがボイスコマンドを与えてもよい。
【００３４】
この分野で周知なように、電源５０はさまざまなエネルギー蓄積装置を含みうる。たとえば、一実施形態では、電源５０は、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン電池などの充電式電池である。別の実施形態では、電源５０は、再生可能エネルギー源とコンデンサー、プラスチック太陽電池と太陽電池ペイントを含む太陽電池である。別の実施形態では、電源５０は壁付コンセントからパワーを受け取るように構成される。
【００３５】
いくつかの実施においては、上述したように、電子ディスプレイシステムのいくつかの場所に配置することが可能であるドライバーコントローラーに、制御プログラム化が存在する。いくつかのケースでは、制御プログラム化はアレイドライバー２２に存在する。たくさんのハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントおよびさまざまな構成に対して上述した最適化が実現されてよいことは当業者であればわかるであろう。
【００３６】
上述した原理にしたがって動作する光干渉変調器の構造の詳細は広く変更されてよい。たとえば、図７Ａ〜図７Ｅは、可動反射層１４をその支持構造の５つの異なる実施形態を示している。図７Ａは図１の実施形態の断面図であり、金属物質１４のストリップが直交して延びている支持体１８上に堆積されている。図７Ｂでは、可動反射層１４がつなぎ３２によってコーナーだけで支持体に取り付けられている。図７Ｃでは、可動反射層１４が変形可能層３４からつるされており、変形可能層３４は可撓性金属で構成されうる。変形可能層３４は、直接または間接的に、変形可能層３４の周囲の周りの基板２０に連結している。これらの接続はここでは支持ポスト１８と呼ぶ。図７Ｄに示した実施形態は、その上に変形可能層３４が横たわる支持ポストプラグ４２を含む支持ポスト１８を有している。図７Ａ〜図７Ｃのように、可動反射層１４はキャビティの上につるされるが、変形可能層３４は、変形可能層３４と光学スタック１６の間の穴を満たすことにより、支持ポストを形成しない。むしろ、支持ポスト１８は平坦化物質で作られ、それは支持ポストプラグ４２を形成するために使用される。図７Ｅに示す実施形態は、図７Ｄに示した実施形態に基づくが、図示しない追加の実施形態と同様に、図７Ａ〜図７Ｃに示した実施形態のいずれに適用してもよい。図７Ｅに示した実施形態では、金属またはほかの伝導物質の追加層がバス構造４４を形成するために使用された。これは信号を光干渉変調器の背面に沿って転送するのを可能にし、さもなければ基板２０上に形成されなければならないであろう多くの電極を取り除く。
【００３７】
図７に示した実施形態では、光干渉変調器は直視型デバイスとして機能し、画像は透明基板２０の正面側つまり変調器が配置される側の反対側から見られる。これらの実施形態では、変形可能層３４とバス構造４４を含め、反射層１４は、基板２０に対向する反射層の側にある光干渉変調器のいくつかの部分を光学的に遮へいする。これは、遮へい領域が像品質に悪影響を与えずに構成され動作されることを可能にする。この分離可能な変調器アーキテクチャは、変調器の電気機械的観点と光学的観点のために使用される構造設計と物質が互い独立に選択され機能することを可能にする。さらに、図７Ｃ〜図７Ｅに示した実施形態は、反射層１４の光学的特性の機械的特性からの減結合を得るという追加の利点を有し、それは変形可能層３４によって実現される。これは、反射層１４に使用する構造設計と物質を光学的特性に対して最適化し、また変形可能層３４に使用する構造設計と物質を所望の機械的特性に対して最適化すること可能にする。
【００３８】
以下に説明するＭＥＭＳのデバイスと構造と方法とシステムは光変調器である。当業者には明白なように、ここでの教示はほかのタイプのＭＥＭＳデバイスにも適用可能である。ほかのタイプの光変調器たとえば上述し図７Ａ〜図７Ｅに例示したように光変調器にもこの教示が適用可能であることは当業者であれば理解できよう。
【００３９】
図８Ａは、図７Ｄに示したデバイスと同様の光変調器８００の実施形態を断面で示している。光変調器８００は、基板８１０と光学スタック８２０と可動ミラー８４０と変形可能層８７０と複数の支持ポスト８９０とを備えている。支持ポスト８９０は全体で支持構造を形成する。ＭＥＭＳデバイスが光変調器でない実施形態では、光学スタック８２０は省略可能である。いくつかの実施形態中では、可動ミラー８４０の少なくとも一部は電気的に伝導性である。ＭＥＭＳデバイスが光変調器でないいくつかの実施形態は、反射面を備えていない可動ミラーを備えている。これらの実施形態では、可動ミラーは「可動伝導体」と呼ぶ。可動ミラー８４０を変形可能層８７０に固定することは、第一の構成部分８７４と第二の構成部分８７６を備えている複合コネクター８７２である。いくつかの実施形態では、コネクターの第一の構成部分８７４は充てん物質からなり、第二の部分８７６は別の物質からなる。いくつかの好ましい実施形態では、充てん物質はスピンオンおよび／または自己平坦化物質である。充てん物質ついてより詳細に以下に論じる。いくつかの実施形態では、第一の構成部分８７４または第二の構成部分８７６の少なくとも一つは電気的に伝導性である。複合コネクター８７２の構造と適切な物質の詳細について以下に論じる。ほかの実施形態では、光変調器８００は複数のコネクター８７２を備えている。図示の実施形態では、支持ポスト８９０は、充てん物質を備えている支持ポストプラグ８９２を備えている。
【００４０】
図８Ｂは、光変調器８００の実施形態の平面図である。図８Ａに示した断面が断面８Ａ−８Ａによって示されている。図８Ｂは、変形可能層８７０と支持ポスト８９０と可動ミラー８４０と複合コネクター８７２とを示している。図示の実施形態では、複合コネクター８７２は実質的に円形である。ほかの実施形態では、複合コネクター８７２は別の形状、たとえば正方形か長方形か六角形か楕円かほかの規則的形状および不規則的形状をしている。上述したように、複合コネクター８７２は第一の構成部分８７４と第二の構成部分８７６とを備えている。図８Ａに戻って、図示の実施形態では、第一の構成部分８７４は複合コネクター８７２の周囲の周りに配置されている。いくつかの実施形態では、第一の構成部分８７４はカラーのように形作られており、複合コネクター８７２の少なくとも一部の側面を形成している。たとえば、図８Ｂに示した実施形態では、第一の構成部分８７４は環状で、第二の構成部分８７６の外側側壁の少なくとも一部を取り囲んでいる。ほかの実施形態では、第一の構成部分８７４は、たとえば、図８Ｃと図８Ｄに平面図で示すように、取り囲まない、すなわちコネクター８７２の任意の一部の周りに完全な周囲を形成しない一つ以上のセクションを備えている。図８Ａに示した実施形態では、第一の構成部分８７４はコネクター８７２の側面の全体を形成し、第二の構成部分８７６の外側側壁全体を実質的に覆っている。ほかの実施形態では、第一の構成部分８７４は、第二の構成部分８７６の側面を完全には覆っていない。たとえば、図８Ｅは、コネクター８７２の上部部分の側面ではなく下部の側面を形成する第一の構成部分８７４を備えているコネクター８７２の断面を示している。図示の実施形態では、第一の構成部分８７４はミラー８４０に接触しているが、コネクター８７２の高さ全体を拡大していない。
【００４１】
図８Ａに戻り、図示の実施形態では、複合コネクターの第二の構成部分８７６は変形可能層８７０に統合され、ミラー８４０を変形可能層８７０に固定する。図示のように、第二の構成部分８７６は第一の構成部分８７４内にはまり込み、中空凹構造を形成している。上述したように、第二の構成部分８５６の底部は伝導ミラー８４０に接触し、それを通して電気信号がミラー８４０に送られうる電気的接続を形成している。図示の実施形態では第二の構成部分８５６が変形可能層８７０に統合されているので、両方の構造は同じ物質で構成されている。図８Ａに示したデバイスを製造する方法について図８Ｆ〜図８Ｍを参照しつつ以下に説明する。以下に論じるように、ほかの実施形態では、第二の構成部分は変形可能層８７０に統合されておらず、異なる形状を有する、および／または、変形可能層８７０と異なる物質で構成されている。
【００４２】
図９Ａは、断面中で基板９１０と光学スタック９２０と可動ミラー９４０と変形可能層９７０と複数の支持ポスト９９０とを備えている光干渉変調器９００の別の実施形態を断面で示している。複合コネクター９７２は可動ミラー９４０を変形可能層９７０に固定している。図示の実施形態では、複合コネクター９７２は、複合コネクター９７２の側面を形成する環状の第一の構成部分９７４を備えている。第二の構成部分９７６はコネクター９７２中のコアを形成している。図示の実施形態では、第二の構成部分９７６は、第一の構成部分９７４と可動伝導体９４０と変形可能層９７０とによって実質的に完全に取り囲まれている。いくつかの実施形態では、第一の構成部分９７４と第二の構成部分９７６の少なくとも一つは電気的に伝導性であり、それにより上述したように可動伝導体９４０と変形可能層９７０とを電気的に接続している。図９Ａに示したデバイスの実施形態を製造する方法について図９Ｂ〜図９Ｆを参照しつつ以下に説明する。
【００４３】
図１０Ａは、基板１０１０と光学スタック１０２０と可動ミラー１０４０と変形可能層１０７０と複数の支持ポスト１０９０とを備えている光干渉変調器１０００の実施形態を断面で示している。図示の実施形態は、第一の構成部分１０７４と第二の構成部分１０７６とを備えている複合コネクター１０７２を備えている。複合コネクター１０７２は図８Ａに示し上述した複合コネクター８７２と同様である。ほかの実施形態では、コネクターは複合コネクターではなく、たとえばコネクター３６（図７Ｄ）と同様である。図示の実施形態では、支持ポスト１０９０は複合物であり、第一の構成部分１０９４と第二の構成部分１０９６を備えている。図示の実施形態では、第一の構成部分１０９４は複合支持ポスト１０９０の周囲の周りに配置されている。いくつかの好ましい実施形態では、第一の構成部分１０９４は環状であり、たとえば、図１０Ｂに示すように、少なくとも支持ポストの第二の構成部分１０９６の下部の側面を取り囲んでいる。いくつかの好ましい実施形態では、図１０Ａに示すように、第一の構成部分１０９４は実質的に完全に第二の構成部分１０９６の側面を取り囲み、それにより支持ポスト１０９０の側面を形成している。ほかの実施形態では、第一の構成部分１０９４は、第二の構成部分１０９６の周りに閉じた構造を形成しない一つ以上のセクションを備えている。
【００４４】
図１１は、方法の中間構造体を示す、図８Ａと図８Ｆ〜図８Ｍに示した光干渉変調器８００に関する、ＭＥＭＳデバイスを製造するための方法の実施形態を示すフローチャートである。
【００４５】
ステップ１１１０において、光学スタック８２０を基板８１０上に形成する。いくつかの実施形態では、図８Ｆに示されるように、光学スタック８２０は電極層８２２と部分的反射層８２４と誘電体層８２６とを備えている。図示の実施形態では、電極層８２２と部分的反射層８２４は基板８２０上に形成され、支持領域を開くようにパターニングされている。それは、いくつかの好ましい実施形態では（図示しない）下部電極の行を定める。次にその上に誘電体層８２６を形成する。
【００４６】
ステップ１１２０において、図８Ｇに示すように、光学スタック８２０上に第一の犠牲層８３０を形成する。第一の犠牲層８３０は第一の犠牲物質からなる。適切な犠牲物質は、この分野では周知であり、たとえば無機犠牲物質や有機犠牲物質である。適切な無機犠牲物質の例としては、シリコンやチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、モリブデン、タングステンがあげられる。適切な有機犠牲物質の例としてはレジストやフォトレジストがあげられる。第一の犠牲層８３０はこの分野で周知の方法を使用して形成される。それは、選択した特定の犠牲物質に依存し、スピンオン、物理蒸気堆積（ＰＶＤ）、スパッタリング、化学蒸気堆積（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、それらの変形があげられる。典型的には、第一の犠牲物質は、完成したデバイスにおいて腐食液にさらされるほかの物質に対して選択的にエッチング可能である。いくつかの好ましい実施形態では、第一の犠牲物質たとえばモリブデンやシリコンやタングステンは、ＸｅＦ２を使用してエッチング可能である。
【００４７】
ステップ１１３０において、図８Ｈに示すように、第一の犠牲層８３０上に伝導層８４０’を形成する。デバイスが光干渉変調器である実施形態では、伝導層は「反射層」または「ミラー層」とも呼ぶ。いくつかの実施形態では、伝導層８４０’は複合構造体であり、複数の副層を備えており、それは、さまざまな機能（たとえば剛性および／または質量、化学的耐性、エッチング耐性、反射率）の最適化を可能にする。たとえば、いくつかの実施形態では、反射層は、たとえば、アルミニウムおよび／またはチタン、クロム、銀、金からなる反射面副層を備えている。伝導層８４０’を形成する方法は、この分野では周知であり、たとえばＰＶＤやＣＶＤ、ＡＬＤ、それらの変形があげられる。
【００４８】
ステップ１１４０において、伝導層８４０’をパターニングして図８Ｉに示すように可動伝導体８４０を形成する。上述したように、デバイスが光干渉変調器である実施形態では、可動伝導体８４０は可動ミラーである。図示の実施形態では、第一の犠牲層８３０はこのステップではパターニングしない。ほかの実施形態では、第一の犠牲層８３０をパターニングして、可動伝導体８４０に隣接する第一の犠牲物質に一つ以上の開口を形成する。
【００４９】
ステップ１１５０において、可動伝導体８４０と第一の犠牲層８３０の露出部の上に第二の犠牲層８５０を形成し、それにより図８Ｊに示す構造を得る。第二の犠牲層８５０は第二の犠牲物質からなり、それは第一の犠牲物質としての使用に適した上述した物質と同一グループから独立に選択され、この分野で周知の方法を使用して形成する。いくつかの好ましい実施形態では、以下により詳細に論じるように、第一と第二の犠牲物質は同じ腐食液によって選択的にエッチング可能であり、それにより単一の解放エッチングで第一８３０と第二８５０の犠牲層の両方の除去を可能にする。
【００５０】
ステップ１１６０において、この分野で周知の方法によって、たとえばフォトリソグラフィーパターニングによって、第二の犠牲層８５０上に（図示しない）マスクを形成する。この分野で周知の方法を使用して、たとえばマスクを介してエッチングして、第二の犠牲層８５０に一つ以上の第一の開口８６６を形成して、図８Ｋに示す構造を得る。図示の実施形態では、第二の犠牲層の第一の開口８６６は可動伝導体８４０上の実質的に中心に位置し、それは、第一の開口８６６の底部の少なくとも一部を形成する。ほかの実施形態は複数の第一開口８６６を備えている。図示の実施形態は、また第一８３０と第二８５０の犠牲層を貫通し可動伝導体８４０に隣接した第二の開口８５２を備えているいくつかの実施形態では、第一の開口８６６と第二の開口８５２は同じステップで形成する。ほかの実施形態では、第一の開口８６６と第二の開口８５２は別々のステップで形成する。
【００５１】
ステップ１１７０において、第二の犠牲物質の第一の開口８６６に充てん物質から複合コネクター（図８Ａ中の８７２）の第一の構成部分８７４を形成して、図８Ｌに示す構造を得る。図示の実施形態、充てん物質したがって第一の構成部分８７４は第一の開口（図８Ｋ）の側壁８６８を実質的に覆うが、第一の開口８６６の底部８６９を完全に覆わない。いくつかの実施形態では、充てん物質は第一の開口の側壁８６８を完全に覆わない。すなわち、充てん物質の厚さは開口８６６の高さよりも低く、それによりたとえば図８Ｅに示す第一の構成部分８７４を得る。図８Ｌに戻り、充てん物質はまた第二の開口８５２を実質的に充てんして、支持ポストプラグ８９２を形成する。図示の実施形態では、複合コネクターの第一の構成部分８７４と支持ポストプラグ８９２は同じ充てん物質で構成されている。ほかの実施形態では、複合コネクターの第一の構成部分８７４と支持ポストプラグ８９２が同じ充てん物質で構成されないことは当業者であれば理解できよう。いくつかの好ましい実施形態では、以下により詳細に論じるように、充てん物質はスピン工程で堆積される。
【００５２】
ここに使用するように、「充てん物質」との用語は、（１）たとえばデバイスの製造中に段および／または棚、切れ目を充てんすることによって所定の特性たとえば粘着力および／または厚さ、物理的完全性、電気的完全性を備えた別の層がその上に形成される表面を提供する、および／または（２）開口を充てんして完成したデバイスに所定の特性を備えた構成部分を提供する物質を指す。所定の特性の例としては、たとえば、粘着力および／または物理的完全性、電気伝導率があげられる。ここに説明するいくつかの実施形態では、充てん物質はこれらの機能の両方を行なう。いくつかの実施形態では、充てん物質は付加機能を行なう。適切な充てん物質はこの分野で周知である。適当な充てん物質を選ぶことは、充てん物質の特定の機能はもちろん、特定の用途、使用する特定の物質を含む要因に依存することは当業者であれば理解できよう。
【００５３】
ある状況の下では、いくつかの基板上に所望の特性を備えた層を形成することが比較的困難であるとは当業者であれば理解できよう。たとえば、図８Ｌに示す構造に変形可能層１２７０を形成することは、図１２Ａに示すように変形可能層１２７０に不均一さ、たとえば、裂け目１２７８や薄い部分１２８０をもたらす可能性がある。図示の実施形態では、不均一さは、その下にある層の切れ目の周りに生じる。図示の実施形態では、切れ目としては、表面と開口１２８２との間の変わり目や、開口の壁と開口１２８４の底部との間の変わり目、凹部領域１２８６があげられる。あるタイプの層は、ほかのタイプの特徴たとえば急勾配なおよび／または粗い、不規則な表面上に形成することが難しいことは当業者であれば理解できよう。
【００５４】
図１２Ａに関連して、いくつかの実施形態では、充てん物質は、基板中の少なくともいくつかの切れ目を充てんするか覆うことによって、そのような基板上に層を形成することを促進する。いくつかの実施形態では、コネクターの第一の構成部分１２７４および／または支持ポスト１２９０の充てん物質は、図１２Ｂに示すように、０°（つまり凹部）よりも大きい、より好ましくは１０°よりも大きい接触角
を形成する。
【００５５】
いくつかの好ましい実施形態では、充てん物質は自己平坦化物質たとえばレジストやフォトレジスト、スピンオンガラス（ＳＯＧ）、スピンオン誘電体（ＳＯＤ）で構成される。ほかの実施形態では、充てん物質は別の物質たとえば平坦化物質および／または重合体、コンフォーマルコーティングで構成される。ここに使用するように、「自己平坦化」との用語は、その通常の意味で使用し、特に、表面に塗布したときに、表面上の開口および／または不規則さ、特徴を充てんするおよび／または覆う傾向があり、それにより滑らかな露出表面を提供する物質を指す。自己平坦化物質によって形成された表面が必ずしも平面を定めないことは当業者であれば理解できよう。適切なフォトレジストとしては、ポジ型レジストとネガ型レジストがあげられ、エポキシおよび／またはポリイミド、ポリアクリレート、ｉ線、ｇ線、１９３ｎｍ、深ＵＶ、厚膜レジストを含んでいる。代表的な市販の入手可能なフォトレジストとしては、ＳＵ−８（ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社、ニュートン、マサチューセッツ州）やＳＰＲ３６００（シップリー、マールバラ、マサチューセッツ州）、ＳＰＲ９９５−ＣＭ（シップリー）、超ｉ１２３（シップリー）、ＡＺ−９２００（Ｃｌａｒｉａｎｔ、Ｍｕｔｔｅｎｚ、スイス）、Ｐ４０００（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、ＡＺ ＭｉＲ ７００（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、ＡＺ ７９００（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、ＡＺ５２００（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、ＡＺ ＤＸ（Ｃｌａｒｉａｎｔ）、ＮＲ−７（Ｆｕｔｕｒｅｘ）があげられる。自己平坦化物質を塗布する方法は、この分野で周知であり、たとえばスピンコーティングである。いくつかの実施形態では、フォトレジストはフォトパターニングする。いくつかの実施形態では、フォトレジストは、基板８１０を通した照射によって、すなわち、図８Ａに見られるようにデバイス８００の底部からフォトパターニングする。いくつかの実施形態では、照射は、図８Ａに見られるようにデバイス８００の上方からくる。いくつかの実施形態では、フォトレジストは両面から照射する。いくつかの実施形態では、第二のフォトレジストを充てん物質に塗布し、充てん物質をパターニングするためにフォトパターニングする。
【００５６】
自己平坦化物質の特性はこの分野で周知の方法によって制御される。たとえば、スピンオン物質の塗布では、回転速度と希釈を含む要因は、その特徴の高さと同様にスピンオン物質の膜の厚さに影響する。いくつかの実施形態では、回転速度は、開口内にレジストのより薄い層を維持しつつ、第一の構成部分（図８Ｌ）の唇８７８の厚さに影響する。自己平坦化物質の特性に影響するほかの要因としては、たとえばフォトパターニングの前後のベーク経歴があげられる。たとえば、ベークはフォトレジストを縮める傾向がある。いくつかの実施形態はプラズマディスカムステップを含んでいる。ベーク経歴とプラズマディスカムの両方はレジストの特性と高さに影響する。いくつかの実施形態では、プラズマディスカムは、コネクターおよび／または支持ポスト（それぞれ８７４と８９４）の第一の構成部分を形成した後に第一の開口８６６および／または第二の開口８５２の底部８６９からレジストを除去する。上述したように、第一の開口８６６の底部８６９に可動伝導体８４０を露出させることは、コネクターの第一の構成部分８７４が電気的に伝導性でないここに開示したデバイスのいくつかの実施形態では有用である。いくつかの実施形態では、プラズマディスカムはまた、おそらくレジストの表面を粗くすることによって、自己平坦化物質（たとえば第一の構成部分８７４）上に堆積される層の粘着力を改善する。
【００５７】
ほかの適切な充てん物質としては、この分野で周知な任意のタイプの誘電体物質たとえば金属酸化物および／または窒化物、カーバイドがあげられる。適切な誘電体物質の例としては、シリコン酸化物やシリコン窒化物、シリコンカーバイド、フッ化シリカガラス、有機シリケートガラス、アルミニウム酸化物、それらの化合物があげられる。この分野で周知のほかの誘電体もまた適切である。別の適切な充てん物質は、金属たとえばアルミニウム、銅、金、タングステン、ニッケル、チタンなどとそれらの合金か混合物である。別の適切な充てん物質はシリコンで、エピタキシアルか多結晶質か非結晶質のいずれかである。そのような充てん物質を堆積する方法は、この分野で周知であり、たとえばＣＶＤやＰＶＤ、ＡＬＤ、電気めっき、蒸着、スパッタリング、リフトオフがある。充てん物質を堆積する好ましい方法はスピンオンであり、第一の開口８６６の底部８６９に可動伝導体すなわちミラー８４０（図８Ｌ）を露出させる指向性または「スペーサー」エッチングの必要性を低減または除去する。
【００５８】
ステップ１１８０において、この分野で周知な方法を使用して図８Ｌに示す構造の上に変形可能層８７０を形成して図８Ｍに示す構造を得る。図示の実施形態では、コネクターの第二の構成部分８７６が変形可能層８７０と一体に形成される。
【００５９】
ステップ１１９０において、第一の犠牲層８３０と第二の犠牲層８５０を除去および／またはエッチング除去し、可動伝導体すなわちミラー８４０の上下にキャビティを空けて、図８Ａに示す構造を得る。いくつかの実施形態では、第一８３０と第二８５０の犠牲層を犠牲的すなわち「リリースエッチング」で除去する。第一８３０と第二８５０の犠牲層は別々のプロセスまたは単一のプロセスで除去する。特定のエッチング条件が第一と第二の犠牲物質の同一性に依存することは当業者であれば理解できよう。いくつかの実施形態では、犠牲物質の一方または両方をデバイスのほかの構造たとえば図８Ａに示す構造に対して選択的に除去する。いくつかの好ましい実施形態では、気相腐食液（たとえばＸｅＦ２）を使用して第一と第二の犠牲物質の一方または両方を選択的にエッチング可能である。
【００６０】
方法１１００はまた、図９Ａに示すＭＥＭＳデバイスを製造するのに有用である。ステップ１１１０〜１１５０は、図８Ｆ〜図８Ｊに示すように、実質的に上述したようにある。ステップ１１６０において、少なくとも一つの第一の開口９６６と一つ以上の第二の開口９５２を第二の犠牲層９５０と第一の犠牲層９３０に形成して、図９Ｂに示す構造を得る。上（図９Ｃ）から見ると、第一の開口９６６は環状で、第二の犠牲層の一部９７６を定めており、コネクター９７２（図９Ａ）の第二の構成部分を形成する。たとえば、いくつかの実施形態では、第一の開口９６６は図９Ｃに示すように円形である。ほかの実施形態では、第一の開口９６６は別の形状たとえば正方形や長方形、六角形、楕円、別の形をしている。いくつかの実施形態では、第一の開口９６６は環状ではない。これらの実施形態のいくつかでは、上述したリリースエッチングがステップ１１９０において第二の犠牲層の一部９７６をエッチング除去する。これらの実施形態のいくつかでは、コネクターの第一の構成部分９７４が可動伝導体９４０を変形可能層９７０（図９Ａ）に電気的に接続し、したがって充てん物質は電気的に伝導性である。
【００６１】
ステップ１１７０において、コネクターの第一の構成部分９７４を充てん物質から形成して、図９Ｄに示す構造を得る。図示の実施形態では、充てん物質が第二の犠牲層９５０中の第一の開口９６６を実質的に充てんして第一の構成部分９７４を形成する。ほかの実施形態では、充てん物質は第一の開口９６６を実質的に充てんせず、それにより、たとえば、図９Ｅに示すように第一の構成部分９７４を得る。図９Ｄに戻り、図示の実施形態では、支持プラグポスト９９２もまた、このステップにおいて上述したように形成する。充てん物質と塗布の方法は実質的に上述したようにある。
【００６２】
ステップ１１８０において、変形可能層１０７０を上述したように形成して、図９Ｆに示す構造を得る。ステップ１１９０において、第一と第二の犠牲層８３０と８５０を上述したように除去して、図９Ａに示す構造を得る。図９Ｆに最も良くわかるように、コネクターの第一の構成部分９７４が閉じた形状を形づくる実施形態では、コネクターの可動ミラー９４０と変形可能層９７０と第一の構成部分９７４とが一緒に第二の犠牲物質の一部９７６を包み、それによりエッチングを防いでコネクターの第二の構成部分９７６を形成する。
【００６３】
上述したように、いくつかの実施形態では、第一の構成部分９７４と第二の構成部分９７６の少なくとも一つが電気的に伝導性である。いくつかの好ましい実施形態では、第二の構成部分９７６が電気的伝導性犠牲物質たとえばモリブデンやタングステンで構成される。
【００６４】
方法１１００はまた、図１０Ａに示す装置を製造する方法を提供する。ステップ１１１０〜１１６０は、図８Ｆ〜図８Ｋに示すように、実質的に上述したようにある。ステップ１１７０において、支持ポストの第一の構成部分１０９４とコネクターの第一の構成部分１０７４を上述したように充てん物質から同時に形成して図１０Ｃに示す構造を得る。ステップ１１８０において、変形可能層１０７０を形成し、図１０Ｄに示すように、コネクターの第二の構成部分１０７６に加えて、支持ポストの第二の構成部分１０９６を形成する。ステップ１１９０において、第一と第二の犠牲層１０３０と１０５０とを除去して図１０Ａに示す構造を形成する。
【００６５】
上に説明した装置と製造プロセスへの変更、たとえば構成部分および／またはステップを追加および／または除去すること、が可能であることは当業者であれば理解できよう。さらに、ここに説明した方法と構造とシステムは、ほかのタイプのＭＥＭＳデバイスたとえばほかのタイプの光変調器を含むほかの電子デバイスを製造することにとって有用である。
【００６６】
さらに、上記の詳細な説明は、さまざまな実施形態に適用される本発明の新規な特徴を図示し説明し指摘したが、ここに示したデバイスやプロセスの形態と詳細に本発明の要旨から逸脱することなくさまざまな省略と置換と変更が当業者によってなされうることが理解されよう。認められるように、本発明は、いくつかの特徴がほかとは別に使用されるか実行されてよいので、ここに述べた特徴と利点のすべてを提供するとは限らない形態に具体化されてもよい。
【００６７】
本発明のこれらのおよびほかの観点が続く説明と添付の（実尺どおりではない）図面とから容易に明白になるであろう。図面は本発明を例示するものであって限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第一の光干渉変調器の可動反射層が弛緩位置にあり、第二の光干渉変調器の可動反射層が作動位置にある光干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部を描く等角投影図である。
【図２】３×３光干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図３】図１の光干渉変調器の一つの代表的な実施形態における可動ミラー位置対印加電圧の図である。
【図４】光干渉変調器ディスプレイを駆動するのに使用しうる１セットの行および列電圧を示している。
【図５Ａ】図２の３×３光干渉変調器の表示データの一つの代表的なフレームを示している。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームを書き込むために使用しうる行列信号の一つの代表的なタイミング図を示している。
【図６Ａ】複数の光干渉変調器からなる視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。
【図６Ｂ】複数の光干渉変調器からなる視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。
【図７Ａ】図１のデバイスの断面図である。
【図７Ｂ】光干渉変調器の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】光干渉変調器の別の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】光干渉変調器のまた別の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】光干渉変調器の追加の代替実施形態の断面図である。
【図８Ａ】ここに開示するように複合コネクターを備えている光干渉変調器の実施形態を示している。
【図８Ｂ】ここに開示するように複合コネクターを備えている光干渉変調器の実施形態を示している。
【図８Ｃ】ここに開示するように複合コネクターを備えている光干渉変調器の実施形態を示している。
【図８Ｄ】ここに開示するように複合コネクターを備えている光干渉変調器の実施形態を示している。
【図８Ｅ】ここに開示するように複合コネクターを備えている光干渉変調器の実施形態を示している。
【図８Ｆ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｇ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｈ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｉ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｊ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｋ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｌ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図８Ｍ】図８Ａに示した装置の製造の実施形態中の中間構造体を示している。
【図９Ａ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図９Ｂ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図９Ｃ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図９Ｄ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図９Ｅ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図９Ｆ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図１０Ａ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図１０Ｂ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図１０Ｃ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図１０Ｄ】ここに開示するように光干渉変調器とその製造の実施形態中の中間構造体との別の実施形態を示している。
【図１１】ここに開示するように光干渉変調器を統合するための方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】変形可能層中のさまざまな欠陥を示している。
【図１２Ｂ】充てん物質のための代表的な接触角（■）を示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
変形可能層と、
変形可能層を支持している支持構造と、
基板と変形可能層との間に配置された可動伝導体と、
可動伝導体を変形可能層に固定するコネクターとを備えており、
コネクターと支持構造の少なくとも一つが第一の構成部分と第二の構成部分とからなり、
第一の構成部分の一部が、コネクターと支持構造の少なくとも一つの周囲に配置されており、
第一の構成部分が電気絶縁充てん物質からなる、微小電気機械システムデバイス。
【請求項２】
支持構造が複数の支持ポストを備えており、支持ポストは基板によって支持されており、変形可能層を支持している、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項３】
充てん物質が自己平坦化物質からなる、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項４】
充てん物質が、誘電体物質と金属とシリコンから成るグループから選択される物質からなる、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項５】
コネクターと変形可能層とが一体化されている、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項６】
コネクターが第一の構成部分と第二の構成部分とからなり、
第一の構成部分が環状で、コネクターの少なくとも一部の側面を形成している、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項７】
第一の構成部分がコネクター全体の側面を形成している、請求項６の微小電気機械システムデバイス。
【請求項８】
第二の構成部分が犠牲物質からなる、請求項７の微小電気機械システムデバイス。
【請求項９】
犠牲物質が、モリブデンかシリコンかそれらの化合物からなる、請求項８の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１０】
少なくとも一つの支持ポストが、充てん物質から実質的に形成された支持ポストプラグを備えている、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１１】
微小電気機械システムデバイスが光変調器である、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１２】
コネクターが第一の構成部分を備えており、
第一の構成部分が可動伝導体に接触しており、コネクターの下部の側面を形成している、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１３】
第二の構成部分が伝導体からなる、請求項１２の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１４】
充てん物質がスピンオン物質である、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１５】
少なくとも前記可動伝導体と電気的通信状態にあるプロセッサーであって、画像データを処理するように構成された前記プロセッサーと、
前記プロセッサーと電気的通信状態にあるメモリーデバイスとをさらに備えている、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１６】
前記ディスプレイに少なくとも一つの信号を送るように構成されたドライバー回路をさらに備えている、請求項１５の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１７】
前記ドライバー回路に前記画像データの少なくとも一部を送るように構成されたコントローラーをさらに備えている、請求項１６の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１８】
前記画像データを前記プロセッサーに送るように構成された像源モジュールをさらに備えている、請求項１５の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１９】
前記像源モジュールがレシーバーとトランシーバーとトランスミッターの少なくとも一つを備えている、請求項１８の微小電気機械システムデバイス。
【請求項２０】
入力データを受け取り、前記入力データを前記プロセッサーに伝えるように構成された入力装置をさらに備えている、請求項１５の微小電気機械システムデバイス。
【請求項２１】
基板上に第一の犠牲物質の層とミラーと第二の犠牲物質の層とを成形することと、
第二の犠牲物質の層を貫通した第一の開口を形成し、それによりミラーを露出させることと、
開口の側面の少なくとも一部を充てん物質で充てんすることとを有する、光変調器を製造するための方法。
【請求項２２】
第一の開口が実質的にミラー上の中心に位置している、請求項２１の方法。
【請求項２３】
第二の犠牲物質の層とミラーに隣接している第一の犠牲物質の層とを貫通した第二の開口を形成することと、
第二の開口を充てん物質で少なくとも部分的に充てんすることと、
充てん物質上に変形可能層を形成することとをさらに有している、請求項２１の方法。
【請求項２４】
第二の開口が充てん物質で実質的に完全に充てんされる、請求項２２の方法。
【請求項２５】
充てんすることが充てん物質をスピンコートすることを有している、請求項２１の方法。
【請求項２６】
充てん物質が感光性ポリマーからなる、請求項２５の方法。
【請求項２７】
充てん物質がフォトレジストからなる、請求項２６の方法。
【請求項２８】
充てん物質がスピンオンガラスまたはスピンオン誘電体からなる、請求項２５の方法。
【請求項２９】
充てんすることが、充てん物質を開口の高さ未満の厚さに堆積することを含む、請求項２８の方法。
【請求項３０】
第一の開口が環状である、請求項２１の方法。
【請求項３１】
第一の開口が充てん物質で実質的に充てんされる、請求項３０の方法。
【請求項３２】
請求項２１〜３１のいずれかの方法によって製造された光干渉変調器。
【請求項３３】
変形可能伝導層と、
可動伝導層と、
変形可能電気伝導層と可動伝導層との間に延びている伝導コアと、
伝導コアを取り囲んでいる電気絶縁伝導物質の層とを備えている、微小電気機械システムデバイス。
【請求項３４】
微小電気機械システムデバイスが光変調器であり、
可動伝導層がミラーである、請求項３３の微小電気機械システムデバイス。
【請求項３５】
基板と、
基板上に形成された第一の犠牲物質の層と、
第一の犠牲物質の層の上に形成された伝導体と、
伝導体上に形成された第二の犠牲物質の層と、
第二の犠牲物質の層を貫通した第一の開口であって、伝導体を露出させる第一の開口と、
第一の開口中の切れ目を充てん物質で充てんするための手段とを備えている、微小電気機械システムデバイス。
【請求項３６】
第二の犠牲物質の層の上に形成された変形可能層と、
基板と変形可能層との間に延びている複数のポスト、請求項３５の微小電気機械システムデバイス。
【請求項３７】
デバイスを作動させるための可動手段と、
可動手段を支持するための支持手段と、
可動手段と可動手段を支持するための手段との間で電気信号を通信するための伝導手段と、
電気信号を通信するための手段の形成を促進するための充てん手段とを備えている、微小電気機械システムデバイス。
【請求項３８】
可動手段が可動伝導体である、請求項３７の微小電気機械システムデバイス。
【請求項３９】
支持手段が複数の支持ポストを備えている、請求項３７または請求項３８の微小電気機械システムデバイス。
【請求項４０】
伝導手段が、電気伝導物質からなるコネクターの第二の構成部分である、請求項３７〜３９のいずれかの微小電気機械システムデバイス。
【請求項４１】
充てん手段が、充てん物質からなるコネクターの第一の構成部分である、請求項３７〜４０のいずれかの微小電気機械システムデバイス。
【請求項４２】
微小電気機械システムデバイスを操作するための方法であって、微小電気機械システムデバイスは、
コンパートメントと、
変形可能伝導層と、
可動伝導層であって、コンパートメント中の第一の位置と第二の位置との間で移動可能な可動伝導層と、
変形可能電気伝導層と可動伝導層との間に延びている伝導コアと、
伝導コアを取り囲んでいる電気絶縁物質の層とを備えており、
この方法は、可動伝導層を第一の位置から第二の位置に移動させるのに十分な可動伝導層に第一の電圧を印加することを有している、微小電気機械システムデバイスを操作するための方法。
【請求項４３】
微小電気機械システムデバイスが光干渉変調器であり、
可動伝導層が可動ミラーであり、さらに反射面を備えており、
第一の位置が弛緩位置であり、
第二の位置が作動位置である、請求項４２の方法。
【請求項４４】
第一の電圧が約＋５ボルトである、請求項４２の方法。
【請求項４５】
可動伝導層を第二の位置から第一の位置に移動させるのに十分な可動伝導層に第二の電圧を印加することを有している、請求項４２の方法。
【請求項４６】
第二の電圧が約−５ボルトである、請求項４５の方法。
【請求項１】
基板と、
変形可能層と、
変形可能層を支持している支持構造と、
基板と変形可能層との間に配置された可動伝導体と、
可動伝導体を変形可能層に固定するコネクターとを備えており、
コネクターと支持構造の少なくとも一つが第一の構成部分と第二の構成部分とからなり、
第一の構成部分の一部が、コネクターと支持構造の少なくとも一つの周囲に配置されており、
第一の構成部分が電気絶縁充てん物質からなる、微小電気機械システムデバイス。
【請求項２】
支持構造が複数の支持ポストを備えており、支持ポストは基板によって支持されており、変形可能層を支持している、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項３】
充てん物質が自己平坦化物質からなる、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項４】
充てん物質が、誘電体物質と金属とシリコンから成るグループから選択される物質からなる、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項５】
コネクターと変形可能層とが一体化されている、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項６】
コネクターが第一の構成部分と第二の構成部分とからなり、
第一の構成部分が環状で、コネクターの少なくとも一部の側面を形成している、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項７】
第一の構成部分がコネクター全体の側面を形成している、請求項６の微小電気機械システムデバイス。
【請求項８】
第二の構成部分が犠牲物質からなる、請求項７の微小電気機械システムデバイス。
【請求項９】
犠牲物質が、モリブデンかシリコンかそれらの化合物からなる、請求項８の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１０】
少なくとも一つの支持ポストが、充てん物質から実質的に形成された支持ポストプラグを備えている、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１１】
微小電気機械システムデバイスが光変調器である、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１２】
コネクターが第一の構成部分を備えており、
第一の構成部分が可動伝導体に接触しており、コネクターの下部の側面を形成している、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１３】
第二の構成部分が伝導体からなる、請求項１２の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１４】
充てん物質がスピンオン物質である、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１５】
少なくとも前記可動伝導体と電気的通信状態にあるプロセッサーであって、画像データを処理するように構成された前記プロセッサーと、
前記プロセッサーと電気的通信状態にあるメモリーデバイスとをさらに備えている、請求項１の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１６】
前記ディスプレイに少なくとも一つの信号を送るように構成されたドライバー回路をさらに備えている、請求項１５の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１７】
前記ドライバー回路に前記画像データの少なくとも一部を送るように構成されたコントローラーをさらに備えている、請求項１６の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１８】
前記画像データを前記プロセッサーに送るように構成された像源モジュールをさらに備えている、請求項１５の微小電気機械システムデバイス。
【請求項１９】
前記像源モジュールがレシーバーとトランシーバーとトランスミッターの少なくとも一つを備えている、請求項１８の微小電気機械システムデバイス。
【請求項２０】
入力データを受け取り、前記入力データを前記プロセッサーに伝えるように構成された入力装置をさらに備えている、請求項１５の微小電気機械システムデバイス。
【請求項２１】
基板上に第一の犠牲物質の層とミラーと第二の犠牲物質の層とを成形することと、
第二の犠牲物質の層を貫通した第一の開口を形成し、それによりミラーを露出させることと、
開口の側面の少なくとも一部を充てん物質で充てんすることとを有する、光変調器を製造するための方法。
【請求項２２】
第一の開口が実質的にミラー上の中心に位置している、請求項２１の方法。
【請求項２３】
第二の犠牲物質の層とミラーに隣接している第一の犠牲物質の層とを貫通した第二の開口を形成することと、
第二の開口を充てん物質で少なくとも部分的に充てんすることと、
充てん物質上に変形可能層を形成することとをさらに有している、請求項２１の方法。
【請求項２４】
第二の開口が充てん物質で実質的に完全に充てんされる、請求項２２の方法。
【請求項２５】
充てんすることが充てん物質をスピンコートすることを有している、請求項２１の方法。
【請求項２６】
充てん物質が感光性ポリマーからなる、請求項２５の方法。
【請求項２７】
充てん物質がフォトレジストからなる、請求項２６の方法。
【請求項２８】
充てん物質がスピンオンガラスまたはスピンオン誘電体からなる、請求項２５の方法。
【請求項２９】
充てんすることが、充てん物質を開口の高さ未満の厚さに堆積することを含む、請求項２８の方法。
【請求項３０】
第一の開口が環状である、請求項２１の方法。
【請求項３１】
第一の開口が充てん物質で実質的に充てんされる、請求項３０の方法。
【請求項３２】
請求項２１〜３１のいずれかの方法によって製造された光干渉変調器。
【請求項３３】
変形可能伝導層と、
可動伝導層と、
変形可能電気伝導層と可動伝導層との間に延びている伝導コアと、
伝導コアを取り囲んでいる電気絶縁伝導物質の層とを備えている、微小電気機械システムデバイス。
【請求項３４】
微小電気機械システムデバイスが光変調器であり、
可動伝導層がミラーである、請求項３３の微小電気機械システムデバイス。
【請求項３５】
基板と、
基板上に形成された第一の犠牲物質の層と、
第一の犠牲物質の層の上に形成された伝導体と、
伝導体上に形成された第二の犠牲物質の層と、
第二の犠牲物質の層を貫通した第一の開口であって、伝導体を露出させる第一の開口と、
第一の開口中の切れ目を充てん物質で充てんするための手段とを備えている、微小電気機械システムデバイス。
【請求項３６】
第二の犠牲物質の層の上に形成された変形可能層と、
基板と変形可能層との間に延びている複数のポスト、請求項３５の微小電気機械システムデバイス。
【請求項３７】
デバイスを作動させるための可動手段と、
可動手段を支持するための支持手段と、
可動手段と可動手段を支持するための手段との間で電気信号を通信するための伝導手段と、
電気信号を通信するための手段の形成を促進するための充てん手段とを備えている、微小電気機械システムデバイス。
【請求項３８】
可動手段が可動伝導体である、請求項３７の微小電気機械システムデバイス。
【請求項３９】
支持手段が複数の支持ポストを備えている、請求項３７または請求項３８の微小電気機械システムデバイス。
【請求項４０】
伝導手段が、電気伝導物質からなるコネクターの第二の構成部分である、請求項３７〜３９のいずれかの微小電気機械システムデバイス。
【請求項４１】
充てん手段が、充てん物質からなるコネクターの第一の構成部分である、請求項３７〜４０のいずれかの微小電気機械システムデバイス。
【請求項４２】
微小電気機械システムデバイスを操作するための方法であって、微小電気機械システムデバイスは、
コンパートメントと、
変形可能伝導層と、
可動伝導層であって、コンパートメント中の第一の位置と第二の位置との間で移動可能な可動伝導層と、
変形可能電気伝導層と可動伝導層との間に延びている伝導コアと、
伝導コアを取り囲んでいる電気絶縁物質の層とを備えており、
この方法は、可動伝導層を第一の位置から第二の位置に移動させるのに十分な可動伝導層に第一の電圧を印加することを有している、微小電気機械システムデバイスを操作するための方法。
【請求項４３】
微小電気機械システムデバイスが光干渉変調器であり、
可動伝導層が可動ミラーであり、さらに反射面を備えており、
第一の位置が弛緩位置であり、
第二の位置が作動位置である、請求項４２の方法。
【請求項４４】
第一の電圧が約＋５ボルトである、請求項４２の方法。
【請求項４５】
可動伝導層を第二の位置から第一の位置に移動させるのに十分な可動伝導層に第二の電圧を印加することを有している、請求項４２の方法。
【請求項４６】
第二の電圧が約−５ボルトである、請求項４５の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図８Ｇ】
【図８Ｈ】
【図８Ｉ】
【図８Ｊ】
【図８Ｋ】
【図８Ｌ】
【図８Ｍ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図９Ｅ】
【図９Ｆ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図８Ｇ】
【図８Ｈ】
【図８Ｉ】
【図８Ｊ】
【図８Ｋ】
【図８Ｌ】
【図８Ｍ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図９Ｅ】
【図９Ｆ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【公表番号】特表２００８−５１４９９５（Ｐ２００８−５１４９９５Ａ）
【公表日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３３５３２（Ｐ２００７−５３３５３２）
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３２６４７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０３６５４２
【国際公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【出願人】（５０５２５８４７２）アイディーシー、エルエルシー (122)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３２６４７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０３６５４２
【国際公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【出願人】（５０５２５８４７２）アイディーシー、エルエルシー (122)
【Ｆターム（参考）】
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