副画素間に開口を有するディスプレイデバイス及びその製造方法
電気機械システムデバイスは、基板にわたって配置された複数の支持体と、該複数の支持体にわたって配置された変形可能な反射層とを含んでいる。前記変形可能な反射層は、第１の方向に延びている複数の実質的に平行な列を含んでいる。各々の列は、前記第１の方向に一般的に垂直な第２の方向に延びている一つ以上のスロットを有している。前記スロットは、下位部分を電気的に断線することなく部分的に機械的に分離するために、前記列の下位部分の境界縁部に生成されることができる。電気機械デバイスを製造する方法は、基板にわたって導電性の変形可能な反射層を堆積する段階と、複数の電気的に分離された列を形成するために前記変形可能な層の一つ以上の部分を除去する段階と、及び少なくとも一つの前記列内に少なくとも一つの横方向スロットを形成する段階と、を含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は電気機械システムに関連している。より具体的には、本願発明は、干渉モジュレータのような電気機械システムの性能を改善するための方法及び装置に関連している。
【背景技術】
【０００２】
電気機械システムは、電気的素子及び機械的素子、アクチュエータ、トランスデューサー、センサー、光学部品、及び電子機器を含んでいる。電気機械システムは、限定されないが、マイクロスケール及びナノスケールを含む様々なスケールで製造されることができる。例えば、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスは、おおよそ１ミクロンから数百ミクロンまたはそれ以上の範囲のサイズを有する構造を含むことができる。ナノ微小電気機械システム（ＮＥＭＳ）は、例えば、数百ナノメートルより小さいサイズを含む１ミクロンよりより小さいサイズを有する構造を含むことができる。電気機械素子は、電気及び電気機械デバイスを形成するために、堆積、エッチング、リソグラフィー、及び／または基板部分及び／または堆積した材料層から離れてエッチングするか、または層を追加する他の微小機械工程を用いて製造されうる。電気機械システムデバイスの一つの種類は、干渉モジュレータと呼ばれている。ここで用いられるように、干渉モジュレータまたは干渉光モジュレータとの用語は、光学的干渉の原理を用いて選択的に光を吸収及び／または反射するデバイスに関連している。ある実施形態において、干渉モジュレータは一対の導電プレートを備えていてもよく、その一方または両方は、全体的にまたは部分的に透明及び／または反射性であってもよく、適切な電気信号の印加で相対運動することができる。具体的な実施形態において、一つのプレートは基板上に堆積された固定層を備えており、及び別のプレートは、空隙により前記固定層から離された金属薄膜を備えていてもよい。より詳細にここで説明されるように、一つのプレートの位置は、別のものに関して、前記干渉モジュレータ上の入射光の光学的な干渉を変化させることができる。そのようなデバイスは、幅広い応用を有しており、及びこれらの種類のデバイスの特徴を用いること及び／または修正することは技術的に有益であり、これらの特徴は存在する製造物を改良し、及び開発されていない新たな製造物を生成することに利用されることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一つの態様において、電気機械デバイスを製造するための方法が提供される。前記方法は、基板を提供する段階と、前記基板にわたって可動構造を形成する段階と、前記可動構造内に複数の電気的に分離された列を形成する段階と、及び少なくとも一つの前記複数の列内に少なくとも一つのスロットを生成する段階と、を備えている。前記可動構造は、第１の変形可能な層と、該第１の変形可能な層と実質的に連続に接触している反射層とを備えており、導電性であり、及び一つ以上の支持体構造によって前記基板から分離して配置されている。前記列は第１の方向に延びている。前記スロットは、第１の寸法及び該第１の寸法より大きな第２の寸法により画定され、前記第２の寸法は、前記第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に延びている。そのような態様の実質的ににおいて、各々の列は、複数の独立した活性可能な下位部分を備えている。別の実施形態において、前記スロットは、列の隣接する二つの下位部分の間に一般的に位置される。別の実施形態において、各々の下位部分は四つの角領域を有しており、各々の角領域は、異なる支持構造体により支持されている。別の実施形態において、前記方法は、少なくとも一つの列において複数のスロットを生成する段階をさらに備えている。別の実施形態において、列内の一対の連続したスロットは、前記列の下位部分を画定している。別の実施形態において、前記第２の寸法は、第１の支持体構造に近い第１の位置から、前記第１の支持体構造に隣接する第２の支持体構造に近い第２の位置まで延びている。別の実施形態において、前記第２の寸法は、二つの隣接する支持体構造の間の距離に実質的に等しい。別の実施形態において、第２の寸法は、二つの隣接する支持体構造の間の距離よりわずかに大きい。別の実施形態において、前記スロットは、複数の相隔たる孔を備えている。別の実施形態において、前記列の少なくとも一つにおける少なくとも一つのスロットを生成する段階は、前記列の中心部分で実施される。別の実施形態において、少なくとも一つのスロットを生成する段階は、前記列の端部と前記列の縁部との間の可動構造の一部を残す段階を備えている。別の実施形態において、前記列は一般的に真っ直ぐな縁部を有している。別の実施形態において、前記方法はさらに、前記第１の変形可能な層にわたって第２の変形可能な層を形成する段階を備えている。別の実施形態において、第１の変形可能な層は、誘電体材料を備えている。別の実施形態において、前記方法は、前記基板にわたって犠牲層を堆積する段階をさらに備えている。別の実施形態において、前記方法は、開口を形成するために犠牲層をパターンニングする段階をさらに備えている。別の実施形態において、前記方法は、前記犠牲層において前記開口内部に少なくとも部分的に支持体構造を形成する段階をさらに備えている。別の実施形態において、前記方法は、前記基板にわたって光学スタックを形成する段階をさらに備えている。別の実施形態において、前記デバイスは、ＭＥＭＳデバイスを備えている。別の実施形態において、前記デバイスは干渉モジュレータを備えている。
【０００４】
別の態様において、電気機械システムデバイスは、基板と、該基板にわたる複数の変形可能な電極と、を備えている。各々の変形可能な電極は、変形可能な層と、該変形可能な層と実質的に連続して接触する反射層とを備えており、各々の変形可能な層は、第１の方向に延びており、各々の変形可能な電極は、複数の支持体により対向する縁部に沿って支持されており、及び各々の変形可能な電極は少なくとも一つの開口を有している。各々の開口は、第１の寸法と、該第１の寸法より大きな第２の寸法とにより画定され、前記第２の寸法は、前記第１の方向に一般的に垂直な第２の方向に延びている。そのような態様の実施形態において、前記変形可能な電極は、互いに物理的に分離されている。別の実施形態において、前記変形可能な電極は、互いに電気的に分離されている。別の実施形態において、前記開口は、前記変形可能な電極の独立して活性可能な下位部分の間に一般的に配置されている。別の実施形態において、各々の開口は、一対の支持体の間を一般的に延びている。別の実施形態において、各々の開口は、第１及び第２の端部を有しており、前記第１の端部は、第１の支持体の一部にわたって配置されており、前記第２の端部は、第２の支持体の一部にわたって配置されている。別の実施形態において、前記第２の寸法は、一対の前記支持体の間の距離に実質的に等しい。別の実施形態において、前記第２の寸法は、一対の前記支持体の間の距離よりわずかに大きい。別の実施形態において、各々の変形可能な電極は、複数の前記開口を備えている。別の実施形態において、変形可能な電極における一対の連続する開口は、前記変形可能な電極の下位部分を画定する。別の実施形態において、前記第２の寸法は、前記変形可能な電極の隣接する下位部分の間のクロストークを実質的に除去するように選択される。別の実施形態において、前記デバイスは、前記基板にわたって配置された第２の反射層をさらに備えている。別の実施形態において、前記変形可能な反射層及び前記第２の反射層は、光学キャビティを画定している。別の実施形態において、前記デバイスはＭＥＭＳデバイスを備えている。別の実施形態において、前記デバイスは干渉モジュレータを備えている。
【０００５】
別の態様において、電気機械システムデバイスは、基板と、光を反射するための手段と、前記基板にわたって前記反射手段を支持するための手段と、前記反射手段を通して電気的導電率を維持すると同時に、前記反射手段の隣接する下位部分の間のクロストークを減少させるための手段と、を備えている。前記反射手段は、導電性であり、及び前記基板に向かって変形可能である。そのような態様の実施形態において、クロストークを減少させるための手段は、前記反射手段において一つ以上の開口を備えている。別の実施形態において、前記反射手段は、変形可能な層を備えている。別の実施形態において、前記反射手段は、誘電体層を備えている。別の実施形態において、前記支持するための手段は、複数の支持体を備えている。別の実施形態において、前記支持するための手段は、前記反射手段の前記下位部分の角領域近くに配置されている。
【０００６】
別の態様において、ディスプレイデバイスは、基板と、該基板にわたる複数の変形可能な電極とを有する電気機械システムデバイスを備えている。各々の変形可能な電極は、変形可能な層と、該変形可能な層と実質的に連続して接触している反射層とを備えており、各々の変形可能な層は、第１の方向に延びており、各々の変形可能な電極は、複数の支持体によって対向する縁部に沿って支持されており、及び各々の変形可能な電極は、少なくとも一つの開口を有している。各々の開口は、第１の寸法と、該第１の寸法より大きな第２の寸法とによって画定されており、前記第２の寸法は、前記第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に延びている。そのような態様の実施形態において、前記ディスプレイデバイスは、前記ディスプレイと連結するように構成されているプロセッサであって、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、前記プロセッサと連結するように構成されているメモリデバイスと、を備えている。別の実施形態において、前記ディスプレイデバイスは、少なくとも一つの信号を前記ディスプレイに送るために構成されたドライバ回路をさらに備えている。別の実施形態において、前記ディスプレイデバイスは、前記画像データの少なくとも一部を前記ドライバ回路に送るように構成されたコントローラを備えている。別の実施形態において、前記ディスプレイデバイスは、前記画像データを前記プロセッサに送るように構成された画像ソースモジュールをさらに備えている。別の実施形態において、前記画像ソースモジュールは、受信器、トランシーバー、及び送信機の少なくとも一つを備えている。別の実施形態において、前記ディスプレイデバイスは、入力データを受信するように、及び前記入力データを前記プロセッサに伝えるように構成された入力デバイスをさらに備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図面は概要としてのみであり、縮尺して描かれていない。
【０００８】
【図１】図１は、第１の干渉モジュレータの可動反射層が弛緩位置にあり、及び第２の干渉モジュレータの可動反射層が活性位置にある干渉モジュレータディスプレイの一つの実施形態の一部を描いた等角図である。
【図２】図２は、３×３の干渉モジュレータディスプレイを組み込んだ電気デバイスの一つの実施形態を図示しているシステムブロック図である。
【図３】図３は、図１の干渉モジュレータの一つの例としての実施形態について、可動ミラー位置対電圧のダイアグラムである。
【図４】図４は、干渉モジュレータディスプレイを駆動するために利用されうる一連の行及び列電圧の図である。
【図５Ａ】図５Ａは、ディスプレイデータのフレームを図２の３×３干渉モジュレータディスプレイに書き込むために利用されうる行及び列信号に対する一つの例となるタイミング図を図示している。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ディスプレイデータのフレームを図２の３×３干渉モジュレータディスプレイに書き込むために利用されうる行及び列信号に対する一つの例となるタイミング図を図示している。
【図６Ａ】図６Ａは、複数の干渉モジュレータを備えている画像表示デバイスの実施形態を図示しているシステムブロック図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、複数の干渉モジュレータを備えている画像表示デバイスの実施形態を図示しているシステムブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図１のデバイスの断面である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、干渉モジュレータの代替となる実施形態の断面である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、干渉モジュレータの別の代替となる実施形態の断面である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、干渉モジュレータのさらに別の代替となる実施形態の断面である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、干渉モジュレータの追加の代替となる実施形態の断面である。
【図８】図８は、干渉モジュレータを作成するための方法の実施形態における特定の段階を図示しているフローダイアグラムである。
【図９Ａ】図９Ａは、干渉モジュレータディスプレイの一つの実施形態の一部を描いた図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの９Ｂ−９Ｂ線に沿った断面である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ａの９Ｃ−９Ｃ線に沿った断面である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、スロットが副画素の境界で前記列内に提供されている干渉モジュレータディスプレイの別の実施形態の一部を描いた図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの１０Ｂ−１０Ｂ線に沿った断面である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ａの１０Ｃ−１０Ｃ線に沿った断面である。
【図１１】図１１は、別の実施形態によるディスプレイの一部の透視図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、干渉モジュレータディスプレイのさらなる実施形態の一部を描いた図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、干渉モジュレータディスプレイのさらにさらなる実施形態の一部を描いた図である。
【図１３】図１３は、干渉モジュレータを作成する方法の別の実施形態の特定の段階を図示しているフローダイアグラムである。
【図１４】図１４は、干渉モジュレータを作成する方法のさらなる実施形態の特定の段階を図示しているフローダイアグラムである。
【図１５Ａ】図１５Ａは、干渉モジュレータのヒステリシス特性を図示しているグラフである。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、一つの実施形態による可動反射層の境界領域においてスロットを有した干渉モジュレータのヒステリシス特性を図示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明は、特定の具体的な実施形態に向けられている。しかしながら、ここでの教示は、多数の異なる方法に応用されることができる。例えば、当業者によって理解されるように、具体的な実施形態がＭＥＭＳ干渉モジュレータの内容でここで説明されているにも関わらず、本発明の実施形態は、他のＭＥＭＳデバイス及びＮＥＭＳデバイスに利益をもたらすように利用されることができる。この説明において、同様の構造は同様の番号で通して指定されている図面を参照している。実施形態は、動いているかまたは静止しているかのどちらか、及びテキストであるか絵画であるかのどちらかの画像を表示するために構成されている任意のデバイスにおいて実装されうる。より具体的に、実施形態は、限定されないが、携帯電話、ワイヤレスデバイス、携帯端末（ＰＤＡｓ）、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信器／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレイヤー、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、置き時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニター、オートディスプレイ（例えば、オドメータディスプレイなど）、コックピットコントロール及び／またはディスプレイ、カメラ視野のディスプレイ（例えば、車内の背面カメラのディスプレイ）、電子フォトグラフ、電子ビルボードまたは信号、プロジェクター、アーキテクチャ構造、パッケージング、及び美的構造（宝石の一片上の画像のディスプレイ）のような、様々な電子デバイスに実装されるか、または関連されてもよいことが予期される。ここで説明される類似構造の電気機械デバイスは同様に、電子スイッチングデバイスのような非表示な応用に利用されることができる。
【００１０】
ここで説明される実施形態は、改善された性能を有する電気機械システムデバイス及び特に干渉モジュレータデバイス、並びにそれらの製造方法を提供している。特に、隣接する画素間またはディスプレイにおける副画素間のクロストークを減少させるための実施形態が説明されており、ディスプレイ内の画素または副画素の全ての端部の同時に起こる解放を改善するための実施形態である。一つの態様において、干渉モジュレータディスプレイは、実質的に平行なストリップまたは列として配置された導電性の変形可能な層を含んでいる。列電極に関連して、前記列は、ディスプレイの個々に活性化可能な複数の副画素を定義している。前記列は、一般的に各副画素の境界領域に配置された横方向スロットが備わっている。前記横方向スロットは、隣接する副画素またはそれらを接続する材料の（導電率及び電気容量を含む）電気的特性を大きく低下させないように、前記隣接する副画素を接続する十分な材料を維持すると同時に、所与の列の隣接する副画素の間の機械的なクロストークを最小化するために選択された長さを有することができる。他の態様において、電気機械システムデバイスを製造する方法は、前記列内の隣接する副画素間の境界領域で前記列内の一つ以上の横方向のスロットを有して、電気的に分離された複数の列を有する変形可能な層を形成する段階を含んでいる。
【００１１】
干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を備えている一つの干渉モジュレータディスプレイの実施形態は、図１において図示されている。これらのデバイスにおいて、画素は明か暗かのどちらかの状態である。明（“弛緩”または“開”）状態において、前記ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分を利用者に反射させる。暗（“活性”または“閉”）状態におけるとき、前記ディスプレイ素子は、入射可視光のほとんどを利用者に反射させない。実施形態に応じて、「オン」及び「オフ」の前記光反射性能は、反転されていてもよい。ＭＥＭＳ画素は、主に選択された色で反射するように構成されることができ、黒及び白に加えてカラーディスプレイを可能にしている。
【００１２】
図１は、画像表示の一連の画素内で二つの隣接する画素を描画している等角図であり、各画素はＭＥＭＳ干渉モジュレータを備えている。いくつかの実施形態において、干渉モジュレータディスプレイは、これらの干渉モジュレータの行／列の配列を備えている。各々の干渉モジュレータは、少なくとも一つの可変寸法を有した共鳴光学ギャップを形成するために、互いに可変で制御可能な距離で位置された一対の反射層を含んでいる。一つの実施形態において、反射層の一つは二つの位置の間で移動されうる。弛緩位置としてここで参照される第一の位置において、前記可動反射層は、固定された部分的な反射層から相対的に大きな距離に位置されている。活性位置としてここで参照される第二の位置において、前記可動反射層は、部分的な反射層のより近くに隣接して位置されている。前記二つの層から反射する入射光は、前記可動反射層の位置に依存して構造的に及び破壊的に干渉し、各々の画素に対して、全体反射または非反射状態のどちらかを生み出す。
【００１３】
図１において前記画素アレイが描かれた部分は、二つの隣接する干渉モジュレータ１２ａ及び１２ｂを含んでいる。左側の干渉モジュレータ１２ａにおいて、可動反射層１４ａは、部分的な反射層を含む光学スタック１６ａから所定の距離で弛緩位置の状態で図示されている。右側の干渉モジュレータ１２ｂにおいて、可動反射層１４ｂは、光学スタック１６ｂに隣接した活性位置の状態で図示されている。
【００１４】
ここで参照されるような光学スタック１６ａ及び１６ｂ（まとめて光学スタック１６として参照される）は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような電極層と、クロムのような部分的な反射層、及び透明な誘電体層を一般的に備えている。光学スタック１６はこのように、電気的に導電性であり、部分的に透明であり、及び部分的に反射性であり、例えば、透明基板２０上に一つ以上の上記層を堆積することによって製造されうる。部分的な反射層は、様々な金属、半導体、及び誘電体のように部分的に反射性の様々な材料から形成されることができる。前記部分的な反射層は、一つ以上の材料層で形成されることができ、前記層の各々は、単一材料または材料の組み合わせで形成されることができる。
【００１５】
いくつかの実施形態において、光学スタック１６の層は、平行なストリップでパターン化されており、以下でさらに説明されるようにディスプレイデバイス内に行電極を形成してもよい。可動反射層１４ａ及び１４ｂは、柱１８の上部に堆積された列、及び前記柱１８の間に堆積された介在する犠牲材料を形成するために、（１６ａ及び１６ｂの行電極に直交する）堆積された一連の金属層の平行なストリップとして形成されうる。前記犠牲材料がエッチングされるとき、前記可動反射層１４ａ、１４ｂは、画定されたギャップ１９により前記光学スタック１６ａ、１６ｂから分離される。アルミニウムのような高い導電性及び反射性の材料が、前記反射層１４に対して利用されてもよく、これらのストリップは、ディスプレイデバイス内の列電極を形成してもよい。図１はスケールするためのものではないことに注意されたい。いくつかの実施形態において、柱１８の間の空間は、１０から１００μｍのオーダにあり、同様に、前記ギャップ１９は、＜１０００オングストロームのオーダにあってもよい。
【００１６】
電圧が印加されない場合、ギャップ１９は可動反射層１４ａと光学スタック１６ａとの間で維持され、図１内の画素１２ａによって図示されているように、前記可動反射層１４ａは機械的に弛緩された状態にある。しかしながら、電位（電圧）差が選択された行及び列に印加されるとき、対応する画素で行及び列電極の交差点に形成されたキャパシタは帯電され、静電力は前記電極を引き付ける。電圧が十分に高い場合、前記可動反射層１４は変形され、及び前記光学スタック１６に押し付けられる。前記光学スタック１６内部の誘電体層（この図には図示されていない）は、短絡を防止し、及び図１内の右側の作動された画素１２ｂにより図示されているように、層１４及び１６の間の分離距離を制御しうる。その振る舞いは、印加された電位差の極性に関係なく同じである。
【００１７】
図２から５は、ディスプレイ応用における干渉モジュレータの配列の使用のための一つの例としての工程及びシステムを図示している。
【００１８】
図２は、干渉モジュレータを組み込む電気デバイスの一つの実施形態を図示しているシステムブロック図である。電気デバイスは、ＡＲＭ（登録商標）、ペンティアム（登録商標）、８０５１、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）、またはＡＬＰＨＡ（登録商標）のような一般用途のシングルまたはマルチチップマイクロプロセッサか、またはデジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、またはプログラマブルゲートアレイのような特殊用途のマイクロプロセッサとなりうるプロセッサ２１を含んでいる。従来技術のように、前記プロセッサ２１は、一つ以上のソフトウェアモジュールを実行するために構成されている。オペレーティングシステムを実行することに加えて、前記プロセッサは、ウェブブラウザ、テレフォンアプリケーション、Ｅメールプログラム、または任意の他のソフトウェアアプリケーションを含む一つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行するために構成されていてもよい。
【００１９】
一つの実施形態において、前記プロセッサ２１は、アレイドライバ２２に連絡されるように構成されている。一つの実施形態において、前記アレイドライバ２２は、デバイスアレイまたはパネル３０に信号を提供する行ドライバ回路２４と列ドライバ回路２６を含んでいる。図１において図示された前記アレイの断面積は、図２における線１−１によって示されている。図２は、明確性のために干渉モジュレータの３×３配列を図示しており、前記ディスプレイアレイ３０は、非常に多くの数の干渉モジュレータを含んでいてもよく、列よりも行において異なる数の干渉モジュレータを有していてもよい（例えば、１行あたり３００画素で１列あたり１９０画素）。
【００２０】
図３は、図１の干渉モジュレータの一つの例となる実施形態に対して、電圧に対する可動ミラーの位置の図である。ＭＥＭＳ干渉モジュレータに対して、前記行／列の活性指令は、図３において図示されたようなこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用してもよい。干渉モジュレータは、弛緩状態から活性状態まで変形することを可動層に引き起こすために、例えば１０ボルトの電位差を必要としうる。しかしながら、前記電圧がその値から減少されるとき、前記可動層は、前記電圧が１０ボルトより下に下げられたままで、その状態を維持している。図３の例としての実施形態において、前記可動層は前記電圧が２ボルトより下に下げられるまで完全に弛緩されない。このように、前記デバイスは弛緩または活性状態のどちらかに安定している印加された電圧のウインドウが存在する、図３で図示された例において、約３から７Ｖの電圧の範囲がある。これは、ここでは「ヒステリシスウインドウ」または「安定ウインドウ」として参照されている。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイに対して、前記行／列の活性指令は、行検出の間に、作動されるように検出された行内の画素は約１０ボルトの電圧差にさらされ、及び弛緩される画素はゼロボルトに近い電圧差にさらされるように設計されることができる。検出の後で、前記画素は、前記行検出がそれらを配置するどんな状態も維持するように、安定状態または約５ボルトのバイアス電圧差にさらされる。書込みの後で、各々の画素は、この例における３から７ボルトの「安定ウインドウ」の範囲での電位差にあう。この特徴は、同一の印加電圧の条件の下で、図１に図示された画素設計を、活性または弛緩の事前状態のどちらかに安定にさせている。活性または弛緩状態のどちらかにある干渉モジュレータの各々の画素が必然的に、固定及び移動反射層により形成されたキャパシタであり、この安定状態は、出力損失がほとんどなく、ヒステリシスウインドウ範囲の電圧で保持されることができる。印加された電位が固定されている場合、必然的に電流は前記画素へ流れない。
【００２１】
さらに以下で説明されるように、一般的な応用において、画像フレームは、第１の行内で所望の一連の活性化された画素に従って、一連のデータ信号を一連の列電極にわたり送ることにより生成されうる。それから行パルスが第１の行電極に印加され、前記一連のデータ信号に対応する画素を活性化させる。前記一連のデータ信号は、それから、第２行内の所望の一連の活性化された画素に対応するように変化される。パルスはそれから第２の行電極に印加され、前記データ信号に従って、第２の行において適切な画素を活性化させる。第１行の画素は、第２行のパルスにより影響を受けず、及び第１の行パルスの間にそれらがセットされた状態を保っている。これは、前記フレームを製造するために順次的な方法で、全体の一連の行に対して繰り返される。一般的に、１秒あたりのフレームのいくらか所望の数でこのプロセスを連続的に繰り返すことにより、新たな画像データでリフレッシュ及び／または更新されている。画像フレームを製造するために画素配列の行及び列電極を駆動させるための、幅広い種類の指令が利用されうる。
【００２２】
図４及び図５は、図２の３×３配列でのディスプレイフレームを生み出すための一つの可能な活性指令を図示している。図４は、図３のヒステリシスカーブを示している画素に対して利用されうる可能な一連の列及び行電圧レベルを図示している。図４の実施形態において、画素を活性化させることは、適切な列に−Ｖｂｉａｓを、及び適切な行に＋ΔＶを設定することを含んでおり、それらはそれぞれ−５ボルトと＋５ボルトであってもよい。前記画素を弛緩させることは、適切な列に＋Ｖｂｉａｓを、及び適切な行に＋ΔＶを設定することにより達成され、前記画素にわたってゼロボルトの電位差を作り出す。前記行電圧がゼロボルトで保持されるこれらの行において、前記画素は、前記列が＋Ｖｂｉａｓまたは−Ｖｂｉａｓであるに関わらず、それらが本来にあった如何なる状態で安定している。図４で図示されているように、上で説明されたものと反対極性の電圧が用いられることができ、例えば、画素を活性化させることは、適切な列に＋Ｖｂｉａｓ及び適切な行に−ΔＶを設定することを含むことができる。この実施形態において、前記画素を解放することは、適切な列に−Ｖｂｉａｓ及び適切な行に−ΔＶを設定することにより達成され、前記画素にわたってゼロボルトの電位差を作り出す。
【００２３】
図５Ｂは、活性化された画素が非反射性であり、図５Ａにおいて図示されたディスプレイ配列をもたらす図２の３×３アレイに印加された一連の行及び列信号を示しているタイミング図である。図５Ａにおいて図示されたフレームを書き込むことに先立って、前記画素は、如何なる状態となることができ、及びこの例において、全ての行は最初に０ボルトであり、及び全ての列は最初に＋５ボルトである。これらの印加された電圧と共に、全ての画素は、それらの存在する活性または弛緩状態において安定している。
【００２４】
図５Ａのフレームにおいて、画素（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）及び（３，３）が活性化されている。これを達成するために、行１に対する「ラインタイム」の間に、列１及び２が−５ボルトに設定され、及び列３が＋５ボルトに設定される。これは、全ての画素が３−７ボルトの安定ウインドウに残っているので如何なる画素の状態も変化させない。行１はそれから、０から最大で５ボルトまでいき、ゼロに戻るパルスでストローブされる。これは、（１，１）及び（１，２）を活性化させ、及び（１，３）画素を弛緩させている。前記アレイ中の他の画素は影響を受けない。要求の通りに行２を設定するため、列２は−５ボルトに設定され、及び列１及び３は＋５ボルトに設定される。行２に印加される同一のストローブが、画素（２，２）を作動させ、及び画素（２，１）及び（２，３）を弛緩させる。再び、前記アレイの他の画素は影響を受けない。行３は、列２及び３に−５ボルトを、及び列１に＋５ボルトを設定することにより同時に設定される。前記行３のストローブは、図５Ａにおいて示されているような行３の画素を設定している。前記フレームの書込みの後で、前記行の電位はゼロに、及び前記列の電位は、＋５または−５ボルトのどちらかに残されることができ、及び前記ディスプレイはそれから図５Ａの配置において安定している。同一の処理が、数十または数百の行及び列のアレイに対して採用されることができる。タイミング、順序、並びに行及び列の活性を実行するために利用される電圧のレベルは、上で要点が述べられた一般的な原理の範囲内で幅広く変化されることができ、及び上の例は例としてだけであり、及びいかなる活性化電圧の方法が、ここで説明されるシステム及び方法で用いられることができる。
【００２５】
図６Ａ及び６Ｂはディスプレイデバイス４０の実施形態を図示しているシステムブロックダイアグラムである。前記ディスプレイデバイス４０は、例えば、携帯電話でありうる。しかしながら、ディスプレイデバイス４０の同一の構成要素、またはそれに関するわずかな変更は同様に、テレビ及び携帯メディアプレイヤーのようなディスプレイデバイスの様々な種類の実例となる。
【００２６】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカー４５、入力デバイス４８、及びマイクロホン４６を含んでいる。前記ハウジング４１は一般的に、射出成形及び真空形成を含む様々な製造工程から形成される。加えて、前記ハウジング４１は、制限されないが、プラスチック、金属、ガラス、ラバー、及びセラミック、またはそれらの組み合わせを含む様々な材料から作られてもよい。一つの実施形態において、ハウジング４１は、異なるロゴ、絵、またはシンボルを含む異なる色の異なる取り外し部分で交換されうる交換部分（図示せず）を含んでいる。
【００２７】
例としてのディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、ここで説明されるような双安定ディスプレイを含む様々なディスプレイでありうる。他の実施形態において、前記ディスプレイ３０は、上で説明されるようなプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、またはＴＦＴ ＬＣＤのようなフラットパネルディスプレイ、またはＣＲＴまたは他のチューブデバイスのような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に、前記ディスプレイ３０は、ここで説明されるような干渉モジュレータディスプレイを含んでいる。
【００２８】
例となるディスプレイデバイス４０の一つの実施形態の構成要素は、図６Ｂにおいて概略的に図示されている。前記図示された例となるディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含んでおり、及び少なくとも部分的にその中に封入された追加の構成要素を含んでいる。例えば、一つの実施形態において、前記例となるディスプレイデバイス４０は、トランシーバー４７に接続されているアンテナ４３を含むネットワークインターフェイス２７を含んでいる。前記トランシーバー４７は、コンディショニングハードウェア５２に接続されたプロセッサ２１に接続されている。前記コンディショニングハードウェア５２は、信号を調整するように構成されている（例えば信号をフィルタリングする）。前記コンディショニングハードウェア５２は、スピーカー４５及びマイクロホン４６に接続されている。前記プロセッサ２１は、同様に、入力デバイス４８とドライバコントローラ２９に接続されている。前記ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８、及びディスプレイアレイ３０に順に結合されているアレイドライバ２２に結合されている。電源５０は、固有の例となるディスプレイデバイス４０の設計により要求されるようなすべての構成要素に電力を提供する。
【００２９】
前記ネットワークインターフェイス２７は、アンテナ４３とトランシーバー４７を含んでおり、例となるディスプレイデバイス４０が一つ以上のデバイスとネットワークを介して連絡できるようになる。一つの実施形態において、前記ネットワークインターフェイス２７は、プロセッサ２１の要求を軽減させるためにいくらか処理能力を有していてもよい。前記アンテナ４３は、信号を伝送及び受信するための任意のアンテナである。一つの実施形態において、前記アンテナは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ８０２．１１標準に従うＲＦ信号を伝送及び受信する。別の実施形態において、前記アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ標準に従うＲＦ信号を伝送及び受信する。携帯電話の場合、前記アンテナは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＡＭＰＳ、Ｗ−ＣＤＭＡ、または無線携帯電話ネットワーク内で連絡するために利用される他の周知の信号を受信するために設計されている。前記トランシーバー４７は、前記アンテナ４３から受信した信号を前処理し、それらはプロセッサ２１により受信され、及びさらには操作される。前記トランシーバー４７は同様に、前記プロセッサ２１から受信した信号を処理し、それらはアンテナ４３を経て例としてのディスプレイデバイス４０から伝送されうる。
【００３０】
代わりの実施形態において、前記トランシーバー４７は、受信器により置き換えられることができる。さらに別の代わりの実施形態において、ネットワークインターフェイス２７は、プロセッサ２１に送られる画像データを保存または生み出すことのできる画像ソースにより置き換えられることができる。例えば、前記画像ソースは、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、または画像データを含むハードディスクドライブ、または画像データを生み出すソフトウェアモジュールとすることができる。
【００３１】
プロセッサ２１は一般的に、例としてのディスプレイデバイス４０の全体の操作を制御する。前記プロセッサ２１は、ネットワークインターフェイス２７からの圧縮された画像データまたは画像ソースのようなデータを受信し、及び前記データを生の画像データまたは生の画像データに容易に処理される形式に処理する。前記プロセッサ２１はそれから、処理されたデータをドライバコントローラ２９に、または保存のためのフレームバッファ２８に送る。生のデータは一般的に、画像内部の各々の位置での画像特性を特定する情報を参照している。例えば、そのような画像特性は、色、飽和度、及びグレースケールレベルを含むことができる。
【００３２】
一つの実施形態において、前記プロセッサ２１は、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、または例としてのディスプレイデバイス４０の操作を制御するためのロジックコントローラユニットを含んでいる。コンディショニングハードウェア５２は一般的に、信号をスピーカー４５に伝送するため、及びマイクロホン４６からの信号を受信するための増幅器及び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、例としてのディスプレイデバイス４０内部の個々の構成要素であってもよく、またはプロセッサ２１または他の構成要素内部に組み込まれてもよい。
【００３３】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１により生成された生の画像データを、プロセッサ２１から直接、またはフレームバッファ２８からのどちらかから取り、前記生の画像データをアレイドライバ２２へ高速伝送するために適切に再フォーマットする。具体的に、前記ドライバコントローラ２９は、ディスプレイアレイ３０にわたってスキャニングするために適したタイムオーダを有するように、前記生の画像データをラスター状の形式を有するデータフローに再フォーマットする。それから、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送る。ＬＣＤコントローラのようなドライバコントローラ２９がスタンドアローン集積回路（ＩＣ）のようなシステムプロセッサ２１にしばしば関係があったとしても、そのようなコントローラは多くの方法で実装されうる。それらはハードウェアとしてプロセッサ２１内に組み込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１内に組み込まれるか、またはアレイドライバ２２と共にハードウェア内に完全に統合されうる。
【００３４】
一般的に、アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマットされた情報を受信し、及びビデオデータを、ディスプレイのｘ−ｙマトリクスの画素からくる数百及び時には数千のリードに、毎秒多数回印加される平行な一連の波形に再フォーマットする。
【００３５】
一つの実施形態において、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、及びディスプレイアレイ３０は、ここで説明された任意の種類のディスプレイに対して適している。例えば、一つの実施形態において、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定なディスプレイコントローラ（例えば、干渉モジュレータコントローラ）である。別の実施形態において、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定なディスプレイドライバ（例えば、干渉モジュレータディスプレイ）である。一つの実施形態において、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と統合される。そのような実施形態は、携帯電話、時計、及び他の小面積ディスプレイのような高集積化システムに共通している。さらなる別の実施形態において、ディスプレイアレイ３０は、一般的なディスプレイアレイまたは双安定なディスプレイアレイ（例えば、干渉モジュレータのアレイを含むディスプレイ）である。
【００３６】
入力デバイス４８は、利用者が例としてのディスプレイデバイス４０の操作を制御することを可能にしている。一つの実施形態において、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたはテレフォンキーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチ反応スクリーン、圧力または熱反応薄膜を含んでいる。一つの実施形態において、マイクロホン４６は、例としてのディスプレイデバイス４０のための入力デバイスである。マイクロホン４６が前記デバイスにデータを入力するために利用されるとき、例としてのディスプレイデバイス４０の操作を制御するために、ボイスコマンドが利用者によって提供されうる。
【００３７】
電源５０は、様々な従来周知のエネルギー貯蔵デバイスを含むことができる。例えば、一つの実施形態において、電源５０は、ニッケル−カドミウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーのような再充電可能なバッテリーである。別の実施形態において、電源５０は、再生可能な電源、キャパシタ、またはプラスチック太陽電池及び太陽電池ペイントを含む太陽電池である。別の実施形態において、電源５０は、壁コンセントから出力を受けるように構成されている。
【００３８】
いくつかの実装において、制御のプログラム可能性は、上で説明されたように、電子表示システム内のいくつかの場所に位置されることのできるドライバコントローラに存在している。いくつかの場合において、制御のプログラム可能性は、アレイドライバ２２に存在している。上で説明した最適化は、様々なハードウェア及び／またはソフトウェアの構成要素において、及び様々な構成において実装されうる。
【００３９】
上で説明した原理に従って操作する干渉モジュレータの詳細な構造は幅広く変化しうる。例えば、図７Ａから７Ｅは可動反射層１４及びその支持構造の５つの異なる実施形態を図示している。図７Ａは図１の実施形態の断面図であり、金属材料１４のストリップが直角に延びる支持体１８上に堆積されている。図７Ｂにおいて、各々の干渉モジュレータの可動反射層１４は、正方形または長方形の形状であり、及びテザー３２で角だけが支持体に取り付けられている。図７Ｃにおいて、可動反射層１４は、正方形または長方形の形状であり、及び柔軟な金属を備えうる変形可能な層３４から懸架されている。前記変形可能な層３４は、前記変形可能な層３４の周囲の周りで基板２０に直接または間接的に接続している。これらの接続は、ここでは支柱として参照される。図７Ｄにおいて図示された実施形態は、変形可能な層３４が置かれた支柱プラグ４２を有している。可動反射層１４は、図７Ａから７Ｃのように、ギャップにわたって懸架されているが、前記可動反射層１４は、変形可能な層３４と光学スタック１６との間の穴を満たすことによる支柱を形成していない。支柱は、支柱プラグ４２を形成するために利用される平坦化材料から形成されている。図７Ｅで図示された実施形態は、図７Ｄで示された実施形態に基づいているが、図７Ａから７Ｃにおいて図示された任意の実施形態及び図示されない追加の実施形態と共に作用するように構成されてもよい。図７Ｅに示された実施形態において、金属または他の導電材料の追加の層は、バス構造４４を形成するために利用されている。これは、信号が干渉モジュレータの背面に沿ってルーティングすることを可能にし、基板２０上に形成されている多数の電極を除去させる。
【００４０】
図７に示されたもののような実施形態において、干渉モジュレータは、画像が透明基板２０の全面側から見られ、その反対側に干渉モジュレータが配置される直視型デバイスとして機能する。これらの実施形態において、反射層１４は、変形可能な層３４を含んでいる、基板２０と反対の反射層の側の干渉モジュレータの一部を光学的に保護している。これは、画質に負の影響を与ええることなく保護された領域が構成され及び操作されることを可能にしている。例えば、そのような保護は、モジュレータの電気機械特性からモジュレータの光学特性を分離する能力を提供している図７Ｅにおけるバス構造４４が、アドレスすること、及びそのようなアドレスがもたらす移動を可能にしている。この分離可能なモジュレータのアーキテクチャは、構造設計、及び電気化学的態様のために利用される材料、及びモジュレータの光学的態様が互いに独立して選択され、及び機能することが可能である。さらに、図７Ｃから７Ｅに示された実施形態は、反射層１４の光学的特性をその機械的特性から分離することによる、変形可能な層３４により実行される追加の利点を有している。これは、構造設計及び反射層１４に対して用いられる材料が光学的特性に関して最適化されること、並びに構造設計及び変形可能な層３４に対して用いられる材料が所望の機械的特性に関して最適化されることを可能にしている。
【００４１】
図８は、干渉モジュレータのような光学モジュレータの製造工程８００の実施形態における特定の段階を図示している。そのような段階は、図８において示されていない他の段階と共に、例えば図１及び図７において図示された一般的な種類の干渉モジュレータを製造するための工程において存在しうる。図１、７、及び８に関して、前記工程８００は、段階８０５で基板２０にわたって光学スタック１６を形成する。前記基板２０は、ガラスまたはプラスチックのような透明な基板であり、及び光学スタック１６の効果的な形成を容易にするために、前処理の段階、例えば、洗浄の段階を受けてもよい。上で議論されたように、光学スタック１６は、導電性であり、部分的に透明であり、及び部分的に反射性であり、及び例えば透明基板２０上に一つ以上の層を堆積することによって製造されうる。いくつかの実施形態において、前記層は平行なストリップにパターン化され、及びディスプレイデバイス内の行電極を形成しうる。ここで用いられるように、当業者に理解されるように、「パターン化され」との用語は、パターンニング及びエッチング工程を参照するようにここで用いられる。いくつかの実施形態において、光学スタック１６は、一つ以上の金属層（例えば、反射性及び／または導電性の層）にわたって堆積された絶縁体または誘電体層を含んでいる。
【００４２】
図８において図示された工程８００は、光学スタック１６にわたって犠牲層を形成する段階８１０が続く。前記犠牲層は、以下で議論されたようなキャビティ１９を形成するために後で除去され（例えば段階８２５）、及びそのようにして前記犠牲層は、図１において図示された結果物の干渉モジュレータにおいて示されていない。光学スタック１６にわたる前記犠牲層の形成は、後続の除去の後で所望のサイズを有するキャビティ１９を提供するように選択された厚さで、モリブデンまたはアモルファスシリコンのようなＸｅＦ２−エッチング材料の堆積を含む。犠牲材料の堆積は、物理気相堆積（ＰＶＤ、例えばスパッタリング）、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、熱化学堆積（熱ＣＶＤ）またはスピンコーティングのような堆積技術を用いて実行されうる。
【００４３】
図８で図示された工程８００は、図１及び７で図示された支持構造、例えば柱１８を形成する段階８１５が続く。前記柱１８の形成は、支持構造の開口を形成するために犠牲層をパターンニングし、それからＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、またはスピンコーティングのような堆積法を用いて前記柱１８を形成するために前記開口内に材料（例えばポリマーまたは酸化ケイ素）を堆積する段階を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、前記犠牲層内に形成された支持体構造の開口は、前記犠牲層及び光学スタック１６の両方を通って下部の基板２０まで延びており、前記柱１８の下端部は図７Ａにおいて図示されたような基板２０と接触している。他の実施形態において、前記犠牲層内に形成された開口は、前記犠牲層を通るが、前記光学スタック１６は通らないで延びている。例えば、図７Ｄは光学スタック１６と接触する支柱プラグ４２の下端部を図示している
【００４４】
図８において図示された工程８００は、図１及び７で図示された可動反射層１４のような可動反射層または薄膜を形成する段階８２０が続く。前記可動反射層１４は、一つ以上のパターンニング、マスキング、及び／またはエッチング段階とともに、例えば反射層（例えばアルミニウム、アルミニウム合金）の一つ以上の堆積段階を採用することにより形成されうる。上で議論されたように、前記可動反射層１４は、一般的に導電性であり、及び導電層としてここで参照される。前記犠牲層は、前記工程８００の段階８２０で形成された部分的に製造された干渉モジュレータにおいて存在しているので、前記可動反射層１４はこの段階で一般的に移動しない。犠牲層を含む部分的に製造された干渉モジュレータは、ここでは「未解放」の干渉モジュレータとしてここで参照されうる。
【００４５】
図８において図示された工程８００は、キャビティ、例えば図１及び７で図示されたようなキャビティ１９を形成する段階８２５を含んでいる。前記キャビティ１９は、段階（８１０で堆積された）前記犠牲層をエッチング液にさらすことによって形成される。例えば、モリブデンまたはアモルファスシリコンのようなエッチング可能な犠牲材料は、例えば、前記犠牲層を材料の所望の量を除去するのに効果的である期間、固体二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）から誘導される蒸気のような気体のまたは蒸気のエッチング剤にさらすことによって、前記キャビティ１９を取り囲む構造に対して一般的に選択的に除去されうる。例えば、ウェットエッチング及び／またはプラズマエッチングのような他のエッチング法が同様に利用されうる。前記工程８００の段階８２５の間に前記犠牲層が除去されるので、前記可動反射層１４は、この段階の後で一般的に可動となる。前記犠牲材料の除去の後で、結果物の完全にまたは部分的に製造された干渉モジュレータは、「解放された」干渉モジュレータとしてここで参照されうる。
【００４６】
一つの実施形態において、ＭＥＭＳディスプレイは、各々が複数の副画素を備えている一つ以上の画素を備えることができる。各々の副画素は、独立して可動及び／または独立して活性可能な光学モジュレータを備えることができる。そのような構成により、単一の画素は、個々の副画素の特定の構成及び活性化される副画素の選択に依存して、複数の色を反射するように構成されることができる。例えば、一つの実施形態において、ＭＥＭＳディスプレイは、青色光を反射するように構成された一行内の三つの副画素、緑色光を反射するように構成された隣接する行内の三つの副画素、及び赤色光を反射するように構成された次の行内の三つの副画素を有し、それらが活性化されていない（弛緩された）状態にある九つの副画素に分離された画素で構成されることができる。そのような構成において、所与の画素の前記行内のモジュレータは、異なるサイズの空隙及び／または異なる厚さを有することができる。そのような例において、副画素の異なる組み合わせを個別に活性化させることは、画素に異なる色を反射させることを引き起こす。
【００４７】
図９Ａは、三つの平行な行電極９０２と、該行電極９０２に垂直に延在する列で配置された、変形可能な（またはそうでなければ可動な）反射層の三つのストリップ９０４を含む干渉モジュレータディスプレイ９００の一つの実施形態の一部を描いた図である。図示された実施形態において、前記行電極９０２及び列電極９０４の重なる部分は、九つの副画素９０６（それぞれが三つの副画素９０６ａ、９０６ｂ、及び９０６ｃを備えている）を画定している。支持体９０８は、行電極の境界領域上または近くで各副画素の角の領域に配置され、及び列電極９０４の縁部を支持するように構成されている。当業者は、前記行電極が前記光学スタックの導電性部分となることができることが理解できるだろう。例えば、いくつかの実施形態において、このうちの行電極への言及と以下の議論は、図７Ａから７Ｅにおいて図示された光学スタック１６のような光学スタックの導電性金属層（例えばＩＴＯ）への言及として理解されるだろう。前記行電極を描いているいくつかの図は、明確性にために（部分的に反射層及び／または一つ以上の透明な誘電体層のような）光学スタックの他の層を除外しているにも関わらず、当業者は、そのような他の層が、特定の応用のために所望される場合、存在しうることが理解されるだろう。列電極は、光反射性及び導電性となることができ、及び前記光学スタックに向かって可動となることができる一つ以上の層を備えることができる。
【００４８】
図９Ｂは、行電極９０２、部分的に反射性の及び部分的に透明な層９０３、及び誘電体層９１２ａ、９１２ｂを含む光学スタックの下に横たわっている基板９１０を示した、図９ａにおいて図示されたディスプレイ９００の一部の断面図を示している。同様に、図９Ｂで図示されたものは、前記支持体９０８の下に横たわる光学的なマスク構造９０９である。同様に「ブラックマスク」構造として参照される光学マスク構造９０９は、周囲光または迷光を吸収し、及びコントラスト比を増大させることによりディスプレイデバイスの光学共鳴を改善するように構成されることができる。いくらかの実施形態において、前記光学マスクは、黒よりも他の色として現れるように、所定の波長の光を反射することができる。前記光学マスク構造は、導電性となることもできるので、電気的バス層として機能するように構成されることができる。導電性バス構造は、アレイ内の副画素の応答時間を改善するために、それ自身が行及び／または列電極より低い電気抵抗率で構成されることができる。導電性バス構造は、光学的マスク構造から分離して提供されることができる。導電性マスクまたは他の導電性バス構造は、一つ以上のディスプレイ要素に印加された電圧に対して一つ以上の電気パスを提供するために、前記ディスプレイ上の一つ以上の要素に電気的に結合されることができる。例えば、所望の構成に依存して、一つ以上の行または列電極は、接続された行または列電極の抵抗を減少させるために、導電性バス構造に結合されることができる。いくつかの実施形態において、前記導電性バス構造は、前記支持体９０８の下、または他の適切な位置において配置されることのできる（図９Ｂにおいて示されていない）一つ以上のビアを通して前記行電極に接続されることができる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、前記列電極９０４は、複数の層を備えることができる。例えば、図９Ｂに図示された列電極９０４は、反射層９０４ａ及び柔軟な層９０４ｂを備えている。いくつかの実施形態において、前記柔軟な層９０４ｂは、前記反射層９０４ａにわたって、及び／または連続的に接続して直接形成されることができる。特定の応用に依存して、前記柔軟な層９０４ｂは、誘電体材料、導電性材料、または任意の他の適切な材料を備えることができる。いくつかの実施形態において、前記反射層９０４ａは、アルミニウムを備えている。
【００５０】
加えて、いくつかの実施形態において、所与の画素の列９０４は異なる厚さ、及び／または同一のまたは異なる厚さの複数の層を有することができる。例えば、図９Ｃで図示されるように、副画素９０６ａの列電極９０４は、単一の反射層９０４ａ及び単一の柔軟な支持層９０４ｂを備えることができる。副画素９０６ｂの列電極９０４は、副画素９０６ａと比べて副画素９０６ｂの剛性を増大させるために、追加の支持層９０４ｃを備えることができる。副画素９０６ｃの列電極９０４は、副画素９０６ｂと比べて副画素９０６ｃの剛性を増大させるためにさらなる別の支持層９０４ｄを有することができる。様々な支持層９０４ｂ、９０４ｃ、及び９０４ｄは、同一のまたは異なる材料を備えることができ、及び特定の応用により要求される同一のまたは異なる厚さを有することができる。同様に、いくつかの実施形態において、副画素は、それらの列と光学スタックとの間で異なるサイズの空隙を有して構成されることができる。例えば、図９Ｃで示されるように、副画素９０６ａは、図示されたディスプレイにおいて相対的に最も大きな空隙を有して構成されており、副画素９０６ｂはいくらか小さい空隙を有しており、及び副画素９０６ｃは、図示されたディスプレイにおいて相対的に最も小さい空隙を有して構成されている。そのような構成により、ディスプレイ内の副画素は、類似の活性化電圧で様々な所望の色を反射するように構成されることができる。
【００５１】
干渉モジュレータディスプレイ９００は、図８の製造方法８００を用いて製造されることができる。行電極９０２は、光学スタックの一部として段階８０５で形成されることができる。前記行電極９０２は、任意の適切な手法で形成されることができ、例えば、互いに行電極と分離させ、及び電気的に隔離させるように、パターン化され及びエッチングされる単一層として形成されることができる。支持体９０８は、変形可能な反射層または薄膜の列９０４の縁部を支持するために各々の副画素の周囲に沿った領域において、犠牲層において形成される開口内部に形成されることができる。可動反射層の平行なストリップ９０４は段階８２０で形成されることができる。犠牲層が段階８２５で除去されるとき、平行なストリップ９０４が支持されるように前記犠牲層と前記支持体９０８にわたって形成されることができる。平行なストリップ９０４は、互いに列電極９０４を分離し、及びそれ故物理的に及び電気的に分離するためにパターン化され及びエッチングされる単一層として初期に形成されることができる。
【００５２】
いくつかの実施形態において、図９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃにおいて示された一般的な構成を有するＭＥＭＳディスプレイは、各々の列内部で隣接する画素間の所望しない機械的なクロストークを示すことができる。すなわち、特定の副画素の状態が、隣接する副画素の状態に影響され、どちらかのまたは両方の副画素において意図されたものでない偏移をもたらし、どちらかのまたは両方の副画素の光学的性能を悪化させる。同様に、いくらかの場合において、図９において示された一般的な構成を有するＭＥＭＳディスプレイは、所望しない緩やかな解放の問題を示している。すなわち、個々の副画素の様々な縁部は活性化状態からいっせいに解放されないで、異なる解放電圧で代わりに解放し、より小さな有効なヒステリシスウインドウをもたらす。例えば、副画素が活性化され、及びそれから解放される場合、同一列内の隣接する副画素に最も近い副画素の縁部は、他の二つの端部より低い電圧で解放しうる。クロストーク及び緩やかな解放の問題は、行及び列方向における変形可能な層の剛性の変化に起因するような構成において示された。
【００５３】
副画素境界で、またはその近くで列内の横方向スロットを生成することは、可動反射層の隣接する副画素領域の独立した移動を容易にすることができ、それにより、副画素間の機械的なクロストークを減少させる。加えて、列内に横方向スロットを生成することは、副画素の縁部の周りの応力状態の均一性を改善させ、及びそれ故、副画素の縁部の同時に起こる解放を促進させる。前記横方向スロットは、このようにして、緩やかな解放の問題を減少させ、及びディスプレイの有効なヒステリシスウインドウを増大させることができる。さらに、列内で横方向スロットを生成することは、副画素にわたって反射された色の均一性を増大させることができる。
【００５４】
図１０Ａは、三つの平行な行電極１００２と、前記行電極１００２に垂直に延びる列内に配列された変形可能な層の三つのストリップ１００４を含む干渉モジュレータ１０００の一つの実施形態の一部を描いている図である。図示された実施形態において、前記行電極１００２と列電極１００４の重なる部分が、九つの副画素１００６を画定している。図示されていないが、行電極１００２と列電極１００４は、アレイ内で複数の画素に接続するために長手方向及び水平方向の両方に延びることができることは理解されるだろう。図示された画素内で、支持体１００８は、行電極１００２の境界領域上の、またはその近くの各副画素の角領域で配置される。前記支持体１００８は、前記列１００４の縁部を支持するように構成されている。前記支持体１００８は、図に示されているように、一般的な八角形形状の断面を有することができる。あるいは、前記支持体１００８は、任意の他の適切な形状の断面、例えば、円形、楕円形、長方形、ダイアモンド形状、または正方形を有することができる。
【００５５】
図１０Ａで見られるように、開口またはスロット１０２０が列１００４のそれぞれに提供されている。前記横方向スロット１０２０は、幅（第１）寸法及び長さ（第２）寸法を有することができ、前記長さ寸法は前記幅寸法より大きく、及び長さ寸法が、前記列１００４が延びる方向と一般的に垂直な方向に延びることができるように形成される。いくつかの実施形態において、長さ寸法は、列１００４が延びえる方向に対して実質的に、または正確に垂直に延在している。前記スロット１０２０は、所与の列１００４の隣接する副画素の間の境界領域内で、一般的に列１００４の縁部を支持する各々一対の支持体１００８の間に生成されることができる。各々のストリップ内で変形可能な層の隣接する副画素領域の間の境界領域で前記列を不連続に作成することにより、副画素間の機械的なクロストークが成功的に軽減される。
【００５６】
図に示されるように、前記スロット１０２０は、特定の列１００４の二つの縁部の間に伸びる一般的に細長い開口を備えることができる。前記スロット１０２０は、一般的に長方形であり、一般的に楕円形であり、または意図された目的に対して他の適切な構成を有することができる。前記スロット１０２０は、（例えば、列１００４の導電性または容量性のような）ディスプレイの電気的特徴を低下させないように、隣接する副画素を接続する材料の十分な量を残すと同時に、列１００４において隣接する副画素間の機械的なクロストークを実質的に取り除くように選択された長さを有することができる。前記スロット１０２０は、列１００４の間の横空間と実質的に類似の幅を有することができ、または意図された目的に一致した任意の他の幅を有することができる。いくつかの実施形態において、図１０Ａに図示されたように、前記列１００４の平行な縁部の間の中心（または中間）領域において生成され、前記スロット１０２０の両終端部で、列１００４の縁部に沿って延在する変形可能な層の材料を残している。
【００５７】
図１０Ｂ及び１０Ｃは、図１０Ａにおいて図示されたディスプレイ１０００を通る異なる断面を示している。図１０Ｂ及び１０Ｃは、行電極１００２、部分的に反射性及び部分的に透明な層１００３、並びに誘電体層１０１２ａ及び１０１２ｂを含む光学スタックが横たわっている基板１０１０を示している。図１０Ｂは、前記スロット１０２０から離れて、列１００４の縁部を通してみたものである。図１０Ｂにおいて見られるように、列１００４は、反射層１００４ａ及び柔軟な支持層１００４ｂを含む多層構造を有している。同様に、（層１００４ａ、１００４ｂを含む）列１００４を備えている材料は、図示された部分を通して連続的である。図１０Ｃは、一方で、前記列１００４の中心部分を通して、及び前記スロット１０２０を通してみたものである。図１０Ｃにおいて見られるように、（層１００４ａ、１００４ｂを含む）列１００４を備えている材料は、前記支持体１００８の近くの位置で図示された部分を通して不連続となっている。
【００５８】
図１１は、行電極１１０２及び多数の副画素１１０６を画定する導電性で、変形可能な列１１０４を備えている別の実施形態によるディスプレイ１１００を図示している図である。支持体１１０８は、行電極１１０２及び列１１０４の間に一般的に配置される。図示された支持体１１０８は、一般的に長方形形状の断面を有している。複数の横方向スロット１１２０は、列１１０４を通して適切な電気接続を維持すると同時に、各々の列１１０４内の隣接する副画素１１０６を少なくとも部分的に機械的に分離するために列１１０４の各々において提供されている。図に示されたように、前記スロット１１２０は、前記スロット１１２０のどちらかの端部で隣接する副画素１１０６を接続する変形可能な層における略等しい量の材料を残しておくように、前記支持体１１０８の間のおおよそ中心に配置されることができる。これは変形可能な層を通して一貫した電気的特性（例えばインピーダンス）を維持するのを助ける。しかしながら、いくつかの実施形態において、前記スロットは、前記スロットの各々の端部と前記列の各々の縁部との間の変形可能な層における異なる量の材料を残しておくために、中心から離れて位置されることができる。
【００５９】
図１２Ａは、行電極１２０２及び多数の副画素１２０６を画定する導電性で変形可能な列１２０４を備えている別の実施形態によるディスプレイ１２００を図示している上平面図である。支持体１２０８は、行電極１２０２と列１２０４の間に一般的に配置される。複数の横方向スロット１２２０は、列１２０４を通して適切な電気接続を維持すると同時に、各々の列１２０４内の隣接する副画素１２０６を少なくとも部分的に機械的に分離するために列１２０４の各々において提供される。図１２において図示された実施形態において、前記スロット１２２０は、第１の支持体１２０８の縁部１２１２から、第２の支持体１２０８の縁部１２１４まで略延長している長さを有しており、それにより、各々の副画素１２０６間の変形可能な列を接続するために（前記スロット１２２０の端部と前記列１２０４の縁部との間の）各々の支持体１２０８にわたって変形可能な列１２０４の接続部を残す。いくつかの実施形態において、前記スロットは、二つの支持体１２２０の間の距離より僅かに大きな長さを有することができ、すなわち、前記スロットは、スロット１２２０の縁部が二つの隣接する支持体１２０８の縁部１２１２、１２１４にわたって僅かに延びているように寸法されることができる。前記スロット１２２０は、非常に狭いストリップ材料が列１２０４の縁部に沿って残る場合、もたらしうる電位の問題を避けると同時に、各々の列１２０４における隣接する副画素１２０６の機械的に分離を最小化するために寸法されることができる。そのような問題は、工程の変化に起因した機械的な層内の完全な不連続性と、列１２０４の増大した抵抗の可能性を含むことができる。例えば、前記スロットは、前記スロット１２２０の端部と前記列の縁部との各々の間に約２μｍの材料を残すように寸法化されることができる。別の実施形態において、前記スロットは、スロット１２２０の端部と列１２０４の縁部との各々の間に約２μｍより大きな材料を残すように寸法化されることができる。例えば、前記スロットは、スロット１２２０の端部と列の縁部との各々の間に約３μｍの材料を残すように寸法化されることができる。
【００６０】
いくつかの実施形態において、前記支持体（または支柱）は、列方向と副画素のスロット方向との両方を交差する可動層内に同一の剛性を一般的にもたらすために構成されている。例えば、一つの実施形態において、前記副画素の形状は、列方向とスロット方向の両方において一般的に同一の長さを有している正方形である。そのような実施形態において、前記支柱は、列方向とスロット方向の両方において一般的に対称的な構成を有することができる。そのような形状の例は、正方形、八角形、各々の円形を含んでいる。別の実施形態において、副画素の形状は、一つの方向に沿った長さが別の方向より長い長さを有している長方形である。そのような実施形態において、前記支柱は二つの方向にわたって変化する寸法で構成されることができる。そのような形状の例は、長方形と楕円系を含んでいる。画素配列に依存して、正方形及びひし形の柱が同様に可能である。前記支柱の形状は、工程を考慮して選択されることができる。例えば、いくつかの実施形態において、前記柱は、前記スロットの方向に延びているより長い寸法を有した長方形の形状であることができる。そのような実施形態において、前記スロットの長さは、相対的により小さく、同一の列における隣接する副画素を接続する材料を相対的に多く残す。
【００６１】
いくつかの実施形態において、複数の開口が、隣接する副画素の間の機械的な接続を減少させるために、隣接する副画素間の各々の境界で提供されることができる。例えば、一連（二つ、三つ、またはそれ以上）の穿孔または孔が列のどちらかの縁部を支持する二つの支持体の間の変形可能な層において生成されることができる。前記孔は、いくつかの実施形態において円形または楕円形でありうる。前記一連は、列が延びる方向に一般的に垂直な方向に延びることができる。図１２Ｂは、例えば、実施形態に従ってディスプレイ１２０１を示している。前記ディスプレイ１２０１は、行電極１２０２及び多数の副画素１２０６を画定する導電性で変形可能な列１２０４を含む、図１２Ａのディスプレイ１２００と一般的に同一の特性を含んでいる。図１２Ｂにおいて、しかしながら、一連の孔１２２１は、隣接する副画素１２０６の間の境界領域に提供される。各々の一連の孔１２２１は、前記孔１２２１の幅より大きな長さを有しており、及びそのようにして、前記列１２０４が延びる方向に一般的に垂直に延びているスロットを形成している。各々の一連の孔１２２１は、隣接する副画素を部分的に及び機械的に分離し、及びディスプレイ１２０１の性能を改善するために、隣接する支持体１２０８の縁部１２１２、１２１４の間を一般的に延びることができる。
【００６２】
列内の隣接する副画素間の境界領域に横方向スロットを加えることは、全体の副画素構造をより対照的にさせるように働くことができ、副画素の縦方向及び横方向の両方の縁部の間（すなわち、個々の列を分離する縁部と前記スロット付近の縁部の間）の安定した剛性をもたらす。そのような構成は、副画素の緩やかな解放の問題を減少させ、及び有効なヒステリシスウインドウを顕著に増大させることができる。前記スロットは、副画素の活性の間に変形可能な層を通るより早い空気流を容易にする追加の利点を有しており、それにより、ポテンシャルダンピングクロストークを減少させ、及び早い活性化のための副画素の応答時間を増大させるように作用する。加えて、当業者に理解されるように、ここで述べられたようにスロットを加えることは、追加のマスク、工程段階、または製造コストが無くてもこれらのまたは別の利点を提供することができる。横方向スロットは、例えば列を生成するために、機械的な切断が変形可能な層においてなされる同一の段階の間に、前記ディスプレイの製造の間に容易に実装されることができる。例えば、図８を参照すると、横方向スロットは、工程８００のステップ８２０で変形可能な層内に形成されることができる。
【００６３】
図１３を参照すると、ＭＥＭＳデバイスのための製造工程１３００の実施形態における特定の段階が図示されている。そのような段階は、図１３内に図示されていない他の段階と共に、例えば図１０から１２において図示された一般的な種類の干渉モジュレータを製造するための工程において存在しうる。図１３を参照すると、前記工程１３００は、基板を提供する段階１３０２で始まる。前記基板は、ガラスまたはプラスチックのような透明基板、またはシリコンのような不透明基板であり、ここで説明されるような光学スタックの効果的な形成を容易にするために、洗浄のような前処理段階を受けていてもよい。
【００６４】
図１３において図示された工程１３００は、基板にわたる可動構造を形成する段階１３０４で続けられる。前記可動構造は、図１０Ｂで図示された反射層１００４ａ及び変形可能な層１００４ｂのような反射層及び少なくとも一つの変形可能な層を含むことができる。前記反射層は、前記変形可能な層と実質的に連続的な接続となるように形成されることができる。前記可動構造は、導電性であり、及び図１０Ｂにおいて図示された支持体１００８のような一つ以上の支持体構造により前記基板から離れて配置されることができる。前記支持体は、任意の適切な方法で前記基板にわたって形成または配置されることができ、及び意図された目的に一致して適切な構成を有することができる。
【００６５】
図１３で図示された工程１３００はそれから、電気的に絶縁された列が前記可動構造内に形成される段階１３０６に移る。段階１３０８では、一つ以上の横方向スロットが一つ以上の列内に形成される。スロットを形成することは、各々の列内部の隣接する画素を部分的に物理的に分離するために前記列をパターンニング及びエッチングする段階を含むことができる。段階１３０８で生成された前記スロットは、前記列において一般的に横方向、すなわち、列が延びる方向に一般的に垂直な方向に延びることができる。いくつかの実施形態において、段階１３０６と１３０８は例えば、同一のマスクを用いることで同時に実装されることができる。他の実施形態において、段階１３０６と１３０８は連続して実装されることができる。
【００６６】
図１４を参照すると、ＭＥＭＳデバイスのための製造工程１４００の実施形態におけるある段階が図示されている。そのような工程からもたらされるＭＥＭＳデバイスは、干渉モジュレータのような光学モジュレータであることができる。前記工程１４００は、基板にわたり光学スタックを形成する段階１４０２で始まる。前記基板は、ガラスまたはプラスチックのような透明基板であることができ、及び光学スタックを効果的に形成しやすくするために、例えば、洗浄の前処理段階を受けていてもよい。上で議論されるように、前記光学スタックは、導電性であり、部分的に透明であり、及び部分的に反射性であり、及び例えば前記透明な基板上に一つ以上の層を堆積することにより形成されうる。いくつかの実施形態において、前記層は、平行なストリップを形成するためにパターン化され、ディスプレイデバイスにおいて行電極を形成しうる。いくつかの実施形態において、前記光学スタックは、一つ以上の金属層（例えば、反射層及び／または導電層）にわたり堆積される絶縁性または誘電性層を含んでいる。
【００６７】
図１４に図示された工程１４００は、前記光学スタックにわたり犠牲層が形成される段階１４０４が続く。前記犠牲層は、ここで議論されたようなキャビティを形成するために後で除去される、そしてそれ故前記犠牲層は、例えば図１０及び１２において図示された、いくつかの干渉モジュレータにおいて示されていない。前記犠牲層の形成は、連続的な除去の後で、所望の大きさを有するキャビティを提供するために選択された厚さで、モリブデンまたはアモルファスシリコンのようなＸｅＦ２−エッチング材料の堆積を含んでいる。前記犠牲材料の堆積は、物理気相堆積（ＰＶＤ、例えばスパッタリング）、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、熱化学気相堆積（熱ＣＶＤ）、またはスピンコーティングのような堆積技術を用いて実行されうる。
【００６８】
図１４に図示された工程１４００は、図１０に図示されたような支持構造、例えば支持体１００８を形成する段階１４０６が続く。前記支持体１００８の形成は、支持体構造の開口を形成するために前記犠牲層をパターンニングし、それから、前記支持体を形成するために前記開口内に、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、またはスピンコーティングを用いて、材料（例えば、ポリマーまたは酸化ケイ素）を堆積する段階を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、前記犠牲層内に形成された前記支持体構造の開口は、前記犠牲層及び前記光学スタックの両方を通り、横たわる基板まで伸び、前記柱の下端部は図７Ａで図示されているように基板に接している。他の実施形態において、前記犠牲層内に形成された開口は、犠牲層を通るが光学スタックは通らないで延びている。例えば、図７Ｄは、光学スタック１６と接している支柱プラグ４２の下端部を図示している。
【００６９】
図１４に図示された工程１４００は、図１と７Ａにおいて図示された導電性の変形可能な層のような可動反射層または薄膜を形成する段階１４０８が続く。前記可動反射層は、一つ以上のパターンニング、マスキング、及び／またはエッチング段階と共に、一つ以上の堆積段階、例えば反射層の堆積段階を採用することにより形成されうる。前記工程１４００の段階１４０８で形成された、部分的に製造された干渉モジュレータにおいて前記犠牲層がまだ存在しているので、前記可動反射層は変形可能ではなく、またはそうでなければこの段階で可動である。
【００７０】
図１４に図示された工程１４００は、可動反射層内に列を形成する段階１４１０が続く。この段階は、段階１４０２において形成された行電極に一般的に垂直な方向で延びている、図１０に図示された列１００４のような物理的に及び電気的に分離された列を形成するために、前記可動反射層の一つ以上の部分の除去を含んでいる。ここで説明されたように、前記列及び行の重畳領域は前記デバイスの副画素を形成する。前記工程１４００はそれから、横方向スロットが各々の列内部の副画素の境界で各々の列内に形成される段階１４１２に移動する。前記スロットは、各々の列の両端部に沿って走る連続的な材料のストリップを残すために、各々の列の中心領域に生成されることができる。いくつかの実施形態において、ステップ１４１０及び１４１２が、例えば同一マスクを用いることで、同時に実施される。他の実施形態において、前記段階１４１０及び１４１２は同様に連続的に実施されることもできる。
【００７１】
図１５Ａ及び１５Ｂは、スロットの無い干渉モジュレータ（図１５Ａ）及び一つの実施形態（図１５Ｂ）に従って構成された（例えばスロットを有する）干渉モジュレータのヒステリシス特性を図示しているグラフを示している。当業者に明らかなように、一つの実施形態（図１５Ｂ）により構成された干渉モジュレータは、より幅広いヒステリシスウインドウを示しており、及びそれ故、スロットの無いモジュレータ（図１５Ａ）よりも大きな使用可能な操作電圧ウインドウを所有している。スロットの無いモジュレータ（図１５Ａ）は緩やかな解放の問題を示していることが図から明らかである。これに対して、一つの実施形態（図１５Ｂ）により構成された干渉モジュレータにおいて解放は鋭い。
【００７２】
実施例１
ＭＥＭＳディスプレイは、平行なストリップまたは列で配列された変形可能な層と共に、光学スタック及び変形可能な層の間の様々な大きさの空隙を有する干渉モジュレータで構成された。各々の列の隣接する副画素の間の境界領域においてスロットは提供されなかった。前記列の変形可能な層は、二つのアルミニウム（Ａｌ）層の間に挟まれた酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）の層であった。マスク上に描かれたときの前記列はおおよそ３６μｍ幅であり、製造後はおおよそ３５μｍであった。前記列の変形可能な層の全厚さは、高ギャップ＝１００ｎｍ；中ギャップ＝２５０ｎｍ；低ギャップ＝３５０ｎｍであった。前記モジュレータは、以下の特徴を示した。
【００７３】
【表１】
【００７４】
比較例１Ａ
ＭＥＭＳディスプレイは、平行なストリップまたは列で配列された変形可能な層と共に、光学スタック及び変形可能な層の間の様々な大きさの空隙を有する干渉モジュレータで構成された。各々の列の隣接する副画素の間の境界領域においてスロットが提供された。前記列の変形可能な層は、二つのアルミニウム層の間に配置された酸窒化シリコンの層であった。マスク上に描かれたときの前記列はおおよそ３６μｍ幅であり、製造後はおおよそ３５μｍであった。形成されたスロットは、マスク上に描かれたとき、おおよそ２９μｍ長さで２μｍ幅であり、製造後は、おおよそ３０μｍ長さで３μｍであった。前記列の変形可能な層の全厚さは、高ギャップ＝１００ｎｍ；中ギャップ＝２５０ｎｍ；低ギャップ＝３５０ｎｍであった。前記モジュレータは、以下の特徴を示した。
【００７５】
【表２】
【００７６】
この例は、干渉モジュレータデバイスの列における隣接する副画素間の境界領域でスロットを提供することが、前記デバイスのためのヒステリシスウインドウを増大させ、及び前記デバイスの開放特性を改善することができることを図示している。
【００７７】
上記の詳細な説明は、様々な実施形態へ適用される場合の本発明の新規な特徴を示し、説明し、及び指摘してきたと同時に、図示された前記デバイスまたは工程の形成及び詳細において様々な省略、代替、及び変更が、発明の精神から逸脱することなく当業者によってなされうることは理解されるであろう。認識されているように、本願発明は、ここで説明された特性及び利点の全てを提供しない形態の範囲で具体化されてもよく、いくらかの特性が他とは別々に用いられまたは実施されうる。
【符号の説明】
【００７８】
１２ａ、１２ｂ 画素
１４ａ、１４ｂ 可動反射層
１６ａ、１６ｂ 光学スタック
１８ 支持体
１９ ギャップ
２０ 基板
２１ プロセッサ
２２ アレイドライバ
２４ 行ドライバ回路
２６ 列ドライバ回路
２７ ネットワークインターフェイス
２８ フレームバッファ
２９ ドライバコントローラ
３０ ディスプレイアレイ
３２ テザー
３４ 層
４０ ディスプレイデバイス
４１ ハウジング
４２ 支柱プラグ
４３ アンテナ
４４ バス構造
４５ スピーカー
４６ マイクロホン
４７ トランシーバー
４８ 入力デバイス
５０ 電源
５２ コンディショニングハードウェア
９００ ディスプレイ
９０２ 行電極
９０３ 層
９０４ 列電極
９０４ａ 反射層
９０４ｂ 支持層
９０４ｃ 支持層
９０４ｄ 支持層
９０６ 副画素
９０８ 支持体
９０９ マスク構造
９１０ 基板
９１２ａ 誘電体層
１０００ ディスプレイ
１０００ 干渉モジュレータ
１００２ 行電極
１００３ 層
１００４ 列
１００４ａ 反射層
１００４ｂ 支持層
１００６ 副画素
１００８ 支持体
１０１０ 基板
１０１２ａ 誘電体層
１０２０ スロット
１１００ ディスプレイ
１１０２ 行電極
１１０４ 列
１１０６ 副画素
１１０８ 支持体
１１２０ 横方向スロット
１２００ ディスプレイ
１２０２ 行電極
１２０４ 列
１２０６ 副画素
１２０８ 支持体
１２１２ 縁部
１２１４ 縁部
１２２０ 横方向スロット
１２２１ 孔
【技術分野】
【０００１】
本願発明は電気機械システムに関連している。より具体的には、本願発明は、干渉モジュレータのような電気機械システムの性能を改善するための方法及び装置に関連している。
【背景技術】
【０００２】
電気機械システムは、電気的素子及び機械的素子、アクチュエータ、トランスデューサー、センサー、光学部品、及び電子機器を含んでいる。電気機械システムは、限定されないが、マイクロスケール及びナノスケールを含む様々なスケールで製造されることができる。例えば、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスは、おおよそ１ミクロンから数百ミクロンまたはそれ以上の範囲のサイズを有する構造を含むことができる。ナノ微小電気機械システム（ＮＥＭＳ）は、例えば、数百ナノメートルより小さいサイズを含む１ミクロンよりより小さいサイズを有する構造を含むことができる。電気機械素子は、電気及び電気機械デバイスを形成するために、堆積、エッチング、リソグラフィー、及び／または基板部分及び／または堆積した材料層から離れてエッチングするか、または層を追加する他の微小機械工程を用いて製造されうる。電気機械システムデバイスの一つの種類は、干渉モジュレータと呼ばれている。ここで用いられるように、干渉モジュレータまたは干渉光モジュレータとの用語は、光学的干渉の原理を用いて選択的に光を吸収及び／または反射するデバイスに関連している。ある実施形態において、干渉モジュレータは一対の導電プレートを備えていてもよく、その一方または両方は、全体的にまたは部分的に透明及び／または反射性であってもよく、適切な電気信号の印加で相対運動することができる。具体的な実施形態において、一つのプレートは基板上に堆積された固定層を備えており、及び別のプレートは、空隙により前記固定層から離された金属薄膜を備えていてもよい。より詳細にここで説明されるように、一つのプレートの位置は、別のものに関して、前記干渉モジュレータ上の入射光の光学的な干渉を変化させることができる。そのようなデバイスは、幅広い応用を有しており、及びこれらの種類のデバイスの特徴を用いること及び／または修正することは技術的に有益であり、これらの特徴は存在する製造物を改良し、及び開発されていない新たな製造物を生成することに利用されることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一つの態様において、電気機械デバイスを製造するための方法が提供される。前記方法は、基板を提供する段階と、前記基板にわたって可動構造を形成する段階と、前記可動構造内に複数の電気的に分離された列を形成する段階と、及び少なくとも一つの前記複数の列内に少なくとも一つのスロットを生成する段階と、を備えている。前記可動構造は、第１の変形可能な層と、該第１の変形可能な層と実質的に連続に接触している反射層とを備えており、導電性であり、及び一つ以上の支持体構造によって前記基板から分離して配置されている。前記列は第１の方向に延びている。前記スロットは、第１の寸法及び該第１の寸法より大きな第２の寸法により画定され、前記第２の寸法は、前記第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に延びている。そのような態様の実質的ににおいて、各々の列は、複数の独立した活性可能な下位部分を備えている。別の実施形態において、前記スロットは、列の隣接する二つの下位部分の間に一般的に位置される。別の実施形態において、各々の下位部分は四つの角領域を有しており、各々の角領域は、異なる支持構造体により支持されている。別の実施形態において、前記方法は、少なくとも一つの列において複数のスロットを生成する段階をさらに備えている。別の実施形態において、列内の一対の連続したスロットは、前記列の下位部分を画定している。別の実施形態において、前記第２の寸法は、第１の支持体構造に近い第１の位置から、前記第１の支持体構造に隣接する第２の支持体構造に近い第２の位置まで延びている。別の実施形態において、前記第２の寸法は、二つの隣接する支持体構造の間の距離に実質的に等しい。別の実施形態において、第２の寸法は、二つの隣接する支持体構造の間の距離よりわずかに大きい。別の実施形態において、前記スロットは、複数の相隔たる孔を備えている。別の実施形態において、前記列の少なくとも一つにおける少なくとも一つのスロットを生成する段階は、前記列の中心部分で実施される。別の実施形態において、少なくとも一つのスロットを生成する段階は、前記列の端部と前記列の縁部との間の可動構造の一部を残す段階を備えている。別の実施形態において、前記列は一般的に真っ直ぐな縁部を有している。別の実施形態において、前記方法はさらに、前記第１の変形可能な層にわたって第２の変形可能な層を形成する段階を備えている。別の実施形態において、第１の変形可能な層は、誘電体材料を備えている。別の実施形態において、前記方法は、前記基板にわたって犠牲層を堆積する段階をさらに備えている。別の実施形態において、前記方法は、開口を形成するために犠牲層をパターンニングする段階をさらに備えている。別の実施形態において、前記方法は、前記犠牲層において前記開口内部に少なくとも部分的に支持体構造を形成する段階をさらに備えている。別の実施形態において、前記方法は、前記基板にわたって光学スタックを形成する段階をさらに備えている。別の実施形態において、前記デバイスは、ＭＥＭＳデバイスを備えている。別の実施形態において、前記デバイスは干渉モジュレータを備えている。
【０００４】
別の態様において、電気機械システムデバイスは、基板と、該基板にわたる複数の変形可能な電極と、を備えている。各々の変形可能な電極は、変形可能な層と、該変形可能な層と実質的に連続して接触する反射層とを備えており、各々の変形可能な層は、第１の方向に延びており、各々の変形可能な電極は、複数の支持体により対向する縁部に沿って支持されており、及び各々の変形可能な電極は少なくとも一つの開口を有している。各々の開口は、第１の寸法と、該第１の寸法より大きな第２の寸法とにより画定され、前記第２の寸法は、前記第１の方向に一般的に垂直な第２の方向に延びている。そのような態様の実施形態において、前記変形可能な電極は、互いに物理的に分離されている。別の実施形態において、前記変形可能な電極は、互いに電気的に分離されている。別の実施形態において、前記開口は、前記変形可能な電極の独立して活性可能な下位部分の間に一般的に配置されている。別の実施形態において、各々の開口は、一対の支持体の間を一般的に延びている。別の実施形態において、各々の開口は、第１及び第２の端部を有しており、前記第１の端部は、第１の支持体の一部にわたって配置されており、前記第２の端部は、第２の支持体の一部にわたって配置されている。別の実施形態において、前記第２の寸法は、一対の前記支持体の間の距離に実質的に等しい。別の実施形態において、前記第２の寸法は、一対の前記支持体の間の距離よりわずかに大きい。別の実施形態において、各々の変形可能な電極は、複数の前記開口を備えている。別の実施形態において、変形可能な電極における一対の連続する開口は、前記変形可能な電極の下位部分を画定する。別の実施形態において、前記第２の寸法は、前記変形可能な電極の隣接する下位部分の間のクロストークを実質的に除去するように選択される。別の実施形態において、前記デバイスは、前記基板にわたって配置された第２の反射層をさらに備えている。別の実施形態において、前記変形可能な反射層及び前記第２の反射層は、光学キャビティを画定している。別の実施形態において、前記デバイスはＭＥＭＳデバイスを備えている。別の実施形態において、前記デバイスは干渉モジュレータを備えている。
【０００５】
別の態様において、電気機械システムデバイスは、基板と、光を反射するための手段と、前記基板にわたって前記反射手段を支持するための手段と、前記反射手段を通して電気的導電率を維持すると同時に、前記反射手段の隣接する下位部分の間のクロストークを減少させるための手段と、を備えている。前記反射手段は、導電性であり、及び前記基板に向かって変形可能である。そのような態様の実施形態において、クロストークを減少させるための手段は、前記反射手段において一つ以上の開口を備えている。別の実施形態において、前記反射手段は、変形可能な層を備えている。別の実施形態において、前記反射手段は、誘電体層を備えている。別の実施形態において、前記支持するための手段は、複数の支持体を備えている。別の実施形態において、前記支持するための手段は、前記反射手段の前記下位部分の角領域近くに配置されている。
【０００６】
別の態様において、ディスプレイデバイスは、基板と、該基板にわたる複数の変形可能な電極とを有する電気機械システムデバイスを備えている。各々の変形可能な電極は、変形可能な層と、該変形可能な層と実質的に連続して接触している反射層とを備えており、各々の変形可能な層は、第１の方向に延びており、各々の変形可能な電極は、複数の支持体によって対向する縁部に沿って支持されており、及び各々の変形可能な電極は、少なくとも一つの開口を有している。各々の開口は、第１の寸法と、該第１の寸法より大きな第２の寸法とによって画定されており、前記第２の寸法は、前記第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に延びている。そのような態様の実施形態において、前記ディスプレイデバイスは、前記ディスプレイと連結するように構成されているプロセッサであって、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、前記プロセッサと連結するように構成されているメモリデバイスと、を備えている。別の実施形態において、前記ディスプレイデバイスは、少なくとも一つの信号を前記ディスプレイに送るために構成されたドライバ回路をさらに備えている。別の実施形態において、前記ディスプレイデバイスは、前記画像データの少なくとも一部を前記ドライバ回路に送るように構成されたコントローラを備えている。別の実施形態において、前記ディスプレイデバイスは、前記画像データを前記プロセッサに送るように構成された画像ソースモジュールをさらに備えている。別の実施形態において、前記画像ソースモジュールは、受信器、トランシーバー、及び送信機の少なくとも一つを備えている。別の実施形態において、前記ディスプレイデバイスは、入力データを受信するように、及び前記入力データを前記プロセッサに伝えるように構成された入力デバイスをさらに備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図面は概要としてのみであり、縮尺して描かれていない。
【０００８】
【図１】図１は、第１の干渉モジュレータの可動反射層が弛緩位置にあり、及び第２の干渉モジュレータの可動反射層が活性位置にある干渉モジュレータディスプレイの一つの実施形態の一部を描いた等角図である。
【図２】図２は、３×３の干渉モジュレータディスプレイを組み込んだ電気デバイスの一つの実施形態を図示しているシステムブロック図である。
【図３】図３は、図１の干渉モジュレータの一つの例としての実施形態について、可動ミラー位置対電圧のダイアグラムである。
【図４】図４は、干渉モジュレータディスプレイを駆動するために利用されうる一連の行及び列電圧の図である。
【図５Ａ】図５Ａは、ディスプレイデータのフレームを図２の３×３干渉モジュレータディスプレイに書き込むために利用されうる行及び列信号に対する一つの例となるタイミング図を図示している。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ディスプレイデータのフレームを図２の３×３干渉モジュレータディスプレイに書き込むために利用されうる行及び列信号に対する一つの例となるタイミング図を図示している。
【図６Ａ】図６Ａは、複数の干渉モジュレータを備えている画像表示デバイスの実施形態を図示しているシステムブロック図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、複数の干渉モジュレータを備えている画像表示デバイスの実施形態を図示しているシステムブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図１のデバイスの断面である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、干渉モジュレータの代替となる実施形態の断面である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、干渉モジュレータの別の代替となる実施形態の断面である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、干渉モジュレータのさらに別の代替となる実施形態の断面である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、干渉モジュレータの追加の代替となる実施形態の断面である。
【図８】図８は、干渉モジュレータを作成するための方法の実施形態における特定の段階を図示しているフローダイアグラムである。
【図９Ａ】図９Ａは、干渉モジュレータディスプレイの一つの実施形態の一部を描いた図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの９Ｂ−９Ｂ線に沿った断面である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ａの９Ｃ−９Ｃ線に沿った断面である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、スロットが副画素の境界で前記列内に提供されている干渉モジュレータディスプレイの別の実施形態の一部を描いた図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの１０Ｂ−１０Ｂ線に沿った断面である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ａの１０Ｃ−１０Ｃ線に沿った断面である。
【図１１】図１１は、別の実施形態によるディスプレイの一部の透視図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、干渉モジュレータディスプレイのさらなる実施形態の一部を描いた図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、干渉モジュレータディスプレイのさらにさらなる実施形態の一部を描いた図である。
【図１３】図１３は、干渉モジュレータを作成する方法の別の実施形態の特定の段階を図示しているフローダイアグラムである。
【図１４】図１４は、干渉モジュレータを作成する方法のさらなる実施形態の特定の段階を図示しているフローダイアグラムである。
【図１５Ａ】図１５Ａは、干渉モジュレータのヒステリシス特性を図示しているグラフである。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、一つの実施形態による可動反射層の境界領域においてスロットを有した干渉モジュレータのヒステリシス特性を図示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明は、特定の具体的な実施形態に向けられている。しかしながら、ここでの教示は、多数の異なる方法に応用されることができる。例えば、当業者によって理解されるように、具体的な実施形態がＭＥＭＳ干渉モジュレータの内容でここで説明されているにも関わらず、本発明の実施形態は、他のＭＥＭＳデバイス及びＮＥＭＳデバイスに利益をもたらすように利用されることができる。この説明において、同様の構造は同様の番号で通して指定されている図面を参照している。実施形態は、動いているかまたは静止しているかのどちらか、及びテキストであるか絵画であるかのどちらかの画像を表示するために構成されている任意のデバイスにおいて実装されうる。より具体的に、実施形態は、限定されないが、携帯電話、ワイヤレスデバイス、携帯端末（ＰＤＡｓ）、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信器／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレイヤー、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、置き時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニター、オートディスプレイ（例えば、オドメータディスプレイなど）、コックピットコントロール及び／またはディスプレイ、カメラ視野のディスプレイ（例えば、車内の背面カメラのディスプレイ）、電子フォトグラフ、電子ビルボードまたは信号、プロジェクター、アーキテクチャ構造、パッケージング、及び美的構造（宝石の一片上の画像のディスプレイ）のような、様々な電子デバイスに実装されるか、または関連されてもよいことが予期される。ここで説明される類似構造の電気機械デバイスは同様に、電子スイッチングデバイスのような非表示な応用に利用されることができる。
【００１０】
ここで説明される実施形態は、改善された性能を有する電気機械システムデバイス及び特に干渉モジュレータデバイス、並びにそれらの製造方法を提供している。特に、隣接する画素間またはディスプレイにおける副画素間のクロストークを減少させるための実施形態が説明されており、ディスプレイ内の画素または副画素の全ての端部の同時に起こる解放を改善するための実施形態である。一つの態様において、干渉モジュレータディスプレイは、実質的に平行なストリップまたは列として配置された導電性の変形可能な層を含んでいる。列電極に関連して、前記列は、ディスプレイの個々に活性化可能な複数の副画素を定義している。前記列は、一般的に各副画素の境界領域に配置された横方向スロットが備わっている。前記横方向スロットは、隣接する副画素またはそれらを接続する材料の（導電率及び電気容量を含む）電気的特性を大きく低下させないように、前記隣接する副画素を接続する十分な材料を維持すると同時に、所与の列の隣接する副画素の間の機械的なクロストークを最小化するために選択された長さを有することができる。他の態様において、電気機械システムデバイスを製造する方法は、前記列内の隣接する副画素間の境界領域で前記列内の一つ以上の横方向のスロットを有して、電気的に分離された複数の列を有する変形可能な層を形成する段階を含んでいる。
【００１１】
干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を備えている一つの干渉モジュレータディスプレイの実施形態は、図１において図示されている。これらのデバイスにおいて、画素は明か暗かのどちらかの状態である。明（“弛緩”または“開”）状態において、前記ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分を利用者に反射させる。暗（“活性”または“閉”）状態におけるとき、前記ディスプレイ素子は、入射可視光のほとんどを利用者に反射させない。実施形態に応じて、「オン」及び「オフ」の前記光反射性能は、反転されていてもよい。ＭＥＭＳ画素は、主に選択された色で反射するように構成されることができ、黒及び白に加えてカラーディスプレイを可能にしている。
【００１２】
図１は、画像表示の一連の画素内で二つの隣接する画素を描画している等角図であり、各画素はＭＥＭＳ干渉モジュレータを備えている。いくつかの実施形態において、干渉モジュレータディスプレイは、これらの干渉モジュレータの行／列の配列を備えている。各々の干渉モジュレータは、少なくとも一つの可変寸法を有した共鳴光学ギャップを形成するために、互いに可変で制御可能な距離で位置された一対の反射層を含んでいる。一つの実施形態において、反射層の一つは二つの位置の間で移動されうる。弛緩位置としてここで参照される第一の位置において、前記可動反射層は、固定された部分的な反射層から相対的に大きな距離に位置されている。活性位置としてここで参照される第二の位置において、前記可動反射層は、部分的な反射層のより近くに隣接して位置されている。前記二つの層から反射する入射光は、前記可動反射層の位置に依存して構造的に及び破壊的に干渉し、各々の画素に対して、全体反射または非反射状態のどちらかを生み出す。
【００１３】
図１において前記画素アレイが描かれた部分は、二つの隣接する干渉モジュレータ１２ａ及び１２ｂを含んでいる。左側の干渉モジュレータ１２ａにおいて、可動反射層１４ａは、部分的な反射層を含む光学スタック１６ａから所定の距離で弛緩位置の状態で図示されている。右側の干渉モジュレータ１２ｂにおいて、可動反射層１４ｂは、光学スタック１６ｂに隣接した活性位置の状態で図示されている。
【００１４】
ここで参照されるような光学スタック１６ａ及び１６ｂ（まとめて光学スタック１６として参照される）は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような電極層と、クロムのような部分的な反射層、及び透明な誘電体層を一般的に備えている。光学スタック１６はこのように、電気的に導電性であり、部分的に透明であり、及び部分的に反射性であり、例えば、透明基板２０上に一つ以上の上記層を堆積することによって製造されうる。部分的な反射層は、様々な金属、半導体、及び誘電体のように部分的に反射性の様々な材料から形成されることができる。前記部分的な反射層は、一つ以上の材料層で形成されることができ、前記層の各々は、単一材料または材料の組み合わせで形成されることができる。
【００１５】
いくつかの実施形態において、光学スタック１６の層は、平行なストリップでパターン化されており、以下でさらに説明されるようにディスプレイデバイス内に行電極を形成してもよい。可動反射層１４ａ及び１４ｂは、柱１８の上部に堆積された列、及び前記柱１８の間に堆積された介在する犠牲材料を形成するために、（１６ａ及び１６ｂの行電極に直交する）堆積された一連の金属層の平行なストリップとして形成されうる。前記犠牲材料がエッチングされるとき、前記可動反射層１４ａ、１４ｂは、画定されたギャップ１９により前記光学スタック１６ａ、１６ｂから分離される。アルミニウムのような高い導電性及び反射性の材料が、前記反射層１４に対して利用されてもよく、これらのストリップは、ディスプレイデバイス内の列電極を形成してもよい。図１はスケールするためのものではないことに注意されたい。いくつかの実施形態において、柱１８の間の空間は、１０から１００μｍのオーダにあり、同様に、前記ギャップ１９は、＜１０００オングストロームのオーダにあってもよい。
【００１６】
電圧が印加されない場合、ギャップ１９は可動反射層１４ａと光学スタック１６ａとの間で維持され、図１内の画素１２ａによって図示されているように、前記可動反射層１４ａは機械的に弛緩された状態にある。しかしながら、電位（電圧）差が選択された行及び列に印加されるとき、対応する画素で行及び列電極の交差点に形成されたキャパシタは帯電され、静電力は前記電極を引き付ける。電圧が十分に高い場合、前記可動反射層１４は変形され、及び前記光学スタック１６に押し付けられる。前記光学スタック１６内部の誘電体層（この図には図示されていない）は、短絡を防止し、及び図１内の右側の作動された画素１２ｂにより図示されているように、層１４及び１６の間の分離距離を制御しうる。その振る舞いは、印加された電位差の極性に関係なく同じである。
【００１７】
図２から５は、ディスプレイ応用における干渉モジュレータの配列の使用のための一つの例としての工程及びシステムを図示している。
【００１８】
図２は、干渉モジュレータを組み込む電気デバイスの一つの実施形態を図示しているシステムブロック図である。電気デバイスは、ＡＲＭ（登録商標）、ペンティアム（登録商標）、８０５１、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）、またはＡＬＰＨＡ（登録商標）のような一般用途のシングルまたはマルチチップマイクロプロセッサか、またはデジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、またはプログラマブルゲートアレイのような特殊用途のマイクロプロセッサとなりうるプロセッサ２１を含んでいる。従来技術のように、前記プロセッサ２１は、一つ以上のソフトウェアモジュールを実行するために構成されている。オペレーティングシステムを実行することに加えて、前記プロセッサは、ウェブブラウザ、テレフォンアプリケーション、Ｅメールプログラム、または任意の他のソフトウェアアプリケーションを含む一つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行するために構成されていてもよい。
【００１９】
一つの実施形態において、前記プロセッサ２１は、アレイドライバ２２に連絡されるように構成されている。一つの実施形態において、前記アレイドライバ２２は、デバイスアレイまたはパネル３０に信号を提供する行ドライバ回路２４と列ドライバ回路２６を含んでいる。図１において図示された前記アレイの断面積は、図２における線１−１によって示されている。図２は、明確性のために干渉モジュレータの３×３配列を図示しており、前記ディスプレイアレイ３０は、非常に多くの数の干渉モジュレータを含んでいてもよく、列よりも行において異なる数の干渉モジュレータを有していてもよい（例えば、１行あたり３００画素で１列あたり１９０画素）。
【００２０】
図３は、図１の干渉モジュレータの一つの例となる実施形態に対して、電圧に対する可動ミラーの位置の図である。ＭＥＭＳ干渉モジュレータに対して、前記行／列の活性指令は、図３において図示されたようなこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用してもよい。干渉モジュレータは、弛緩状態から活性状態まで変形することを可動層に引き起こすために、例えば１０ボルトの電位差を必要としうる。しかしながら、前記電圧がその値から減少されるとき、前記可動層は、前記電圧が１０ボルトより下に下げられたままで、その状態を維持している。図３の例としての実施形態において、前記可動層は前記電圧が２ボルトより下に下げられるまで完全に弛緩されない。このように、前記デバイスは弛緩または活性状態のどちらかに安定している印加された電圧のウインドウが存在する、図３で図示された例において、約３から７Ｖの電圧の範囲がある。これは、ここでは「ヒステリシスウインドウ」または「安定ウインドウ」として参照されている。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイに対して、前記行／列の活性指令は、行検出の間に、作動されるように検出された行内の画素は約１０ボルトの電圧差にさらされ、及び弛緩される画素はゼロボルトに近い電圧差にさらされるように設計されることができる。検出の後で、前記画素は、前記行検出がそれらを配置するどんな状態も維持するように、安定状態または約５ボルトのバイアス電圧差にさらされる。書込みの後で、各々の画素は、この例における３から７ボルトの「安定ウインドウ」の範囲での電位差にあう。この特徴は、同一の印加電圧の条件の下で、図１に図示された画素設計を、活性または弛緩の事前状態のどちらかに安定にさせている。活性または弛緩状態のどちらかにある干渉モジュレータの各々の画素が必然的に、固定及び移動反射層により形成されたキャパシタであり、この安定状態は、出力損失がほとんどなく、ヒステリシスウインドウ範囲の電圧で保持されることができる。印加された電位が固定されている場合、必然的に電流は前記画素へ流れない。
【００２１】
さらに以下で説明されるように、一般的な応用において、画像フレームは、第１の行内で所望の一連の活性化された画素に従って、一連のデータ信号を一連の列電極にわたり送ることにより生成されうる。それから行パルスが第１の行電極に印加され、前記一連のデータ信号に対応する画素を活性化させる。前記一連のデータ信号は、それから、第２行内の所望の一連の活性化された画素に対応するように変化される。パルスはそれから第２の行電極に印加され、前記データ信号に従って、第２の行において適切な画素を活性化させる。第１行の画素は、第２行のパルスにより影響を受けず、及び第１の行パルスの間にそれらがセットされた状態を保っている。これは、前記フレームを製造するために順次的な方法で、全体の一連の行に対して繰り返される。一般的に、１秒あたりのフレームのいくらか所望の数でこのプロセスを連続的に繰り返すことにより、新たな画像データでリフレッシュ及び／または更新されている。画像フレームを製造するために画素配列の行及び列電極を駆動させるための、幅広い種類の指令が利用されうる。
【００２２】
図４及び図５は、図２の３×３配列でのディスプレイフレームを生み出すための一つの可能な活性指令を図示している。図４は、図３のヒステリシスカーブを示している画素に対して利用されうる可能な一連の列及び行電圧レベルを図示している。図４の実施形態において、画素を活性化させることは、適切な列に−Ｖｂｉａｓを、及び適切な行に＋ΔＶを設定することを含んでおり、それらはそれぞれ−５ボルトと＋５ボルトであってもよい。前記画素を弛緩させることは、適切な列に＋Ｖｂｉａｓを、及び適切な行に＋ΔＶを設定することにより達成され、前記画素にわたってゼロボルトの電位差を作り出す。前記行電圧がゼロボルトで保持されるこれらの行において、前記画素は、前記列が＋Ｖｂｉａｓまたは−Ｖｂｉａｓであるに関わらず、それらが本来にあった如何なる状態で安定している。図４で図示されているように、上で説明されたものと反対極性の電圧が用いられることができ、例えば、画素を活性化させることは、適切な列に＋Ｖｂｉａｓ及び適切な行に−ΔＶを設定することを含むことができる。この実施形態において、前記画素を解放することは、適切な列に−Ｖｂｉａｓ及び適切な行に−ΔＶを設定することにより達成され、前記画素にわたってゼロボルトの電位差を作り出す。
【００２３】
図５Ｂは、活性化された画素が非反射性であり、図５Ａにおいて図示されたディスプレイ配列をもたらす図２の３×３アレイに印加された一連の行及び列信号を示しているタイミング図である。図５Ａにおいて図示されたフレームを書き込むことに先立って、前記画素は、如何なる状態となることができ、及びこの例において、全ての行は最初に０ボルトであり、及び全ての列は最初に＋５ボルトである。これらの印加された電圧と共に、全ての画素は、それらの存在する活性または弛緩状態において安定している。
【００２４】
図５Ａのフレームにおいて、画素（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）及び（３，３）が活性化されている。これを達成するために、行１に対する「ラインタイム」の間に、列１及び２が−５ボルトに設定され、及び列３が＋５ボルトに設定される。これは、全ての画素が３−７ボルトの安定ウインドウに残っているので如何なる画素の状態も変化させない。行１はそれから、０から最大で５ボルトまでいき、ゼロに戻るパルスでストローブされる。これは、（１，１）及び（１，２）を活性化させ、及び（１，３）画素を弛緩させている。前記アレイ中の他の画素は影響を受けない。要求の通りに行２を設定するため、列２は−５ボルトに設定され、及び列１及び３は＋５ボルトに設定される。行２に印加される同一のストローブが、画素（２，２）を作動させ、及び画素（２，１）及び（２，３）を弛緩させる。再び、前記アレイの他の画素は影響を受けない。行３は、列２及び３に−５ボルトを、及び列１に＋５ボルトを設定することにより同時に設定される。前記行３のストローブは、図５Ａにおいて示されているような行３の画素を設定している。前記フレームの書込みの後で、前記行の電位はゼロに、及び前記列の電位は、＋５または−５ボルトのどちらかに残されることができ、及び前記ディスプレイはそれから図５Ａの配置において安定している。同一の処理が、数十または数百の行及び列のアレイに対して採用されることができる。タイミング、順序、並びに行及び列の活性を実行するために利用される電圧のレベルは、上で要点が述べられた一般的な原理の範囲内で幅広く変化されることができ、及び上の例は例としてだけであり、及びいかなる活性化電圧の方法が、ここで説明されるシステム及び方法で用いられることができる。
【００２５】
図６Ａ及び６Ｂはディスプレイデバイス４０の実施形態を図示しているシステムブロックダイアグラムである。前記ディスプレイデバイス４０は、例えば、携帯電話でありうる。しかしながら、ディスプレイデバイス４０の同一の構成要素、またはそれに関するわずかな変更は同様に、テレビ及び携帯メディアプレイヤーのようなディスプレイデバイスの様々な種類の実例となる。
【００２６】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカー４５、入力デバイス４８、及びマイクロホン４６を含んでいる。前記ハウジング４１は一般的に、射出成形及び真空形成を含む様々な製造工程から形成される。加えて、前記ハウジング４１は、制限されないが、プラスチック、金属、ガラス、ラバー、及びセラミック、またはそれらの組み合わせを含む様々な材料から作られてもよい。一つの実施形態において、ハウジング４１は、異なるロゴ、絵、またはシンボルを含む異なる色の異なる取り外し部分で交換されうる交換部分（図示せず）を含んでいる。
【００２７】
例としてのディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、ここで説明されるような双安定ディスプレイを含む様々なディスプレイでありうる。他の実施形態において、前記ディスプレイ３０は、上で説明されるようなプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、またはＴＦＴ ＬＣＤのようなフラットパネルディスプレイ、またはＣＲＴまたは他のチューブデバイスのような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に、前記ディスプレイ３０は、ここで説明されるような干渉モジュレータディスプレイを含んでいる。
【００２８】
例となるディスプレイデバイス４０の一つの実施形態の構成要素は、図６Ｂにおいて概略的に図示されている。前記図示された例となるディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含んでおり、及び少なくとも部分的にその中に封入された追加の構成要素を含んでいる。例えば、一つの実施形態において、前記例となるディスプレイデバイス４０は、トランシーバー４７に接続されているアンテナ４３を含むネットワークインターフェイス２７を含んでいる。前記トランシーバー４７は、コンディショニングハードウェア５２に接続されたプロセッサ２１に接続されている。前記コンディショニングハードウェア５２は、信号を調整するように構成されている（例えば信号をフィルタリングする）。前記コンディショニングハードウェア５２は、スピーカー４５及びマイクロホン４６に接続されている。前記プロセッサ２１は、同様に、入力デバイス４８とドライバコントローラ２９に接続されている。前記ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８、及びディスプレイアレイ３０に順に結合されているアレイドライバ２２に結合されている。電源５０は、固有の例となるディスプレイデバイス４０の設計により要求されるようなすべての構成要素に電力を提供する。
【００２９】
前記ネットワークインターフェイス２７は、アンテナ４３とトランシーバー４７を含んでおり、例となるディスプレイデバイス４０が一つ以上のデバイスとネットワークを介して連絡できるようになる。一つの実施形態において、前記ネットワークインターフェイス２７は、プロセッサ２１の要求を軽減させるためにいくらか処理能力を有していてもよい。前記アンテナ４３は、信号を伝送及び受信するための任意のアンテナである。一つの実施形態において、前記アンテナは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ８０２．１１標準に従うＲＦ信号を伝送及び受信する。別の実施形態において、前記アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ標準に従うＲＦ信号を伝送及び受信する。携帯電話の場合、前記アンテナは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＡＭＰＳ、Ｗ−ＣＤＭＡ、または無線携帯電話ネットワーク内で連絡するために利用される他の周知の信号を受信するために設計されている。前記トランシーバー４７は、前記アンテナ４３から受信した信号を前処理し、それらはプロセッサ２１により受信され、及びさらには操作される。前記トランシーバー４７は同様に、前記プロセッサ２１から受信した信号を処理し、それらはアンテナ４３を経て例としてのディスプレイデバイス４０から伝送されうる。
【００３０】
代わりの実施形態において、前記トランシーバー４７は、受信器により置き換えられることができる。さらに別の代わりの実施形態において、ネットワークインターフェイス２７は、プロセッサ２１に送られる画像データを保存または生み出すことのできる画像ソースにより置き換えられることができる。例えば、前記画像ソースは、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、または画像データを含むハードディスクドライブ、または画像データを生み出すソフトウェアモジュールとすることができる。
【００３１】
プロセッサ２１は一般的に、例としてのディスプレイデバイス４０の全体の操作を制御する。前記プロセッサ２１は、ネットワークインターフェイス２７からの圧縮された画像データまたは画像ソースのようなデータを受信し、及び前記データを生の画像データまたは生の画像データに容易に処理される形式に処理する。前記プロセッサ２１はそれから、処理されたデータをドライバコントローラ２９に、または保存のためのフレームバッファ２８に送る。生のデータは一般的に、画像内部の各々の位置での画像特性を特定する情報を参照している。例えば、そのような画像特性は、色、飽和度、及びグレースケールレベルを含むことができる。
【００３２】
一つの実施形態において、前記プロセッサ２１は、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、または例としてのディスプレイデバイス４０の操作を制御するためのロジックコントローラユニットを含んでいる。コンディショニングハードウェア５２は一般的に、信号をスピーカー４５に伝送するため、及びマイクロホン４６からの信号を受信するための増幅器及び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、例としてのディスプレイデバイス４０内部の個々の構成要素であってもよく、またはプロセッサ２１または他の構成要素内部に組み込まれてもよい。
【００３３】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１により生成された生の画像データを、プロセッサ２１から直接、またはフレームバッファ２８からのどちらかから取り、前記生の画像データをアレイドライバ２２へ高速伝送するために適切に再フォーマットする。具体的に、前記ドライバコントローラ２９は、ディスプレイアレイ３０にわたってスキャニングするために適したタイムオーダを有するように、前記生の画像データをラスター状の形式を有するデータフローに再フォーマットする。それから、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送る。ＬＣＤコントローラのようなドライバコントローラ２９がスタンドアローン集積回路（ＩＣ）のようなシステムプロセッサ２１にしばしば関係があったとしても、そのようなコントローラは多くの方法で実装されうる。それらはハードウェアとしてプロセッサ２１内に組み込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１内に組み込まれるか、またはアレイドライバ２２と共にハードウェア内に完全に統合されうる。
【００３４】
一般的に、アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマットされた情報を受信し、及びビデオデータを、ディスプレイのｘ−ｙマトリクスの画素からくる数百及び時には数千のリードに、毎秒多数回印加される平行な一連の波形に再フォーマットする。
【００３５】
一つの実施形態において、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、及びディスプレイアレイ３０は、ここで説明された任意の種類のディスプレイに対して適している。例えば、一つの実施形態において、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定なディスプレイコントローラ（例えば、干渉モジュレータコントローラ）である。別の実施形態において、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定なディスプレイドライバ（例えば、干渉モジュレータディスプレイ）である。一つの実施形態において、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と統合される。そのような実施形態は、携帯電話、時計、及び他の小面積ディスプレイのような高集積化システムに共通している。さらなる別の実施形態において、ディスプレイアレイ３０は、一般的なディスプレイアレイまたは双安定なディスプレイアレイ（例えば、干渉モジュレータのアレイを含むディスプレイ）である。
【００３６】
入力デバイス４８は、利用者が例としてのディスプレイデバイス４０の操作を制御することを可能にしている。一つの実施形態において、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたはテレフォンキーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチ反応スクリーン、圧力または熱反応薄膜を含んでいる。一つの実施形態において、マイクロホン４６は、例としてのディスプレイデバイス４０のための入力デバイスである。マイクロホン４６が前記デバイスにデータを入力するために利用されるとき、例としてのディスプレイデバイス４０の操作を制御するために、ボイスコマンドが利用者によって提供されうる。
【００３７】
電源５０は、様々な従来周知のエネルギー貯蔵デバイスを含むことができる。例えば、一つの実施形態において、電源５０は、ニッケル−カドミウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーのような再充電可能なバッテリーである。別の実施形態において、電源５０は、再生可能な電源、キャパシタ、またはプラスチック太陽電池及び太陽電池ペイントを含む太陽電池である。別の実施形態において、電源５０は、壁コンセントから出力を受けるように構成されている。
【００３８】
いくつかの実装において、制御のプログラム可能性は、上で説明されたように、電子表示システム内のいくつかの場所に位置されることのできるドライバコントローラに存在している。いくつかの場合において、制御のプログラム可能性は、アレイドライバ２２に存在している。上で説明した最適化は、様々なハードウェア及び／またはソフトウェアの構成要素において、及び様々な構成において実装されうる。
【００３９】
上で説明した原理に従って操作する干渉モジュレータの詳細な構造は幅広く変化しうる。例えば、図７Ａから７Ｅは可動反射層１４及びその支持構造の５つの異なる実施形態を図示している。図７Ａは図１の実施形態の断面図であり、金属材料１４のストリップが直角に延びる支持体１８上に堆積されている。図７Ｂにおいて、各々の干渉モジュレータの可動反射層１４は、正方形または長方形の形状であり、及びテザー３２で角だけが支持体に取り付けられている。図７Ｃにおいて、可動反射層１４は、正方形または長方形の形状であり、及び柔軟な金属を備えうる変形可能な層３４から懸架されている。前記変形可能な層３４は、前記変形可能な層３４の周囲の周りで基板２０に直接または間接的に接続している。これらの接続は、ここでは支柱として参照される。図７Ｄにおいて図示された実施形態は、変形可能な層３４が置かれた支柱プラグ４２を有している。可動反射層１４は、図７Ａから７Ｃのように、ギャップにわたって懸架されているが、前記可動反射層１４は、変形可能な層３４と光学スタック１６との間の穴を満たすことによる支柱を形成していない。支柱は、支柱プラグ４２を形成するために利用される平坦化材料から形成されている。図７Ｅで図示された実施形態は、図７Ｄで示された実施形態に基づいているが、図７Ａから７Ｃにおいて図示された任意の実施形態及び図示されない追加の実施形態と共に作用するように構成されてもよい。図７Ｅに示された実施形態において、金属または他の導電材料の追加の層は、バス構造４４を形成するために利用されている。これは、信号が干渉モジュレータの背面に沿ってルーティングすることを可能にし、基板２０上に形成されている多数の電極を除去させる。
【００４０】
図７に示されたもののような実施形態において、干渉モジュレータは、画像が透明基板２０の全面側から見られ、その反対側に干渉モジュレータが配置される直視型デバイスとして機能する。これらの実施形態において、反射層１４は、変形可能な層３４を含んでいる、基板２０と反対の反射層の側の干渉モジュレータの一部を光学的に保護している。これは、画質に負の影響を与ええることなく保護された領域が構成され及び操作されることを可能にしている。例えば、そのような保護は、モジュレータの電気機械特性からモジュレータの光学特性を分離する能力を提供している図７Ｅにおけるバス構造４４が、アドレスすること、及びそのようなアドレスがもたらす移動を可能にしている。この分離可能なモジュレータのアーキテクチャは、構造設計、及び電気化学的態様のために利用される材料、及びモジュレータの光学的態様が互いに独立して選択され、及び機能することが可能である。さらに、図７Ｃから７Ｅに示された実施形態は、反射層１４の光学的特性をその機械的特性から分離することによる、変形可能な層３４により実行される追加の利点を有している。これは、構造設計及び反射層１４に対して用いられる材料が光学的特性に関して最適化されること、並びに構造設計及び変形可能な層３４に対して用いられる材料が所望の機械的特性に関して最適化されることを可能にしている。
【００４１】
図８は、干渉モジュレータのような光学モジュレータの製造工程８００の実施形態における特定の段階を図示している。そのような段階は、図８において示されていない他の段階と共に、例えば図１及び図７において図示された一般的な種類の干渉モジュレータを製造するための工程において存在しうる。図１、７、及び８に関して、前記工程８００は、段階８０５で基板２０にわたって光学スタック１６を形成する。前記基板２０は、ガラスまたはプラスチックのような透明な基板であり、及び光学スタック１６の効果的な形成を容易にするために、前処理の段階、例えば、洗浄の段階を受けてもよい。上で議論されたように、光学スタック１６は、導電性であり、部分的に透明であり、及び部分的に反射性であり、及び例えば透明基板２０上に一つ以上の層を堆積することによって製造されうる。いくつかの実施形態において、前記層は平行なストリップにパターン化され、及びディスプレイデバイス内の行電極を形成しうる。ここで用いられるように、当業者に理解されるように、「パターン化され」との用語は、パターンニング及びエッチング工程を参照するようにここで用いられる。いくつかの実施形態において、光学スタック１６は、一つ以上の金属層（例えば、反射性及び／または導電性の層）にわたって堆積された絶縁体または誘電体層を含んでいる。
【００４２】
図８において図示された工程８００は、光学スタック１６にわたって犠牲層を形成する段階８１０が続く。前記犠牲層は、以下で議論されたようなキャビティ１９を形成するために後で除去され（例えば段階８２５）、及びそのようにして前記犠牲層は、図１において図示された結果物の干渉モジュレータにおいて示されていない。光学スタック１６にわたる前記犠牲層の形成は、後続の除去の後で所望のサイズを有するキャビティ１９を提供するように選択された厚さで、モリブデンまたはアモルファスシリコンのようなＸｅＦ２−エッチング材料の堆積を含む。犠牲材料の堆積は、物理気相堆積（ＰＶＤ、例えばスパッタリング）、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、熱化学堆積（熱ＣＶＤ）またはスピンコーティングのような堆積技術を用いて実行されうる。
【００４３】
図８で図示された工程８００は、図１及び７で図示された支持構造、例えば柱１８を形成する段階８１５が続く。前記柱１８の形成は、支持構造の開口を形成するために犠牲層をパターンニングし、それからＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、またはスピンコーティングのような堆積法を用いて前記柱１８を形成するために前記開口内に材料（例えばポリマーまたは酸化ケイ素）を堆積する段階を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、前記犠牲層内に形成された支持体構造の開口は、前記犠牲層及び光学スタック１６の両方を通って下部の基板２０まで延びており、前記柱１８の下端部は図７Ａにおいて図示されたような基板２０と接触している。他の実施形態において、前記犠牲層内に形成された開口は、前記犠牲層を通るが、前記光学スタック１６は通らないで延びている。例えば、図７Ｄは光学スタック１６と接触する支柱プラグ４２の下端部を図示している
【００４４】
図８において図示された工程８００は、図１及び７で図示された可動反射層１４のような可動反射層または薄膜を形成する段階８２０が続く。前記可動反射層１４は、一つ以上のパターンニング、マスキング、及び／またはエッチング段階とともに、例えば反射層（例えばアルミニウム、アルミニウム合金）の一つ以上の堆積段階を採用することにより形成されうる。上で議論されたように、前記可動反射層１４は、一般的に導電性であり、及び導電層としてここで参照される。前記犠牲層は、前記工程８００の段階８２０で形成された部分的に製造された干渉モジュレータにおいて存在しているので、前記可動反射層１４はこの段階で一般的に移動しない。犠牲層を含む部分的に製造された干渉モジュレータは、ここでは「未解放」の干渉モジュレータとしてここで参照されうる。
【００４５】
図８において図示された工程８００は、キャビティ、例えば図１及び７で図示されたようなキャビティ１９を形成する段階８２５を含んでいる。前記キャビティ１９は、段階（８１０で堆積された）前記犠牲層をエッチング液にさらすことによって形成される。例えば、モリブデンまたはアモルファスシリコンのようなエッチング可能な犠牲材料は、例えば、前記犠牲層を材料の所望の量を除去するのに効果的である期間、固体二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）から誘導される蒸気のような気体のまたは蒸気のエッチング剤にさらすことによって、前記キャビティ１９を取り囲む構造に対して一般的に選択的に除去されうる。例えば、ウェットエッチング及び／またはプラズマエッチングのような他のエッチング法が同様に利用されうる。前記工程８００の段階８２５の間に前記犠牲層が除去されるので、前記可動反射層１４は、この段階の後で一般的に可動となる。前記犠牲材料の除去の後で、結果物の完全にまたは部分的に製造された干渉モジュレータは、「解放された」干渉モジュレータとしてここで参照されうる。
【００４６】
一つの実施形態において、ＭＥＭＳディスプレイは、各々が複数の副画素を備えている一つ以上の画素を備えることができる。各々の副画素は、独立して可動及び／または独立して活性可能な光学モジュレータを備えることができる。そのような構成により、単一の画素は、個々の副画素の特定の構成及び活性化される副画素の選択に依存して、複数の色を反射するように構成されることができる。例えば、一つの実施形態において、ＭＥＭＳディスプレイは、青色光を反射するように構成された一行内の三つの副画素、緑色光を反射するように構成された隣接する行内の三つの副画素、及び赤色光を反射するように構成された次の行内の三つの副画素を有し、それらが活性化されていない（弛緩された）状態にある九つの副画素に分離された画素で構成されることができる。そのような構成において、所与の画素の前記行内のモジュレータは、異なるサイズの空隙及び／または異なる厚さを有することができる。そのような例において、副画素の異なる組み合わせを個別に活性化させることは、画素に異なる色を反射させることを引き起こす。
【００４７】
図９Ａは、三つの平行な行電極９０２と、該行電極９０２に垂直に延在する列で配置された、変形可能な（またはそうでなければ可動な）反射層の三つのストリップ９０４を含む干渉モジュレータディスプレイ９００の一つの実施形態の一部を描いた図である。図示された実施形態において、前記行電極９０２及び列電極９０４の重なる部分は、九つの副画素９０６（それぞれが三つの副画素９０６ａ、９０６ｂ、及び９０６ｃを備えている）を画定している。支持体９０８は、行電極の境界領域上または近くで各副画素の角の領域に配置され、及び列電極９０４の縁部を支持するように構成されている。当業者は、前記行電極が前記光学スタックの導電性部分となることができることが理解できるだろう。例えば、いくつかの実施形態において、このうちの行電極への言及と以下の議論は、図７Ａから７Ｅにおいて図示された光学スタック１６のような光学スタックの導電性金属層（例えばＩＴＯ）への言及として理解されるだろう。前記行電極を描いているいくつかの図は、明確性にために（部分的に反射層及び／または一つ以上の透明な誘電体層のような）光学スタックの他の層を除外しているにも関わらず、当業者は、そのような他の層が、特定の応用のために所望される場合、存在しうることが理解されるだろう。列電極は、光反射性及び導電性となることができ、及び前記光学スタックに向かって可動となることができる一つ以上の層を備えることができる。
【００４８】
図９Ｂは、行電極９０２、部分的に反射性の及び部分的に透明な層９０３、及び誘電体層９１２ａ、９１２ｂを含む光学スタックの下に横たわっている基板９１０を示した、図９ａにおいて図示されたディスプレイ９００の一部の断面図を示している。同様に、図９Ｂで図示されたものは、前記支持体９０８の下に横たわる光学的なマスク構造９０９である。同様に「ブラックマスク」構造として参照される光学マスク構造９０９は、周囲光または迷光を吸収し、及びコントラスト比を増大させることによりディスプレイデバイスの光学共鳴を改善するように構成されることができる。いくらかの実施形態において、前記光学マスクは、黒よりも他の色として現れるように、所定の波長の光を反射することができる。前記光学マスク構造は、導電性となることもできるので、電気的バス層として機能するように構成されることができる。導電性バス構造は、アレイ内の副画素の応答時間を改善するために、それ自身が行及び／または列電極より低い電気抵抗率で構成されることができる。導電性バス構造は、光学的マスク構造から分離して提供されることができる。導電性マスクまたは他の導電性バス構造は、一つ以上のディスプレイ要素に印加された電圧に対して一つ以上の電気パスを提供するために、前記ディスプレイ上の一つ以上の要素に電気的に結合されることができる。例えば、所望の構成に依存して、一つ以上の行または列電極は、接続された行または列電極の抵抗を減少させるために、導電性バス構造に結合されることができる。いくつかの実施形態において、前記導電性バス構造は、前記支持体９０８の下、または他の適切な位置において配置されることのできる（図９Ｂにおいて示されていない）一つ以上のビアを通して前記行電極に接続されることができる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、前記列電極９０４は、複数の層を備えることができる。例えば、図９Ｂに図示された列電極９０４は、反射層９０４ａ及び柔軟な層９０４ｂを備えている。いくつかの実施形態において、前記柔軟な層９０４ｂは、前記反射層９０４ａにわたって、及び／または連続的に接続して直接形成されることができる。特定の応用に依存して、前記柔軟な層９０４ｂは、誘電体材料、導電性材料、または任意の他の適切な材料を備えることができる。いくつかの実施形態において、前記反射層９０４ａは、アルミニウムを備えている。
【００５０】
加えて、いくつかの実施形態において、所与の画素の列９０４は異なる厚さ、及び／または同一のまたは異なる厚さの複数の層を有することができる。例えば、図９Ｃで図示されるように、副画素９０６ａの列電極９０４は、単一の反射層９０４ａ及び単一の柔軟な支持層９０４ｂを備えることができる。副画素９０６ｂの列電極９０４は、副画素９０６ａと比べて副画素９０６ｂの剛性を増大させるために、追加の支持層９０４ｃを備えることができる。副画素９０６ｃの列電極９０４は、副画素９０６ｂと比べて副画素９０６ｃの剛性を増大させるためにさらなる別の支持層９０４ｄを有することができる。様々な支持層９０４ｂ、９０４ｃ、及び９０４ｄは、同一のまたは異なる材料を備えることができ、及び特定の応用により要求される同一のまたは異なる厚さを有することができる。同様に、いくつかの実施形態において、副画素は、それらの列と光学スタックとの間で異なるサイズの空隙を有して構成されることができる。例えば、図９Ｃで示されるように、副画素９０６ａは、図示されたディスプレイにおいて相対的に最も大きな空隙を有して構成されており、副画素９０６ｂはいくらか小さい空隙を有しており、及び副画素９０６ｃは、図示されたディスプレイにおいて相対的に最も小さい空隙を有して構成されている。そのような構成により、ディスプレイ内の副画素は、類似の活性化電圧で様々な所望の色を反射するように構成されることができる。
【００５１】
干渉モジュレータディスプレイ９００は、図８の製造方法８００を用いて製造されることができる。行電極９０２は、光学スタックの一部として段階８０５で形成されることができる。前記行電極９０２は、任意の適切な手法で形成されることができ、例えば、互いに行電極と分離させ、及び電気的に隔離させるように、パターン化され及びエッチングされる単一層として形成されることができる。支持体９０８は、変形可能な反射層または薄膜の列９０４の縁部を支持するために各々の副画素の周囲に沿った領域において、犠牲層において形成される開口内部に形成されることができる。可動反射層の平行なストリップ９０４は段階８２０で形成されることができる。犠牲層が段階８２５で除去されるとき、平行なストリップ９０４が支持されるように前記犠牲層と前記支持体９０８にわたって形成されることができる。平行なストリップ９０４は、互いに列電極９０４を分離し、及びそれ故物理的に及び電気的に分離するためにパターン化され及びエッチングされる単一層として初期に形成されることができる。
【００５２】
いくつかの実施形態において、図９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃにおいて示された一般的な構成を有するＭＥＭＳディスプレイは、各々の列内部で隣接する画素間の所望しない機械的なクロストークを示すことができる。すなわち、特定の副画素の状態が、隣接する副画素の状態に影響され、どちらかのまたは両方の副画素において意図されたものでない偏移をもたらし、どちらかのまたは両方の副画素の光学的性能を悪化させる。同様に、いくらかの場合において、図９において示された一般的な構成を有するＭＥＭＳディスプレイは、所望しない緩やかな解放の問題を示している。すなわち、個々の副画素の様々な縁部は活性化状態からいっせいに解放されないで、異なる解放電圧で代わりに解放し、より小さな有効なヒステリシスウインドウをもたらす。例えば、副画素が活性化され、及びそれから解放される場合、同一列内の隣接する副画素に最も近い副画素の縁部は、他の二つの端部より低い電圧で解放しうる。クロストーク及び緩やかな解放の問題は、行及び列方向における変形可能な層の剛性の変化に起因するような構成において示された。
【００５３】
副画素境界で、またはその近くで列内の横方向スロットを生成することは、可動反射層の隣接する副画素領域の独立した移動を容易にすることができ、それにより、副画素間の機械的なクロストークを減少させる。加えて、列内に横方向スロットを生成することは、副画素の縁部の周りの応力状態の均一性を改善させ、及びそれ故、副画素の縁部の同時に起こる解放を促進させる。前記横方向スロットは、このようにして、緩やかな解放の問題を減少させ、及びディスプレイの有効なヒステリシスウインドウを増大させることができる。さらに、列内で横方向スロットを生成することは、副画素にわたって反射された色の均一性を増大させることができる。
【００５４】
図１０Ａは、三つの平行な行電極１００２と、前記行電極１００２に垂直に延びる列内に配列された変形可能な層の三つのストリップ１００４を含む干渉モジュレータ１０００の一つの実施形態の一部を描いている図である。図示された実施形態において、前記行電極１００２と列電極１００４の重なる部分が、九つの副画素１００６を画定している。図示されていないが、行電極１００２と列電極１００４は、アレイ内で複数の画素に接続するために長手方向及び水平方向の両方に延びることができることは理解されるだろう。図示された画素内で、支持体１００８は、行電極１００２の境界領域上の、またはその近くの各副画素の角領域で配置される。前記支持体１００８は、前記列１００４の縁部を支持するように構成されている。前記支持体１００８は、図に示されているように、一般的な八角形形状の断面を有することができる。あるいは、前記支持体１００８は、任意の他の適切な形状の断面、例えば、円形、楕円形、長方形、ダイアモンド形状、または正方形を有することができる。
【００５５】
図１０Ａで見られるように、開口またはスロット１０２０が列１００４のそれぞれに提供されている。前記横方向スロット１０２０は、幅（第１）寸法及び長さ（第２）寸法を有することができ、前記長さ寸法は前記幅寸法より大きく、及び長さ寸法が、前記列１００４が延びる方向と一般的に垂直な方向に延びることができるように形成される。いくつかの実施形態において、長さ寸法は、列１００４が延びえる方向に対して実質的に、または正確に垂直に延在している。前記スロット１０２０は、所与の列１００４の隣接する副画素の間の境界領域内で、一般的に列１００４の縁部を支持する各々一対の支持体１００８の間に生成されることができる。各々のストリップ内で変形可能な層の隣接する副画素領域の間の境界領域で前記列を不連続に作成することにより、副画素間の機械的なクロストークが成功的に軽減される。
【００５６】
図に示されるように、前記スロット１０２０は、特定の列１００４の二つの縁部の間に伸びる一般的に細長い開口を備えることができる。前記スロット１０２０は、一般的に長方形であり、一般的に楕円形であり、または意図された目的に対して他の適切な構成を有することができる。前記スロット１０２０は、（例えば、列１００４の導電性または容量性のような）ディスプレイの電気的特徴を低下させないように、隣接する副画素を接続する材料の十分な量を残すと同時に、列１００４において隣接する副画素間の機械的なクロストークを実質的に取り除くように選択された長さを有することができる。前記スロット１０２０は、列１００４の間の横空間と実質的に類似の幅を有することができ、または意図された目的に一致した任意の他の幅を有することができる。いくつかの実施形態において、図１０Ａに図示されたように、前記列１００４の平行な縁部の間の中心（または中間）領域において生成され、前記スロット１０２０の両終端部で、列１００４の縁部に沿って延在する変形可能な層の材料を残している。
【００５７】
図１０Ｂ及び１０Ｃは、図１０Ａにおいて図示されたディスプレイ１０００を通る異なる断面を示している。図１０Ｂ及び１０Ｃは、行電極１００２、部分的に反射性及び部分的に透明な層１００３、並びに誘電体層１０１２ａ及び１０１２ｂを含む光学スタックが横たわっている基板１０１０を示している。図１０Ｂは、前記スロット１０２０から離れて、列１００４の縁部を通してみたものである。図１０Ｂにおいて見られるように、列１００４は、反射層１００４ａ及び柔軟な支持層１００４ｂを含む多層構造を有している。同様に、（層１００４ａ、１００４ｂを含む）列１００４を備えている材料は、図示された部分を通して連続的である。図１０Ｃは、一方で、前記列１００４の中心部分を通して、及び前記スロット１０２０を通してみたものである。図１０Ｃにおいて見られるように、（層１００４ａ、１００４ｂを含む）列１００４を備えている材料は、前記支持体１００８の近くの位置で図示された部分を通して不連続となっている。
【００５８】
図１１は、行電極１１０２及び多数の副画素１１０６を画定する導電性で、変形可能な列１１０４を備えている別の実施形態によるディスプレイ１１００を図示している図である。支持体１１０８は、行電極１１０２及び列１１０４の間に一般的に配置される。図示された支持体１１０８は、一般的に長方形形状の断面を有している。複数の横方向スロット１１２０は、列１１０４を通して適切な電気接続を維持すると同時に、各々の列１１０４内の隣接する副画素１１０６を少なくとも部分的に機械的に分離するために列１１０４の各々において提供されている。図に示されたように、前記スロット１１２０は、前記スロット１１２０のどちらかの端部で隣接する副画素１１０６を接続する変形可能な層における略等しい量の材料を残しておくように、前記支持体１１０８の間のおおよそ中心に配置されることができる。これは変形可能な層を通して一貫した電気的特性（例えばインピーダンス）を維持するのを助ける。しかしながら、いくつかの実施形態において、前記スロットは、前記スロットの各々の端部と前記列の各々の縁部との間の変形可能な層における異なる量の材料を残しておくために、中心から離れて位置されることができる。
【００５９】
図１２Ａは、行電極１２０２及び多数の副画素１２０６を画定する導電性で変形可能な列１２０４を備えている別の実施形態によるディスプレイ１２００を図示している上平面図である。支持体１２０８は、行電極１２０２と列１２０４の間に一般的に配置される。複数の横方向スロット１２２０は、列１２０４を通して適切な電気接続を維持すると同時に、各々の列１２０４内の隣接する副画素１２０６を少なくとも部分的に機械的に分離するために列１２０４の各々において提供される。図１２において図示された実施形態において、前記スロット１２２０は、第１の支持体１２０８の縁部１２１２から、第２の支持体１２０８の縁部１２１４まで略延長している長さを有しており、それにより、各々の副画素１２０６間の変形可能な列を接続するために（前記スロット１２２０の端部と前記列１２０４の縁部との間の）各々の支持体１２０８にわたって変形可能な列１２０４の接続部を残す。いくつかの実施形態において、前記スロットは、二つの支持体１２２０の間の距離より僅かに大きな長さを有することができ、すなわち、前記スロットは、スロット１２２０の縁部が二つの隣接する支持体１２０８の縁部１２１２、１２１４にわたって僅かに延びているように寸法されることができる。前記スロット１２２０は、非常に狭いストリップ材料が列１２０４の縁部に沿って残る場合、もたらしうる電位の問題を避けると同時に、各々の列１２０４における隣接する副画素１２０６の機械的に分離を最小化するために寸法されることができる。そのような問題は、工程の変化に起因した機械的な層内の完全な不連続性と、列１２０４の増大した抵抗の可能性を含むことができる。例えば、前記スロットは、前記スロット１２２０の端部と前記列の縁部との各々の間に約２μｍの材料を残すように寸法化されることができる。別の実施形態において、前記スロットは、スロット１２２０の端部と列１２０４の縁部との各々の間に約２μｍより大きな材料を残すように寸法化されることができる。例えば、前記スロットは、スロット１２２０の端部と列の縁部との各々の間に約３μｍの材料を残すように寸法化されることができる。
【００６０】
いくつかの実施形態において、前記支持体（または支柱）は、列方向と副画素のスロット方向との両方を交差する可動層内に同一の剛性を一般的にもたらすために構成されている。例えば、一つの実施形態において、前記副画素の形状は、列方向とスロット方向の両方において一般的に同一の長さを有している正方形である。そのような実施形態において、前記支柱は、列方向とスロット方向の両方において一般的に対称的な構成を有することができる。そのような形状の例は、正方形、八角形、各々の円形を含んでいる。別の実施形態において、副画素の形状は、一つの方向に沿った長さが別の方向より長い長さを有している長方形である。そのような実施形態において、前記支柱は二つの方向にわたって変化する寸法で構成されることができる。そのような形状の例は、長方形と楕円系を含んでいる。画素配列に依存して、正方形及びひし形の柱が同様に可能である。前記支柱の形状は、工程を考慮して選択されることができる。例えば、いくつかの実施形態において、前記柱は、前記スロットの方向に延びているより長い寸法を有した長方形の形状であることができる。そのような実施形態において、前記スロットの長さは、相対的により小さく、同一の列における隣接する副画素を接続する材料を相対的に多く残す。
【００６１】
いくつかの実施形態において、複数の開口が、隣接する副画素の間の機械的な接続を減少させるために、隣接する副画素間の各々の境界で提供されることができる。例えば、一連（二つ、三つ、またはそれ以上）の穿孔または孔が列のどちらかの縁部を支持する二つの支持体の間の変形可能な層において生成されることができる。前記孔は、いくつかの実施形態において円形または楕円形でありうる。前記一連は、列が延びる方向に一般的に垂直な方向に延びることができる。図１２Ｂは、例えば、実施形態に従ってディスプレイ１２０１を示している。前記ディスプレイ１２０１は、行電極１２０２及び多数の副画素１２０６を画定する導電性で変形可能な列１２０４を含む、図１２Ａのディスプレイ１２００と一般的に同一の特性を含んでいる。図１２Ｂにおいて、しかしながら、一連の孔１２２１は、隣接する副画素１２０６の間の境界領域に提供される。各々の一連の孔１２２１は、前記孔１２２１の幅より大きな長さを有しており、及びそのようにして、前記列１２０４が延びる方向に一般的に垂直に延びているスロットを形成している。各々の一連の孔１２２１は、隣接する副画素を部分的に及び機械的に分離し、及びディスプレイ１２０１の性能を改善するために、隣接する支持体１２０８の縁部１２１２、１２１４の間を一般的に延びることができる。
【００６２】
列内の隣接する副画素間の境界領域に横方向スロットを加えることは、全体の副画素構造をより対照的にさせるように働くことができ、副画素の縦方向及び横方向の両方の縁部の間（すなわち、個々の列を分離する縁部と前記スロット付近の縁部の間）の安定した剛性をもたらす。そのような構成は、副画素の緩やかな解放の問題を減少させ、及び有効なヒステリシスウインドウを顕著に増大させることができる。前記スロットは、副画素の活性の間に変形可能な層を通るより早い空気流を容易にする追加の利点を有しており、それにより、ポテンシャルダンピングクロストークを減少させ、及び早い活性化のための副画素の応答時間を増大させるように作用する。加えて、当業者に理解されるように、ここで述べられたようにスロットを加えることは、追加のマスク、工程段階、または製造コストが無くてもこれらのまたは別の利点を提供することができる。横方向スロットは、例えば列を生成するために、機械的な切断が変形可能な層においてなされる同一の段階の間に、前記ディスプレイの製造の間に容易に実装されることができる。例えば、図８を参照すると、横方向スロットは、工程８００のステップ８２０で変形可能な層内に形成されることができる。
【００６３】
図１３を参照すると、ＭＥＭＳデバイスのための製造工程１３００の実施形態における特定の段階が図示されている。そのような段階は、図１３内に図示されていない他の段階と共に、例えば図１０から１２において図示された一般的な種類の干渉モジュレータを製造するための工程において存在しうる。図１３を参照すると、前記工程１３００は、基板を提供する段階１３０２で始まる。前記基板は、ガラスまたはプラスチックのような透明基板、またはシリコンのような不透明基板であり、ここで説明されるような光学スタックの効果的な形成を容易にするために、洗浄のような前処理段階を受けていてもよい。
【００６４】
図１３において図示された工程１３００は、基板にわたる可動構造を形成する段階１３０４で続けられる。前記可動構造は、図１０Ｂで図示された反射層１００４ａ及び変形可能な層１００４ｂのような反射層及び少なくとも一つの変形可能な層を含むことができる。前記反射層は、前記変形可能な層と実質的に連続的な接続となるように形成されることができる。前記可動構造は、導電性であり、及び図１０Ｂにおいて図示された支持体１００８のような一つ以上の支持体構造により前記基板から離れて配置されることができる。前記支持体は、任意の適切な方法で前記基板にわたって形成または配置されることができ、及び意図された目的に一致して適切な構成を有することができる。
【００６５】
図１３で図示された工程１３００はそれから、電気的に絶縁された列が前記可動構造内に形成される段階１３０６に移る。段階１３０８では、一つ以上の横方向スロットが一つ以上の列内に形成される。スロットを形成することは、各々の列内部の隣接する画素を部分的に物理的に分離するために前記列をパターンニング及びエッチングする段階を含むことができる。段階１３０８で生成された前記スロットは、前記列において一般的に横方向、すなわち、列が延びる方向に一般的に垂直な方向に延びることができる。いくつかの実施形態において、段階１３０６と１３０８は例えば、同一のマスクを用いることで同時に実装されることができる。他の実施形態において、段階１３０６と１３０８は連続して実装されることができる。
【００６６】
図１４を参照すると、ＭＥＭＳデバイスのための製造工程１４００の実施形態におけるある段階が図示されている。そのような工程からもたらされるＭＥＭＳデバイスは、干渉モジュレータのような光学モジュレータであることができる。前記工程１４００は、基板にわたり光学スタックを形成する段階１４０２で始まる。前記基板は、ガラスまたはプラスチックのような透明基板であることができ、及び光学スタックを効果的に形成しやすくするために、例えば、洗浄の前処理段階を受けていてもよい。上で議論されるように、前記光学スタックは、導電性であり、部分的に透明であり、及び部分的に反射性であり、及び例えば前記透明な基板上に一つ以上の層を堆積することにより形成されうる。いくつかの実施形態において、前記層は、平行なストリップを形成するためにパターン化され、ディスプレイデバイスにおいて行電極を形成しうる。いくつかの実施形態において、前記光学スタックは、一つ以上の金属層（例えば、反射層及び／または導電層）にわたり堆積される絶縁性または誘電性層を含んでいる。
【００６７】
図１４に図示された工程１４００は、前記光学スタックにわたり犠牲層が形成される段階１４０４が続く。前記犠牲層は、ここで議論されたようなキャビティを形成するために後で除去される、そしてそれ故前記犠牲層は、例えば図１０及び１２において図示された、いくつかの干渉モジュレータにおいて示されていない。前記犠牲層の形成は、連続的な除去の後で、所望の大きさを有するキャビティを提供するために選択された厚さで、モリブデンまたはアモルファスシリコンのようなＸｅＦ２−エッチング材料の堆積を含んでいる。前記犠牲材料の堆積は、物理気相堆積（ＰＶＤ、例えばスパッタリング）、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、熱化学気相堆積（熱ＣＶＤ）、またはスピンコーティングのような堆積技術を用いて実行されうる。
【００６８】
図１４に図示された工程１４００は、図１０に図示されたような支持構造、例えば支持体１００８を形成する段階１４０６が続く。前記支持体１００８の形成は、支持体構造の開口を形成するために前記犠牲層をパターンニングし、それから、前記支持体を形成するために前記開口内に、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、またはスピンコーティングを用いて、材料（例えば、ポリマーまたは酸化ケイ素）を堆積する段階を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、前記犠牲層内に形成された前記支持体構造の開口は、前記犠牲層及び前記光学スタックの両方を通り、横たわる基板まで伸び、前記柱の下端部は図７Ａで図示されているように基板に接している。他の実施形態において、前記犠牲層内に形成された開口は、犠牲層を通るが光学スタックは通らないで延びている。例えば、図７Ｄは、光学スタック１６と接している支柱プラグ４２の下端部を図示している。
【００６９】
図１４に図示された工程１４００は、図１と７Ａにおいて図示された導電性の変形可能な層のような可動反射層または薄膜を形成する段階１４０８が続く。前記可動反射層は、一つ以上のパターンニング、マスキング、及び／またはエッチング段階と共に、一つ以上の堆積段階、例えば反射層の堆積段階を採用することにより形成されうる。前記工程１４００の段階１４０８で形成された、部分的に製造された干渉モジュレータにおいて前記犠牲層がまだ存在しているので、前記可動反射層は変形可能ではなく、またはそうでなければこの段階で可動である。
【００７０】
図１４に図示された工程１４００は、可動反射層内に列を形成する段階１４１０が続く。この段階は、段階１４０２において形成された行電極に一般的に垂直な方向で延びている、図１０に図示された列１００４のような物理的に及び電気的に分離された列を形成するために、前記可動反射層の一つ以上の部分の除去を含んでいる。ここで説明されたように、前記列及び行の重畳領域は前記デバイスの副画素を形成する。前記工程１４００はそれから、横方向スロットが各々の列内部の副画素の境界で各々の列内に形成される段階１４１２に移動する。前記スロットは、各々の列の両端部に沿って走る連続的な材料のストリップを残すために、各々の列の中心領域に生成されることができる。いくつかの実施形態において、ステップ１４１０及び１４１２が、例えば同一マスクを用いることで、同時に実施される。他の実施形態において、前記段階１４１０及び１４１２は同様に連続的に実施されることもできる。
【００７１】
図１５Ａ及び１５Ｂは、スロットの無い干渉モジュレータ（図１５Ａ）及び一つの実施形態（図１５Ｂ）に従って構成された（例えばスロットを有する）干渉モジュレータのヒステリシス特性を図示しているグラフを示している。当業者に明らかなように、一つの実施形態（図１５Ｂ）により構成された干渉モジュレータは、より幅広いヒステリシスウインドウを示しており、及びそれ故、スロットの無いモジュレータ（図１５Ａ）よりも大きな使用可能な操作電圧ウインドウを所有している。スロットの無いモジュレータ（図１５Ａ）は緩やかな解放の問題を示していることが図から明らかである。これに対して、一つの実施形態（図１５Ｂ）により構成された干渉モジュレータにおいて解放は鋭い。
【００７２】
実施例１
ＭＥＭＳディスプレイは、平行なストリップまたは列で配列された変形可能な層と共に、光学スタック及び変形可能な層の間の様々な大きさの空隙を有する干渉モジュレータで構成された。各々の列の隣接する副画素の間の境界領域においてスロットは提供されなかった。前記列の変形可能な層は、二つのアルミニウム（Ａｌ）層の間に挟まれた酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）の層であった。マスク上に描かれたときの前記列はおおよそ３６μｍ幅であり、製造後はおおよそ３５μｍであった。前記列の変形可能な層の全厚さは、高ギャップ＝１００ｎｍ；中ギャップ＝２５０ｎｍ；低ギャップ＝３５０ｎｍであった。前記モジュレータは、以下の特徴を示した。
【００７３】
【表１】
【００７４】
比較例１Ａ
ＭＥＭＳディスプレイは、平行なストリップまたは列で配列された変形可能な層と共に、光学スタック及び変形可能な層の間の様々な大きさの空隙を有する干渉モジュレータで構成された。各々の列の隣接する副画素の間の境界領域においてスロットが提供された。前記列の変形可能な層は、二つのアルミニウム層の間に配置された酸窒化シリコンの層であった。マスク上に描かれたときの前記列はおおよそ３６μｍ幅であり、製造後はおおよそ３５μｍであった。形成されたスロットは、マスク上に描かれたとき、おおよそ２９μｍ長さで２μｍ幅であり、製造後は、おおよそ３０μｍ長さで３μｍであった。前記列の変形可能な層の全厚さは、高ギャップ＝１００ｎｍ；中ギャップ＝２５０ｎｍ；低ギャップ＝３５０ｎｍであった。前記モジュレータは、以下の特徴を示した。
【００７５】
【表２】
【００７６】
この例は、干渉モジュレータデバイスの列における隣接する副画素間の境界領域でスロットを提供することが、前記デバイスのためのヒステリシスウインドウを増大させ、及び前記デバイスの開放特性を改善することができることを図示している。
【００７７】
上記の詳細な説明は、様々な実施形態へ適用される場合の本発明の新規な特徴を示し、説明し、及び指摘してきたと同時に、図示された前記デバイスまたは工程の形成及び詳細において様々な省略、代替、及び変更が、発明の精神から逸脱することなく当業者によってなされうることは理解されるであろう。認識されているように、本願発明は、ここで説明された特性及び利点の全てを提供しない形態の範囲で具体化されてもよく、いくらかの特性が他とは別々に用いられまたは実施されうる。
【符号の説明】
【００７８】
１２ａ、１２ｂ 画素
１４ａ、１４ｂ 可動反射層
１６ａ、１６ｂ 光学スタック
１８ 支持体
１９ ギャップ
２０ 基板
２１ プロセッサ
２２ アレイドライバ
２４ 行ドライバ回路
２６ 列ドライバ回路
２７ ネットワークインターフェイス
２８ フレームバッファ
２９ ドライバコントローラ
３０ ディスプレイアレイ
３２ テザー
３４ 層
４０ ディスプレイデバイス
４１ ハウジング
４２ 支柱プラグ
４３ アンテナ
４４ バス構造
４５ スピーカー
４６ マイクロホン
４７ トランシーバー
４８ 入力デバイス
５０ 電源
５２ コンディショニングハードウェア
９００ ディスプレイ
９０２ 行電極
９０３ 層
９０４ 列電極
９０４ａ 反射層
９０４ｂ 支持層
９０４ｃ 支持層
９０４ｄ 支持層
９０６ 副画素
９０８ 支持体
９０９ マスク構造
９１０ 基板
９１２ａ 誘電体層
１０００ ディスプレイ
１０００ 干渉モジュレータ
１００２ 行電極
１００３ 層
１００４ 列
１００４ａ 反射層
１００４ｂ 支持層
１００６ 副画素
１００８ 支持体
１０１０ 基板
１０１２ａ 誘電体層
１０２０ スロット
１１００ ディスプレイ
１１０２ 行電極
１１０４ 列
１１０６ 副画素
１１０８ 支持体
１１２０ 横方向スロット
１２００ ディスプレイ
１２０２ 行電極
１２０４ 列
１２０６ 副画素
１２０８ 支持体
１２１２ 縁部
１２１４ 縁部
１２２０ 横方向スロット
１２２１ 孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械デバイスを製造するための方法であって、
基板を提供する段階と、
前記基板にわたって可動構造を形成する段階であって、前記可動構造は、第１の変形可能な層と該第１の変形可能な層に実質的に連続に接触している反射層とを備えており、前記可動構造は、導電性であり、及び一つ以上の支持体構造により前記基板から離れて配置されているところの段階と、
前記可動構造内に複数の電気的に分離された列を形成する段階であって、前記列は、第１の方向に延びているところの段階と、及び
少なくとも一つの前記複数の列内に少なくとも一つのスロットを生成する段階であって、前記スロットは、第１の寸法と、該第１の寸法より大きな第２の寸法とによって画定されており、前記第２の寸法は、前記第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に延びているところの段階と、
を備えている方法。
【請求項２】
各々の列は、複数の独立的に活性可能な下位部分を備えている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スロットは、列の二つの隣接する下位部分の間に一般的に位置されている請求項２に記載の方法。
【請求項４】
各々の下位部分は、四つの角領域を有しており、各々の角領域は異なる支持体構造により支持されている請求項２に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも一つの前記列内に複数のスロットを生成する段階をさらに備えている請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の寸法は、第１の支持体構造に近い第１の位置から前記第１の支持体構造に隣接する第２の支持体構造に近い第２の位置まで延びている請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の寸法は、二つの隣接する支持構造の間の距離よりわずかに大きい請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スロットは、複数の間隙を介した孔を備えている請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の変形可能な層にわたって第２の変形可能な層を形成する段階をさらに備えている請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の変形可能な層は、誘電体材料を備えている請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板にわたって光学スタックを形成する段階をさらに備えている請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
電気機械システムデバイスであって、
基板と、
前記基板にわたる複数の変形可能な電極であって、各々の変形可能な電極は、変形可能な層と、該変形可能な層と実質的に連続して接触している反射層とを備えており、各々の変形可能な層は第１の方向に延びており、各々の変形可能な電極は対向する縁部に沿って複数の支持体によって支持されており、各々の変形可能な電極は少なくとも一つの開口を有しており、各々の開口は、第１の寸法と、該第１の寸法より大きな第２の寸法により画定されており、前記第２の寸法は前記第１の方向に一般的に垂直な第２の方向に延びているところの電極と、
を備えている電気機械システムデバイス。
【請求項１３】
前記変形可能な電極は、互いに電気的に分離されている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１４】
前記開口は、前記変形可能な電極の独立して活性化可能な下位部分の間に一般的に配置されている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１５】
各々の開口は、一対の前記支持体の間に一般的に延びている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１６】
各々の開口は、第１の端部と第２の端部を有しており、前記第１の端部は第１の支持体の一部にわたって配置されており、前記第２の端部は第２の支持体の一部にわたって配置されている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１７】
前記第２の寸法は、一対の前記支持体の間の距離に実質的に等しい請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１８】
前記第２の寸法は、一対の前記支持体の間の距離よりわずかに大きい請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１９】
変形可能な電極内の一対の連続した開口は、変形可能な電極の下位部分を画定している請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２０】
前記第２の寸法は、前記変形可能な電極の隣接する下位部分の間のクロストークを実質的に除去するために選択されている請求項１９に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２１】
前記基板にわたって配置された第２の反射層をさらに備えている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２２】
前記デバイスは、ＭＥＭＳデバイスを備えている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２３】
前記デバイスは、干渉モジュレータを備えている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２４】
電気機械システムデバイスであって、
基板と、
光を反射するための手段であって、前記反射手段は、導電性であり、前記基板に向かって変形可能であるところの手段と、
前記基板にわたって前記反射手段を支持するための手段と、及び
前記反射手段を通して導電性を維持すると同時に、前記反射手段の隣接する下位部分の間のクロストークを減少させるための手段と、
を備えている電気機械システムデバイス。
【請求項２５】
前記クロストークを減少させるための手段は、前記反射手段内に一つ以上の開口を備えている請求項２４に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２６】
前記反射手段は、変形可能な層を備えている請求項２４に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２７】
前記反射手段は、誘電体層を備えている請求項２４に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２８】
前記支持手段は複数の支持体を備えており、各々の支持体は、前記反射手段の下位部分の角領域の近くに配置されている請求項２４に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２９】
請求項１２に記載の前記電気機械システムデバイスを備えているディスプレイデバイス。
【請求項３０】
前記ディスプレイと連絡するために構成されているプロセッサであって、前記プロセッサは、画像データを処理するために構成されているところのプロセッサと、
前記プロセッサと連絡するために構成されているメモリデバイスと、
をさらに備えている請求項２９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３１】
少なくとも一つの信号を前記ディスプレイに送信するために構成されているドライバ回路をさらに備えている請求項３０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３２】
前記画像データの少なくとも一部を前記ドライバ回路に送信するために構成されているコントローラをさらに備えている請求項３１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３３】
前記画像データを前記プロセッサに送信するために構成された画像源モジュールをさらに備えている請求項３０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３４】
前記画像源モジュールは、少なくとも一つの受信器、トランシーバー、及び送信器を備えている請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３５】
入力データを受信し、及び前記入力データを前記プロセッサに連絡させるように構成された入力デバイスをさらに備えている請求項３０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１】
電気機械デバイスを製造するための方法であって、
基板を提供する段階と、
前記基板にわたって可動構造を形成する段階であって、前記可動構造は、第１の変形可能な層と該第１の変形可能な層に実質的に連続に接触している反射層とを備えており、前記可動構造は、導電性であり、及び一つ以上の支持体構造により前記基板から離れて配置されているところの段階と、
前記可動構造内に複数の電気的に分離された列を形成する段階であって、前記列は、第１の方向に延びているところの段階と、及び
少なくとも一つの前記複数の列内に少なくとも一つのスロットを生成する段階であって、前記スロットは、第１の寸法と、該第１の寸法より大きな第２の寸法とによって画定されており、前記第２の寸法は、前記第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に延びているところの段階と、
を備えている方法。
【請求項２】
各々の列は、複数の独立的に活性可能な下位部分を備えている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スロットは、列の二つの隣接する下位部分の間に一般的に位置されている請求項２に記載の方法。
【請求項４】
各々の下位部分は、四つの角領域を有しており、各々の角領域は異なる支持体構造により支持されている請求項２に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも一つの前記列内に複数のスロットを生成する段階をさらに備えている請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の寸法は、第１の支持体構造に近い第１の位置から前記第１の支持体構造に隣接する第２の支持体構造に近い第２の位置まで延びている請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の寸法は、二つの隣接する支持構造の間の距離よりわずかに大きい請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スロットは、複数の間隙を介した孔を備えている請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の変形可能な層にわたって第２の変形可能な層を形成する段階をさらに備えている請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の変形可能な層は、誘電体材料を備えている請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板にわたって光学スタックを形成する段階をさらに備えている請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
電気機械システムデバイスであって、
基板と、
前記基板にわたる複数の変形可能な電極であって、各々の変形可能な電極は、変形可能な層と、該変形可能な層と実質的に連続して接触している反射層とを備えており、各々の変形可能な層は第１の方向に延びており、各々の変形可能な電極は対向する縁部に沿って複数の支持体によって支持されており、各々の変形可能な電極は少なくとも一つの開口を有しており、各々の開口は、第１の寸法と、該第１の寸法より大きな第２の寸法により画定されており、前記第２の寸法は前記第１の方向に一般的に垂直な第２の方向に延びているところの電極と、
を備えている電気機械システムデバイス。
【請求項１３】
前記変形可能な電極は、互いに電気的に分離されている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１４】
前記開口は、前記変形可能な電極の独立して活性化可能な下位部分の間に一般的に配置されている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１５】
各々の開口は、一対の前記支持体の間に一般的に延びている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１６】
各々の開口は、第１の端部と第２の端部を有しており、前記第１の端部は第１の支持体の一部にわたって配置されており、前記第２の端部は第２の支持体の一部にわたって配置されている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１７】
前記第２の寸法は、一対の前記支持体の間の距離に実質的に等しい請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１８】
前記第２の寸法は、一対の前記支持体の間の距離よりわずかに大きい請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項１９】
変形可能な電極内の一対の連続した開口は、変形可能な電極の下位部分を画定している請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２０】
前記第２の寸法は、前記変形可能な電極の隣接する下位部分の間のクロストークを実質的に除去するために選択されている請求項１９に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２１】
前記基板にわたって配置された第２の反射層をさらに備えている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２２】
前記デバイスは、ＭＥＭＳデバイスを備えている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２３】
前記デバイスは、干渉モジュレータを備えている請求項１２に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２４】
電気機械システムデバイスであって、
基板と、
光を反射するための手段であって、前記反射手段は、導電性であり、前記基板に向かって変形可能であるところの手段と、
前記基板にわたって前記反射手段を支持するための手段と、及び
前記反射手段を通して導電性を維持すると同時に、前記反射手段の隣接する下位部分の間のクロストークを減少させるための手段と、
を備えている電気機械システムデバイス。
【請求項２５】
前記クロストークを減少させるための手段は、前記反射手段内に一つ以上の開口を備えている請求項２４に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２６】
前記反射手段は、変形可能な層を備えている請求項２４に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２７】
前記反射手段は、誘電体層を備えている請求項２４に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２８】
前記支持手段は複数の支持体を備えており、各々の支持体は、前記反射手段の下位部分の角領域の近くに配置されている請求項２４に記載の電気機械システムデバイス。
【請求項２９】
請求項１２に記載の前記電気機械システムデバイスを備えているディスプレイデバイス。
【請求項３０】
前記ディスプレイと連絡するために構成されているプロセッサであって、前記プロセッサは、画像データを処理するために構成されているところのプロセッサと、
前記プロセッサと連絡するために構成されているメモリデバイスと、
をさらに備えている請求項２９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３１】
少なくとも一つの信号を前記ディスプレイに送信するために構成されているドライバ回路をさらに備えている請求項３０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３２】
前記画像データの少なくとも一部を前記ドライバ回路に送信するために構成されているコントローラをさらに備えている請求項３１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３３】
前記画像データを前記プロセッサに送信するために構成された画像源モジュールをさらに備えている請求項３０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３４】
前記画像源モジュールは、少なくとも一つの受信器、トランシーバー、及び送信器を備えている請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３５】
入力データを受信し、及び前記入力データを前記プロセッサに連絡させるように構成された入力デバイスをさらに備えている請求項３０に記載のディスプレイデバイス。
【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８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５ｂ】
【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８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５ｂ】
【公表番号】特表２０１２−５２１５８１（Ｐ２０１２−５２１５８１Ａ）
【公表日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０２１３６（Ｐ２０１２−５０２１３６）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２８０５０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１１１５３
【国際公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（５０８０９５３３７）クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド (133)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２８０５０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１１１５３
【国際公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（５０８０９５３３７）クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド (133)
【Ｆターム（参考）】
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