広帯域反射特性を備えた干渉光変調器
【課題】本発明の分野は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関し、より具体的には、ＭＥＭＳを備えるディスプレイに関する。
【解決手段】映像ディスプレイにピクセルを形成するのに適した光デバイス８００。光デバイス８００は、第１の屈折率を有する第１の層８０２と、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、第１の層８０２の上の第２の層８０４と、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、第２の層８０４の上の第３の層８０６と、少なくとも部分的に光吸収性である第４の層８１０とを含み、光スタック８０８および第４の層８１０は、デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、第１の距離は第２の距離とは異なる。
【解決手段】映像ディスプレイにピクセルを形成するのに適した光デバイス８００。光デバイス８００は、第１の屈折率を有する第１の層８０２と、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、第１の層８０２の上の第２の層８０４と、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、第２の層８０４の上の第３の層８０６と、少なくとも部分的に光吸収性である第４の層８１０とを含み、光スタック８０８および第４の層８１０は、デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、第１の距離は第２の距離とは異なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関し、より具体的には、ＭＥＭＳを備えるディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械要素（ｍｉｃｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）、アクチュエータ、およびエレクトロニクスを含む。微小機械要素は、堆積、エッチングを使用して、ならびに／あるいは、基板および／または堆積した材料層の部分をエッチングにより除去するか、層を追加して、電気デバイスおよび電気機械デバイスを形成する他の微小機械加工プロセスを使用して作成することができる。１つのタイプのＭＥＭＳデバイスは干渉変調器と呼ばれる。本明細書で使用するとき、干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光学干渉の原理を用いて、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。特定の実施形態では、干渉変調器は一対の導電性プレートを備えてもよく、その一方または両方は、全体的もしくは部分的に透明および／または反射性であってもよく、また、適切な電気信号を印加することによって相対運動が可能であってもよい。ある実施形態では、一方のプレートは基板上に堆積させた固定層（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｌａｙｅｒ）を備えてもよく、他方のプレートは、エアギャップの分だけ固定層から分離された金属膜を備えてもよい。本明細書にてより詳細に記載するように、他方に対する一方のプレートの位置により、干渉変調器に入射する光の光学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用途を有し、当該分野においては、それらのタイプのデバイスの特性を利用および／または修正し、それによって、既存の製品の改善およびまだ開発されていない新しい製品の作成に、デバイスの特徴を活用できるようにすることが有益であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の多数の例示的実施形態が開示される。一実施形態では、第１の屈折率を有する第１の層と、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、第１の層の上の第２の層と、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、第２の層の上の第３の層とを備える光スタック（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｔａｃｋ）と、少なくとも部分的に光吸収性である第４の層とを備える光デバイスであって、光スタックおよび第４の層が、デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、第１の距離が第２の距離とは異なる、光デバイスが開示される。
【０００４】
一実施形態では、第１の屈折率を有する第１の層を形成するステップと、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する第２の層を第１の層の上に形成するステップと、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する第３の層を第２の層の上に形成するステップと、犠牲層を第３の層の上に形成するステップと、少なくとも部分的に光吸収性である第４の層を犠牲層の上に形成するステップと、犠牲層を除去するステップとを含む、光デバイスを形成する方法が開示される。
【０００５】
一実施形態では、第１の屈折率を有する第１の層と、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、第１の層の上の第２の層と、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、第２の層の上の第３の層とを備える光スタックと、少なくとも部分的に光吸収性である第４の層とを備える光デバイスであって、光スタックおよび第４の層が、デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、第１の距離が第２の距離とは異なる、光デバイスを提供するステップと、デバイスを第１の状態にするため、第１の電圧をデバイスに印加するステップと、デバイスを第２の状態にするため、第２の電圧をデバイスに印加するステップとを含む、光を変調する方法が開示される。
【０００６】
一実施形態では、光を反射および透過するための、第１の屈折率を有する第１の手段と、光を反射および透過するための、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、第１の手段の上の第２の手段と、光を反射および透過するための、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、第２の手段の上の第３の手段と、光を反射および吸収するための第４の手段とを備える光デバイスであって、第３の手段および第４の手段が、デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、第１の距離が第２の距離とは異なる、光デバイスが開示される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の干渉変調器の可動の反射層が弛緩位置（ｒｅｌａｘｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にあり、第２の干渉変調器の可動の反射層が作動位置（ａｃｔｕａｔｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にある、干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部分を示す等角図である。
【図２】３×３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の干渉変調器の例示的一実施形態に関する可動のミラー位置対印加電圧を示す図である。
【図４】干渉変調器ディスプレイを駆動するのに使用することができる一組の行電圧および列電圧を示す図である。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイにおける表示データの１つの例示的なフレームを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームを書き込むのに使用することができる行信号および列信号に関する１つの例示的なタイミング図である。
【図６Ａ】複数の干渉変調器を備える視覚表示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６Ｂ】複数の干渉変調器を備える視覚表示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７Ａ】図１のデバイスの断面図である。
【図７Ｂ】干渉変調器の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】干渉変調器の別の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】干渉変調器のさらに別の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】干渉変調器の追加の代替実施形態の断面図である。
【図８】広帯域反射特性を備えた干渉変調器の断面図である。
【図９】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１０】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１１】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１２】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１３】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１４】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１５】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１６】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１７】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１８】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１９】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な説明は、本発明の特定の具体的実施形態を対象とする。しかし、本発明は多数の異なるやり方で具体化することができる。以下の説明から明白となるように、実施形態は、動いているか（例えば、映像）または静止しているか（例えば、静止画像）に関わらず、またテキストかピクチャかに関わらず画像を表示するように構成されている、あらゆるデバイスにおいて実施することができる。より具体的には、実施形態は、携帯電話、無線デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、手持ち型もしくは携帯用コンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤー、カムコーダー、ゲーム機、腕時計、時計、計算器、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、自動ディスプレイ（例えば、走行距離計ディスプレイなど）、コックピット制御装置および／もしくはディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（例えば、車両内のリアビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子広告掲示板もしくは標識、プロジェクタ、建築物、包装、ならびに美観的構造物（例えば、一片の宝石の上に画像を表示するもの）などの、ただしそれらには限定されない様々な電子デバイスに組み入れるか、あるいはそれらと関連付けることができることが想到される。本明細書に記載するものに類似した構造のＭＥＭＳデバイスは、電子スイッチングデバイスなど、表示以外の用途に使用することもできる。
【０００９】
干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素を備える干渉変調器ディスプレイの一実施形態を図１に示す。これらのデバイスでは、ピクセルは明状態または暗状態（ｂｒｉｇｈｔ ｏｒ ｄａｒｋ ｓｔａｔｅ）のどちらかにある。明（「オン」または「開」）状態では、ディスプレイ要素は入射可視光の大部分をユーザに対して反射する。暗（「オフ」または「閉」）状態のとき、ディスプレイ要素は入射可視光をほとんどユーザに対して反射しない。実施形態に応じて、「オン」および「オフ」状態の光反射特性は逆にされてもよい。ＭＥＭＳピクセルは、主に選択された色において反射するように構成することができるので、白黒に加えてカラー表示が可能になる。
【００１０】
図１は、視覚的表示の一連のピクセルにおける２つの隣接したピクセルを示す等角図であり、各ピクセルはＭＥＭＳ干渉変調器を備えている。いくつかの実施形態では、干渉変調器ディスプレイはこれらの干渉変調器の行／列アレイを備える。各干渉変調器は、少なくとも１つの可変の寸法を有する共振光学ギャップ（ｒｅｓｏｎａｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｇａｐ）を形成するため、互いから可変かつ制御可能な距離で位置付けられた一対の反射層を含む。一実施形態では、反射層の一方は２つの位置の間で移動されてもよい。本明細書では弛緩位置と呼ばれる第１の位置では、可動の反射層は固定の部分反射層から比較的離れた距離に位置付けられる。本明細書では作動位置と呼ばれる第２の位置では、可動の反射層は部分反射層により近接して位置付けられる。２つの層から反射する入射光は、可動の反射層の位置に応じて強め合うようにまたは弱め合うように干渉して、各ピクセルに関して全反射状態または非反射状態のどちらかが生じる。
【００１１】
図１におけるピクセルアレイの図示部分は、２つの隣接した干渉変調器１２ａおよび１２ｂを含む。左側の干渉変調器１２ａでは、可動の反射層１４ａは、部分反射層を含む光スタック１６ａから予め定められた距離の弛緩位置で示されている。右側の干渉変調器１２ｂでは、可動の反射層１４ｂは、光スタック１６ｂに隣接した作動位置で示されている。
【００１２】
光スタック１６ａおよび１６ｂ（光スタック１６と総称される）は、本明細書で参照するとき、典型的には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの電極層、クロムなどの部分反射層、および透明誘電体を含むことができる、いくつかの溶融層を備える。したがって、光スタック１６は導電性であり、部分的に透明で、かつ部分的に反射性であって、また、例えば、上述の層の１つまたは複数を透明基板２０上に堆積することによって作製されてもよい。部分反射層は、様々な金属、半導体、および誘電体など、部分的に反射性である様々な材料から形成することができる。部分反射層は、１つまたは複数の材料層で形成することができ、各層は、単一材料または材料の組み合わせで形成することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、光スタック１６の層は、平行なストリップ状にパターニングされ、また、さらに後述するように、ディスプレイデバイスの行電極を形成してもよい。可動の反射層１４ａ、１４ｂは、ポスト１８の頂部上およびポスト１８の間に堆積された介在する犠牲材料上に堆積された、堆積金属層（１つまたは複数）の一連の平行ストリップ（行電極１６ａ、１６ｂに直交する）として形成されてもよい。犠牲材料をエッチングによって除去すると、可動の反射層１４ａ、１４ｂは、規定のギャップ１９の分だけ光スタック１６ａ、１６ｂから分離される。アルミニウムなどの高導電性かつ反射性の材料を反射層１４に使用してもよく、これらのストリップは、ディスプレイデバイスの列電極を形成してもよい。
【００１４】
印加電圧がないと、図１のピクセル１２ａによって示されるように、ギャップ１９が可動の反射層１４ａと光スタック１６ａとの間に残り、可動の反射層１４ａは機械的に弛緩した状態にある。しかし、電位差が選択された行および列に印加されると、対応するピクセルの行電極と列電極の交点に形成されるコンデンサが荷電され、静電力が電極を互いに引き付ける。電圧が十分に高い場合、可動の反射層１４は変形され、光スタック１６に押し付けられる。光スタック１６内の誘電体層（この図には図示なし）は、短絡を防ぐとともに、図１の右側のピクセル１２ｂによって示されるように、層１４および１６の間の分離距離を制御することができる。その挙動は、印加される電位差の極性に関わらず同じである。このように、反射性対非反射性のピクセル状態を制御することができる行／列の作動は、多くの点で、従来のＬＣＤおよび他のディスプレイ技術に使用されるものに類似している。
【００１５】
図２〜５Ｂは、ディスプレイ用途において干渉変調器のアレイを使用するための１つの例示的なプロセスおよびシステムを示す。
【００１６】
図２は、本発明の態様を組み込むことができる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。この例示的実施形態では、電子デバイスは、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＩ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＩＩ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＶ、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、あらゆる汎用のシングルもしくはマルチチップマイクロプロセッサ、または、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、もしくはプログラマブルゲートアレイなど、あらゆる特定用途向けマイクロプロセッサであってもよい、プロセッサ２１を含む。当該分野における従来のものと同様に、プロセッサ２１は、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成されてもよい。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサは、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、もしくは他のあらゆるソフトウェアアプリケーションを含む、１つまたは複数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。
【００１７】
一実施形態では、プロセッサ２１はまた、アレイドライバ２２と通信するように構成される。一実施形態では、アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイまたはパネル３０に信号を供給する、行ドライバ回路２４および列ドライバ回路２６を含む。図１に示されるアレイの断面は、図２の線１−１によって示される。ＭＥＭＳ干渉変調器の場合、行／列作動プロトコルは、図３に示される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。それには、例えば、可動の層を弛緩状態から作動状態へと変形させるため、１０Ｖの電位差が必要とされることがある。しかし、電圧がその値から低減されたとき、電圧が降下して１０Ｖ未満に戻る間、可動の層はその状態を維持する。図３の例示的実施形態では、可動の層は、電圧が２Ｖ未満に降下するまで完全には弛緩しない。したがって、図３に示される実施例では約３〜７Ｖの印加電圧のウィンドウが存在し、その中では、デバイスは弛緩状態または作動状態のどちらかで安定している。これは、本明細書では、「ヒステリシスウィンドウ」または「安定ウィンドウ（ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｎｄｏｗ）」と呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイの場合、行ストローブ（ｒｏｗ ｓｔｒｏｂｉｎｇ）の間、作動させるべきストローブされた行内のピクセルが約１０Ｖの電圧差を受け、弛緩させるべきピクセルが０Ｖに近い電圧差を受けるように、行／列作動プロトコルを設計することができる。ストローブの後、ピクセルは約５Ｖの定常電圧差を受けるので、それらは、行ストローブによってもたらされた状態がどちらであれ、その状態に留まる。書き込まれた後、各ピクセルの電位差は、この実施例では３〜７Ｖの「安定ウィンドウ」内になる。この特徴により、図１に示されるピクセル設計は、作動または弛緩どちらかの既存の状態において同じ印加電圧条件下で安定になる。干渉変調器の各ピクセルは、作動状態または弛緩状態のどちらであるかに関わらず、本質的に、固定および可動の反射層によって形成されるコンデンサであるので、ヒステリシスウィンドウ内の電圧において、電力損をほとんど伴わずにこの安定状態を保つことができる。印加電位が固定の場合、本質的に、電流はピクセルに流れない。
【００１８】
典型的な用途では、ディスプレイフレームは、第１行の作動ピクセルの所望の組に従って列電極の組をアサートすることによって作成されてもよい。次に、行パルスが行１の電極に印加されて、アサートされた列のラインに対応するピクセルが作動する。次に、第２行の作動ピクセルの所望の組に対応するように、列電極のアサートされた組が変更される。次に、パルスが行２の電極に印加されて、アサートされた列電極に従って行２の適切なピクセルが作動する。行１のピクセルは行２のパルスに影響されず、行１のパルスの間、設定された状態に留まる。これが、一連の行全体に対して連続的に繰り返されて、フレームが生成されてもよい。一般に、フレームは、ある所望の１秒当たりフレーム数でこのプロセスを継続して繰り返すことによって、新しい表示データを用いてリフレッシュおよび／または更新される。ピクセルアレイの行電極および列電極を駆動して、表示フレームを生成するための多種多様なプロトコルも良く知られており、本発明と併せて使用されてもよい。
【００１９】
図４、５Ａ、および５Ｂは、図２の３×３アレイ上に表示フレームを作成するための１つの可能な作動プロトコルを示す。図４は、図３のヒステリシス曲線を呈するピクセルに使用されてもよい行および列電圧レベルの可能な組を示す。図４の実施形態では、ピクセルを作動させることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を＋ΔＶに設定することを伴い、これはそれぞれ−５Ｖおよび＋５Ｖに対応してもよい。ピクセルを弛緩させることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じ＋ΔＶに設定して、ピクセルの両端間の電位差を０Ｖにすることによって達成される。行電圧が０Ｖで保たれている行では、ピクセルは、列が＋Ｖｂｉａｓまたは−Ｖｂｉａｓのどちらであるかに関わらず、その元の状態がどちらであれ、そのまま安定している。やはり図４に示されるように、上述したものと逆の極性の電圧を使用することができ、例えば、ピクセルを作動させることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を−ΔＶに設定することを伴い得ることが理解されるであろう。この実施形態では、ピクセルを弛緩させることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じ−ΔＶに設定して、ピクセルの両端間の電位差を０Ｖにすることによって達成される。
【００２０】
図５Ｂは、作動ピクセルが非反射性である図５Ａに示されるディスプレイ配置が得られる、図２の３×３のアレイに印加される一連の行信号および列信号を示すタイミング図である。図５Ａに示されるフレームを書き込む前に、ピクセルを任意の状態にすることができ、この実施例では、すべての行が０Ｖであり、すべての列が＋５Ｖである。これらの印加電圧によって、すべてのピクセルは、それらの既存の作動状態または弛緩状態で安定である。
【００２１】
図５Ａのフレームでは、ピクセル（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、および（３，３）が作動している。これを達成するため、行１の「ライン時間（ｌｉｎｅ ｔｉｍｅ）」の間、列１および２は−５Ｖに設定され、列３は＋５Ｖに設定される。すべてのピクセルは３〜７Ｖの安定ウィンドウに留まるので、これによっていずれのピクセルの状態も変化しない。次に、０から５Ｖに上昇し、０に戻るパルスによって、行１がストローブされる。これによって、（１，１）および（１，２）ピクセルが作動し、（１，３）ピクセルが弛緩する。アレイ内の他のピクセルはいずれも影響されない。行２を所望のように設定するため、列２は−５Ｖに設定され、列１および３は＋５Ｖに設定される。次に、行２に適用されたのと同じストローブによって、ピクセル（２，２）が作動し、ピクセル（２，１）および（２，３）が弛緩する。やはり、アレイの他のピクセルはいずれも影響されない。行３は、同様に、列２および３を−５Ｖに、列１を＋５Ｖに設定することによって設定される。行３のストローブによって、図５Ａに示されるように行３のピクセルが設定される。フレームを書き込んだ後、行電位はゼロであり、列電位は＋５Ｖまたは−５Ｖのどちらかに留まることができ、その結果、ディスプレイは図５の配置のまま安定である。同じ手順を数十または数百の行および列のアレイに用いることができることが理解されるであろう。また、行および列の作動を行うのに使用されるタイミング、シーケンス、および電圧レベルは、上記に概説した一般原理の中で幅広く変えることができ、上述の実施例は単なる例示であり、また、任意の作動電圧方法を本明細書に記載のシステムおよび方法とともに使用できることが理解されるであろう。
【００２２】
図６Ａおよび６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の一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、例えば、セルラー電話または携帯電話であり得る。しかし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはそれらのわずかな変形例も、テレビ、携帯メディアプレーヤー、およびコンピュータなど、様々なタイプのディスプレイデバイスの例証となる。
【００２３】
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４５、入力デバイス４８、およびマイクロホン４６を含む。ハウジング４１は、一般に、射出成形および真空成形を含む、当業者には良く知られているような様々な製造プロセスのいずれかから形成される。それに加えて、ハウジング４１は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない、様々な材料のいずれかから作られてもよい。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、絵柄、もしくは記号を含む他の取外し可能な部分と交換することができる、取外し可能な部分（図示なし）を含む。
【００２４】
例示的なディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、本明細書に記載す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のいずれかであってもよい。他の実施形態では、ディスプレイ３０は、当業者には良く知られているような、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、もしくは上述のようなＴＦＴ ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、または、ＣＲＴもしくは他の電子管デバイス（ｔｕｂｅ ｄｅｖｉｃｅ）などの非フラットパネルディスプレイを含む。しかし、本実施形態について記載する目的のため、ディスプレイ３０は、本明細書に記載するような干渉変調器ディスプレイを含む。
【００２５】
例示的なディスプレイデバイス４０の一実施形態の構成要素を図６Ｂに概略的に示す。図示される例示的なディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、少なくとも部分的にその中に封入される追加の構成要素を含むことができる。例えば、一実施形態では、例示的なディスプレイデバイス４０は、送受信機４７に連結されたアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。送受信機４７はプロセッサ２１に接続され、それはコンディショニングハードウェア５２に接続される。コンディショニングハードウェア５２は、信号を調整する（例えば、信号をフィルタ処理する）ように構成されてもよい。コンディショニングハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイクロホン４６に接続される。プロセッサ２１はまた、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９に接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８に、かつアレイドライバ２２に連結され、それは次にディスプレイアレイ３０に連結される。電源５０は、特定の例示的なディスプレイデバイス４０設計による要求に応じて、すべての構成要素に電力を供給する。
【００２６】
ネットワークインターフェース２７はアンテナ４３および送受信機４７を含むので、例示的なディスプレイデバイス４０は、ネットワークを通して１つまたは複数のデバイスと通信することができる。一実施形態では、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１の要件を緩和するため、いくつかの処理能力も有してもよい。アンテナ４３は、当業者には知られている、信号を送受信するため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（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ ８０２．１１規格に従ってＲＦ信号を送受信する。別の実施形態では、アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格に従ってＲＦ信号を送受信する。セルラー電話の場合、アンテナは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＡＭＰＳ、または無線セルラー電話ネットワーク内で通信するのに使用される他の既知の信号を受信するように設計される。送受信機４７は、プロセッサ２１によって受信し、またさらにそれによって操作することができるように、アンテナ４３から受信した信号を前処理する。送受信機４７はまた、アンテナ４３を通して例示的なディスプレイデバイス４０から送信することができるように、プロセッサ２１から受信した信号を処理する。
【００２７】
代替実施形態では、送受信機４７は受信機と置き換えることができる。さらに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、プロセッサ２１に送られる画像データを格納または生成することができる画像源と置き換えることができる。例えば、画像源は、画像データを含むデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）もしくは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であることができる。
【００２８】
プロセッサ２１は、一般に、例示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２１は、ネットワークインターフェース２７または画像源からの圧縮画像データなどのデータを受信し、そのデータを処理して、生の画像データに、または生の画像データへと容易に処理されるフォーマットにする。次に、プロセッサ２１は、格納のため、処理済みデータをドライバコントローラ２９またはフレームバッファ２８に送る。生データとは、典型的には、画像内の各位置における画像特性を識別する情報を指す。例えば、そのような画像特性は、色、飽和度、およびグレースケールレベルを含むことができる。
【００２９】
一実施形態では、プロセッサ２１は、例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するため、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理演算装置を含む。プロセッサ２１はまた、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または他のあらゆるソフトウェアアプリケーションを含む、１つまたは複数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。コンディショニングハードウェア５２は、一般に、スピーカ４５に信号を送信するための、かつマイクロホン４６から信号を受信するための、増幅器およびフィルタを含む。コンディショニングハードウェア５２は、例示的なディスプレイデバイス４０内の個別の構成要素であってもよく、または、プロセッサ２１もしくは他の構成要素に組み込まれてもよい。
【００３０】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって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から受け取り、その生の画像データを、アレイドライバ２２に高速送信するのに適するように再フォーマットする。具体的には、ドライバコントローラ２９は、ディスプレイアレイ３０を走査するのに適した時間順を有するように、生の画像データをラスタ状のフォーマットを有するデータフローへと再フォーマットする。次に、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コントローラなどのドライバコントローラ２９は、独立型集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１と関連付けられる場合が多いが、そのようなコントローラは多くのやり方で実装することができる。それらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれるか、またはアレイドライバ２２とともにハードウェアに完全に統合されてもよい。
【００３１】
典型的には、アレイドライバ２２は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ２９から受信し、映像データを波形の平行な組に再フォーマットし、それらの波形は、１秒当たり多数回、ディスプレイのピクセルのｘ−ｙマトリックスから出ている数百の、場合によっては数千のリード線に適用される。
【００３２】
一実施形態では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、本明細書に記載するディスプレイのタイプのいずれにも適している。例えば、一実施形態では、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ディスプレイコントローラ（例えば、干渉変調器コントローラ）である。別の実施形態では、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（例えば、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、セルラー電話、腕時計、および他の小面積ディスプレイなど、高集積システムにおいて一般的である。さらに別の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、典型的なディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（例えば、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によって、ユーザが、例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御することが可能になる。一実施形態では、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードもしくは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチスクリーン、または感圧性もしくは感熱性の膜を含む。一実施形態では、マイクロホン４６は例示的なディスプレイデバイス４０の入力デバイスである。マイクロホン４６がデバイスにデータを入力するのに使用されるとき、例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するため、ユーザによって音声コマンドが提供されてもよい。
【００３４】
電源５０は、当該分野において良く知られているような様々なエネルギー貯蔵デバイスを含むことができる。例えば、一実施形態では、電源５０は、ニッケルカドミウム電池または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、コンデンサ、またはプラスチック太陽電池および太陽電池塗料（ｓｏｌａｒ−ｃｅｌｌ ｐａｉｎｔ）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電力を受け取るように構成される。
【００３５】
いくつかの実施形態では、制御のプログラム可能性（ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｉｌｉｔｙ）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できるドライバコントローラ内にある。いくつかの実施形態では、制御のプログラム可能性はアレイドライバ２２にある。当業者であれば、上述の最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素において、また様々な構成で実施することができることを理解するであろう。
【００３６】
上述した原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は、多岐にわたって変わることがある。例えば、図７Ａ〜７Ｅは、可動の反射層１４およびその支持構造の５つの異なる実施形態を示す。図７Ａは、金属材料のストリップ１４が直交して延在する支持体１８上に堆積されている、図１の実施形態の断面図である。図７Ｂでは、可動の反射層１４は、つなぎ部（ｔｅｔｈｅｒｓ）３２上において角のみで支持体に取り付けられている。図７Ｃでは、可動の反射層１４は、可撓性の金属を含んでもよい変形可能な層３４から吊り下げられている。変形可能な層３４は、変形可能な層３４の周辺の周りで基板２０に直接または間接的に接続している。これらの接続は、本明細書では支持ポストと呼ばれる。図７Ｄに示される実施形態は、変形可能な層３４がその上に載置される支持ポストプラグ（ｓｕｐｐｏｒｔ ｐｏｓｔ ｐｌｕｇｓ）４２を有する。可動の反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃのように、ギャップの上で吊り下がったままであるが、変形可能な層３４と光スタック１６との間の穴を充填することによって、変形可能な層３４は支持ポストを形成しない。より正確に言えば、支持ポストは、支持ポストプラグ４２を形成するのに使用される平面化材料で形成される。図７Ｅに示される実施形態は、図７Ｄに示される実施形態に基づいているが、図７Ａ〜７Ｃに示される実施形態ならびに図示されない追加の実施形態のいずれかを用いて働くように適合させることもできる。図７Ｅに示される実施形態では、バス構造４４を形成するため、金属または他の導電性材料の余分の層が使用されている。これにより、干渉変調器の背面に沿って信号経路を指定して、それでなければ基板２０上に形成しなければならなかったであろう多数の電極を排除することが可能になる。
【００３７】
図７に示されるものなどの実施形態では、干渉変調器は、変調器が配置されているのとは反対側である透明基板２０の前面から画像が見える、直視型のデバイス（ｄｉｒｅｃｔ−ｖｉｅｗ ｄｅｖｉｃｅｓ）として機能する。これらの実施形態では、反射層１４は、変形可能な層３４を含む基板２０と反対側の反射層の側にある干渉変調器の部分を光学的にシールドする。これにより、画質に悪影響を与えることなく、シールドされた区域を構成しその上で動作させることが可能になる。そのようなシールドにより、図７Ｅのバス構造４４が、アドレシングおよびアドレシングによって得られる移動など、変調器の光学特性を変調器の電気機械特性から分離する能力を提供することが可能になる。この分離可能な変調器のアーキテクチャにより、変調器の電気機械的特徴および光学的特徴のために使用される構造設計および材料を選択し、互いに独立して機能させることが可能になる。さらに、図７Ｃ〜７Ｅに示される実施形態は、変形可能な層３４によって実施される、反射層１４の光学特性をその機械特性から切り離すことに由来する追加の利益を有する。これにより、反射層１４に使用される構造設計および材料を光学特性に関して最適化し、変形可能な層３４に使用される構造設計および材料を、所望の機械特性に関して最適化することが可能になる。
【００３８】
本明細書に開示するように、図７に示されるものなどの光デバイスを使用して、電子デバイスのディスプレイにピクセルを作成することができる。これらの光デバイスは、「明」状態の間、任意の所望の色に見えるように設計することができる。例えば、光デバイスは、「明」状態の間、赤色、緑色、青色、または他のあらゆる光の色を優先的に反射するように設計することができる。光デバイスはまた、「明」状態の間、実質的に白色に見えるように作ることができる。白色の「明」状態を達成する１つのやり方は、サブピクセルからの色が観察者の眼によって空間的に平均化されて、白色ピクセルの見掛けが作成されるように、異なる色（例えば、黄色およびシアン）を有する複数のサブピクセルからピクセルを形成するというものである。しかし、各サブピクセルは、特定の色（例えば、黄色またはシアン）と関連付けられた比較的狭い範囲の可視光のみを反射するので、ピクセルの全体的な反射率は、ピクセルが真に広帯域の反射によって白色に見える場合よりも低くなることがある。
【００３９】
上述したように、実質的に白色の「明」状態のディスプレイピクセルは、比較的広帯域の反射特性を有するように構成することによっても達成することができる。これは、例えば、図７に示されるものなどの光デバイスを、反射層１４と光スタック１６との間のギャップを比較的薄くして構成することによって行うことができる。しかし、場合によっては、所望の広帯域の反射特性が得られる反射層１４と光スタック１６との間のギャップは、干渉効果に起因するデバイスからの光の反射を強調しなくなるほど狭くすることが必要なことがある。さらに、デバイスによる広帯域の反射を生じさせる、比較的小さいギャップを有する光デバイスの作製において、複雑な問題が発生する可能性がある。例えば、製造によって、反射層１４と光スタック１６との間の空間に残される望ましくない粒子が、小さいギャップを達成しにくくする可能性がある。反射層１４および光スタック１６の一方または両方が非平面であることによっても、小さいギャップが達成しにくくなる可能性がある。一般に、反射層１４と光スタック１６との間のギャップが小さいほど、製造公差はより重大になる。
【００４０】
図８は、実質的に白色の「明」状態を有する光デバイス８００のさらに別の実施形態を示す。光デバイス８００の白色の「明」状態は、本明細書に記載するように、デバイスの比較的広帯域の反射特性の結果として起こる。その広帯域反射特性のおかげで、いくつかの状況では、光デバイス８００を使用して、異なる色の１つまたは複数のサブピクセルを空間的に平均化する技術を用いる白色ピクセルよりも輝度の高いディスプレイピクセルを形成することができる。さらに、光デバイス８００は、広帯域範囲の可視光を反射するように設計された他の光デバイスにおいて必要とされることがあるよりも幅広のギャップを備えて構成することができる。したがって、白色の見掛けを達成するために比較的薄い干渉ギャップを必要とする光デバイスから形成された白色ピクセルと比べたとき、光デバイス８００は、作製プロセスの特定の態様に関して利益を提供することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、光デバイス８００は、第１の屈折率を有する第１の層８０２と、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、第１の層８０２の上の第２の層８０４と、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、第２の層８０４の上の第３の層８０６とを有する光スタック８０８を備える。光デバイス８００はまた、少なくとも部分的に光吸収性である第４の層８１０を備える。光スタック８０８および第４の層８１０は、デバイス８００が第１の状態（例えば、非作動状態）のときは互いから第１の距離にあり、デバイスが第２の状態（例えば、作動状態）のときは互いから第２の距離にあり、第１の距離は第２の距離とは異なる。
【００４２】
光デバイス８００の光スタック８０８は、光透過性の基板８２０上に形成される。基板８２０は、例えば、ガラスまたはプラスチックを含んでもよい。図８に概略的に示される光スタック８０８は、３つの実質的に光透過性の層８０２、８０４、８０６を含む。いくつかの実施形態では、光スタック８０８の３つの層８０２、８０４、８０６はそれぞれ、比較的高い屈折率、比較的低い屈折率、および比較的高い屈折率を有する材料から形成される。したがって、いくつかの実施形態では、光スタック８０８は、高−低−高の屈折率分布を有するが、他の屈折率分布も使用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、光スタック８０８は単一の高屈折率層を備えてもよい。光スタック８０８の実施形態における層の幅および屈折率は、光デバイス８００が、本明細書に開示するような異なる光学特性を呈するように変えることができる。光スタック８０８は、構造および組成の点で区別される、例えば図７Ａ〜７Ｅに示されるような光スタック１６と混同すべきではない。
【００４３】
光スタック８０８は、誘電体材料、光透過性の導電性材料（例えば、インジウムスズ酸化物などの複合的な屈折率を備えた材料）、またはそれらの組み合わせなどから形成することができる。いくつかの実施形態では、第１の高屈折率層８０２および第２の高屈折率層８０６はそれぞれ約１．７超過の屈折率を有し、いくつかの実施形態では、これらの高屈折率層はそれぞれ約２超過の屈折率を有する。いくつかの実施形態では、低屈折率層８０４は約１．５未満の屈折率を有する。
【００４４】
図８に示されるように、第２の高屈折率層８０６は複数の副層８０５、８０７を含むことができる。第２の高屈折率層８０６の副層８０５、８０７はそれぞれ、約１．７超過の屈折率がある材料から形成されてもよい。しかし、副層８０５、８０７は必ずしも同一の屈折率を有さなくてもよい。
【００４５】
副層８０５、８０７は、例えば、光デバイス８００の光学的または電気的性能を強化するために使用することができる。いくつかの実施形態では、１つの副層（例えば、副層８０５）は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの導電性材料を含む。そのような副層は、本明細書に記載するような、光デバイスを電気的に作動させるのに使用される電極としての役割を果たすことができる。１つの副層はその電気的性能に基づいて選択されてもよく、別の副層（例えば、副層８０７）はその光学的性能に基づいて選択されてもよい。例えば、副層は、デバイス８００の光学的性能を強化するため、その屈折率に基づいて選択された誘電体材料から形成されてもよい。第２の高屈折率層８０６が複数の副層を含むことができるのと同様に、第１の高屈折率層８０２および低屈折率層８０４も、類似のやり方で複数の副層（図示なし）を含むことができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、第１の高屈折率層８０２は、ＩＴＯ、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、それらの組み合わせ、または他の類似の高屈折率材料を含む。第２の高屈折率層８０６は、第１の高屈折率層８０２と同じ材料から形成することができる。いくつかの実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約７００Å〜約１３５０Åの範囲内の厚さを有し、第２の高屈折率層８０６は約１００Å〜約５５０Åの範囲内の厚さを有する。
【００４７】
いくつかの実施形態では、低屈折率層８０４は、氷晶石（Ｎａ３ＡｌＦ６）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、それらの組み合わせなどを含む。いくつかの実施形態では、低屈折率層８０４は約９００Å〜約１６００Åの範囲内の厚さを有する。
【００４８】
光デバイス８００はまた、少なくとも部分的に光吸収性の層８１０を含む。例えば、いくつかの実施形態では、光吸収層８１０を形成するのに使用される材料は、光の可視波長に対して約０．０５〜１．００の範囲内の吸光係数を有する。しかし、この範囲外の吸光係数を有する材料も使用することができる。いくつかの実施形態では、光吸収層８１０は、光スタック８０８にほぼ平行であり、側壁８１８によって支持される。吸収層８１０を支持するための構造は、図７Ａ〜７Ｅに示される反射層１４のための支持構造と同様に構成することができる。
【００４９】
光デバイス８００が第１の状態（例えば、非作動状態）のとき、光吸収層８１０は第１の距離だけ光スタック８０８から分離されている。いくつかの実施形態では、第１の距離は約１３００Å〜約２３００Åの範囲内である。他の実施形態では、第１の距離は約３２００Å〜約４４００Åの範囲内である。第１の状態は光デバイス８００の「明」状態に対応する。「明」状態では、光デバイス８００は、基板８２０のデバイス８００上に入射する可視光の広帯域範囲を反射する。したがって、いくつかの実施形態では、光デバイス８００は、本明細書に記載するように、「明」状態において実質的に白色に見える。光は、光デバイス８００の様々な層（例えば、８０２、８０４、８０６、および８１０）の間の境界面において部分的に反射または透過するので、光デバイス８００による光の反射は干渉効果によって引き起こされる。
【００５０】
デバイス８００が第１の状態のとき、光吸収層８１０と光スタック８０８との間の空間は、ガス（例えば、空気）で充填することができる。他の実施形態では、光吸収層８１０と光スタック８０８との間の空間は少なくとも部分真空である。いくつかの実施形態では、吸収層８１０と光スタック８０８との間の空間を占めるガスの屈折率は約１である。したがって、光スタック８０８と吸収層８１０との間のギャップと併せた光スタック８０８の屈折率分布は、高−低−高−低である。
【００５１】
光デバイス８００が第２の状態（例えば、作動状態）のとき、光吸収層８１０は第２の距離だけ光スタック８０８から分離されている。例えば、いくつかの実施形態では、第２の距離は約０Åである。光デバイス８００が第２の状態のとき、光吸収層８１０および光スタック８０８は互いに接触していてもよく、または、単に互いに近接してもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、吸収層８１０は、モリブデン、ニッケル、シリコン、ＴｉＮｘＷｙ、窒化チタン（ＴｉＮ）、ゲルマニウム（結晶質もしくは非晶質）、炭素、鉄、クロム、タングステン、窒化スズ（ＳｎＮｘ）、ＳｉｘＧｅ１−ｘ合金、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、吸収層８１０は約３０Å〜約３０００Åの範囲内の厚さを有する。他の実施形態では、吸収層８１０は３０００Å超過の厚さを有する。いくつかの実施形態では、吸収層８１０は、吸収性の副層および機械的支持副層（図示なし）を備える。いくつかの実施形態では、機械的支持副層は、光スタック８０８とは反対側の吸収性副層側に形成することができる。機械的支持副層は、吸収層８１０に安定性を付加し、デバイス８００を電気的に作動させるための電極としての役割も果たすことができる。例えば、機械的支持副層はニッケルから形成することができる。
【００５３】
図８は、第１の状態（例えば、非作動状態）の光デバイスを示す。第２の状態（例えば、作動状態）では、光デバイス８００は、一実施形態によれば、図１の光デバイス１２ｂに類似して見える。第２の状態は「暗」状態である。この状態では、光デバイス８００は、非作動状態と比べて増加した量の光エネルギーを吸収層８１０に結合する。増加した量の光エネルギーは、光スタック８０８によって反射されるよりも吸収層８１０に吸収されるので、光デバイス８００の反射性は減少する。
【００５４】
本明細書に記載するように、電圧が光デバイス８００の電極に印加されると、吸収層は、光スタック８０８の表面にほぼ垂直な方向で光スタック８０８に向かって（またはその逆に）作動する。電圧は２つの電極の両端に印加される。光デバイス８００の一実施形態では、光スタック８０８内のＩＴＯの副層は１つの電極としての役割を果たし、吸収層８１０（例えば、吸収層８１０の機械的支持副層）は別の電極としての役割を果たす。
【００５５】
図９は、光デバイス８００の一実施形態の構造および光学特性を示す。表９６０に示されるように、図９に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約９９６Åの厚さを有し、ＩＴＯを含む。低屈折率層８０４は約９５７Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層８０６は副層８０５および８０７を含む。副層８０５は約３０２Åの厚さを有し、ＩＴＯを含む。副層８０７は約２００Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有し、「暗」状態では約０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１１３Åの厚さを有し、モリブデンを含む。いくつかの実施形態では、モリブデンは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００５６】
表９６０はまた、図９に示される光デバイス８００の実施形態の光学特性の概要を示す。表９６０における光学特性の値は、当該分野において知られているように、シミュレーション技術を使用して、または実験によって計算することができる。図９に示される実施形態ならびに図１０〜１９に示される実施形態では、光学特性は、約１．５２の屈折率を有するガラス基板８２０を介して光が光スタック８０８上に入射する場合に関して決定されている。さらに、それぞれの場合において、図９〜１９に提示される光学特性は、吸収層８１０が、少なくとも約１０００Åの厚さを有するニッケルの機械的支持副層を含むものと仮定している。しかし、いくつかの実施形態は、異なる材料から作られた、かつ／または異なる屈折率を有する基板層８２０を含むことを理解すべきである。それに加えて、いくつかの実施形態は、異なる厚さを有する、または異なる材料から作られた機械的支持副層を備えた吸収層を含み、さらに他の実施形態は機械的支持副層を含まない。いずれにせよ、機械的支持副層が光デバイス８００の光学特性に対して与える影響は、一般に比較的小さいため、図９〜１９に示される実施形態に関する光学特性の値は、一般に、他のタイプの機械的支持副層を含む実施形態、または、さらには機械的支持副層を含まない実施形態を表す。
【００５７】
図９に示される光デバイス８００は、「明」状態では８１．３９％、「暗」状態では４．５３％の平均反射率を有する。この場合、平均反射率は、各波長における人間の視覚的応答に従って、可視スペクトルにわたって光デバイス８００の反射率に重み付けした後に計算した。例えば、人間の眼は４８０〜６３０ｎｍの帯域の光に対してより敏感なので、この範囲内の反射率値を、平均反射率値に達するところでより多く重み付けしている。プロット図９７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線９７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線９７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。
【００５８】
表９６０のコントラスト比は、「明」状態の光デバイスにおける眼の応答を重み付けした（ｅｙｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−ｗｅｉｇｈｔｅｄ）平均反射率と、「暗」状態における眼の応答を重み付けした平均反射率との比として算出している。図９に示される実施形態の場合、光デバイスのコントラスト比は１７．９６である。いくつかの実施形態では、光デバイス８００の層８０２、８０４、８０６、８１０の相対厚さおよび絶対厚さは、選択された一連の材料で形成された光デバイスのコントラスト比を最大限にするか、または近似的に最大限にするように選択することができる。
【００５９】
表９６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。これらは、これらの状態それぞれにおいて光デバイスによって反射される光の見掛けの色の色度座標である。この座標は、国際照明委員会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）（ＣＩＥ）規格の色空間において定義される色域（ｇａｍｕｔ）の中の特定色に対応する。いくつかの実施形態では、光デバイス８００は、「明」状態における（ｕ’，ｖ’）座標対がＤ６５などの標準白色点に対応するように設計されるが、例えば、複数の光デバイス８００で構成されたディスプレイの予測される目視条件（ｖｉｅｗｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）に応じて、他の白色点（例えば、Ｅ、Ｄ５０、Ｄ５５、Ｄ７５など）を目標にすることができる。例えば、Ｄ６５の（ｕ’，ｖ’）は約（０．１９，０．４７）である。
【００６０】
図１０は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１０６０に示されるように、図１０に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約７３４Åの厚さを有し、ＩＴＯを含む。低屈折率層８０４は約１０５６Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４５４Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１０００Åの厚さを有し、ニッケルを含む。
【００６１】
図１０に示される光デバイス８００は、「明」状態では約９０．２９％、「暗」状態では約１４．７９％の平均反射率を有する。プロット図１０７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１０７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１０７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１０に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約６．１１である。表１０６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９６である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７５である。
【００６２】
図１１は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１１６０に示されるように、図１１に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約１２４３Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１１７９Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約５３２Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１５００Åの厚さを有する。吸収層８１０は約７６７Åの厚さを有し、シリコンを含む。いくつかの実施形態では、シリコンは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００６３】
図１１に示される光デバイス８００は、「明」状態では約７２．３２％、「暗」状態では約０．５９％の平均反射率を有する。プロット図１１７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１１７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１１７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１１に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約１２２．７７である。表１１６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．２０３である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４５９である。
【００６４】
図１２は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１２６０に示されるように、図１２に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約１１０７Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１０２２Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約３１１Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１２００Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１０４２Åの厚さを有し、ＴｉＮｘＷｙを含む。いくつかの実施形態では、ＴｉＮｘＷｙは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００６５】
図１２に示される光デバイス８００は、「明」状態では約６７．３２％、「暗」状態では約１．４０％の平均反射率を有する。プロット図１２７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１２７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１２７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１２に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約４７．９３である。表１２６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９９である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７２である。
【００６６】
図１３は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１３６０に示されるように、図１３に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約８４１Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１０２６Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約３５９Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１５００Åの厚さを有する。吸収層８１０は約９６１Åの厚さを有し、結晶質ゲルマニウムを含む。いくつかの実施形態では、結晶質ゲルマニウムは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００６７】
図１３に示される光デバイス８００は、「明」状態では約８０．８７％、「暗」状態では約３．３６％の平均反射率を有する。プロット図１３７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１３７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１３７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１３に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約２４．０９である。表１３６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９２である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７６である。
【００６８】
図１４は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１４６０に示されるように、図１４に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約１３２１Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約９５４Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４９０Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１５００Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１３１Åの厚さを有し、非晶質ゲルマニウムを含む。いくつかの実施形態では、非晶質ゲルマニウムは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００６９】
図１４に示される光デバイス８００は、「明」状態では約７０．７９％、「暗」状態では約０．９８％の平均反射率を有する。プロット図１４７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１４７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１４７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１４に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約７２．５５である。表１４６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９５である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４６１である。
【００７０】
図１５は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１５６０に示されるように、図１５に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約１２４３Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１３７１Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約１２８Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１５００Åの厚さを有する。吸収層８１０は約３７６Åの厚さを有し、炭素を含む。いくつかの実施形態では、炭素は、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００７１】
図１５に示される光デバイス８００は、「明」状態では約３６．２１％、「暗」状態では約０．２６％の平均反射率を有する。プロット図１５７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１５７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１５７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１５に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約１３９．３１である。表１５６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．２１３である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４６０である。
【００７２】
図１６は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１６６０に示されるように、図１６に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約９０７Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１０２３Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４７４Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１８０Åの厚さを有し、鉄を含む。いくつかの実施形態では、鉄は、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００７３】
図１６に示される光デバイス８００は、「明」状態では約８７．４６％、「暗」状態では約７．０９％の平均反射率を有する。プロット図１６７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１６７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１６７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１６に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約１２．３３である。表１６６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９６である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７５である。
【００７４】
図１７は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１７６０に示されるように、図１７に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約８０３Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１０５０Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４８４Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約６０Åの厚さを有し、クロムを含む。いくつかの実施形態では、クロムは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００７５】
図１７に示される光デバイス８００は、「明」状態では約８９．８８％、「暗」状態では約１１．５０％の平均反射率を有する。プロット図１７７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１７７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１７７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１７に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約７．８１である。表１７６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９５である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７４である。
【００７６】
図１８は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１８６０に示されるように、図１８に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約１１５１Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１００５Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４６９Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約２２７Åの厚さを有し、タングステンを含む。いくつかの実施形態では、タングステンは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００７７】
図１８に示される光デバイス８００は、「明」状態では約７３．６６％、「暗」状態では約２．３７％の平均反射率を有する。プロット図１８７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１８７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１８７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１８に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約３１．０７である。表１８６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．２０２である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７８である。
【００７８】
図１９は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１９６０に示されるように、図１９に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約９８７Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１０００Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４８８Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１１２Åの厚さを有し、モリブデンを含む。いくつかの実施形態では、モリブデンは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００７９】
図１９に示される光デバイス８００は、「明」状態では約８１．８５％、「暗」状態では約５．３４％の平均反射率を有する。プロット図１９７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１９７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１９７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１９に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約１５．３３である。表１９６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９７である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４８２である。
【００８０】
上述の実施形態のいずれかを用いて、当該分野において知られているフォトリソグラフィなどの技術を使用して光デバイス８００を作製することができる。図８に関して、例えば、基板８２０を提供することができる。次に、光スタック８０８を基板８２０上に形成することができる。いくつかの実施形態では、光スタック８０８の形成は、第１の高屈折率層８０２を基板８２０上に形成することと、低屈折率層８０４を第１の高屈折率層８０２の上に形成することと、第２の高屈折率層８０６を低屈折率層８０４の上に形成することとを含む。周壁８１８または他のタイプの支持構造を、例えば、光スタック８０８上またはその周りに形成することができる。光吸収層８１０は、光スタック８０８から離間させて形成することができる。これは、例えば、犠牲層（図示なし）を光スタックの上に形成し、光吸収層８１０を犠牲層の上に形成し、次に犠牲層を除去することによって行うことができる。
【００８１】
複数の光デバイス８００を基板８２０上に形成して、複数のピクセルを組み込んだディスプレイを作成することができる。例えば、複数の光デバイス８００を基板８２０上に提供して、モノクロの白黒ディスプレイを作成することができる。複数の光デバイス８００は、赤−緑−青−白（ＲＧＢＷ）ディスプレイなどの他のタイプのディスプレイに使用することもできる。
【００８２】
様々な特定の実施形態を添付図面に関連して記載してきた。しかし、多種多様な変形例が可能である。構成要素および／または要素は、追加、除去、あるいは再配置することができる。それに加えて、プロセス工程を、追加、除去、または並べ替えることができる。少数の実施形態のみを明示的に記載してきたが、本開示に基づいて、他の実施形態が当業者には明白となるであろう。したがって、本発明の範囲は、単に明示的に記載した実施形態に関してではなく、添付の特許請求の範囲を参照することによって定義されるものとする。
【符号の説明】
【００８３】
１２ａ、１２ｂ 干渉変調器
１４ａ、１４ｂ 可動の反射層
１６ａ、１６ｂ 光スタック
１８ ポスト
１９ ギャップ
２０ 透明基板
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ース
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 つなぎ部
３４ 変形可能な層
４０ ディスプレイデバイス
４１ ハウジング
４２ 支持ポストプラグ
４３ アンテナ
４４ バス構造
４５ スピーカ
４６ マイクロホン
４７ 送受信機
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
８００ 光デバイス
８０２ 第１の層
８０４ 第２の層
８０５ 副層
８０６ 第３の層
８０７ 副層
８０８ 光スタック
８１０ 第４の層
８１８ 側壁
８２０ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関し、より具体的には、ＭＥＭＳを備えるディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械要素（ｍｉｃｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）、アクチュエータ、およびエレクトロニクスを含む。微小機械要素は、堆積、エッチングを使用して、ならびに／あるいは、基板および／または堆積した材料層の部分をエッチングにより除去するか、層を追加して、電気デバイスおよび電気機械デバイスを形成する他の微小機械加工プロセスを使用して作成することができる。１つのタイプのＭＥＭＳデバイスは干渉変調器と呼ばれる。本明細書で使用するとき、干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光学干渉の原理を用いて、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。特定の実施形態では、干渉変調器は一対の導電性プレートを備えてもよく、その一方または両方は、全体的もしくは部分的に透明および／または反射性であってもよく、また、適切な電気信号を印加することによって相対運動が可能であってもよい。ある実施形態では、一方のプレートは基板上に堆積させた固定層（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｌａｙｅｒ）を備えてもよく、他方のプレートは、エアギャップの分だけ固定層から分離された金属膜を備えてもよい。本明細書にてより詳細に記載するように、他方に対する一方のプレートの位置により、干渉変調器に入射する光の光学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用途を有し、当該分野においては、それらのタイプのデバイスの特性を利用および／または修正し、それによって、既存の製品の改善およびまだ開発されていない新しい製品の作成に、デバイスの特徴を活用できるようにすることが有益であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の多数の例示的実施形態が開示される。一実施形態では、第１の屈折率を有する第１の層と、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、第１の層の上の第２の層と、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、第２の層の上の第３の層とを備える光スタック（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｔａｃｋ）と、少なくとも部分的に光吸収性である第４の層とを備える光デバイスであって、光スタックおよび第４の層が、デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、第１の距離が第２の距離とは異なる、光デバイスが開示される。
【０００４】
一実施形態では、第１の屈折率を有する第１の層を形成するステップと、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する第２の層を第１の層の上に形成するステップと、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する第３の層を第２の層の上に形成するステップと、犠牲層を第３の層の上に形成するステップと、少なくとも部分的に光吸収性である第４の層を犠牲層の上に形成するステップと、犠牲層を除去するステップとを含む、光デバイスを形成する方法が開示される。
【０００５】
一実施形態では、第１の屈折率を有する第１の層と、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、第１の層の上の第２の層と、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、第２の層の上の第３の層とを備える光スタックと、少なくとも部分的に光吸収性である第４の層とを備える光デバイスであって、光スタックおよび第４の層が、デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、第１の距離が第２の距離とは異なる、光デバイスを提供するステップと、デバイスを第１の状態にするため、第１の電圧をデバイスに印加するステップと、デバイスを第２の状態にするため、第２の電圧をデバイスに印加するステップとを含む、光を変調する方法が開示される。
【０００６】
一実施形態では、光を反射および透過するための、第１の屈折率を有する第１の手段と、光を反射および透過するための、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、第１の手段の上の第２の手段と、光を反射および透過するための、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、第２の手段の上の第３の手段と、光を反射および吸収するための第４の手段とを備える光デバイスであって、第３の手段および第４の手段が、デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、第１の距離が第２の距離とは異なる、光デバイスが開示される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の干渉変調器の可動の反射層が弛緩位置（ｒｅｌａｘｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にあり、第２の干渉変調器の可動の反射層が作動位置（ａｃｔｕａｔｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にある、干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部分を示す等角図である。
【図２】３×３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の干渉変調器の例示的一実施形態に関する可動のミラー位置対印加電圧を示す図である。
【図４】干渉変調器ディスプレイを駆動するのに使用することができる一組の行電圧および列電圧を示す図である。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイにおける表示データの１つの例示的なフレームを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームを書き込むのに使用することができる行信号および列信号に関する１つの例示的なタイミング図である。
【図６Ａ】複数の干渉変調器を備える視覚表示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６Ｂ】複数の干渉変調器を備える視覚表示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７Ａ】図１のデバイスの断面図である。
【図７Ｂ】干渉変調器の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】干渉変調器の別の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】干渉変調器のさらに別の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】干渉変調器の追加の代替実施形態の断面図である。
【図８】広帯域反射特性を備えた干渉変調器の断面図である。
【図９】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１０】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１１】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１２】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１３】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１４】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１５】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１６】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１７】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１８】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【図１９】図８の干渉変調器の一実施形態の構造特性および光学特性の概要を示す表およびプロット図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な説明は、本発明の特定の具体的実施形態を対象とする。しかし、本発明は多数の異なるやり方で具体化することができる。以下の説明から明白となるように、実施形態は、動いているか（例えば、映像）または静止しているか（例えば、静止画像）に関わらず、またテキストかピクチャかに関わらず画像を表示するように構成されている、あらゆるデバイスにおいて実施することができる。より具体的には、実施形態は、携帯電話、無線デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、手持ち型もしくは携帯用コンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤー、カムコーダー、ゲーム機、腕時計、時計、計算器、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、自動ディスプレイ（例えば、走行距離計ディスプレイなど）、コックピット制御装置および／もしくはディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（例えば、車両内のリアビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子広告掲示板もしくは標識、プロジェクタ、建築物、包装、ならびに美観的構造物（例えば、一片の宝石の上に画像を表示するもの）などの、ただしそれらには限定されない様々な電子デバイスに組み入れるか、あるいはそれらと関連付けることができることが想到される。本明細書に記載するものに類似した構造のＭＥＭＳデバイスは、電子スイッチングデバイスなど、表示以外の用途に使用することもできる。
【０００９】
干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素を備える干渉変調器ディスプレイの一実施形態を図１に示す。これらのデバイスでは、ピクセルは明状態または暗状態（ｂｒｉｇｈｔ ｏｒ ｄａｒｋ ｓｔａｔｅ）のどちらかにある。明（「オン」または「開」）状態では、ディスプレイ要素は入射可視光の大部分をユーザに対して反射する。暗（「オフ」または「閉」）状態のとき、ディスプレイ要素は入射可視光をほとんどユーザに対して反射しない。実施形態に応じて、「オン」および「オフ」状態の光反射特性は逆にされてもよい。ＭＥＭＳピクセルは、主に選択された色において反射するように構成することができるので、白黒に加えてカラー表示が可能になる。
【００１０】
図１は、視覚的表示の一連のピクセルにおける２つの隣接したピクセルを示す等角図であり、各ピクセルはＭＥＭＳ干渉変調器を備えている。いくつかの実施形態では、干渉変調器ディスプレイはこれらの干渉変調器の行／列アレイを備える。各干渉変調器は、少なくとも１つの可変の寸法を有する共振光学ギャップ（ｒｅｓｏｎａｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｇａｐ）を形成するため、互いから可変かつ制御可能な距離で位置付けられた一対の反射層を含む。一実施形態では、反射層の一方は２つの位置の間で移動されてもよい。本明細書では弛緩位置と呼ばれる第１の位置では、可動の反射層は固定の部分反射層から比較的離れた距離に位置付けられる。本明細書では作動位置と呼ばれる第２の位置では、可動の反射層は部分反射層により近接して位置付けられる。２つの層から反射する入射光は、可動の反射層の位置に応じて強め合うようにまたは弱め合うように干渉して、各ピクセルに関して全反射状態または非反射状態のどちらかが生じる。
【００１１】
図１におけるピクセルアレイの図示部分は、２つの隣接した干渉変調器１２ａおよび１２ｂを含む。左側の干渉変調器１２ａでは、可動の反射層１４ａは、部分反射層を含む光スタック１６ａから予め定められた距離の弛緩位置で示されている。右側の干渉変調器１２ｂでは、可動の反射層１４ｂは、光スタック１６ｂに隣接した作動位置で示されている。
【００１２】
光スタック１６ａおよび１６ｂ（光スタック１６と総称される）は、本明細書で参照するとき、典型的には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの電極層、クロムなどの部分反射層、および透明誘電体を含むことができる、いくつかの溶融層を備える。したがって、光スタック１６は導電性であり、部分的に透明で、かつ部分的に反射性であって、また、例えば、上述の層の１つまたは複数を透明基板２０上に堆積することによって作製されてもよい。部分反射層は、様々な金属、半導体、および誘電体など、部分的に反射性である様々な材料から形成することができる。部分反射層は、１つまたは複数の材料層で形成することができ、各層は、単一材料または材料の組み合わせで形成することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、光スタック１６の層は、平行なストリップ状にパターニングされ、また、さらに後述するように、ディスプレイデバイスの行電極を形成してもよい。可動の反射層１４ａ、１４ｂは、ポスト１８の頂部上およびポスト１８の間に堆積された介在する犠牲材料上に堆積された、堆積金属層（１つまたは複数）の一連の平行ストリップ（行電極１６ａ、１６ｂに直交する）として形成されてもよい。犠牲材料をエッチングによって除去すると、可動の反射層１４ａ、１４ｂは、規定のギャップ１９の分だけ光スタック１６ａ、１６ｂから分離される。アルミニウムなどの高導電性かつ反射性の材料を反射層１４に使用してもよく、これらのストリップは、ディスプレイデバイスの列電極を形成してもよい。
【００１４】
印加電圧がないと、図１のピクセル１２ａによって示されるように、ギャップ１９が可動の反射層１４ａと光スタック１６ａとの間に残り、可動の反射層１４ａは機械的に弛緩した状態にある。しかし、電位差が選択された行および列に印加されると、対応するピクセルの行電極と列電極の交点に形成されるコンデンサが荷電され、静電力が電極を互いに引き付ける。電圧が十分に高い場合、可動の反射層１４は変形され、光スタック１６に押し付けられる。光スタック１６内の誘電体層（この図には図示なし）は、短絡を防ぐとともに、図１の右側のピクセル１２ｂによって示されるように、層１４および１６の間の分離距離を制御することができる。その挙動は、印加される電位差の極性に関わらず同じである。このように、反射性対非反射性のピクセル状態を制御することができる行／列の作動は、多くの点で、従来のＬＣＤおよび他のディスプレイ技術に使用されるものに類似している。
【００１５】
図２〜５Ｂは、ディスプレイ用途において干渉変調器のアレイを使用するための１つの例示的なプロセスおよびシステムを示す。
【００１６】
図２は、本発明の態様を組み込むことができる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。この例示的実施形態では、電子デバイスは、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＩ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＩＩ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＶ、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、あらゆる汎用のシングルもしくはマルチチップマイクロプロセッサ、または、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、もしくはプログラマブルゲートアレイなど、あらゆる特定用途向けマイクロプロセッサであってもよい、プロセッサ２１を含む。当該分野における従来のものと同様に、プロセッサ２１は、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成されてもよい。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサは、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、もしくは他のあらゆるソフトウェアアプリケーションを含む、１つまたは複数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。
【００１７】
一実施形態では、プロセッサ２１はまた、アレイドライバ２２と通信するように構成される。一実施形態では、アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイまたはパネル３０に信号を供給する、行ドライバ回路２４および列ドライバ回路２６を含む。図１に示されるアレイの断面は、図２の線１−１によって示される。ＭＥＭＳ干渉変調器の場合、行／列作動プロトコルは、図３に示される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。それには、例えば、可動の層を弛緩状態から作動状態へと変形させるため、１０Ｖの電位差が必要とされることがある。しかし、電圧がその値から低減されたとき、電圧が降下して１０Ｖ未満に戻る間、可動の層はその状態を維持する。図３の例示的実施形態では、可動の層は、電圧が２Ｖ未満に降下するまで完全には弛緩しない。したがって、図３に示される実施例では約３〜７Ｖの印加電圧のウィンドウが存在し、その中では、デバイスは弛緩状態または作動状態のどちらかで安定している。これは、本明細書では、「ヒステリシスウィンドウ」または「安定ウィンドウ（ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｎｄｏｗ）」と呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイの場合、行ストローブ（ｒｏｗ ｓｔｒｏｂｉｎｇ）の間、作動させるべきストローブされた行内のピクセルが約１０Ｖの電圧差を受け、弛緩させるべきピクセルが０Ｖに近い電圧差を受けるように、行／列作動プロトコルを設計することができる。ストローブの後、ピクセルは約５Ｖの定常電圧差を受けるので、それらは、行ストローブによってもたらされた状態がどちらであれ、その状態に留まる。書き込まれた後、各ピクセルの電位差は、この実施例では３〜７Ｖの「安定ウィンドウ」内になる。この特徴により、図１に示されるピクセル設計は、作動または弛緩どちらかの既存の状態において同じ印加電圧条件下で安定になる。干渉変調器の各ピクセルは、作動状態または弛緩状態のどちらであるかに関わらず、本質的に、固定および可動の反射層によって形成されるコンデンサであるので、ヒステリシスウィンドウ内の電圧において、電力損をほとんど伴わずにこの安定状態を保つことができる。印加電位が固定の場合、本質的に、電流はピクセルに流れない。
【００１８】
典型的な用途では、ディスプレイフレームは、第１行の作動ピクセルの所望の組に従って列電極の組をアサートすることによって作成されてもよい。次に、行パルスが行１の電極に印加されて、アサートされた列のラインに対応するピクセルが作動する。次に、第２行の作動ピクセルの所望の組に対応するように、列電極のアサートされた組が変更される。次に、パルスが行２の電極に印加されて、アサートされた列電極に従って行２の適切なピクセルが作動する。行１のピクセルは行２のパルスに影響されず、行１のパルスの間、設定された状態に留まる。これが、一連の行全体に対して連続的に繰り返されて、フレームが生成されてもよい。一般に、フレームは、ある所望の１秒当たりフレーム数でこのプロセスを継続して繰り返すことによって、新しい表示データを用いてリフレッシュおよび／または更新される。ピクセルアレイの行電極および列電極を駆動して、表示フレームを生成するための多種多様なプロトコルも良く知られており、本発明と併せて使用されてもよい。
【００１９】
図４、５Ａ、および５Ｂは、図２の３×３アレイ上に表示フレームを作成するための１つの可能な作動プロトコルを示す。図４は、図３のヒステリシス曲線を呈するピクセルに使用されてもよい行および列電圧レベルの可能な組を示す。図４の実施形態では、ピクセルを作動させることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を＋ΔＶに設定することを伴い、これはそれぞれ−５Ｖおよび＋５Ｖに対応してもよい。ピクセルを弛緩させることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じ＋ΔＶに設定して、ピクセルの両端間の電位差を０Ｖにすることによって達成される。行電圧が０Ｖで保たれている行では、ピクセルは、列が＋Ｖｂｉａｓまたは−Ｖｂｉａｓのどちらであるかに関わらず、その元の状態がどちらであれ、そのまま安定している。やはり図４に示されるように、上述したものと逆の極性の電圧を使用することができ、例えば、ピクセルを作動させることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を−ΔＶに設定することを伴い得ることが理解されるであろう。この実施形態では、ピクセルを弛緩させることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じ−ΔＶに設定して、ピクセルの両端間の電位差を０Ｖにすることによって達成される。
【００２０】
図５Ｂは、作動ピクセルが非反射性である図５Ａに示されるディスプレイ配置が得られる、図２の３×３のアレイに印加される一連の行信号および列信号を示すタイミング図である。図５Ａに示されるフレームを書き込む前に、ピクセルを任意の状態にすることができ、この実施例では、すべての行が０Ｖであり、すべての列が＋５Ｖである。これらの印加電圧によって、すべてのピクセルは、それらの既存の作動状態または弛緩状態で安定である。
【００２１】
図５Ａのフレームでは、ピクセル（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、および（３，３）が作動している。これを達成するため、行１の「ライン時間（ｌｉｎｅ ｔｉｍｅ）」の間、列１および２は−５Ｖに設定され、列３は＋５Ｖに設定される。すべてのピクセルは３〜７Ｖの安定ウィンドウに留まるので、これによっていずれのピクセルの状態も変化しない。次に、０から５Ｖに上昇し、０に戻るパルスによって、行１がストローブされる。これによって、（１，１）および（１，２）ピクセルが作動し、（１，３）ピクセルが弛緩する。アレイ内の他のピクセルはいずれも影響されない。行２を所望のように設定するため、列２は−５Ｖに設定され、列１および３は＋５Ｖに設定される。次に、行２に適用されたのと同じストローブによって、ピクセル（２，２）が作動し、ピクセル（２，１）および（２，３）が弛緩する。やはり、アレイの他のピクセルはいずれも影響されない。行３は、同様に、列２および３を−５Ｖに、列１を＋５Ｖに設定することによって設定される。行３のストローブによって、図５Ａに示されるように行３のピクセルが設定される。フレームを書き込んだ後、行電位はゼロであり、列電位は＋５Ｖまたは−５Ｖのどちらかに留まることができ、その結果、ディスプレイは図５の配置のまま安定である。同じ手順を数十または数百の行および列のアレイに用いることができることが理解されるであろう。また、行および列の作動を行うのに使用されるタイミング、シーケンス、および電圧レベルは、上記に概説した一般原理の中で幅広く変えることができ、上述の実施例は単なる例示であり、また、任意の作動電圧方法を本明細書に記載のシステムおよび方法とともに使用できることが理解されるであろう。
【００２２】
図６Ａおよび６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の一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、例えば、セルラー電話または携帯電話であり得る。しかし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはそれらのわずかな変形例も、テレビ、携帯メディアプレーヤー、およびコンピュータなど、様々なタイプのディスプレイデバイスの例証となる。
【００２３】
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４５、入力デバイス４８、およびマイクロホン４６を含む。ハウジング４１は、一般に、射出成形および真空成形を含む、当業者には良く知られているような様々な製造プロセスのいずれかから形成される。それに加えて、ハウジング４１は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない、様々な材料のいずれかから作られてもよい。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、絵柄、もしくは記号を含む他の取外し可能な部分と交換することができる、取外し可能な部分（図示なし）を含む。
【００２４】
例示的なディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、本明細書に記載す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のいずれかであってもよい。他の実施形態では、ディスプレイ３０は、当業者には良く知られているような、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、もしくは上述のようなＴＦＴ ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、または、ＣＲＴもしくは他の電子管デバイス（ｔｕｂｅ ｄｅｖｉｃｅ）などの非フラットパネルディスプレイを含む。しかし、本実施形態について記載する目的のため、ディスプレイ３０は、本明細書に記載するような干渉変調器ディスプレイを含む。
【００２５】
例示的なディスプレイデバイス４０の一実施形態の構成要素を図６Ｂに概略的に示す。図示される例示的なディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、少なくとも部分的にその中に封入される追加の構成要素を含むことができる。例えば、一実施形態では、例示的なディスプレイデバイス４０は、送受信機４７に連結されたアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。送受信機４７はプロセッサ２１に接続され、それはコンディショニングハードウェア５２に接続される。コンディショニングハードウェア５２は、信号を調整する（例えば、信号をフィルタ処理する）ように構成されてもよい。コンディショニングハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイクロホン４６に接続される。プロセッサ２１はまた、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９に接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８に、かつアレイドライバ２２に連結され、それは次にディスプレイアレイ３０に連結される。電源５０は、特定の例示的なディスプレイデバイス４０設計による要求に応じて、すべての構成要素に電力を供給する。
【００２６】
ネットワークインターフェース２７はアンテナ４３および送受信機４７を含むので、例示的なディスプレイデバイス４０は、ネットワークを通して１つまたは複数のデバイスと通信することができる。一実施形態では、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１の要件を緩和するため、いくつかの処理能力も有してもよい。アンテナ４３は、当業者には知られている、信号を送受信するため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（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ ８０２．１１規格に従ってＲＦ信号を送受信する。別の実施形態では、アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格に従ってＲＦ信号を送受信する。セルラー電話の場合、アンテナは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＡＭＰＳ、または無線セルラー電話ネットワーク内で通信するのに使用される他の既知の信号を受信するように設計される。送受信機４７は、プロセッサ２１によって受信し、またさらにそれによって操作することができるように、アンテナ４３から受信した信号を前処理する。送受信機４７はまた、アンテナ４３を通して例示的なディスプレイデバイス４０から送信することができるように、プロセッサ２１から受信した信号を処理する。
【００２７】
代替実施形態では、送受信機４７は受信機と置き換えることができる。さらに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、プロセッサ２１に送られる画像データを格納または生成することができる画像源と置き換えることができる。例えば、画像源は、画像データを含むデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）もしくは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であることができる。
【００２８】
プロセッサ２１は、一般に、例示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２１は、ネットワークインターフェース２７または画像源からの圧縮画像データなどのデータを受信し、そのデータを処理して、生の画像データに、または生の画像データへと容易に処理されるフォーマットにする。次に、プロセッサ２１は、格納のため、処理済みデータをドライバコントローラ２９またはフレームバッファ２８に送る。生データとは、典型的には、画像内の各位置における画像特性を識別する情報を指す。例えば、そのような画像特性は、色、飽和度、およびグレースケールレベルを含むことができる。
【００２９】
一実施形態では、プロセッサ２１は、例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するため、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理演算装置を含む。プロセッサ２１はまた、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または他のあらゆるソフトウェアアプリケーションを含む、１つまたは複数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。コンディショニングハードウェア５２は、一般に、スピーカ４５に信号を送信するための、かつマイクロホン４６から信号を受信するための、増幅器およびフィルタを含む。コンディショニングハードウェア５２は、例示的なディスプレイデバイス４０内の個別の構成要素であってもよく、または、プロセッサ２１もしくは他の構成要素に組み込まれてもよい。
【００３０】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって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から受け取り、その生の画像データを、アレイドライバ２２に高速送信するのに適するように再フォーマットする。具体的には、ドライバコントローラ２９は、ディスプレイアレイ３０を走査するのに適した時間順を有するように、生の画像データをラスタ状のフォーマットを有するデータフローへと再フォーマットする。次に、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コントローラなどのドライバコントローラ２９は、独立型集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１と関連付けられる場合が多いが、そのようなコントローラは多くのやり方で実装することができる。それらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれるか、またはアレイドライバ２２とともにハードウェアに完全に統合されてもよい。
【００３１】
典型的には、アレイドライバ２２は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ２９から受信し、映像データを波形の平行な組に再フォーマットし、それらの波形は、１秒当たり多数回、ディスプレイのピクセルのｘ−ｙマトリックスから出ている数百の、場合によっては数千のリード線に適用される。
【００３２】
一実施形態では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、本明細書に記載するディスプレイのタイプのいずれにも適している。例えば、一実施形態では、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ディスプレイコントローラ（例えば、干渉変調器コントローラ）である。別の実施形態では、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（例えば、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、セルラー電話、腕時計、および他の小面積ディスプレイなど、高集積システムにおいて一般的である。さらに別の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、典型的なディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（例えば、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によって、ユーザが、例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御することが可能になる。一実施形態では、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードもしくは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチスクリーン、または感圧性もしくは感熱性の膜を含む。一実施形態では、マイクロホン４６は例示的なディスプレイデバイス４０の入力デバイスである。マイクロホン４６がデバイスにデータを入力するのに使用されるとき、例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するため、ユーザによって音声コマンドが提供されてもよい。
【００３４】
電源５０は、当該分野において良く知られているような様々なエネルギー貯蔵デバイスを含むことができる。例えば、一実施形態では、電源５０は、ニッケルカドミウム電池または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、コンデンサ、またはプラスチック太陽電池および太陽電池塗料（ｓｏｌａｒ−ｃｅｌｌ ｐａｉｎｔ）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電力を受け取るように構成される。
【００３５】
いくつかの実施形態では、制御のプログラム可能性（ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｉｌｉｔｙ）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できるドライバコントローラ内にある。いくつかの実施形態では、制御のプログラム可能性はアレイドライバ２２にある。当業者であれば、上述の最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素において、また様々な構成で実施することができることを理解するであろう。
【００３６】
上述した原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は、多岐にわたって変わることがある。例えば、図７Ａ〜７Ｅは、可動の反射層１４およびその支持構造の５つの異なる実施形態を示す。図７Ａは、金属材料のストリップ１４が直交して延在する支持体１８上に堆積されている、図１の実施形態の断面図である。図７Ｂでは、可動の反射層１４は、つなぎ部（ｔｅｔｈｅｒｓ）３２上において角のみで支持体に取り付けられている。図７Ｃでは、可動の反射層１４は、可撓性の金属を含んでもよい変形可能な層３４から吊り下げられている。変形可能な層３４は、変形可能な層３４の周辺の周りで基板２０に直接または間接的に接続している。これらの接続は、本明細書では支持ポストと呼ばれる。図７Ｄに示される実施形態は、変形可能な層３４がその上に載置される支持ポストプラグ（ｓｕｐｐｏｒｔ ｐｏｓｔ ｐｌｕｇｓ）４２を有する。可動の反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃのように、ギャップの上で吊り下がったままであるが、変形可能な層３４と光スタック１６との間の穴を充填することによって、変形可能な層３４は支持ポストを形成しない。より正確に言えば、支持ポストは、支持ポストプラグ４２を形成するのに使用される平面化材料で形成される。図７Ｅに示される実施形態は、図７Ｄに示される実施形態に基づいているが、図７Ａ〜７Ｃに示される実施形態ならびに図示されない追加の実施形態のいずれかを用いて働くように適合させることもできる。図７Ｅに示される実施形態では、バス構造４４を形成するため、金属または他の導電性材料の余分の層が使用されている。これにより、干渉変調器の背面に沿って信号経路を指定して、それでなければ基板２０上に形成しなければならなかったであろう多数の電極を排除することが可能になる。
【００３７】
図７に示されるものなどの実施形態では、干渉変調器は、変調器が配置されているのとは反対側である透明基板２０の前面から画像が見える、直視型のデバイス（ｄｉｒｅｃｔ−ｖｉｅｗ ｄｅｖｉｃｅｓ）として機能する。これらの実施形態では、反射層１４は、変形可能な層３４を含む基板２０と反対側の反射層の側にある干渉変調器の部分を光学的にシールドする。これにより、画質に悪影響を与えることなく、シールドされた区域を構成しその上で動作させることが可能になる。そのようなシールドにより、図７Ｅのバス構造４４が、アドレシングおよびアドレシングによって得られる移動など、変調器の光学特性を変調器の電気機械特性から分離する能力を提供することが可能になる。この分離可能な変調器のアーキテクチャにより、変調器の電気機械的特徴および光学的特徴のために使用される構造設計および材料を選択し、互いに独立して機能させることが可能になる。さらに、図７Ｃ〜７Ｅに示される実施形態は、変形可能な層３４によって実施される、反射層１４の光学特性をその機械特性から切り離すことに由来する追加の利益を有する。これにより、反射層１４に使用される構造設計および材料を光学特性に関して最適化し、変形可能な層３４に使用される構造設計および材料を、所望の機械特性に関して最適化することが可能になる。
【００３８】
本明細書に開示するように、図７に示されるものなどの光デバイスを使用して、電子デバイスのディスプレイにピクセルを作成することができる。これらの光デバイスは、「明」状態の間、任意の所望の色に見えるように設計することができる。例えば、光デバイスは、「明」状態の間、赤色、緑色、青色、または他のあらゆる光の色を優先的に反射するように設計することができる。光デバイスはまた、「明」状態の間、実質的に白色に見えるように作ることができる。白色の「明」状態を達成する１つのやり方は、サブピクセルからの色が観察者の眼によって空間的に平均化されて、白色ピクセルの見掛けが作成されるように、異なる色（例えば、黄色およびシアン）を有する複数のサブピクセルからピクセルを形成するというものである。しかし、各サブピクセルは、特定の色（例えば、黄色またはシアン）と関連付けられた比較的狭い範囲の可視光のみを反射するので、ピクセルの全体的な反射率は、ピクセルが真に広帯域の反射によって白色に見える場合よりも低くなることがある。
【００３９】
上述したように、実質的に白色の「明」状態のディスプレイピクセルは、比較的広帯域の反射特性を有するように構成することによっても達成することができる。これは、例えば、図７に示されるものなどの光デバイスを、反射層１４と光スタック１６との間のギャップを比較的薄くして構成することによって行うことができる。しかし、場合によっては、所望の広帯域の反射特性が得られる反射層１４と光スタック１６との間のギャップは、干渉効果に起因するデバイスからの光の反射を強調しなくなるほど狭くすることが必要なことがある。さらに、デバイスによる広帯域の反射を生じさせる、比較的小さいギャップを有する光デバイスの作製において、複雑な問題が発生する可能性がある。例えば、製造によって、反射層１４と光スタック１６との間の空間に残される望ましくない粒子が、小さいギャップを達成しにくくする可能性がある。反射層１４および光スタック１６の一方または両方が非平面であることによっても、小さいギャップが達成しにくくなる可能性がある。一般に、反射層１４と光スタック１６との間のギャップが小さいほど、製造公差はより重大になる。
【００４０】
図８は、実質的に白色の「明」状態を有する光デバイス８００のさらに別の実施形態を示す。光デバイス８００の白色の「明」状態は、本明細書に記載するように、デバイスの比較的広帯域の反射特性の結果として起こる。その広帯域反射特性のおかげで、いくつかの状況では、光デバイス８００を使用して、異なる色の１つまたは複数のサブピクセルを空間的に平均化する技術を用いる白色ピクセルよりも輝度の高いディスプレイピクセルを形成することができる。さらに、光デバイス８００は、広帯域範囲の可視光を反射するように設計された他の光デバイスにおいて必要とされることがあるよりも幅広のギャップを備えて構成することができる。したがって、白色の見掛けを達成するために比較的薄い干渉ギャップを必要とする光デバイスから形成された白色ピクセルと比べたとき、光デバイス８００は、作製プロセスの特定の態様に関して利益を提供することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、光デバイス８００は、第１の屈折率を有する第１の層８０２と、第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、第１の層８０２の上の第２の層８０４と、第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、第２の層８０４の上の第３の層８０６とを有する光スタック８０８を備える。光デバイス８００はまた、少なくとも部分的に光吸収性である第４の層８１０を備える。光スタック８０８および第４の層８１０は、デバイス８００が第１の状態（例えば、非作動状態）のときは互いから第１の距離にあり、デバイスが第２の状態（例えば、作動状態）のときは互いから第２の距離にあり、第１の距離は第２の距離とは異なる。
【００４２】
光デバイス８００の光スタック８０８は、光透過性の基板８２０上に形成される。基板８２０は、例えば、ガラスまたはプラスチックを含んでもよい。図８に概略的に示される光スタック８０８は、３つの実質的に光透過性の層８０２、８０４、８０６を含む。いくつかの実施形態では、光スタック８０８の３つの層８０２、８０４、８０６はそれぞれ、比較的高い屈折率、比較的低い屈折率、および比較的高い屈折率を有する材料から形成される。したがって、いくつかの実施形態では、光スタック８０８は、高−低−高の屈折率分布を有するが、他の屈折率分布も使用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、光スタック８０８は単一の高屈折率層を備えてもよい。光スタック８０８の実施形態における層の幅および屈折率は、光デバイス８００が、本明細書に開示するような異なる光学特性を呈するように変えることができる。光スタック８０８は、構造および組成の点で区別される、例えば図７Ａ〜７Ｅに示されるような光スタック１６と混同すべきではない。
【００４３】
光スタック８０８は、誘電体材料、光透過性の導電性材料（例えば、インジウムスズ酸化物などの複合的な屈折率を備えた材料）、またはそれらの組み合わせなどから形成することができる。いくつかの実施形態では、第１の高屈折率層８０２および第２の高屈折率層８０６はそれぞれ約１．７超過の屈折率を有し、いくつかの実施形態では、これらの高屈折率層はそれぞれ約２超過の屈折率を有する。いくつかの実施形態では、低屈折率層８０４は約１．５未満の屈折率を有する。
【００４４】
図８に示されるように、第２の高屈折率層８０６は複数の副層８０５、８０７を含むことができる。第２の高屈折率層８０６の副層８０５、８０７はそれぞれ、約１．７超過の屈折率がある材料から形成されてもよい。しかし、副層８０５、８０７は必ずしも同一の屈折率を有さなくてもよい。
【００４５】
副層８０５、８０７は、例えば、光デバイス８００の光学的または電気的性能を強化するために使用することができる。いくつかの実施形態では、１つの副層（例えば、副層８０５）は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの導電性材料を含む。そのような副層は、本明細書に記載するような、光デバイスを電気的に作動させるのに使用される電極としての役割を果たすことができる。１つの副層はその電気的性能に基づいて選択されてもよく、別の副層（例えば、副層８０７）はその光学的性能に基づいて選択されてもよい。例えば、副層は、デバイス８００の光学的性能を強化するため、その屈折率に基づいて選択された誘電体材料から形成されてもよい。第２の高屈折率層８０６が複数の副層を含むことができるのと同様に、第１の高屈折率層８０２および低屈折率層８０４も、類似のやり方で複数の副層（図示なし）を含むことができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、第１の高屈折率層８０２は、ＩＴＯ、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、それらの組み合わせ、または他の類似の高屈折率材料を含む。第２の高屈折率層８０６は、第１の高屈折率層８０２と同じ材料から形成することができる。いくつかの実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約７００Å〜約１３５０Åの範囲内の厚さを有し、第２の高屈折率層８０６は約１００Å〜約５５０Åの範囲内の厚さを有する。
【００４７】
いくつかの実施形態では、低屈折率層８０４は、氷晶石（Ｎａ３ＡｌＦ６）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、それらの組み合わせなどを含む。いくつかの実施形態では、低屈折率層８０４は約９００Å〜約１６００Åの範囲内の厚さを有する。
【００４８】
光デバイス８００はまた、少なくとも部分的に光吸収性の層８１０を含む。例えば、いくつかの実施形態では、光吸収層８１０を形成するのに使用される材料は、光の可視波長に対して約０．０５〜１．００の範囲内の吸光係数を有する。しかし、この範囲外の吸光係数を有する材料も使用することができる。いくつかの実施形態では、光吸収層８１０は、光スタック８０８にほぼ平行であり、側壁８１８によって支持される。吸収層８１０を支持するための構造は、図７Ａ〜７Ｅに示される反射層１４のための支持構造と同様に構成することができる。
【００４９】
光デバイス８００が第１の状態（例えば、非作動状態）のとき、光吸収層８１０は第１の距離だけ光スタック８０８から分離されている。いくつかの実施形態では、第１の距離は約１３００Å〜約２３００Åの範囲内である。他の実施形態では、第１の距離は約３２００Å〜約４４００Åの範囲内である。第１の状態は光デバイス８００の「明」状態に対応する。「明」状態では、光デバイス８００は、基板８２０のデバイス８００上に入射する可視光の広帯域範囲を反射する。したがって、いくつかの実施形態では、光デバイス８００は、本明細書に記載するように、「明」状態において実質的に白色に見える。光は、光デバイス８００の様々な層（例えば、８０２、８０４、８０６、および８１０）の間の境界面において部分的に反射または透過するので、光デバイス８００による光の反射は干渉効果によって引き起こされる。
【００５０】
デバイス８００が第１の状態のとき、光吸収層８１０と光スタック８０８との間の空間は、ガス（例えば、空気）で充填することができる。他の実施形態では、光吸収層８１０と光スタック８０８との間の空間は少なくとも部分真空である。いくつかの実施形態では、吸収層８１０と光スタック８０８との間の空間を占めるガスの屈折率は約１である。したがって、光スタック８０８と吸収層８１０との間のギャップと併せた光スタック８０８の屈折率分布は、高−低−高−低である。
【００５１】
光デバイス８００が第２の状態（例えば、作動状態）のとき、光吸収層８１０は第２の距離だけ光スタック８０８から分離されている。例えば、いくつかの実施形態では、第２の距離は約０Åである。光デバイス８００が第２の状態のとき、光吸収層８１０および光スタック８０８は互いに接触していてもよく、または、単に互いに近接してもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、吸収層８１０は、モリブデン、ニッケル、シリコン、ＴｉＮｘＷｙ、窒化チタン（ＴｉＮ）、ゲルマニウム（結晶質もしくは非晶質）、炭素、鉄、クロム、タングステン、窒化スズ（ＳｎＮｘ）、ＳｉｘＧｅ１−ｘ合金、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、吸収層８１０は約３０Å〜約３０００Åの範囲内の厚さを有する。他の実施形態では、吸収層８１０は３０００Å超過の厚さを有する。いくつかの実施形態では、吸収層８１０は、吸収性の副層および機械的支持副層（図示なし）を備える。いくつかの実施形態では、機械的支持副層は、光スタック８０８とは反対側の吸収性副層側に形成することができる。機械的支持副層は、吸収層８１０に安定性を付加し、デバイス８００を電気的に作動させるための電極としての役割も果たすことができる。例えば、機械的支持副層はニッケルから形成することができる。
【００５３】
図８は、第１の状態（例えば、非作動状態）の光デバイスを示す。第２の状態（例えば、作動状態）では、光デバイス８００は、一実施形態によれば、図１の光デバイス１２ｂに類似して見える。第２の状態は「暗」状態である。この状態では、光デバイス８００は、非作動状態と比べて増加した量の光エネルギーを吸収層８１０に結合する。増加した量の光エネルギーは、光スタック８０８によって反射されるよりも吸収層８１０に吸収されるので、光デバイス８００の反射性は減少する。
【００５４】
本明細書に記載するように、電圧が光デバイス８００の電極に印加されると、吸収層は、光スタック８０８の表面にほぼ垂直な方向で光スタック８０８に向かって（またはその逆に）作動する。電圧は２つの電極の両端に印加される。光デバイス８００の一実施形態では、光スタック８０８内のＩＴＯの副層は１つの電極としての役割を果たし、吸収層８１０（例えば、吸収層８１０の機械的支持副層）は別の電極としての役割を果たす。
【００５５】
図９は、光デバイス８００の一実施形態の構造および光学特性を示す。表９６０に示されるように、図９に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約９９６Åの厚さを有し、ＩＴＯを含む。低屈折率層８０４は約９５７Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層８０６は副層８０５および８０７を含む。副層８０５は約３０２Åの厚さを有し、ＩＴＯを含む。副層８０７は約２００Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有し、「暗」状態では約０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１１３Åの厚さを有し、モリブデンを含む。いくつかの実施形態では、モリブデンは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００５６】
表９６０はまた、図９に示される光デバイス８００の実施形態の光学特性の概要を示す。表９６０における光学特性の値は、当該分野において知られているように、シミュレーション技術を使用して、または実験によって計算することができる。図９に示される実施形態ならびに図１０〜１９に示される実施形態では、光学特性は、約１．５２の屈折率を有するガラス基板８２０を介して光が光スタック８０８上に入射する場合に関して決定されている。さらに、それぞれの場合において、図９〜１９に提示される光学特性は、吸収層８１０が、少なくとも約１０００Åの厚さを有するニッケルの機械的支持副層を含むものと仮定している。しかし、いくつかの実施形態は、異なる材料から作られた、かつ／または異なる屈折率を有する基板層８２０を含むことを理解すべきである。それに加えて、いくつかの実施形態は、異なる厚さを有する、または異なる材料から作られた機械的支持副層を備えた吸収層を含み、さらに他の実施形態は機械的支持副層を含まない。いずれにせよ、機械的支持副層が光デバイス８００の光学特性に対して与える影響は、一般に比較的小さいため、図９〜１９に示される実施形態に関する光学特性の値は、一般に、他のタイプの機械的支持副層を含む実施形態、または、さらには機械的支持副層を含まない実施形態を表す。
【００５７】
図９に示される光デバイス８００は、「明」状態では８１．３９％、「暗」状態では４．５３％の平均反射率を有する。この場合、平均反射率は、各波長における人間の視覚的応答に従って、可視スペクトルにわたって光デバイス８００の反射率に重み付けした後に計算した。例えば、人間の眼は４８０〜６３０ｎｍの帯域の光に対してより敏感なので、この範囲内の反射率値を、平均反射率値に達するところでより多く重み付けしている。プロット図９７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線９７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線９７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。
【００５８】
表９６０のコントラスト比は、「明」状態の光デバイスにおける眼の応答を重み付けした（ｅｙｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−ｗｅｉｇｈｔｅｄ）平均反射率と、「暗」状態における眼の応答を重み付けした平均反射率との比として算出している。図９に示される実施形態の場合、光デバイスのコントラスト比は１７．９６である。いくつかの実施形態では、光デバイス８００の層８０２、８０４、８０６、８１０の相対厚さおよび絶対厚さは、選択された一連の材料で形成された光デバイスのコントラスト比を最大限にするか、または近似的に最大限にするように選択することができる。
【００５９】
表９６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。これらは、これらの状態それぞれにおいて光デバイスによって反射される光の見掛けの色の色度座標である。この座標は、国際照明委員会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）（ＣＩＥ）規格の色空間において定義される色域（ｇａｍｕｔ）の中の特定色に対応する。いくつかの実施形態では、光デバイス８００は、「明」状態における（ｕ’，ｖ’）座標対がＤ６５などの標準白色点に対応するように設計されるが、例えば、複数の光デバイス８００で構成されたディスプレイの予測される目視条件（ｖｉｅｗｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）に応じて、他の白色点（例えば、Ｅ、Ｄ５０、Ｄ５５、Ｄ７５など）を目標にすることができる。例えば、Ｄ６５の（ｕ’，ｖ’）は約（０．１９，０．４７）である。
【００６０】
図１０は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１０６０に示されるように、図１０に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約７３４Åの厚さを有し、ＩＴＯを含む。低屈折率層８０４は約１０５６Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４５４Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１０００Åの厚さを有し、ニッケルを含む。
【００６１】
図１０に示される光デバイス８００は、「明」状態では約９０．２９％、「暗」状態では約１４．７９％の平均反射率を有する。プロット図１０７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１０７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１０７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１０に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約６．１１である。表１０６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９６である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７５である。
【００６２】
図１１は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１１６０に示されるように、図１１に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約１２４３Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１１７９Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約５３２Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１５００Åの厚さを有する。吸収層８１０は約７６７Åの厚さを有し、シリコンを含む。いくつかの実施形態では、シリコンは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００６３】
図１１に示される光デバイス８００は、「明」状態では約７２．３２％、「暗」状態では約０．５９％の平均反射率を有する。プロット図１１７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１１７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１１７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１１に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約１２２．７７である。表１１６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．２０３である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４５９である。
【００６４】
図１２は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１２６０に示されるように、図１２に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約１１０７Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１０２２Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約３１１Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１２００Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１０４２Åの厚さを有し、ＴｉＮｘＷｙを含む。いくつかの実施形態では、ＴｉＮｘＷｙは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００６５】
図１２に示される光デバイス８００は、「明」状態では約６７．３２％、「暗」状態では約１．４０％の平均反射率を有する。プロット図１２７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１２７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１２７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１２に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約４７．９３である。表１２６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９９である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７２である。
【００６６】
図１３は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１３６０に示されるように、図１３に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約８４１Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１０２６Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約３５９Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１５００Åの厚さを有する。吸収層８１０は約９６１Åの厚さを有し、結晶質ゲルマニウムを含む。いくつかの実施形態では、結晶質ゲルマニウムは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００６７】
図１３に示される光デバイス８００は、「明」状態では約８０．８７％、「暗」状態では約３．３６％の平均反射率を有する。プロット図１３７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１３７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１３７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１３に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約２４．０９である。表１３６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９２である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７６である。
【００６８】
図１４は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１４６０に示されるように、図１４に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約１３２１Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約９５４Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４９０Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１５００Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１３１Åの厚さを有し、非晶質ゲルマニウムを含む。いくつかの実施形態では、非晶質ゲルマニウムは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００６９】
図１４に示される光デバイス８００は、「明」状態では約７０．７９％、「暗」状態では約０．９８％の平均反射率を有する。プロット図１４７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１４７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１４７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１４に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約７２．５５である。表１４６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９５である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４６１である。
【００７０】
図１５は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１５６０に示されるように、図１５に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約１２４３Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１３７１Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約１２８Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１５００Åの厚さを有する。吸収層８１０は約３７６Åの厚さを有し、炭素を含む。いくつかの実施形態では、炭素は、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００７１】
図１５に示される光デバイス８００は、「明」状態では約３６．２１％、「暗」状態では約０．２６％の平均反射率を有する。プロット図１５７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１５７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１５７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１５に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約１３９．３１である。表１５６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．２１３である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４６０である。
【００７２】
図１６は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１６６０に示されるように、図１６に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約９０７Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１０２３Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４７４Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１８０Åの厚さを有し、鉄を含む。いくつかの実施形態では、鉄は、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００７３】
図１６に示される光デバイス８００は、「明」状態では約８７．４６％、「暗」状態では約７．０９％の平均反射率を有する。プロット図１６７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１６７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１６７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１６に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約１２．３３である。表１６６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９６である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７５である。
【００７４】
図１７は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１７６０に示されるように、図１７に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約８０３Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１０５０Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４８４Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約６０Åの厚さを有し、クロムを含む。いくつかの実施形態では、クロムは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００７５】
図１７に示される光デバイス８００は、「明」状態では約８９．８８％、「暗」状態では約１１．５０％の平均反射率を有する。プロット図１７７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１７７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１７７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１７に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約７．８１である。表１７６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９５である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７４である。
【００７６】
図１８は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１８６０に示されるように、図１８に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約１１５１Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１００５Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４６９Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約２２７Åの厚さを有し、タングステンを含む。いくつかの実施形態では、タングステンは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００７７】
図１８に示される光デバイス８００は、「明」状態では約７３．６６％、「暗」状態では約２．３７％の平均反射率を有する。プロット図１８７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１８７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１８７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１８に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約３１．０７である。表１８６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．２０２である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４７８である。
【００７８】
図１９は、光デバイス８００の別の実施形態の構造および光学特性を示す。表１９６０に示されるように、図１９に示される実施形態では、第１の高屈折率層８０２は約９８７Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。低屈折率層８０４は約１０００Åの厚さを有し、氷晶石を含む。第２の高屈折率層は約４８８Åの厚さを有し、酸化アンチモンを含む。光スタック８０８は、エアギャップの分だけ吸収層８１０から分離される。「明」状態では、エアギャップは約１３５０Åの厚さを有する。吸収層８１０は約１１２Åの厚さを有し、モリブデンを含む。いくつかの実施形態では、モリブデンは、約１０００Å以上の厚さを有するニッケル層によって裏打ちされる。
【００７９】
図１９に示される光デバイス８００は、「明」状態では約８１．８５％、「暗」状態では約５．３４％の平均反射率を有する。プロット図１９７０は、光デバイス８００の反射率を波長の関数として図式的に示す。曲線１９７２は「明」状態の間の光デバイス８００の反射率を示し、曲線１９７４は「暗」状態の間のデバイス８００の反射率を示す。図１９に示される実施形態の場合、光デバイス８００のコントラスト比は約１５．３３である。表１９６０はまた、「暗」状態および「明」状態両方に対するｕ’およびｖ’座標を含む。「明」状態におけるｕ’座標は約０．１９７である。「明」状態におけるｖ’座標は約０．４８２である。
【００８０】
上述の実施形態のいずれかを用いて、当該分野において知られているフォトリソグラフィなどの技術を使用して光デバイス８００を作製することができる。図８に関して、例えば、基板８２０を提供することができる。次に、光スタック８０８を基板８２０上に形成することができる。いくつかの実施形態では、光スタック８０８の形成は、第１の高屈折率層８０２を基板８２０上に形成することと、低屈折率層８０４を第１の高屈折率層８０２の上に形成することと、第２の高屈折率層８０６を低屈折率層８０４の上に形成することとを含む。周壁８１８または他のタイプの支持構造を、例えば、光スタック８０８上またはその周りに形成することができる。光吸収層８１０は、光スタック８０８から離間させて形成することができる。これは、例えば、犠牲層（図示なし）を光スタックの上に形成し、光吸収層８１０を犠牲層の上に形成し、次に犠牲層を除去することによって行うことができる。
【００８１】
複数の光デバイス８００を基板８２０上に形成して、複数のピクセルを組み込んだディスプレイを作成することができる。例えば、複数の光デバイス８００を基板８２０上に提供して、モノクロの白黒ディスプレイを作成することができる。複数の光デバイス８００は、赤−緑−青−白（ＲＧＢＷ）ディスプレイなどの他のタイプのディスプレイに使用することもできる。
【００８２】
様々な特定の実施形態を添付図面に関連して記載してきた。しかし、多種多様な変形例が可能である。構成要素および／または要素は、追加、除去、あるいは再配置することができる。それに加えて、プロセス工程を、追加、除去、または並べ替えることができる。少数の実施形態のみを明示的に記載してきたが、本開示に基づいて、他の実施形態が当業者には明白となるであろう。したがって、本発明の範囲は、単に明示的に記載した実施形態に関してではなく、添付の特許請求の範囲を参照することによって定義されるものとする。
【符号の説明】
【００８３】
１２ａ、１２ｂ 干渉変調器
１４ａ、１４ｂ 可動の反射層
１６ａ、１６ｂ 光スタック
１８ ポスト
１９ ギャップ
２０ 透明基板
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ース
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 つなぎ部
３４ 変形可能な層
４０ ディスプレイデバイス
４１ ハウジング
４２ 支持ポストプラグ
４３ アンテナ
４４ バス構造
４５ スピーカ
４６ マイクロホン
４７ 送受信機
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
８００ 光デバイス
８０２ 第１の層
８０４ 第２の層
８０５ 副層
８０６ 第３の層
８０７ 副層
８０８ 光スタック
８１０ 第４の層
８１８ 側壁
８２０ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の屈折率を有する第１の層と、
前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、前記第１の層の上の第２の層と、
前記第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、前記第２の層の上の第３の層とを備えている光スタックと、
少なくとも部分的に光吸収性である第４の層とを備えている光デバイスであって、
前記光スタックおよび前記第４の層が、前記デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、前記第１の状態の間、前記光デバイスが広帯域の可視光を反射するように構成され、前記デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、前記第１の距離が前記第２の距離とは異なる、光デバイス。
【請求項２】
前記第１の層および前記第３の層の少なくとも１つが２つ以上の下位の層を備えている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記下位の層の１つが前記第２の屈折率よりも高い第４の屈折率を有している、請求項２に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記下位の層の１つが導電性である、請求項２に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記光スタックと前記少なくとも部分的に光吸収性の層との間の領域が、前記第３の屈折率よりも低い第５の屈折率を有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記第１の層および前記第３の層の少なくとも１つが導電性である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記第１の屈折率および前記第３の屈折率が両方とも約１．７超過である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記第２の屈折率が約１．５未満である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項９】
前記第１の層または前記第３の層が、インジウムスズ酸化物、窒化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化アンチモン、またはセレン化亜鉛を備えている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１０】
前記第２の層が、氷晶石、フッ化マグネシウム、またはフッ化ＳｉＯｘを備えている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１１】
前記第４の層が、モリブデン、ニッケル、シリコン、ＴｉＮｘＷｙ、窒化チタン、ゲルマニウム、炭素、鉄、クロム、タングステン、ＳｉｘＧｅ１−ｘ、または窒化スズを備えている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１２】
前記第１の層が約７００Åから約１３５０Åの範囲内の厚さを有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１３】
前記第２の層が約９００Åから約１４００Åの範囲内の厚さを有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１４】
前記第３の層が約１００Åから約５５０Åの範囲内の厚さを有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１５】
前記第４の層が約３０Åから約３０００Åの範囲内の厚さを有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１６】
前記第１の距離が、約１３００Åから約２３００Åまたは約３０００Åから４５００Åの範囲内である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１７】
前記第２の距離が約０である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１８】
前記第１の状態の前記光デバイスが第１の反射率を有し、前記第２の状態の前記光デバイスが第２の反射率を有し、前記光デバイスの前記第１の反射率と前記第２の反射率との比が約１０超過である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１９】
前記比が約１００超過である、請求項１８に記載の光デバイス。
【請求項２０】
前記第１の状態の前記光デバイスが、標準白色点Ｄ６５に実質的に対応する可視光の反射スペクトルパワー分布を有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項２１】
前記第４の層が機械的支持層上に取り付けられた、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項２２】
前記機械的支持層がニッケルを備えている、請求項２１に記載の光デバイス。
【請求項２３】
前記光スタックが少なくとも部分的に光透過性の基板上に取り付けられた、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項２４】
前記少なくとも部分的に光透過性の基板がガラスを備えている、請求項２３に記載の光デバイス。
【請求項２５】
ディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスとをさらに備えている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項２６】
少なくとも１つの信号を前記ディスプレイに送るように構成されたドライバ回路をさらに備えている、請求項２５に記載の光デバイス。
【請求項２７】
前記画像データの少なくとも一部分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さらに備えている、請求項２６に記載の光デバイス。
【請求項２８】
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源モジュールをさらに備えている、請求項２５に記載の光デバイス。
【請求項２９】
前記画像源モジュールが、受信機、送受信機、および送信機の少なくとも１つを備えている、請求項２８に記載の光デバイス。
【請求項３０】
入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサに通信す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２５に記載の光デバイス。
【請求項３１】
前記光デバイスが反射ディスプレイのディスプレイ要素として提供される、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３２】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色に見えるように構成される、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３３】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色の光を反射するように構成される、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３４】
前記光デバイスが反射ディスプレイのディスプレイ要素として提供される、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３５】
第１の屈折率を有する第１の層を形成するステップと、
前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する第２の層を前記第１の層の上に形成するステップと、
前記第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する第３の層を前記第２の層の上に形成するステップと、
犠牲層を前記第３の層の上に形成するステップと、
少なくとも部分的に光吸収性である第４の層を前記犠牲層の上に形成するステップと、
前記犠牲層を除去するステップとを備えている、光デバイスを形成する方法であって、
前記光デバイスは、前記第４の層が前記第３の層から離れているときに広帯域の可視光を反射するように構成される、方法。
【請求項３６】
前記第１の層が光透過性の基板上に形成される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記光デバイスが実質的に白色の光に見えるように構成される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記光デバイスが実質的に白色の光を反射するように構成される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記光デバイスが反射ディスプレイのディスプレイ要素として提供される、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
第１の屈折率を有する第１の層と、
前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、前記第１の層の上の第２の層と、
前記第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、前記第２の層の上の第３の層とを備えている光スタックと、
少なくとも部分的に光吸収性である第４の層とを備えている光デバイスであって、
前記光スタックおよび前記第４の層が、前記デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、前記第１の状態の間、前記光デバイスが広帯域の可視光を反射するように構成され、前記デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、前記第１の距離が前記第２の距離とは異なる、光デバイスを提供するステップと、
前記デバイスを前記第１の状態にするため、第１の電圧を前記デバイスに印加するステップと、
前記デバイスを前記第２の状態にするため、第２の電圧を前記デバイスに印加するステップとを備えている、光を変調する方法。
【請求項４１】
前記光スタックが第１の電極を備え、前記第４の層が第２の電極を備えている、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１および第２の電極の両端間に前記第１および第２の電圧を印加するステップをさらに備えている、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色に見えるように構成される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色の光を反射するように構成される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記光デバイスが反射ディスプレイのディスプレイ要素として提供される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
光を反射および透過させるための、第１の屈折率を有する第１の手段と、
光を反射および透過させるための、前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、前記第１の手段の上の第２の手段と、
光を反射および透過させるための、前記第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、前記第２の手段の上の第３の手段と、
光を反射および吸収させるための第４の手段とを備える光デバイスであって、
前記第３の手段および前記第４の手段が、前記デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、前記第１の状態の間、前記光デバイスが広帯域の可視光を反射するように構成され、前記デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、前記第１の距離が前記第２の距離とは異なる、光デバイス。
【請求項４７】
前記第１の手段が前記第１の屈折率を有する材料の層を備えており、前記第２の手段が前記第２の屈折率を有する材料の層を備えており、前記第３の手段が前記第３の屈折率を有する材料の層を備えている、請求項４６に記載の光デバイス。
【請求項４８】
前記第４の手段が少なくとも部分的に光吸収性の材料の層を備えている、請求項４６に記載の光デバイス。
【請求項４９】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色に見えるように構成される、請求項４６に記載の光デバイス。
【請求項５０】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色の光を反射するように構成される、請求項４６に記載の光デバイス。
【請求項５１】
前記光デバイスが反射ディスプレイのディスプレイ要素として提供される、請求項４６に記載の光デバイス。
【請求項１】
第１の屈折率を有する第１の層と、
前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、前記第１の層の上の第２の層と、
前記第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、前記第２の層の上の第３の層とを備えている光スタックと、
少なくとも部分的に光吸収性である第４の層とを備えている光デバイスであって、
前記光スタックおよび前記第４の層が、前記デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、前記第１の状態の間、前記光デバイスが広帯域の可視光を反射するように構成され、前記デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、前記第１の距離が前記第２の距離とは異なる、光デバイス。
【請求項２】
前記第１の層および前記第３の層の少なくとも１つが２つ以上の下位の層を備えている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記下位の層の１つが前記第２の屈折率よりも高い第４の屈折率を有している、請求項２に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記下位の層の１つが導電性である、請求項２に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記光スタックと前記少なくとも部分的に光吸収性の層との間の領域が、前記第３の屈折率よりも低い第５の屈折率を有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記第１の層および前記第３の層の少なくとも１つが導電性である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記第１の屈折率および前記第３の屈折率が両方とも約１．７超過である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記第２の屈折率が約１．５未満である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項９】
前記第１の層または前記第３の層が、インジウムスズ酸化物、窒化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化アンチモン、またはセレン化亜鉛を備えている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１０】
前記第２の層が、氷晶石、フッ化マグネシウム、またはフッ化ＳｉＯｘを備えている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１１】
前記第４の層が、モリブデン、ニッケル、シリコン、ＴｉＮｘＷｙ、窒化チタン、ゲルマニウム、炭素、鉄、クロム、タングステン、ＳｉｘＧｅ１−ｘ、または窒化スズを備えている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１２】
前記第１の層が約７００Åから約１３５０Åの範囲内の厚さを有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１３】
前記第２の層が約９００Åから約１４００Åの範囲内の厚さを有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１４】
前記第３の層が約１００Åから約５５０Åの範囲内の厚さを有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１５】
前記第４の層が約３０Åから約３０００Åの範囲内の厚さを有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１６】
前記第１の距離が、約１３００Åから約２３００Åまたは約３０００Åから４５００Åの範囲内である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１７】
前記第２の距離が約０である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１８】
前記第１の状態の前記光デバイスが第１の反射率を有し、前記第２の状態の前記光デバイスが第２の反射率を有し、前記光デバイスの前記第１の反射率と前記第２の反射率との比が約１０超過である、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１９】
前記比が約１００超過である、請求項１８に記載の光デバイス。
【請求項２０】
前記第１の状態の前記光デバイスが、標準白色点Ｄ６５に実質的に対応する可視光の反射スペクトルパワー分布を有している、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項２１】
前記第４の層が機械的支持層上に取り付けられた、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項２２】
前記機械的支持層がニッケルを備えている、請求項２１に記載の光デバイス。
【請求項２３】
前記光スタックが少なくとも部分的に光透過性の基板上に取り付けられた、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項２４】
前記少なくとも部分的に光透過性の基板がガラスを備えている、請求項２３に記載の光デバイス。
【請求項２５】
ディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスとをさらに備えている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項２６】
少なくとも１つの信号を前記ディスプレイに送るように構成されたドライバ回路をさらに備えている、請求項２５に記載の光デバイス。
【請求項２７】
前記画像データの少なくとも一部分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さらに備えている、請求項２６に記載の光デバイス。
【請求項２８】
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源モジュールをさらに備えている、請求項２５に記載の光デバイス。
【請求項２９】
前記画像源モジュールが、受信機、送受信機、および送信機の少なくとも１つを備えている、請求項２８に記載の光デバイス。
【請求項３０】
入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサに通信す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２５に記載の光デバイス。
【請求項３１】
前記光デバイスが反射ディスプレイのディスプレイ要素として提供される、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３２】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色に見えるように構成される、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３３】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色の光を反射するように構成される、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３４】
前記光デバイスが反射ディスプレイのディスプレイ要素として提供される、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３５】
第１の屈折率を有する第１の層を形成するステップと、
前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する第２の層を前記第１の層の上に形成するステップと、
前記第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する第３の層を前記第２の層の上に形成するステップと、
犠牲層を前記第３の層の上に形成するステップと、
少なくとも部分的に光吸収性である第４の層を前記犠牲層の上に形成するステップと、
前記犠牲層を除去するステップとを備えている、光デバイスを形成する方法であって、
前記光デバイスは、前記第４の層が前記第３の層から離れているときに広帯域の可視光を反射するように構成される、方法。
【請求項３６】
前記第１の層が光透過性の基板上に形成される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記光デバイスが実質的に白色の光に見えるように構成される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記光デバイスが実質的に白色の光を反射するように構成される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記光デバイスが反射ディスプレイのディスプレイ要素として提供される、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
第１の屈折率を有する第１の層と、
前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、前記第１の層の上の第２の層と、
前記第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、前記第２の層の上の第３の層とを備えている光スタックと、
少なくとも部分的に光吸収性である第４の層とを備えている光デバイスであって、
前記光スタックおよび前記第４の層が、前記デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、前記第１の状態の間、前記光デバイスが広帯域の可視光を反射するように構成され、前記デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、前記第１の距離が前記第２の距離とは異なる、光デバイスを提供するステップと、
前記デバイスを前記第１の状態にするため、第１の電圧を前記デバイスに印加するステップと、
前記デバイスを前記第２の状態にするため、第２の電圧を前記デバイスに印加するステップとを備えている、光を変調する方法。
【請求項４１】
前記光スタックが第１の電極を備え、前記第４の層が第２の電極を備えている、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１および第２の電極の両端間に前記第１および第２の電圧を印加するステップをさらに備えている、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色に見えるように構成される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色の光を反射するように構成される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記光デバイスが反射ディスプレイのディスプレイ要素として提供される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
光を反射および透過させるための、第１の屈折率を有する第１の手段と、
光を反射および透過させるための、前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する、前記第１の手段の上の第２の手段と、
光を反射および透過させるための、前記第２の屈折率よりも高い第３の屈折率を有する、前記第２の手段の上の第３の手段と、
光を反射および吸収させるための第４の手段とを備える光デバイスであって、
前記第３の手段および前記第４の手段が、前記デバイスが第１の状態のときは互いから第１の距離にあり、前記第１の状態の間、前記光デバイスが広帯域の可視光を反射するように構成され、前記デバイスが第２の状態のときは互いから第２の距離にあり、前記第１の距離が前記第２の距離とは異なる、光デバイス。
【請求項４７】
前記第１の手段が前記第１の屈折率を有する材料の層を備えており、前記第２の手段が前記第２の屈折率を有する材料の層を備えており、前記第３の手段が前記第３の屈折率を有する材料の層を備えている、請求項４６に記載の光デバイス。
【請求項４８】
前記第４の手段が少なくとも部分的に光吸収性の材料の層を備えている、請求項４６に記載の光デバイス。
【請求項４９】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色に見えるように構成される、請求項４６に記載の光デバイス。
【請求項５０】
前記光デバイスが、前記第１の状態の間、実質的に白色の光を反射するように構成される、請求項４６に記載の光デバイス。
【請求項５１】
前記光デバイスが反射ディスプレイのディスプレイ要素として提供される、請求項４６に記載の光デバイス。
【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９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【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９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−５０７３４（Ｐ２０１３−５０７３４Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２４４２１３（Ｐ２０１２−２４４２１３）
【出願日】平成２４年１１月６日（２０１２．１１．６）
【分割の表示】特願２０１０−５２３０３５（Ｐ２０１０−５２３０３５）の分割
【原出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【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）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４４２１３（Ｐ２０１２−２４４２１３）
【出願日】平成２４年１１月６日（２０１２．１１．６）
【分割の表示】特願２０１０−５２３０３５（Ｐ２０１０−５２３０３５）の分割
【原出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【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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