(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャパシタを形成する可動層および固定層を備えた微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの挙動を特性評価する方法であって、
駆動電圧信号を前記ＭＥＭＳデバイスに印加するステップと、
前記ＭＥＭＳデバイスを通る電流を時間の関数として測定するステップと、
前記電流をある期間にわたって積分し、前記ＭＥＭＳデバイス上に蓄積された電荷の時間の関数としての測定値を提供するステップと、
前記ＭＥＭＳデバイス上に蓄積された電荷を前記駆動電圧信号で割り算することにより、前記ＭＥＭＳデバイスのキャパシタンスの時間の関数としての測定値を求めるステップと、
少なくとも部分的には、前記キャパシタンスの時間の関数としての測定値に基づいて、前記固定層に対する前記可動層の位置の測定値を求めるステップと、を備えている方法。
【請求項２】
少なくとも部分的には、前記可動層の前記位置の測定値に基づいて、前記可動層に作用する制動力の測定値を決定するステップをさらに備えている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも部分的には、前記可動層の前記位置の時間の関数としての前記測定値に基づいて、前記ＭＥＭＳデバイスの応答時間の測定値を決定するステップをさらに備えている請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＭＥＭＳデバイスが干渉変調器を備えている請求項１に記載の方法。
【請求項５】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの動的挙動を特性評価する方法であって、
第１の期間の間に前記ＭＥＭＳデバイスに駆動電圧を印加するステップであって、前記ＭＥＭＳデバイスがキャパシタを形成する可動電極および固定電極を備えているステップと、
第２の期間にわたって前記ＭＥＭＳデバイスを通る電流を時間の関数として測定するステップであって、前記第２の期間が前記第１の期間の少なくとも一部を備えているステップと、
前記電流の積分に基づいて、前記ＭＥＭＳデバイス上に蓄積された電荷の時間の関数としての測定値を提供するステップと、
前記ＭＥＭＳデバイス上に蓄積された電荷を前記駆動電圧で割り算することにより、前記ＭＥＭＳデバイスのキャパシタンスの時間の関数としての測定値を求めるステップと、
少なくとも前記キャパシタンスの時間の関数としての測定値に基づいて、前記固定電極に対する前記可動電極の位置の測定値を求めるステップと、を備えている方法。
【請求項６】
前記方法が、前記ＭＥＭＳデバイスの可動層に作用する制動力を決定するステップをさらに備えている請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記方法が、前記ＭＥＭＳデバイスの駆動時間を決定するステップをさらに備えている請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記測定された電流を使用して前記第２の期間を決定するステップをさらに備えている請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記測定された電流を使用して前記第２の期間を決定するステップは、前記可動層の動きの開始を決定するステップを備えている請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の期間が、前記第１の期間の開始から前記可動層の前記動きの前記開始まで延び、前記方法はさらに、前記ＭＥＭＳデバイスの初期状態を決定するステップを備えている請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
キャパシタを形成する可動層および固定層を備えた微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの可動層に及ぼされた制動力を決定する方法であって、
駆動電圧信号を前記ＭＥＭＳデバイスに印加するステップであって、前記駆動電圧は前記可動層を移動させるステップと、
前記ＭＥＭＳデバイスを通る電流を時間の関数として測定するステップと、
前記電流をある期間にわたって積分し、前記ＭＥＭＳデバイス上に蓄積された電荷の時間の関数としての測定値を提供するステップと、
前記ＭＥＭＳデバイス上に蓄積された電荷を前記駆動電圧信号で割り算することにより、前記ＭＥＭＳデバイスのキャパシタンスの時間の関数としての測定値を求めるステップと、
少なくとも部分的には、前記キャパシタンスの時間の関数としての測定値に基づいて、前記固定層に対する前記可動層の位置の測定値を求めるステップと、
少なくとも部分的には、前記可動層の前記位置の測定値に基づいて、前記可動層に及ぼされた前記制動力を決定するステップと、を備えている方法。
【請求項１２】
前記ＭＥＭＳデバイスは、干渉変調器を備えている請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
キャパシタを形成する可動層および固定層を備えている微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスと、
前記可動層の動きを誘発するために駆動電圧信号を前記ＭＥＭＳデバイスに印加し、前記ＭＥＭＳデバイスを通る電流を時間の関数として測定し、前記電流をある期間にわたって積分し、前記ＭＥＭＳデバイス上に蓄積された電荷の時間の関数としての測定値を提供し、前記ＭＥＭＳデバイス上に蓄積された電荷を前記駆動電圧信号で割り算することにより、前記ＭＥＭＳデバイスのキャパシタンスの時間の関数としての測定値を求め、少なくとも部分的には、前記キャパシタンスの時間の関数としての測定値に基づいて、前記固定層に対する前記可動層の位置の測定値を求めるように構成された回路と、を備えているデバイス。
【請求項１４】
前記回路が、前記可動層に作用する制動力を決定するようにさらに構成された請求項１３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１５】
ＭＥＭＳデバイスの固定層に対する前記ＭＥＭＳデバイスの可動層の動きを誘発するための手段であって、前記可動層と前記固定層はキャパシタを形成しているところの手段と、
前記ＭＥＭＳデバイスを通る電流を測定するための手段と、
前記電流をある期間にわたって積分し、前記ＭＥＭＳデバイス上に蓄積された電荷の時間の関数としての測定値を提供するための手段と、
前記積分された電流に基づいて、前記ＭＥＭＳデバイスの動的挙動を特性評価するための手段であって、前記ＭＥＭＳデバイスの動的挙動を特性評価するための手段は、
前記ＭＥＭＳデバイス上に蓄積された電荷を駆動電圧信号で割り算することにより、前記ＭＥＭＳデバイスのキャパシタンスの時間の関数としての測定値を求め、及び
少なくとも部分的には、前記キャパシタンスの時間の関数としての測定値に基づいて、前記固定層に対する前記可動層の位置の測定値を求めるように構成されているところの手段と、を備えているデバイス。
【請求項１６】
動きを誘発するための前記手段は、前記ＭＥＭＳデバイスの前記可動層に駆動電圧を印加するように構成された回路を備えている請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記ＭＥＭＳデバイスの前記挙動を特性評価するための前記手段は、前記可動層の位置を決定するように構成された回路を備えている請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記ＭＥＭＳデバイスの前記挙動を特性評価するための前記手段は、前記可動層に作用する制動力を決定するように構成された回路を備えている請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記回路は、少なくとも部分的には、前記可動層の時間の関数としての位置の測定値に基づいて、前記ＭＥＭＳデバイスの応答時間の測定値を求めるようにさらに構成されている請求項１３に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００８年２月１１日に出願した米国仮出願第６１／０２７７８１号、および２００８年９月３０日に出願した米国仮出願第６１／１０１６３２号の優先権を主張するものであり、それらのそれぞれの開示は、その全体が本明細書に組み込まれている。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械要素、アクチュエータ、および電子機器を含む。微小機械要素は、基板および／または堆積された材料層の部分をエッチングで除去するか、または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堆積、エッチング、および／または他の微細機械加工プロセスを使用して生成されうる。１つの種類のＭＥＭＳデバイスは、干渉変調器と呼ばれる。本明細書の中で使用されるように、用語、干渉変調器または干渉光変調器は、光の干渉の原理を使用して光を選択的に吸収および／または反射するデバイスを指す。ある実施形態において、干渉変調器は、一対の導電性プレートとを含むことができ、一対の導電性プレートの一方または両方が、全体的にまたは部分的に透明および／または反射性であってよく、適切な電気信号の印加に対して関連する動きをすることができる。特定の実施形態において、一方のプレートは、基板の上に堆積された固定層を備えることができ、他方のプレートは、エアギャップで固定層から分離された金属膜を備えることができる。本明細書の中でより詳細に説明されるように、一方のプレートの、もう一方との相対的な位置は、干渉変調器に入射する光の光学的干渉を変えることができる。そのようなデバイスは広範な用途を有しており、それらの特徴が既存の製品を改良し、また未だ開発されていない新しい製品を生み出すのに利用されうるように、これらの種類のデバイスの特性を利用し、および／または改変することは、当業界にとって有益であろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国仮出願第６１／０２７７８１号
【特許文献２】米国仮出願第６１／１０１６３２号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
他の態様において、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの挙動を特性評価する方法が提供され、方法は、駆動電圧信号を、可動層を含むＭＥＭＳデバイスに印加するステップと、ＭＥＭＳデバイスを通る、時間の関数としての電流を測定するステップと、電流をある期間にわたって積分するステップと、ＭＥＭＳデバイスの動作特性を、積分された電流に基づいて求めるステップとを含む。
【０００５】
他の態様において、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの動的挙動を特性評価する方法が提供され、方法は、駆動電圧を、可動電極と固定電極とを含むＭＥＭＳデバイスに第１の期間の間印加するステップと、ＭＥＭＳデバイスを通る、時間の関数としての電流を、第１の期間の少なくとも一部を含む第２の期間にわたって測定するステップと、電流の積分に基づいてＭＥＭＳデバイスの動的挙動を求めるステップとを含む。
【０００６】
他の態様において、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの、可動層に及ぼされた制動力を求める方法が提供され、方法は、可動層を動かす駆動電圧を、可動層を含むＭＥＭＳデバイスに印加するステップと、ＭＥＭＳデバイスを通る、時間の関数としての電流を測定するステップと、電流をある期間にわたって積分するステップと、可動層に及ぼされた制動力を、積分された電流に基づいて求めるステップとを含む。
【０００７】
他の態様において、可動層を含む微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスと、駆動電圧信号をＭＥＭＳデバイスに印加して可動層の動きを誘発し、ＭＥＭＳデバイスを通る、時間の関数としての電流を測定し、電流をある時間にわたって積分し、ＭＥＭＳデバイスの挙動特性を、積分された電流に基づいて求めるように構成された回路とを含むデバイスが提供される。
【０００８】
他の態様において、ＭＥＭＳデバイスの可動層の動きを誘発するための手段と、ＭＥＭＳデバイスを通る電流を測定するための手段と、電流をある期間にわたって積分するための手段と、ＭＥＭＳデバイスの挙動を、積分された電流に基づいて特性評価するための手段とを含むデバイスを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の干渉変調器の可動反射層が弛緩位置にあり、第２の干渉変調器の可動反射層が被駆動位置にある干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部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む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対する、可動ミラーの位置対印加電圧の線図である。
【図４】干渉変調器ディスプレイを駆動するために使用されうる、一組の行と列の電圧を示す表である。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイにおける、ディスプレイデータのフレームの一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームを書き込むために使用されうる、行と列の信号に対するタイミング図の一例を示す図である。
【図６Ａ】複数の干渉変調器を備える画像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画像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】干渉変調器の代替の一実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】干渉変調器の他の代替の一実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】干渉変調器のさらなる他の代替の一実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】干渉変調器の追加の代替の一実施形態の断面図である。
【図８Ａ】干渉変調器が駆動される遷移期間を含め、一定電流が干渉変調器に印加されたときの、時間の関数としての干渉変調器の両端の電圧をプロットしたグラフである。
【図８Ｂ】ある範囲のソース電流に対する図８Ａの遷移期間中の電圧対時間のプロットを示すグラフであり、ソース電流に応じた応答の変化を示す。
【図８Ｃ】特定のソース電流に対する図８Ａの遷移期間中の、電圧対時間のプロットを示すグラフである。
【図９】電圧に対する、図８Ａの電圧の変化の比をプロットしたグラフである。
【図１０】抵抗器および干渉変調器と直列に電圧源を備える電子回路の概略図である。
【図１１Ａ】干渉変調器配列の駆動の間および弛緩の間の、電圧対電荷をプロットしたグラフである。
【図１１Ｂ】少数の干渉変調器の駆動の間の、電圧対時間をプロットしたグラフである。
【図１２Ａ】方形駆動電圧と、干渉変調器の両端の測定電圧とをプロットしたグラフであり、駆動波形が、干渉変調器の正のヒステリシスウィンドウをまたぐ。
【図１２Ｂ】方形駆動電圧と、干渉変調器の両端の測定電圧とをプロットしたグラフであり、駆動波形が、干渉変調器の正負両方のヒステリシスウィンドウをまたぐ。
【図１２Ｃ】電圧が、３つの異なる電圧で、ある期間の間実質的に一定のままである、代替の駆動電圧をプロットしたグラフである。
【図１３Ａ】干渉変調器を特性評価するために使用されうる電子回路の概略図である。
【図１３Ｂ】干渉変調器を特性評価するために使用されうる電子回路の概略図である。
【図１３Ｃ】干渉変調器を特性評価するために使用されうる電子回路の概略図である。
【図１４】干渉変調器に印加された駆動ステップ信号、および測定された応答電流を示すプロットのグラフである。
【図１５Ａ】干渉変調器に印加された正弦波の駆動信号と、測定された応答電流と、測定された電流のフーリエ変換とを示すプロットのグラフであり、干渉変調器の応答は高度に線形である。
【図１５Ｂ】干渉変調器に印加された正弦波の駆動信号と、測定された応答電流と、測定された電流のフーリエ変換とを示すプロットのグラフであり、干渉変調器の応答は高度に非線形である。
【図１６】抵抗器および干渉変調器と直列に電圧源を備える回路の概略図であり、干渉変調器は、平行プレートキャパシタおよびバネとしてモデル化される。
【図１７Ａ】時間の関数としての駆動電圧信号をプロットしたグラフである。
【図１７Ｂ】図１７Ａの駆動信号が印加されたときの、時間の関数としての干渉変調器の位置をプロットしたグラフである。
【図１７Ｃ】図１７Ａの駆動信号が印加されたときの、時間の関数としての干渉変調器上の電荷をプロットしたグラフである。
【図１７Ｄ】図１７Ａの駆動信号が印加されたときの、干渉変調器を通る、時間の関数としての電流をプロットしたグラフである。
【図１７Ｅ】図１７Ａの駆動信号が印加されたときの、時間の関数としての干渉変調器の両端の電圧をプロットしたグラフである。
【図１８Ａ】時間の関数としての駆動電圧信号をプロットしたグラフであり、駆動電圧信号は、図１７Ａの駆動信号より速く、最大値まで増加する。
【図１８Ｂ】図１８Ａの駆動信号が印加されたときの、時間の関数としての干渉変調器の両端の電圧をプロットしたグラフである。
【図１８Ｃ】図１８Ａの駆動信号が印加されたときの、時間の関数としての干渉変調器の位置をプロットしたグラフである。
【図１８Ｄ】図１８Ａの駆動信号が印加されたときの、時間の関数としての干渉変調器上の電荷をプロットしたグラフである。
【図１８Ｅ】図１８Ａの駆動信号が印加されたときの、干渉変調器を通る、時間の関数としての電流をプロットしたグラフである。
【図１８Ｆ】図１８Ｅの電流信号のフーリエ変換をプロットしたグラフである。
【図１９Ａ】大きな抵抗が干渉変調器と直列に存在する場合に、駆動信号が印加されたときの、駆動電圧信号と、干渉変調器の両端の電圧とをプロットしたグラフである。
【図１９Ｂ】図１９Ａの駆動信号が印加されたときの、時間の関数としての干渉変調器の位置をプロットしたグラフである。
【図１９Ｃ】図１９Ａの駆動信号が印加されたときの、時間の関数としての干渉変調器上の電荷をプロットしたグラフである。
【図１９Ｄ】図１９Ａの駆動信号が印加されたときの、干渉変調器を通る、時間の関数としての電流をプロットしたグラフである。
【図１９Ｅ】図１９Ｄの電流信号のフーリエ変換をプロットしたグラフである。
【図２０Ａ】異なる気圧を有する２つの環境において駆動されたときの、干渉変調器を通る、時間の関数としての測定された電流をプロットしたグラフである。
【図２０Ｂ】異なる気圧を有する２つの環境において解除されたときの、干渉変調器を通る、時間の関数としての測定された電流をプロットしたグラフである。
【図２１】干渉変調器の駆動および特性評価の両方を行うために使用されうる電子回路の概略図である。
【図２２Ａ】駆動電圧が、知られているランダムまたは疑似ランダム変調信号で変調される場合の、時間の関数としての駆動信号をプロットしたグラフである。
【図２２Ｂ】図２１Ａの駆動信号が印加されたときの、干渉変調器を通る測定された電流をプロットしたグラフである。
【図２２Ｃ】図２１Ａの駆動信号が印加され、付加ノイズが導入されたときの、干渉変調器を通る測定された電流をプロットしたグラフである。
【図２２Ｄ】変調信号に関連する信号を使用して復調の後の、図２１Ｂの電流をプロットしたグラフである。
【図２２Ｅ】変調信号に関連する信号を使用して復調の後の、図２１Ｃの電流をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明は、ある特定の実施形態に関する。しかし、本明細書における教示は、多くの異なる方法において適用されうる。この説明において、全体を通して同じ部品が同じ数字で表される図面が参照される。実施形態は、動的（例えば、ビデオ）であれ静的（例えば、静止画像）であれ、ならびに文書であれ画像であれ、画像を表示するように構成された任意のデバイスにおいて実施されうる。より詳細には、実施形態は、携帯電話、無線デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドまたは携帯コンピュータ、ＧＰＳ受信器／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、時計、電卓、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、自動車用ディスプレイ（例えば、オドメータディスプレイなど）、コックピットの制御機器および／またはディスプレイ、カメラ視野のディスプレイ（例えば、車両内の後方視野カメラのディスプレイ）、電子写真、電子広告板または看板、プロジェクタ、建築物、パッケージング、ならびに美的構造（例えば、１個の宝石の上への画像のディスプレイ）などであるがそれらに限定されない、多様な電子デバイスの中で、またはそれらに付随して、実施されうることが企図されている。また、本明細書で説明されるものと同様の構造のＭＥＭＳデバイスが、電子スイッチングデバイスなど、非表示用途において使用されうる。
【００１１】
干渉変調器および同様のＭＥＭＳデバイスの特性を正確に特性評価することが、そのようなデバイス、ならびに将来のデバイスの設計の品質管理および適正な動作を促進する。特に、デバイスの電気的特性評価が、光学的測定装置を必要とせずにそのようなデバイスの測定を可能にし、試験装置の複雑さを削減することができる。ある実施形態において、そのようなデバイスの特性評価が、特定の試験回路を使用して行われうるが、他の実施形態においては、特性評価を実施するために使用される回路は、デバイスの駆動回路の中に一体化されうる。そのようにして、特性評価は、所定の駆動スキームをオンザフライで修正し、調節するために、駆動回路によって使用されうる。
【００１２】
ある実施形態において、干渉変調器の両端の電圧測定は、遷移電圧を同定することにより干渉変調器を特性評価するために、干渉変調器が駆動されている間に測定されうる。他の実施形態において、干渉変調器を通る電流が、干渉変調器の動的挙動の表現をもたらすために、動作中に測定されうる。特別な実施形態において、このことは、測定された電流を積分することにより、または測定された電流に対して周波数解析を実施することにより行われうる。そのような周波数解析は、干渉変調器の静的または動的な機械的特性を特性評価するために、あるいは干渉変調器のヒステリシス挙動に関する情報をもたらすために使用されうる。他の実施形態において、干渉変調器のキャパシタンスが、駆動信号を関連する信号と相関させることにより解析されうる。他の実施形態において、スペクトラム拡散解析が、特性評価プロセスにおけるノイズまたは干渉の影響を最小にするために使用されうる。
【００１３】
干渉計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が、図１に示される。これらのデバイスにおいて、画素は、明状態か暗状態のいずれかにある。明（「弛緩」または「開」）状態において、ディスプレイ要素は、大部分の入射可視光をユーザに向けて反射する。暗（「被駆動」または「閉」）状態において、ディスプレイ要素は、入射可視光をユーザに向けて、ほとんど反射しない。実施形態によっては、「オン」および「オフ」状態の光の反射特性が、反対となりうる。ＭＥＭＳ画素は、選択された色において卓越的に反射し、黒白に加えてカラーディスプレイを可能にするように構成されうる。
【００１４】
図１は、画像表示の一連の画素の中の、隣り合う２つの画素を示す等角図であり、各画素はＭＥＭＳ干渉変調器を備える。いくつかの実施形態において、干渉変調器ディスプレイは、これらの干渉変調器の行／列配列を含む。各干渉変調器は、少なくとも１つの可変寸法を有する共鳴光学ギャップを形成するために、可変で制御可能な相互間距離に配置された一対の反射層を含む。一実施形態において、反射層のうちの一方は、２位置の間を動かされうる。本明細書において弛緩位置と呼ばれる第１の位置において、可動反射層は、固定された部分反射層から比較的大きな距離をおいて配置される。本明細書において被駆動位置と呼ばれる第２の位置において、可動反射層は、部分反射層に、より密接に隣接して配置される。２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置により、強め合うように、または弱め合うように干渉し、各画素の全反射または無反射のいずれかの状態を生み出す。
【００１５】
図１における画素配列の図示された部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａおよび１２ｂを含む。左の干渉変調器１２ａにおいて、可動反射層１４ａが、部分反射層を含む光スタック１６ａから所定の距離にある弛緩位置において図示される。右の干渉変調器１２ｂにおいて、可動反射層１４ｂが、光スタック１６ｂに隣接する被駆動位置において図示される。
【００１６】
光スタック１６ａおよび１６ｂ（集合的に、光スタック１６と呼ばれる）は、本明細書において参照されるように、典型的には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの電極層を含むことができるいくつかの融合層と、クロミウムなどの部分反射層と、透明な誘電体とを含む。したがって、光スタック１６は、導電性で、半透明で、部分反射であり、例えば、上の層のうちの１つまたは複数を透明基板２０の上に堆積させることにより作製されうる。部分反射層は、様々な金属、半導体、および誘電体など、部分反射である多様な材料から形成されうる。部分反射層は、１つまたは複数の材料の層から形成されてよく、層のうちのそれぞれは、単一の材料または材料の組合せから形成されてよい。
【００１７】
いくつかの実施形態において、光スタック１６の層が、平行なストリップにパターン化され、以下にさらに説明されるように、ディスプレイデバイスの中で行電極を形成することができる。可動反射層１４ａ、１４ｂは、柱１８、および柱１８の間に堆積された介在犠牲材料の頂部に堆積される列を形成するために、（１６ａ、１６ｂの行電極に直交する）堆積された金属の１層または複数層の、一連の平行なストリップとして形成されうる。犠牲材料がエッチングで除去されると、可動反射層１４ａ、１４ｂが、光スタック１６ａ、１６ｂから、画定された隙間１９だけ離隔される。アルミニウムのような、高度に導電性で反射性の材料が、反射層１４のために使用されてよく、これらのストリップは、ディスプレイデバイスの中で列電極を形成することができる。図１は、縮尺どおりでないことに留意されたい。いくつかの実施形態において、柱１８の間の間隔はおよそ１０〜１００μｍであってよく、一方、隙間１９はおよそ＜１０００オングストロームであってよい。
【００１８】
電圧が印加されない状態で、図１における画素１２ａで示されるように、隙間１９は、可動反射層１４ａと光スタック１６ａとの間に留まり、可動反射層１４ａは機械的に弛緩状態にある。しかし、電位（電圧）差が選択された行および列に印加されると、対応する画素における行電極と列電極の交点に形成されたキャパシタが充電され、静電力が、電極を共に引っ張る。電圧が十分に高い場合は、可動反射層１４が変形され、光スタック１６に押しつけられる。図１の右の被駆動画素１２ｂで示されるように、光スタック１６内の誘電体層（この図に示されず）は、層１４と層１６との間の短絡を防ぎ、分離距離を制御することができる。挙動は、印加された電位差の極性にかかわらず、同じである。
【００１９】
図２〜図５は、ディスプレイ用途における干渉変調器の配列の使用に対する、プロセスおよびシステムの一例を示す。
【００２０】
図２は、干渉変調器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。電子デバイスは、ＡＲＭ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）、またはＡＬＰＨＡ（登録商標）など、任意の汎用のシングルチップまたはマルチチップのマイクロプロセッサ、あるいはディジタルシグナルプロセッサ、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など、任意の専用のマイクロプロセッサであってよい、プロセッサ２１を含む。当業界において一般的に、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うる。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサは、ウェブブラウザ、電話用途、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うる。
【００２１】
一実施形態において、プロセッサ２１はまた、配列ドライバ２２と通じるように構成されうる。一実施形態において、配列ドライバ２２は、信号をディスプレイ配列すなわちパネル３０に供給する、行ドライバ回路２４および列ドライバ回路２６を含む。図１に示される配列の交叉部が、図２の線１−１で示される。図２は簡潔のために、３×３配列の干渉変調器を示すが、ディスプレイ配列３０が、多数の干渉変調器を含むことができること、および行において、列と異なる数（例えば、行当たり３００画素×列当たり１９０画素）の干渉変調器を有することができることに留意されたい。
【００２２】
図３は、図１の干渉変調器の例示的一実施形態に対する、可動ミラー位置対印加電圧の図表である。ＭＥＭＳ干渉変調器に対して、行／列駆動プロトコルは、図３に示されるような、これらのデバイスのヒステリシス特性を利用することができる。干渉変調器は、可動層を弛緩状態から被駆動状態に変形させるために、例えば１０ボルトの電位差を必要とする。しかし、電圧がその値から減じられるとき、電圧が１０ボルトより下に下降して戻るのに、可動層はその状態を維持する。図３の例示的実施形態において、可動層は、電圧が２ボルト未満に下降するまでは、完全には弛緩しない。したがって、図３に示される例において、約３〜７Ｖの電圧範囲が存在し、デバイスが、弛緩状態または被駆動状態のいずれかで安定する印加電圧のウィンドウが存在する。これは、本明細書において「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」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配列に対して、行／列駆動プロトコルが行をストローブする間、駆動されるべき、ストローブされた行の画素が、約１０ボルトの電圧差を受け、弛緩されるべき画素が、ゼロボルトに近い電圧差を受ける。ストローブの後、画素が、行ストローブが画素にならしめる何らかの状態に留まるように、画素は、定常状態すなわち約５ボルトのバイアス電圧差を受ける。書き込まれた後、各画素は、電位差を、この例では３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」の中に見る。この特徴は、被駆動状態、または事前の弛緩状態のいずれかにおいて、同じ印加電圧条件の下で、図１に示される画素設計を安定にする。干渉変調器の各画素は、被駆動状態であれ、弛緩状態であれ、本質的には、固定および可動の反射層で形成されたキャパシタであるので、この安定状態は、ヒステリシスウィンドウの中の電圧で、電力をほとんど消費することなく保たれうる。印加される電位が固定されるならば、本質的に、電流は画素に流れ込まない。
【００２３】
以下にさらに説明されるように、典型的な用途において、第１の行の中の被駆動画素の所望のセットに従って、列電極のセットにわたって、データ信号（それぞれがある電圧レベルを有する）のセットを送ることにより、画像のフレームが生み出される。次いで、行パルスが第１の行電極に印加され、データ信号のセットに対応する画素を駆動する。次いで、データ信号のセットが、第２の行の中の被駆動画素の所望のセットに対応するように変えられる。次いで、パルスが第２の行電極に印加され、データ信号に従って、第２の行の中の適切な画素を駆動する。第１の画素の行は、第２の行パルスの影響を受けず、第１の行パルスの間にそれらの画素が設定された状態に留まる。このことが、フレームを作成するために、すべての連続する行に対して連続的に繰り返されうる。一般に、フレームは、このプロセスを毎秒所望のフレーム数で絶え間なく繰り返すことにより、新しい画像データでリフレッシュおよび／またはアップデートされる。画像フレームを作成するために、画素配列の行および列の電極を駆動するための広範なプロトコルが使用されうる。
【００２４】
図４および図５は、図２の３×３配列のディスプレイフレームを生成する、１つの可能な駆動プロトコルを示す。図４は、図３のヒステリシス曲線を提示する画素のために使用されうる、列および行の電圧レベルの可能なセットを示す。図４の実施形態において、画素を駆動することは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を＋ΔＶに設定することを伴い、それらは、それぞれ、−５ボルトおよび＋５ボルトに対応してよい。画素を弛緩させることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じ＋ΔＶに設定し、画素の両端にゼロボルトの電位差を生み出すことにより、達成される。行電圧がゼロボルトに保持される、それらの行において、画素は、列が＋Ｖｂｉａｓであるか−Ｖｂｉａｓであるかにかかわらず、それらが元々あった状態が何であれ、安定である。やはり図４に示すように、上述のものとは反対の極性の電圧が使用されてよく、例えば、画素を駆動することは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を−ΔＶに設定することを伴うことができる。この実施形態において、画素を弛緩させることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を−ΔＶに設定し、画素の両端にゼロボルトの電位差を生み出すことにより達成される。
【００２５】
図５Ｂは、図２の３×３配列に印加される一連の行および列の信号を示すタイミング図であり、それは、被駆動画素が無反射である、図５Ａに示されるディスプレイ配置を結果としてもたらす。図５Ａに示されるフレームを書き込む前に、画素は任意の状態にあってよく、この例では、すべての行が最初に０ボルトであり、すべての列が＋５ボルトである。これらの印加電圧により、すべての画素が、それらが存在する被駆動状態、または弛緩状態において安定である。
【００２６】
図５Ａのフレームにおいて、画素（１、１）、（１、２）、（２、２）、（３、２）および（３、３）が駆動される。これを達成するために、行１に対する「線時間」の間、列１および列２が−５ボルトに設定され、列３が＋５ボルトに設定される。これは、全画素が３〜７ボルトの安定性ウィンドウの中に留まるため、いかなる画素の状態をも変えない。次いで、行１が、０から５ボルトまで行き、そしてゼロに戻るパルスで、ストローブされる。これが、（１、１）および（１、２）の画素を駆動し、（１、３）の画素を弛緩させる。配列の中の他の画素は、どれも影響されない。行２を所望に設定するために、列２が−５ボルトに設定され、列１および列３が＋５ボルトに設定される。次いで、行２に印加された同じストローブが、画素（２、２）を駆動し、画素（２、１）および（２、３）を弛緩させる。再び、配列の他の画素は、どれも影響されない。行３は、列２および列３を−５ボルトに、列１を＋５ボルトに設定することにより、同様に設定される。行３のストローブが、図５Ａに示されるように、行３の画素を設定する。フレームを書き込んだ後、行電位がゼロであり、列電位が＋５ボルトか−５ボルトのいずれかに留まってよく、表示は、したがって、図５Ａの配置で安定である。同じ手続きが、数十または数百の行と列の配列に対して使用されうる。行および列の駆動を実施するために使用される電圧のタイミング、シーケンス、およびレベルは、上述の一般的な原理の範囲内で幅広く変化されてよく、上の例は、例としてのみであり、任意の駆動電圧の方法が、本明細書で説明されるシステムおよび方法とともに使用されうる。
【００２７】
図６Ａおよび図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のブロック図である。ディスプレイデバイス４０は、例えば、セル方式または移動式の電話であってよい。しかし、ディスプレイデバイス４０と同じコンポーネント、またはそれがわずかに変化したものが、やはり、テレビおよび携帯型メディアプレーヤなど、様々な種類のディスプレイデバイスの実例となる。
【００２８】
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、およびマイクロフォン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、多様な製造プロセスのうちのいずれかで形成される。さらに、ハウジング４１は、プラスティック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組合せを含むが、それらに限定されない、多様な材料のうちのいずれかで作製されうる。一実施形態においてハウジング４１は、異なる色の、あるいは異なるロゴ、絵、またはシンボルを含む、他の取り外し可能な部分と交換されうる、取り替え可能な部分（図示せず）を含む。
【００２９】
例示的ディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、本明細書で説明されるように、双安定ディスプレイを含む多様なディスプレイのうちのいずれかであってよい。他の実施形態において、ディスプレイ３０は、上述のように、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、またはＴＦＴ  ＬＣＤなど、フラットパネルディスプレイ、あるいはＣＲＴまたは他のチューブデバイスなど、非フラットパネルを含む。しかし、本実施形態を説明する目的のために、ディスプレイ３０は、本明細書で説明されるような、干渉変調器ディスプレイを含む。
【００３０】
例示的ディスプレイデバイス４０の一実施形態のコンポーネントが、図６Ｂに、概略的に示される。示された例示的ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、本明細書に少なくとも部分的には包含される追加のコンポーネントを含むことができる。例えば、一実施形態において、例示的ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７と結合されるアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。トランシーバ４７は、調整ハードウェア５２に接続されるプロセッサ２１に接続される。調整ハードウェア５２は、信号を調整する（例えば、信号にフィルタをかける）ように構成されうる。調整ハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイクロフォン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および配列ドライバ２２と結合され、そのことで、結果として、ディスプレイ配列３０と結合される。電源５０は、特別な例示的ディスプレイデバイス４０の設計により、要求に応じてすべてのコンポーネントに電力を供給する。
【００３１】
ネットワークインターフェース２７は、例示的ディスプレイデバイス４０が、ネットワーク上で１つまたは複数のデバイスと通じることができるように、アンテナ４３およびトランシーバ４７を含む。一実施形態において、ネットワークインターフェース２７はまた、プロセッサ２１への要求を緩和するために、何らかの処理能力を有することができる。アンテナ４３は、信号を送受信するための任意のアンテナである。一実施形態において、アンテナは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含む、ＩＥＥＥ８０２．１１規格によるＲＦ信号を、送信および受信する。他の実施形態において、アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格によるＲＦ信号を、送信および受信する。セル式電話の場合、アンテナは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、Ｗ−ＣＤＭＡ、または、無線セルフォンネットワークの中で通信するために使用される、他の知られている信号を受信するように設計される。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信した信号を前処理し、それにより、その信号はプロセッサ２１で受信され、さらに処理されうる。トランシーバ４７はまた、プロセッサ２１から受信された信号を処理し、それにより、その信号は、アンテナ４３を介して例示的ディスプレイデバイス４０から送信されうる。
【００３２】
代替の一実施形態において、トランシーバ４７が、受信器で置き換えられうる。さらなる他の代替の一実施形態において、ネットワークインターフェース２７が、プロセッサ２１へ送られるべき画像データを格納または生成可能な、画像ソースで置き換えられうる。例えば、画像ソースは、画像データを含むディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）またはハードディスクドライブ、あるいは画像データを生成するソフトウェアモジュールであってよい。
【００３３】
プロセッサ２１は、一般に、例示的ディスプレイデバイス４０の全体的動作を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像ソースからの圧縮された画像データなどのデータを受け、そのデータを処理して、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フォーマットにする。次いで、プロセッサ２１は、処理されたデータをドライバコントローラ２９または格納のためのフレームバッファ２８に送る。生のデータは、典型的には、画像の中の各位置における画像特性を同定する情報を意味する。例えば、そのような画像特性は、色彩、彩度、およびグレースケールレベルを含むことができる。
【００３４】
一実施形態において、プロセッサ２１は、例示的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するために、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理ユニットを含む。調整ハードウェア５２は、一般に、スピーカ４５に信号を送るため、およびマイクロフォン４６から信号を受けるために、増幅器およびフィルタを含む。調整ハードウェア５２は、例示的ディスプレイデバイス４０の中の別々のコンポーネントであってよく、またはプロセッサ２１または他のコンポーネントの中に組み込まれてよい。
【００３５】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１で生成された生の画像データを、直接プロセッサ２１から、またはフレームバッファ２８からのいずれかから取り出し、その生の画像データを、配列ドライバ２２への高速送信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、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に再フォーマットし、それにより、そのデータフローは、ディスプレイ配列３０にわたって走査するのに適する時間順序を有する。次いで、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報を配列ドライバ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、多くの場合、スタンドアローンの集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に付随するが、そのようなコントローラは、多くの方法で実施されうる。ドライバコントローラ２９は、ハードウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれうるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれうるか、または配列ドライバ２２と共にハードウェアの中に完全に一体化されうる。
【００３６】
通常、配列ドライバ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け、ビデオデータを、ディスプレイの画素のｘ−ｙマトリックスから来る数百ときには数千のリード線に毎秒多数回加えられる、平行な波形のセットに再フォーマットする。
【００３７】
一実施形態において、ドライバコントローラ２９、配列ドライバ２２、およびディスプレイ配列３０が、本明細書で説明されるディスプレイの任意の種類に対して適切である。例えば、一実施形態において、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。他の実施形態において、配列ドライバ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。一実施形態において、ドライバコントローラ２９は、配列ドライバ２２と一体化される。そのような一実施形態は、セル式電話、時計、および他の小面積ディスプレイなど、高度に集積化されたシステムにおいて一般的である。さらなる他の実施形態において、ディスプレイ配列３０は、通常のディスプレイ配列または双安定ディスプレイ配列（例えば、干渉変調器の配列を含むディスプレイ）である。
【００３８】
入力デバイス４８は、ユーザが、例示的ディスプレイデバイス４０の動作を制御することを可能にする。一実施形態において、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッドと、ボタンと、スイッチと、タッチスクリーンと、圧力感知膜または熱感知膜とを含む。一実施形態において、マイクロフォン４６は、例示的ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスである。マイクロフォン４６がデバイスにデータを入力するために使用されるとき、ボイスコマンドが、ユーザにより、例示的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するために供給されうる。
【００３９】
電源５０は、当業界でよく知られているような多様なエネルギー貯蔵デバイスを含むことができる。例えば、一実施形態において、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、再充電可能電池である。他の実施形態において、電源５０は、プラスティック太陽電池および太陽電池塗料を含む、再生可能なエネルギーソース、キャパシタ、または太陽電池である。他の実施形態において、電源５０は、壁のコンセントから電力を受けるように構成される。
【００４０】
いくつかの実施形態において、制御のプログラム可能性は、上述のように、電子ディスプレイシステムの中のいくつかの場所に配置されうる、ドライバコントローラの中に存在する。いくつかの場合、制御のプログラム可能性は、配列ドライバ２２の中に存在する。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コンポーネント、ならびに様々な構成において実施されうる。
【００４１】
上で説明した原理により動作する干渉変調器の構造の詳細は、幅広く変化することができる。例えば、図７Ａ〜図７Ｅは、可動反射層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、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、直交して延びる支持体１８の上に堆積される。図７Ｂにおいて、各干渉変調器の可動反射層１４は、正方形または長方形の形状であり、コーナーだけにおいてテザー３２で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、弾力性のある金属を含んでよい変形可能層３４からつり下げられている。変形可能層３４は、変形可能層３４の周囲のまわりで、基板２０と直接または間接的に接触する。これらの接続部は、本明細書において、支柱と呼ばれる。図７Ｄに示される実施形態は、変形可能層３４が載る支柱プラグ４２を有する。可動反射層１４は、図７Ａ〜図７Ｃにおけるように、隙間の上につり下げられたままであるが、変形可能層３４は、変形可能層３４と光スタック１６との間の穴を埋めることにより、支柱を形成しない。むしろ、支柱は、支柱プラグ４２を形成するために使用される、平坦化材料から形成される。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くが、また、図７Ａ〜図７Ｃに示される実施形態のうちの任意の実施形態、ならびに示されない追加の実施形態とともに機能するようになされうる。図７Ｅに示される実施形態において、金属または他の導電性材料の追加の層が、バス構造４４を形成するために使用されてきた。これは、信号が干渉変調器の背部に沿って通ることを可能にし、そうでなければ基板２０の上に形成されなければならなかった多くの電極を省略する。
【００４２】
図７に示されるような実施形態において、干渉変調器は、変換器が整列される面と反対の面である、透明な基板２０の前面から画像が見られる、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、変形可能層３４を含めて、基板２０の反対の反射層の面上の、干渉変調器の部分を光学的にシールドする。このことが、画像品質に悪い影響を与えることなく、シールドされた領域が構成され、動作されることを可能にする。例えば、そのようにシールドすることが、変換器の光学的特性を、アドレス指定およびそのアドレス指定に起因する動きなど、変換器の電子機械的特性から分離する能力を提供する、図７Ｅのバス構造を可能にする。この分離可能な変換器構成が、変換器の電子機械的態様および光学的態様に対して使用される構造設計および材料が、互いに独立して選択され、機能することを可能にする。さらに、図７Ｃ〜図７Ｅに示される実施形態は、反射層１４の光学的特性を、変形可能層３４で実施される、その機械的特性から切り離すことから得られる、付加的な便益を有する。このことが、反射層１４のために使用される構造設計および材料が、光学的特性に関して最適化されること、ならびに、変形可能層３４のために使用される構造設計および材料が、所望の機械的特性に関して最適化されることを可能にする。
【００４３】
干渉変調器技術に基づくようなディスプレイデバイスが、１つまたは複数の光学的、電子的、および／または機械的技術により測定され、特性評価されうる。ディスプレイ技術により、これらの測定が、ディスプレイモジュール（本明細書で言及されるディスプレイ「モジュール」は、ディスプレイパネル、ディスプレイドライバ、および配線などの関連部品などを含む）の較正の一部を形成することができ、測定パラメータは、将来の使用のために、ディスプレイモジュールの中の不揮発性メモリ（例えば、ＮＶＲＡＭ）の中に格納されうる。
【００４４】
図３を参照して上で論じたように、干渉変調器は、それらに印加される電位差に基づいて動作する。図３は、干渉変調器が、それらの電極の間に印加された電位差の大きさに従って、弛緩  （または解除された）状態か、被駆動状態かのいずれかにあることを示す。図示のように、一方の状態を他方の状態に変えることは、安定性（または保留）ウィンドウのヒステリシス特性により発生し、そのウィンドウにおいて、デバイスは、印加された電位差が保留ウィンドウの中に入るときに、その電流状態を保留する。本明細書で使用されるように、「バイアス電圧」は、保留ウィンドウの中に入る電位差を指す。したがって、図３に示されるように、いくつかの実施形態において、５つの入力電圧差の範囲が存在する。
【００４５】
５つの電圧差の範囲のそれぞれは、干渉変調器の状態へのその影響を反映するタイトルを有する。図３の左からスタートして、５つの電圧差の範囲は、１）負の駆動（「駆動された」）、２）負の保留（「安定性ウィンドウ」）、３）解除（「弛緩された」）、４）正の保留（「安定性ウィンドウ」）、および５）正の駆動（「駆動された」）である。デバイスの理論的理解および過去の実験結果に基づいて、これらの入力電圧差の範囲の間の閾値のおよその値が知られうるが、干渉変調器配列をより最適に動作させるために、閾値電圧が、より正確に測定されうる。
【００４６】
例えば、本明細書でさらに説明されるように、閾値は、デバイスごとに、ロットごとに、温度により、および／またはデバイスの使用年数につれて、変化する。したがって、閾値の値は、製造されたデバイスそれぞれ、またはデバイスの群に対して測定されてよいが、全運転エンベロープにわたってそのように実行することは、困難または実行不可能であり、干渉変調器の動作性能のリアルタイムの表現を提供することはできない。閾値電圧を測定する１つの方法は、干渉変調器の光学的特性の観察を通じて、干渉変調器の状態をモニタしながら、様々な電圧差の入力を印加することである。このことは、例えば、人による観察を通じて、または光測定デバイスの使用により、達成されうる。さらに、または代替として、干渉変調器の状態は、電子的応答測定を通じてモニタされうる。いくつかの実施形態において、上述のディスプレイ配列３０の配列ドライバ２２は、以下に論じる方法に従って、ディスプレイ要素の状態および／または動作特性を求めるために、ディスプレイ要素の電気的応答を測定するように構成されうる。
【００４７】
多くの場合、ディスプレイデバイスの挙動が、ディスプレイデバイスの使用年数とともに、ディスプレイの温度変動とともに、表示される画像の内容とともに、などで変化する。ディスプレイデバイスは、光応答または光学的状態に関して変化する、１つまたは複数の電気パラメータを有することができる。上述のように、干渉変調器は、反射層と光スタックとの間の静電気引力が、弛緩状態にある反射層を保持するように働く機械的復元力を乗り越えるのに十分に大きいときに、被駆動状態に設定される。反射層、光スタック、およびそれらの間の隙間は、いくつかの実施形態において、誘電体で分離された２枚の導電性プレートを形成するので、その構造は、キャパシタンスを有する。また、その構造のキャパシタンスは、２枚のプレートの間の距離により変化するので、その構造のキャパシタンスは、干渉変調器の状態により変化する。それゆえ、キャパシタンスの表現は、干渉変調器の状態を求めるために使用されうる。
【００４８】
以下により詳細に説明されるように、様々な方法が、干渉変調器の様々な特性を求めることにより、干渉変調器または同様のＭＥＭＳデバイスを特性評価するために使用されうる。ある実施形態において、様々な入力に対する干渉変調器の応答が、例えば、上述の種類の閾値電圧、または干渉変調器のキャパシタンスを求めるために使用されうる。他の実施形態において、干渉変調器の動的応答が、可動電極に作用する機械的復元力など、干渉変調器の機械的特性を求めることにより、特性評価されうる。
【００４９】
ある実施形態において、そのような特性評価は、品質管理手段として、または測定プロセスの改良の一部として、干渉変調器を製作した後に実施されうる。他の実施形態において、特性評価は、ある特性が、時間とともに、または動作条件の変化に応答して変化したかどうかを決定するために、干渉変調器の正常動作の間に実施されうる。
【００５０】
電圧測定
ある実施形態において、ＭＥＭＳデバイスの両端の電圧が、デバイスが駆動されている間に測定されてよく、いくつかの他のパラメータの関数として記録された電圧のデータが、遷移電圧に対応する電圧値を求めるために解析されてよい。このことが、駆動が発生した時点を求めるために、光学測定機器を使用することなく、干渉変調器および他のＭＥＭＳデバイスの特性の、迅速で正確な特性評価を促進することができる。ある実施形態において、電流またはインピーダンスの一方が、データ解析および遷移電圧の決定を容易にするために、試験手順の間、実質的に一定に保持されてよい。
【００５１】
一実施形態において、実質的に一定の電流が、干渉変調器に印加されてよく、干渉変調器の両端の電圧が、遷移電圧に対応する不連続を同定するために、解析されてよい。特定の実施形態において、干渉変調器が、例えば、図１の変調器１２ａの状態に示すように、アップ状態、弛緩状態、または非駆動状態において始まる。一定電流が、干渉変調器の両端に印加され、静電荷が電極上に蓄積するにつれて、干渉変調器の両端の電圧が徐々に増加する。干渉変調器の両端の電圧が遷移電圧まで増加するのに十分な電荷が、電極上に蓄積されると、干渉変調器は、例えば、図１の変調器１２ｂに示されるように、ダウン状態または被駆動状態に崩落する。ある実施形態において、この実質的に一定の電流は、±２０％の範囲内の変動を含んでよいが、ある実施形態においては、より大きな電流変動が容認されてよく、また、より小さい電流変動が、そのようなプロセスの試験中に行われる測定または計算の精度を高めることができる。
【００５２】
図８Ａは、このプロセスの間の電圧Ｖを、時間ｔの関数として示す。この電圧測定は、例えば、電圧値を時間の関数として記録可能なディジタルオシロスコープなど、オシロスコープで実施されうる。Ｖのプロット１００は、３つの異なる領域、すなわち、Ｖが駆動電圧Ｖａより小さい、遷移前領域１０２と、Δｔの持続時間を有する遷移領域１０４と、電圧Ｖが駆動電圧Ｖａより大きい遷移後領域１０６とを含むことが分かる。干渉変調器の駆動に先だって、電極上の電荷の蓄積が、可動電極を他方の電極に向かって動かす。遷移後領域１０６の中で、干渉変調器は、実質的に固定プレートのキャパシタとして挙動する。というのは、干渉変調器が、プレートの間に誘電層を有する平行プレートキャパシタとして作用するからである。
【００５３】
したがって、遷移前領域１０２において電圧対時間のプロットがわずかに曲がっているので、干渉変調器のキャパシタンスは、遷移前領域１０２において、電圧により変動する。具体的には、遷移前領域（Ｖ＜Ｖａ）における変調器のキャパシタンスＣは、下式
Ｃ＝Ｃ０＋Ｃ１Ｖ＋Ｃ２Ｖ２＋Ｃ３Ｖ３．．．          （１）
で与えられ、ここで、Ｃ０は、プレート間に空隙および誘電体層を有する、変位のない（弛緩）状態における、平行プレートキャパシタのゼロ電圧のキャパシタンスに相当する。
【００５４】
遷移前領域１０２におけるキャパシタンスが、Ｖとともに、ゆっくり変化すると仮定すると、キャパシタンスの変化は、
ΔＣ＝Ｃ０＋Ｃ１ΔＶ          （２）
として概算されうる。
【００５５】
そのような構造において、Ｃ１は、印加された電圧が遷移電圧から遠い（例えば、駆動電圧よりずっと下、または解除電圧よりずっと上の）領域における、キャパシタンス変化の偏差定数に相当する。Ｃ１は、通常、非常に小さい。Ｃ１／Ｃ０＜＜１で、ソース電流がＩ０で与えられるとき、より完全な展開が、
ΔＶ≒（Ｉ０／Ｃ０）ｔ−（Ｃ１／Ｃ０）（Ｉ０／Ｃ０）２ｔ２          （３）
で与えられる。
【００５６】
遷移領域１０４の中の挙動は、変調器の特性およびソース電流Ｉ０の値により変化する。図８Ｂは、１μＡ〜０．１ｍＡの間にわたる複数の異なるソース電流Ｉ０に対する複数の被刺激電圧の測定値を、時間を関数として示す。図８Ｃは、１μＡ〜０．１ｍＡの間の特別なソース電流１０８ｂに対する被刺激電圧を示す。
【００５７】
図８Ｃを考慮すると、電圧が初期に、領域１０７において増加するにつれて、電圧の勾配が、干渉変調器の解除状態のキャパシタンスを表現することが分かる。次いで、干渉変調器が駆動し始めたときに、遷移領域１０４ｂが、最初のピークとともに始まる。干渉変調器が駆動するにつれて、遷移領域１０４ｂの中の測定された電圧が、減少する。干渉変調器の駆動の後、次いで、干渉変調器は、再び、ダウン状態におけるリニアキャパシタとして機能し、電圧は、ダウン状態における干渉変調器のキャパシタンスを表現する勾配を有する領域１０９において増加する。
【００５８】
図８Ｂを考慮すると、遷移期間の始まりに対応する初期ピークの高さは、電流が増加するにつれて高くなることが分かる。というのは、電荷が、干渉変調器の駆動に比べて速やかに干渉変調器上に蓄積するからである。最も高い、図示されたソース電流において、シミュレーションされた電圧測定値１０８ａのピーク電圧は、干渉変調器の駆動電圧Ｖａよりほぼ３ボルト高く、変調器は、測定された電圧が干渉変調器の駆動電圧より低い電圧に戻りうる前に、駆動する。印加される電流が減少するにつれて、駆動の速度に対する電荷蓄積の速度が、シミュレーションされた電圧測定値１０８ｃの初期ピークが駆動電圧Ｖａに接近する点まで低下する。
【００５９】
ソース電流Ｉ０は、干渉変調器の特性、ならびに試験目的に対する所望の応答に基づいて選択されうる。例えば、１ｐＦの負荷キャパシタンスを有する理想的な干渉変調器に対して、誘導性および抵抗性の影響を無視して、１μＡの一定ソース電流は、デバイスを１０ｍｓのうちに１０Ｖレンジまでチャージし、１０μＡは、デバイスを１ｍｓのうちに１０Ｖレンジまでチャージする。したがって、遷移電圧が同定されることが予期される予期電圧範囲、および所望の期間に対して、適切なソース電流値が選択されうる。図８Ｂに関して説明されるように、ソース電流がまた、遷移電圧の始まりにおける第１のピークが干渉変調器の駆動電圧に対応するように、選択されうる。
【００６０】
さらに、遷移期間中に測定された電圧が、キャパシタンスの変化の値の表現をもたらすように使用されうる。ソース電流、遷移時間、および遷移電圧のそれぞれが、知られているか、または測定された電圧から求められうるので、遷移領域における電圧プロットの形状は、駆動の間のキャパシタンスの変化量の表現をもたらすことができ、キャパシタンス変化の予測された値と比較されうる。
【００６１】
そのような特性評価方法の一実施形態は、干渉変調器の状態を決定するための光学測定機器を、（可能ではあるが）必要とすることなく、遷移電圧の同定を可能にし、比較的簡素な試験機器を使用して実施されうる。試験プロセスは、干渉変調器の駆動時間に対して実質的に長い期間にわたって実施可能であり、電流など、測定されるパラメータにおける短期間の不連続の同定を、（可能ではあるが）必要としない。
【００６２】
同様の実施形態において、この特性評価方法は、並列に接続された干渉変調器の配列の駆動電圧を試験するために使用されうる。干渉変調器の配列を通して一定電流を加えることにより、電荷が流れる場所を制御する必要はない。というのは、干渉変調器の駆動が始まると、電荷は、駆動している変調器（１つまたは複数）に引き込まれるので、１つの干渉変調器の駆動が、他の干渉変調器が同時に駆動することを排除するからである。このことが、非駆動の変調器上の電荷を減少させ、非駆動の変調器の可動層を、固定電極からわずかに遠くに動かす。しかし、全体としては、干渉変調器の配列の両端の電圧は、配列の中の変調器が次々と駆動するにつれてすべての変調器が駆動してしまうまで、実質的に一定のままである。したがって、干渉変調器の配列の駆動電圧は、上で説明したものと同様の方法で、配列の両端の電圧を、時間の関数として解析することから求められうる。
【００６３】
記録されたデータの付加的な解析が、同様に実施されうる。例えば、電圧の値を時間の関数として記録した後、電圧の関数としてのｄＶ／ｄｔの解析が生成され、Ｖａの値を同定するために使用されうる。図９に見られるように、プロット１１０は、遷移前領域１１２と、遷移領域１１４と、遷移後領域１１６とを含む。遷移領域１１４の中の不連続が、駆動電圧Ｖａを同定するために使用されうる。
【００６４】
他の実施形態において、制御されたインピーダンスが、変調器の両端の電圧が測定される間、干渉変調器を駆動するために使用されうる。図１０は、電圧源１３２と、抵抗器１３４と、可変キャパシタとして機能する干渉変調器１３６とを含む回路１３０を、概略的に示す。特定の実施形態において、回路１３０の中で、かなり大きい抵抗器１３４を使用することが、干渉変調器の状態にかかわらず、電圧駆動経路および干渉変調器の中で、インピーダンスを実質的に一定に保つ。
【００６５】
一実施形態において、図１０に示される干渉変調器１３６は、平行に整列された、干渉変調器の配列であってよい。図１１Ａは、電荷の関数としての、そのような干渉変調器の配列の両端の電圧のプロット１４０である。干渉変調器を崩落状態に駆動するのに十分な電圧が、電圧源１３２を介して供給されるとき、プロットの部分１４２に見られるように、干渉変調器の両端の電圧が、電荷が蓄積するにつれて増加する。駆動電圧に到達すると、配列の中の１つまたは複数の干渉変調器が、駆動を開始する。上述のように、干渉変調器上の総合的電荷は、増加しており、駆動している干渉変調器が、他の非駆動の干渉変調器から電荷を引き込むので、干渉変調器の大きな配列（例えば、１００を超える干渉変調器要素）の両端の電圧は、この駆動期間１４４の間、実質的に一定のままである。変調器の配列がすべて駆動してしまうと、プロットの部分１４６に見られるように、電圧は、増加を継続する。
【００６６】
電圧が除かれ、干渉変調器上の電荷が減少すると、領域１４８に見られるように、干渉変調器の両端の電圧が、解除電圧に到達するまで減少する。変調器が、次々と解除するので、領域１５０に見られるように、電荷が減少しながら、電圧は実質的に一定のままである。変調器の配列がすべて解除すると、電荷は消滅し続ける。
【００６７】
１０以下の干渉変調器を有する配列、または１つだけの干渉変調器など、配列の中に比較的少数の干渉変調器が存在する一実施形態において、駆動している間の干渉変調器の両端の電圧は、実質的に一定のままではなく、駆動の後に増加を継続する前の、駆動している間、わずかに減少する。時間の関数としての干渉変調器の両端の電圧のプロット１６０が、図１１Ｂに示される。非駆動の干渉変調器のキャパシタンスは、被駆動の干渉変調器のキャパシタンスより小さいため、電圧の増加が、最初は急峻であることが、図から分かる。電圧が幾分減少する駆動期間の後、電圧は、増加を継続する。駆動の後、キャパシタンスは、非駆動状態におけるより被駆動状態における方が大きいので、増加は、干渉変調器が非駆動であったときより急峻でない。
【００６８】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、平行に駆動される大配列の干渉変調器にわたって、時間の関数としての電圧をプロットしたものであり、大きな抵抗器が配列と直列に配置されている。ある実施形態において、そのような抵抗器は、１ＭΩの抵抗を有してよいが、それより高いかまたは低い抵抗を有する抵抗器が使用されてよく、複数の抵抗器が、所望のレベルの抵抗をもたらすために使用されてよい。図１２Ａにおいて、正方形の駆動波形１７２ａが、干渉変調器の正負両方のヒステリシスウィンドウにまたがり、測定された電圧応答が、信号１７４ａとして示される。図１２Ｂにおいて、駆動波形１７２ｂは、干渉変調器の正のヒステリシスウィンドウだけにまたがり、測定された電圧応答が、信号１７４ｂとして示される。両方の場合において、図の部分１７６など、時間経過に対して実質的に一定の電圧の期間は、上述のように、遷移電圧を表現する。
【００６９】
図１２Ｃは、そのような一実施形態において使用されうる、交互駆動信号１７８を示す。信号１７８は、干渉変調器の正の駆動電圧より高くてよい上の電圧１７９ａと、干渉変調器の正の解除電圧および干渉変調器の負の解除電圧の間であるバイアス電圧１７９ｂと、干渉変調器の負の駆動電圧より低くてよい下の電圧１７９ｃとの間を交互に入れ替わる。そのような一実施形態において、駆動電圧は、干渉変調器の正のヒステリシスウィンドウと負のヒステリシスウィンドウの両方にまたがり、図１２Ａの駆動信号１７２ａとは対照的に、電圧は、長い期間、バイアス電圧に留まるので、解除電圧の同定を促進することができる。ある実施形態において、バイアス電圧は実質的にゼロであるが、任意の適したバイアス電圧が使用されてよい。
【００７０】
電流測定
他の実施形態において、干渉変調器を通る電流が、干渉変調器の動的挙動を特性評価するために、測定され、解析されうる。干渉変調器の可動膜または可動層が、適切な刺激の印加に対して動くので、干渉変調器のキャパシタンスが、固定された導電性膜であってよい他の導電性膜に対する可動膜の位置に応じて変化する。ゼロでない電圧が干渉変調器の両端に印加されると、キャパシタンスの変化が、適切に選択された回路を通る電流の発生を、結果としてもたらす。時間の関数としての電流がモニタされ、時間の関数としての可動膜の位置などの情報を求めるために使用されうる。
【００７１】
ある実施形態において、入力電流を、入力電流に比例する電圧出力に変換することにより電流を測定するために、トランスインピーダンス増幅器が使用されうる。したがって、電圧信号が記録されてよく、入力電流と出力電圧との間の関係が、トランスインピーダンス増幅器の設計に基づいて知られているので、時間の関数としての電流が、容易に求められうる。図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃは、そのような特性評価プロセスにおいて使用されうる、様々な回路設計を示す。
【００７２】
図１３Ａは、干渉変調器１８２と、抵抗器１８４ａ、１８４ｂ、１８４ｃと、増幅器１８６とを備える回路１８０を概略的に示す。特定の一実施形態において、抵抗器１８４ａおよび１８４ｂは、１Ωの抵抗器を備えてよく、抵抗器１８４ｃは２６０Ωの抵抗器を備えてよく、増幅器１８６は、Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ＡＤ８０４１増幅器を備えてよいが、他の適切な値またはコンポーネントがまた使用されてよく、干渉変調器１８２の予期される特性に左右されうる。
【００７３】
回路１８０は、利得を有する非反転演算増幅器として機能する。干渉変調器１８２からの出力が、演算増幅器１８６の非反転入力に印加される。この回路の利得は、電圧分割フィードバックネットワークで定式化され、Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ（１８４Ｂ＋１８４Ｃ）／１８４Ｂで与えられ、ここで、１８４Ｂおよび１８４Ｃは、それぞれ、抵抗器１８４ｂおよび１８４ｃの抵抗である。
【００７４】
図１３Ｂは、干渉変調器１９２と、抵抗器１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄ、１９４ｅ、１９４ｆと、増幅器１９６ａおよび１９６ｂと、キャパシタ１９８ａおよび１９８ｂとを備える代替回路１９０を概略的に示す。特定の一実施形態において、抵抗器１９４ａおよび１９４ｂは２７ｋΩの抵抗器を備えてよく、抵抗器１９４ｃは２６０ｋΩの抵抗器を備えてよく、抵抗器１９４ｄは２００ｋΩの抵抗器を備えてよく、抵抗器１９４ｅは１ｋΩの抵抗器を備えてよく、抵抗器１９４ｆは１５ｋΩの抵抗器を備えてよく、増幅器１９６ａおよび１９６ｂはＡｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ＡＤ８０４１増幅器を備えてよく、キャパシタ１９８ａは８．２ｐＦのキャパシタを備えてよく、キャパシタ１９８ｂは１００ｐＦのキャパシタを備えてよいが、他の適切な値またはコンポーネントもまた、使用されてよい。
【００７５】
回路１９０は、２段増幅回路であり、干渉変調器は、集積回路の第１段を形成する増幅器１９６ａに接続される。増幅器１９６ｂを含む増幅回路の第２段は、正確なゼロ電圧点を設定するために、電圧オフセット調整を可能にする。というのは、Ｖｏｕｔで示される第２段の出力は、たとえ電圧が干渉変調器１９２の両端に印加されていないときにも、非ゼロであるからである。
【００７６】
図１３Ｃは、干渉変調器２０２と、抵抗器２０４ａ〜２０４ｌと、増幅器２０６と、キャパシタ２０８と、信号発生器２１０と、信号解析モジュール２１２（例えば、オシロスコープならびに他の信号解析回路および／または論理回路）とを備える他の代替回路２００を概略的に示す。特定の一実施形態において、抵抗器２０４ａおよび２０４ｆは５１Ω抵抗器を備えてよく、抵抗器２０４ｂおよび２０４ｃは６８０Ω抵抗器を備えてよく、抵抗器２０４ｄおよび２０４ｌは８．２Ω抵抗器を備えてよく、抵抗器２０４ｅは１Ω抵抗器を備えてよく、抵抗器２０４ｆは５１Ω抵抗器を備えてよく、抵抗器２０４ｇおよび２０４ｉは５１０Ω抵抗器を備えてよく、抵抗器２０４ｈは６２Ω抵抗器を備えてよく、抵抗器２０４ｊは６８Ω抵抗器を備えてよく、抵抗器２０４ｋは６２０Ω抵抗器を備えてよい。この実施形態において、キャパシタ２０８は１μＦのキャパシタを備えてよく、増幅器２０６はＡｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  ＡＤ８１１増幅器を備えてよい。他の適切な値およびコンポーネントもまた、使用されてよい。
【００７７】
回路２００は２段回路として機能する。第１段２１４は、信号発生器２１０から印加された信号または図１３Ｃに示されるＶｄｃに比例する信号を含むことができる信号を、干渉変調器２０２に印加する。第２段２１６は、干渉変調器２０２を通る電流を測定するために使用される利得を有する、非反転演算増幅器を備える。
【００７８】
時間の関数としてＶ（ｔ）で定義される、知られている電圧パルスを加えることにより、干渉変調器２０２を通る、時間の関数としての電流Ｉ（ｔ）が、図１３Ａ〜図１３Ｃに関連して説明される回路のうちの１つを使用することができる、任意の適切な測定装置を使用して測定されうる。干渉変調器上の、時間の関数としての電荷Ｑ（ｔ）が、時間の関数としての電流を積分することにより求めることが可能であり、以下の関係
Ｑ（ｔ）＝∫Ｉ（ｔ）ｄｔ          （４）
が得られる。
【００７９】
多くの実施形態において、干渉変調器は、２層の間に位置する空気が、干渉変調器の動きに対して制動効果を有する、制動条件の下で動作する。しかし、他の実施形態において、干渉変調器は、制動効果が無視されるように、実質的に真空中で動作されうる。干渉変調器の両端の電圧が増加するとき、初期電流は、干渉変調器の初期状態に左右される。その後、干渉変調器の状態が変化する間、電流は、干渉変調器デバイスの状態の変化に応答して変化する。
【００８０】
図１４は、干渉変調器に対する、駆動電圧信号２２２および測定された電流応答２２４を、オシロスコープ上で測定されたように示すプロット２２０である。信号の形をより分かりやすく示すために、測定された電流応答２２４の垂直方向の縮尺は、駆動信号２２２に対して垂直方向に拡大されており、それにより、垂直方向の各増分は、駆動信号２２２に対して目盛当たり２Ｖを表し、一方、垂直方向の各増分は、電流応答２２４に対して目盛当たり０．５Ｖを表す。水平方向の各増分は、両信号に対して、０．１ｍｓを表す。駆動電圧信号２２２は、ステップ関数の電圧変化を含む。駆動電圧信号２２２の初期の印加が、測定された電流応答２２４において、急速で強いスパイクを引き起こす。干渉変調器の駆動が、測定された電流応答２２４における第１のディップ２２６において発生する。
【００８１】
したがって、以下にさらに説明されるように、干渉変調器が動き始める前の期間の間、電流を積分することで、干渉変調器の初期状態の測定値が与えられる。さらに、干渉変調器が動いている時間の間、電流を積分することで、干渉変調器の動的な機械的応答の測定値が与えられる。同様に、全期間の間、電流を積分することで、干渉変調器の最終状態の測定値が与えられる。
【００８２】
より一般的には、Ｑ（ｔ）およびＩ（ｔ）の間に上の関係が与えられれば、時間の関数としての干渉変調器のキャパシタンスは、下式
【００８３】
【数１】
0005465187.tif 000002
【００８４】
で与えられる。
【００８５】
したがって、時間の関数としての電圧で割り算することにより、時間の関数としてのキャパシタンスが求められうる。このことは、以下の関係
【００８６】
【数２】
0005465187.tif 000003
【００８７】
を使用して、膜の位置を時間の関数ｘ（ｔ）として計算するために使用されてよく、ここで、ε０は自由空間の誘電率であり、Ａは干渉変調器の面積であり、ｄｅはｄ／ｋで定義され、ここでｄは誘電体層の高さであり、ｋは誘電体層の比誘電率である。
【００８８】
最後に、印加された信号に対する干渉変調器の動的応答を考慮する、上の情報は、下式（７）
【００８９】
【数３】
0005465187.tif 000004
【００９０】
で与えられる制動力を求めるために使用されてよく、ここで、誘電体層すなわち光スタックの上面に対する可動層の位置は、ｇ（ｔ）で与えられ、ここで、ｇ（ｔ）は、固定電極の上に重なる誘電体層の厚さｄを考慮することにより、ｘ（ｔ）＝ｇ（ｔ）＋ｄのように、固定電極に対する位置ｘ（ｔ）と関係づけられる。さらに、Ｖｏｆｆｓｅｔは、もし存在すれば、オフセット電圧であり、Ｋは可動膜のバネ定数であり、ｇｏｆｆは、オフセット電圧が印加されるときの、誘電体層と可動層との間の距離であり、ｍは可動膜の質量である。
【００９１】
したがって、唯一の測定された電流Ｉ（ｔ）および知られている駆動信号Ｖ（ｔ）、ならびに、いくつかの他の知られているか、または容易に決定可能な干渉変調器の物理的パラメータを使用することで、干渉変調器の動的特性が、正確に求められうる。例えば、時間の関数としての位置は、例えば、干渉変調器の駆動時間を求めるために使用されうる。広範な他のパラメータが、この方法で求められうる。
【００９２】
周波数解析
他の実施形態において、周波数解析が、干渉変調器が入力電圧で駆動されるときに結果として得られる、測定された電流に対して実施されうる。ある実施形態において、図１３Ｂおよび図１３Ｃのものと同様の実験的回路配置が、干渉変調器を駆動し、その結果得られる電流を測定するために使用されてよいが、多種多様の適切な回路が使用されてよい。測定された電流の解析は、いくつかの実施形態において、ＭＥＭＳデバイスに対する遷移電圧を求めることを可能にし、他の実施形態において、ＭＥＭＳデバイスの中の可動層に作用する復元力を求めることを可能にする。
【００９３】
理想的な固定されたキャパシタは、正弦波入力に対して線形応答を生成する。正弦波電圧が、例えば、実際の固定されたキャパシタの両端に印加されると、電荷シフトにより生成される、結果として得られる電流は、実質的に正弦波信号となる。このことは、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施して、電流信号を周波数領域に変換することにより、実証されうる。応答の中に著しい高調波歪みが存在する場合、固定されたキャパシタは、何らかの非線形な方法で動作している。応答が、他の周波数におけるエネルギーがわずかで、大部分、駆動周波数にあれば、固定されたキャパシタは、主に線形な方法で動作している。
【００９４】
ヒステリシスウィンドウの中または近くに範囲を有する正弦波電圧により駆動される干渉変調器に対して、駆動電圧は、電圧が変化するときの可動膜の動きにより、非線形な応答を生み出す可能性がある。印加される電圧の範囲が、干渉変調器のヒステリシスウィンドウの十分上または十分下にあれば、干渉変調器の応答は、実質的に線形でありうる。
【００９５】
図１５Ａは、適切な試験回路に接続されたオシロスコープの出力を示すプロット２３０であり、駆動正弦波電圧２３２および測定された電流応答２３４を示す。オシロスコープで実施された、測定された電流応答のＦＦＴ２３６が、グラフの上に示される。ＦＦＴ２３６が、駆動周波数において大きなピーク２３８ａを、駆動周波数の第３高調波において比較的小さなピーク２３８ｂを含むことが分かる。駆動周波数の高調波における周波数応答は、大きなピーク２３８ａに比べて、比較的小さいかまたは実質的に存在しないので、干渉変調器の応答は、歪みがほとんどなく、実質的に線形であり、駆動信号の電圧範囲が、干渉変調器のヒステリシスの範囲の外にあることが断定されうる。
【００９６】
図１５Ｂは、他の駆動正弦波電圧２４２が、図１５Ａに関して使用されたものと同じ試験回路を駆動するために使用されるときの、オシロスコープの出力のプロット２４０であり、測定された電流応答２４４を示す。滑らかな正弦波の形状を有する図１５Ａの電流応答２３４とは対照的に、図１５Ｂの電流応答２４４は、著しい歪みを示すことが分かる。この歪みは、測定された電流応答２４４に対して計算されたＦＦＴ２４６において歴然としており、ＦＦＴ２４６は、駆動周波数において予期されるピーク２４８ａのみならず、駆動周波数の高調波それぞれにおいて、いくつかの相当に大きいピーク２４８ｂ、２４８ｃ、２４８ｄ、２４８ｅ、２４８ｆ、２４８ｇ、２４８ｈをも含む。この非線形の応答は、駆動電圧の範囲の少なくとも一部が、干渉変調器のヒステリシスウィンドウの中にあることを表現する。
【００９７】
第２高調波およびそれより高い高調波のピークの高さは、干渉変調器の電流応答の非線形性の定量化可能な測定値をもたらす。ある実施形態において、干渉変調器のヒステリシスウィンドウが、一連の正弦波駆動電圧を異なる電圧レベルで印加し、測定された電流のＦＦＴを実施することにより、概算されうる。ある実施形態において、駆動電圧のある高調波における高調波歪みが求められ、閾値レベルと比較されうる。高調波歪みを閾値レベルと比較することが、駆動電流の電圧の範囲が干渉変調器のヒステリシスウィンドウの中にあるかどうかを決定するために使用されうる。
【００９８】
他の実施形態において、測定された電流の周波数解析が、干渉変調器の自然共振周波数を求めるために使用されうる。この自然共振周波数が、今度は、干渉変調器の可動層の復元力を求めるために使用されうる。
【００９９】
その動的挙動の理解に対する一次近似として、干渉変調器は、キャパシタの上部プレートに取り付けられたバネとしてモデル化されうる。図１６は、電圧源２５２が抵抗器２５４および干渉変調器２５６の両端に印加され、干渉変調器２５６の可動膜が、バネ定数Ｋｓを有するバネ２５８で支持されるようなモデル２５０を概略的に示す。キャパシタの底プレートから上部プレートまでの距離がｘとして定義され、上部プレートと底プレートの間のその最小隙間を設定する誘電体層（図示せず）の厚さがｄとして定義され、上部プレートから底プレートまでの最大距離がＤとして定義される。電圧Ｖが印加されるときの、上部プレートの位置の関数としての力、Ｆ（ｘ）は、下式
【０１００】
【数４】
0005465187.tif 000005
【０１０１】
で与えられる。
【０１０２】
上式のテーラー級数が、エネルギー平衡の最小値、ｘｍｉｎのまわりで計算され、（Ｄ−ｘ）次までの項だけを取るならば、Ｆ（ｘ）に対する下式の近似式
【０１０３】
【数５】
0005465187.tif 000006
【０１０４】
が得られる。
【０１０５】
所与のＶに対して、ｘｍｉｎが、下式
【０１０６】
【数６】
0005465187.tif 000007
【０１０７】
から得られうる。
【０１０８】
上のＦ（ｘ）の近似式を使用すると、ｘｍｉｎまわりの、小振幅の上部プレートの自然周波数振動ｆが、下式
【０１０９】
【数７】
0005465187.tif 000008
【０１１０】
で定義可能であり、ここで、ｍは上部プレートの質量を表す。
【０１１１】
上部プレートと底プレートとの間の空洞の中に空気（または他の流体）の制動がない状態で、上部プレートの運動および干渉変調器上の電荷Ｑ（ｔ）の式は、以下の２つの結合された微分方程式
【０１１２】
【数８】
0005465187.tif 000009
【０１１３】
を介して関係づけられうる。
【０１１４】
ｔ＝０において電圧が印加されない、非駆動の干渉変調器に対して、以下の、Ｑ（０）＝０、ｘ（０）＝Ｄ、およびｘ’（０）＝０の初期条件が適用されうる。以下の図面に関して分かるように、電圧が印加される速度が、干渉変調器の応答に影響を及ぼしうる。
【０１１５】
図１７Ａは、時間の関数としての駆動電圧を示す。電圧は、およそ５μｓの間に０ボルトから５ボルトまで増加することが分かる。一実施形態において、干渉変調器システムは、以下の近似のパラメータ、Ｄ＝２，８００Å、ｋ＝４．７５、Ａ＝１２００μｍ２、ｄ＝５００Å、ｍ＝１．４×１０−１２ｋｇ、およびＲ＝１０，０００Ωを有する。図１７Ａの駆動電圧がそのような干渉変調器に印加されるとき、時間の関数としての位置が計算されて、図１７Ｂに示されるものとなり、時間の関数としての変調器上の電荷が計算されて、図１７Ｃに示されるものとなり、時間の関数としての電流が計算されて、図１７Ｄに示されるものとなり、干渉変調器の両端の電圧が計算されて、図１７Ｅに示されるものとなる。干渉変調器の両端の電圧は、印加された電圧と実質的に同等であり、干渉変調器は、たとえ制動がなくても、式（１０）で計算されうるように、安定な位置ｘｍｉｎに向かって動くことが分かる。また、干渉変調器が移動する距離は、距離Ｄのほんの小さな部分にすぎず、それゆえ、干渉変調器は完全には駆動されないことが分かる。
【０１１６】
図１８Ａは、時間の関数としての代替駆動電圧を示す。図に示すように、電圧は、図１７Ａの駆動電圧と同じレベルまで増加するが、図１８Ａの電圧は、およそ０．５μｓのより短期間に、０ボルトから５ボルトまで増加する。図１８Ｂは、前と同様に駆動電圧とほぼ同じである、計算された干渉変調器の両端の電圧を示す。図１８Ｃは、計算された、時間の関数としての位置を示し、図１８Ｄは、計算された、時間の関数としての電荷を示し、図１８Ｅは、計算された、時間の関数としての電流を示す。たとえ電圧が一定のままであるとしても、干渉変調器は、ｘｍｉｎの両側の２位置の間で振動しており、制動がないので、そのように振動することを継続することが分かる。図１８Ｆは、電流のフーリエ変換を示し、そのフーリエ変換からこの振動の周波数が容易に決定可能であり、その周波数は、式（１１）で予測されたものにほぼ等しい。
【０１１７】
他の実施形態において、抵抗は、１０，０００Ωから１０ＭΩに増加されうる。図１９Ａにおいて、干渉変調器の両端の駆動電圧２６０および測定された電圧２６２が示される。駆動電圧は、図１８Ａの駆動電圧と同様であるが、図１９Ａにおける測定された電圧は、今回は、抵抗が増加し、その結果回路のＲＣ時定数が増加するので、駆動電圧より遅れることが分かる。図１９Ｂは、計算された、時間の関数としての位置を示し、図１９Ｃは、時間の関数としての電荷を示し、図１９Ｄは、時間の関数としての電流を示す。平衡状態ｘｍｉｎまわりに振動することに加えて、干渉変調器は、初期に、平衡状態に向かって動いているかのように振動することが分かる。図１９Ｅに示される電流のフーリエ変換が、再び、周波数ｆの決定を可能にする。
【０１１８】
図２０Ａは、２つの異なる圧力における駆動のプロセスの間の、干渉変調器を通る、時間の関数としての電流を示す。３×１０−５トルの圧力の真空チャンバの中の干渉変調器に対する電流応答が、線２６６ａで示され、７６０トルの圧力のチャンバの中の干渉変調器に対する電流応答が、線２６８ａで示される。チャンバ内の大気圧の空気の、干渉変調器の可動な機械要素に対する制動効果により、線２６６ａの顕著な振動は、線２６８ａにおいてはあまり顕著ではない。いずれかの測定された電流のフーリエ変換を実施することにより、干渉変調器の共振周波数に関する情報が得られ、干渉変調器の可動機械要素の復元力を求めるために使用されうる。
【０１１９】
図２０Ｂは、２つの異なる圧力における、被駆動位置からの弛緩のプロセスの間の、干渉変調器を通る、時間の関数としての電流を示す。３×１０−５トルの圧力に対する電流応答が、線２６６ｂで示され、１気圧の圧力に対する電流応答が、線２６８ｂで示される。図２０Ａに関して示されたものと同様に、チャンバ内の大気圧の空気の、干渉変調器の可動な機械要素に対する制動効果により、線２６６ｂの顕著な振動は、線２６８ｂにおいてはあまり顕著ではない。いずれかの測定された電流のフーリエ変換を実施することにより、干渉変調器の共振周波数に関する情報が得られ、干渉変調器の可動機械要素の復元力を求めるために使用されうる。
【０１２０】
ある実施形態において、上の解析を実施するように構成された回路が、干渉変調器ディスプレイまたは他のＭＥＭＳベースのディスプレイモジュールなど、干渉変調器デバイスの駆動回路と共に一体化されうる。そのようなディスプレイモジュールは、干渉変調器などのＭＥＭＳベースのディスプレイ、ならびに、上述のような、試験および／または性能特性評価の方法を実施するように構成された、駆動回路および試験またはモニタの回路を備えることができる。干渉変調器の共振周波数の解析は、初期の品質管理測定として実施されてよく、および／または干渉変調器の動的特性の常時モニタのために使用されてよい。というのは、復元力および共振周波数は、動作条件の変化により、時間とともに代わる可能性があり、配列の中の干渉変調器の間で、または異なる干渉変調器配列にまたがって、などにより異なる可能性があるからである。解析は、試験バーストを介して実施されてよく、またはディスプレイデバイスの正常起動中に実施されてよい。ある実施形態において、１配列の中の１つまたは少数の干渉変調器が、この方法で解析されうる。上の方法に対する他の変更が、同様に行われうる。
【０１２１】
キャパシタンス測定
他の実施形態において、干渉変調器または干渉変調器配列のキャパシタンスが、測定されうる。ある実施形態において、そのような測定を行うために使用される回路は、干渉変調器ベースのディスプレイなど、干渉変調器デバイスの駆動回路の中に一体化されうるが、この測定は、任意の他の適切な回路を介して行われてよく、ドライバ回路に一体化される必要はない。
【０１２２】
特定の一実施形態において、正弦波電圧波形などの周期的な電気刺激が、干渉変調器の両端に印加される。この信号は、単独で印加されてよく、または正規の駆動波形に交互に加えられてよく、正規の駆動波形は、ある実施形態において、ＤＣ電圧、または任意の他の適切な干渉変調器駆動スキームであってよい。この周期的正弦波電圧ＶＩＭＯＤは、下式
ＶＩＭＯＤ＝Ｖ０ｓｉｎ（２πｆｔ）          （１４）
で表されうる。
【０１２３】
干渉変調器は可変キャパシタとして作用するので、干渉変調器を通る、時間の関数としての電流Ｉ（ｔ）は、下式
【０１２４】
【数９】
0005465187.tif 000010
【０１２５】
として定義可能であり、ここで、ＣＩＭＯＤは干渉変調器のキャパシタンスであり、ＶＩＭＯＤは干渉変調器の両端の電圧である。
【０１２６】
それゆえ干渉変調器の両端に、上の周期的入力電圧を印加することによりもたらされる出力電流は、
ＩＩＭＯＤ＝２πｆＣＩＭＯＤＶ０ｃｏｓ（２πｆｔ）          （１６）
となる。
【０１２７】
結果としてもたらされる電流は周期的であり、入力電圧と同じ周波数を有するが、入力信号と位相が９０°ずれている。
【０１２８】
また、第２の信号が使用され、形状において入力電圧に似ている。特定の実施形態において、第２の信号はまた、出力電流信号におけるように、余弦項を含み、それにより第２の信号はまた、周期的入力電圧と直交する。ある実施形態において、所望の特性を有する適切な信号が、明確に生成されうる。他の実施形態において、そのような信号は、知られている値を有する基準キャパシタの両端に周期的な入力電圧を印加し、基準キャパシタの両端の、結果として得られる出力を測定することによるなど、入力信号自体を使用して生成されうる。そのような実施形態において、電圧相関信号ＶＣＯＲＲは、
ＶＣＯＲＲ＝Ｖ１ｃｏｓ（２πｆｔ）          （１７）
で与えられうる。
【０１２９】
次いで、第２の信号は、干渉変調器を通る、測定された出力電流と関連づけられ、干渉変調器のキャパシタンスを表現する信号を生成することができる。ある実施形態において、相関は、混合器回路または乗算器の使用を通じて実施されてよく、特定の実施形態において、２つの信号が、混合器を使用して掛け算されるが、他の実施形態は、必要に応じて異なる演算を使用してよい。この実施形態において、混合器は、知られている利得ｋを有し、混合器からの電圧出力は、したがって
ＶＭＩＸＥＲ＝ｋＩＩＭＯＤＶＣＯＲＲ          （１８）
で与えられる。
【０１３０】
入力電圧および相関電圧信号が、上の式で与えられる場合、理想的な場合の混合器からの電圧出力は、
【０１３１】
【数１０】
0005465187.tif 000011
【０１３２】
で与えられる。
【０１３３】
上式において、混合器からの電圧出力は、定数項および時間依存項の両方を含むことが分かる。混合器からの電圧出力は、時間依存項を縮小するかまたは除去するために、フィルタにかけられてよく、下式
ＶＦＩＬＴＥＲ＝πｆＣＩＭＯＤｋＶ０Ｖ１          （２０）
が得られる。
【０１３４】
したがって、フィルタから、結果として得られた電圧出力は、干渉変調器のキャパシタンスに比例する。上式の中の残りの項は知られているので、干渉変調器のキャパシタンスは、フィルタからの電圧出力に基づいて求められうる。
【０１３５】
上のように、相関波形が入力電圧信号と直交するとき、たとえ、測定された干渉変調器が「漏れやすく」、したがって、そのインピーダンスの中に抵抗成分を有するときでも、出力は、キャパシタンスに比例する。相関信号が入力波形と同じ形状を有する実施形態において、出力は、干渉変調器のインピーダンスの抵抗成分に比例する。様々な相関信号を使用することにより、干渉変調器のインピーダンスの抵抗性およびリアクタンス性の両方の測定値が測定されうる。ある実施形態において、複数の相関回路の使用を通じて、干渉変調器のインピーダンスの抵抗成分およびリアクタンス成分が、同時に測定されうる。
【０１３６】
上述のように、周期的入力電圧が、任意の駆動信号と併せて印加されてよく、様々な電圧レベルにおいてキャパシタンスまたはインピーダンスを求めるために、ＤＣ電圧スイープと併せるなど、複数のＤＣ電圧値において、測定が行われうる。キャパシタンスなど、干渉変調器特性は、干渉変調器の状態に応じて変化するので、多様なＤＣ電圧レベルにわたるキャパシタンス測定が行われ、次いで干渉変調器の駆動または解除によるキャパシタンスの変化に注目することで、遷移電圧を同定するために使用されうる。
【０１３７】
他の実施形態において、入力電圧および相関電圧は、正弦波信号でなくてよく、方形波または三角波を含むがそれらに限定されない、任意の他の種類の信号であってよい。特に、方形波が使用されるとき、適切な混合器がスイッチだけを使用して設けられてよく、回路設計が簡素化される。
【０１３８】
図２１は、相関回路を駆動回路と一体化する例示的回路２７０を、概略的に示す。この回路は、例えば、ＭＥＭＳベースのディスプレイモジュールの一部を形成することができる。ここでは、干渉変調器配列に関して説明するが、他のＭＥＭＳデバイスおよび／またはデバイス配列が、同様に使用されてよい。回路２７０は、干渉変調器配列２７２を駆動するように構成された駆動回路とともに、干渉変調器配列２７２を備える。ディジタル論理回路２７４が、静的（または、準静的）駆動電圧を干渉変調器配列に供給するように構成された、ディジタルアナログ変換器２７６ａおよび２７６ｂを制御する。干渉変調器配列の個別の行および列が、ある実施形態において、スイッチ２７８ａおよび２７８ｂを介してアドレス指定されうる。
【０１３９】
駆動回路に加えて、回路２７０は、例えば、上述の方法を実施するために使用されうる付加的回路を備える。上述の入力信号など、付加的信号が、付加的信号を生成するために使用されうる直接ディジタル合成ブロック２８０ａを介して生成されてよく、直接ディジタル合成ブロック２８０ａは、付加的ディジタルアナログ変換器２７６ｃと併せて使用されてよい。干渉変調器を通る電流が、ディジタルアナログ変換器２７６ｄと併せて使用されうるインピーダンス変換増幅器２８２を介して測定されうる。インピーダンス変換増幅器からの出力は、混合器２８４ａを介して、直接ディジタル合成ブロック２８０ｂにより、またはディジタルアナログ変換器により生成された相関信号と混合されうる。上述のように、フィルタ２８６ａは、結果として得られた信号の周期的部分をフィルタにかけるために使用されてよく、アナログディジタル変換器２８８は、フィルタにかけられた、またはかけられていない、結果として得られた信号をディジタル化するために使用されうる。他の実施形態において、混合器２８４ｂは、測定された電流を、例えば、入力信号と混合するために使用されてよく、フィルタ２８６ｂは、信号をフィルタにかけるために使用されてよい。
【０１４０】
他の測定がまた、混合器２８４ｂからの出力を使用して行われうる。例えば、電流で掛け算された、混合器からの出力は、干渉変調器で使用される全電力を表現する値を得る。フィルタ２８６ｂからの出力が電流で掛け算されると、その計算結果は、干渉変調器配列２７２のうちの１つまたは複数のデバイスで使用される平均電力を表現する値となる。実際または平均のいずれかの電力使用を求めるように構成された測定回路が、電力使用に関するそのような情報の決定をもたらすために、デバイスの中に、特に、モバイルデバイス、または電力消費が重要な他のデバイスの中に、一体化されうる。
【０１４１】
ノイズ除去
他の実施形態において、スペクトラム拡散技術が、干渉変調器のキャパシタンス測定に使用されうるが、これらの技術は、同様に、他の干渉変調器特性の測定に使用されうる。知られている入力パラメータがシステムに適用され、結果として得られた出力信号が、出力パラメータを求めるために使用されうる。出力信号は、知られている入力パラメータだけでなく、このシステムの中の任意の望ましくないノイズまたは干渉にも左右され、出力パラメータの測定が複雑になる。
【０１４２】
上述のように、干渉変調器のキャパシタンスの測定が、電流の測定を通じて行われ、キャパシタンスが、結果として得られる電流から計算される。結果として得られるキャパシタンスは、例えば、干渉変調器のヒステリシス曲線を求めるために使用されうる。測定された電流は、ノイズまたは干渉に影響されうるので、スペクトラム拡散技術は、このノイズまたは干渉が測定された電流に与える影響を最小化するために使用されうる。望ましくないことに、測定された電流を使用して求められた出力パラメータは、このノイズまたは干渉に影響され、求められた出力パラメータが、あまり正確でなくなる。
【０１４３】
一実施形態において、高度のランダム性を有する、知られている信号が、干渉変調器に印加される駆動電圧で変調される。ある実施形態において、知られている信号は、知られている疑似ランダム信号である。他の実施形態において、知られている信号は、知られている信号を得るために測定される、純粋にランダムな信号であってよい。図２２Ａは、干渉変調器の両端に印加されるべき、変調された駆動電圧２９０を示し、駆動電圧は、知られているランダム信号または疑似ランダム信号で変調されている。
【０１４４】
ノイズまたは干渉が実質的にほとんど存在しないかまたは皆無の、理想的な場合、変調された駆動電圧２９０が干渉変調器の両端に印加されるときの、干渉変調器を通る、結果として得られる電流が、図２２Ｂの理想的な、結果として得られる電流２９２で与えられうる。しかし、ノイズまたは干渉が信号に影響する一実施形態において、結果として得られる電流は、図２２Ｃの結果としての電流２９４で与えられうる。図示の実施形態において、ＤＣ電圧および正弦波電圧の形の人工的ノイズが、付加的ノイズとして使用されてきた。結果として得られる電流２９４が、ノイズまたは干渉により、正弦波形状および理想電流２９２に対するＤＣオフセットを有することが分かる。所与の実施形態における特定の歪みが、ノイズまたは干渉の原因に応じて、様々な方法で、結果として得られる電流の形を変える可能性があり、形および影響においてよりランダムになる可能性がある。
【０１４５】
次いで、知られているランダムまたは疑似ランダム信号の影響を取り除き、駆動電圧が、知られているランダムまたは疑似ランダム信号で変調されていなかった出力の表現である、復調された信号を得るために、結果として得られる電流が、復調されうる。駆動電圧を変調するために使用されるランダムまたは疑似ランダム変調信号は、設計または測定のいずれかにより知られているので、復調信号は、変調信号に基づいて決定可能であり、変調信号の影響を取り除くために使用されうる。この場合、キャパシタンスは、電圧、および電流の時間積分と関係づけられるので、変調信号の時間積分が求められ、復調信号として使用されうる。
【０１４６】
図２２Ｄは、変調信号の時間積分を復調信号として使用して、理想的な、結果として得られる電流２９２を復調した結果得られた、理想的な復調された電流２９６を示す。図２２Ｅは、結果として得られた電流２９４を復調して得られた、ノイズの多い復調された電流２９８、ならびに、そのノイズの多い復調された電流２９８の時間平均２９９を示す。時間平均２９９は、付加的なノイズの導入にもかかわらず、理想的な復調された電流２９６に非常に近いことが分かる。復調された電流２９８の時間平均２９９が、干渉変調器のキャパシタンスを求めるために使用されうる測定値をもたらす。
【０１４７】
知られている変調信号の使用が、変調信号と直接関連する復調された信号の使用と結合されて、ランダムノイズの影響をほとんど受けない、結果として得られる測定値をもたらす。この、結果として得られる電流が、上述のものと同様の方法で干渉変調器のキャパシタンスを求めるため、ならびに干渉変調器の他の特性を求めるために、駆動電圧と併せて使用されうる。
【０１４８】
上述のように、この方法は、干渉変調器ディスプレイデバイスなど、干渉変調器配列の駆動回路と一体化されたコンポーネントを介して実施されうる。さらに、変調および復調のために、無相関の疑似ランダム関数を適用することは、出力に対する変化を、結果としてもたらさない。したがって、異なる直交疑似ランダム関数を使用して、複数のそのような測定が、同じシステムの中で同時に実施される場合、それらの測定は、互いに干渉せず、複数の同時測定が同じシステム上で行われることを可能にする。例えば、配列の中の複数の干渉変調器の画素のキャパシタンスが、同時に測定されうる。
【０１４９】
上の実施形態および上述の方法の様々な組合せが、企図される。例えば、スペクトラム拡散技術が、ノイズまたは干渉の影響を最小化するために、広範な他の測定と併せて使用されうる。さらに、本明細書で説明された試験方法は、ＭＥＭＳデバイス試験の他の方法と組み合わせて使用されうる。
【０１５０】
実施形態に従って、本明細書の中で説明された任意の方法の行為（ａｃｔ）または事象（ｅｖｅｎｔ）は、その試験が具体的に、明確に、違っていることを詳述しない限り、追加され、融合され、または完全に除外される、他のシーケンスで実施されうる（例えば、方法を実施するために、必ずしもすべての行為または事象が必要であるわけではない）ことが、同様に理解されよう。
【０１５１】
上の詳細な説明が、様々な実施形態に適用される新規な特徴を示し、説明し、指摘したが、例示されたプロセスのデバイスの形態および詳細において、様々な省略形態、置換形態、および変形形態が行われてよい。本明細書の中で説明された特徴および利点の、必ずしもすべてをもたらすものではない、いくつかの形態がなされてよく、また、いくつかの特徴が、他のものから独立して使用または実施されてよい。
【符号の説明】
【０１５２】
１２ａ、１２ｂ  干渉変調器
１４、１４ａ、１４ｂ  可動反射層
１６、１６ａ、１６ｂ  光スタック
１８  柱
１９  隙間
２０  基板
２１  プロセッサ
２２  配列ドライバ
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  ディスプレイ配列
３２  テザー
３４  変形可能層
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
４６  マイクロフォン
４７  トランシーバ
４８  入力デバイス
５０  電源
５２  調整ハードウェア
１００  プロット
１０２  遷移前領域
１０４、１０４ｂ  遷移領域
１０６  遷移後領域
１０７  領域
１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ  電圧値
１０９  領域
１１０  プロット
１１２  遷移前領域
１１４  遷移領域
１１６  遷移後領域
１３０  回路
１３２  電圧源
１３４  抵抗器
１３６  干渉変調器
１４０  プロット
１４２、１４６  部分
１４４  駆動期間
１４８、１５０  領域
１６０  プロット
１７２ａ、１７２ｂ  駆動波形
１７４ａ、１７４ｂ  電圧応答信号
１７６  部分
１７８  交互駆動信号
１７９ａ  上の電圧
１７９ｂ  バイアス電圧
１７９ｃ  下の電圧
１８０  回路
１８２  干渉変調器
１８４ａ、１８４ｂ、１８４ｃ  抵抗器
１８６  増幅器
１９０  回路
１９２  干渉変調器
１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄ、１９４ｅ、１９４ｆ  抵抗器
１９６ａ、１９６ｂ  増幅器
１９８ａ、１９８ｂ  キャパシタ
２００  回路
２０２  干渉変調器
２０４ａ−２０４ｌ  抵抗器
２０６  増幅器
２０８  キャパシタ
２１０  信号発生器
２１２  信号解析モジュール
２１４  第１段の回路
２１６  第２段の回路
２２０  プロット
２２２  駆動電圧信号
２２４  電流応答
２２６  第１のディップ
２３０  プロット
２３２  駆動正弦波電圧
２３４  電流応答
２３６  電流応答のＦＦＴ
２３８ａ  大きなピーク
２３８ｂ  小さなピーク
２４０  プロット
２４２  駆動正弦波電圧
２４４  電流応答
２４６  電流応答のＦＦＴ
２４８ａ  駆動周波数に対するピーク
２４８ｂ、２４８ｃ、２４８ｄ、２４８ｅ、２４８ｆ、２４８ｇ、２４８ｈ  高調波に対するピーク
２５０  モデル
２５２  電圧源
２５４  抵抗器
２５６  干渉変調器
２５８  バネ
２６０  駆動電圧
２６２  測定された電圧
２６６ａ、２６６ｂ、２６８ａ、２６８ｂ  電流応答
２７０  回路
２７２  干渉変調器配列
２７４  ディジタル論理回路
２７６ａ、２７６ｂ、２７６ｃ、２７６ｄ  ディジタルアナログ変換器
２７８ａ、２７８ｂ  スイッチ
２８０ａ、２８０ｂ  ディジタル合成ブロック
２８２  インピーダンス変換増幅器
２８４ａ、２８４ｂ  混合器
２８６ａ、２８６ｂ  フィルタ
２８８  アナログディジタル変換器
２９０  変調された駆動電圧
２９２、２９４、２９６、２９８  電流
２９９  電流の時間平均
【図１】
0005465187.tif 000012
【図２】
0005465187.tif 000013
【図３】
0005465187.tif 000014
【図４】
0005465187.tif 000015
【図５Ａ】
0005465187.tif 000016
【図５Ｂ】
0005465187.tif 000017
【図６Ａ】
0005465187.tif 000018
【図６Ｂ】
0005465187.tif 000019
【図７Ａ】
0005465187.tif 000020
【図７Ｂ】
0005465187.tif 000021
【図７Ｃ】
0005465187.tif 000022
【図７Ｄ】
0005465187.tif 000023
【図７Ｅ】
0005465187.tif 000024
【図８Ａ】
0005465187.tif 000025
【図８Ｂ】
0005465187.tif 000026
【図８Ｃ】
0005465187.tif 000027
【図９】
0005465187.tif 000028
【図１０】
0005465187.tif 000029
【図１１Ａ】
0005465187.tif 000030
【図１１Ｂ】
0005465187.tif 000031
【図１２Ａ】
0005465187.tif 000032
【図１２Ｂ】
0005465187.tif 000033
【図１２Ｃ】
0005465187.tif 000034
【図１３Ａ】
0005465187.tif 000035
【図１３Ｂ】
0005465187.tif 000036
【図１３Ｃ】
0005465187.tif 000037
【図１４】
0005465187.tif 000038
【図１５Ａ】
0005465187.tif 000039
【図１５Ｂ】
0005465187.tif 000040
【図１６】
0005465187.tif 000041
【図１７Ａ】
0005465187.tif 000042
【図１７Ｂ】
0005465187.tif 000043
【図１７Ｃ】
0005465187.tif 000044
【図１７Ｄ】
0005465187.tif 000045
【図１７Ｅ】
0005465187.tif 000046
【図１８Ａ】
0005465187.tif 000047
【図１８Ｂ】
0005465187.tif 000048
【図１８Ｃ】
0005465187.tif 000049
【図１８Ｄ】
0005465187.tif 000050
【図１８Ｅ】
0005465187.tif 000051
【図１８Ｆ】
0005465187.tif 000052
【図１９Ａ】
0005465187.tif 000053
【図１９Ｂ】
0005465187.tif 000054
【図１９Ｃ】
0005465187.tif 000055
【図１９Ｄ】
0005465187.tif 000056
【図１９Ｅ】
0005465187.tif 000057
【図２０Ａ】
0005465187.tif 000058
【図２０Ｂ】
0005465187.tif 000059
【図２１】
0005465187.tif 000060
【図２２Ａ】
0005465187.tif 000061
【図２２Ｂ】
0005465187.tif 000062
【図２２Ｃ】
0005465187.tif 000063
【図２２Ｄ】
0005465187.tif 000064
【図２２Ｅ】
0005465187.tif 000065