(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱膨張係数特性を有する基板、
前記基板上に配置された光学マスク、
前記基板上に配置された部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層、
第一の副画素、
及び第二の副画素を備えるディスプレイであって、
前記第一の副画素が、
第一の可動反射体、
前記第一の可動反射体に電圧を印加するように構成された第一の電極、
並びに前記第一の可動反射体の表面及び前記部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層の表面によって規定される第一のキャビティ、を含み、
前記第一の可動反射体が、前記第一の可動反射体に電圧が印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記基板に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記第一の可動反射体が、前記基板の熱膨張係数特性と同じである有効熱膨張係数特性を有し、
前記第一の可動反射体が、
第一の反射層、
第一の導電層、
及び前記第一の反射層と前記第一の導電層の間に少なくとも部分的に配置された第一のメンブレン層、を含み、
前記第二の副画素が、
第二の可動反射体、
前記第二の可動反射体に電圧を印加するように構成された第二の電極、
並びに前記第二の可動反射体の表面及び前記部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層の表面によって規定される第二のキャビティ、を含み、
前記第二の可動反射体が、前記第二の可動反射体に電圧が印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記基板に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記第二の可動反射体が、前記基板の熱膨張係数特性と同じである有効熱膨張係数特性を有し、
前記第二の可動反射体が、
第二の反射層、
第二の導電層、
及び前記第二の反射層と前記第二の導電層の間に少なくとも部分的に配置された第二のメンブレン層、を含み、前記第二のメンブレン層が、少なくとも一つのボイドを含み、前記ボイドが、前記第二のメンブレン層の柔軟性を増加するように構成され、前記光学マスクの少なくとも一部が、少なくとも一つの前記ボイドと前記基板の間に配置された、
ディスプレイ。
【請求項２】
少なくとも一つの前記ボイドを取り囲む前記第二のメンブレン層の少なくとも一つの端部が、少なくとも部分的に曲線である、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
前記ボイドを取り囲む前記第二のメンブレン層の表面が、円柱状である、請求項２に記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記光学マスクの少なくとも一部が、前記第一のメンブレン層と前記基板の間に配置された、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記第一の可動反射体及び前記第二の可動反射体が、互いに隣接して配置されている、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項６】
前記基板の熱膨張係数特性が、約３．７ｐｐｍ／℃である、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項７】
前記第二の反射層が、少なくとも一つのボイドを含み、前記光学マスクの少なくとも一部が、少なくとも一つの前記ボイドと前記基板の間に配置される、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項８】
前記第二の反射層における少なくとも一つの前記ボイドが、前記第二のメンブレン層における少なくとも一つの前記ボイドと、ほぼ整列される、請求項７に記載のディスプレイ。
【請求項９】
前記第二の導電層が、少なくとも一つのボイドを含み、前記ボイドが、前記第二の反射層における少なくとも一つの前記ボイドと、ほぼ整列される、請求項８に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
ディスプレイ、
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、
及び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、をさらに備える、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項１１】
前記ディスプレイに少なくとも一つの信号を送信するように構成されたドライバ回路をさらに備える、請求項１０に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部を送信するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１１に記載のディスプレイ。
【請求項１３】
前記プロセッサに前記画像データを送信するように構成された画像供給モジュールをさらに備える、請求項１０に記載のディスプレイ。
【請求項１４】
前記画像供給モジュールが、少なくとも一つの受信部、送受信部、及び送信部を含む、請求項１３に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
入力データを受け取り、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイスをさらに備える、請求項１０に記載のディスプレイ。
【請求項１６】
熱膨張係数特性を有する基板層、
前記基板層上に配置された部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層、
第一の副画素、
及び第二の副画素を備える画素であって、
前記第一の副画素が、
第一の可動反射体、
前記第一の可動反射体を非作動位置から作動位置まで動かすための電圧を前記第一の可動反射体に印加するように構成された第一の電極、
並びに前記第一の可動反射体の表面及び前記部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層の表面によって規定され、前記第一の可動反射体が非作動位置にあるときの前記第一の可動反射体と前記部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層の間の距離によって規定される高さを有する第一のキャビティ、を含み、
前記第一の可動反射体が、前記第一の可動反射体に電圧が印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記第一の可動反射体が、前記基板の熱膨張係数特性と同じである有効熱膨張係数特性を有し、
前記第一の可動反射体が、
第一の反射層、
第一の導電層、
及び前記第一の反射層と前記第一の導電層の間に少なくとも部分的に配置された第一のメンブレン層、を含み、前記第一のメンブレン層が、前記第一の反射層と前記第一の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、
前記第二の副画素が、
第二の可動反射体、
前記第二の可動反射体に電圧を印加するように構成され、前記第一の電極によって印加される電圧とほぼ同じである電圧を印加する第二の電極、
並びに前記第二の可動反射体の表面及び前記部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層の表面によって規定され、前記第二の可動反射体が非作動位置にあるときの前記第二の可動反射体と前記部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層の間の距離によって規定され前記第一のキャビティの高さよりも大きい高さを有する、第二のキャビティ、を含み、
前記第二の可動反射体が、電圧が前記第二の可動反射体に印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記基板に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記第二の可動反射体が、前記基板の熱膨張係数特性と同じである有効熱膨張係数特性を有し、
前記第二の可動反射体が、
第二の反射層、
第二の導電層、
及び前記第二の反射層と前記第二の導電層の間に少なくとも部分的に配置された第二のメンブレン層、を含み、前記第二のメンブレン層が、前記第二の反射層と前記第二の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、前記第二のメンブレン層の厚さが、前記第一のメンブレン層の厚さと同じであり、前記第二のメンブレン層が、少なくとも一つのボイドを含み、前記ボイドが、前記第一の可動反射体及び前記第二の可動反射体に等しい電圧が印加されるときに前記第二の可動反射体が前記第一の可動反射体よりも大きな距離を動くように前記第二のメンブレン層の柔軟性を増加させるように構成された、
画素。
【請求項１７】
前記第一のキャビティが、光学共振材料を含む、請求項１６に記載の画素。
【請求項１８】
前記第一のキャビティが、空気を含む、請求項１７に記載の画素。
【請求項１９】
前記第二のキャビティが、光学共振材料を含む、請求項１６に記載の画素。
【請求項２０】
前記第二のキャビティが、空気を含む、請求項１９に記載の画素。
【請求項２１】
前記画素が、干渉画素である、請求項１６に記載の画素。
【請求項２２】
前記基板層の熱膨張係数特性が、約３．７ｐｐｍ／℃である、請求項１６に記載の画素。
【請求項２３】
前記第一のメンブレン層が、誘電体材料を含む、請求項１６に記載の画素。
【請求項２４】
前記第二のメンブレン層が、誘電体材料を含む、請求項２３に記載の画素。
【請求項２５】
前記第一のメンブレン層が、酸窒化シリコンを含む、請求項１６に記載の画素。
【請求項２６】
前記第二のメンブレン層が、酸窒化シリコンを含む、請求項２５に記載の画素。
【請求項２７】
前記第一の反射層が、アルミニウムを含む、請求項１６に記載の画素。
【請求項２８】
前記第一の導電層が、アルミニウムを含む、請求項１６に記載の画素。
【請求項２９】
前記第二の反射層が、アルミニウムを含む、請求項１６に記載の画素。
【請求項３０】
前記第二の導電層が、アルミニウムを含む、請求項１６に記載の画素。
【請求項３１】
前記第一のメンブレン層の厚さが、約１６００Åである、請求項１６に記載の画素。
【請求項３２】
前記第一のメンブレン層が、ボイドを含み、前記第一のメンブレン層における前記ボイドが、前記第二のメンブレン層内における前記ボイドよりも小さい、請求項１６に記載の画素。
【請求項３３】
前記第二の副画素の少なくとも一部と前記基板の間に配置された光学マスクをさらに備える、請求項１６に記載の画素。
【請求項３４】
前記光学マスクの少なくとも一部が、少なくとも一つの前記ボイドと前記基板の間に配置された、請求項３３に記載の画素。
【請求項３５】
前記光学マスクが、前記第一の副画素の少なくとも一部と前記基板の間に配置された、請求項３４に記載の画素。
【請求項３６】
前記第一の副画素が、前記第二の副画素に隣接して配置された、請求項３５に記載の画素。
【請求項３７】
反射ディスプレイに用いる画素であって、
前記画素が、
熱膨張係数特性を有する基板層、
前記基板層上に配置された部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層、
及び複数の副画素、を含み、
前記副画素のそれぞれが、前記部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の層に対して相対的に動くように構成された可動反射体を含み、
前記可動反射体のそれぞれが、
第一の厚さを有する反射層、
第二の厚さを有する導電層、
及び前記反射層と前記導電層の間に少なくとも部分的に配置されたメンブレン層、を備え、前記メンブレン層が第三の厚さを有し、
前記可動反射体のそれぞれが、ある電圧値が前記副画素に印加されるときに非作動位置と作動位置の間を動くように構成され、
前記可動反射体のそれぞれに独立して同一の電圧値が印加され、
第一の副画素が、第一のメンブレン層を有し、前記第一のメンブレン層が第二の副画素の第二のメンブレン層よりも柔軟であり、電圧値が印加されたときに前記第一のメンブレン層が前記第二のメンブレン層よりも大きな距離を動き、
前記可動反射体のそれぞれが、前記基板層の熱膨張係数特性と同じである有効熱膨張係数特性を有する、
画素。
【請求項３８】
前記第三の厚さが、前記第一の厚さ及び前記第二の厚さよりも大きい、請求項３７に記載の画素。
【請求項３９】
前記第一の厚さ及び前記第二の厚さが、ほぼ同じである、請求項３８に記載の画素。
【請求項４０】
少なくとも一つの前記メンブレン層が、ボイドを含む、請求項３７に記載の画素。
【請求項４１】
可動反射体に電圧値を印加するようにそれぞれ構成された複数の電極をさらに備える、請求項３７に記載の画素。
【請求項４２】
熱膨張係数特性を有する基板、
前記基板上に配置された光学マスク手段、
特定波長の電磁放射を吸収する、前記基板上に配置された部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の手段、
第一の副画素手段、
及び第二の副画素手段、を備える画素であって、
前記第一の副画素手段が、
第一の可動反射体手段、
ある電圧値を前記第一の可動反射体手段に印加するように構成された第一の電圧印加手段、
並びに前記第一の可動反射体手段の表面及び前記部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の手段の表面によって規定された第一のキャビティ、を含み、
前記第一の可動反射体手段が、前記第一の可動反射体手段に電圧が印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記基板に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記第一の可動反射体手段が、前記基板の熱膨張係数特性と同じである有効熱膨張係数特性を有し、
前記第一の可動反射体手段が、
第一の反射手段、
第一の導電手段、
及び前記第一の反射手段と前記第一の導電手段の間に少なくとも部分的に配置された第一のメンブレン手段、を含み、
前記第二の副画素手段が、
第二の可動反射体手段、
前記第二の可動反射体手段にある電圧値を印加するように構成された第二の電圧印加手段、
並びに前記第二の可動反射体手段の表面及び前記部分的に反射性、部分的に透過性かつ部分的に吸収性の手段の表面によって規定された第二のキャビティ、を含み、
前記第二の可動反射体手段が、前記第二の可動反射体手段に電圧が印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記基板に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記第二の可動反射体手段が、前記基板の熱膨張係数と同じである有効熱膨張係数特性を有し、
前記第二の可動反射体手段が、
第二の反射手段、
第二の導電手段、
及び前記第二の反射体手段と前記第二の導電手段の間に少なくとも部分的に配置された第二のメンブレン手段、を含み、前記第二のメンブレン手段が、少なくとも一つのボイドを含み、前記ボイドが前記第二のメンブレン手段の柔軟性を増加するように構成され、前記光学マスク手段の少なくとも一部が少なくとも一つの前記ボイドと前記基板の間に配置される、
画素。
【請求項４３】
画素を製造する方法であって、
基板を提供する段階、
前記基板上に光学マスクを形成する段階、
前記基板上に第一の可動構造を形成する段階、
前記基板上に第二の可動構造を形成する段階、
及び前記光学マスクが少なくとも一つのボイドと前記基板の間に位置するように前記第二の可動構造に少なくとも一つのボイドを形成する段階、を含み、
前記基板上に第一の可動構造を形成する段階において、前記第一の可動構造が、第一の距離を置いて前記基板から離隔され、前記第一の可動構造が、第一の反射層、第一の導電層、及び前記第一の反射層と前記第一の導電層の間に配置された第一のメンブレン層、を備え、前記第一のメンブレン層が、前記第一の反射層と前記第一の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、
前記基板上に第二の可動構造を形成する段階において、前記第二の可動構造が、第二の距離を置いて前記基板から離隔され、前記第二の距離が、前記第一の距離よりも大きく、前記第二の可動構造が、第二の反射層、第二の導電層、及び前記第二の反射層と前記第二の導電層の間に配置された第二のメンブレン層、を含み、前記第二のメンブレンが、前記第二の反射層と前記第二の導電層の間の距離によって規定された厚さを有し、前記第二のメンブレン層の厚さが、前記第一のメンブレン層の厚さと同じである、
画素を製造する方法。
【請求項４４】
前記光学マスクが、前記第一の可動構造の少なくとも一部と前記基板の間に位置する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
画素を製造する方法であって、
熱膨張係数特性を有する基板を提供する段階、
前記基板上に周辺光または迷光を吸収する光学マスクを形成する段階、
及び前記基板上に第一の可動構造を形成する段階、を備え、
前記基板上に第一の可動構造を形成する段階において、前記第一の可動構造が、第一の距離を置いて前記基板から離隔され、前記第一の可動構造が、ある厚さを有する第一の反射層、ある厚さを有する第一の導電層、及び前記第一の反射層と前記第一の導電層の間に配置された第一のメンブレン層、を含み、前記第一のメンブレン層が、前記第一の反射層と前記第一の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、前記第一の可動構造が、有効熱膨張係数特性を有し、前記第一の反射層の厚さ、前記第一の導電層の厚さ、及び前記第一のメンブレン層の厚さの全てが、前記第一の可動構造の有効熱膨張係数特性が前記基板の熱膨張係数特性と同じになるように選択される、
画素を製造する方法。
【請求項４６】
前記基板上に第二の可動構造を形成する段階、
及び前記光学マスクが少なくとも一つのボイドと前記基板の間に位置するように前記第二の可動構造に少なくとも一つのボイドを形成する段階、をさらに備え、
前記基板上に第二の可動構造を形成する段階において、前記第二の可動構造が、第二の距離を置いて前記基板から離隔され、前記第二の距離が、前記第一の距離よりも大きく、前記第二の可動構造が、ある厚さを有する第二の反射層、ある厚さを有する第二の導電層、及び前記第二の反射層と前記第二の導電層の間に配置された第二のメンブレン層、を含み、前記第二のメンブレン層が、前記第二の反射層と前記第二の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、前記第二の可動構造が、有効熱膨張係数特性を有し、前記第二の反射層の厚さ、前記第二の導電層の厚さ、及び前記第二のメンブレン層の厚さの全てが、前記第二の可動構造の有効熱膨張係数特性が前記基板の熱膨張係数特性と同じになるように選択される、
請求項４５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、電気機械システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械システムは、電気的及び機械的な構成要素、アクチュエータ、トランスデューサ、センサ、光学部品（鏡など）、及び電子部品を備えたデバイスを含む。電気機械システムは、マイクロメートルやナノメートルのスケールを含むがそれに限定されない、さまざまなスケールで製造することが可能である。例えば、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスは、１マイクロメートルから数百マイクロメートル、あるいはそれより大きい範囲の大きさを備えた構造を含みうる。ナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ：ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスは、１マイクロメートル未満、例えば、数百ナノメートル未満の大きさを備えた構造を含みうる。電気機械素子は、電子デバイスや電気機械デバイスを形成するために、成膜やエッチング、リソグラフィ、及び／または、基板及び／または成膜された材料の層から部品をエッチングで切り離す、または層を追加するなどのその他のマイクロマシニング法を用いて形成されてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
あるタイプの電気機械システムデバイスは、干渉変調器と呼ばれる。本明細書で用いられるように、干渉変調器または干渉光変調器という語句は、光学的な干渉の原理を用いて光を選択的に吸収及び／または反射する装置を指し示す。特定の実施形態において、干渉変調器は一対の導電性平板を備えてもよく、そのうち一方または両方は全体または一部が透明及び／または反射性であり、適切な電気信号の印加によって相対的に動作することができるものでありうる。ある特定の実施形態において、一つの平板は基板上に成膜された固定された層からなってもよく、他方の平板はギャップによって、固定された層から離隔された金属からなるメンブレンを備えていてもよい。本明細書でより詳細に説明するように、一方の平板のもう一方に対する位置関係は、干渉変調器に入射する光の光学的な干渉を変化させることができる。そのような装置は幅広い領域で応用することができ、既存の製品を改良し、これまで開発されていない新しい製品の創出にその特徴が利用できるように、これらのタイプの装置の特性を利用可能とし及び／または改良することは、当技術分野にとって有益であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のシステム、方法、及びデバイスはそれぞれ、ある側面を備えており、それらのどれも単独では、好ましい特性に寄与するものではない。これから、本発明の範囲に限定することなく、そのさらに顕著な特徴を端的に議論する。本議論を踏まえ、具体的な発明を実施するための形態を参照すれば、本発明の特徴がいかに他のディスプレイデバイスに対して優位であるかを理解することができる。
【０００５】
本明細書において記載された様々な実施形態は、複数の副画素を含む干渉画素を備える。それぞれの副画素は、吸収層に対して可動である可動層、及び吸収層と可動層の間に配置された光学共振キャビティを含む。
【０００６】
一実施形態において、干渉ディスプレイは、熱膨張係数特性を有する基板、前記基板上に配置された光学マスク、前記基板上に配置された吸収体、第一の副画素、及び第二の副画素を備える。第一の副画素は、第一の可動反射体に電圧が印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記基板に対してほぼ垂直な方向に動くように構成される第一の可動反射層を含んでもよい。第一の可動反射体は、前記基板の熱膨張係数特性とほぼ同じである有効熱膨張係数特性を有してもよく、第一の可動反射体は、第一の反射層、第一の導電層、及び前記第一の反射層と前記第一の導電層の間に少なくとも部分的に配置された第一のメンブレン層、を含んでもよい。第一の副画素はまた、前記第一の可動反射体に電圧を印加するように構成された第一の電極、並びに前記第一の可動反射体の表面及び前記吸収体の表面によって規定される第一のキャビティ、を含んでもよい。第二の副画素は、第二の可動反射体に電圧が印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記基板に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記基板の熱膨張係数特性とほぼ同じである有効熱膨張係数特性を有する第二の可動反射体、前記第二の可動反射体に電圧を印加するように構成された第二の電極、並びに前記第二の可動反射体の表面及び前記吸収体の表面によって規定される第二のキャビティ、を含んでもよい。第二の可動反射体は、第二の反射層、第二の導電層、及び前記第二の反射層と前記第二の導電層の間に少なくとも部分的に配置された第二のメンブレン層を含んでもよく、前記第二のメンブレン層は、少なくとも一つのボイドを備え、前記ボイドが、前記第二のメンブレン層の柔軟性を増加するように構成され、前記光学マスクの少なくとも一部が、少なくとも一つの前記ボイドと前記基板の間に配置される。
【０００７】
一側面において、少なくとも一つの前記ボイドを取り囲む前記第二のメンブレン層の少なくとも一つの端部が、少なくとも部分的に曲線である。他の一側面において、前記ボイドを取り囲む前記第二のメンブレン層の表面が、円柱状である。一側面に従えば、前記光学マスクの少なくとも一部が、前記第一のメンブレン層と前記基板の間に配置され、前記第一の可動反射体及び前記第二の可動反射体が、互いに隣接して配置される。他の一側面において、前記基板の熱膨張係数特性が、約３．７ｐｐｍ／℃である。さらに他の一側面において、前記第二の反射層が、少なくとも一つのボイドを備え、前記光学マスクの少なくとも一部が、前記ボイドと前記基板の間に配置される。一側面において、前記第二の反射層における少なくとも一つの前記ボイドが、前記第二のメンブレン層における少なくとも一つの前記ボイドと、ほぼ整列される。他の一側面において、前記第二の導電層が、少なくとも一つのボイドを備え、前記ボイドが、前記第二の反射層における少なくとも一つの前記ボイドと、ほぼ整列される。
【０００８】
他の一実施形態において、画素は、熱膨張係数特性を有する基板層、前記基板上に配置された吸収体、第一の副画素、及び第二の副画素を含む。第一の副画素は、第一の可動反射体に電圧が印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記吸収体に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記基板の熱膨張係数特性とほぼ同じである有効熱膨張係数特性を有する第一の可動反射体、前記第一の可動反射体を非作動位置から作動位置まで動かすための電圧を前記第一の可動反射体に印加するように構成された第一の電極、並びに前記第一の可動反射体の表面及び前記吸収体の表面によって規定され、前記第一の可動反射体が非作動位置にあるときの前記第一の可動反射体と前記吸収体の間の距離によって規定される高さを有する第一のキャビティ、を含んでもよい。第一の可動反射体は、第一の反射層、第一の導電層、及び前記第一の反射層と前記第一の導電層の間に少なくとも部分的に配置され、前記第一の反射層と前記第一の導電層の間の距離によって規定される厚さを有する第一のメンブレン層、を備えてもよい。第二の副画素は、電圧が第二の可動反射体に印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記基板に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記基板の熱膨張係数特性とほぼ同じである有効熱膨張係数特性を有する第二の可動反射体、前記第二の可動反射体に電圧を印加するように構成され、前記第一の電極によって印加される電圧とほぼ同じである電圧を印加する第二の電極、並びに前記第二の可動反射体の表面及び前記吸収体の表面によって規定され、前記第二の可動反射体が非作動位置にあるときの前記第二の可動反射体と前記吸収体の間の距離によって規定され前記第一のキャビティの高さよりも大きい高さを有する、第二のキャビティ、を含んでもよい。第二の可動反射体は、第二の反射層、第二の導電層、及び前記第二の反射層と前記第二の導電層の間に少なくとも部分的に配置され、前記第二の反射層と前記第二の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、厚さが、前記第一のメンブレン層の厚さとほぼ同じであり、少なくとも一つのボイドを備えた第二のメンブレン層を含んでもよく、前記ボイドが、前記第一の可動反射体及び前記第二の可動反射体に等しい電圧が印加されるときに前記第二の可動反射体が前記第一の可動反射体よりも大きな距離を動くように前記第二のメンブレン層の柔軟性を増加させるように構成される。
【０００９】
一側面において、前記第一のキャビティ及び／または前記第二のキャビティが、光学共振材料、例えば空気を備えてもよい。他の一側面において、前記画素は干渉画素である。他の一側面において、前記基板層の熱膨張係数特性が、約３．７ｐｐｍ／℃である。また他の一側面において、前記第一のメンブレン層及び／または前記第二のメンブレン層が、誘電体材料、例えば酸窒化シリコンを備える。一側面において、前記第一の導電層、前記第一の反射層、前記第二の導電層、及び／または前記第二の反射層が、アルミニウムを備える。一側面において、前記第一のメンブレン層の厚さが、約１６００Åである。他の一側面において、前記第一のメンブレン層が、前記第二のメンブレン層内における前記ボイドよりも小さいボイドを備える。一側面において、前記画素は、前記第二の副画素の少なくとも一部と前記基板の間に配置された光学マスクをさらに備え、前記光学マスクの少なくとも一部が、少なくとも一つの前記ボイドと前記基板の間、及び／または前記第一の副画素の少なくとも一部と前記基板の間に配置されてもよい。前記第一の副画素が、前記第二の副画素に隣接して配置されてもよい。
【００１０】
さらに他の一側面において、前記画素は、ディスプレイ、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、及び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、をさらに備える。一側面において、前記画素は、前記ディスプレイに少なくとも一つの信号を送信するように構成されたドライバ回路をさらに備え、前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部を送信するように構成されたコントローラをさらに備えてもよい。他の一側面において、前記画素は、前記プロセッサに前記画像データを送信するように構成された画像供給モジュールをさらに備え、前記画像供給モジュールが、少なくとも一つの受信部、送受信部、及び送信部を備えてもよい。他の一側面において、前記画素は、入力データを受け取り、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイスをさらに備える。
【００１１】
他の一実施形態において、反射ディスプレイに用いる画素は、熱膨張係数特性を有する基板層、前記基板層上に配置された吸収体層、及び複数の副画素、を備え、前記副画素のそれぞれが、前記吸収体層に対して相対的に動くように構成された可動反射体を備え、前記可動反射体のそれぞれが、第一の厚さを有する反射層、第二の厚さを有する導電層、及び前記反射層と前記導電層の間に少なくとも部分的に配置されたメンブレン層、を備え、前記メンブレン層が第三の厚さを有し、前記可動反射体のそれぞれが、ある電圧値が前記副画素に印加されるときに非作動位置と作動位置の間を動くように構成され、前記可動反射体のそれぞれに独立して同一の電圧値が印加され、第一の副画素が、第一のメンブレン層を有し、前記第一のメンブレン層が第二の副画素の第二のメンブレン層よりも柔軟であり、電圧値が印加されたときに前記第一のメンブレン層が前記第二のメンブレン層よりも大きな距離を動き、前記可動反射体のそれぞれが、前記基板層の熱膨張係数特性とほぼ同じである有効熱膨張係数特性を有する。
【００１２】
一側面において、前記第三の厚さが、前記第一の厚さ及び前記第二の厚さよりも大きい。他の一側面において、前記第一の厚さ及び前記第二の厚さが、ほぼ同じである。さらに他の一側面において、少なくとも一つの前記メンブレン層が、ボイドを備える。他の一側面において、前記画素は、可動反射体に電圧値を印加するようにそれぞれ構成された複数の電極をさらに備える。
【００１３】
他の一実施形態において、干渉画素は、熱膨張係数特性を有する基板、前記基板上に配置された光学マスク手段、特定波長の電磁放射を吸収する、前記基板上に配置された吸収体手段、第一の副画素手段、及び第二の副画素手段を備える。前記第一の副画素手段が、第一の可動反射体手段に電圧が印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記基板に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記基板の熱膨張係数特性とほぼ同じである有効熱膨張係数特性を有する第一の可動反射体手段、ある電圧値を前記第一の可動反射体手段に印加するように構成された第一の電圧印加手段、並びに前記第一の可動反射体手段の表面及び前記吸収体手段の表面によって規定された第一のキャビティ、を備えてもよい。第一の可動反射体手段が、第一の反射手段、第一の導電手段、及び前記第一の反射手段と前記第一の導電手段の間に少なくとも部分的に配置された第一のメンブレン手段、を備えてもよい。前記第二の副画素手段が、第二の可動反射体手段に電圧が印加されるときに非作動位置と作動位置の間を前記基板に対してほぼ垂直な方向に動くように構成され、前記基板の熱膨張係数とほぼ同じである有効熱膨張係数特性を有する第二の可動反射体手段、前記第二の可動反射体手段にある電圧値を印加するように構成された第二の電圧印加手段、並びに前記第二の可動反射体手段の表面及び前記吸収体手段の表面によって規定された第二のキャビティ、を含んでもよい。前記第二の可動反射体手段が、第二の反射手段、第二の導電手段、及び前記第二の反射体手段と前記第二の導電手段の間に少なくとも部分的に配置された第二のメンブレン手段、を備えてもよく、前記第二のメンブレン手段が、少なくとも一つのボイドを備え、前記ボイドが前記第二のメンブレン手段の柔軟性を増加するように構成され、前記光学マスク手段の少なくとも一部が少なくとも一つの前記ボイドと前記基板の間に配置される。
【００１４】
他の一実施形態において、干渉画素を製造する方法は、基板を提供する段階、前記基板上に光学マスクを形成する段階、前記基板上に第一の可動構造を形成する段階、前記基板上に第二の可動構造を形成する段階、及び前記光学マスクが少なくとも一つのボイドと前記基板の間に位置するように前記第二の可動構造に少なくとも一つのボイドを形成する段階、を備え、前記基板上に第一の可動構造を形成する段階において、前記第一の可動構造が、第一の距離を置いて前記基板から離隔され、前記第一の可動構造が、第一の反射層、第一の導電層、及び前記第一の反射層と前記第一の導電層の間に配置された第一のメンブレン層、を備え、前記第一のメンブレン層が、前記第一の反射層と前記第一の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、前記基板上に第二の可動構造を形成する段階において、前記第二の可動構造が、第二の距離を置いて前記基板から離隔され、前記第二の距離が、前記第一の距離よりも大きく、前記第二の可動構造が、第二の反射層、第二の導電層、及び前記第二の反射層と前記第二の導電層の間に配置された第二のメンブレン層、を備え、前記第二のメンブレンが、前記第二の反射層と前記第二の導電層の間の距離によって規定された厚さを有し、前記第二のメンブレン層の厚さが、前記第一のメンブレン層の厚さとほぼ同じである。一側面において、前記光学マスクが、前記第一の可動構造の少なくとも一部と前記基板の間に位置する。
【００１５】
他の一実施形態において、干渉画素を製造する方法は、画素を製造する方法であって、熱膨張係数特性を有する基板を提供する段階、前記基板上に光学マスクを形成する段階、及び前記基板上に第一の可動構造を形成する段階、を備え、前記基板上に第一の可動構造を形成する段階において、前記第一の可動構造が、第一の距離を置いて前記基板から離隔され、前記第一の可動構造が、ある厚さを有する第一の反射層、ある厚さを有する第一の導電層、及び前記第一の反射層と前記第一の導電層の間に配置された第一のメンブレン層、を備え、前記第一のメンブレン層が、前記第一の反射層と前記第一の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、前記第一の可動構造が、有効熱膨張係数特性を有し、前記第一の反射層の厚さ、前記第一の導電層の厚さ、及び前記第一のメンブレン層の厚さの全てが、前記第一の可動構造の有効熱膨張係数特性が前記基板の熱膨張係数特性とほぼ同じになるように選択される。一側面において、前記方法は、前記基板上に第二の可動構造を形成する段階、及び前記光学マスクが少なくとも一つのボイドと前記基板の間に位置するように前記第二の可動構造に少なくとも一つのボイドを形成する段階、をさらに含み、前記基板上に第二の可動構造を形成する段階において、前記第二の可動構造が、第二の距離を置いて前記基板から離隔され、前記第二の距離が、前記第一の距離よりも大きく、前記第二の可動構造が、ある厚さを有する第二の反射層、ある厚さを有する第二の導電層、及び前記第二の反射層と前記第二の導電層の間に配置された第二のメンブレン層、を備え、前記第二のメンブレン層が、前記第二の反射層と前記第二の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、前記第二の可動構造が、有効熱膨張係数特性を有し、前記第二の反射層の厚さ、前記第二の導電層の厚さ、及び前記第二のメンブレン層の厚さの全てが、前記第二の可動構造の有効熱膨張係数特性が前記基板の熱膨張係数特性とほぼ同じになるように選択される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一の干渉変調器の可動反射層が緩和位置にあり、第二の干渉変調器の可動反射層が作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な一実施形態における印加電圧に対する可動鏡の位置の図である。
【図４】干渉変調器ディスプレイを駆動するのに用いうる行および列の電圧の組み合わせを示す。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイに表示データのフレームを書き込むのに用いうる行および列の信号の例示的な一タイミング図を示す。
【図５Ｂ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイに表示データのフレームを書き込むのに用いることができる行および列の信号の例示的な一タイミング図を示す。
【図６Ａ】複数の干渉変調器を備える視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。
【図６Ｂ】複数の干渉変調器を備える視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。
【図７Ａ】図１の装置の断面図である。
【図７Ｂ】干渉変調器の代替的な一実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】干渉変調器の他の代替的な一実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】干渉変調器のさらに他の代替的な一実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】干渉変調器の追加的な代替的な一実施形態の断面図である。
【図８Ａ】可動素子の一実施形態の断面図である。
【図８Ｂ】可動素子の他の一実施形態の断面図である。
【図９Ａ】干渉ディスプレイの一実施形態の一部を示す上面視平面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの９Ｂ−９Ｂ線に沿った、図９Ａのディスプレイの断面図である。
【図１０Ａ】干渉ディスプレイを製造する工程の各段階を示す概略的な断面図である。
【図１０Ｂ】干渉ディスプレイを製造する工程の各段階を示す概略的な断面図である。
【図１０Ｃ】干渉ディスプレイを製造する工程の各段階を示す概略的な断面図である。
【図１０Ｄ】干渉ディスプレイを製造する工程の各段階を示す概略的な断面図である。
【図１０Ｅ】干渉ディスプレイを製造する工程の各段階を示す概略的な断面図である。
【図１０Ｆ】干渉ディスプレイを製造する工程の各段階を示す概略的な断面図である。
【図１１】干渉ディスプレイを製造する方法の一実施形態における具体的な各段階を示すフロー図である。
【図１２】干渉ディスプレイを製造する方法の他の一実施形態における具体的な各段階を示すフロー図である。
【図１３Ａ】光学マスク下の可動素子の角に配置されたボイドを含む可動素子の一実施形態の平面図である。
【図１３Ｂ】光学マスク下の可動素子の角に配置されたボイドを含む可動素子の一実施形態の平面図である。
【図１３Ｃ】光学マスク下の可動素子の角に配置されたボイドを含む可動素子の一実施形態の平面図である。
【図１３Ｄ】光学マスク下の可動素子の角に配置されたボイドを含む可動素子の一実施形態の平面図である。
【図１３Ｅ】ボイドを含まない可動素子の一実施形態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の詳細な説明は特定の具体的な実施形態に向けられたものである。しかしながら、本明細書で示される内容は多数の異なる方法で応用することができる。この説明において、図面において類似した部品は類似した符号で一貫して参照される。実施形態は動画（例えばビデオ）、静止画（例えば写真画像）及び文字または図表のどちらかのような画像を表示するように構成されたどのような装置にも実装されうる。より具体的には、実施形態は様々な電子装置の内部にあるいは関連して実装されてもよく、携帯電話、無線装置、個人データ端末（ＰＤＡ）、携帯型コンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレイヤー、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、置時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータ用モニタ、自動車の表示（例えば距離計表示など）、コックピット制御装置及び／またはディスプレイデバイス、カメラビューディスプレイデバイス（例えば自動車における後方視界カメラのディスプレイ）、電子写真、電子掲示板または電子看板、プロジェクタ、建築構造物、パッケージ、美的構造物（例えば、宝石片上への画像の表示）に実装されてもよいが、これに限定されるものではない。本明細書で説明したものに類似した構造のＭＥＭＳ装置を、電子スイッチデバイスのようなディスプレイ以外の応用にも用いることができる。
【００１８】
反射ディスプレイデバイス、例えば、干渉変調器ディスプレイデバイスは、一つまたはそれ以上の副画素を有することができる、一つまたはそれ以上の画素を含むことができる。それぞれの画素、または副画素は、光吸収層に対して動くように構成された可動素子を含むことができ、光吸収層は、本明細書においては単に「吸収体」として呼ばれうる。それぞれの画素、または副画素はまた、可動素子と吸収体との間に配置された光学共振キャビティを含むこともできる。可動素子、吸収体、及び光学共振キャビティは、光学干渉の原理を用いて、入射した光を選択的に吸収及び／または反射するように構成されることができる。可動素子は、二つまたはそれ以上の位置の間で動かされることができ、それによって光学共振キャビティの大きさを変化させ、副画素、それに対応してディスプレイの反射率に影響を与える。ある実施形態において、可動素子は、反射層、導電層、及び反射層と導電層の間に配置された絶縁性メンブレン層、を含む。１つより多い画素または副画素を有するディスプレイデバイスの実施形態において、それぞれの可動素子は、有効熱膨張係数特性を有することができる。可動素子を製造するときに、それぞれの可動素子がほぼ同じ有効熱膨張係数及びほぼ同じ厚さを有するが、それぞれの可動素子の剛性が可動素子ごとに異なるように構成されるように、可動素子を調整することができる。
【００１９】
厚さ、有効熱膨張係数、及び可動素子の剛性を調整（またはチューニング）することは、システムの動作に関する作動電圧を増加させる必要なく、ディスプレイの温度に対する敏感さを減少させ、製造に必要なマスクの数を減少させることができる。ある実施形態において、可動素子の有効熱膨張係数は、メンブレン層の厚さの、反射層と導電層を合計した厚さに対する比を調整することによって選択することができる。可動素子の有効熱膨張係数は、調整して基板層の熱膨張係数にほぼ合致させることができる。可動素子の剛性は、反射層、メンブレン層、および導電層を通して一つまたはそれ以上のボイドを追加することによって調整することができる。有効熱膨張係数及び複数の可動素子の剛性の両方を調整することにより、可動素子のそれぞれを、ほぼ同じ有効熱膨張係数及びほぼ同じ厚さを有するが、異なる剛性を有するように構成することができる。
【００２０】
干渉ＭＥＭＳ表示素子を備える干渉変調器ディスプレイの一実施形態は、図１に示される。このような装置では、画素は明状態または暗状態のいずれかにある。明状態（「緩和状態」または「開状態」）では、表示素子は使用者に対して入射可視光の大部分を反射する。暗状態（「作動状態」または「閉状態」）では、表示素子は使用者に対して入射可視光をほとんど反射しない。実施形態に応じて、「オン状態」と「オフ状態」の光の反射率特性は反対でありうる。ＭＥＭＳ画素は黒及び白に加えて、カラーディスプレイが実現できるように選択された色を主に反射するように構成することもできる。
【００２１】
図１は視覚ディスプレイの一連の画素のうち二つの隣接した画素を示す等角図であり、それぞれの画素はＭＥＭＳ干渉変調器を備える。ある実施形態において、図示された二つの画素は、それぞれが副画素であってもよく、その場合、二つまたはそれ以上の副画素が画素を構成することになる。ある実施形態において、干渉変調器ディスプレイは、これらの干渉変調器の行／列アレイを備える。それぞれの干渉変調器は、少なくとも一つの可変な大きさを有する光学共振ギャップを形成するようにたがいに対して可変かつ制御可能な距離に位置させられる一対の反射層を含む。一実施形態において、反射層のうち一つは二つの位置の間を動くものでありうる。本明細書では緩和位置として称される第一の位置において、可動反射層は固定された部分的に反射性の層から相対的に大きな距離を取って位置させられる。本明細書では作動位置として称される第二の位置において、可動反射層は部分的に反射性の層とより近接して位置される。二つの層から反射された入射光は可動反射層の位置によって強めあいまたは弱めあって干渉し、それぞれの画素に対して全反射または非反射のいずれかの状態となる。
【００２２】
図１の画素アレイの示された部分は、二つの隣接した干渉変調器１２ａ、１２ｂを含む。左側に位置する干渉変調器１２ａでは、可動反射層１４ａが部分的に反射性の層を含む光学積層体１６ａから所定の距離で緩和位置にある状態が示されている。右側に位置する干渉変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂが光学積層体１６ｂに対して近接した作動位置にある状態が示されている。
【００２３】
光学積層体１６ａ、１６ｂ（まとめて光学積層体１６と称する）は、本明細書に示すように、典型的にはある融合した層を備え、融合した層はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような電極層と、クロムのような部分的に反射性の層と、透明の誘電体と、を含んでもよい。従って光学積層体１６は導電性であり、部分的に透明かつ部分的に反射性である。また光学積層体１６は例えば、透明な基板２０上に上述の層の一つまたは複数を成膜することにより形成されうる。部分的に反射性の層は、様々な金属や半導体や誘電体のような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。部分的に反射性の層は、一つまたは複数の材料の層から形成することができ、層のそれぞれは単一の材料または複数の材料の組み合わせで形成されてもよい。
【００２４】
ある実施形態において、光学積層体１６の層は、平行な帯状にパターニングされ、さらに後述するようにディスプレイデバイスにおいて行電極を形成しうる。可動反射層１４ａ、１４ｂは成膜された金属の単一または複数の層の平行な一連の帯状（例えば、行電極１６ａ、１６ｂと直交する）として形成され、ポスト１８の頂部及びポスト１８の間に成膜された中間犠牲材料の上に成膜されて列を形成しうる。犠牲材料が除去されると、可動反射層１４ａ、１４ｂは光学積層体１６ａ、１６ｂから所定のギャップ１９だけ離隔される。アルミニウムのような導電性及び反射性の高い材料が反射層１４として用いられてもよく、このような帯状パターンはディスプレイデバイスの列電極を形成しうる。図１は必ずしも正しいスケールではないことに注意しなければならない。ある実施形態において、ポスト１８の間の間隔は１０〜１００μｍのオーダーであってよく、一方ギャップ１９は１０００Åよりも小さなオーダーでありうる。
【００２５】
電圧が印加されていない状態では、図１の画素１２ａに示されるように、ギャップ１９は可動反射層１４ａ及び光学積層体１６ａの間に存在し、可動反射層１４ａは機械的に緩和状態にある。しかしながら、電位差（電圧）が選択された行および列に印加されると、対応する画素の行電極と列電極との交差位置に形成されるキャパシタは充電され、静電引力が電極を互いに引き付ける。電圧が十分高いと、可動反射層１４は変形し、光学積層体１６に押し付けられる。図１の右側に位置する作動した画素１２ｂによって示されるように、光学積層体１６に含まれる誘電体層（この図には図示されない）は、層１４と１６の間のショートを防ぎ、層の間の離隔距離を制御しうる。印加された電位差の極性に係わらず、動作は同一である。
【００２６】
図２から図５は、ディスプレイへの応用における干渉変調器アレイを用いるための例示的な一プロセス及びシステムを示す。
【００２７】
図２は、干渉変調器を組み込みう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、例えば、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）のようなどのような汎用の単一またはマルチチップマイクロプロセッサでもありうるプロセッサ２１、またはデジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラやプログラマブルゲートアレイのようなどのような特殊用途のマイクロプロセッサでもありうるプロセッサを含む。当技術分野で従来用いられるように、プロセッサ２１は一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の実行に加えて、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、またはその他どのようなソフトウェアアプリケーションであっても含む一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。
【００２８】
一実施形態において、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。一実施形態において、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へ信号を提供する行駆動回路２４及び列駆動回路２６を含む。図１に示されるアレイの断面図は、図２の１−１線で示される。図２は明瞭化のために、干渉変調器の３×３アレイを示しているが、ディスプレイアレイ３０は非常に多数の干渉変調器を備えていてもよく、列と比べて行が異なる数の干渉変調器を有しうる（例えば、行あたり３００画素、列あたり１９０画素）ことに注意しなければならない。
【００２９】
図３は、図１の干渉変調器の例示的な一実施形態において、印加される電圧に対する可動鏡の位置の図である。ＭＥＭＳ干渉変調器において、行／列作動プロトコルは、図３に示すようなこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用しうる。干渉変調器は例えば、可動層を緩和状態から作動状態に変形させるために１０ボルトの電位差を必要としうる。しかしながら、その値から電圧を下げると、電圧が１０ボルト以下に落ちても可動層はその状態を保つ。図３の例示的な実施形態においては、可動層は電圧が２ボルト以下に下がるまで完全には緩和しない。従って図３に示された例においては約３Ｖから７Ｖの電圧範囲があり、そこではデバイスが緩和状態または作動状態のいずれかで安定であるような印加電圧のウィンドウが存在する。これを本明細書では、「ヒステリシスウィンドウ」または「安定ウィンドウ」と呼ぶ。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイにおいて、行／列作動プロトコルは、行のストローブの間、作動させるべきストローブされる行の画素に約１０ボルトの電圧が印加され、緩和させるべき画素に０ボルト近い電圧が印加されるように設計することができる。ストローブ後、画素には、画素が行ストローブによって置かれたどのような状態であれ維持するような、安定状態または約５ボルトのバイアス電圧が印加される。書き込み後、画素のそれぞれは、この例では３から７ボルトの「安定ウィンドウ」内の電位差におかれる。この特徴により、図１に示す画素の設計を、作動または緩和の既存状態のいずれかの状態で、同一の印加電圧状態で安定であるようにする。干渉変調器の画素それぞれは、作動状態であれ緩和状態であれ、本質的には固定反射層及び可動反射層によって形成されるキャパシタなので、この安定な状態はほとんど電力を散逸することなく、ヒステリシスウィンドウの範囲内の電圧において保持することができる。印加された電位が固定されていれば、本質的に画素へ電流が流入することはない。
【００３０】
さらに後述するように、典型的な応用例においては、画像のフレームは（それぞれ特定の電圧レベルを有する）データ信号のセットを、第一の行の作動される画素の所定のセットに従って列電極のセットに渡って送信することにより生成されうる。次いで、行パルスが第一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作動させる。次いで、データ信号のセットは第二の行の作動される画素の所定のセットに対応するように変更される。次いで、パルスが第二の行電極に印加され、データ信号に従って第二の行の適切な画素を作動する。画素の第一の行は第二の行パルスには影響されず、第一の行パルスで設定された状態を保つ。これが順に一連の行全体に対して繰り返され、フレームを生成しうる。一般に、毎秒ある所定のフレーム数についてこのプロセスを連続的に繰り返すことにより、フレームは新しい画像データに更新及び／または上書きされる。画像フレームを生成するために、画素アレイの行および列電極を駆動する幅広い様々なプロトコルが使用されうる。
【００３１】
図４及び５は、このような駆動方式に関して可能な作動プロトコルを示しており、この作動プロトコルは、図２の３×３アレイにおいて表示フレームを生成するのに用いることができる。図４は、図３のヒステリシス曲線を示す画素に対して使用することが可能な列電圧及び行電圧の組を示している。図４の実施形態において、画素の作動には、適切な列に−Ｖｂｉａｓを設定し、適切な行に、それぞれ−５ボルトまたは＋５ボルトに対応しうる＋ΔＶを設定することを含む。画素の緩和には、適切な列に＋Ｖｂｉａｓを印加し、適切な行に同じ＋ΔＶを印加して、画素に０ボルトの電位差を与えることによって達成される。行電圧が０ボルトに保たれた行において、画素はもともとどのような状態であれ、列が＋Ｖｂｉａｓか−Ｖｂｉａｓかにかかわらず安定である。また図４に示されるように、上述したのとは反対の極性の電圧が用いられてもよく、例えば、画素の作動に適切な列に＋Ｖｂｉａｓを印加し、適切な行に−ΔＶを印加することを含むことも可能である。本実施形態では、画素の開放は、適切な列を−Ｖｂｉａｓに設定し、適切な行を同じ−ΔＶに設定し、画素に０ボルトの電位差を作り出すことによって達成される。
【００３２】
図５Ｂは、図２の３×３アレイに印加される一連の行信号及び列信号を示すタイミング図であり、その結果、図５Ａに示される表示状態が得られ、作動した画素は非反射性である。図５Ａに示されたフレームを書き込む前には、画素はどのような状態であってもよく、本例では、全ての行が初期状態において０ボルトであり、全ての列が＋５Ｖである。この印加電圧で、全ての画素は既存の作動状態または緩和状態で安定となる。
【００３３】
図５Ａのフレームにおいて、（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）及び（３，３）の画素が作動状態である。この状態を達成するためには、行１の「ライン時間」の間に、列１及び２が―５Ｖに設定され、列３は＋５Ｖに設定される。すべての画素が３ボルトから７ボルトの安定ウィンドウ内にあるため、この動作によって、どの画素の状態も変化しない。その後、０ボルトから５ボルトに上がり、０ボルトに戻るパルスで行１がストローブされる。これによって（１，１）及び（１，２）の画素が作動し、（１，３）の画素が緩和される。アレイ中のその他の画素はいずれも影響されない。行２を所定の状態に設定するためには、列２は−５ボルトに設定され、列１及び列３は＋５ボルトに設定される。行２に同様のストローブが印加され、画素（２，２）が作動し、画素（２，１）及び画素（２，３）が緩和される。再び、アレイ中のその他の画素はいずれも影響されない。同様に、列２及び列３が−５ボルトに設定され、列１が＋５ボルトに設定されて行３が設定される。図５Ａに示されるように、行３をストローブし、行３の画素を設定する。フレームを書き込むと、行の電位は０となり、列の電位は＋５Ｖまたは−５Ｖのいずれの状態のままでも良く、このとき表示は図５Ａの配置で安定となる。同じ手順が、何ダースの、あるいは何百の行および列のアレイに対しても適用することができる。行および列の作動に用いられる時間、順序、電圧レベルは、上述した一般的な原理内で幅広く変化させることができる。また、上述した例は単に例示的なものにすぎず、本明細書において説明されたシステムや方法とともに、どのような作動電圧の方法が用いられてもよい。
【００３４】
図６Ａおよび図６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の実施形態を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０は、例えば、携帯電話であってよい。しかしながら、ディスプレイデバイス４０と同じ要素や、そのわずかに変形例もまた、例えばテレビや携帯メディアプレーヤーのような様々な種類のディスプレイデバイスの例として適用することができる。
【００３５】
ディスプレイデバイス４０は、筐体４１と、表示部３０と、アンテナ４３と、スピーカー４５と、入力装置４８と、マイク４６と、を含む。筐体４１は、一般にどのような種々の製造方法から形成されてもよく、射出成形や真空成形が含まれる。さらに、筐体４１は、どのような種々の材料から形成されてもよく、プラスチックや、金属や、ガラスや、ゴムや、セラミックや、それらを組み合わせた材料を含んでもよいが、それに限定されることはない。一実施形態において、筐体４１は、（図示されない）取り外し可能な部品を含み、その部品は、様々な色を備え、様々なロゴや絵、シンボルなどを含む他の取り外し可能な部品と交換できるものでありうる。
【００３６】
例示的なディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、本明細書において説明されるような２状態安定ディスプレイを含むどのような種々なディスプレイでもありうる。他の実施形態においては、ディスプレイ３０は、上述したようにプラズマディスプレイやＥＬディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、ＳＴＮ  ＬＣＤディスプレイ、ＴＦＴ  ＬＣＤディスプレイのようなフラットパネルディスプレイ、またはＣＲＴディスプレイや他のブラウン管装置のような非平面ディスプレイを含む。しかしながら、本実施形態の説明の目的のために、ディスプレイ３０は本明細書で説明するように干渉変調ディスプレイを含む。
【００３７】
図６Ｂに、例示的なディスプレイデバイス４０の一実施形態の部品の概略図を示す。図示された例示的なディスプレイデバイス４０は筐体４１を含み、その内部に少なくとも部分的に収容された付加的な部品を含んでもよい。例えば、一実施形態において、例示的なディスプレイデバイス４０は送受信部４７に接続されるアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。送受信部４７はプロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は調整用ハードウェア５２に接続される。調整用ハードウェア５２は信号を調整する（例えば信号のフィルタ）ように構成されうる。調整用ハードウェア５２はスピーカー４５およびマイク４６に接続される。プロセッサ２１はまた入力装置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およびアレイドライバ２２に接続され、アレイドライバ２２はディスプレイアレイ３０に接続される。電源部５０は具体例のディスプレイデバイス４０の設計によって要求されるすべての部品に電力を供給する。
【００３８】
ネットワークインターフェース２７は、例示的なディスプレイデバイス４０がネットワークを介して一つまたは複数の装置と通信可能なように、アンテナ４３と送受信部４７とを含む。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の要求を支援するデータ処理能力を有しうる。アンテナ４３は、信号を送受信するどのようなアンテナであってもよい。一実施形態において、アンテナは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、（ｇ）を含むＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って、ＲＦ信号を送受信する。他の一実施形態においては、アンテナはブルートゥース（登録商標）規格に従ってＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合には、アンテナはＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＡＭＰＳ、Ｗ−ＣＤＭＡまたは無線携帯電話ネットワーク内で通信するために用いられる他の既知の信号を受信できるように設計される。送受信部４７はアンテナ４３から受信した信号を事前処理し、プロセッサ２１が受け取り、またさらに処理できるようにする。送受信部４７はまた、例示的なディスプレイデバイス４０からアンテナ４３を介して送信されうるように、プロセッサ２１から受信した信号を処理する。
【００３９】
他の代替的な一実施形態において、送受信部４７を受信器に置き換えてもよい。またさらに他の代替的な一実施形態において、ネットワークインターフェース２７は画像供給部によって置き換えられてもよい。画像供給部は、プロセッサ２１に送られる画像データを蓄積または生成することができる。例えば、画像供給部は画像データを含むデ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、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ってよい。
【００４０】
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のすべての動作を制御する。プロセッサ２１はネットワークインターフェース２７や画像供給部から圧縮された画像データのようなデータを受信し、データを元画像データまたはすでに元画像データに処理されたフォーマットに処理する。その後、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または蓄積のためにフレームバッファ２８に送信する。元データは典型的には、画像内の各位置の画像の特性を特定する情報を示す。例えば、そのような画像の特性は、色や、彩度や、階調を含んでもよい。
【００４１】
一実施形態において、プロセッサ２１は例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するマイクロコントローラ、ＣＰＵ、またはロジックユニットを含む。調整用ハードウェア５２は一般にスピーカー４５に信号を送信し、マイク４６からの信号を受信するための増幅器やフィルタを含む。調整用ハードウェア５２は例示的なディスプレイデバイス４０に含まれるディスクリート部品でありえ、またはプロセッサ２１や他の部品に組み込まれたものでありうる。
【００４２】
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元画像データを、直接プロセッサ２１またはフレームバッファ２８のどちらかから取得し、元画像データをアレイドライバ２２に高速転送するのに適するように変換する。具体的には、ドライバコントローラ２９は、元画像データを、ディスプレイアレイ３０を横切って走査するのに適した時間順を有するような、ラスター状のフォーマットを有するデータフローに変換する。その後、ドライバコントローラ２９は変換された情報をアレイドライバ２２に送信する。液晶ディスプレイコントローラのようなドライバコントローラ２９は、しばしば独立した集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１と統合されるが、このようなコントローラは様々な方法で実装されうる。コントローラはハードウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれてもよく、ソフトウェアとしてプロセッサ２１内に埋め込まれうる。またハードウェア内でアレイドライバ２２と完全に統合されうる。
【００４３】
典型的には、アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマットされた情報を受信し、動画データを波形の並行したセットに変換する。変換された波形の並行セットは、ディスプレイのｘｙ画素配列から延びる数百、時には数千のリード線へ毎秒何度も適用される。
【００４４】
一実施形態においては、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、及びディスプレイアレイ３０は本明細書において説明されたどのような型のディスプレイにも適している。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２状態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。他の一実施形態において、アレイドライバ２２は従来のドライバまたは２状態安定ディスプレイドライバ（例えば、干渉変調ディスプレイ）である。一実施形態において、ドライバコントローラ２９はアレイドライバ２２と統合される。このような実施形態は、携帯電話や、時計や、その他の小さな領域を占めるディスプレイのような高度に統合されたシステムでは一般的である。また他の一実施形態においては、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２状態安定ディスプレイアレイ（例えば、干渉変調器アレイを含むディスプレイ）である。
【００４５】
入力装置４８を用いれば、使用者は例示的なディスプレイデバイス４０の操作を制御することができる。一実施形態において、入力装置４８はＱＷＥＲＴＹキーボードや電話のキーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチセンサスクリーン、感圧メンブレンまたは感熱メンブレンを含む。一実施形態において、マイク４６は例示的なディスプレイデバイス４０の入力装置である。マイク４６が装置へデータを入力するのに用いられる場合、例示的なディスプレイデバイス４０の操作を制御するために声による命令が使用者から供されうる。
【００４６】
電源部５０は、当業者に周知の様々なエネルギー貯蔵装置を含んでもよい。例えば、一実施形態において、電源部５０はニッケルカドミウム電池やリチウムイオン電池のような充電池である。他の一実施形態においては、電源部５０は、再生可能エネルギー源、キャパシタ、またはプラスチック太陽電池や塗布型太陽電池を含む太陽電池である。他の一実施形態においては、電源部５０はコンセントからの電力を受電するように構成される。
【００４７】
ある実装例においては、上述のように、電子表示システム内の幾つかの場所に置かれるドライバコントローラ内に制御プログラム機能が存在する。幾つかの場合、制御プログラム機能はアレイドライバ２２内に存在する。上述した最適化はハードウェア及び／またはソフトウェアコンポーネントがどのような数であっても、また様々な構成においても実施することができる。
【００４８】
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、幅広く変化させうる。例えば、図７Ａから図７Ｅは、可動反射層１４および支持構造の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の帯状構造が支持体１８に直交した延長上に成膜される。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であり、テザー３２によって頂点の部分のみが支持体に取り付けられている。図７Ｃにおいて、可動反射層１４は正方形または長方形であり、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、柔軟な金属を備えるものでありうる。変形可能な層３４は、変形可能な層３４の周辺部において基板２０に直接または間接的に接続される。このような接続は本明細書では支持ポストとして示される。図７Ｄに示される実施形態は、支持ポストプラグ４２を備え、その上に変形可能な層３４が載せられる。可動反射層１４は図７Ａから図７Ｃに示すようにギャップ上に吊られているが、変形可能な層３４は、変形可能な層３４と光学積層体１６の間の穴を埋めることにより支持ポストを形成しない。むしろ、支持ポストは平面上の材料から形成され、支持ポストプラグ４２の形成に用いられる。図７Ｅに示す実施形態は、図７Ｄに示される実施形態に基づくが、図示されない付加的な実施形態と同様に、図７Ａから図７Ｃに示されたどの実施形態とも共働するように適合されうる。図７Ｅに示された実施形態においては、金属または他の導電材料からなる付加層がバス構造４４の形成に用いられている。このことにより、干渉変調器の背後に沿って信号を通すことができ、そうでなければ基板２０上に形成されなければならなかったであろう電極の数を減ずることができる。
【００４９】
図７に示されるような実施形態においては、画像は変調器が配置される面と反対側の面である透過性の基板２０の前面から見るので、干渉変調器は、直視装置としての機能を果たす。これらの実施形態においては、反射層１４は、基板２０に対して反対側にある反射層の側の、変形可能な層３４を含む干渉変調器の一部分を光学的に遮蔽する。これにより、画質に悪影響を及ぼすことなく構成され動作される遮蔽領域を得ることができる。例えば、このような遮蔽により、図７Ｅに示されるバス構造４４は、アドレス指定やアドレス指定の結果としての動作のような変調器の電気機械的な特性から、変調器の光学特性を分離することができる。この変調器の分離構成により、変調器の構造設計や電気機械的側面および光学的な側面から用いられる材料を互いに独立して選択し、機能させることができるようになる。さらには、図７Ｃから図７Ｅに示すような実施形態は、反射層１４の光学特性を変形可能な層３４によってもたらされる機械的な特性から分離する、という副次的な効果を持つ。このことにより、反射層１４のための構造設計及び用いられる材料を光学的な特性について最適化し、変形可能な層３４のための構造設計及び用いられる材料を望ましい機械特性となるように最適化することができる。
【００５０】
図８Ａは、可動素子８０４ａの一実施形態を示す。可動素子８０４ａは、入射する光を選択的に吸収及び／または反射する干渉ディスプレイの一部として吸収層に対して動くように構成することができる。吸収層(図示されない)は、可動素子８０４ａを、一つまたはそれ以上の支持部８０８で支持することができる。図８Ａに示された実施形態において、可動素子８０４ａは、反射層８３３及び反射層上に配置されたメンブレン層８３５を含む。例えば材料、構成または製造方法の違いにより、メンブレン層８３５及び反射層８３３は、異なる残留応力を有することがある。例えば、メンブレン層８３５は、約１００ＭＰａの残留応力を有することがあり、反射層８３３は、約３００ＭＰａの残留応力を有することがある。メンブレン層８３５と反射層８３３の間の残留応力の違いは、図８Ａに示すように、可動素子８０４ａに湾曲、屈曲、偏向、またはその他の形状の変化を引き起こすことがある。ある実施形態において、可動素子８０４ａは、その中央が湾曲していない位置から約２００ｎｍ変位するほど、湾曲しうる。可動素子８０４ａはまた、温度の変化及びそれに対応するメンブレン層８３５及び反射層８３３の膨脹及び収縮によって湾曲または屈曲しうる。
【００５１】
図８Ｂは、可動素子８０４ｂの他の一実施形態を示す。可動素子８０４ｂは、反射層８３３、導電層８３７、並びに反射層及び導電層の間に配置されたメンブレン層８３５を含むことができる。ある実施形態において、導電層８３７は、反射層８３３とメンブレン層８３５の間の残留応力の差を均等にするように構成されたものであってよい。例えば、残留応力及び／または温度に関する応力による可動素子の湾曲を制限するために、導電層８３７を可動素子８０４ｂに組み込むことができる。
【００５２】
反射層８３３は、どのような反射性材料または部分的に反射性の材料を備えることもできる。例えば、反射層８３３は、アルミニウム、銅、銀、モリブデン、金、クロム及び／または合金を含む様々な金属を備えることができる。ある実施形態において、反射層８３３は、導電性材料を備える。反射層８３３は、熱膨張係数特性によって特徴づけることができる。本明細書において用いられるように、「熱膨張係数」は、ある所定の材料に関する、温度変化に対する３次元応答を意味する。一実施形態において、反射層８３３はアルミニウムであり、約２４ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する。メンブレン層８３５は、例えば、酸窒化シリコンのような様々な誘電体または絶縁性材料を備えることができる。ある実施形態において、メンブレン層８３５は、それぞれが誘電体材料を備える複数の層を備える。メンブレン層８３５は、熱膨張係数特性によって特徴づけることができる。一実施形態において、メンブレン層８３５は、酸窒化シリコンであり、約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する。導電層８３７は、どのような導電材料も備えることができ、例えば、アルミニウム、銅及び／またはその他の金属を備えることができる。ある実施形態において、導電層８３７は、反射層８３３と同一の材料を備える。導電層８３７は、熱膨張係数によって特徴づけることができる。一実施形態において、導電層８３７は、アルミニウムを備え、約２４ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する。
【００５３】
反射層８３３、メンブレン層８３５、及び導電層８３７の厚さは、変更することができる。反射層８３３の厚さは、約１０ｎｍから約１１０ｎｍの範囲とすることができる。メンブレン層８３５の厚さは、約５０ｎｍから約１０５０ｎｍの範囲とすることができる。導電層８３７の厚さは、約１０ｎｍから約１１０ｎｍの範囲とすることができる。可動素子８０４ｂは、全体として、有効熱膨張係数特性によって特徴づけることができる。本明細書で用いられるように、「有効熱膨張係数」は、２つまたはそれ以上の異なる材料から形成されるある所定の物体に関して、温度の変化に対する３次元応答を意味する。一般に、層状の物体に関する有効熱膨張係数（αｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）は、各層の熱膨張係数（α）、各層の厚さ（ｔ）、及び各層のヤング率（Ｅ）を用いて計算することができる。以下の数１に示すように、３層を含む層状の物体の有効熱膨張係数は、それぞれの層について材料を選択することによって（例えば、Ｅ及び／またはαを変化させることによって）、及び／または各層の厚さを選択することによって（例えば、ｔを変化させることによって）、調整することができる。従って、可動素子８０４ｂの有効熱膨張係数は、特定の層の厚さを選択し、各層の材料を選択することによって調整することができる。
【００５４】
【数１】
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【００５５】
ある実施形態において、メンブレン層８３５は、反射層８３３及び／または導電層８３７よりも実質的に低い熱膨張係数を有する材料を含むこととなる。ある実施形態において、可動素子８０４ｂの有効熱膨張係数は、反射層８３３および導電層８３７の合計の厚さに対するメンブレン層８３３の厚さの比を大きくすることにより、減少させることができる。同様に、可動素子８０４ｂの有効熱膨張係数は、メンブレン層８３３の厚さを減少させ、反射層８３３および導電層８３７の厚さを増加させることにより、増加させることができる。ある実施形態において、可動素子８０４ｂの有効熱膨張係数は、ディスプレイデバイスの他の部分の熱膨張係数とほぼ合致するように調整することができる。例えば、可動素子８０４ｂの有効熱膨張係数は、基板層、例えば、図１に示された基板２０の熱膨張係数とほぼ合致するように調整することができる。
【００５６】
それぞれの画素が１つよりも多い副画素を備える干渉ディスプレイの実施形態において、それぞれの可動素子が、有効熱膨張係数を有することができる。可動層の有効熱膨張係数は、副画素の全体的な温度敏感性に影響を与えることができる。一般に、基板層の熱膨張係数とほぼ同じ有効熱膨張係数を有する可動層は、基板の熱膨張係数とほぼ同じでない有効熱膨張係数を有する可動層よりも温度に対して敏感でない。例えば、有効熱膨張係数が４ｐｐｍ／℃である可動層及び熱膨張係数が３．７ｐｐｍ／℃である基板を含む副画素は、有効熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃である可動層及び熱膨張係数が３．７ｐｐｍである基板を含む副画素よりも敏感でない。温度敏感性を減少させることで、干渉ディスプレイの全体的な性能を改善し、ドライバチップの設計を単純化することができる。
【００５７】
ある実施形態において、可動素子の有効熱膨張係数を調整できるようにメンブレン層の厚さを増加させることにより、可動素子の全体的な剛性を増加させることができる。可動素子の全体的な剛性を増加させることにより、可動素子を動かすのに必要な作動電圧を大きくすることができる。ある実施形態において、可動素子は、可動素子の有効熱膨張係数を基板の熱膨張係数とほぼ合致させても可動素子の全体的な剛性が同一であり続けるように構成することができる。（例えば、ある特定の厚さの）可動素子の剛性は、一つまたはそれ以上の開口（あるいは「穴」、また本明細書においては時に「ボイド」と称される）を下記にさらに詳述するように、可動素子に形成することにより、変化させることができる。特定の実施形態において、より薄い部分が可動素子に、開口の代わりに形成されてもよく、それによって可動層の剛性が減少する。
【００５８】
ある実施形態において、反射ディスプレイ、例えば干渉ディスプレイは、それぞれが複数の副画素を備える一つまたはそれ以上の画素を備えることができる。それぞれの副画素は、独立的に可動な、及び／または独立的に作動させることができる光学変調器を備えることができる。そのような構成によって、単一の画素は、個々の副画素の特定の構成及び作動させる副画素の選択に従って複数の色を反射するように構成することができる。例えば、一実施形態において、干渉ディスプレイは、それぞれ９個の副画素に分割された画素を有するように構成することができ、非作動（緩和）状態で一つの列の三つの副画素は青色の光を反射するように構成し、隣接する列の三つの副画素は緑色の光を反射するように構成し、次の列の三つの副画素は赤の光を反射するように構成することができる。そのような構成において、ある所定の画素の列の変調器は、異なる大きさの、可動素子と吸収層の間で規定される光学共振キャビティを有することができる。そのような例において、副画素の異なる組み合わせを個々に作動させると、画素は異なる色を反射する。
【００５９】
図９Ａは、干渉ディスプレイ９００の一実施形態の一部を示す上面視平面図であり、干渉ディスプレイ９００は、三つの平行な行電極９０２、及び行電極９０２に直角に延設する列に配置された三つの帯状可動素子９０４ａ、９０４ｂ、９０４ｃを含む。図示された実施形態において、行電極９０２と可動素子９０４の列の重なる部分は、９つの副画素９０６（それぞれ三つの副画素９０６ａ、９０６ｂ、９０６ｃを備える）を規定する。支持部９０８は、それぞれの副画素９０６の角の領域に配置され、可動素子９０４の端部を支持するように構成される。当業者であれば、行電極は光学積層体の導電性の部分であってよいことを理解するであろう。例えば、ある実施形態において、この議論及び以下の議論において行電極として参照するものは、光学積層体、例えば図７Ａから７Ｅにおいて図示される光学積層体１６の導電金属層（例えば、ＩＴＯ）を示すものとして理解されるであろう。図９Ａは明快性のために、光学積層体のその他の層（例えば、部分的に反射性の層または吸収体、及び／または一つまたはそれ以上の透明誘電体層）を省略しているが、当業者であれば、その他の層は特定の応用分野について好適であるように存在できることを理解するであろう。
【００６０】
さらに図９Ａを参照すると、光学マスク構造９０９が、行電極９０２及び可動素子９０４の下に配置される。光学マスク構造９０９は、周辺光または迷光を吸収し、コントラスト比を増加させることによってディスプレイデバイスの光学的反応を改善するように構成することができる。ある応用例において、光学マスク９０９はまた、導電性であってよく、そのため、電気的なバスとして機能するように構成することができる。そのような導電性バス構造は、行電極９０２及び／または可動素子９０４よりも低い電気抵抗を有し、アレイ中の副画素の反応時間を改善するように構成することができる。例えば、導電性バス構造は、低い電気抵抗を有する材料を備えることができ、及び／または行電極９０２及び／または可動素子９０４の断面積よりも大きな断面積を有するように構成することができる。導電性バス構造はまた、光学マスク９０９から分離して提供することもできる。光学マスク９０９またはその他の導電バス構造は、ディスプレイ上の一つまたはそれ以上の素子に電気的に接続され、一つまたはそれ以上のディスプレイ素子、例えば可動素子９０４に印加される電圧のための一つまたはそれ以上の電気的な経路を提供することができる。ある実施形態において、導電性バス構造は、支持部９０８の下部またはその他の適した場所に配置することのできる一つまたはそれ以上のビアを介して、行電極９０２へ接続することができる。
【００６１】
図示された実施形態において、可動素子９０４ａ、９０４ｂの二つは、それぞれの副画素９０６の角の近くに配置された複数のボイド９２５を含む。ボイド９２５は、光学マスク９０９上にあるように配置される。ボイド９２５は、可動素子９０４の剛性を選択できる量だけ減少させるように構成されうる。図示されるように、各可動素子の剛性も可動素子の一つまたはそれ以上のボイドの特定の構成に基づいて変化しうるように、ボイド９２５の大きさは、可動素子９０４ごとに異なってもよい。例えば、可動素子９０４ａに配置されたボイド９２５ａは、可動素子９０４ｂのボイド９２５ｂよりも大きいものでありうる。加えて、ある所定の可動素子９０４のボイド９２５の大きさは、互いに大きさ及び／または形状が異なるものであってよい。例えば、可動素子は、第一の大きさを有する第一のボイド及び第二の大きさを有する第二のボイドを含んでもよく、第一の大きさ及び第二の大きさは異なる。一般に、より大きなボイド９２５は、より小さなボイド９２５よりも可動素子９０４の剛性をより減少させることとなる。
【００６２】
ボイド９２５は、異なる形状を有するように構成することができる。例えば、ボイド９２５は、おおよそ丸型、おおよそ円形、おおよそ曲線状、おおよそ多角形状、及び／または不規則な形状であってよい。ある所定のディスプレイにおけるボイドは、全て類似した形状またはそれぞれ異なる形状であってよい。ボイド９２５は、可動素子９０４のどの部分に配置されてもよい。しかしながら、ボイドがディスプレイの活性領域の外部であるように光学マスク９０９の下部に配置されたボイド９２５は、コントラスト比を減少させない結果となりうるが、その一方他の場所に位置するボイドは、ディスプレイデバイスのコントラストを減少させることがある。
【００６３】
図示される実施形態において、副画素９０６ａ中のボイド９２５ａは、副画素９０６ｂ中のボイド９２５ｂよりも大きく、副画素９０６ｃはボイドを含まない。従って、副画素９０６ａ、９０６ｂ、９０６ｃそれぞれの可動素子９０４それぞれの剛性は異なる。換言すると、一つまたはそれ以上のボイド９２５を有する可動素子９０４の剛性は、ボイド９２５のない可動素子よりも小さくなる。図９Ｂに図示され、より詳細に後述されるように、光学共振キャビティの厚さが副画素ごとに異なることがある場合でさえも、それぞれの副画素を作動させるために同一の作動電圧が必要となるように、可動素子９０４それぞれの剛性を選択することができる。
【００６４】
図９Ｂは、図９Ａに示されたディスプレイ９００の一部の、９Ｂ−９Ｂ線に沿った断面図を示しており、光学積層体の下に位置する基板９１０もまた示し、光学積層体は行電極９０２、部分的に反射性かつ部分的に透過性の層（例えば、吸収体）９０３、及び誘電体層９１２ａ、９１２ｂを含む。基板９１０は、どのような適した基板を備えてもよく、例えば、ガラスを備えることができる。基板９１０は、基板の材料組成の結果である熱膨張係数によって特徴づけることができる。
【００６５】
ある実施形態において、可動素子９０４は複数の層を備えてもよい。例えば、図９Ｂに図示された可動素子９０４は、反射層９３３、メンブレン層９３５、及び導電層９３７を備える。可動素子９０４は、各層の熱膨張係数及び各層の相対的な厚さに依存する特定の有効熱膨張係数を有するように調整することができる。一実施形態において、可動素子９０４は、基板９１０の熱膨張係数とほぼ同じ有効熱膨張係数を有するように選択することができる。ある実施形態において、可動素子９０４は、反射層９３３及び／または導電層９３７の熱膨張係数よりも実質的に小さい有効熱膨張係数を有するように選択することができる。
【００６６】
図９Ｂに図示されるように、光学マスク９０９は、基板９１０とボイド９２５ａ、９２５ｂの間にあるように配置される。従って、ボイド９２５を、ディスプレイの基板９１０の側からディスプレイ９００を見る観察者から隠すことができる。ギャップ９２１もまた図９Ｂに図示されている。ギャップ９２１は、可動素子９０４と誘電体層９１２ａの間で規定される。ギャップ９２１は、可動素子９２１の間で変化しうる。例えば、それぞれの可動素子は、それぞれ異なる大きさのギャップを有しうる。図示された実施形態において、ギャップ９２１ａはギャップ９２１ｂよりも厚く、ギャップ９２１ｂはギャップ９２１ｃよりも厚い。
【００６７】
可動素子９０４は、作動電圧によって作動すると、ギャップ９２１を介して吸収層９０３に対して相対的に動くように構成される。ある実施形態において、可動素子９０４は、作動時に誘電体層９１２ａに接触するようにギャップ９２１を介して動くように構成することができる。ギャップ９２１が異なる厚さを有するような実施形態において、可動素子９０４は、作動時に異なる距離を動くように構成されうる。そのような実施形態において、可動素子がギャップ９２１を介して異なる距離を動くように構成されているにも関わらず、それぞれの可動素子９０４に同一の電圧を印加することが好適であるようにすることができる。従って、ある実施形態において、可動素子９０４は、異なる剛性を有するように構成することができる。
【００６８】
図９Ｂに図示された実施形態において、可動素子９０４それぞれは、ほぼ同一の厚さを有しうる。さらに、反射層９３３、メンブレン層９３５、及び導電層９３７のそれぞれは、ほぼ同一の厚さを有し、その結果、三つの異なる可動素子９０４がそれぞれ他の二つの可動素子とほぼ同じ有効熱膨張係数を有するようになる。可動素子がほぼ同一の全体的な厚さ及び有効熱膨張係数を有するように構成できるとしても、可動素子は一つまたはそれ以上のボイド９２５を組み込むことにより、異なる剛性を有するように構成することができる。例えば、可動素子９０４ｂが可動素子９０４ａよりも大きな全体的な剛性を有するように構成することにより、同一の作動電圧がそれぞれの可動素子に印加されるときに、可動素子９０４ａが可動素子９０４ｂよりも大きな距離を動くように構成することができる。
【００６９】
ある実施形態において、一つまたはそれ以上の可動素子９０４は、反射層と導電層の間に配置された複数のメンブレン層を備えることができる。例えば、一つの可動素子が二つのメンブレン層を備え、単一のメンブレン層を備えるその他の可動素子よりも大きな全体的な厚さを有することができる。従って、可動素子それぞれの全体的な厚さは、同一である必要はなく、有効熱膨張係数は同一である必要はない。
【００７０】
上述したように、ボイドが可動素子の全体的な剛性に対して有する効果は、部分的にはボイドの大きさ、形状、分布、及び位置に依存する。ある実施形態において、可動素子９０４のそれぞれは、可動素子の剛性を調整するための一つまたはそれ以上のボイドを含んでもよい。他の実施形態において、一つまたはそれ以上の可動素子はボイドを含まないように構成され、その一方他の可動素子は可動素子の剛性を調整するためのボイドを含む。
【００７１】
ディスプレイの温度敏感性の減少に加えて、可動素子それぞれがほぼ同じ厚さ及び同じ層の数を有するディスプレイの製造は、製造の際に必要なマスクの数を減少させることができる。図１０Ａから図１０Ｆは、干渉ディスプレイを製造する方法の一実施形態の各段階を示す概略的な断面図であり、可動素子それぞれは、ほぼ同一の有効熱膨張係数を有し、可動素子それぞれは、異なる全体的な剛性を有する。
【００７２】
図１０Ａは、基板１０１０、基板上に形成された光学マスク１００９、基板１０１０上に配置された誘電体層１０１２ｂ、誘電体層１０１２ｂ上に形成された行電極１００２、誘電体層１０１２ｂ上に配置された吸収体１００３、及び吸収体１００３上に形成された他の誘電体層１０１２ａを含む導光部の一実施形態を示す。反射層１０３３は、誘電体層１０１２ａ上で反射層１０３３を支持する支持部１００８上に形成される。反射層１０３３は、どのような反射性の材料を備えることもでき、例えば、アルミニウムを備えることができる。犠牲層１０１１は、反射層１０３３、支持部１００８及び誘電体層１０１２ａの間の空間に配置される。ある実施形態において、犠牲層１０１１は、フォトレジスト材料またはその他の溶解可能な材料、例えば、モリブデンやアモルファスシリコンのようなＸｅＦ２でエッチングできる材料を備える。犠牲材料の成膜は、物理気相成長（ＰＶＤ、例えばスパッタリング）やプラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、熱化学気相成長（熱ＣＶＤ）またはスピンコーティングのような成膜技術を用いて実行することができる。反射層１０３３は、一つまたはそれ以上のパターニング、マスキング、及び／またはエッチング段階と共に一つまたはそれ以上の成膜段階を用いて形成することができる。
【００７３】
図１０Ｂは、図１０Ａに示された反射層１０３３上に成膜されたメンブレン層１０３５を示す。メンブレン層１０３５は、どのような誘電体または絶縁材料を備えてもよく、例えば、酸窒化シリコンを備えることができる。図１０Ｃは、メンブレン層１０３５上に成膜された導電層１０３７を示す。導電層１０３７は、どのような導電性材料を備えてもよく、例えばアルミニウムを備えてもよい。反射層１０３３、メンブレン層１０３５、及び導電層１０３７は、三層全ての有効熱膨張係数が基板１０１０の熱膨張係数にほぼ類似するように構成することができる。
【００７４】
図１０Ｄは、導電層１０３７上に成膜されたハードマスク層１０５５を示す。ハードマスク層１０５５は、どのような適したハードマスク材料を備えてもよく、例えば、モリブデンを備えてもよい。ハードマスク層１０５５が成膜されると、反射層１０３３、メンブレン層１０３５、及び導電層１０３７は、リソグラフィ及びエッチングの段階を用いて処理することができる。この段階において、反射層１０３３、メンブレン層１０３５、及び導電層１０３７は、支持部１００８間に離隔されて、図１０Ｅに図示されるように、離隔した可動素子１００４を形成することができる。可動素子は、空間１０６１によって離隔することができる。さらに、ボイド１０２５は、一つまたはそれ以上の可動素子１００４内にエッチングされてこれらの可動素子の剛性を調整しうる。ボイド１０２５は、同様な大きさ及び形状でありえ、あるいは図示されるように異なる大きさでありうる。一実施形態において、ボイド１０２５の大きさ及び／または形状は、可動素子の所望の剛性に基づいて選択することができる。図１０Ｆは、干渉ディスプレイを製造する方法の一実施形態における最終段階を示しており、犠牲層１０１１が除去される。犠牲層１０１１は、例えば、犠牲層を固体二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）から得られる蒸気を含むガス状または蒸気状のエッチャントに、材料の所定の量を除去するのに効果的な時間だけ、典型的には層１０１１を取り囲む構造に対して選択的に、暴露することによる乾式化学エッチングによって除去することができる。他のエッチング方法、例えば湿式エッチング及び／またはプラズマエッチングもまた用いられうる。犠牲層１０１１を除去すると、可動素子１００４と誘電体層１０１２ａの間に規定されたギャップ１０２１となり、可動素子１００４は基板１０１０に対して相対的に動くことができるようになる。
【００７５】
図１０Ａから図１０Ｆに示された方法において、メンブレン層１００４ａ、１００４ｂ及び１００４ｃは、単一のメンブレン層成膜プロセスから形成される。しかしながら、他の実施形態においては、可動素子のメンブレン層は一つより多くの層を備えることができる。さらに、ある実施形態において、一つの可動素子は、他の可動素子よりも多くのメンブレン層を備えることができる。例えば、メンブレン層は、二枚マスクプロセスまたは三枚マスクプロセスで形成され、その結果、異なる厚さを有するメンブレン層としてもよい。
【００７６】
図１１は、一実施形態に従う干渉画素の製造方法１１００を示すブロック図である。方法１１００は、ブロック１１０１に示されるように基板を提供する段階、ブロック１１０３に示されるように基板上に光学マスクを形成する段階、ブロック１１０５に示されるように、基板上に第一の可動構造を形成する段階であって、第一の可動構造が第一の距離だけ基板から離隔され、第一の可動構造が第一の反射層、第一の導電層、及び第一の反射層と第一の導電層の間に配置された第一のメンブレン層を備え、第一のメンブレン層が第一の反射層と第一の導電層の間の距離によって規定される厚さを有するようにする段階、ブロック１１０７に示されるように、基板上に第二の可動構造を形成する段階であって、第二の可動構造は第二の距離だけ基板から離隔され、第二の距離は第一の距離よりも大きく、第二の可動構造は第二の反射層、第二の導電層、及び第二の反射層と第二の導電層の間に配置された第二のメンブレン層を備え、第二のメンブレンは第二の反射層と第二の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、第二のメンブレン層の厚さは第一のメンブレン層の厚さとほぼ同一とする段階、及びブロック１１０９に示されるように、第二の可動構造内に少なくとも一つのボイドを形成し、光学マスクが少なくとも一つのボイドと基板との間に位置するようにする段階、を含む。
【００７７】
図１２は、一実施形態に従う、干渉画素の製造方法１２００を示すブロック図である。方法１２００は、ブロック１２０１に示されるように、熱膨張係数特性を有する基板を提供する段階、ブロック１２０３に示されるように基板上に光学マスクを形成する段階、並びにブロック１２０５に示されるように、基板上に第一の可動構造を形成する段階であって、第一の可動構造は第一の距離だけ基板から離隔され、第一の可動構造はある厚さを有する第一の反射層、ある厚さを有する第一の導電層、及び第一の反射層と第一の導電層の間に配置される第一のメンブレン層を備え、第一のメンブレン層は第一の反射層と第一の導電層の間の距離によって規定される厚さを有し、第一の可動構造は有効熱膨張係数特性を有し、第一の反射層の厚さ、第一の導電層の厚さ、及び第一のメンブレン層の厚さは全て第一の可動構造の有効熱膨張係数特性が基板の熱膨張係数特性とほぼ同一であるように選択されるようにする段階、を含む。
【００７８】
図１３Ａは、光学マスク１３０９ａ下の可動素子の角に配置されたボイド１３２５ａを含む可動素子１３０４ａの実施形態の上面視平面図を示す。ボイド１３２５ａは、多角形状であってもよく、約２７μｍ２の面積を有してもよい。可動素子１３０４ａは、反射層、メンブレン層、及び導電層を含んでもよい。反射層及び導電層は、それぞれ約３０ｎｍの厚さであってもよく、約７０ＧＰａのヤング率及び２４ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有するアルミニウム銅合金を備えていてもよい。ある実施形態において、メンブレン層は１６０ＧＰａのヤング率、約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数、及び約７５ｎｍから約１６０ｎｍの厚さを有する酸窒化シリコンを備えていてもよい。
【００７９】
さらに図１３Ａを参照すると、一実施形態において、メンブレン層は約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する７５ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ａの全体的な剛性は、約１８Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は約８．１ｐｐｍ／℃である。他の一実施形態において、メンブレン層は、約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する１１５ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ａの全体的な剛性は、約２８Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は、約６．６ｐｐｍ／℃である。他の一実施形態において、メンブレン層は、約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張率を有する１６０ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ａの全体的な剛性は約４２Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は約５．６ｐｐｍ／℃である。
【００８０】
図１３Ｂは、光学マスク１３０９ｂ下の可動素子の角に配置されたボイド１３２５ｂを含む可動素子１３０４ｂの実施形態の上面視平面図を示す。ボイド１３２５ｂは、一般に多角形状であってもよく、約２２μｍ２の面積を有してもよい。可動素子１３０４ｂは、反射層、メンブレン層、及び導電層を含んでもよい。反射層及び導電層は、それぞれ約３０ｎｍの厚さであってもよく、約７０ＧＰａのヤング率及び２４ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有するアルミニウム銅合金を備えていてもよい。ある実施形態において、メンブレン層は約１６０ＧＰａのヤング率、約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数、及び約７５ｎｍから約１６０ｎｍの厚さを有する酸窒化シリコンを備えていてもよい。
【００８１】
さらに図１３Ｂを参照すると、一実施形態において、メンブレン層は約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する７５ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｂの全体的な剛性は、約２７Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は約８．１ｐｐｍ／℃である。他の一実施形態において、メンブレン層は、約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する１１５ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｂの全体的な剛性は、約３８Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は、約６．６ｐｐｍ／℃である。他の一実施形態において、メンブレン層は、約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張率を有する１６０ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ａの全体的な剛性は約５５Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は約５．６ｐｐｍ／℃である。
【００８２】
図１３Ｃは、光学マスク１３０９ｃ下の可動素子の角に配置されたボイド１３２５ｃを含む可動素子１３０４ｃの実施形態の上面視平面図を示す。ボイド１３２５ｃは、一般に多角形状であってもよく、約１７μｍ２の面積を有してもよい。可動素子１３０４ｃは、反射層、メンブレン層、及び導電層を含んでもよい。反射層及び導電層は、それぞれ約３０ｎｍの厚さであってもよく、７０ＧＰａのヤング率及び２４ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有するアルミニウム銅合金を備えていてもよい。ある実施形態において、メンブレン層は１６０ＧＰａのヤング率、約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数、及び約７５ｎｍから約１６０ｎｍの厚さを有する酸窒化シリコンを備えていてもよい。
【００８３】
さらに図１３Ｃを参照すると、一実施形態において、メンブレン層は約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する７５ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｃの全体的な剛性は、約４１Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は約８．１ｐｐｍ／℃である。他の一実施形態において、メンブレン層は、約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する１１５ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｃの全体的な剛性は、約５３Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は、約６．６ｐｐｍ／℃である。他の一実施形態において、メンブレン層は、約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張率を有する１６０ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｃの全体的な剛性は約８０Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は約５．６ｐｐｍ／℃である。
【００８４】
図１３Ｄは、光学マスク１３０９ｄ下の可動素子の角に配置されたボイド１３２５ｄを含む可動素子１３０４ｄの実施形態の上面視平面図を示す。ボイド１３２５ｄは、一般に曲線形状であってもよく、約９μｍ２の面積を有してもよい。可動素子１３０４ｄは、反射層、メンブレン層、及び導電層を含んでもよい。反射層及び導電層は、それぞれ約３０ｎｍの厚さであってもよく、約７０ＧＰａのヤング率及び２４ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有するアルミニウム銅合金を備えていてもよい。ある実施形態において、メンブレン層は約１６０ＧＰａのヤング率、約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数、及び約７５ｎｍから約１６０ｎｍの厚さを有する酸窒化シリコンを備えていてもよい。
【００８５】
さらに図１３Ｄを参照すると、一実施形態において、メンブレン層は約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する７５ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｄの全体的な剛性は、約６２Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は約８．１ｐｐｍ／℃である。他の一実施形態において、メンブレン層は、約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する１１５ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｃの全体的な剛性は、約８６Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は、約６．６ｐｐｍ／℃である。他の一実施形態において、メンブレン層は、約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張率を有する１６０ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｃの全体的な剛性は約９５Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は約５．６ｐｐｍ／℃である。
【００８６】
図１３Ｅは、ボイドを含まない可動素子１３０４ｅの一実施形態の上面視平面図を示す。可動素子１３０４ｅは、反射層、メンブレン層、及び導電層を含んでもよい。反射層及び導電層は、それぞれ約３０ｎｍの厚さであってもよく、約７０ＧＰａのヤング率及び２４ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有するアルミニウム銅合金を備えていてもよい。ある実施形態において、メンブレン層は約１６０ＧＰａのヤング率、約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数、及び約７５ｎｍから約１６０ｎｍの厚さを有する酸窒化シリコンを備えていてもよい。
【００８７】
さらに図１３Ｅを参照すると、一実施形態において、メンブレン層は約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する７５ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｅの全体的な剛性は、約７５Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は約８．１ｐｐｍ／℃である。他の一実施形態において、メンブレン層は、約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する１１５ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｅの全体的な剛性は、約１０１Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は、約６．６ｐｐｍ／℃である。他の一実施形態において、メンブレン層は、約１６０ＧＰａのヤング率及び約２．６ｐｐｍ／℃の熱膨張率を有する１６０ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を備える。この実施形態において、可動層１３０４ｅの全体的な剛性は約１０８Ｐａ／ｎｍであり、可動層の有効熱膨張係数は約５．６ｐｐｍ／℃である。
【００８８】
前述の説明は、本発明の特定の実施形態を詳述する。しかしながら、文中に現れる詳細な前記記載に関わらず、本発明は、多数の方法で実施することができることが理解されよう。さらにまた上述したように、本発明の特定の特徴または側面を記載する際の具体的な用語の使用は、その用語が本明細書で再定義されて用語が関連する本発明の特徴または側面のどのような具体的な特徴も含むように制限されると意図している、と捉えるべきではないことに注意すべきである。それゆえ、本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲及びそのあらゆる等価物に従って解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００８９】
１２ａ、１２ｂ  干渉変調器
１４ａ、１４ｂ  可動反射層
１６ａ、１６ｂ  光学積層体
１８  ポスト
１９  ギャップ
２０  基板
２１  プロセッサ
２２  アレイドライバ
２４  行ドライバ回路
２６  列ドライバ回路
２７  ネットワークインターフェース
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  テザー
３４  変形層
４０  ディスプレイデバイス
４１  筐体
４２  支持ポストプラグ
４３  アンテナ
４４  バス構造
４５  スピーカー
４６  マイク
４７  送受信部
４８  入力装置
５０  電源部
５２  調整用ハードウェア
９００  干渉ディスプレイ
９０２  行電極
９０３、１００３    吸収体
８０４、９０４、１００４、１３０４  可動素子
９０６  副画素
８０８、９０８、１００８  支持部
９０９、１００９、１３０９  光学マスク
９１０、１０１０  基板
１０１１  犠牲層
９１２、１０１２  誘電体層
９２１、１０２１  ギャップ
９２５、１０２５、１３２５  ボイド
８３３、９３３、１０３３  反射層
８３５、９３５、１０３５  メンブレン層
８３７、９３７、１０３７  導電層
１０５５  ハードマスク層
１０６１  空間
１１００  製造方法
１１０１、１１０３、１１０５、１００７、１００９  製造方法における各段階
１２００  製造方法
１２０１、１２０３、１３０５  製造方法における各段階
【図１】
0005600755.tif 000003
【図２】
0005600755.tif 000004
【図３】
0005600755.tif 000005
【図４】
0005600755.tif 000006
【図５Ａ】
0005600755.tif 000007
【図５Ｂ】
0005600755.tif 000008
【図６Ａ】
0005600755.tif 000009
【図６Ｂ】
0005600755.tif 000010
【図７Ａ】
0005600755.tif 000011
【図７Ｂ】
0005600755.tif 000012
【図７Ｃ】
0005600755.tif 000013
【図７Ｄ】
0005600755.tif 000014
【図７Ｅ】
0005600755.tif 000015
【図８Ａ】
0005600755.tif 000016
【図８Ｂ】
0005600755.tif 000017
【図９Ａ】
0005600755.tif 000018
【図９Ｂ】
0005600755.tif 000019
【図１０Ａ】
0005600755.tif 000020
【図１０Ｂ】
0005600755.tif 000021
【図１０Ｃ】
0005600755.tif 000022
【図１０Ｄ】
0005600755.tif 000023
【図１０Ｅ】
0005600755.tif 000024
【図１０Ｆ】
0005600755.tif 000025
【図１１】
0005600755.tif 000026
【図１２】
0005600755.tif 000027
【図１３Ａ】
0005600755.tif 000028
【図１３Ｂ】
0005600755.tif 000029
【図１３Ｃ】
0005600755.tif 000030
【図１３Ｄ】
0005600755.tif 000031
【図１３Ｅ】
0005600755.tif 000032