(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップの第１の平坦面を画定する第１の基板と、
前記第１の平坦面に対向する、前記ギャップの第２の平坦面を画定する第２の基板と
、
前記第１の平坦面に取り付けられ、前記ギャップ内に配設され、前記第１の平坦面に実質的に平行である平面中で、少なくとも前記ギャップの外部に光が伝搬できる前記ギャップ内の第１の位置と前記ギャップの外部に光が伝搬するのを防ぐ前記ギャップ内の第２の位置との間で移動するように構成された、少なくとも１つの光変調器と、
前記光変調器がその中に浸される、前記ギャップ中に配設された、流体と、
前記流体と接触している、前記第２の平坦面上に配設された、透明電気伝導性層と
を含み、
前記少なくとも１つの光変調器および前記透明電気伝導性層は、実質的に同じ電位にある、装置。
【請求項２】
前記透明電気伝導性層の主面が、前記流体と接触している、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの光変調器が、前記第１の位置の場合より小さく、前記第２の位置の場合より大きい程度に、前記ギャップから光が部分的に伝搬するのを可能にする、前記ギャップ内の少なくとも第３の位置へ移動するようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記光変調器および前記透明電気伝導性層と電気的に接続され、前記ギャップ内に配設された、伝導性スペーサ
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
ディスプレイ要素を囲むディスプレイ領域であって、前記ディスプレイ要素のそれぞれが前記伝導性スペーサおよび前記少なくとも１つの光変調器を含む、ディスプレイ領域と、
前記ディスプレイ要素の周囲であって、前記ディスプレイ領域内に配置された複数の追加の伝導性スペーサと、
前記第１の基板を前記第２の基板に結合する、前記ディスプレイ領域の周囲のエッジシールと、
前記複数のスペーサが、前記第１の基板および前記第２の基板が前記ディスプレイ領域内で変形することを実質的に防止し、前記第１の基板および前記第２の基板のうちの少なくとも一方が、スペーサのない領域内で自由に変形することができるように、前記エッジシールと前記ディスプレイ領域との間に配置された前記スペーサのない領域と
をさらに含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの光変調器および前記透明電気伝導性層が、接地電位にある、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの光変調器が、少なくとも１つの画素の少なくとも一部を含み、前記少なくとも１つの画素が、ディスプレイ閲覧エリアの少なくとも一部を画定する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの画素が、前記第１の基板または前記第２の基板によって画定された少なくとも１つの開口をさらに含み、前記透明電気伝導性層が、前記少なくとも１つの開口の少なくとも２０％の上に延在する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記透明電気伝導性層が、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の基板と、前記第２の基板と、前記少なくとも１つの光変調器と、前記流体と、前記透明電気伝導性層と
を含むディスプレイと、
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
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路と、
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラと
をさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置が、
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに含み、前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
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
をさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
ギャップの第１の平坦面を画定する第１の基板と、
前記第１の平坦面に対向する、前記ギャップの第２の平坦面を画定する第２の基板と、
前記第１の平坦面に取り付けられ、前記ギャップ内に配設され、少なくとも前記ギャップの外部に光が伝搬することができる前記ギャップ内の第１の位置と前記ギャップの外部に光が伝搬するのを防ぐ前記ギャップ内の第２の位置との間で移動するように構成された、少なくとも１つの光変調器と、
前記光変調器がその中に浸される、前記ギャップ中に配設された、流体と、
前記流体と接触している、前記第２の平坦面上に配設された、光吸収電気伝導性層と
を含み、
前記少なくとも１つの光変調器および前記光吸収電気伝導性層は、実質的に同じ電位にある装置。
【請求項１５】
前記光吸収電気伝導性層の主面が、前記流体と接触している、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの光変調器が、前記第１の位置の場合より小さく、前記第２の位置の場合より大きい程度に、前記ギャップから光が部分的に伝搬するのを可能にする、前記ギャップ内の少なくとも第３の位置へ移動するようにさらに構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記光変調器および前記光吸収電気伝導性層と電気的に接続され、前記ギャップ内に配設された、伝導性スペーサ
をさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
ディスプレイ要素を囲むディスプレイ領域であって、前記ディスプレイ要素のそれぞれが前記伝導性スペーサおよび前記少なくとも１つの光変調器を含む、ディスプレイ領域と、
前記ディスプレイ要素の周囲であって、前記ディスプレイ領域内に配置された複数の追加の伝導性スペーサと、
前記第１の基板を前記第２の基板に結合する、前記ディスプレイ領域の周囲のエッジシールと、
前記複数のスペーサが、前記第１の基板および前記第２の基板が前記ディスプレイ領域内で変形することを実質的に防止し、前記第１の基板および前記第２の基板のうちの少なくとも一方が、スペーサのない領域内で自由に変形することができるように、前記エッジシールと前記ディスプレイ領域との間に配置された前記スペーサのない領域と
をさらに含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの光変調器および前記光吸収電気伝導性層が、接地電位にある、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの光変調器が、少なくとも１つの画素の少なくとも一部を含み、前記少なくとも１つの画素が、ディスプレイ閲覧エリアの少なくとも一部を画定する、請求項１４に記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの画素が、前記第１の基板または前記第２の基板によって画定された少なくとも１つの開口をさらに含み、前記光吸収電気伝導性層が、前記少なくとも１つの開口の一部の上に延在する、請求項１４に記載の装置。
【請求項２２】
ギャップの第１の平坦面に取り付けられた光変調器と、前記第１の平坦面に対向する、前記ギャップの第２の平坦面との間の、静電引力を低減する方法であって、
前記ギャップの前記第１の平坦面を画定する第１の基板を設ける動作と、
前記第１の平坦面に対向する、前記ギャップの前記第２の平坦面を画定する第２の基板を設ける動作と、
前記ギャップの前記第２の平坦面上に配設された透明電気伝導性層を設ける動作と、
前記第１の平坦面に実質的に平行である平面中で、少なくとも前記ギャップの外部に光が伝搬できる前記ギャップ内の第１の位置と前記ギャップの外部に光が伝搬するのを防ぐ前記ギャップ内の第２の位置との間で、前記光変調器を移動させるための機構を設ける動作と、
前記光変調器を浸し、前記透明電気伝導性層と接触している、流体を設ける動作と、
第１の電位を前記光変調器に印加する動作と、
第２の電位を前記透明電気伝導性層に印加する動作であって、前記第１の電位および前記第２の電位は実質的に同じである動作と、
を含む方法。
【請求項２３】
前記流体が、前記透明電気伝導性層の主面と接触している、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の電位を印加する前記動作、および前記第２の電位を印加する前記動作が、前記光変調器を前記流体中に浸す前に実行される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の電位と前記第２の電位とを印加する前に、前記光変調器を前記流体中に浸す動作と、
前記光変調器を前記流体中に浸した後、前記第１の電位と前記第２の電位とを除去する動作と、
前記ギャップを密閉する動作と
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本特許出願は、「Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」と題する２０１１年１１月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／５６５，１５９号、および「Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ」と題する２０１２年１１月１４日に出願された米国非仮出願第１３／６７７，０４４号の優先権を主張する。先願の開示は、本特許出願の一部と見なされ、参照により本特許出願に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、イメージングディスプレイの分野に関し、詳細には、ディスプレイ要素内の電荷蓄積の散逸に関する。
【背景技術】
【０００３】
ナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）およびマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスなど、電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスは、光変調器を有するディスプレイ要素を含み得る。光変調器は、潤滑流体中に浸され得る。いくつかの事例では、電荷が、光変調器および流体を封入するキャビティ内に蓄積し得る。この電荷蓄積は、光変調器の移動を妨げることがある静電力を引き起こし得る。
【０００４】
電荷は、ディスプレイ装置の表面のほぼすべてで増大し得るが、シャッターなど、光変調器の平行な平面構造に近接した基板表面上の電荷蓄積は、それらの近接性、およびそれらの隣接する表面エリアの比較的大きいサイズのために、特に厄介になり得る。いくつかの事例では、生じた静電力は、光変調器が基板表面にくっつく、または付着することを生じ得る。次いで、光変調器は、望ましくない開位置、閉位置、または中間位置で動かなくなり得る。他の事例では、電荷蓄積が十分に大きい場合、生じた強い静電力が、光変調器を支持するビームを曲げるために十分な力で、光変調器を引っ張ることがある。このことは、光変調器が永続的に作動不可能になることを引き起こし得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のシステム、方法およびデバイスは、それぞれいくつかの発明的態様を有し、それらのうちの単一の態様だけが、本明細書で開示する望ましい属性に関与するとは限らない。
【０００６】
本開示で説明する主題の１つの発明的態様は、キャビティの第１の平坦面を画定する第１の基板を有する装置において実施され得る。この装置はまた、第１の平坦面に対向する、キャビティの第２の平坦面を画定する第２の基板を含む。第１の平坦面に取り付けられ、キャビティ内に配設された、少なくとも１つの光変調器は、キャビティ内の第１の位置からキャビティ内の第２の位置へ移動するように構成される。流体は、光変調器がその中に浸される、キャビティ中に配設される。透明電気伝導性層は、第２の平坦面上に配設され、流体を通って移行する電荷を散逸させるために流体と接触している。いくつかの実装形態では、透明電気伝導性層の主面は、流体と接触している。
【０００７】
いくつかの実装形態では、少なくとも１つの光変調器は、第１の位置および第２の位置のうちの一方において、キャビティからの光を透過または反射するように、かつ、第１の位置および第２の位置のうちの他方において、キャビティから光が伝播することを防止するように構成された、シャッターを含み得る。いくつかの実装形態では、少なくとも１つの光変調器は、キャビティ内の少なくとも第３の位置へ移動するようにさらに構成される。
【０００８】
いくつかの他の実装形態では、少なくとも１つの光変調器および透明電気伝導性層は、実質的に同じ電位にあり得る。いくつかの実装形態では、伝導性スペーサは、キャビティ内に配設され得、光変調器および透明電気伝導性層と電気的に通信し得る。いくつかのそのような実装形態では、この装置はまた、伝導性スペーサおよび少なくとも１つの光変調器の周囲のディスプレイ領域を含む。複数の追加の伝導性スペーサは、ディスプレイ領域内に配置される。エッジシールは、ディスプレイ領域を囲み、第１の基板を第２の基板に結合する。複数のスペーサが、第１の基板および第２の基板がディスプレイ領域内で変形することを実質的に防止し、かつ第１の基板および第２の基板のうちの少なくとも一方が、スペーサのない領域内で自由に変形することができるように、スペーサのない領域がエッジシールとディスプレイ領域との間に配置される。いくつかの他の実装形態では、少なくとも１つの光変調器および透明電気伝導性層は、接地電位にあり得る。いくつかの実装形態では、少なくとも１つの光変調器は、少なくとも１つの画素の少なくとも一部を含み得、少なくとも１つの画素は、ディスプレイ閲覧エリアの少なくとも一部を画定する。
【０００９】
いくつかの他の実装形態では、少なくとも１つの画素はまた、第１の基板または第２の基板によって画定された少なくとも１つの開口を含み得、ただし、透明電気伝導性層は、少なくとも１つの開口の少なくとも２０％の上に延在する。いくつかの実装形態では、透明電気伝導性層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含み得る。
【００１０】
いくつかの他の実装形態では、この装置はまた、第１の基板と、第２の基板と、少なくとも１つの光変調器と、流体と、透明電気伝導性層とを含む、ディスプレイを含み得る。この装置はまた、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を含み得る。この装置はまた、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含む。
【００１１】
いくつかの実装形態では、この装置はまた、ディスプレイに少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路と、ドライバ回路に画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラとを含む。いくつかの実装形態では、この装置は、プロセッサに画像データを送るように構成された画像ソースモジュールを含み、ただし、画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの他の実装形態では、この装置はまた、入力データを受信し、入力データを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含む。
【００１２】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、キャビティの第１の平坦面を画定する第１の基板を含む装置において実施され得る。この装置はまた、第１の平坦面に対向する、キャビティの第２の平坦面を画定する第２の基板を含む。第１の平坦面に取り付けられ、キャビティ内に配設される、少なくとも１つの光変調器は、キャビティ内の第１の位置からキャビティ内の第２の位置へ移動するように構成される。流体は、光変調器がその中に浸される、キャビティ中に配設される。光吸収電気伝導性層は、第２の平坦面上に配設され、流体を通って移行する電荷を散逸させるために流体と接触しており、ただし、少なくとも１つの光変調器および光吸収電気伝導性層は、実質的に同じ電位にあり得る。いくつかの実装形態では、光吸収電気伝導性層の主面は、流体と接触している。
【００１３】
いくつかの実装形態では、少なくとも１つの光変調器は、第１の位置および第２の位置のうちの一方において、キャビティからの光を透過または反射するように、かつ、第１の位置および第２の位置のうちの他方において、キャビティから光が伝播することを防止するように構成された、シャッターを含み得る。いくつかの実装形態では、少なくとも１つの光変調器は、キャビティ内の少なくとも第３の位置へ移動するようにさらに構成される。
【００１４】
いくつかの実装形態では、少なくとも１つの光変調器および光吸収電気伝導性層は、実質的に同じ電位にあり得る。いくつかの他の実装形態では、伝導性スペーサは、キャビティ内に配設され得、光変調器および光吸収電気伝導性層と電気的に通信し得る。いくつかのそのような実装形態では、この装置はまた、伝導性スペーサおよび少なくとも１つの光変調器の周囲のディスプレイ領域を含む。複数の追加の伝導性スペーサは、ディスプレイ領域内に配置される。エッジシールは、ディスプレイ領域を囲み、第１の基板を第２の基板に結合する。複数のスペーサが、第１の基板および第２の基板がディスプレイ領域内で変形することを実質的に防止し、第１の基板および第２の基板のうちの少なくとも一方が、スペーサのない領域内で自由に変形することができるように、スペーサのない領域がエッジシールとディスプレイ領域との間に配置される。いくつかの他の実装形態では、少なくとも１つの光変調器および光吸収電気伝導性層は、接地電位にあり得る。
【００１５】
いくつかの実装形態では、少なくとも１つの光変調器は、少なくとも１つの画素の少なくとも一部を含み得、少なくとも１つの画素は、ディスプレイ閲覧エリアの少なくとも一部を画定する。いくつかの実装形態では、少なくとも１つの画素はまた、第１の基板または第２の基板によって画定された少なくとも１つの開口を含み得、光吸収電気伝導性層は、少なくとも１つの開口の一部の上に延在する。
【００１６】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、キャビティの第１の平坦面に取り付けられた光変調器と、第１の平坦面に対向する、キャビティの第２の平坦面との間の、静電引力を低減する方法において実施され得る。この方法は、キャビティの第１の平坦面を画定する第１の基板を設ける動作と、第１の平坦面に対向する、キャビティの第２の平坦面を画定する第２の基板を設ける動作と、キャビティの第２の平坦面上に配設された透明電気伝導性層を設ける動作と、光変調器および透明電気伝導性層と接触している、流体を設ける動作と、透明電気伝導性層を介して、キャビティ中の電荷を散逸させる動作とを含む。いくつかの実装形態では、流体は、電気伝導性層の主面と接触している。
【００１７】
いくつかの実装形態では、この方法は、第１の電位および第２の電位が実質的に同じであるように、第１の電位を光変調器に印加する動作と、第２の電位を透明電気伝導性層に印加する動作とを含み得る。いくつかの実装形態では、第１の電位および第２の電位は、光変調器を流体中に浸す前に印加される。いくつかの他の実装形態では、この方法は、第１の電位と第２の電位とを印加する前に、光変調器を流体中に浸す動作と、光変調器を流体中に浸した後、第１の電位と第２の電位とを除去する動作と、キャビティを密閉する動作とを含み得る。
【００１８】
本明細書で説明する主題の１つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明において示す。本概要で提供する例は、主にＭＥＭＳ方式ディスプレイに関して説明するが、本明細書で提供する概念は、他のタイプのディスプレイ、たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、および電界放出ディスプレイ、ならびに他の非ディスプレイＭＥＭＳデバイス、たとえば、ＭＥＭＳマイクロフォン、センサ、および光スイッチに適用することができる。他の特徴、態様および利点は、説明、図面および特許請求の範囲から明らかになろう。以下の図の相対寸法は、一定の縮尺で描かれてはいない場合があることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】直視型マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）方式ディスプレイ装置の例示的な概略図である。
【図１Ｂ】ホストデバイスの例示的なブロック図である。
【図２Ａ】例示的なシャッター式光変調器の例示的な透視図である。
【図２Ｂ】ローリングアクチュエータシャッター式光変調器の断面図である。
【図２Ｃ】例示的な非シャッター式ＭＥＭＳ光変調器の断面図である。
【図２Ｄ】エレクトロウェッティング式光変調アレイの断面図である。
【図３Ａ】制御マトリクスの例示的な概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａの制御マトリクスに接続されたシャッター式光変調器アレイの透視図である。
【図４Ａ】デュアルアクチュエータシャッターアセンブリの例示的な図である。
【図４Ｂ】デュアルアクチュエータシャッターアセンブリの例示的な図である。
【図５】シャッター式光変調器を組み込んだディスプレイ装置の例示的な断面図である。
【図６】ディスプレイのＭＥＭＳダウン構成において使用するための、光変調器基板および開口プレートの断面図である。
【図７】光吸収伝導性層を組み込んだディスプレイ装置の例示的な断面図である。
【図８】透明伝導性層を組み込んだディスプレイ装置の例示的な断面図である。
【図９】光吸収伝導性層を有するディスプレイ装置のＭＥＭＳダウン構成において使用するための、光変調器基板および開口プレートの例示的な断面図である。
【図１０】透明伝導性層を有するディスプレイ装置のＭＥＭＳダウン構成において使用するための、光変調器基板および開口プレートの例示的な断面図である。
【図１１】光吸収伝導性層の例示的な上面図である。
【図１２】ディスプレイ装置において使用するための光吸収伝導性トレースの層の例示的な上面図である。
【図１３】ディスプレイ装置のキャビティ内の電荷蓄積を低減するための方法の例示的なフロー図である。
【図１４Ａ】拡大されたスペーサのない領域をもつ例示的なディスプレイの上面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示すディスプレイの側面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａに示すディスプレイの拡大されたスペーサのない領域の斜視図である。
【図１５Ａ】複数のディスプレイ要素を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図である。
【図１５Ｂ】複数のディスプレイ要素を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
様々な図面における同じ参照符号および記号は、同じ要素を示している。
【００２１】
いくつかのディスプレイは、ディスプレイ要素のアレイを封入するキャビティ内で流体を含む。いくつかの事例では、キャビティ内の電荷蓄積は、静電力の形成を生じ、静電力が、ディスプレイ要素への不正確な動作、または損傷を引き起こし得る。流体と接触している伝導性層の追加は、電荷蓄積を散逸させるように働き、したがって、潜在的に損傷を与える静電力を低減または除去することができる。
【００２２】
いくつかの実装形態では、伝導性層は、ディスプレイ要素のキャビティ中の流体に電気的に接触して配設される、光吸収伝導性層である。光吸収伝導性層は、ディスプレイ要素の光路内のいかなる開口または他の光透過性領域をも実質的に遮断しないように形成される。いくつかの実装形態では、光吸収伝導性層は、開口および光透過性領域に及び、それらの両端間に延在するトレースを含む。トレースのサイズおよび間隔は、開口および光透過性領域の実質的な遮断を回避すると同時に、ディスプレイ要素のキャビティ内の電荷蓄積の有効な散逸を行うように選択される。
【００２３】
いくつかの実装形態では、伝導性層は、透明伝導性層である。透明伝導性層は、流体に電気的に接触しているように、キャビティ内に配設される。透明伝導性層は、開口および光透過性領域の上に延在して、開口または光透過性領域を通過する光を実質的に遮断することなしに、キャビティ内の電荷蓄積の有効な散逸を行うことができる。
【００２４】
いくつかの実装形態では、伝導性層は、複数の電気的に絶縁された伝導性領域を含む。各電気的に絶縁された領域は、ただ１つの画素に関連付けられる。画素に対応する各領域は、その画素のみに関連付けられたシャッターに電気的に接触している。伝導性領域およびシャッターは、伝導性スペーサによって、およびシャッターを支持する伝導性アンカによって形成された相互接続部を介して接続され得る。いくつかのそのような実装形態では、ディスプレイは、ディスプレイの活性ディスプレイ領域中の伝導性層と伝導性スペーサとの間の電気接続を保持しながら、基板のうちの１つまたは複数の変形を可能にする、スペーサのない領域を含む。
【００２５】
いくつかの実装形態では、伝導性層は、ディスプレイ要素のすべてのシャッターのすべてに電気的に接続される。伝導性層は、伝導性スペーサを介して、または伝導性エッジシールを介して、シャッターに接続される。したがって、伝導性層、およびシャッターのすべては、共通の大域電位で動作され得る。
【００２６】
いくつかの実装形態では、電荷蓄積の散逸は、ディスプレイ装置のキャビティへの流体の充填中に達成され得る。そのような実装形態では、共通電位は、流体が充填されている間に伝導性層とディスプレイ要素のシャッターの両方に印加され得る。いくつかの他の実装形態では、共通電位は、流体の充填の完了後、除去され得る。
【００２７】
いくつかの実装形態では、電荷蓄積の散逸は、ディスプレイ装置の動作中に達成され得る。そのような実装形態では、伝導性層、またはその部分が、シャッターとして共通電位で保たれるように、伝導性層を、ディスプレイ装置中に含まれるディスプレイ要素に関連付けられたシャッターと電気的に接続することによって、電荷蓄積が散逸される。
【００２８】
本開示で説明する主題の特定の実装形態は、以下の潜在的な利点のうちの１つまたは複数を実現するように実装され得る。ディスプレイデバイスのキャビティ内の、およびキャビティ中の流体に電気的に接触している伝導性層を含むことは、流体を通って移行する電荷を散逸させる助けになる。電荷を散逸させることによって、伝導性層は、電荷によって生成され得る静電力を低減する助けになる。静電力が低減されるので、これらの静電力の影響による光変調器の不正確な動作のリスクもまた低減される。
【００２９】
電荷は、キャビティのいくつかの非伝導性表面の上に累積し得る。キャビティ内で累積された電荷のすべてを散逸させることは−たとえば、いくつかの表面は、非伝導性の絶縁層でコーティングされることから利益を得るので−困難であり得るが、伝導性層を、開口プレート上、および／またはカバープレート上など、表面の少なくともいくつかの上に置くことによって、キャビティ内で累積される全体的な電荷を低減する。結果として、光変調器に作用する（電荷によって生成された）静電力に関連するリスクが低減される。
【００３０】
いくつかの実装形態では、伝導性層は、迷光を吸収し、ディスプレイデバイスのコントラスト比を向上させる助けになるために、光吸収層であり得る。いくつかの他の実装形態では、伝導性層は、透明であり得、したがって、ディスプレイデバイスの開口の上に延在し、キャビティのより大きい部分を覆うことができる。このようにして、透明伝導性層は、ディスプレイデバイスのキャビティのより大きい部分の上の追加の電荷を散逸させることができる。
【００３１】
いくつかの実装形態では、光変調器と伝導性層とを同じ電位に置くことで、さらに、流体中の電荷を散逸させる助けになる。いくつかの実装形態では、ディスプレイデバイス内の伝導性スペーサは、伝導性層および光変調器を電気的に接続することを助け得る。いくつかの実装形態では、流体の充填前または充填中に累積し得る電荷を散逸する助けになるために、伝導性層および光変調器は、流体がキャビティ中に充填される前に、等しい電位に置かれる。いくつかのそのような実装形態では、スペーサのない領域を含むことは、低い動作温度において気泡の形成を防止すると同時に、伝導性層および伝導性スペーサが電気接続を保持することを可能にする助けになり得る。
【００３２】
流体に接触している伝導性層を有することは、そのような接続を与えるために非伝導性層を通してエッチングするアセンブリプロセスステップを実行する必要なしに、ディスプレイデバイスの開口プレートとの電気接触を与える助けになる。
【００３３】
いくつかの実装形態では、伝導性層は、電気的に絶縁された伝導性領域を含む。電気伝導性領域は、絶縁された領域に近接して配置された対応するシャッターに結合され得る。そのような構成は、作動電圧が、シャッターの近くに位置する駆動アクチュエータに対してではなく、直接シャッターに対して選択的に印加される、駆動方式を可能にする利点を有する。
【００３４】
図１Ａは、直視型ＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００の概略図を示している。ディスプレイ装置１００は、行および列に配列された複数の光変調器１０２ａ〜１０２ｄ（全体として「光変調器１０２」）を含む。ディスプレイ装置１００において、光変調器１０２ａおよび１０２ｄは開状態にあり、光を通させる。光変調器１０２ｂおよび１０２ｃは閉状態にあり、光の通過を妨げる。光変調器１０２ａ〜１０２ｄの状態を選択的にセットすることによって、ディスプレイ装置１００は、１つのランプまたは複数のランプ１０５で照射された場合、バックライト付きディスプレイ用の画像１０４を形成するのに利用することができる。別の実装形態では、装置１００は、装置の前面から発する周辺光の反射によって、画像を形成することができる。別の実装形態では、装置１００は、ディスプレイの前面に配置された１つのランプまたは複数のランプからの光の反射によって、すなわちフロントライトを使用して、画像を形成することができる。
【００３５】
いくつかの実装形態では、各光変調器１０２は、画像１０４中の画素１０６に対応する。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置１００は、複数の光変調器を利用して、画像１０４中の画素１０６を形成することができる。たとえば、ディスプレイ装置１００は、３つの色固有光変調器１０２を含み得る。特定の画素１０６に対応する色固有光変調器１０２のうちの１つまたは複数を選択的に開くことによって、ディスプレイ装置１００は、画像１０４中のカラー画素１０６を生成することができる。別の例では、ディスプレイ装置１００は、画像１０４中のルミナンスレベルを提供するために、画素１０６ごとに２つ以上の光変調器１０２を含む。画像に関して、「画素」は、画像の解像度によって定義される最も小さいピクチャ要素に対応する。ディスプレイ装置１００の構造構成要素に関して、「画素」という用語は、画像の単一画素を形成する光を変調するのに使用される、機械構成要素と電気構成要素との組合せを指す。
【００３６】
ディスプレイ装置１００は、投影型アプリケーションで通常見出される結像光学素子を含まなくてよいという点で、直視型ディスプレイである。投影型ディスプレイでは、ディスプレイ装置の表面に形成される画像は、スクリーンまたは壁に投影される。ディスプレイ装置は、投影画像よりもかなり小さい。直視型ディスプレイでは、ユーザは、光変調器を含み、場合によってはディスプレイ上で見られる輝度および／またはコントラストを強化するためのバックライトまたはフロントライトを含むディスプレイ装置を直接見ることによって、画像を見る。
【００３７】
直視型ディスプレイは、透過モードまたは反射モードのいずれかで動作し得る。透過型ディスプレイでは、光変調器は、ディスプレイの後ろに配置された１つのランプまたは複数のランプから発する光をフィルタリングし、または選択的に遮断する。場合によっては、各画素を均一に照明できるように、ランプからの光は、光ガイドまたは「バックライト」に注入される。透過直視型ディスプレイは、光変調器を含む一方の基板がバックライトのすぐ上に配置されるサンドイッチアセンブリ配列を円滑にするように、透明基板またはガラス基板の上に構築されることが多い。
【００３８】
各光変調器１０２は、シャッター１０８および開口１０９を含むことができる。画像１０４中の画素１０６を照明するために、シャッター１０８は、見ている人に向かって光が開口１０９を通るように配置される。画素１０６を未点灯のまま保つために、シャッター１０８は、光が開口１０９を通過するのを妨げるように配置される。開口１０９は、各光変調器１０２中の反射材料または光吸収材料を通じてパターニングされた開口部によって画定される。
【００３９】
ディスプレイ装置は、シャッターの移動を制御するための、基板と、光変調器とに接続された制御マトリクスも含む。制御マトリクスは、画素の行ごとに、少なくとも１つの書込み許可相互接続１１０（「スキャンライン相互接続」とも呼ばれる）と、各画素列に対する１つのデータ相互接続１１２と、すべての画素に、または少なくとも、ディスプレイ装置１００中の複数の列と複数の行の両方にある画素に共通電圧を与える１つの共通相互接続１１４とを含む、一連の電気相互接続（相互接続１１０、１１２および１１４など）を含む。適切な電圧（「書込み許可電圧、ＶＷＥ」）の印加に応じて、所与の画素行に対する書込み許可相互接続１１０は、行中の画素を、新規シャッター移動命令を受諾するように準備する。データ相互接続１１２は、新規移動命令を、データ電圧パルスの形で伝達する。データ相互接続１１２に印加されるデータ電圧パルスは、いくつかの実装形態において、シャッターの静電的な移動に直接寄与する。いくつかの他の実装形態では、データ電圧パルスは、スイッチ、たとえばトランジスタ、または、データ電圧よりも通常、規模が高い別個の作動電圧の、光変調器１０２への印加を制御する他の非線形回路要素を制御する。次いで、これらの作動電圧を印加した結果、シャッター１０８の静電駆動移動が生じる。
【００４０】
図１Ｂは、ホストデバイス１２０（すなわち、セルフォン、スマートフォン、ＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤ、タブレット、電子リーダーなど）のブロック図の一例を示している。ホストデバイス１２０は、ディスプレイ装置１２８、ホストプロセッサ１２２、環境センサ１２４、ユーザ入力モジュール１２６、および電源を含む。
【００４１】
ディスプレイ装置１２８は、複数のスキャンドライバ１３０（「書込み許可電圧源」とも呼ばれる）、複数のデータドライバ１３２（「データ電圧源」とも呼ばれる）、コントローラ１３４、共通ドライバ１３８、ランプ１４０〜１４６、ランプドライバ１４８、および、図１Ａに示す光変調器１０２などのディスプレイ要素のアレイ１５０を含む。スキャンドライバ１３０は、スキャンライン相互接続１１０に書込み許可電圧を印加する。データドライバ１３２は、データ相互接続１１２にデータ電圧を印加する。
【００４２】
ディスプレイ装置のいくつかの実装形態において、データドライバ１３２は、特に画像１０４のルミナンスレベルがアナログ方式で導出されるべきである場合、ディスプレイ要素のアレイ１５０にアナログデータ電圧を提供するように構成される。アナログ動作において、光変調器１０２は、ある範囲の中間電圧がデータ相互接続１１２を通して印加されると、シャッター１０８における、ある範囲の中間開状態が生じ、その結果、画像１０４におけるある範囲の中間照明状態すなわちルミナンスレベルが生じるように設計される。他の場合には、データドライバ１３２は、２つ、３つまたは４つのデジタル電圧レベルの縮小セットのみをデータ相互接続１１２に印加するように構成される。これらの電圧レベルは、デジタル方式で、シャッター１０８の各々に対して、開状態、閉状態、または他の不連続状態（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｓｔａｔｅ）をセットするように設計される。
【００４３】
スキャンドライバ１３０およびデータドライバ１３２は、デジタルコントローラ回路１３４（「コントローラ１３４」とも呼ばれる）に接続される。コントローラはデータを、行および画像フレームでグルーピングされた所定のシーケンスに編成されて、ほぼ直列方式でデータドライバ１３２に送る。データドライバ１３２は、直列並列データコンバータと、レベルシフティングと、一部のアプリケーション向けにはデジタルアナログ電圧コンバータとを含み得る。
【００４４】
ディスプレイ装置は、場合によっては、共通電圧源とも呼ばれる１組の共通ドライバ１３８を含む。いくつかの実装形態において、共通ドライバ１３８は、たとえば、一連の共通相互接続１１４に電圧を供給することによって、ディスプレイ要素のアレイ１５０内のすべてのディスプレイ要素にＤＣ共通電位を提供する。いくつかの他の実装形態では、共通ドライバ１３８は、コントローラ１３４からのコマンドに従って、ディスプレイ要素のアレイ１５０に対し電圧パルスまたは信号、たとえば、アレイ１５０の複数の行および列中のすべてのディスプレイ要素の同時作動を駆動および／または開始することが可能であるグローバル作動パルスを出す。
【００４５】
異なるディスプレイ機能のためのドライバ（たとえば、スキャンドライバ１３０、データドライバ１３２、および共通ドライバ１３８）はすべて、コントローラ１３４によって時間同期される。コントローラからのタイミングコマンドが、ランプドライバ１４８と、ディスプレイ要素のアレイ１５０内の特定の行の書込み許可およびシーケンシングと、データドライバ１３２からの電圧の出力と、ディスプレイ要素作動を可能にする電圧の出力とにより、赤、緑および青および白色ランプ（それぞれ１４０、１４２、１４４、および１４６）の照明を調整する。
【００４６】
コントローラ１３４は、シャッター１０８の各々が、新規画像１０４に適した照明レベルにリセットされ得るためのシーケンシングまたはアドレス指定方式を決定する。新規画像１０４は、周期的間隔でセットされ得る。たとえば、ビデオディスプレイの場合、カラー画像１０４またはビデオフレームは、１０〜３００ヘルツ（Ｈｚ）の範囲の周波数でリフレッシュされる。いくつかの実装形態において、アレイ１５０への画像フレームの設定は、交替画像フレームが、赤、緑および青など、交替する一連の色で照射されるように、ランプ１４０、１４２、１４４、および１４６の照明と同期される。それぞれの色のための画像フレームは、カラーサブフレームと呼ばれる。フィールド順次式カラー方法と呼ばれるこの方法では、カラーサブフレームが、２０Ｈｚを超過する周波数で交替される場合、人間の脳は、交替するフレーム画像を、広い連続する範囲の色を有する画像の知覚に平均する。代替実装形態では、原色をもつ４つ以上のランプが、ディスプレイ装置１００において利用されてよく、赤、緑、および青以外の原色を利用する。
【００４７】
ディスプレイ装置１００が、開状態と閉状態との間のシャッター１０８のデジタル切替えのために設計されるいくつかの実装形態において、コントローラ１３４は、前述のように、時分割グレースケールの方法によって画像を形成する。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置１００は、画素ごとに複数のシャッター１０８を使用することによって、グレースケールを提供することができる。
【００４８】
いくつかの実装形態において、画像状態１０４についてのデータは、コントローラ１３４によって、ディスプレイ要素アレイ１５０に、スキャンラインとも呼ばれる個々の行の順次アドレス指定によりロードされる。シーケンス中の行すなわちスキャンラインごとに、スキャンドライバ１３０は、アレイ１５０のその行について、書込み許可相互接続１１０に書込み許可電圧を印加し、続いて、データドライバ１３２が、選択された行中の各列について、所望のシャッター状態に対応するデータ電圧を供給する。このプロセスは、アレイ１５０中のすべての行についてデータがロードされるまで繰り返す。いくつかの実装形態において、データローディングのための選択された行のシーケンスは、線形であり、アレイ１５０中の上から下に進む。いくつかの他の実装形態では、選択された行のシーケンスは、視覚的アーティファクトを最小限にするために擬似ランダム化される。また、いくつかの他の実装形態では、シーケンシングはブロックで編成され、この場合、ブロックに対して、画像状態１０４の特定の一部のみについてのデータが、たとえば、シーケンス中のアレイ１５０の５行おきにのみアドレス指定することによってアレイ１５０にロードされる。
【００４９】
いくつかの実装形態において、アレイ１５０に画像データをロードするためのプロセスは、アレイ１５０のディスプレイ要素を作動させるプロセスとは、時間的に分離される。これらの実装形態において、ディスプレイ要素アレイ１５０は、アレイ１５０中の各ディスプレイ要素に対するデータメモリ要素を含むことができ、制御マトリクスは、メモリ要素に記憶されたデータに従って、シャッター１０８の同時作動を開始するためのトリガ信号を、共通ドライバ１３８から搬送するためのグローバル作動相互接続を含み得る。
【００５０】
代替実装形態では、ディスプレイ要素のアレイ１５０と、ディスプレイ要素を制御する制御マトリクスとが、方形の行および列以外の構成で配列され得る。たとえば、ディスプレイ要素は、六角形アレイまたは曲線をなす行および列で配列され得る。概して、本明細書で使用するスキャンラインという用語は、書込み許可相互接続を共有する、任意の複数のディスプレイ要素を指すものである。
【００５１】
ホストプロセッサ１２２は全般的に、ホストの動作を制御する。たとえば、ホストプロセッサ１２２は、ポータブル電子デバイスを制御するための汎用または専用プロセッサであり得る。ホストデバイス１２０内に含まれるディスプレイ装置１２８に対して、ホストプロセッサ１２２は、画像データならびにホストに関する追加データを出力する。そのような情報は、環境センサからのデータ、たとえば周辺光もしくは温度、たとえば、ホストの動作モードもしくはホストの電源に残っている電力量を含むホストに関する情報、画像データの内容に関する情報、画像データのタイプに関する情報、および／または画像モードを選択する際に使用するディスプレイ装置に関する指示を含み得る。
【００５２】
ユーザ入力モジュール１２６は、ユーザの個人的好みをコントローラ１３４に直接、またはホストプロセッサ１２２を介して伝える。いくつかの実装形態では、ユーザ入力モジュール１２６は、ユーザが「色をより濃く」、「コントラストをより良好に」、「電力をより低く」、「輝度を増して」、「スポーツ」、「ライブアクション」、または「アニメーション」などの個人的好みをプログラムしているソフトウェアによって制御される。いくつかの他の実装形態では、これらの好みは、スイッチまたはダイヤルなどのハードウェアを使用して、ホストに入力される。コントローラ１３４への複数のデータ入力はコントローラに対し、最適な画像化特性に対応する様々なドライバ１３０、１３２、１３８および１４８にデータを提供するように指示する。
【００５３】
環境センサモジュール１２４も、ホストデバイス１２０の一部として含まれ得る。環境センサモジュール１２４は、温度および／または周辺の採光条件など、周辺環境に関するデータを受信する。センサモジュール１２４は、デバイスが屋内またはオフィス環境で動作しているのか、明るい昼光の中の屋外環境で動作しているのか、夜間の屋外環境で動作しているのかを区別するようにプログラムされ得る。センサモジュール１２４は、コントローラ１３４が周辺環境に応答して表示条件を最適化できるように、この情報をディスプレイコントローラ１３４に通信する。
【００５４】
図２Ａは、例示的なシャッター式光変調器２００の透視図を示している。シャッター式光変調器２００は、図１Ａの直視型ＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００への組込みに適している。光変調器２００は、アクチュエータ２０４に結合されたシャッター２０２を含む。アクチュエータ２０４は、２つの別個のコンプライアント電極ビームアクチュエータ２０５（「アクチュエータ２０５」）から形成され得る。シャッター２０２は、一方では、アクチュエータ２０５に結合する。アクチュエータ２０５は、表面２０３に対して実質的に平行である運動面における表面２０３の上方で、シャッター２０２を横方向に移動する。シャッター２０２の反対側は、アクチュエータ２０４によって加えられる力に対向する復元力を与えるスプリング２０７に結合する。
【００５５】
各アクチュエータ２０５は、シャッター２０２をロードアンカ２０８に接続するコンプライアントロードビーム２０６を含む。ロードアンカ２０８は、コンプライアントロードビーム２０６とともに、機械的サポートとして働き、シャッター２０２を、表面２０３に近接して懸架されたまま保つ。表面２０３は、光を通過させるための１つまたは複数の開口穴２１１を含む。ロードアンカ２０８は、コンプライアントロードビーム２０６とシャッター２０２とを表面２０３に物理接続し、ロードビーム２０６を、バイアス電圧、一部の事例ではグランドに電気接続する。
【００５６】
基板がシリコンのような不透過性のものである場合、基板２０４を通して穴アレイをエッチングすることによって、基板に開口穴２１１が形成される。基板２０４がガラスやプラスチックのような透明なものである場合、基板２０３に堆積された遮光材料の層に開口穴２１１が形成される。開口穴２１１は概して、円形、楕円、多角形、蛇行状、または形状が不規則でよい。
【００５７】
各アクチュエータ２０５は、各ロードビーム２０６に隣接して配置されたコンプライアント駆動ビーム２１６も含む。駆動ビーム２１６は、一方の端部において、駆動ビーム２１６の間で共有される駆動ビームアンカ２１８に結合する。各駆動ビーム２１６の他端は、自由に移動する。各駆動ビーム２１６は、駆動ビーム２１６の自由端と、ロードビーム２０６の固定端との近くのロードビーム２０６に最接近するように湾曲される。
【００５８】
動作時、光変調器２００を組み込むディスプレイ装置は、駆動ビームアンカ２１８を介して駆動ビーム２１６に電位を印加する。第２の電位が、ロードビーム２０６に印加され得る。駆動ビーム２１６とロードビーム２０６との間の得られる電位差は、駆動ビーム２１６の自由端を、ロードビーム２０６の固定端の方に引き付け、ロードビーム２０６のシャッター端を、駆動ビーム２１６の固定端の方に引き付け、そうすることによって、シャッター２０２を、駆動アンカ２１８に向かって横に駆動する。コンプライアント部材２０６は、ビーム２０６および２１６の電位にわたる電圧が除去されたとき、ロードビーム２０６がシャッター２０２をその初期位置に押し戻すように、スプリングとして働き、ロードビーム２０６に蓄えられた応力を解放する。
【００５９】
光変調器２００などの光変調器は、電圧が除去された後にシャッターをその休止位置に戻すための、スプリングなどの受動復元力を組み込む。他のシャッターアセンブリは、「開」および「閉」アクチュエータの２種のセット、ならびにシャッターを開状態または閉状態のいずれかに移動させるための「開」および「閉」電極の別個のセットを組み込むことができる。
【００６０】
制御マトリクスによりシャッターおよび開口のアレイを制御して、画像が生じるようにし、多くの場合、適切なルミナンスレベルで画像を移動させるための様々な方法がある。一部のケースでは、制御は、ディスプレイの周囲にあるドライバ回路に接続された行および列相互接続の受動マトリクスアレイを用いて遂行される。他のケースでは、ディスプレイの速度、ルミナンスレベルおよび／または電力消散性能を向上させるために、切替えおよび／またはデータ記憶要素を、アレイ（いわゆるアクティブマトリクス）の各画素中に含めることが適切である。
【００６１】
ディスプレイ装置１００は、代替実装形態では、上述のシャッターアセンブリ２００などの横方向シャッター式光変調器以外のディスプレイ要素を含む。たとえば、図２Ｂは、ローリングアクチュエータシャッター式光変調器２２０の断面図を示している。ローリングアクチュエータシャッター式光変調器２２０は、図１ＡのＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００の代替実装形態への組込みに適している。ローリングアクチュエータ式光変調器は、固定電極の反対側に配設され、電界の印加に伴ってシャッターとして機能するように特定の方向に移動するようにバイアスされた可動電極を含む。いくつかの実装形態では、光変調器２２０は、基板２２８と絶縁層２２４との間に配設された平面電極２２６および絶縁層２２４に取り付けられた固定端部２３０を有する可動電極２２２を含む。印加電圧がまったくない場合に、可動電極２２２の可動端部２３２は、固定端部２３０の方へ自由に回転して、回転状態をもたらす。電極２２２と電極２２６との間に電圧を印加すると、可動電極２２２は展開し、絶縁層２２４に横になり、それにより光が基板２２８を通るのを遮断するシャッターとして働く。可動電極２２２は、電圧が除去された後、弾性復元力によって回転状態に戻る。回転状態の方へのバイアスは、異方性応力状態を含むように可動電極２２２を製造することによって達成され得る。
【００６２】
図２Ｃは、例示的な非シャッター式ＭＥＭＳ光変調器２５０の断面図を示している。光タップ変調器２５０は、図１ＡのＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００の代替実装形態への組込みに適している。光タップは、減衰全内部反射（ＴＩＲ）の原理に従って作用する。すなわち、光２５２が光ガイド２５４にもたらされると、干渉がない状況において、光２５２はそのほとんどの部分について、ＴＩＲのために光ガイド２５４の前面または後面を通って光ガイド２５４を脱出することができない。光タップ２５０は、十分に高い屈折率を有するタップ要素２５６を有するので、タップ要素２５６が光ガイド２５４と接触したことに応答して、タップ要素２５６に隣接した光ガイド２５４の表面に衝突した光２５２は、光ガイド２５４を脱出してタップ要素２５６を通り、見ている人の方に向かい、それにより、画像の形成がもたらされる。
【００６３】
いくつかの実装形態では、タップ要素２５６は、柔軟な透明材料のビーム２５８の一部として形成される。電極２６０は、ビーム２５８の一方の側の部分をコーティングする。対向する電極２６２が、光ガイド２５４上に配設される。電極２６０および２６２にわたって電圧を印加することによって、光ガイド２５４に対するタップ要素２５６の位置は、光ガイド２５４から光２５２を選択的に抽出するように制御され得る。
【００６４】
図２Ｄは、エレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０の例示的な断面図を示している。エレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０は、図１ＡのＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００の代替実装形態への組込みに適している。光変調アレイ２７０は、光キャビティ２７４上に形成された複数のエレクトロウェッティング式光変調セル２７２ａ〜ｄ（全体として「セル２７２」）を含む。光変調アレイ２７０はまた、セル２７２に対応する１組のカラーフィルタ２７６を含む。
【００６５】
各セル２７２は、水（または他の透明な導電性または極性の流体）２７８の層、光吸収オイル２８０の層、（たとえば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から作られた）透明電極２８２、および光吸収オイル２８０の層と透明電極２８２との間に位置する絶縁層２８４を含む。本明細書で説明する実装形態では、電極はセル２７２の後面の一部分を占める。
【００６６】
セル２７２の後面の残りは、光キャビティ２７４の前面を形成する反射開口層２８６から形成される。反射開口層２８６は、反射性金属または誘電鏡を形成する薄膜の積層などの反射性材料から形成される。セル２７２ごとに、光を通させるように反射開口層２８６中に開口が形成される。セルの電極２８２は、開口中に、および別の誘電体層によって分離された反射開口層２８６を形成する材料の上に堆積される。
【００６７】
光キャビティ２７４の残りは、反射開口層２８６に近接して配置された光ガイド２８８、および反射開口層２８６の反対側の光ガイド２８８の一方の側にある第２の反射層２９０を含む。一連の光リダイレクタ２９１は、光ガイドの後面上に、第２の反射層に近接して形成される。光リダイレクタ２９１は、拡散反射体または鏡面反射体のいずれかであり得る。ＬＥＤなどの１つまたは複数の光源２９２は、光ガイド２８８に光２９４を注入する。
【００６８】
代替実装形態では、追加の透明基板（図示せず）が光ガイド２８８と光変調アレイ２７０との間に配置される。この実装形態では、反射開口層２８６は、光ガイド２８８の表面上ではなく追加の透明基板上に形成される。
【００６９】
動作中、セル（たとえば、セル２７２ｂまたは２７２ｃ）の電極２８２に電圧を印加すると、セル中の光吸収オイル２８０はセル２７２の１つの部分に集まる。その結果、光吸収オイル２８０は、反射開口層２８６中に形成された開口を光が通過するのを遮断しなくなる（たとえば、セル２７２ｂおよび２７２ｃ参照）。次いで開口におけるバックライトを脱出した光は、セルを通り、１組のカラーフィルタ２７６中の対応するカラーフィルタ（たとえば、赤、緑または青）を通って脱出して、画像中にカラー画素を形成することができる。電極２８２が接地されたとき、光吸収オイル２８０は、反射開口層２８６中の開口をカバーし、開口を通過しようとする光２９４を吸収する。
【００７０】
電圧がセル２７２に印加されたときにオイル２８０が集まるエリアは、画像の形成に関連して無駄な空間を構成する。このエリアは、電圧が印加されるかまたはされないかに関係なく、透過しない。したがって、反射開口層２８６の反射部分を含めないことで、このエリアは、本来であれば画像の形成に寄与するために使用され得る光を吸収する。一方、反射開口層２８６を含めることで、本来であれば吸収されているこの光は、異なる開口を通る将来の脱出のために、光ガイド２９０に逆反射される。エレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０は、本明細書で説明するディスプレイ装置に含めるのに適した非シャッター方式ＭＥＭＳ変調器の唯一の例ではない。他の形式の非シャッター方式ＭＥＭＳ変調器も同様に、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書で説明する様々な形式のコントローラ機能によって制御され得る。
【００７１】
図３Ａは、制御マトリクス３００の例示的な概略図を示している。制御マトリクス３００は、図１ＡのＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００に組み込まれた光変調器を制御するのに適している。図３Ｂは、図３Ａの制御マトリクス３００に接続されたシャッター式光変調器アレイ３２０の透視図を示している。制御マトリクス３００は、画素アレイ３２０（「アレイ３２０」）をアドレス指定することができる。各画素３０１は、アクチュエータ３０３によって制御される、図２Ａのシャッターアセンブリ２００などの弾性シャッターアセンブリ３０２を含み得る。各画素は、開口３２４を含む開口層３２２も含み得る。
【００７２】
制御マトリクス３００は、シャッターアセンブリ３０２が形成される基板３０４の表面に、拡散または薄膜堆積電気回路として組み立てられる。制御マトリクス３００は、制御マトリクス３００中の画素３０１の各行に対するスキャンライン相互接続３０６と、制御マトリクス３００中の画素３０１の各列に対するデータ相互接続３０８とを含む。各スキャンライン相互接続３０６は、書込み許可電圧源３０７を、対応する画素３０１の行中の画素３０１に電気接続する。各データ相互接続３０８は、データ電圧源３０９（「Ｖｄソース」）を、対応する画素の列中の画素３０１に電気接続する。制御マトリクス３００中で、Ｖｄソース３０９は、シャッターアセンブリ３０２の作動に使用されるエネルギーの大部分を提供する。このように、データ電圧源、Ｖｄソース３０９は、作動電圧源としても働く。
【００７３】
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、画素アレイ３２０中の各画素３０１または各シャッターアセンブリ３０２に対して、制御マトリクス３００は、トランジスタ３１０とキャパシタ３１２とを含む。各トランジスタ３１０のゲートは、画素３０１が置かれているアレイ３２０中の行のスキャンライン相互接続３０６に電気接続される。各トランジスタ３１０のソースは、それに対応するデータ相互接続３０８に電気接続される。各シャッターアセンブリ３０２のアクチュエータ３０３は、２つの電極を含む。各トランジスタ３１０のドレインは、対応するキャパシタ３１２の１つの電極、および対応するアクチュエータ３０３の電極のうちの１つと並列に電気接続される。シャッターアセンブリ３０２内のキャパシタ３１２の他方の電極およびアクチュエータ３０３の他方の電極は、共通または接地電位に接続される。代替実装形態では、トランジスタ３１０は、半導体ダイオードおよび／または金属絶縁体金属サンドイッチ型スイッチ素子で置き換えることができる。
【００７４】
動作時、画像を形成するために、制御マトリクス３００は、各スキャンライン相互接続３０６にＶｗｅを順に印加することによって、シーケンス中のアレイ３２０中の各行を書込み可能にする。書込み可能にされた行に対して、行中の画素３０１のトランジスタ３１０のゲートへのＶｗｅの印加により、トランジスタ３１０を通してデータ相互接続３０８に電流が流れて、シャッターアセンブリ３０２のアクチュエータ３０３に電位が印加される。行が書込み可能にされている間、データ電圧Ｖｄが、データ相互接続３０８に選択的に印加される。アナロググレースケールを与える実装形態では、各データ相互接続３０８に印加されるデータ電圧は、書込み可能にされたスキャンライン相互接続３０６とデータ相互接続３０８との交差に置かれた画素３０１の所望の輝度との関係で変えられる。デジタル制御方式を提供する実装形態では、データ電圧は、比較的低規模の電圧（すなわち、グランドに近い電圧）になるように、またはＶａｔ（作動閾電圧）を満たし、もしくは超えるように選択される。データ相互接続３０８へのＶａｔの印加に応答して、対応するシャッターアセンブリ内のアクチュエータ３０３が作動し、シャッターアセンブリ３０２内のシャッターを開く。データ相互接続３０８に印加された電圧は、制御マトリクス３００が行にＶｗｅを印加するのをやめた後でも、画素３０１のキャパシタ３１２に蓄えられたままとどまる。したがって、シャッターアセンブリ３０２が作動するのに十分な程長い時間、行において電圧Ｖｗｅを待ち、保持する必要はなく、そのような作動は、書込み許可電圧が行から除去された後も進行し得る。キャパシタ３１２は、アレイ３２０内のメモリ要素としても機能し、画像フレームの照明のために作動命令を記憶する。
【００７５】
アレイ３２０の画素３０１ならびに制御マトリクス３００は、基板３０４上に形成される。アレイ３２０は、基板３０４上に配設された開口層３２２を含み、開口層３２２は、アレイ３２０中のそれぞれの画素３０１に対する１組の開口３２４を含む。開口３２４は、各画素中のシャッターアセンブリ３０２と整列される。いくつかの実装形態では、基板３０４は、ガラスまたはプラスチックなどの透明材料から作られる。いくつかの他の実装形態では、基板３０４は、不透過性材料から作られるが、この場合、穴がエッチングされて開口３２４を形成する。
【００７６】
シャッターアセンブリ３０２は、アクチュエータ３０３とともに、双安定にされ得る。すなわち、シャッターは、いずれかの位置にシャッターを保持するための電力がほとんどまたはまったく要求されることなく、少なくとも２つの均衡位置（たとえば開または閉）に存在し得る。より具体的には、シャッターアセンブリ３０２は、機械的に双安定であり得る。シャッターアセンブリ３０２のシャッターが正しい位置でセットされると、その位置を維持するのに、電気エネルギーまたは保持電圧は要求されない。シャッターアセンブリ３０２の物理要素に対する機械的圧力が、シャッターを所定の場所で保持し得る。
【００７７】
シャッターアセンブリ３０２はまた、アクチュエータ３０３とともに、電気的に双安定にされ得る。電気的に双安定のシャッターアセンブリでは、シャッターアセンブリの作動電圧を下回る電圧範囲が存在し、この電圧範囲は、（シャッターが開または閉のいずれかの状態で）閉アクチュエータに印加されると、シャッターに対向力が加えられたとしても、アクチュエータを閉のままに、かつシャッターを所定の位置に保持する。対向力は、図２Ａに示すシャッター式光変調器２００内のスプリング２０７などのスプリングによって加えることができ、または対向力は、「開」もしくは「閉」アクチュエータなどの対向アクチュエータによって加えることができる。
【００７８】
光変調器アレイ３２０は、画素ごとに単一のＭＥＭＳ光変調器を有するものとして示されている。各画素中に複数のＭＥＭＳ光変調器が設けられる他の実装形態も可能であり、そうすることによって、各画素中の単なる２進「オン」または「オフ」光学状態以上のものを可能にする。画素中の複数のＭＥＭＳ光変調器が設けられ、光変調器の各々に関連付けられた開口３２４が不等面積をもつ符号化面積分割グレースケールのいくつかの形が可能である。
【００７９】
いくつかの他の実装形態では、ローラー式光変調器２２０、光タップ２５０、またはエレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０、ならびに他のＭＥＭＳ方式光変調器が、光変調器アレイ３２０内のシャッターアセンブリ３０２の代わりに用いられ得る。
【００８０】
図４Ａおよび図４Ｂは、デュアルアクチュエータシャッターアセンブリ４００の例示的な図を示している。図４Ａに示すデュアルアクチュエータシャッターアセンブリ４００は、開状態にある。図４Ｂは、閉状態にあるデュアルアクチュエータシャッターアセンブリ４００を示している。シャッターアセンブリ２００とは対照的に、シャッターアセンブリ４００は、シャッター４０６の両側にアクチュエータ４０２および４０４を含む。各アクチュエータ４０２および４０４は、独立に制御される。第１のアクチュエータ、シャッター開アクチュエータ４０２は、シャッター４０６を開くのを担当する。第２の対向アクチュエータ、シャッター閉アクチュエータ４０４は、シャッター４０６を閉じるのを担当する。アクチュエータ４０２および４０４は両方とも、コンプライアントビーム電極アクチュエータである。アクチュエータ４０２および４０４は、シャッターがその上方で懸架されている開口層４０７に対して実質的に、平行な平面にあるシャッター４０６を駆動することによって、シャッター４０６を開閉する。シャッター４０６は、アクチュエータ４０２および４０４に取り付けられたアンカ４０８によって、開口層４０７の少し上方で懸架される。シャッター４０６の移動軸に沿って、シャッター４０６の両端に取り付けられたサポートを含むことにより、シャッター４０６の面外運動が低減され、基板に対して実質的に平行な平面への運動に閉じ込める。図３Ａの制御マトリクス３００との類似性によって、シャッターアセンブリ４００とともに使用するのに適した制御マトリクスは、対向するシャッター開アクチュエータ４０２およびシャッター閉アクチュエータ４０４の各々につき、１つのトランジスタおよび１つのキャパシタを含み得る。
【００８１】
シャッター４０６は、光が通り得る２つのシャッター開口４１２を含む。開口層４０７は、３つの開口４０９からなるセットを含む。図４Ａにおいて、シャッターアセンブリ４００は開状態にあり、したがって、シャッター開アクチュエータ４０２は作動しており、シャッター閉アクチュエータ４０４はその弛緩位置にあり、かつシャッター開口４１２の中心線が開口層の開口４０９のうちの２つの中心線と一致する。図４Ｂにおいてシャッターアセンブリ４００は閉状態に移されており、したがって、シャッター開アクチュエータ４０２はその弛緩位置にあり、シャッター閉アクチュエータ４０４は作動しており、かつシャッター４０６の遮光部分は、このとき開口４０９（点線として示す）を通る光の透過を遮断するための所定の位置にある。
【００８２】
各開口は、その周囲に、少なくとも１つの辺をもつ。たとえば、方形開口４０９は、４つの辺をもつ。円形、楕円、卵型、または他の湾曲開口が開口層４０７に形成される代替実装形態では、各開口は、単一辺のみを有し得る。いくつかの他の実装形態では、開口は、数学的な意味において分離され、または独立する必要はなく、連結されてよい。すなわち、開口の一部または成形断面が、各シャッターとの対応を維持し得る間、これらのセクションのいくつかは、開口の単一の連続外周が複数のシャッターによって共有されるように連結され得る。
【００８３】
様々な出口角をもつ光を、開状態にある開口４１２および４０９に通すために、開口層４０７中の開口４０９の対応する幅またはサイズよりも大きい幅またはサイズをシャッター開口４１２に与えることが有利である。閉状態において光が漏れるのを効果的に阻止するために、シャッター４０６の遮光部分が開口４０９と重なるのが好ましい。図４Ｂは、シャッター４０６内の遮光部分の辺と、開口層４０７内に形成される開口４０９の１つの辺との間の所定の重複４１６を示す。
【００８４】
静電アクチュエータ４０２および４０４は、その電圧変位挙動により、シャッターアセンブリ４００に双安定特性が与えられるように設計される。シャッター開アクチュエータおよびシャッター閉アクチュエータの各々について、作動電圧を下回る電圧範囲が存在し、この電圧範囲は、そのアクチュエータが閉状態である（シャッターは開または閉のいずれかである）間に印加されると、対向アクチュエータに作動電圧が印加された後でも、アクチュエータを閉のままに、かつシャッターを所定の位置に保持する。そのような対向力に対してシャッターの位置を維持するのに必要とされる最小電圧は、維持電圧Ｖｍと呼ばれる。
【００８５】
図５は、シャッター式光変調器（シャッターアセンブリ）５０２を組み込んだディスプレイ装置５００の例示的な断面図を示している。各シャッターアセンブリ５０２は、シャッター５０３とアンカ５０５とを組み込んでいる。アンカ５０５とシャッター５０３との間で接続されると、表面の少し上でシャッター５０３を懸架するのを助けるコンプライアントビームアクチュエータについては図示していない。シャッターアセンブリ５０２は、プラスチックまたはガラスで作られた基板など、透明基板５０４上に配設される。基板５０４上に配設された後ろ向き反射層、反射膜５０６が、シャッターアセンブリ５０２のシャッター５０３の閉位置の下に置かれた複数の表面開口５０８を画定する。反射膜５０６は、表面開口５０８を通らない光を、ディスプレイ装置５００の後ろに向かって逆反射する。反射開口層５０６は、スパッタリング、蒸着、イオンプレーティング、レーザアブレーション、または化学気相堆積（ＣＶＤ）を含むいくつかの気相堆積技法によって薄膜方式で形成された含有物をもたない微粒金属膜であり得る。いくつかの他の実装形態では、後ろ向き反射層５０６は、誘電鏡などの鏡から形成され得る。誘電鏡は、高および低屈折率の材料を交互に繰り返す誘電薄膜の積層として作製され得る。シャッターが自由に移動する反射膜５０６からシャッター５０３を分離する垂直ギャップは、０．５〜１０ミクロンの範囲内である。垂直ギャップの規模は、図４Ｂに示す重複４１６など、閉状態における、シャッター５０３の辺と、開口５０８の辺との間の横の重複よりも小さいことが好ましい。
【００８６】
ディスプレイ装置５００は、基板５０４を平面光ガイド５１６から分離する随意のディフューザ５１２および／または随意の輝度強化膜５１４を含む。光ガイド５１６は、透明材料、すなわちガラス材料またはプラスチック材料を含む。光ガイド５１６は、１つまたは複数の光源５１８によって照射され、バックライトを形成する。光源５１８は、たとえば、限定はしないが、白熱電球、蛍光灯、レーザ、または発光ダイオード（ＬＥＤ）でよい。反射体５１９は、ランプ５１８から光ガイド５１６に光を向けるのを助ける。前向き反射膜５２０が、バックライト５１６の後ろに配設され、シャッターアセンブリ５０２に向かって光を反射する。シャッターアセンブリ５０２のうちの１つを通らない、バックライトからの光線５２１などの光線は、バックライトに戻され、膜５２０から再度反射される。この方式において、第１のパス上に画像を形成するためにディスプレイ装置５００を離れることができない光は、リサイクルし、シャッターアセンブリ５０２のアレイ中の他の開いた開口の透過のために利用可能にすることができる。そのような光リサイクルは、ディスプレイの照明効率を上げることがわかっている。
【００８７】
光ガイド５１６は、ランプ５１８から開口５０８の方に、したがってディスプレイの前面の方に光を向け直す１組の幾何学的光リダイレクタまたはプリズム５１７を含む。光リダイレクタ５１７は、代替可能に断面が三角形、台形になる、または湾曲することができる形状をもつ光ガイド５１６のプラスチック本体内に成形することができる。プリズム５１７の密度は概して、ランプ５１８からの距離とともに増大する。
【００８８】
いくつかの実装形態では、開口層５０６は、光吸収材料で作ることができ、代替実装形態では、シャッター５０３の表面は、光吸収材料または光反射材料のいずれかでコーティングすることができる。いくつかの他の実装形態では、開口層５０６は、光ガイド５１６の表面に直接堆積され得る。いくつかの実装形態では、開口層５０６は、（後で説明するＭＥＭＳダウン構成の場合のように）シャッター５０３およびアンカ５０５と同じ基板上に配設される必要はない。
【００８９】
いくつかの実装形態では、光源５１８は、異なる色、たとえば、赤色、緑色、および青色のランプを含み得る。人間の脳が、異なる色の画像を単一の多色画像に平均するのに十分なレートで、異なる色のランプで画像を連続して照明することによって、カラー画像が形成され得る。様々な色固有画像が、シャッターアセンブリ５０２のアレイを使用して形成される。別の実装形態では、光源５１８は、４つ以上の異なる色を有するランプを含む。たとえば、光源５１８は、赤色、緑色、青色および白色ランプ、または赤色、緑色、青色および黄色ランプを有し得る。いくつかの他の実装形態では、光源５１８は、シアン色、マゼンタ色、黄色および白色ランプ、または赤色、緑色、青色および白色ランプを含み得る。いくつかの他の実装形態では、追加のランプが光源５１８に含まれ得る。たとえば、５つの色を使用する場合、光源５１８は、赤色、緑色、青色、シアン色および黄色ランプを含み得る。いくつかの他の実装形態では、光源５１８は、白色、オレンジ色、青色、紫色および緑色ランプ、または白色、青色、黄色、赤色およびシアン色ランプを含み得る。６つの色を使用する場合、光源５１８は、赤色、緑色、青色、シアン色、マゼンタ色および黄色ランプ、または白色、シアン色、マゼンタ色、黄色、オレンジ色および緑色ランプを含み得る。
【００９０】
カバープレート５２２は、ディスプレイ装置５００の前面を形成する。カバープレート５２２の後ろ側は、コントラストを増すために、ブラックマトリクス５２４でカバーされ得る。代替実装形態では、カバープレートは、カラーフィルタ、たとえば、シャッターアセンブリ５０２のうちの異なるものに対応する、固有の赤色、緑色、および青色フィルタを含む。カバープレート５２２は、シャッターアセンブリ５０２から所定の距離だけ離れて支えられ、ギャップ５２６を形成する。ギャップ５２６は、機械的サポートもしくはスペーサ５２７によって、および／またはカバープレート５２２を基板５０４に付着させる粘着シール５２８によって維持される。
【００９１】
粘着シール５２８は、流体５３０を封じ込める。流体５３０は、好ましくは約１０センチポアズを下回る粘度、好ましくは約２．０を上回る比誘電率、および約１０４Ｖ／ｃｍを上回る絶縁破壊強度で作られる。流体５３０は、潤滑剤としても働き得る。いくつかの実装形態では、流体５３０は、高い表面ぬれ性をもつ疎水性液体である。代替実装形態では、流体５３０は、基板５０４の屈折率よりも大きい、または小さい屈折率を有する。
【００９２】
機械的光変調器を組み込んだディスプレイは、数百、数千、または場合によっては数百万の可動要素を含み得る。いくつかのデバイスでは、要素が移動するたびに、静止摩擦が要素のうちの１つまたは複数を無効にする可能性がある。この移動は、（流体５３０とも呼ばれる）流体にすべての部品を浸し、ＭＥＭＳディスプレイセルの流体空間またはギャップ内に（たとえば、接着剤で）流体を密閉することによって、促進される。流体５３０は通常、摩擦係数が低く、粘度が低く、長期的に劣化の影響が最小である。ＭＥＭＳ方式ディスプレイアセンブリが流体５３０用に液体を含むとき、液体は少なくとも部分的に、ＭＥＭＳ方式光変調器の可動部のうちのいくつかを囲む。いくつかの実装形態では、作動電圧を下げるために、液体は、７０センチポアズを下回る粘度を有する。いくつかの他の実装形態では、液体は、１０センチポアズを下回る粘度を有する。７０センチポアズを下回る粘度をもつ液体は、４０００グラム／モルを下回るか、または場合によっては４００グラム／モルを下回る低分子量を有する材料を含み得る。そのような実装形態にも好適であり得る流体５３０は、限定はしないが、脱イオン水、メタノール、エタノールおよび他のアルコール、パラフィン、オレフィン、エーテル、シリコーンオイル、フッ素化シリコーンオイル、または他の天然もしくは合成の溶剤もしくは潤滑剤を含む。有用な流体は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、たとえば、ヘキサメチルジシロキサンおよびオクタメチルトリシロキサン、またはアルキルメチルシロキサン、たとえば、ヘキシルペンタメチルジシロキサンであり得る。有用な流体はアルカン、たとえば、オクタンまたはデカンであり得る。有用な流体はニトロアルカン、たとえば、ニトロメタンであり得る。有用な流体は芳香族化合物、たとえば、トルエンまたはジエチルベンゼンであり得る。有用な流体はケトン、たとえば、ブタノンまたはメチルイソブチルケトンであり得る。有用な流体はクロロカーボン、たとえば、クロロベンゼンであり得る。有用な流体はクロロフルオロカーボン、たとえば、ジクロロフルオロエタンまたはクロロトリフルオロエチレンであり得る。これらのディスプレイアセンブリについて考えられる他の流体には、酢酸ブチルおよびジメチルホルムアミドが含まれる。これらのディスプレイについてのさらに他の有用な流体には、ハイドロフルオロエーテル、ペルフルオロポリエーテル、ハイドロフルオロポリエーテル、ペンタノール、およびブタノールが含まれる。例示的な適切なハイドロフルオロエーテルには、エチルノナフルオロブチルエーテルおよび２−トリフルオロメチル−３−エトキシドデカフルオロヘキサンが含まれる。
【００９３】
板金または成形プラスチックアセンブリブラケット５３２は、カバープレート５２２と、基板５０４と、バックライトと、他の構成要素部とを合わせて、辺の周りに保持する。アセンブリブラケット５３２は、複合ディスプレイ装置５００に剛性を加えるために、ねじまたはインデントタブで固定される。いくつかの実装形態では、光源５１８は、エポキシポッティング化合物によって、所定の場所に成形される。反射体５３６は、光ガイド５１６の辺から漏れた光を光ガイド５１６に戻すのを助ける。シャッターアセンブリ５０２およびランプ５１８に制御信号ならびに電力を与える電気相互接続は、図５に示していない。
【００９４】
いくつかの他の実装形態では、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、ローラー式光変調器２２０、光タップ２５０、またはエレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０、ならびに他のＭＥＭＳ方式光変調器が、ディスプレイ装置５００内のシャッターアセンブリ５０２の代わりに用いられ得る。
【００９５】
図５はまた、ディスプレイカバープレート５２２上の静電荷蓄積（以下で「電荷蓄積」と呼ぶ）の一例をも示す。電荷蓄積は、負電荷５４０によって表される。図５は負電荷５４０を示すが、電荷蓄積はまた、正電荷、または正電荷および負電荷の組合せによっても表され得る。
【００９６】
ディスプレイ装置５００の様々な部品を流体５３０中に浸すプロセスは、電荷がそのような部品から離れて流体５３０へ移行することを生じ得る。そのような電荷移行はまた、シャッター５０３が開位置と閉位置との間で繰り返し移動されるとき、シャッター５０３と流体５３０との間の摩擦から生じ得る。他の事例では、シャッター５０３など、帯電した表面との摩擦に無関係な電荷移行は、電荷蓄積を引き起こし得る。
【００９７】
原因にかかわらず、電荷蓄積は、ディスプレイ装置５００の動作に望ましくない影響を生じ得る。詳細には、電荷蓄積は、ディスプレイ装置の様々な部分間に静電力を生じ得る。そのような静電力は、それらの部品の望ましくない移動を引き起こし得る。たとえば、シャッター５０３に対向するカバープレート５２２上の電荷蓄積は、シャッター５０３上の静電力を、シャッターの意図された動きの面外の方向に加え得る。これらの力は、シャッター５０３の移動を妨げることがある。そのような力の一例を、図５において矢印５４１によって示し、図５では、シャッター５０３がカバープレート５２２の方へ引っ張り上げられる。いくつかの事例では、電荷蓄積による静電力は、シャッター５０３がディスプレイ装置５００内の他の表面にくっつく、または付着することを生じ得る。次いで、シャッター５０３は、望ましくない開位置、閉位置、または中間位置で動かなくなり得る。他の事例では、電荷蓄積が十分に大きい場合、生じた強い静電力が、シャッター５０３を支持するビームおよびアンカ５０５を曲げるか、または不可逆的に損傷を与えるのに十分な力で、シャッター５０３を引っ張ることがある。このことは、シャッター５０３が永続的に損傷を受け、対応する画素を実施不可能にすることを引き起こし得る。電荷蓄積を緩和する手法については、図７〜図１３を参照しながら以下で詳細に説明する。
【００９８】
ディスプレイ装置５００は、ＭＥＭＳアップ構成と呼ばれ、ＭＥＭＳ方式光変調器が、基板５０４の前面、すなわち見ている人の方を向く表面上に形成される。シャッターアセンブリ５０２は、反射開口層５０６のすぐ上に構築される。ＭＥＭＳダウン構成と呼ばれる代替実装形態では、シャッターアセンブリは、反射開口層が形成される基板とは別個の基板上に配設される。複数の開口を画定する反射開口層が形成される基板は、本明細書では、開口プレートと呼ばれる。ＭＥＭＳダウン構成において、ＭＥＭＳ方式光変調器を収容する基板は、ディスプレイ装置５００におけるカバープレート５２２に取って代わり、上部基板の後面、すなわち見ている人に背を向けて、光ガイド５１６の方を向く表面にＭＥＭＳ方式光変調器が配置されるように配向される。ＭＥＭＳ方式光変調器は、そうすることによって、反射開口層５０６からのギャップに直接対向して、かつギャップにわたって配置される。ギャップは、開口プレートと、ＭＥＭＳ変調器が形成される基板とを接続する、一連のスペーサポストによって維持され得る。いくつかの実装形態では、スペーサは、アレイ中の各画素内に、または各画素間に配設される。ＭＥＭＳ光変調器を、それらの対応する開口から分離するギャップまたは距離は、好ましくは１０ミクロン未満、または重複４１６など、シャッターと開口との間の重複よりも小さい距離である。
【００９９】
図６は、ディスプレイのＭＥＭＳダウン構成において使用するための、光変調器基板および開口プレートの断面図を示す。ディスプレイアセンブリ６００は、変調器基板６０２と開口プレート６０４とを含む。ディスプレイアセンブリ６００はまた、シャッターアセンブリ６０６および反射開口層６０８のセットを含む。シャッターアセンブリ６０６は、シャッター６１６を含む。反射開口層６０８は、開口６１０を含む。変調器基板６０２と開口プレート６０４との間の所定のギャップまたは分離は、スペーサ６１２および６１４の対向セットによって維持される。スペーサ６１２は、変調器基板６０２上に、または変調器基板６０２の一部として形成される。スペーサ６１４は、開口プレート６０４上に、または開口プレート６０４の一部として形成される。アセンブリ中に、２つの基板６０２および６０４は、変調器基板６０２上のスペーサ６１２がそれらのそれぞれのスペーサ６１４と接触するように、整合される。
【０１００】
この例示的な例の分離または距離は、８ミクロンである。この分離を確立するために、スペーサ６１２は２ミクロンの高さであり、スペーサ６１４は６ミクロンの高さである。代替的に、スペーサ６１２と６１４の両方が、４ミクロンの高さであってもよく、または、スペーサ６１２が６ミクロンの高さであり得ると同時に、スペーサ６１４が２ミクロンの高さである。実際は、スペーサの全高が所望の分離を確立する限り、スペーサ高さの任意の組合せが用いられ得る。
【０１０１】
スペーサを基板６０２と６０４の両方の上に設け、次いでアセンブリ中にそれらが整合または嵌合されることは、材料およびプロセスコストに関する利点を有する。８ミクロンよりも大きいスペーサなど、極めて高いスペーサを設けることは、フォトイメージ可能なポリマーの硬化、露光、および現像のために比較的長い時間を必要とし得るので、コストがかかり得る。ディスプレイアセンブリ６００の場合のような嵌合するスペーサの使用は、基板の各々上のより薄いポリマーのコーティングの使用を可能にする。
【０１０２】
別の実装形態では、変調器基板６０２上に形成されるスペーサ６１２は、シャッターアセンブリ６０６を形成するために使用された同じ材料およびパターニングブロックから形成され得る。たとえば、シャッターアセンブリ６０６のために用いられたアンカもまた、スペーサ６１２と同様の機能を実行することができる。この実装形態では、スペーサを形成するためのポリマー材料の別個の塗布は必要とされず、またスペーサのための別個の露光マスクは必要とされない。
【０１０３】
図５のディスプレイ装置５００と同様に、ディスプレイ装置６００の様々な部品もまた、流体６３０中に浸され得る。そのような流体６３０は、流体５３０（図５に示す）について上記で説明したものと同様の特性を有し得る。その上、流体６３０はまた、シャッター６１６またはアクチュエータから、反射開口層６０８など、シャッター６１６に対向する表面へ電荷を転送し得る。生じた静電力は、上記で説明したように、シャッター６１６の望ましくない移動を引き起こし得る。たとえば、図６は、シャッター６１６の近傍における電荷蓄積６２０が、矢印６２１によって表された静電力を生じ、この静電力がシャッター６１６を開口プレート６０４に向かって下に引っ張ることを示している。
【０１０４】
上記で説明したように、電荷蓄積および生じた静電力の存在は、シャッターアセンブリ（シャッターアセンブリ６０６など）への一時的または永続的な損傷を引き起こし、対応する画素を実施不可能にすることがある。電荷蓄積を緩和する手法については、図７〜図１３を参照しながら以下で詳細に説明する。
【０１０５】
電荷蓄積は、ディスプレイ装置のいかなる表面上でも起こり得る。たとえば、電荷は、シャッター、開口層、カバープレートなどに累積し得る。典型的には、これらの表面は非伝導性である。たとえば、シャッター５０３（図５に示す）は、典型的にはパッシベーション層でコーティングされる。パッシベーション層は、非伝導性であり、シャッター５０３を、特に、周囲の流体５３０（同じく図５に示す）との化学的相互作用から、および貼り付きなどから保護する。パッシベーション層が非伝導性であるので、パッシベーション層上の電荷蓄積は、容易に散逸されないことがある。電荷蓄積は、ディスプレイ装置の他の非伝導性表面上でも同様に起こり得る。ディスプレイ装置のすべての表面上のすべての電荷蓄積を完全に散逸させることは可能でないことがあるが、たとえば、カバープレートまたは開口プレート上で、シャッター５０３の近傍において伝導性層７１０または８１０を設けること（以下で説明する）で、かなりの量の電荷蓄積を散逸させる助けになり、それによって、電荷蓄積に関連するシャッター５０３の実施不可能性のリスクが実質的に低減される。
【０１０６】
図７は、光吸収伝導性層を組み込んだディスプレイ装置の例示的な断面図を示す。ディスプレイ装置７００は、図５のＭＥＭＳアップディスプレイ装置５００と共通していくつかの要素を共有する。そのような共通の要素は、図５において使用された同じ数字によって参照される。ただし、ディスプレイ装置７００は、電荷蓄積の望ましくない影響を緩和することを助ける、追加の機能を提供する。具体的には、ディスプレイ装置７００は、光変調器基板５０４に面するカバープレート５２２の一方の側に配設された光吸収電気伝導性層７１０（以下で「伝導性層７１０」と呼ぶ）を含む。その上、伝導性層７１０は、その主面の１つが流体５３０に電気的に接触しているように配設される。伝導性層７１０は、限定はしないが、モリブデンクロム（ＭｏＣｒ）、モリブデンタングステン（ＭｏＷ）、モリブデンチタン（ＭｏＴｉ）、モリブデンタンタル（ＭｏＴａ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）、およびチタンクロム（ＴｉＣｒ）を含む、いくつかの光吸収伝導性材料の堆積および／または陽極酸化から形成され得る。上記の合金、または、粗い表面をもつニッケル（Ｎｉ）およびクロム（Ｃｒ）などの単純金属から形成された金属膜もまた、光を吸収するために有効であり得る。そのような膜は、高ガス圧（２０ｍＴｏｒｒを上回るスパッタリング雰囲気）におけるスパッタ堆積によって生成され得る。粗い金属膜はまた、金属粒子の分散の液体スプレーまたはプラズマスプレー塗布によって、続いて熱焼結段階によっても形成され得る。伝導性層７１０はまた、光吸収性および十分に伝導性である、樹脂ブラックマトリクス（ＲＢＭ）を使用して形成され得る。
【０１０７】
図５に関して上記で説明したように、シャッター５０３に近いカバープレート５２２上の電荷蓄積によって引き起こされた静電力は、シャッター５０３の動作に望ましくない影響を及ぼし得る。しかしながら、伝導性層７１０を含むことは、伝導性層７１０の近傍における電荷蓄積を散逸させることによって、デバイス実施可能性にとってのこの脅威を緩和する。電荷蓄積を散逸させることによって、伝導性層７１０は、静電力を低減または除去する。
【０１０８】
伝導性層７１０は、電荷蓄積を散逸させるためのいくつかの方法で構成され得る。いくつかの実装形態では、伝導性層７１０は、接地電位に電気的に接続される。この接続は、電荷がカバープレート５２２から接地へ流れるための経路を与え、電荷蓄積を防止する。
【０１０９】
いくつかの他の実装形態では、シャッターアセンブリの状態は、作動駆動ビームではなく、シャッターに作動電圧を選択的に印加することによって制御される。結果として、異なるシャッターは、しばしば異なる電圧にある。そのような実装形態では、伝導性層７１０は複数の領域に分割され、ただし、各領域は単一の画素に対応する。各領域は、その対応する画素のシャッターに、たとえば、その画素に関連付けられた伝導性アンカを介して電気的に接続される。さらに、伝導性層７１０の個々の領域は、互いから電気的に絶縁される。したがって、画素ごとに、伝導性層７１０の対応する領域は、その画素に隣接するカバープレート５２２におけるいずれかの電荷蓄積を散逸させる。電気的に絶縁された領域をもつ伝導性層の一例については、図１１を参照しながら以下でさらに詳細に説明する。
【０１１０】
いくつかの実装形態では、伝導性層７１０の電気的に絶縁された領域は、画素のグループに対応し得る。そのような実装形態では、画素のグループのすべてのシャッターが同じ電位で動作される。したがって、画素のグループに対応する伝導性層７１０の領域は、画素のグループのすべてのシャッターに電気的に接続される。
【０１１１】
いくつかの他の実装形態では、すべての画素のすべてのシャッター５０３が、動作中に同じ大域電位で動作される。そのような実装形態では、伝導性層７１０は、すべてのシャッター５０３に電気的に接続される。いくつかの実装形態では、伝導性層７１０は、伝導性スペーサ５２７を介してシャッター５０３に電気的に接続される。いくつかの他の実装形態では、エッジシール５２８は、エッジシール５２８が伝導性層７１０を、シャッター５０３に結合する相互接続部に電気的に接続することができるように、伝導性材料を組み込んでいる。伝導性層７１０とシャッター５０３とを同じ電位で維持することで、カバープレート５２２上の電荷蓄積を低減または除去する。
【０１１２】
図７の伝導性層７１０は、ブラックマトリクス５２４内に形成されたギャップ７１２までのみに延在するように示される。伝導性層７１０は、光路５２１中にないので、見ている人に向かって漏洩する迷光を防止し、したがって、ディスプレイのコントラスト比を向上させるために、光吸収性であり得る。
【０１１３】
いくつかの事例では、ギャップ７１２中のカバープレート５２２上の電荷蓄積は、シャッター閉位置であるとき、シャッター５０３上に静電力を加え得る。結果として、シャッター５０３は、閉位置で動かなくなり得る。このリスクを緩和するために、いくつかの実装形態では、伝導性層７１０は、ギャップ７１２中の電荷蓄積もまた有効に散逸され得るように、ギャップ７１２内まで、及びギャップ７１２に渡って延在する伝導性トレースを含む。
【０１１４】
いくつかの実装形態では、トレースは、伝導性層７１０と同じ材料から作られ得る。したがって、トレースもまた、光吸収性となり、ディスプレイ装置７００によって放出されている光線５２１を吸収し得る。光の遮断は、典型的には、伝導性層７１０をパターニングするために使用されるリソグラフィプロセスを仮定すれば、トレースを可能な限り（水平面において、または伝導性層７１０の平面において）狭くすることによって低減され得る。いくつかの実装形態では、トレースの幅、およびトレース間の間隔は、トレースがギャップ７１２の約１０％より多く遮断しないように選択される。トレースの伝導率がより高い、いくつかの他の実装形態では、トレースは、ギャップ７１２のわずか約５％またはわずか約１％を遮断するように、一層狭くされ得る。
【０１１５】
図８は、透明伝導性層を組み込んだディスプレイ装置の例示的な断面図を示す。ディスプレイ装置８００は、図５のＭＥＭＳアップディスプレイ装置５００と共通していくつかの要素を共有する。そのような共通の要素は、図５において使用された同じ数字によって参照される。ディスプレイ装置８００は、透明伝導性層８１０を組み込んでいる。透明伝導性層８１０は、光変調器基板５０４に対向するカバープレート５２２の近くの電荷蓄積を散逸させる。図７の光吸収層７１０は、ブラックマトリクス５２４内に形成されたギャップ７１２中に部分的なカバレージを与えたが、透明伝導性層８１０は、ブラックマトリクス５２４によって形成されたギャップ８１２全体の上にカバレージを与える。結果として、ギャップ８１２中の電荷蓄積は、透明伝導性層８１０によって有効に散逸され得る。透明伝導性層８１０は、透明であるので、ディスプレイ装置８００からの光出力を実質的に低減しない。
【０１１６】
透明伝導性層８１０は、様々な手法を使用して電荷蓄積を散逸させるために用いられ得る。伝導性層７１０（図７に示す）に関して上記で説明した手法と同様に、透明伝導性層８１０は、接地電位に接続され得るか、またはシャッター５０３のすべてに共通電圧を与える大域相互接続部に接続され得る。いくつかの実装形態では、透明伝導性層８１０は、電気的に絶縁された領域に分割され得る。各領域は、１つまたは複数の画素に対応し、１つまたは複数の画素に電気的に接続される。
【０１１７】
いくつかの実装形態では、透明伝導性層８１０は、電気伝導性であり、かつ可視スペクトルにおける波長に対して光学的に透明である、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）であり得る。いくつかの他の実装形態では、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）およびインジウムドープ酸化カドミウムなど、他のＴＣＯもまた使用され得る。
【０１１８】
図９は、光吸収伝導性層を有するディスプレイ装置のＭＥＭＳダウン構成において使用するための、光変調器基板および開口プレートの例示的な断面図を示す。ディスプレイ装置９００は、図６のＭＥＭＳダウンディスプレイ装置６００と共通していくつかの要素を共有する。そのような共通の要素は、図６と同じ数字によって参照される。ただし、ディスプレイ装置９００は、その影響について図６に関して上記で説明した、電荷蓄積の望ましくない影響を緩和することを助ける、追加の機能を提供する。詳細には、ディスプレイ装置９００は、変調器基板６０２に面する開口プレート６０４上に配設された光吸収電気伝導性層９１０（以下で「伝導性層９１０」と呼ぶ）を含む。具体的には、伝導性層９１０は、反射開口層６０８の上に堆積される。その上、伝導性層９１０は、その主面の１つが流体６３０に電気的に接触しているように配設される。伝導性層９１０は、伝導性層７１０の形成について上記で図７に関して説明した材料のいずれかから、そのプロセスのいずれかで形成され得る。
【０１１９】
図６に関して上記で説明したように、反射開口層６０８上の電荷蓄積によって引き起こされた静電力は、シャッター６１６の動作に望ましくない影響を及ぼし得る。しかしながら、伝導性層９１０を含むことは、伝導性層９１０の近傍における電荷蓄積を散逸させることによって、シャッター６１６の実施可能性に対するこのリスクを緩和する。電荷蓄積を散逸させることによって、伝導性層９１０は、電荷蓄積によって引き起こされる静電力を低減または除去する。
【０１２０】
いくつかの事例では、シャッター６１６に対向する、開口６０８の近くの電荷蓄積は、閉位置であるときにシャッター６１６上に加えられる静電力を生成し得る。これらの静電力の結果として、シャッター６１６が閉位置で動かないようにされるリスクがある。このリスクに対処するために、いくつかの実装形態では、伝導性層９１０は、開口６０８中の電荷蓄積もまた有効に散逸され得るように、開口６１０内まで、及び開口６１０に渡って延在するトレースを含む。
【０１２１】
上記の図７のＭＥＭＳアップ構成に関して上記で説明したトレースと同様に、伝導性層９１０のトレースもまた、伝導性層７１０と同じ材料を構成し得る。その上、いくつかの実装形態では、トレースの幅および間隔は、トレースが開口６１０の約１０％より多く遮断しないように選択される。さらに、トレースの伝導率がより高い、いくつかの他の実装形態では、トレースは、開口６１０のわずか約５％からわずか約１％を遮断するように、一層狭くされ得る。
【０１２２】
伝導性層９１０は、様々な手法を使用して電荷蓄積を散逸させるために用いられ得る。図７に関して説明した伝導性層７１０に関して上記で説明した手法と同様に、伝導性層９１０は、接地電位に接続され得るか、または、伝導性スペーサ６１２および６０８を介して、もしくは伝導性エッジシールによって、すべてのシャッター６１６の大域電位に接続され得る。いくつかの実装形態では、伝導性層９１０は、電気的に絶縁された領域に分割され得る。そのような実装形態では、各領域は、１つまたは複数の画素に対応し、１つまたは複数の画素に電気的に接続される。
【０１２３】
図１０は、透明伝導性層を有するディスプレイ装置のＭＥＭＳダウン構成において使用するための、光変調器基板および開口プレートの例示的な断面図を示す。この例では、透明伝導性層１０１０は、反射開口層６０８の近くの電荷蓄積を散逸させるために、反射開口層６０８の全体の上に配設される。開口６１０の上に延在することによって、透明伝導性層１０１０はまた、開口６１０中の電荷蓄積をも散逸させる。結果として、開口６１０中の電荷蓄積による静電力が低減または除去される。したがって、これらの静電力がシャッター６１６を閉位置で動かなくなるようにさせるリスクもまた、低減または除去される。
【０１２４】
上記で説明した図８のＭＥＭＳアップ構成の透明伝導性層８１０と同様に、透明伝導性層１０１０は、いくつかの実装形態では、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、またはインジウムドープ酸化カドミウムなど、透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）であり得る。
【０１２５】
透明伝導性層１０１０は、様々な手法を使用して電荷蓄積を散逸させるために用いられ得る。伝導性層９１０（図９に示す）に関して上記で説明した手法と同様に、透明伝導性層１０１０は、接地電位に接続され得るか、またはすべてのシャッター６１６の大域電位に接続され得る。いくつかの実装形態では、伝導性層１０１０は、電気的に絶縁された領域に分割され得る。そのような実装形態では、各領域は、１つまたは複数の画素に対応し、１つまたは複数の画素に電気的に接続される。
【０１２６】
図１１は、光吸収伝導性層１１００の例示的な上面図を示す。光吸収伝導性層１１００は、図７および図９にそれぞれ示す光吸収伝導性層７１０および９１０として使用するために好適な光吸収層の一例である。詳細には、光吸収伝導性層１１００は、開口層または基板１１０４の上に形成された、複数の電気的に絶縁された伝導性領域１１１０を含む。好適な材料には、図７に示す光吸収伝導性層７１０について述べた材料のいずれかが含まれる。各領域１１１０は、画素に対応する。各領域は、すべての他の領域から電気的に絶縁される。伝導性層１１００は、光吸収性および電気伝導性材料によって形成される。伝導性層１１００の各領域１１１０は、光吸収伝導性材料の堆積および／または陽極酸化、ならびにその後に続く、電気的に絶縁された領域１１１０を画素ごとに画定するための、リソグラフィ、エッチングなどのいくつかの微細加工技法のいずれかから形成され得る。
【０１２７】
伝導性層１１００の各領域１１１０は、ギャップまたは開口部１１１２を含み、ギャップまたは開口部１１１２は、画素のカバープレート中のギャップもしくは開口部、または画素の開口層中の開口に対応する。各領域１１１０はまた、点線によって示された少なくとも１つのロケーション１１２７を含み、そこで、伝導性領域１１１０は伝導性スペーサと接触し、伝導性スペーサは、次に伝導性領域１１１０を対応する画素の１つまたは複数のシャッターに電気的に接続する。
【０１２８】
いくつかの実装形態では、伝導性層１１００の１つの領域１１１０は、２つ以上の画素に対応し得る。そのために、伝導性層１１００は、伝導性層１１００の１つの領域１１１０が２つ以上の画素と重複するように、微細加工される。いくつかの他の実装形態では、伝導性層１１００は、ディスプレイ装置中のすべての画素を覆うただ１つの領域を含み得る。そのような場合、伝導性層１１００は、ロケーション１１２７において伝導性スペーサを介して、または伝導性エッジシールを介して、すべての画素のすべてのシャッターに電気的に接続される。
【０１２９】
いくつかの実装形態では、伝導性層１１００の各領域１１１０は、図７に示すＭＥＭＳアップ構成の伝導性層７１０を表し得る。そのような実装形態では、ギャップ１１１２が、ブラックマトリクス５２４内に形成された開口部７１２に対応し得、点線が、伝導性層７１０が伝導性スペーサ５２７と接触するロケーションに対応し得、かつ基板１１０４が、図７に示す光変調器基板５０４に対応し得る。図７を参照しながら上記で説明したように、開口部７１２は、光変調器基板５０４の開口５０８と整合される。さらに、電気伝導性スペーサ５２７は、伝導性層７１０をアンカ５０５に接続し、アンカ５０５は、次にシャッター５０３に電気的に接続される。このようにして、画素ごとに、対応する領域１１１０が、図７に示す対応するシャッター５０３に電気的に接触している。
【０１３０】
いくつかの他の実装形態では、図１１に示す領域１１１０は、図９を参照しながら上記で説明したＭＥＭＳダウン構成の伝導性層９１０に対応する。そのような実装形態では、ギャップ１１１２が、開口６１０に対応するようになり、ロケーション１１２７が、伝導性層９１０が伝導性スペーサ６１２と接触するロケーションに対応するようになり、かつ基板１１０４が、伝導性層９１０がその上に形成される、反射開口層６０８または開口プレート６０４に対応するようになる。
【０１３１】
図１２は、ディスプレイ装置において使用するための光吸収伝導性トレースの層１２１０の例示的な上面図を示す。層１２１０は、層１２１０全体にわたって延びるいくつかの伝導性トレース１２０５を含む。１つの例示的な領域１２０１中では、伝導性トレース１２０５は同じ方向に配向されるが、別の例示的な領域１２０２中では、伝導性トレースは２つ以上の方向に配向される。これらの２つの領域は、説明のために示される。いくつかの実装形態は、複数のトレース領域を含み得、トレースが異なる領域中で異なるパターンを有するが、いくつかの他の実装形態では、層１２１０全体が、均一なパターンおよび配向を有する伝導性トレース１２０５を含み得る。
【０１３２】
図１２はまた、点線によって、下にある画素領域１２０３をも示す。各画素領域１２０３は、開口部１２１２とコンタクトロケーション１２２７とを含む。開口部１２１２は、画素に関連付けられたカバープレート中のギャップもしくは開口部に、または、画素に関連付けられた開口層中の開口に対応し得る。各コンタクトロケーション１２２７は、伝導性トレース１２０５が下にある画素の伝導性スペーサと接触するロケーションに対応する。層１２１０はまた、図５および図７に示すエッジシール５２８など、伝導性エッジシールにも電気的に接続される。伝導性エッジシールは、伝導性トレース１２０５の各々を互いに、および１つまたは複数の下にある画素領域のシャッターに電気的に接続することができる。
【０１３３】
いくつかの実装形態では、伝導性トレース１２０５の幅、および伝導性トレース１２０５間の間隔は、トレースが各ギャップ１２１２の約１０％より多く遮断しないように選択される。トレースの伝導率がより高い、いくつかの他の実装形態では、トレースは、各ギャップ１２１２のわずか約５％またはわずか約１％を遮断するように、一層狭くされ得る。
【０１３４】
いくつかの実装形態では、伝導性トレース１２０５を有する図１２の伝導性層１２１０は、図７に示すＭＥＭＳアップ構成の伝導性層７１０として働き得る。そのような実装形態では、画素領域１２０３が、ディスプレイ装置７００の個々のディスプレイ要素に対応し、ギャップまたは開口部１２１２が、カバープレート５２２上でブラックマトリクス５２４内に形成されたギャップまたは開口部７１２に対応し、かつコンタクトロケーション１２２７が、伝導性層７１０が伝導性トレース５２７と接触するロケーションに対応し、伝導性トレース５２７が、伝導性層７１０をシャッター５０３に電気的に接続する。
【０１３５】
同様に、いくつかの他の実装形態では、伝導性トレース１２０５を有する図１２の伝導性層１２１０は、図９に示すＭＥＭＳダウン構成の伝導性層９１０として働き得る。そのような実装形態では、画素領域１２０３が、ディスプレイ装置９００の個々のディスプレイ要素に対応し、ギャップまたは開口部１２１２が、開口６１０に対応し、かつコンタクトロケーション１２２７が、伝導性層９１０が伝導性スペーサ６１２と接触するロケーションに対応し、伝導性スペーサ６１２が、伝導性層９１０をシャッター６１６に電気的に接続する。
【０１３６】
いくつかの他の実装形態では、伝導性層１２１０は、図１１の伝導性層１１００の領域１１１０と同様の領域に分割され得る。そのような実装形態では、伝導性層１２０５は、下にある画素領域を表す領域１２０３内で絶縁され得る。
【０１３７】
図１３は、ディスプレイ装置のキャビティ内の電荷蓄積を低減するための方法１３００の例示的なフロー図を示す。方法１３００について、本明細書では、一例として、図８のディスプレイ装置８００のＭＥＭＳアップ構成のパッケージングを参照しながら説明する。ただし、方法１３００はまた、図７および図９〜図１２に示すものなど、他のディスプレイ装置構成のパッケージングにも適用され得ることを理解されたい。
【０１３８】
この方法は、キャビティの第１の平坦面を画定する第１の基板を設けることで始まる（段階１３０１）。図８を参照すると、第１の基板は、光変調器基板５０４であり得、光変調器基板５０４は、キャビティの第１の平坦面を画定する。光変調器基板５０４は、シャッターアセンブリ５０２およびスペーサ５２７が配設される表面を与える。
【０１３９】
その後、キャビティの第２の平坦面を画定する第２の基板が設けられる（段階１３０２）。第２の平坦面は、第１の平坦面に対向して配設される。図８を参照すると、第２の平坦面は、カバープレート５２２であり得る。次いで、第２の平坦面上の透明電気伝導性層が設けられる（段階１３０３）。図８を参照すると、透明電気伝導性層は、カバープレート５２２上に配設された透明伝導性層８１０であり得る。図７に関して上記で説明したように、電気伝導性層は、上記に記載したいくつかの光吸収伝導性材料の堆積および／または陽極酸化によって、第２の基板上に堆積され得る。
【０１４０】
第２の平坦面の上に透明伝導性層を設けた後、第１の平坦面に取り付けられた光変調器と、電気伝導性層の主面とに接触している、流体が設けられる（段階１３０４）。図８を参照すると、段階１３０４において設けられた流体は、流体５３０であり得、また光変調器は、光変調器基板５０４に取り付けられるシャッター５０３であり得る。このようにして、流体５３０は、シャッター５０３および透明電気伝導性層８１０と接触している。
【０１４１】
最後に、キャビティ内の電荷の一部分が、伝導性層を介して散逸される（段階１３０５）。再び図８を参照すると、伝導性層８１０は、カバープレート５２２の近くの電荷蓄積を散逸させる。電荷の散逸は、キャビティへの流体の充填中、またはディスプレイ装置８００の通常動作中に行われ得る。流体の充填中に、電荷蓄積が、動いている流体と、ディスプレイ装置８００の様々な表面との間の摩擦により生じ得る。そのような場合、共通電位が、そのような流体の充填前および充填中に、伝導性層と光変調器の両方に印加され得る。２つの基板間に形成されたキャビティが充填されている間、光変調器および伝導性層の共通電位が、流体充填プロセスから生じる電荷蓄積の散逸を行う。充填の完了後、いくつかの実装形態では、共通電位が除去される。
【０１４２】
いくつかの他の実装形態では、流体は、伝導性層および光変調器への共通電位の印加前に充填され得る。
【０１４３】
いくつかの他の実装形態では、電荷蓄積は、シャッター５０３と流体５３０との間の摩擦により、ディスプレイ装置８００中の様々な帯電した表面からの電荷移行により、または他の理由により、動作中に生じ得る。そのような実装形態では、電荷蓄積は、図７〜図１２に関して上記で説明した手法のいずれかを通して、伝導性層をシャッター５０３と電気的に接続することによって散逸され得る。
【０１４４】
上記で説明したように、ディスプレイ中の伝導性層は、電荷蓄積を散逸させるためのいくつかの方法で構成され得る。これらの方法のいくつかでは、電荷散逸は、それぞれ図７に示す、伝導性スペーサ５２７などの伝導性スペーサを介して、シャッター５０３などのシャッターに、伝導性層を電気的に結合することによって達成される。伝導性層およびシャッターを共通電位において維持するために、シャッターと伝導性層との間の電気接続が、様々な動作環境における動作中に維持される。
【０１４５】
ただし、周囲の温度変化または圧力変化は、ディスプレイ中の気泡の形成につながり得る。気泡の形成を防止するために、ディスプレイの基板のうちの１つまたは複数が、変形するように構成され得る。スペーサが、伝導性層を対応するシャッターに電気的に接続する働きをしない実装形態では、たとえば、そのような接続のためにエッジシールに依拠するとき、スペーサと伝導性層との間にギャップが残され、基板変形のための空間が与えられ得る。しかしながら、伝導性スペーサを用いる実装形態では、そのようなギャップは、スペーサによって与えられる電気接続を切断することになる。したがって、図７に関して説明した伝導性スペーサによって与えられる電気接続を維持しながら、基板変形を可能にする、代替構成が望ましい。１つのそのような構成を、図１４Ａ〜図１４Ｃに示す。
【０１４６】
図１４Ａは、その外周の周りに拡大されたスペーサのない領域をもつ、例示的なディスプレイ１４００の上面図を示す。図１４Ｂは、図１４Ａに示すディスプレイの側面図を示す。次に図１４Ａおよび図１４Ｂを参照すると、ディスプレイ１４００は、ディスプレイ要素１４０５のアレイを支持する第１の基板１４０２と、第１の基板１４０２からセルギャップ１４０９だけ分離された第２の基板１４０４とを含む。第１の基板１４０２と第２の基板１４０４との間のエリアは、セルと呼ばれる。第１の基板１４０２および第２の基板１４０４のうちの少なくとも１つは、可とう性である。ディスプレイ１４００は、画像を形成するために使用されるディスプレイ領域１４０６を含む。ディスプレイ領域１４０６は、幅１４１１と長さ１４１３とを有する。
【０１４７】
第１の基板および第２の基板は、伝導性スペーサ１４０７によって分離される。伝導性スペーサ１４０７は、ディスプレイ領域１４０６内に配置され、第１の基板１４０２上のディスプレイ要素１４０５を、第２の基板１４０４の上の伝導性表面に電気的に接続する。第１の基板１４０２および第２の基板１４０４は、ディスプレイ領域１４０６の外周に沿って、ポリマーシーラントなどのエッジシール１４１０によって互いに接合される。好適なシーラントの例には、熱硬化、または紫外光によって硬化され得る、エポキシ樹脂が含まれる。他の好適なシーラントには、湿気がセルに入ることを防止しながら、基板が整合された後に硬化のために使用され得る、接着剤が含まれ得る。
【０１４８】
ディスプレイ領域１４０６とエッジシール１４１０との間に、ディスプレイ１４００は、第１の基板１４０２および第２の基板１４０４のうちの一方（「変形基板」）がその内部で他方に向かって変形することができ、そのような変形がスペーサ１４０７によって制限されることのない、実質的なスペーサのない領域１４０８を含む。スペーサのない領域１４０８は、変形基板がディスプレイ１４００の動作温度範囲内で気泡形成を防止するために十分変形することを可能にするために、十分に大きい。いくつかの実装形態では、スペーサのない領域は、約１〜２０ミリメートル程度の幅を有する。いくつかの実装形態では、ディスプレイ１４００の動作温度範囲は、約０℃を上回る。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイの動作範囲は、約−３０℃を上回る。
【０１４９】
図１４Ｃは、図１４Ａに示すディスプレイの拡大されたスペーサのない領域の斜視図を示す。詳細には、図１４Ｃは、スペーサのない領域が十分につぶされたときの斜視図を示す。次に図１４Ａ〜図１４Ｃを参照すると、スペーサのない領域１４０８は、１つの側でエッジシール１４１０およびディスプレイ領域中の最外のスペーサ１４０７によって画定される。ディスプレイがホストデバイスに組み込まれるとき、ユーザが変形基板の変形を見ることを防止するために、ホストデバイスは、ディスプレイ領域のみが見えるように、スペーサのない領域１４０８を実質的に覆うベゼルを含む。
【０１５０】
スペーサのない領域１４０８の幅は、少なくとも、領域内の変形基板が完全につぶされること（すなわち、第１の基板１４０２および第２の基板１４０４が接触する時点）から生じる体積低減が、ディスプレイの動作温度の範囲内の最低温度まで温度が低下することによって影響された流体の体積低減を十分に相殺するように、必要とされる分だけ幅広い。たとえば、ディスプレイ１４００の動作範囲が約−３０℃よりも大きい場合、スペーサのない領域１４０８の幅１４１４は、少なくとも、ディスプレイ１４００が、周囲温度が約−３０℃である環境において動作することから生じた、ディスプレイ中の流体の体積の低減を補償するために、変形基板が十分に変形することができるように、十分に大きい。この幅１４１４は、変形することになる基板の厚さ、その係数、ディスプレイ領域１４０６の総面積、および流体の熱膨張係数（ＣＴＥ）に基づいて計算され得る。いくつかの実装形態では、流体のＣＴＥは、温度低下の結果として対応されることが必要になる体積低減を規定する。いくつかの実装形態では、スペーサのない領域１４０８の幅１４１４は、ディスプレイ領域１４０６の対応する幅１４１１に基づいて計算され得る。いくつかの実装形態では、スペーサのない領域の幅は、以下の式を使用し、ｘについて解くことで計算される。
ＣＶ＝（Ｌ・ｘ・Ｈ）＋（（Ｗ−２ｘ）（Ｈ））
ただし、
ＣＶは、計算された流体の体積低減であり、
Ｌは、ディスプレイ領域１４０６およびスペーサのない領域１４０８の長さであり、
Ｈは、第１の基板１４０２と第２の基板１４０４との間のセルギャップであり、
Ｗは、ディスプレイ領域１４０６およびスペーサのない領域１４０８の幅であり、
ｘは、スペーサのない領域１４０８の最小幅である。
この式は、スペーサのない領域１４０８の１つの側の体積低減が、ディスプレイ領域１４０６およびスペーサのない領域１４０８の長さと、セルギャップ１４０９の高さと、スペーサのない領域１４０８の最小幅との積の半分（（ｘ・Ｌ・Ｈ）／２）に等しいと仮定する。
【０１５１】
図１５Ａおよび図１５Ｂは、複数のディスプレイ要素を含むディスプレイデバイス４０を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０は、たとえば、スマートフォン、セルラー電話または携帯電話であり得る。ただし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはその若干異なる形態はまた、テレビ、コンピュータ、タブレット、電子リーダー、ハンドヘルドデバイス、およびポータブルメディアデバイスなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。
【０１５２】
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、射出成形および真空成形など、様々な製造プロセスのうちのいずれかから形成され得る。さらに、ハウジング４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組合せを含む、様々な材料のうちのいずれかから形成され得る。ハウジング４１は、異なる色の、または異なるロゴ、ピクチャもしくはシンボルを含む他の取外し可能な部分と交換され得る取外し可能な部分（図示せず）を含み得る。
【０１５３】
ディスプレイ３０は、本明細書で説明したように、双安定ディスプレイまたはアナログディスプレイを含む様々なデバイスのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、エレクトロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイ、ＯＬＥＤ、超ねじれネマチック（ＳＴＮ）ディスプレイ、ＬＣＤもしくは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、またはブラウン管（ＣＲＴ）もしくは他のチューブデバイスなどの非フラットパネルディスプレイを含むように構成され得る。加えて、ディスプレイ３０は、本明細書で説明するように、機械的光変調器方式ディスプレイを含み得る。
【０１５４】
ディスプレイデバイス４０の構成要素は、図１５Ａに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含んでおり、その中に少なくとも部分的に収容された追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス４０はネットワークインターフェース２７を含んでおり、ネットワークインターフェース２７はアンテナ４３を含んでおり、アンテナ４３はトランシーバ４７に結合され得る。ネットワークインターフェース２７は、ディスプレイデバイス４０に表示されることのある画像データのソースであり得る。したがって、ネットワークインターフェース２７は、画像ソースモジュールの一例であるが、プロセッサ２１および入力デバイス４８も、画像ソースモジュールの働きをすることができる。トランシーバ４７はプロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は調整ハードウェア５２に接続される。調整ハードウェア５２は、（信号をフィルタリングするか、または別の方法で操作するなど）信号を調整するように構成され得る。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に接続され得る。プロセッサ２１は、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９にも接続され得る。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に結合されてよく、アレイドライバ２２は、次いでディスプレイアレイ３０に結合され得る。図１５Ａに明示されていない要素を含む、ディスプレイデバイス４０における１つまたは複数の要素は、メモリデバイスとして機能するように構成され、プロセッサ２１と通信するように構成され得る。いくつかの実装形態では、電源５０は、特定のディスプレイデバイス４０の設計における実質的にすべての構成要素に電力を提供することができる。
【０１５５】
ネットワークインターフェース２７は、ディスプレイデバイス４０がネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと通信できるように、アンテナ４３およびトランシーバ４７を含む。ネットワークインターフェース２７はまた、たとえば、プロセッサ２１のデータ処理要件を緩和するためのいくつかの処理能力を有し得る。アンテナ４３は、信号を送信および受信することができる。いくつかの実装形態では、アンテナ４３は、ＩＥＥＥ  １６．１１規格、たとえばＩＥＥＥ  １６．１１（ａ）、（ｂ）、もしくは（ｇ）、またはＩＥＥＥ  ８０２．１１規格、たとえばＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、およびそのさらなる実装形態に従って、ＲＦ信号を送信および受信する。いくつかの他の実装形態では、アンテナ４３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に従ってＲＦ信号を送信および受信する。セルラー電話の場合、アンテナ４３は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）、ＧＳＭ／汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、地上基盤無線（ＴＥＴＲＡ：Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｔｒｕｎｋｅｄ  Ｒａｄｉｏ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ｂ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）、発展型高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋：Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ＡＭＰＳ、または３Ｇ、４Ｇもしくは５Ｇ技術を利用するシステムなど、ワイヤレスネットワーク内で通信するため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得る。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号を、プロセッサ２１によって受信でき、さらにプロセッサ２１によって操作できるように前処理することができる。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、アンテナ４３を介してディスプレイデバイス４０から送信できるように処理することができる。
【０１５６】
いくつかの実装形態では、トランシーバ４７は、受信機によって置き換えられ得る。さらに、いくつかの実装形態では、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１に送られることになる画像データを記憶または生成することができる画像ソースによって置き換えられ得る。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作全体を制御することができる。プロセッサ２１は、圧縮された画像データなどのデータを、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受信し、そのデータを生の画像データへ、または生の画像データに素早く変換できるフォーマットへと処理する。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に、または記憶のためにフレームバッファ２８に送ることができる。生データは通常、画像内の各ロケーションにおける画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色、彩度およびグレースケールレベルを含み得る。
【０１５７】
プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵまたは論理ユニットを含み得る。調整ハードウェア５２は、スピーカ４５に信号を送信するための、およびマイクロフォン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み得る。調整ハードウェア５２は、ディスプレイデバイス４０内の個別構成要素であってよく、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。
【０１５８】
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から取得でき、かつ生画像データをアレイドライバ２２への高速送信に向けて適切に再フォーマットすることができる。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９は、生画像データを、ディスプレイアレイ３０でスキャンするのに適した時間的順序を有するように、ラスタ様フォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができる。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に関連付けられることが多いが、そのようなコントローラは、多くの方法で実装され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれること、ソフトウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれること、またはアレイドライバ２２とハードウェアで完全に統合されることがある。
【０１５９】
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から受信することができ、ビデオデータを、ディスプレイ要素のディスプレイのｘ−ｙマトリクスから来る数百、場合によっては数千（またはそれよりも多く）のリード線に１秒当たり多数回適用される波形の並列セットに再フォーマットすることができる。いくつかの実装形態では、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、ディスプレイモジュールの一部である。いくつかの実装形態では、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、ディスプレイモジュールの一部である。
【０１６０】
いくつかの実装形態では、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、本明細書で説明するタイプのディスプレイのいずれにも適している。たとえば、ドライバコントローラ２９は、従来型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（機械的光変調器ディスプレイ要素コントローラなど）であり得る。さらに、アレイドライバ２２は、従来型のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（機械的光変調器ディスプレイ要素コントローラなど）であり得る。その上、ディスプレイアレイ３０は、従来型のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（機械的光変調器ディスプレイ要素のアレイを含むディスプレイなど）であり得る。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と統合され得る。そのような実装形態は、高集積システム、たとえば、携帯電話、ポータブル電子デバイス、ウォッチまたは小面積ディスプレイにおいて有用であり得る。
【０１６１】
いくつかの実装形態では、入力デバイス４８は、たとえば、ユーザが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ように構成され得る。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーパッ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、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、ディスプレイアレイ３０と統合されたタッチセンシティブスクリーン、または感圧性もしくは感熱性の膜を含むことができる。マイクロフォン４６は、ディスプレイデバイス４０の入力デバイスとして構成され得る。いくつかの実装形態では、マイクロフォン４６を介したボイスコマンドが、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するために使用され得る。
【０１６２】
電源５０は、様々なエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。たとえば、電源５０は、ニッケルカドミウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーなどの充電式バッテリーであり得る。充電式バッテリーを使用した実装形態では、充電式バッテリーは、たとえば、壁コンセントまたは光起電デバイスもしくはアレイから来る電力を使用して充電可能であり得る。代替的に、充電式バッテリーはワイヤレス充電可能であり得る。電源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もしくは太陽電池塗料を含む太陽電池であってもよい。電源５０はまた、壁コンセントから電力を受け取るように構成され得る。
【０１６３】
いくつかの実装形態では、電子ディスプレイシステム内のいくつかの場所に位置し得るドライバコントローラ２９に制御プログラマビリティが存在する。いくつかの他の実装形態では、アレイドライバ２２に制御プログラマビリティが存在する。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構成要素において、および様々な構成で実施され得る。
【０１６４】
本明細書で開示した実装形態に関連して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムのプロセスは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性は、全体的にそれらの機能に関して説明し、上述の様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびプロセスにおいて示してきた。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、またはソフトウェアとして実装されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。
【０１６５】
本明細書で開示した態様に関連して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュールおよび回路を実装するために使用されるハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチッププロセッサもしくは汎用マルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または、本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せで、実装または実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサ、または任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、もしくは状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。いくつかの実装形態では、特定のプロセスおよび方法は、所与の機能に固有の回路によって実行され得る。
【０１６６】
１つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示した構造およびそれらの構造の同等物を含む、ハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェアにおいて、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。本明細書で説明した対象の実装形態はまた、１つまたは複数のコンピュータプログラム、すなわち、データ処理装置による実行のために、またはデータ処理装置の動作を制御するために、コンピュータ記憶媒体上に符号化されたコンピュータプログラム命令の１つまたは複数のモジュールとして実装され得る。
【０１６７】
ソフトウェアで実装される場合、機能を１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体に記憶すること、またはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。本明細書で開示した方法またはアルゴリズムのプロセスは、コンピュータ可読媒体上に存在し得るプロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールで実施され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含み、これらは、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にし得る任意の媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であってよい。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、または他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または命令もしくはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる任意の他の媒体を含むことができる。また、あらゆる接続がコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれ得る。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザーディスク（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（ｄｉｓｋ）、およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）はレーザで光学的にデータを再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。さらに、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体上に１つまたは任意の組合せまたはセットのコードおよび命令として存在し得る。
【０１６８】
本開示で説明した実装形態の様々な修正形態が当業者にはすぐに理解でき、本明細書に定める一般的原理は、本開示の趣旨または範囲から離れることなく他の実装形態に適用できる。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示す実装形態に限定されることを意図しておらず、本開示、この原理および本明細書で開示する新規の特徴と合致する最大の範囲を認めるものである。
【０１６９】
さらに、当業者は、「上側」および「下側」という用語が、図の説明を簡単にするために使用されることがあり、適切に配向されたページ上の図の方位に対応する相対位置を示しており、実装される任意のデバイスの適切な方位を反映していない場合があることを容易に諒解する。
【０１７０】
個別の実装形態との関連で本明細書で説明しているいくつかの特徴は、単一の実装形態において組合せで実装されてもよい。反対に、単一の実装形態との関連で説明している様々な特徴は、複数の実装形態で個別に、または任意の適切な副組合せで実装されてもよい。さらに、特徴は一定の組合せで機能するものとして上述され、当初はそういうものとして特許請求されることもあるが、特許請求される組合せによる１つまたは複数の特徴は、場合によっては、当該組合せにより実施可能であり、特許請求される組合せは、副組合せまたは副組合せの変形を対象にし得る。
【０１７１】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これについては、所望の結果を達成するために、そのような動作を示された特定の順序でもしくは順次に実行すること、またはすべての示された動作を実行することを要求するものとして理解すべきではない。さらに、図面は、１つまたは複数の例示的なプロセスをフロー図の形式で概略的に示し得る。しかしながら、図示されていない他の動作を、概略的に示す例示的なプロセスに組み込むことができる。たとえば、１つまたは複数の追加の動作は、示された動作のいずれかの前、示された動作のいずれかの後、示された動作のいずれかと同時に、または示された動作のいずれかの間に実行され得る。いくつかの状況において、マルチタスキングおよび並列処理は有利であり得る。また、上述の実装形態における様々なシステム構成要素の分離については、すべての実装形態でかかる分離を要求するものとして理解すべきではなく、説明されるプログラム構成要素およびシステムは一般に単一のソフトウェア製品への統合、または複数のソフトウェア製品へのパッケージ化が可能であると理解されたい。さらに、他の実装形態も、以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、請求項に記載のアクションは、異なる順序で実行されながらもなお、望ましい結果を達成することが可能である。
【符号の説明】
【０１７２】
２１  プロセッサ
２２  アレイドライバ
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
４０  ディスプレイデバイス
４１  ハウジング
４３  アンテナ
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  直視型ＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置
１０２  光変調器
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ  光変調器
１０４  画像
１０５、１４０、１４２、１４４、１４６  ランプ
１０６  画素
１０８、２０２、４０６、５０３、６１６  シャッター
１０９、３２４、６１０  開口
１１０  書込み許可相互接続
１１２  データ相互接続
１１４  共通相互接続
１２０  ホストデバイス
１２２  ホストプロセッサ
１２４  環境センサ
１２６  ユーザ入力モジュール
１２８、７００、８００、９００  ディスプレイ装置
１３０  スキャンドライバ
１３２  データドライバ
１３４  ディスプレイコントローラ
１３８  共通ドライバ
１４８  ランプドライバ
１５０  ディスプレイ要素アレイ
２００  シャッター式光変調器
２０３  基板
２０４  アクチュエータ
２０５  コンプライアント電極ビームアクチュエータ
２０６  コンプライアントロードビーム
２０７  スプリング
２０８  ロードアンカ
２１１  開口穴
２１６  コンプライアント駆動ビーム
２１８  駆動ビームアンカ
２２０  ローリングアクチュエータシャッター式光変調器
２２２  可動電極
２２４、２８４  絶縁層
２２６  平面電極
２２８、３０４、１１０４  基板
２３０  固定端部
２３２  可動端部
２５０  非シャッター式ＭＥＭＳ光変調器
２５２、２９４  光
２５４、２８８  光ガイド
２５６  タップ要素
２５８  ビーム
２６０、２６２  電極
２７０  エレクトロウェッティング式光変調アレイ
２７２  セル
２７２ａ、２７２ｄ  エレクトロウェッティング式光変調セル
２７２ｂ、２７２ｃ  エレクトロウェッティング式光変調セル
２７４  光キャビティ
２７６  カラーフィルタ
２７８  水（または他の透明な導電性または極性の流体）
２８０  光吸収オイル、オイル
２８２  透明電極、電極
２８６、６０８  反射開口層
２９０  第２の反射層
２９１  光リダイレクタ
２９２  光源
３００  制御マトリクス
３０１  画素
３０２  弾性シャッターアセンブリ
３０３  アクチュエータ
３０６  スキャンライン相互接続
３０７  書込み許可電圧源
３０８  データ相互接続
３０９  データ電圧源、Ｖｄソース
３１０  トランジスタ
３１２  キャパシタ
３２０  シャッター式光変調器アレイ
３２２、４０７  開口層
４００  デュアルアクチュエータシャッターアセンブリ
４０２  シャッター開アクチュエータ
４０４  シャッター閉アクチュエータ
４０８、５０５  アンカ
４０９  開口
４１２  シャッター開口
４１６  重複
５００  ディスプレイ装置
５０２  シャッター式光変調器
５０４  透明基板
５０６  後ろ向き反射層
５０８  表面開口
５１２  ディフューザ
５１４  輝度強化膜
５１６  平面光ガイド
５１７  幾何学的光リダイレクタ
５１８  光源
５１９、５３６  反射体
５２０  前向き反射膜
５２１  光線
５２２  ディスプレイカバープレート
５２４  ブラックマトリクス
５２６、８１２  ギャップ
５２７  電気伝導性スペーサ
５２８  エッジシール
５３０、６３０  流体
５３２  アセンブリブラケット
５４０  負電荷
５４１、６２１  矢印
６００  ディスプレイ装置
６０２  変調器基板
６０４  開口プレート
６０６  シャッターアセンブリ
６１２、６１４、１４０７  伝導性スペーサ
６２０  電荷蓄積
７１０  光吸収電気伝導性層
７１２、１１１２、１２１２  ギャップ
８１０  透明電気伝導性層
９１０  光吸収電気伝導性層
１０１０  透明伝導性層
１１００  光吸収伝導性層
１１１０  電気的に絶縁された伝導性領域
１１２７  ロケーション
１２０１、１２０２  領域
１２０３  画素領域
１２０５  伝導性トレース
１２１０  伝導性層
１２２７  コンタクトロケーション
１４００  ディスプレイ
１４０２  第１の基板
１４０４  第２の基板
１４０５  ディスプレイ要素
１４０６  ディスプレイ領域
１４０８  スペーサのない領域
１４０９  セルギャップ
１４１０  エッジシール
１４１１  ディスプレイ領域１４０６の幅
１４１３  ディスプレイ領域１４０６の長さ
１４１４  スペーサのない領域１４０８の幅
【図１Ａ】
0005911596.tif 000002
【図２Ａ】
0005911596.tif 000003
【図２Ｂ】
0005911596.tif 000004
【図２Ｃ】
0005911596.tif 000005
【図２Ｄ】
0005911596.tif 000006
【図３Ｂ】
0005911596.tif 000007
【図４Ａ】
0005911596.tif 000008
【図４Ｂ】
0005911596.tif 000009
【図１１】
0005911596.tif 000010
【図１２】
0005911596.tif 000011
【図１４Ａ】
0005911596.tif 000012
【図１４Ｂ】
0005911596.tif 000013
【図１４Ｃ】
0005911596.tif 000014
【図１５Ａ】
0005911596.tif 000015
【図１Ｂ】
0005911596.tif 000016
【図３Ａ】
0005911596.tif 000017
【図５】
0005911596.tif 000018
【図６】
0005911596.tif 000019
【図７】
0005911596.tif 000020
【図８】
0005911596.tif 000021
【図９】
0005911596.tif 000022
【図１０】
0005911596.tif 000023
【図１３】
0005911596.tif 000024
【図１５Ｂ】
0005911596.tif 000025