(57)【要約】【課題】インターフェロメトリックモジュレータアレイに関する伝導性母線構造【解決手段】  伝導性母線を含む様々な改良点及び特長を有するインターフェロメトリックモジュレータの実施形態が開示されている。いくつかの実施形態においては、該インターフェロメトリックモジュレータは、第２の電極層の上方に吊り下げられた第１の伝導層を有している。いくつかの実施形態においては、該第１の伝導層の上方に第２の伝導層が備えられている。第１の伝導性母線及び／又は第２の伝導性母線のうちの１つの伝導性母線は、第１の電極層及び／又は第２の電極層にさらに接続することができる。さらに、その他の開示されている特長をインターフェロメトリックモジュレータの実施形態の中に組み入れることによって、対応時間、電力消費量、及び解像度を向上させることができる。【選択図】        図７Ａ
2006099067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上方の第１の電極層と、
前記基板上方の第２の電極層と、
前記第１の電極層と実質的に平行でありさらに前記第２の電極層に結合された反射面であって、前記反射面と実質的に垂直な方向に沿って移動可能であり、第１の位置と第２の位置との間を移動可能であり、前記第１の位置は前記第１の電極層からの第１の距離であり、前記第２の位置は前記第１の電極層から第２の距離である反射面と、
伝導性母線層であって、前記伝導性母線層のうちの少なくとも一部は前記第１の電極層及び前記第２の電極層のうちの少なくとも１つの電極層に電気的に結合されており、前記反射面は、前記伝導性母線層に印加された電圧に対応して前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動する伝導性母線層と、を具備するデバイス。
【請求項２】
前記伝導性母線層は、前記第１の電極層に電気的に結合されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記伝導性母線層は、前記第２の電極層に電気的に結合されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記伝導性母線層は、前記第２の電極層の上方に配置されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記伝導性母線層は、前記第１の電極層に隣接して配置されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第２の電極層は、前記反射面を具備する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第２の電極層に結合された反射層をさらに具備し、前記反射層は、前記反射面を具備する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記伝導性母線層は、伝導性金属を具備する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記伝導性母線層は、複合合金を具備する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記伝導性母線層は、アルミニウム、クロム、チタン、又はニッケルを具備する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記伝導性母線層は、０．１ミクロン乃至２ミクロンの範囲の厚さを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記伝導性母線層は、４ミクロン乃至１０ミクロンの範囲の幅を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第１の電極層は、３００オングストローム乃至２，０００オングストロームの範囲の厚さを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
ディスプレイと、
前記伝導性母線層と電気的に通じているプロセッサであって、画像データを処理するように構成されているプロセッサと、
前記プロセッサと電気的に通じているメモリ装置と、をさらに具備する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
少なくとも１個の信号を前記ディスプレイに送るように構成されたドライバ回路をさらに具備する、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記画像データのうちの少なくとも一部を前記ドライバ回路に送るように構成されたコントローラをさらに具備する、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記画像データを前記プロセッサに送るように構成された画素ソースモジュールをさらに具備する、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、及び送信機のうちの少なくとも１つを具備する、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
入力データを受信しさらに前記入力データを前記プロセッサに伝送するように構成された入力デバイスをさらに具備する、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項２０】
光モジュレータを製造する方法であって、
基板を提供することと、
前記基板の上方に第１の電極層を提供することと、
前記基板の上方に第２の電極層を提供することと、
前記第１の電極層と実質的に平行でありさらに前記第２の電極層に結合された反射面を提供することであって、前記反射面は、前記反射面と実質的に垂直な方向に沿って移動可能であり、前記反射面は、第１の位置と第２の位置との間を移動可能であり、前記第１の位置は前記第１の電極層からの第１の距離であり、前記第２の位置は前記第１の電極層から第２の距離であることと、
伝導性母線層を提供することであって、前記伝導性母線層のうちの少なくとも一部は、印加された電圧に対応して前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記反射面を移動させるようにするために前記第１の電極層及び前記第２の電極層のうちの少なくとも１つの電極層に電気的に結合されていること、とを具備する方法。
【請求項２１】
前記伝導性母線層は、前記第１の電極層に電気的に結合されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記伝導性母線層は、前記第２の電極層に電気的に結合されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記伝導性母線層は、前記第２の電極層の上方に配置されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記伝導性母線層は、前記第１の電極層に隣接して配置されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記反射面は、前記第２の電極層上に存在する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記第２の電極層に結合された反射層を提供することをさらに具備し、前記反射層は前記反射面を具備する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
請求項２０の方法によって形成された光モジュレータ
【請求項２８】
デバイスであって、
インターフェロメトリックモジュレータを支持するための手段と、
前記支持するための手段の上方において第１の電気信号を伝導させるための手段と、
前記支持するための手段の上方において第２の電気信号を伝導させるための手段と、
光を反射させるための手段であって、前記第１の電気信号を伝導させるための前記手段と実質的に平行でありさらに前記第２の電気信号を伝導させるための前記手段に結合されており、前記光を反射させるための手段と実質的に垂直な方向に沿って移動可能であり、第１の位置と第２の位置との間を移動可能であり、前記第１の位置は前記第１の電気信号を伝導させるための前記手段からの第１の距離であり、前記第２の位置は前記第１の電気信号を伝導させるための前記手段からの第２の距離である手段と、
前記第１の電気信号を伝導させるための前記手段及び前記第２の電気信号を伝導させるための前記手段のうちの少なくとも１つの手段に電気的に結合させるための手段と、を具備し、前記光を反射させるための手段は、前記結合させるための手段に印加された電圧に対応して前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動する、デバイス。
【請求項２９】
前記結合させるための手段は、前記第１の電気信号を伝導させるための前記手段に電気的に結合されている、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記結合させるための手段は、前記第２の電気信号を伝導させるための前記手段に電気的に結合されている、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記結合させるための手段は、前記第２の電気信号を伝導させるための前記手段の上方に配置されている、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３２】
前記結合させるための手段は、前記第１の電気信号を伝導させるための前記手段に隣接して配置されている、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３３】
前記支持するための手段は、基板を具備する、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記第１の電気信号を伝導するための前記手段は、電極を具備する、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３５】
前記第２の電気信号を伝導するための前記手段は、電極を具備する、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３６】
前記反射させるための手段は、反射面を具備する、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３７】
前記結合させるための手段は、伝導性母線を具備する、請求項２８に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関するものである。本発明は、より具体的には、MEMS要素アレイに関する電気的接続構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械要素、アクチュエータ、及び電子機器を含む。微小機械要素は、基板及び／又は蒸着させた材料層の一部をエッチングによって除去するか又は材料層を追加することによって電気デバイス及び電気機械デバイスを形成する、蒸着、エッチング、及び／又はその他のマイクロ加工プロセスを用いて形成することができる。ＭＥＭＳデバイスの１つの型はインターフェロメトリックモジュレータ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と呼ばれている。インターフェロメトリックモジュレータは、一対の伝導性プレートを具備しており、これらのプレートの１方又は両方は、全体又は一部が透明及び／又は反射性であり、適切な電気信号を加えると相対運動をすることができる。１方のプレートは、基板上に蒸着した静止層を具備しており、他方のプレートは、エアギャップによって該静止層から分離された金属膜を具備している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
いくつかの表示構成においては、独立して作動させることが可能なインターフェロメトリック光モジュレータ(ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ)が表示素子として使用されている。これらの光モジュレータは、各光モジュレータを個々に作動させるために用いられる制御電圧又は信号を提供するために電気的に接続されている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のシステム、方法、及びデバイスは各々がいくつかの側面を有しており、いずれの単一の側面も、望ましい属性を確保する役割を単独で果たしているわけではない。以下では、本発明の適用範囲を限定することなしに、本発明のより顕著な特長について概説する。当業者は、該説明を検討後に、そして特に「発明を実施するための最良の形態」という題名の部分を読んだ後に、本発明の特長がその他のディスプレイデバイスよりもいかに優れているかを理解することになる。
【０００５】
いくつかの実施形態においては、光モジュレータは、基板、該基板上方の第１の電極層、及び該基板上方の第２の電極層を具備する。光モジュレータは、該第１の電極層と実質的に平行でありさらに該第２の電極層に結合されている反射面をさらに具備する。該反射面は、該反射面と実質的に垂直な方向に沿って、第１の位置と第２の位置との間を移動することができる。該第１の位置は、該第１の電極層からの第１の距離であり、該第２の位置は、該第１の電極層からの第２の距離である。光モジュレータは、少なくともその一部が該第１の電極層及び該第２の電極層のうちの少なくとも１つの電極層に電気的に結合されている伝導性母線層をさらに具備する。該反射面は、該伝導性母線層に印加された電圧に対応して該第１の位置と該第２の位置との間を移動する。
【０００６】
いくつかの実施形態においては、１つの方法が光モジュレータを制御する。該方法は、基板を提供すること及び該基板の上方に第１の電極層を提供することを具備する。該方法は、該基板の上方に第２の電極層を提供すること、及び、該第１の電極層と実質的に平行でありさらに該第２の電極層に結合されている反射面を提供することをさらに具備する。該反射面は、該反射面と実質的に垂直な方向に沿って、第１の位置と第２の位置との間を移動することができる。該第１の位置は、該第１の電極層からの第１の距離であり、該第２の位置は、該第１の電極層からの第２の距離である。該方法は、少なくともその一部が該第１の電極層及び該第２の電極層のうちの少なくとも１つの電極層に電気的に結合されている伝導性母線層に対して電圧を印加することをさらに具備する。該方法は、印加された電圧に対応して該第１の位置と該第２の位置との間で該反射面を移動させることをさらに具備する。
【０００７】
いくつかの実施形態においては、デバイスは、インターフェロメトリックモジュレータを支持するための手段を具備する。該デバイスは、該支持するための手段の上方において第１の電気信号を伝導させるための手段をさらに具備する。該デバイスは、該支持するための手段の上方において第２の電気信号を伝導させるための手段を具備する。該デバイスは、該第１の電気信号を伝導させるための手段と実質的に平行であってさらに該第２の電気信号を伝導させるための手段と結合されている光を反射させるための手段をさらに具備しており、該光を反射させるための手段は、該光を反射させるための手段と実質的に垂直な方向に沿って第１の位置と第２の位置との間を移動可能であり、該第１の位置は、該第１の電気信号を伝導させるための該手段からの第１の距離であり、該第２の距離は、該第１の電気信号を伝導させるための該手段からの第２の距離である。該デバイスは、該第１の電気信号を伝導させるための該手段及び該第２の電気信号を伝導させるための該手段のうちの少なくとも１つの手段に電気的に結合させるための手段をさらに具備し、該光を反射させるための手段は、該電気的に結合させるための手段に対して印加された電圧に対応して該第１の位置と該第２の位置との間を移動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
インターフェロメトリック光モジュレータの１つの典型的な実施形態は、基板、該基板の上方の第１の電極層、該基板の上方の第２の電極層、及び伝導性母線層を具備する。該伝導性母線層の少なくとも一部は、該第１の電極層及び該第２の電極層のうちの少なくとも１つの電極層に電気的に結合されている。反射面は、該伝導性母線層に印加された電圧に対応して第１の位置と第２の位置との間を移動する。該伝導性母線層は、該第１の電極層のみを通じてコラムのインターフェロメトリックモジュレータを電気的に接続させる構成又は該第２の電極層のみを通じてローのインターフェロメトリックモジュレータを電気的に接続させる構成よりも有意な量だけ低い電気抵抗を有する電気経路を提供する。
【０００９】
以下に示した詳細な説明は、本発明のいくつかの具体的な実施形態を対象にしたものである。しかしながら、本発明は、数多くの異なった形で具体化することが可能である。本説明では図面を参照しており、同一のものについては図面全体に渡って同一の参照数字を付してある。以下の説明から明らかになるように、本発明は、動画（映像、等）又は静止画（静止画像、等）のいずれであるかにかかわらず、さらに、テキスト又は絵のいずれであるかにかかわらず、画像を表示するように構成されているあらゆる装置において実装することができる。さらに、これよりも重要なことであるが、本発明は、非常に様々な電子機器、例えば、移動電話、無線装置、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、携帯式コンピュータ、ポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信装置／ナビゲーター、カメラ、ＭＰ３プレーヤー、カムコーダー、ゲームコンソール、腕時計、柱時計、計算器、テレビモニター、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニター、自動車の表示盤（オドメーターの表示盤、等）、コックピットの制御盤及び／又は表示盤、カメラのディスプレイ(車両内のリアビューカメラのディスプレイ、等)、電子写真、電子広告掲示板又は看板、プロジェクター、建築構造物、梱包、美的構造物（宝石上におけるイメージの表示、等）（但し、これらの電子機器に限定するものではない）の内部に又はこれらの電子機器と関連させて実装することができる。さらに、本出願明細書において説明しているＭＥＭＳデバイスと同様の構造を有するＭＥＭＳデバイスは、電子式開閉装置等の表示以外の用途においても使用することができる。
【００１０】
干渉型ＭＥＭＳ表示素子を具備する１つのインターフェロメトリックモジュレータディスプレイ実施形態を図１に例示してある。これらのデバイスにおいて、画素は、明るい状態又は暗い状態のいずれかである。明るい（「オン」又は「開いた」）状態においては、該表示素子は、入射可視光の大部分をユーザーに対して反射させる。暗い（「オフ」又は「閉じた」）状態においては、表示素子は、ユーザーに対して入射可視光をほとんどまったく反射させない。該「オン」状態及び「オフ状態」の光反射特性は反転させることができ、実施形態に依存する。ＭＥＭＳ画素は、白黒に加えてカラーディスプレイを考慮して、主に選択された色において反射するように構成させることができる。
【００１１】
図１は、ビジュアルディスプレイの一連の画素内の２個の隣接する画素を描いた等大図であり、各画素は、ＭＥＭＳインターフェロメトリックモジュレータを具備している。いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータディスプレイは、これらのインターフェロメトリックモジュレータのロー／コラムアレイ（横列／縦列）を具備している。各インターフェロメトリックモジュレータは、一対の反射層を含んでいる。これらの一対の反射層は、可変でかつ制御可能な距離に互いに配置されており、少なくとも１つの可変寸法を有する共鳴光学空洞を形成している。１つの実施形態においては、該反射層のうちの１つは、２つの位置の間を移動させることができる。第１の位置（本出願明細書では解放状態と呼んでいる）においては、該移動可能な反射層は、固定された部分的反射層から相対的に遠く離れた距離に配置されている。第２の位置においては、該移動可能な層は、該部分的反射層のほうにより近づけて配置されている。これらの２つの反射層から反射された入射光は、該移動可能な反射層の位置に依存して建設的に又は破壊的に干渉し、各画素に関して全体的な反射状態又は非反射状態を作り出す。
【００１２】
図１において、画素アレイのうちの描いた部分は、２つの隣接するインターフェロメトリックモジュレータ１２ａ及び１２ｂを含んでいる。左側のインターフェロメトリックモジュレータ１２ａにおいては、移動可能で反射能力が非常に高い層１４ａが、固定された部分的反射層１６ａから予め決められた距離にある位置において解放された状態になっている。右側のインターフェロメトリックモジュレータ１２ｂにおいては、移動可能で反射能力が非常に高い層１４ｂが、固定された部分的反射層１６ｂに隣接した位置において作動された状態になっている。
【００１３】
上記の固定層１６ａ及び１６ｂは、電導性で、部分的に透明でさらに部分的反射性であり、例えば、各々がクロム及びインジウム−スズ酸化物から成る１つ以上の層を透明な基板２０上に蒸着することによって製作する。後述するように、これらの層は、平行なストリップから成るパターンが付けられており、ディスプレイデバイス内においてロー電極を形成している。移動可能層１４ａ及び１４ｂは、ポスト１８の頂部に蒸着した（ロー電極１６ａ及び１６ｂと直交の）蒸着金属層の一連の平行ストリップとして及びポスト１８間に蒸着した介在犠牲材料として形成することができる。該犠牲材料をエッチングによって取り除くと、変形可能な金属層が定められたエアギャップ１９よって固定金属層から分離される。変形可能な層には伝導性が高い反射性材料（アルミニウム、等）を用いることができ、これらのストリップは、ディスプレイデバイス内においてコラム電極を形成する。
【００１４】
図１において画素１２ａによって例示したように、電圧が印加されていない状態では、空洞１９は層１４ａ及び１６ａの間にとどまっており、変形可能層は、機械的に緩和された状態になっている。しかしながら、選択したロー及びコラムに電位差を印加すると、対応する画素におけるロー電極及びコラム電極の交差部において形成されているコンデンサが荷電され、静電力がこれらの電極を引き寄せる。図１内の右側の画素１２ｂによって例示したように、電圧が十分に高い場合は、移動可能層が変形されて固定層に押しつけられる（本図に示していない誘電材料を固定層に蒸着することによって短絡を防止すること及び分離距離を制御することができる）。この挙動は、印加した電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射性対非反射性画素状態を制御することができるロー／コラム作動は、従来のＬＣＤ及びその他の表示技術において用いられている作動と多くの点で類似している。
【００１５】
図２乃至５は、表示用途においてインターフェロメトリックモジュレータアレイを用いるための１つの典型的なプロセス及びシステムを例示した図である。図２は、本発明のいくつかの側面を組み入れることができる電子デバイスの１つの実施形態を例示したシステムブロック図である。この典型的実施形態においては、該電子デバイスはプロセッサ２１を含んでおり、該プロセッサ２１は、あらゆる汎用の単チップ又は多チップのマイクロプロセッサ（例えば、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＩ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＩＩ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  Ｐｒｏ（登録商標）、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）、等）、又は、あらゆる専用マイクロプロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルゲートアレイ、等）にすることができる。当業においては従来の方法であるが、プロセッサ２１は、１つ以上のソフトウェアモジュールを実行するように構成することができる。プロセッサ２１は、オペレーティングシステムを実行することに加えて、１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ウェブブラウザー、電話に関するアプリケーション、電子メールプログラム、又はその他のあらゆるソフトウェアアプリケーション）を実行するように構成することができる。
【００１６】
１つの実施形態においては、プロセッサ２１は、アレイコントローラ２２と通信するようにも構成されている。１つの実施形態においては、アレイコントローラ２２は、画素アレイ３０に信号を提供するロードライバ回路２４及びコラムドライバ回路２６を含む。図１に示した画素アレイの横断面は、図２では線１−１によって示してある。ＭＥＭＳインターフェロメトリックモジュレータにおいては、ロー／コラム作動プロトコルは、図３に示したこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用することができる。例えば、移動可能層を解放状態から作動状態に変形させるためには１０Ｖの電位差が必要である。しかしながら、同値から電圧を減じたときには、移動可能層は、電圧が低下して再び１０Ｖよりも低くなる間にその状態を維持する。図３に示した典型的実施形態においては、移動可能層は、電圧が２Ｖよりも低くなるまで完全には解放されない。このため、図３に示した例においては、約３乃至７Ｖの電圧範囲が存在しており、デバイスが解放された状態又は作動された状態において安定している印加電圧の窓が存在している。本出願明細書では、この窓を「ヒステリシスウインドー」又は「安定ウインドー」と呼んでいる。図３に示したヒステリシス特性を有する表示アレイの場合は、ローストローブ中に、ストローブされたロー内の作動対象画素が約１０Ｖの電圧差にさらされ、さらに、解放対象画素が約ゼロＶの電圧差にさらされることになるように、ロー／コラム作動プロトコルを設計することができる。ストローブ後は、画素は、約５Ｖの定常状態電圧差にさらされ、このため、ローストローブによって置かれたあらゆる状態にとどまる。本例においては、各画素は、書かれた後には、３乃至７Ｖの「安定ウィンドー」内において電位差にさらされる。この特長は、図１に示した画素設計を、作動状態又は先在する解放状態のいずれであるかにかかわらず同じ印加電圧状態の下で安定させることになる。インターフェロメトリックモジュレータの各画素は、作動状態又は解放状態のいずれであるかにかかわらず、本質的には、固定反射層および移動可能反射層によって形成されたコンデンサであるため、この安定状態は、電力散逸がほとんどゼロの状態でヒステリシスウインドー内のある１つの電圧において保持することができる。本質的に、印加電位が固定されている場合は、画素内には電流は流れ込まない。
【００１７】
典型的な用途においては、第１のロー内の希望する作動画素の組に従ってコラム電極の組を選択することによって表示フレームを製造する。次に、ローパルスをロー１電極に加え、選択したコラムラインに対応する画素を作動させる。次に、選択したコラム電極の組を変更し、第２ロー内の希望する作動画素の組に対応させる。次に、ロー２電極にパルスを加え、選択したコラム電極に従ってロー２内の該当画素を作動させる。この際、ロー１の画素は、ロー２のパルスによる影響を受けず、ロー１のパルス中に設定された状態にとどまる。このプロセスを一連のロー全体に関して逐次的に繰り返すことによって表示フレームを生成する。一般的には、これらの表示フレームは、希望する何らかの１秒当たりのフレーム数の時点において、該プロセスを連続的に繰り返すことによって一新されるか及び／又は新しい表示データによって更新される。画素アレイのロー電極及びコラム電極を駆動して表示フレームを製造するためのプロトコルは非常に様々であることが良く知られており、これらのプロトコルを本発明と関連させて使用することができる。
【００１８】
図４及び５は、図２の３ｘ３のアレイ上において表示フレームを製造するための１つの可能な作動プロトコルを例示した図である。図４は、図３のヒステリシス曲線を示している画素に関して使用することができる一組のコラム／ロー電圧レベルを示した図である。図４の実施形態において、画素を作動させることは、該当するコラムを−Ｖｂｉａｓに設定すること及び該当するローを＋ΔＶに設定することが関わっており、これらの電圧は、−５Ｖ及び＋５Ｖにそれぞれ該当する。画素の解放は、該当するコラムを＋Ｖｂｉａｓに設定してさらに該当するローを同じ＋ΔＶに設定し、該画素においてゼロボルトの電位差を作り出すことによって達成させる。ロー電圧がゼロボルトに保持されているローにおいては、画素は、コラムが＋Ｖｂｉａｓ又は−Ｖｂｉａｓのいずれであるかにかかわらず、最初に置かれていた状態において安定している。
【００１９】
図５Ｂは、図２の３ｘ３のアレイに加えた一連のロー信号及びコラム信号を示したタイミング図であり、結果的には、図５Ａに示した表示配置になる（同図における作動画素は非反射性である）。図５Ａに示したフレームを書く前においては、画素はあらゆる状態になることが可能であり、本例では、すべてのローが０Ｖ、すべてのコラムが＋５Ｖである。これらの電圧を印加した状態では、すべての画素は、印加以前における作動状態又は解放状態で安定している。
【００２０】
図５Ａのフレームにおいては、画素（１、１）、（１、２）、（２、２）、（３、２）及び（３、３）を作動させる。該作動させるためには、ロー１に関する「ラインタイム」中に、コラム１及び２を−５Ｖに設定し、コラム３を＋５Ｖに設定する。この場合、すべての画素が３Ｖ乃至７Ｖの安定ウィンドー内にとどまっているためいずれの画素の状態も変化しない。次に、パルスを用いてロー１をストローブし、０から最高５Ｖまで上昇させて０に戻る。この動作は、画素（１、１）及び（１、２）を作動させ、画素（１、３）を解放する。画素アレイ内のその他の画素は影響を受けない。ロー２を希望どおりに設定するためには、コラム２を−５Ｖに設定し、コラム１及び３を＋５Ｖに設定する。これで、ロー２に加えられた同じストローブが、画素（２、２）を作動させ、画素（２，１）及び（２、３）を解放する。この場合も、画素アレイ内のその他の画素は影響を受けない。同様に、コラム２及び３を−５Ｖに設定し、コラム１を＋５Ｖに設定することによってロー３を設定する。ロー３のストローブは、ロー３の画素を図５Ａに示したように設定する。表示フレームを書いた後は、ロー電位はゼロであり、コラム電位は、＋５Ｖ又は−５Ｖのいずれかにとどまることができ、従って、図５Ａに示した配置において表示が安定する。この手順は、何十ものローとコラムのアレイさらには何百ものローとコラムのアレイに関しても採用できるという点が高く評価されることになる。さらに、ロー及びコラムの作動を実施するために用いるタイミング、順序、及び電圧レベルは、上述した一般原理内において大きく変化させることが可能である点、及び、上例は典型的な例であるにすぎず、本発明の適用範囲内においてあらゆる作動電圧方法を用いることができる点、も高く評価されることになる。
【００２１】
上記の原理に従って動作するインターフェロメトリックモジュレータの構造の細部は、大きく変更することができる。例えば、図６Ａ乃至６Ｃは、移動式鏡構造物の３つの異なった実施形態を示した図である。図６Ａは、図１の実施形態の横断面であり、直交的に延びている支持物１８の上に細長い金属材料１４が蒸着されている。図６Ｂにおいては、移動可能な反射材料１４が、支持物の角のみに取り付けられている（テザー３２の上）。図６Ｃにおいては、移動可能な反射材料１４は、変形可能な層３４から吊り下げられている。この実施形態においては、反射材料１４に関して用いられる構造設計および材料を光学的性質に関して最適化することができ、さらに、変形可能層３４に関して用いられる構造設計および材料を希望する機械的性質に関して最適化することができるためいくつかの利点を有している。尚、様々な出版物（例えば、U.S. Published Application ２004/005１9２9、等）において様々な型の干渉デバイスの生産に関する説明が行われている。さらに、材料蒸着、パターン化、及びエッチングの一連の手順が関わる上記の構造物は、非常に様々なよく知られた技術を用いて生成することができる。
【００２２】
インターフェロメトリックモジュレータを放電及び充電するための対応時間は、部分的には、インターフェロメトリックモジュレータに接続されている電圧回路のＲＣ（抵抗−キャパシタンス）時定数に依存する。インターフェロメトリックモジュレータのこの対応時間は、インターフェロメトリックモジュレータアレイの表示品質に対して影響を及ぼす。ある所定のインターフェロメトリックモジュレータによって受け取られる２つの着走査パルス間の時間が、該インターフェロメトリックモジュレータの対応時間よりも短い場合は、移動層は、これらの着走査パルスと同期化することができない。該状態下においては、インターフェロメトリックモジュレータの状態は、すべての各々の走査パルスに対応せず、その結果、表示画像の質が低下することになる。従って、より高速のスキャンレート及びリフレッシュレートを考慮して短縮された対応時間を有するインターフェロメトリックモジュレータを提供することが望ましい。
【００２３】
インターフェロメトリックモジュレータに接続される電圧回路は、該インターフェロメトリックモジュレータの電極、及び、該電極とロー／コラムドライバ電子機器の間において電気的接続を確保する接点、導体、及びその他の伝導性素子を具備する。いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータの電極の材料及び幾何形状は、電圧回路に関するＲＣ時定数に対して影響を及ぼす。いくつかのインターフェロメトリックモジュレータアレイ構成においては、隣接するインターフェロメトリックモジュレータをドライバ電子機器と接続させるために隣接するインターフェロメトリックモジュレータの電極が直列に結合されており、その結果、ＲＣ時定数がこれまでよりも大きくなっている。その他のインターフェロメトリックモジュレータアレイ構成の場合には、インターフェロメトリックモジュレータのロー／コラムドライバと電極との間において電気的接続を確保するためにワイヤ又はその他の電気コネクタが利用され、これらのワイヤがインターフェロメトリックモジュレータのＲＣ時定数の一因になっている。
【００２４】
図７Ａ、７Ｂ、及び７Ｃは、本出願明細書において説明されている実施形態に従ったインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの典型的な３ｘ３の部分を概略的に示した図である。図７Ａにおいて例示されている３ｘ３の部分よりも大きい表示部分又は該３ｘ３の部分よりも小さい表示部分も、本出願明細書において説明されている実施形態と適合可能である。図７Ｂの横断面図において示されているように、各モジュレータは、基板１１０６、基板１１０６の上方の第１の電極層９０２、及び基板１１０６の上方の第２の電極層１３０２を具備する。該モジュレータは、第１の電極層９０２と実質的に平行でありさらに第２の電極層１３０２に結合されている反射面９０１をさらに具備する。反射面９０１は、第１の位置と第２の位置との間を移動することができる。反射面９０１の該第１の位置は、第１の電極層９０２からの第１の距離である。反射面９０１の該第２の位置は、第１の電極層９０２からの第２の距離である。
【００２５】
いくつかの実施形態においては、図７Ｂにおいて示されているように、各モジュレータの第１の電極層９０２は、固定されており、さらに、基板１１０６に接近させて配置されている。インターフェロメトリックモジュレータアレイの第１の電極層９０２は、ロー内に配置されている。これらのローは、図７Ａには示されていないが、図７Ａに示されている３つのモジュレーロータに対応している。各ローの第１の電極層９０２は、互いに電気的に接続されているが、その他のローの第１の電極層９０２からは電気的に絶縁されている。
【００２６】
いつくかの実施形態においては、各モジュレータの第２の電極層１３０２は、第１の電極層９０２の上方の移動層の少なくとも一部を具備する。図７Ａにおいて概略的に例示されている実施形態においては、第２の電極層１３０２は、移動層全体を具備する。いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータアレイの第２の電極層１３０２は、各モジュレータコラムの第２の電極層１３０２を隣接するモジュレータコラムの第２の電極層１３０２から分離させるためにパターン化されている。従って、インターフェロメトリックモジュレータアレイの第２の電極層１３０２は、コラム内に配置されている。例えば、図７Ａにおいて概略的に例示されている実施形態においては、第２の
電極層１３０２は、各モジュレータの第２の電極層１３０２の4つの角部にストラップ又はテザー１３００を有している。テザー１３００は、第２の電極層１３０２を、モジュレータの角部の支持柱２０２に機械的に結合させる。さらに、テザー１３００は、１つのコラム内の隣接するモジュレータの第２の電極層１３０２を電気的に結合させ、その一方で、これらの第２の電極層１３０２は、その他のコラムの第２の電極層１３０２から電気的に絶縁されている。本出願明細書において説明されている実施形態と適合可能なその他の第２の電極層１３０２は、図７Ａにおいて示されているテザー１３００ではなくばね構造を有している。
【００２７】
いくつかの実施形態においては、図７Ａ及び７Ｂにおいて概略的に例示されているように、各モジュレータの反射面９０１は、支持部材１２００によって、対応するモジュレータの第２の電極層１３０２に機械的に結合されている。その他のいくつかの実施形態は、反射面９０１を第２の電極層１３０２に機械的に結合させる複数の支持部材を具備する。従って、モジュレータが作動されると、反射面９０１は、反射面９０１と実質的に垂直な方向に沿って、第１の電極層９０２に関する第１の位置と第２の位置との間を移動させられる。
【００２８】
いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータアレイの各モジュレータは、伝導性母線層を具備する。該伝導性母線層の少なくとも一部は、第１の電極層９０２及び第２の電極層１３０２のうちの少なくとも１つの電極層に電気的に結合されている。反射面９０１は、該伝導性母線層に印加された電圧に対応して該第１の位置と該第２の位置との間を移動する。
【００２９】
いくつかの実施形態の伝導性母線層６００は、伝導性の材料（金属、複合材、及び合金を含むが、これらの材料に限定するものではない）を具備する。伝導性母線層６００に関する典型的な伝導性材料は、チタン、クロム、ニッケル、及びアルミニウムを含む（但し、これらの材料に限定するものではない）。いくつかの実施形態においては、伝導性母線層６００の厚さは、図７Ｂに示されている方向９０３と平行な方向に測定した場合において、約０．１ミクロン乃至約２ミクロンの範囲内にある。さらに、その他の厚さも、本出願明細書において説明されている実施形態と適合可能である。  
いくつかの実施形態においては、図７Ａにおいて示されているように、伝導性母線層６００は、第２の電極層１３０２の上方に配置されている。モジュレータの伝導性母線層６００は、複数の伝導性母線を形成しおり、これらの複数の伝導性母線は、図７Ａにおいて例示されている典型的な実施形態においては、第２の電極層１３０２の上方に配置されている。各ローの伝導性母線は、互いに電気的に接続されており、さらに、その他のローの伝導性母線から電気的に絶縁されている。いくつかの実施形態においては、各伝導性母線は、対応するモジュレータローのロードライバと第１の電極層９０２との間において電気的接続を提供する。いくつかの実施形態においては、モジュレータローに沿って配線されている伝導性母線の幅は、図７Ｂに示されている方向９０３と垂直な方向に測定した場合において、約４ミクロン乃至約１０ミクロンの範囲内にある。さらに、その他の幅も、本出願明細書において説明されている実施形態と適合可能である。  
図７Ａ乃至７Ｃにおいて例示されている典型的な実施形態においては、モジュレータの伝導性母線層６００は、該モジュレータの支持柱２０２のうちの１つ以上の支持柱の伝導部分によって、該モジュレータの第１の電極層９０２に電気的に結合されている。支持柱２０２は、移動層および第２の電極層１３０２のための構造上の支持を行う。いくつかの実施形態においては、支持柱２０２の伝導部分は、伝導性母線層６００及び第１の電極層９０２の両方に電気的に結合されている。しかしながら、支持柱２０２の伝導部分は、図７Ｂにおいて示されているように、絶縁材６０３によって第２の電極層１３０２から電気的に絶縁されている。
【００３０】
図７Ｃは、本出願明細書において説明されている実施形態と適合する図７Ａのインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの３ｘ３の部分の支持柱２０２を概略的に例示した図である。テザー１３００は、支持柱２０２に電気的に結合されており、他方、伝導性母線層６００から及び支持柱２００の電導部分７００から電気的に絶縁されている。支持柱２００の電導部分７００は、伝導性母線層６００を第１の電極層９０２に電気的に結合させる。図７Ｃにおいて示されているように、支持柱７００の電導部分７００は、同心円状のダッシュ線によって例示されているような一般的に環状の形状を有している。その他のいくつかの実施形態においては、電導部分７００は、その他の横断面形（例えば正方形、等）を有している。いくつかの実施形態においては、伝導部分７００は、管状、円筒状、又は中実である。電導部分７００の実施形態は、伝導性母線層６００と第１の電極層９０２との間において一様な又は非一様な横断面を有している。
【００３１】
有利なことであるが、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃにおいて概略的に例示されている実施形態の場合には、伝導性母線層６００は、第２の電極層１３０２の上方にかつインターフェロメトリックモジュレータに入る光又はインターフェロメトリックモジュレータから反射された光の光学経路から離れた箇所に配置されている。従って、該実施形態の伝導性母線層６００は、インターフェロメトリックモジュレータの光学上の性質と干渉しない。さらに、伝導性母線層６００は、その他の構成のその他の電気経路が有する電気抵抗よりも有意な量だけ低い電気抵抗を有する電気経路を、インターフェロメトリックモジュレータアレイのロードライバ電子機器および第１の電極層９０２（例えば、互いに直列に接続されている１つのローのインターフェロメトリックモジュレータの第１の電極層９０２）の間において提供していて有利であり、さらにそれによってＲＣ時定数をこれらのその他の構成よりも小さくしており有利である。
【００３２】
いくつかの実施形態の伝導性母線層６００は、インターフェロメトリックモジュレータディスプレイのその他の部分に応じて様々な場所に配置されている。いくつかの実施形態においては、図７Ａにおいて概略的に示されているように、伝導性母線層６００は、第２の電極層１３０２の上方にある。後述するように、その他のいくつかの実施形態においては、伝導性母線層６００は、第１の電極層９０２の内部に又は第１の電極層９０２に隣接させて配置されているか、又は、第１の電極層９０２と第２の電極層１３０２との間に配置されている。さらに、伝導性母線層６００は、第１の電極層９０２の下方に、又は第２の電極層１３０２と実質的に同じ平面に配置することもできる。伝導性母線層６００のその他の構成も、本出願明細書において説明されている実施形態と適合可能である。
【００３３】
図８Ａは、伝導性母線層８００が第２の電極層１３０２の上方に配置されておりさらに第２の電極層１３０２に電気的に結合されているインターフェロメトリックモジュレータを有するインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの典型的な３ｘ３の部分を概略的に例示した図である。図８Ｂは、図８Ａのインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの３ｘ３の部分の横断面図である。いくつかの実施形態においては、図８Ａにおいて示されているように、ディスプレイの１つのモジュレータコラムの伝導性母線層８００は、ひとつに結合されて複数の伝導性母線を形成している。各コラムの伝導性母線は、該コラムの第２の電極層１３０２を互いに電気的に接続させ、他方、各コラムの伝導性母線は、その他のコラムの伝導性母線から電気的に絶縁されている。
【００３４】
いくつかの実施形態においては、各伝導性母線は、対応するモジュレータコラムのコラムドライバと第２の電極層１３０２との間において電気的接続を提供する。いくつかの実施形態においては、各伝導性母線層８００は、対応する第２の電極層１３０２と１カ所以上の箇所において電気的に接続されている。図８Ｂにおいて例示されているように、伝導性母線層８００は、支持柱２０２の上方の第２の電極層１３０２に接続されている。いくつかの実施形態においては、コラムに沿って配線されている伝導性母線の幅は、図８Ｂに示されている方向９０３と垂直な方向に測定した場合において、約４ミクロン乃至約１０ミクロンの範囲内にある。さらに、その他の幅も、本出願明細書において説明されている実施形態と適合可能である。伝導性母線層８００は、その他の構成のその他の電気経路が有する電気抵抗よりも有意な量だけ低い電気抵抗を有する電気経路を、インターフェロメトリックモジュレータアレイのコラムドライバ電子機器及び第２の電極層１３０２（例えば、互いに直列に接続されている１つのコラムのインターフェロメトリックモジュレータの第２の電極層１３０２）の間において提供しており有利であり、さらにそれによってＲＣ時定数をこれらのその他の構成よりも小さくしており有利である。
【００３５】
図９Ａは、伝導性母線層９００が第１の電極層９０２と第２の電極層１３０２との間に配置されているインターフェロメトリックモジュレータを有するインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの典型的な３ｘ３の部分を概略的に例示した図である。図９Ｂは、図９Ａのインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの３ｘ３の部分の横断面図である。図９Ａにおいて例示されている典型的な実施形態においては、伝導性母線層９００は、第２の電極層１３０２の下方に配置されておりさらに支持柱２０２の伝導部分である。図９Ｂにおいて概略的に例示されている実施形態においては、各伝導性母線層９００は、インターフェロメトリックモジュレータローの各第１の電極層９０２に電気的に結合されており、さらに、その他のインターフェロメトリックモジュレータローの第１の電極層９０２から電気的に隔離されている。
【００３６】
上記のいくつかの実施形態の伝導性母線層９００は、対応するインターフェロメトリックモジュレータローのロードライバ及び第１の電極層９０２を接続させている。該ロードライバは、伝導性母線層９００を通じて、ディスプレイの１つのローのインターフェロメトリックモジュレータの第１の電極層９０２に対して選択的に電圧を印加する。伝導性母線層９００は、該伝導性母線層は、第１の電極層９０２のみを通じてインターフェロメトリックモジュレータローを電気的に接続する構成よりも有意な量だけ低い電気抵抗を有する電気経路を提供する。
【００３７】
図９Ｃは、対応するインターフェロメトリックモジュレータローの第１の電極層９０２に隣接して配置されておりさらに第１の電極層９０２に電気的に結合されている伝導性母線層１０００を備えたインターフェロメトリックモジュレータを有するインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの典型的な３ｘ３の部分を概略的に例示した図である。図９Ｄは、図９Ｃのインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの３ｘ３の部分の横断面図である。これらのいくつかの実施形態の伝導性母線層１０００は、対応するインターフェロメトリックモジュレータローのロードライバ及び第１の電極層９０２を電気的接続させ、それによって、第１の電極層９０２のみを通じてインターフェロメトリックモジュレータローを電気的に接続するその他の構成が有する電気抵抗よりも有意な量だけ小さい電気抵抗を有する電気経路をロードライバとインターフェロメトリックモジュレータとの間において提供する。図９Ｄにおいて例示されている典型的な実施形態においては、伝導性母線層１０００は、支持柱２０２及び下方の第１の電極層９０２の周囲近くの間に配置されている。さらに、伝導性母線層１０００は、下方の第１の電極層９０２に電気的に結合されている。
【００３８】
伝導性母線層１０００に関する材料は、第１の電極層９０２全体の伝導性を向上させる材料が選択される。いくつかの実施形態においては、伝導性母線層１０００は、アルミニウム又はその他の伝導性材料を具備する。いくつかの実施形態の第１の電極層９０２とは異なり、伝導性母線層１０００用に選択される材料は不透明であってもよい。いくつかの実施形態においては、伝導性母線層１０００は、図９Ｄにおいて示されている方向９０３と垂直な方向に測定した場合において、約４ミクロン乃至約１０ミクロンの範囲の幅を有している。
【００３９】
いくつかの実施形態においては、伝導性母線層１０００と反射面層９０１との間には誘電層９０６が配置されている。これらのいくつかの実施形態の誘電層９０６は、インターフェロメトリックモジュレータの伝導性母線層１０００及び反射面層９０１の間における接触を防止しており有利である。
【００４０】
いくつかの実施形態においては、伝導性母線層１０００を反射面層９０１の下方に配置することは、インターフェロメトリックモジュレータの入光及び反射光の少なくとも一部を遮ることによってインターフェロメトリックモジュレータの光学上の性能に悪影響を及ぼすおそれがある。伝導性母線層１０００がインターフェロメトリックモジュレータの光学上の性能に対して及ぼす視覚上の影響を軽減させるために、図９Ｄにおいて示されている方向９０３と垂直な方向に測定した場合において従来よりも小さい幅を有する伝導性母線層１０００を利用することができる。
【００４１】
図９Ｅは、図９Ｃにおいて示されているインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの３ｘ３の部分のもう１つの実施形態の横断面図である。図９Ｅにおいて例示されているディスプレイのインターフェロメトリックモジュレータは、インターフェロメトリックモジュレータの伝導性母線層１０００と全体的に整合されておりさらに伝導性母線層１０００及び３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの画面を見る方の側の間に配置されたマスク材１００２を有している。マスク材１００２は、一般的には不透明な光吸収材であり、入光が伝導性母線層１０００上に当たらないように遮ることができる幅を有している。図９Ｅにおいて例示されている実施形態においては、マスク材１００２は、モジュレータへの入光及びモジュレータからの反射光を透過させる光学的透過性材料（ＳｉＯ２、等）を有する層１００４内において全体的に共面である。
【００４２】
図１０Ａは、第２の電極層１３０２の上方に配置された第１の伝導性母線層１１００及び第１の伝導性母線層１１００の上方に配置された第２の伝導性母線層１１０２を備えたインターフェロメトリックモジュレータを有するインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの典型的な３ｘ３の部分を概略的に例示した図である。図１０Ｂは、図１０Ａの３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの横断面図である。第１の伝導性母線層１１００は、少なくとも１つの支持柱２０２の伝導部分を通じて１つのローのインターフェロメトリックモジュレータの第１の電極層９０２に電気的に結合されている。第２の伝導性母線層１１０２は、１つのコラムのインターフェロメトリックモジュレータの第２の電極層１３０２に電気的に結合されている。第１の伝導性母線層１１００は、支持柱２０２の絶縁部分６０５を通じて第２の伝導性母線層１１０２から電気的に絶縁されている。
【００４３】
図１０Ｂにおいて、第１の伝導性母線層１１００は、１つ以上の支持柱２０２の伝導部分を通じて第１の電極層９０２に電気的に結合されている。第２の伝導性母線層１１０２は、１つ以上の支持柱２０２の上方の箇所において第２の電極層１３０２に電気的に結合されている。
【００４４】
いくつかの実施形態においては、伝導性母線層によって提供された従来よりも抵抗が小さい電気経路は、回路のＲＣ時定数を引き下げており有利である。電気的に直列に結合された第１の電極層９０２を有する複数のインターフェロメトリックモジュレータに関する典型的なＲＣ時間は、５マイクロ秒乃至１００マイクロ秒の範囲にすることが可能であり、インターフェロメトリックモジュレータ数に依存する。この同じ複数のインターフェロメトリックモジュレータは、３０乃至５０オーム／平方という高い抵抗を有することができる。これらの複数のインターフェロメトリックモジュレータの対応する第１の電極層９０２及び第２の電極層１３０２にロードライバ及びコラムドライバを電気的に接続するために伝導性母線層を使用することは、回路の電気抵抗を引き下げそれによってＲＣ時定数を小さくすることを可能にする。
【００４５】
機械層上方の伝導性母線の製造方法
第２の電極層１３０２の上方に配置される伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップが、図１１（Ａ）乃至１１（Ｑ）において概略的に例示されている。図１１（Ａ）は、基板１１０６上における黒マスク１８００の蒸着物を示した図である。いくつかの実施形態においては、黒マスク１８００は、モリブデンを具備する。
【００４６】
図１１（Ｂ）は、基板１１６の頂部にアイランドを形成させるためにパターン化及びエッチングされた黒マスク１８００を示した図である。図１１（Ｃ）は、黒マスク１８００上及び基板１１０６上における酸化物層１８０２の蒸着物、及び、酸化物層１８０２上における金属層９０４と第１の電極層９０２の蒸着を示した図である。いくつかの実施形態においては、金属層９０４はクロムを具備し、第１の電極層９０２はインジウム−スズ−酸化物（ＩＴＯ）を具備する。
【００４７】
図１１（Ｄ）は、ディスプレイ設計に準拠してコラム、ロー、又はその他の有用な構成と適合する電極及びインターフェロメトリックモジュレータを形成するためにパターン化及びエッチングされている第１の電極層９０２及び金属層９０４を示した図である。図１１（Ａ）乃至１１（Ｑ）において例示されている典型的な実施形態においては、第１の電極層９０２は、コラム電極として使用することができる。
【００４８】
図１１（Ｄ）において例示されているように、金属層９０４、第１の電極層９０２、及び酸化物層１８０２の上には誘電層９０６（酸化珪素、等）が形成されている。
【００４９】
図１１（Ｅ）は、犠牲層１８０４の形成を示した図である。犠牲層１８０４は、反射面９０１が上方に吊り下げられている空洞の寸法を決定する層である。空洞が有する干渉特性は、該空洞の深さに直接影響される。カラーのインターフェロメトリックモジュレータを有するいくつかの実施形態は、結果的に赤、緑及び青の静止色を提供することになる異なった深さの空洞を有するモジュレータを製作する。これらの異なった空洞寸法を生み出すために、異なったカラーインターフェロメトリックモジュレータの各々に関して異なった厚さの犠牲層１８０４を蒸着させる。
【００５０】
例えば、いくつかの実施形態においては、第１の犠牲層が蒸着、マスキング及びパターン化され、該第１の犠牲層が第１のモジュレータの領域を定める。次に、第２の犠牲層が蒸着及びパターン化され、上記において定められた第１のモジュレータの領域及び第２のモジュレータの領域を結合させた領域が定められる。第１のインターフェロメトリックモジュレータの領域内おける第１の犠牲層の厚さ及び第２の犠牲層の厚さを結合させた厚さは、第２のインターフェロメトリックモジュレータの領域内の第２の犠牲層の厚さよりも大きい。次に、いくつかの実施形態においては、各々の一組のカラーインターフェロメトリックモジュレータに関する第１のインターフェロメトリックモジュレータ、第２のインターフェロメトリックモジュレータ及び第３のインターフェロメトリックモジュレータの各領域を結合させた領域を定める第３の犠牲層が第２の犠牲層の上に形成される。いくつかの実施形態においては、この第３の犠牲層の厚さは該一組のカラーインターフェロメトリックモジュレータの３つのすべてのモジュレータの中に含まれることになるため、第３の犠牲層はパターン化する必要がない。
【００５１】
本出願明細書において説明されている３つの個々の犠牲層は、異なった厚さにすることができる。この方法によって、該一組のカラーインターフェロメトリックモジュレータの第１のモジュレータは、これらの３つの犠牲層の厚さを結合させた厚さに等しい空洞の深さを有することになる。該一組のカラーインターフェロメトリックモジュレータの第２のモジュレータは、これらの３つの犠牲層のうちの２つの犠牲層の厚さを結合させた厚さに等しい空洞の深さを有することになる。該一組のカラーインターフェロメトリックモジュレータの第３のモジュレータは、これらの３つの犠牲層のうちの１つの犠牲層の厚さに等しい空洞の深さを有することになる。該犠牲層を取り除くと、空洞寸法は、該３つの犠牲層の厚さを結合させた様々な厚さに応じて変化し、その結果、赤、緑及び青等の３つの異なった色が生み出される。
【００５２】
図１１（Ｆ）は、誘電層９０６の上における反射面層１９０１の蒸着を例示した図である。図１１（Ｇ）においては、反射面層１９０１がパターン化及びエッチングされて、反射面層１９０１のアイランドが形成されている。
【００５３】
図１１（Ｈ）は、反射面層１９０１上及び誘電層９０６上における犠牲層１８１０の蒸着を例示した図である。いくつかの実施形態においては、犠牲層１８１０は、モリブデンを具備する。
【００５４】
図１１（Ｉ）において、犠牲層１８１０がパターン化及びエッチングされて伝導性母線孔１８１２及び反射面層孔１８１４が形成されている。伝導性母線孔１８１２は、犠牲層１８１０及び介在層を貫通して第１の電極層９０２まで延びている。反射面層孔１８１４は、犠牲層１８１０を貫通して反射面層１９０１まで延びている。
【００５５】
図１１（Ｊ）においては、犠牲層１８１０上、伝導性母線孔１８１２内、及び反射面層孔１８１４内に伝導層１８１６が形成されている。伝導層１８１６は、伝導性母線孔１８１２を通じて第１の電極層９０２に電気的に結合されている。
【００５６】
図１１（Ｋ）においては、伝導層１８１６がパターン化及びエッチングされて伝導性母線構造１８２０及び反射面層コネクタ１８１８が形成されている。図１１（Ｋ）において例示されている反射面層コネクタ１８１８は、伝導性母線構造１８２０から電気的に隔離されている。
【００５７】
図１１（Ｌ）においては、誘電層１８２４が蒸着されている。図１１（Ｍ）においては、誘電層１８２４がパターン化及びエッチングされ、誘電層１８２４のうちで伝導性母線構造１８２０及び反射面層コネクタ１８１８の間にある領域内に存在する部分が取り除かれている。
【００５８】
図１１（Ｎ）は、犠牲層１８２６の蒸着を例示した図である。図１１（Ｏ）においては、犠牲層１８２６がパターン化及びエッチングされ、第２の電極層１３０２に関するランディング（ｌａｎｄｉｎｇ）１８２８が形成されている。図１１（Ｐ）においては、第２の電極層１３０２が蒸着、パターン化、及びエッチングされている。図１１（Ｑ）においては。犠牲層１８０４、１８１０、及び１８２６が取り除かれており、その結果、母線構造１８２０を有するインターフェロメトリックモジュレータが得られている。
【００５９】
単独で、又は上述されている特長と組み合わせて、インターフェロメトリックモジュレータのキャパシタンスを低下させることができる。回路のキャパシタンスを低下させることは、ＲＣ時定数を小さくする。
【００６０】
リフレッシュレート
第１の電極層９０２及び第２の電極層１３０２における印加電圧を充電及び放電させるために要する時間又は該印加電圧を変化させるために要する時間は、ディスプレイのリフレッシュレートに対して影響を及ぼす。例えば、印加電圧の変化に対する第２の電極層１３０２の対応時間を短くすることは、より短い時間でのディスプレイのリフレッシュを可能にする。リフレッシュ速度が従来よりも高速であるディスプレイは、後続するフレーム間における遷移を従来よりも目立たなくすることことができる。
【００６１】
解像度
いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータアレイの裏側に沿った複雑な配線を具備する伝導性母線構造を使用することによってグレースケール表示技術を向上させる。グレースケール画像を表示するための技術は、画素を細分して複数のインターフェロメトリックモジュレータ又はより小さいサブピクセルにすることを含む。各画素内におけるサブピクセル数を増やすことによって、より深いグレースケールを達成させることができる。しかしながら、サブピクセル数を増やすことは、表示アレイの周囲に配置されたロードライバ及びコラムドライバまで行う必要がある配線の複雑さを増すことである。
【００６２】
いくつかの実施形態においては、伝導性母線構造を用いてグレースケール表示を向上させる。時間的な変調においては、グレースケール画像の各インターフェロメトリックモジュレータがパルシング又は急速にリフレッシュされ、このため、ディスプレイにおいて強度レベルの変動が生じていることに画面を見ている人が気づく。いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータのリフレッシュレート又は変調速度は、上述した改修事項のうちの１つ以上を組み入れることによって上昇される。リフレッシュレートは、次式によって求めることができる。
【００６３】
Ｔ＿ｌｉｎｅ＝Ｔ＿ｒｃ＋Ｔ＿ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ
ここで、
Ｔ＿ｌｉｎｅ＝１本の線の更新時間
Ｔ＿ｒｃ＝同線に関するＲＣ時間
Ｔ＿ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ＝インターフェロメトリックモジュレータの機械的対応時間
ゆえに、
Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈ＝ｎ＿ｒｏｗｓｘＴ＿ｌｉｎｅ
ここで、
Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈ＝画面全体を更新するのに要する時間
ｎ＿ｒｏｗｓ＝ディスプレイ上におけるロー数
ゆえに、
画面リフレッシュレート＝１／Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈ
ここで、
画面リフレッシュレート＝ディスプレイ全体の更新速度（一般的な単位はＨｚ）
従って、伝導性母線を用いることによってＴ＿ｒｃが短くなるのに応じて、Ｔ＿ｌｉｎｅが短くなりさらにＴ＿ｆｒｅｓｈが短くなる。Ｔ＿ｆｒｅｓｈが短くなるのに応じて、画面リフレッシュレートが速くなって時間的変調の質を向上させる。
【００６４】
再び図７Ａ及び図７Ｂにおいて、第１の電極層９０２は、第１の電極層９０２用に選択された材料に依存する固有の伝導性を有している。インターフェロメトリックモジュレータの電気回路抵抗は、より高い伝導性を有する材料を第１の電極層９０２の材料として利用することによって小さくすることができる。いくつかの実施形態においては、第１の電極層９０２の材料として選択された材料は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）よりも高い伝導性を有する亜鉛・スズ酸化物（ＺｎＴＯ）を具備する。
【００６５】
第１の電極層９０２の厚さは、変化することができる。いくつかの実施形態においては、第１の電極層９０２の厚さは、図７Ｂにおいて示されている方向９０３と平行な方向に測定した場合において、３００オングストローム乃至２，０００オングストロームの範囲の値にすることができる。さらに、第１の電極層９０２のその他の厚さも使用することができる。
【００６６】
第１の電極層９０２を第２の電極層１３０２から分離させる酸化物層すなわち誘電層９０６に関しては、誘電定数が小さい材料を選択することができる。誘電材は、第２の電極層１３０２を第１の電極層９０２から電気的に絶縁させ、第１の電極層９０２及び第２の電極層１３０２の間に電荷又は電圧が貯蔵されるのを可能にする。さらに、誘電層９０６は、該電圧または電荷が第２の電極層１３０２に対して作用する静電力を形成させることも可能にする。有利なことに、小さい誘電定数を有する材料は、電気回路のＲＣ時定数を小さくする。例えば、誘電定数（Ｋ）が小さい材料は、二酸化珪素製の誘電体が有する誘電定数（３．８）よりも小さい誘電定数を有することができる。いくつかの実施形態においては、誘電層９０６の誘電定数は、２．０という低い値である。
【００６７】
キャパシタンスの低下
異なった材料及び追加材料を加えることによって電気回路のキャパシタンスを低下させることができる。いくつかの実施形態においては、誘電層９０６用に選択された材料は、電気回路のキャパシタンスを低下させることができる。これらの材料は、スパナオンガラス（ｓｐｕｎ−ｏｎ−ｇｌａｓｓ）、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＡｌＯ２、及びこれらの１つ以上の材料の複合材を含む。
【００６８】
いくつかの実施形態においては、金属層９０４及び第１の電極層９０２の間に第２の誘電層１０４が備えられる。いくつかの実施形態においては、図１２において例示されているように、第２の誘電層１０４は、金属層９０４及び第１の電極層９０２の間に配置されている。この追加された誘電層１０４は、誘電層すなわち酸化物層９０６に追加された誘電層である。該実施形態においては、誘電層１０４は、金属層９０４の光学的機能を第１の電極層９０２の電気的機能から分離させる。いくつかの実施形態においては、この構成は、ディスプレイの画像の質に悪影響を及ぼさない。
【００６９】
インターフェロメトリックモジュレータのいくつかの実施形態においては、第２の誘電層１０４を追加することに起因してキャパシタンスが低下することは、反射面９０１が「近くの」位置にあるときの誘電層９０６の厚さ及び第２の誘電層１０４の厚さの関数である。いくつかの実施形態においては、２つの誘電層９０６及び１０４は同じ材料を具備しており、その他の実施形態においては、これらの２つの誘電層は異なった材料を具備する。インターフェロメトリックモジュレータのキャパシタンスは、誘電層９０６及び第２の誘電層１０４が同じ材料であるときには次式によって概算することができる。
【００７０】
キャパシタンス〜（反射面９０１の面積）ｘ（誘電定数）ｘ（誘電率）／（最上部誘電層９０６の厚さ＋最下部誘電層１０４の厚さ）
いくつかの実施形態においては、誘電層９０６の厚さは変えることができる。図１３において例示されているように、誘電層９０６は、誘電層９０６の内部に埋め込まれた１つ以上のエアギャップを具備する。
【００７１】
図１４及び１７は、ロー及びコラム（横列及び縦列）に配置された隣接するインターフェロメトリックモジュレータ１１０のアレイを例示した図であり、各々のインターフェロメトリックモジュレータは、第１の電極層９０２のうちで第１の電極層９０２の周縁部から電気的に隔離された中央部分を有している。いくつかの実施形態においては、第１の電極層９０２内の切取部が該中央部分を該周縁部から分離させている。いくつかの実施形態においては、第１の電極層９０２のうちでインターフェロメトリックモジュレータの駆動に参加している部分の面積が縮小されており、それによって回路のキャパシタンスを低下させている。
【００７２】
いくつかの実施形態においては、周縁部のみが、第１の電極層９０２の電気的能動部に貢献している。いくつかの実施形態においては、周縁部は、伝導性母線構造に電気的に接続されている。いくつかの実施形態においては、中央部分のみが、第１の電極層９０２の電気的能動部に貢献している。これらのいくつかの実施形態においては、中央部分は、伝導性母線構造に電気的に接続されている。図１５及び１６は、図１４に示した２つの隣接するインターフェロメトリックモジュレータの横断面であり、これらのインターフェロメトリックモジュレータは、両方のインターフェロメトリックモジュレータの周縁部９０２（ｂ）から電気的に隔離された電気的に能動的な中央部分９０２（ａ）を有している。
【００７３】
図１７は、ロー及びコラムに配置されたインターフェロメトリックモジュレータ１１２のアレイを例示した図であり、各々のインターフェロメトリックモジュレータ１１２は、第１の電極層９０２の２つの周縁部９０２（ｄ）及び９０２（ｅ）から電気的に隔離されたコラム部分９０２（ｃ）を備えた第１の電極層９０２を有している。いくつかの実施形態においては、周縁部９０２（ｃ）、９０２（ｄ）、及び９０２（ｅ）のうちの１つ以上の周縁部が、第１の電極層９０２の電気的に能動的な部分に貢献しており、周縁部９０２（ｄ）、及び９０２（ｅ）のうちの１つ以上の周縁部は、第１の電極層９０２の電気的能動部に貢献していない。図１８は、図１７に示されている２つのインターフェロメトリックモジュレータの横断面図であり、これらのインターフェロメトリックモジュレータは、両方のインターフェロメトリックモジュレータの非電気的に能動的なコラム部分９０２（ｃ）から電気的に隔離された電気的に能動的な周縁部９０２（ｄ）及び９０２（ｅ）を有している。
【００７４】
図１９及び２０は、２カ所以上の電気的能動部４０４（ａ）乃至（ｅ）を具備する第１の電極層９０２を有するインターフェロメトリックモジュレータの実施形態を例示した図である。これらの電気的能動部４０４（ａ）乃至（ｅ）及び第２の電極層１３０２は、結合して、第２の電極層１３０２を電気的能動部４０４（ａ）乃至（ｅ）の方向に引き寄せる静電力を形成する。第２の電極層１３０２が電気的能動部４０４（ａ）乃至（ｅ）の方に移動するのに応じて、反射面９０１は、基板１１０６及び金属層９０４を基準して対応する距離だけ移動する。上述したように、反射面９０１の移動は、インターフェロメトリックモジュレータを‘ＯＮ’又は‘ＯＦＦ’にする。これらの２つの機能を切り離すことによって、光学層（又は機械層）の電気的能動部の面積を光学層（又は機械層）の光学部分の面積よりも小さくすることができる。
【００７５】
電力消費量の低減
回路の抵抗又はキャパシタンスを小さくすることによって得られるさらなる便益は、電力消費量が低減することである。例えば、１つのアレイのインターフェロメトリックモジュレータを充電及び放電するために、コラムドライバ及びロードライバは、これらのインターフェロメトリックモジュレータを充電及び放電するための電力を要求する。この場合には、個々のインターフェロメトリックモジュレータのキャパシタンスを低下させることによって、ロードライバ及びコラムドライバは、各インターフェロメトリックモジュレータを作動時にそれまでよりも低い電圧を印加することができる。いくつかの実施形態においては、作動電圧の低下は、インターフェロメトリックモジュレータの機械的剛性を変えることによって及び／又はインターフェロメトリックモジュレータ内の静電力の強さに影響を及ぼすことによって達成される。
【００７６】
例えば、インターフェロメトリックモジュレータの幾何形状を変更することは、第２の電極層１３０２の機械的剛性を低下させることを可能にする。典型的な幾何形状の変更は、隣接する２つの支持柱２０２の間の間隔を広げること又は第２の電極層１３０２の形状を変更することを含む。いくつかの実施形態においては、支持柱２０２間の公称間隔を広げることは、該支持柱に取り付けられている第２の電極層１３０２の柔軟性を向上させる。この柔軟性の向上は、第２の電極層１３０２及び反射面９０１が、より低い作動電圧を印加するコラムドライバ又はロードライバに対応して状態を変化させることを可能にする。
【００７７】
いくつかの実施形態においては、図２１において示されているように、第２の電極層１３０２の幾何形状は、機械的ばねをシミュレーションするために変更することができる。機械的ばねは、反射面９０１を第２の電極層１３０２から切り離すように設計されている。反射面９０１が上下に移動中は、テザー１２０がばね部分を構成する。いくつかの実施形態においては、反射面９０１は、剛性の本体の一部（例えば、反射面層、等）を具備する。このような方法でテザー１２０及び反射面９０１が切り離され、このため、１方が移動しても他方に対して実質的な影響を及ぼさない。
【００７８】
第２の電極層１３０２用材料の選択は、作動電圧に対して影響を及ぼす可能性がある。コンプライアンスがより高い材料を選択することは、第２の電極層１３０２の柔軟性を向上させる。いくつかの実施形態においては、この方法によって、ロードライバ及びコラムドライバは、より低い作動電圧を印加する一方で希望される反射面層の変位を依然として達成させる。いくつかの実施形態においては、第２の電極層１３０２は、ニッケルを具備する第２の電極層１３０２の場合よりも低い作動電圧に反射面層９０１が対応することを可能にするコンプライアンスがより高い材料（例えば、アルミニウム、等）を具備する。第２の電極層１３０２の材料として使用可能なその他の典型的な材料は、Ｃｒ、Ｃｕ、酸化物と金属の複合材（例えば、アルミニウムに包まれた窒化珪素、等）、金属によって補強された有機膜（例えば、例として挙げられている金属のうちのいずれかの金属がめっきされたフォトレジスト、等）を含む（但し、これらの材料に限定するものではない）。第２の電極層１３０２の機械的剛性は、第２の電極層１３０２の厚さを薄くすることによってさらに低下させることができる。いくつかの実施形態においては、第２の電極層１３０２は、約５００オングストロームの厚さを有している。
【００７９】
いくつかの実施形態において作動電圧を低下させるためのもう１つの技術は、第１の電極層９０２及び第２の電極層１３０２の間で生成された電界の強度を変えることである。該電界の強度は、第１の電極層９０２をパターン化して電気的能動部の量を少なくすることによって増大させる。この方法によって、インターフェロメトリックモジュレータのうちで電気的能動部を形成する部分が縮小される。図１４乃至１８において例示されているように、電気的能動部を小さくすることによって電極をパターン化することは、その他のすべてのパラメータが一定であると仮定した場合に作動電圧を増大させる効果を有する。
【００８０】
いくつかの実施形態においては、作動電圧は、より高い誘電定数を有する材料を１つ以上の誘電層９０６の材料として選択することによってさらに引き下げることができる。基本的には、誘電定数及び作動電圧の関係は次式のとおりである。
【００８１】
Ｖ〜１／（Ｋ∧１／２）
作動電圧は、誘電定数の平方根に反比例する。従って、誘電定数が大きくなるに応じて、第２の電極層１３０２を第１の電極層９０２の方に引き寄せるのに要する電圧が低くなる。さらに、誘電定数が大きい材料ほど、第１の電極層９０２及び第２の電極層１３０２の間において得られる静電引力が大きくなる。
【００８２】
いくつかの実施形態に従った場合に可能な１つの画素構成６０２が図２２に示されている。この図は、基板１０６の前面から見た図であり、９つの素子（赤、緑及び青の各々の色ごとに３つの素子）を具備している。図示されているように、モジュレータ１４００（ａ）、１４００（ｂ）及び１４００（ｃ）は赤に対応しており、  １４００（ｄ）、１４００（ｅ）及び１４００（ｆ）は緑に対応しており、１４００（ｇ）、１４００（ｈ）及び１４００（ｉ）は青に対応している。図２２において概略的に例示されている実施形態におけるインターフェロメトリックモジュレータアレイは、１つの画像に関して１つの表示面を提供するためにＮｘＭのマトリクスで配置されている。
【００８３】
３種類の色（赤、緑及び青）は、いくつかの実施形態においては、鏡及び光学スタックの間の距離を変えることによって達成させることができる。電圧がモジュレータに印加されると、これらのすべてのモジュレータが電極の方に向かって一様な距離を移動するか、又は、これらのすべてのモジュレータが電極の方に向かって異なった距離を移動する。実際、９つのすべてのモジュレータは、空洞全体を横断し、基板１０６と直接接触することになる近位置まで移動する。静止状態における空洞の寸法は、垂直寸法１５００（図２３）、１６００（図２４）、及び１７００（図２５）によって示される。１つの実施形態においては、垂直寸法１５００、１６００、及び１７００は、それぞれ４０００オングストローム、３０００オングストローム、及び２０００オングストロームである。
【００８４】
インターフェロメトリックモジュレータは極めて微小であり、側面の典型的な大きさは、２５乃至６０ミクロン（１インチ当たり４００乃至１，０００ドット）である。このため、いくつかの実施形態においては、多くのインターフェロメトリックモジュレータ素子は、モノクロディスプレイ、カラーディスプレイ、又はグレースケールディスプレイにおける１つの画素として、又はサブピクセルとしてひとつにまとめて駆動させることができる。例えば、各インターフェロメトリックモジュレータは、モノクロディスプレイにおける単一の表示画素に相当させることができる。カラーディスプレイ又はグレースケールディスプレイの場合は、いくつかの実施形態における各インターフェロメトリックモジュレータの色又は輝度は、光学層および機械層の間におけるエアギャップの大きさによって決定される。異なった輝度又は色を有する複数の副素子は、１つのグレースケール画素またはカラー画素を形成する。フラットパネルディスプレイを製作する場合は、大きなインターフェロメトリックモジュレータアレイが希望されるフォーマット（例えば５”のフルカラーＶＧＡ）で製作されて実装される。
【００８５】
いくつかの実施形態においては、モジュレータ１４００（ａ）の反射面９０１は、反射層９０１が距離１５００の地点において安定するように設計されたバックサポート、柔軟層および支持柱インターフェースを有することができる。いくつかの実施形態においては、モジュレータ１４００（ｄ）の反射面９０１は、反射面層９０１が距離１５００よりも短い距離１６００の地点において安定するように設計されたバックサポート、柔軟層、及び支持柱インターフェースを有することができる。いくつかの実施形態においては、モジュレータ１４００（ｇ）の反射面層９０１は、反射面層９０１が距離１６００よりも短い距離１７００の地点において安定するように設計されたバックサポート、柔軟層、支持柱インターフェースを有することができる。以上の方法により、いくつかの実施形態においてこれらの支持物の機械的性質及び／又は物理的制約を制御することは、その結果３つの異なった空洞寸法が得られることであり、従って３つの異なった画素色が生成される。
【００８６】
代替として、柔軟層および支持物の異なった特性を処理することによって、同じ電圧が印加されたときに反射面層９０１が異なった距離を移動するようにすることが可能である。さらに別の代替として、すべてのモジュレータが同じ構造を有するが、異なった色ごとに異なった電圧が印加されるようにすることが可能である。
【００８７】
図２６Ａ及び２６Ｂは、ディスプレイデバイス２０４０の実施形態を例示したシステムブロック図である。ディスプレイデバイス２０４０は、例えば携帯電話であることができる。しかしながら、ディスプレイデバイス２０４０の同じ構成要素又はわずかに変形させた構成要素は、テレビ及び携帯式メディアプレーヤー等の様々な型のディスプレイデバイスも可能であることを例示するものである。
【００８８】
ディスプレイデバイス２０４０は、ハウジング２０４１、ディスプレイ２０３０、アンテナ２０４３、スピーカー２０４５、入力デバイス２０４８、及びマイク２０４６を含む。ハウジング２０４１は、一般的には、当業者によく知られている様々な製造プロセス（例えば、射出成形、及び真空成形、等）のうちのいずれかの製造プロセスによって成形される。さらに、ハウジング２０４１は、様々な材料（例えば、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、セラミック、又はその組合せを含むが、これらの材料に限定するものではない）によって製造することができる。１つの実施形態においては、ハウジング２０４１は、異なった色を有するか又は異なったロゴ、絵、又は記号を有するその他の取り外し可能な部分と互換可能である取り外し可能な部分（図示していない）を含む。
【００８９】
典型的ディスプレイデバイス２０４０のディスプレイ２０３０は、本出願明細書において説明されているように、双安定表示ディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかのディスプレイであることができる。その他の実施形態においては、ディスプレイ２０３０は、当業者によく知られている上述のフラットパネルディスプレイ（例えば、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、又はＴＦＴ  ＬＣＤ、等）、又は非フラットパネルディスプレイ（例えば、ＣＲＴ又はその他の管デバイス）を含む。しかしながら、本実施形態について説明する目的上、ディスプレイ２０３０は、本出願明細書において説明されているインターフェロメトリックモジュレータディスプレイを含む。
【００９０】
典型的ディスプレイデバイス２０４０の１つの実施形態の構成要素が図２６Ｂにおいて概略的に例示されている。例示されている典型的ディスプレイデバイス２０４０は、ハウジング２０４１を含み、さらに、その中に少なくとも部分的に閉じ込められているさらなる構成要素を含むことができる。例えば、１つの実施形態においては、典型的ディスプレイデバイス２０４０は、トランシーバ２０４７に結合されたアンテナ２０４３を含むネットワークインタフェース２０２７を含んでいる。トランシーバ２０４７は、プロセッサ２０２１に接続されており、プロセッサ２０２１は、コンディショニングハードウェア２０５２に接続されている。コンディショニングハードウェア２０５２は、信号のコンディショニング（信号のフィルタリング、等）を行うように構成することができる。コンディショニングハードウェア２０５２は、スピーカー２０４５及びマイク２０４６に接続されている。プロセッサ２０２１は、入力デバイス２０４８及びドライバコントローラ２０２９にも接続されている。ドライバコントローラ２０２９は、フレームバッファ２０２８及びアレイドライバ２０２２に結合されており、アレイドライバ２０２２は、ディスプレイアレイ２０３０に結合されている。電源２０５０は、典型的ディスプレイデバイス２０４０の特定の設計上の必要に応じて全構成要素に電力を供給する。
【００９１】
ネットワークインタフェース２０２７は、典型的ディスプレイデバイス２０４０がネットワーク上の１つ以上のデバイスと通信できるようにするために、アンテナ２０４３及びトランシーバ２０４７を含む。１つの実施形態においては、ネットワークインタフェース２０２７は、プロセッサ２０２１に対する要求を緩和するためのいくつかの処理能力を有することもできる。アンテナ２０４３は、当業者によく知られているいずれかの信号送受信用アンテナである。１つの実施形態においては、該アンテナは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１規格（ＩＥＥＥ  ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、又は（ｇ）を含む）に準拠してＲＦ信号を送受信する。もう１つの実施形態においては、該アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格に準拠してＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合は、該アンテナは、無線携帯電話ネットワーク内において通信するために使用されるＣＤＭＡ信号、ＧＳＭ信号、ＡＭＰＳ信号、又はその他の既知の信号を受信するように設計されている。トランシーバ２０４７は、アンテナ２０４３から受信した信号をプロセッサ２０２１が受け取ってさらなる処理を行うことができるようにこれらの受信信号を前処理する。さらに、トランシーバ２０４７は、プロセッサ２０２１から受け取った信号をアンテナ２０４３を通じて典型的ディスプレイデバイス２０４０から送信できるようにするための処理も行う。
【００９２】
代替実施形態においては、トランシーバ２０４７は、受信機に代えることができる。さらに別の代替実施形態においては、ネットワークインタフェース２０２７は、プロセッサ２０２１に伝送する画像データを保存又は生成することができる画像ソースに代えることができる。例えば、該画像ソースは、画像データを内蔵するデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）又はハードディスクドライブ、若しくは、画像データを生成するソフトウェアモジュールにすることができる。
【００９３】
プロセッサ２０２１は、一般的には、典型的ディスプレイデバイス２０４０の全体的な動作を制御する。プロセッサ２０２１は、データ（圧縮画像データ、等）をネットワークインタフェース２０２７又は画像ソースから受け取り、該データを処理して生画像データにするか、又は、簡単に処理して生画像データにすることができるフォーマットにする。次に、プロセッサ２０２１は、処理したデータをドライバコントローラ２０２９に送るか又はフレームバッファ２０２８に送って保存する。生データとは、一般的には、１つの画像内の各記憶場所における画像の特徴を識別する情報である。例えば、画像に関するこれらの特徴は、色、飽和、及びグレースケールレベルを含むことができる。
【００９４】
１つの実施形態においては、プロセッサ２０２１は、典型的ディスプレイデバイス２０４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、又は論理装置を含む。コンディショニングハードウェア２０５２は、一般的には、スピーカー２０４５に信号を送信するための及びマイク２０４６から信号を受信するための増幅器及びフィルタを含む。コンディショニングハードウェア２０５２は、典型的ディスプレイデバイス２０４０内の個別構成要素にすること、又は、プロセッサ２０２１又はその他の構成要素の中に組み入れることができる。
【００９５】
ドライバコントローラ２０２９は、プロセッサ２０２１によって生成された生の画像データを、プロセッサ２０２１から直接受け取るか又はフレームバッファ２０２８から受け取り、アレイドライバ２０２２に高速伝送するのに適した再フォーマット化を該生画像データに対して行う。具体的には、ドライバコントローラ２０２９は、生画像データを再フォーマット化し、ラスターに似たフォーマットを有するデータ流にする。このため、該データ流は、ディスプレイアレイ２０３０全体を走査するのに適した時間的順序を有している。次に、ドライバコントローラ２０２９は、フォーマット化された情報をアレイドライバ２０２２に送る。ドライバコントローラ２０２９（例えば、ＬＣＤコントローラ、等）は、独立型集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２０２１と関係していることがしばしばあるが、これらのコントローラは、数多くの方法で実装することができる。例えば、これらのコントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２０２１内に埋め込むこと、ソフトウェアとしてプロセッサ２０２１内に埋め込むこと、又は、アレイドライバ２０２２とともにハードウェア内に完全に組み込むことができる。
【００９６】
一般的には、アレイドライバ２０２２は、フォーマット化された情報をドライバコントローラ２０２９から受け取り、映像データを再フォーマット化して平行する一組の波形にする。これらの波形は、ディスプレイのｘ−ｙ画素行列から来る何百ものそして時には何千ものリードに対して１秒間に何回も加えられる。  
１つの実施形態においては、ドライバコントローラ２０２９、アレイドライバ２０２２、及びディスプレイアレイ２０３０は、本出願明細書において説明しているあらゆる型のディスプレイに関して適している。例えば、１つの実施形態においては、ドライバコントローラ２０２９は、従来のディスプレイコントローラ又は双安定表示ディスプレイコントローラ（インターフェロメトリックモジュレータコントローラ、等）である。もう１つの実施形態においては、アレイドライバ２０２２は、従来のドライバ又は双安定表示ディスプレイドライバ（インターフェロメトリックモジュレータディスプレイ、等）である。１つの実施形態においては、ドライバコントローラ２０２９は、アレイドライバ２０２２と一体化されている。該１つの実施形態は、携帯電話、腕時計、及びその他の小型ディスプレイ等のような高度に一体化されたシステムにおいて共通する実施形態である。さらに別の実施形態においては、ディスプレイアレイ２０３０は、典型的なディスプレイアレイ又は双安定表示ディスプレイアレイ（インターフェロメトリックモジュレータアレイを含むディスプレイ、等）である。
【００９７】
入力デバイス２０４８は、ユーザーが典型的ディスプレイデバイス２０４０の動作を制御するのを可能にするデバイスである。１つの実施形態においては、入力デバイス２０４８は、キーパッド（ＱＷＥＲＴＹキーボード又は電話のキーパッド、等）、ボタン、スイッチ、タッチ画面、感圧膜、感熱膜、等を含む。１つの実施形態においては、マイク２０４６は、典型的ディスプレイデバイス２０４０に関する入力デバイスである。データをデバイスに入力するためにマイク２０４６を使用時には、ユーザーは、典型的ディスプレイデバイス２０４０の動作を制御するための音声コマンドを使用することができる。
【００９８】
電源２０５０は、当業界においてよく知られている様々なエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば、１つの実施形態においては、電源２０５０は、充電可能な電池（例えば、ニッカド電池又はリチウムイオン電池、等）である。もう１つの実施形態においては、電源２０５０は、再生可能なエネルギー源、コンデンサ、又は太陽電池（例えば、プラスチック太陽電池、太陽電池塗料、等）である。別の実施形態においては、電源２０５０は、コンセントから電力を受け取るように構成されている。
【００９９】
いくつかの実装においては、制御プログラマビリティは、上述したように、電子ディスプレイシステム内の数カ所に配置することができるドライバコントローラ内に常駐する。いくつかの事例においては、制御プログラマビリティは、アレイドライバ２０２２内に常駐する。当業者は、上述した最適化はあらゆる数のハードウェア及び／又はソフトウェアコンポーネントにおいて及び様々なコンフィギュレーションで実装できることを認識することになる。
【０１００】
上記の最良の実施形態に関する詳細な説明では、様々な実施形態に当てはめた場合における本発明の斬新な特長が例示、説明、及び指摘されているが、本発明の精神を逸脱せずに様々な省略、代用、及び例示したデバイス又はプロセスの形状および細部の変更を当業者が行うことができるということが理解されることになる。上述されている特長をインターフェロメトリックモジュレータとともに組み入れるための方法は、当業者にとって容易に明確になる。また、これらの特長のうちの１つ以上の特長は、上述した実施形態のうちのあらゆる実施形態とともに、及び、その他のインターフェロメトリックモジュレータ構成とともに機能するように適合化させることができる。さらに、いくつかの特長は、その他の特長とは別個に用いること又は別個に実践することができるため、本発明は、本出願明細書において詳述されているすべての特長及び便益が提供されない形で具体化できるということも認識されることになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの１つの実施形態の一部を描いた等大図であり、第１のインターフェロメトリックモジュレータの移動可能な反射層が解放位置にあり、第２のインターフェロメトリックモジュレータの移動可能な反射層が作動位置にある。
【図２】３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを組み込んだ電子デバイスの１つの実施形態を例示したシステムブロック図である。
【図３】図１に示されているインターフェロメトリックモジュレータの１つの典型的な実施形態に関する移動可能な鏡の位置及び印加電圧の関係を示した概略図である。
【図４】インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを駆動するために使用される一組のロー電圧及びコラム電圧を示した図である。
【図５Ａ】図２に示されている３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイに表示データフレームを書くために使用されるロー信号及びコラム信号に関する１つの典型的なタイミング図である（その１）。
【図５Ｂ】図２に示されている３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイに表示データフレームを書くために使用されるロー信号及びコラム信号に関する１つの典型的なタイミング図である（その２）。
【図６Ａ】図１に示されているデバイスの横断面図である。
【図６Ｂ】インターフェロメトリックモジュレータの１つの代替実施形態の横断面図である。
【図６Ｃ】インターフェロメトリックモジュレータのもう１つの代替実施形態の横断面図である。
【図７Ａ】第２の電極層の上方に配置されさらに第１の電極層に電気的に結合された伝導性母線を有する典型的な３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを概略的に例示した図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示されている３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの横断面図である。
【図７Ｃ】図７Ａに示されている３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの単一の支持柱を示した図であり、伝導性母線及び第２の電極層の接続が円状のダッシュ線によって示されている。
【図８Ａ】第２の電極層の上方に配置されさらに第２の電極層に電気的に結合された伝導性母線を有する典型的な３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを概略的に例示した図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示されている３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの横断面図である。
【図９Ａ】第２の電極層及び第１の電極層の間に配置されさらに第１の電極層に電気的に結合された伝導性母線を有する典型的な３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを概略的に例示した図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示されている３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの横断面図である
【図９Ｃ】第１の電極層上に配置されさらに第１の電極層に電気的に結合された伝導性母線を有する典型的な３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを概略的に例示した図である。
【図９Ｄ】図９Ｃに示されている３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの横断面図である
【図９Ｅ】図９Ｃに示されている３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイのもう１つの実施形態の横断面図であり、伝導性母線と整合されておりさらに伝導性母線及び３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの見る側の間に配置されたマスク材を有している。
【図１０Ａ】第２の電極層の上方に配置されさらに第１の電極層に電気的に結合された第１の伝導性母線及び第１の伝導性母線の上方に配置されさらに第２の電極層に電気的に結合された第２の伝導性母線を有する典型的な３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを概略的に例示した図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示されている３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの横断面図である
【図１１Ａ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その１）。
【図１１Ｂ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その２）。
【図１１Ｃ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その３）。
【図１１Ｄ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その４）。
【図１１Ｅ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その５）。
【図１１Ｆ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その６）。
【図１１Ｇ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その７）。
【図１１Ｈ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その８）。
【図１１Ｉ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その９）。
【図１１Ｊ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その１０）。
【図１１Ｋ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その１１）。
【図１１Ｌ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その１２）。
【図１１Ｍ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その１３）。
【図１１Ｎ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その１４）。
【図１１Ｏ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その１５）。
【図１１Ｐ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その１６）。
【図１１Ｑ】第２の電極層の上方に伝導性母線構造を形成するための典型的な一連の加工ステップを概略的に例示した図である（その１７）。
【図１２】光学スタック層内に配置された追加の誘電層を有するインターフェロメトリックモジュレータの実施形態の横断面図である。
【図１３】誘電層内に配置されたエアポケットを有するインターフェロメトリックモジュレータの実施形態の横断面図である。
【図１４】電気的能動部が縮小されたパターン化電極の横断面図である。
【図１５】能動部及び非能動部を通る平面における、図１４に対応するインターフェロメトリックモジュレータの横断面図である。
【図１６】能動部のみを通る平面における、図１４に対応するインターフェロメトリックモジュレータのもう１つの横断面図である。
【図１７】パターン化された電極の代替実施形態を示した図である。
【図１８】図１７に対応するインターフェロメトリックモジュレータの横断面図である。
【図１９】静電力を担当する部分が反射面層から切り離されているインターフェロメトリックモジュレータの実施形態を示した図である。
【図２０】“ＯＮ”状態にある図９のインターフェロメトリックモジュレータの実施形態を示した図である。
【図２１】第２の電極層用のばね設計を有するインターフェロメトリックモジュレータの実施形態を示した透視図である。
【図２２】３ｘ３のインターフェロメトリックモジュレータアレイを具備する画素の配置図である。
【図２３】図２２に示されているインターフェロメトリックモジュレータアレイの赤インターフェロメトリックモジュレータの実施形態の横断面図である。
【図２４】図２２に示されているインターフェロメトリックモジュレータアレイの緑インターフェロメトリックモジュレータの実施形態の横断面図である。
【図２５】図２２に示されているインターフェロメトリックモジュレータアレイの青インターフェロメトリックモジュレータの実施形態の横断面図である。
【図２６Ａ】複数のインターフェロメトリックモジュレータを具備するビジュアルディスプレイデバイスの実施形態を例示したシステムブロック図である（その１）。
【図２６Ｂ】複数のインターフェロメトリックモジュレータを具備するビジュアルディスプレイデバイスの実施形態を例示したシステムブロック図である（その２）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１１Ｈ】
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【図１１Ｉ】
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【図１１Ｊ】
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【図１１Ｋ】
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【図１１Ｌ】
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【図１１Ｍ】
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【図１１Ｎ】
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【図１１Ｏ】
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【図１１Ｐ】
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【図１１Ｑ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【外国語明細書】
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