(57)【要約】      （修正有）【課題】干渉変調器を有するディスプレイの解像度特性を修正する。【解決手段】１つの実施例は、設定可能な解像度特性を持つ干渉変調器のディスプレイ７００を含む。選択された行及び／又は列が、スイッチ７０４を経由して相互接続される。このスイッチ７０４は、ヒューズ、アンチヒューズ、トランジスタ等を含むことができる。ディスプレイ７００に対して要求される解像度によって、スイッチ７０４は、「オープン」状態、又は「クローズ」状態に変わることができる。有利なことに、スイッチ７０４を用いてディスプレイは、解像度のモードを変えるように容易に設定することができる。更に、ディスプレイ７００は、接続した行又は列を、共通の電圧ソースによって同時に駆動できるように、スイッチ７０４を用いて、ディスプレイ７００内のある行又は列を電気的に接続するように構成される。【選択図】図７
2006106702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイシステムであって、
複数の行及び列からなる干渉変調器を備えたアレイと、
複数の導線とを備え、
前記複数の導線の各々は、前記複数の行及び列のうちの１つに接続しており、前記導線の少なくとも２つは、選択的に電気的に接続され、少なくとも前記アレイの領域の解像度特性を修正するように構成されるディスプレイシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のディスプレイシステムにおいて、
前記少なくとも２つの導線は、互いに物理的に隣接している行又は列にそれぞれ接続されているディスプレイシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のディスプレイシステムにおいて、
前記少なくとも２つの導線は、互いに物理的に隣接していない行又は列にそれぞれ接続されたディスプレイシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のディスプレイシステムにおいて、
前記少なくとも２つの導線は、アンチヒューズによって少なくとも部分的に接続されているディスプレイシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のディスプレイシステムにおいて、
前記アンチヒューズは、干渉変調器のアレイの製造プロセスの間に製造されるディスプレイシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のディスプレイシステムにおいて、
前記少なくとも２つの導線は、トランジスタによって少なくとも部分的に接続されているディスプレイシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のディスプレイシステムにおいて更に、
画像データを処理するように構成され、前記アレイと電気的に通信するプロセッサと、
前記プロセッサと電気的に通信するメモリ装置とを備えたディスプレイシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のディスプレイシステムにおいて更に、
前記アレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成された第一のコントローラと、
前記第一のコントローラに前記画像データの少なくとも一部を送るように構成された第二のコントローラとを備えたディスプレイシステム。
【請求項９】
請求項７に記載のディスプレイシステムにおいて更に、
前記プロセッサに前記画像データを送信するように構成された画像ソースモジュールを備えたディスプレイシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のディスプレイシステムにおいて、
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つを備えたディスプレイシステム。
【請求項１１】
請求項７に記載のディスプレイシステムにおいて更に、
入力データを受け取り、前記受け取った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装置を備えたディスプレイシステム。
【請求項１２】
ディスプレイの解像度特性を修正する方法であって、
スイッチを経由して、前記ディスプレイの少なくとも２つの隣接する列を互いに、及び／又は前記ディスプレイの少なくとも２つの隣接する行を互いに電気的に接続することを備えた方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記スイッチはアンチヒューズを備えた方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法において、前記スイッチはヒューズを備えた方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法において、前記スイッチはトランジスタを備えた方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の方法において更に、前記ディスプレイの製造プロセスの間、前記スイッチを製造することを備えた方法。
【請求項１７】
ディスプレイシステムであって、
複数の行及び列からなる干渉変調器を備え、画像を表示する手段と、
前記複数の行及び列に接続された複数の導線と、
前記導線の少なくとも１つのペアを選択的に電気的に相互接続し、少なくとも前記アレイの領域の解像度特性を修正する手段とを備えたディスプレイシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のディスプレイシステムにおいて、前記電気的に相互接続する手段は、スイッチを経由して、ディスプレイの少なくとも２つの隣接する列を互いに、及び前記ディスプレイの少なくとも２つの隣接する行を互いに電気的に接続することを備えたディスプレイシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のディスプレイシステムにおいて、前記スイッチはヒューズを備えたディスプレイシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のディスプレイシステムにおいて、前記スイッチはトランジスタを備えたディスプレイシステム。
【請求項２１】
請求項１７又は１８に記載のディスプレイシステムにおいて、前記表示する手段は、前記複数の行及び列からなるＭＥＭＳ干渉変調器を備えたディスプレイシステム。
【請求項２２】
ディスプレイシステムを製造する方法であって、
複数の導線を製造することであって、前記導線の各々は前記複数の行及び列に接続しており、前記導線のうちの少なくとも２つは、スイッチを経由して選択的に電気的に相互接続されるように構成されることによって、少なくともディスプレイの領域の解像度特性を修正することと、
前記複数の導線及びスイッチを製造するのと同時に前記ディスプレイを製造することとを備えた方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法によって製造されるディスプレイシステム。
【請求項２４】
請求項２２に記載のディスプレイシステムにおいて、前記スイッチはアンチヒューズを備えたディスプレイシステム。
【請求項２５】
請求項２２に記載のディスプレイシステムにおいて、前記スイッチはヒューズを備えたディスプレイシステム。
【請求項２６】
請求項２２に記載のディスプレイシステムにおいて、前記スイッチはトランジスタを備えたディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械素子、アクチュエータ、及び電子機器を含む。微小機械素子は、堆積、エッチング、及びその他の微小機械加工処理を用いて生成される。この微小機械加工処理は、基板及び／又は堆積した材料層の部分をエッチングにより取り去ったり、又は、層を加えて、電子装置及び電気機械装置を形成する。これらＭＥＭＳ装置は、例えば光学用途及び電子回路用途のような種々の用途で使用されることが可能である。
【０００３】
ＭＥＭＳ装置の１つのタイプは、干渉変調器と呼ばれる。干渉変調器は、一対の伝導性プレートからなる。この片方あるいは両方は、全体又は部分的に透過性及び／又は反射性であり、適切な電気信号が加えられると、関連動作を行うことができる。一方のプレートは、基板上に堆積された固定層からなり、他方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された金属膜を備えている。そのような装置は、幅広い範囲の応用を持ち、これらのタイプの装置の特性を利用及び／又は変形することは、当該技術分野において有益であろう。これによって、これら特徴が、既存の製品の改良や、未だ開発されていない新たな製品の創造に活用できるようになる。
【０００４】
別の種類のＭＥＭＳ装置は、多段キャパシタとして使用される。例えば、キャパシタは、適切な電気制御信号が加えられると、関連動作を行うことができる少なくとも１つのプレートを備えた一対の伝導性プレートを備えることが可能である。この関連動作は、キャパシタのキャパシタンスを変化させ、例えば、フィルタ回路、調節回路、位相シフト回路、減衰回路等種々な用途で使用されるキャパシタを可能にする。
【特許文献１】米国公開出願２００４／００５１９２９号
【非特許文献１】"A Comparative Study of the On-Off Switching Behavior of Metal-Insulator-Metal Antifuses", IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Vol. 21, No. 6,２０００年６月、Li, et al著
【発明の開示】
【０００５】
本発明のシステム、方法、及び装置は、それぞれ幾つかの局面を持ち、そのうちの１つが単独で、望ましい特性をもたらしているのではない。本発明の範囲を限定することなく、そのより顕著な特徴が手短に説明される。この説明を考慮した後、特に、発明を実施するための最良の形態を読んだ後に、本発明の特徴が、どのように他のディスプレイ装置よりも有利な点を備えているかを理解するであろう。
【０００６】
１つの実施例はディスプレイを含んでいる。ディスプレイは、複数の行及び列からなる干渉変調器を有するアレイを備えている。このディスプレイはまた、複数の導線を備えても良い。各導線は、複数の行又は列のうちの１つに接続されている。導線のうちの少なくとも２つは、選択的に電気的に相互接続されるように構成されている。これによって、少なくともディスプレイの領域の解像度特性を修正する。
【０００７】
また、別の実施例は方法を含んでいる。この方法は、ディスプレイの解像度特性を修正できるように、ディスプレイの少なくとも二つの隣接する列を互いに、及びディスプレイの少なくとも二つの隣接する行を互いにスイッチを経由して電気的に接続する。
【０００８】
また、別の実施例はシステムを含む。このシステムは、複数の行及び列からなる干渉変調器を備え、画像を表示する手段と、前記複数の行及び列に接続された複数の導線と、前記導線の少なくとも１つの対を選択的に電気的に相互接続し、少なくとも前記アレイの領域の解像度特性を修正する手段とを備える。
【０００９】
更に別の実施例は、ディスプレイシステムを製造する方法を含む。この方法は、複数の導線を加工することであって、前記導線のそれぞれは、前記複数の行又は列のうちの１つに接続しており、前記導線のうちの少なくとも二つは、スイッチを経由して選択的に電気的に相互接続されるように構成されていることと、それによって、少なくともディスプレイの領域の解像度特性を修正することと、前記複数の導線及びスイッチを加工することと同時に前記ディスプレイを加工することとを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
添付図面（スケールされていない）及び関連する記述は、実施例を例示するために提供されたものであり、限定されることは意図されていない。
【００１１】
以下の詳細記述は、本発明のある具体的な実施例に向けられている。しかしながら、本発明は、複数の別の方法でも具体化することができる。この記述では、同一部位が、全体を通じて同一符号で示されている図面が参照される。以下の記述から明らかになるように、本発明は、動画（例えばビデオ）あるいは固定画（例えば、静止画像）、及びテキストあるいは写真であろうとも、画像を表示するように構成された任意のデバイス内で実現される。更に詳しくは、本発明は、限定される訳ではないが、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）、ハンドヘルドあるいはポータブルコンピュータ、ＧＳＰ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰＳプレーヤ、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、自動車ディスプレイ（例えば、走行距離ディスプレイ等）、コクピットコントロール及び／又はディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（例えば、自動車の後方ビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子広告板又はサイン、プロジェクタ、建築物、パッケージ、及び芸術的構造物（例えば、宝石片の画像のディスプレイ）において、又はこれら種々の電子デバイスと関連して実現される。ここで記述されたものと同様の構造のＭＥＭＳ装置はまた、例えば電子スイッチングデバイスのようなディスプレイではない用途に使用されることも可能である。
【００１２】
ディスプレイの必要とされる解像度の量は、用途に応じて大いに変わる。全ての用途をカバーする十分な解像度を持ったディスプレイを提供することによって、ディスプレイのコストは、規模の摂理によって低減される。しかしながら、高解像度は、低解像度を必要としているユーザに対して不必要なドライバコストを招く。１つの実施例は、サブピクセル素子のグループを作動させるために、導線が変調器へ選択的に接続されている変調器のアレイを提供する。これは、不必要なディスプレイ解像度を犠牲にして、導線数を低減する。
【００１３】
干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を備えた１つの干渉変調器ディスプレイの実施例が、図１に示されている。この装置では、ピクセルが、明るい状態、あるいは暗い状態かの何れかにある。明るい（「オン」または「オープンな」）状態では、ディスプレイ素子が、入射可視光の大部分をユーザに反射する。暗い（「オフ」または「クローズな」）状態では、ディスプレイ素子が、入射可視光をほとんどユーザに反射しない。この実施例によれば、「オン」状態と、「オフ」状態とで、光反射特性は逆転する。ＭＥＭＳピクセルは、選択された色を主に反射するように構成されている。これによって、黒と白だけではなく、カラー表示が可能となる。
【００１４】
図１は、ビジュアルディスプレイの一連のピクセルにおける隣接した２つのピクセルを示す等測図である。ここでは、各ピクセルが、ＭＥＭＳ干渉変調器を備えている。いくつかの実施例では、干渉変調器ディスプレイは、これら複数の干渉変調器の行／列アレイからなる。各干渉変調器は、可変であり、互いから制御可能な距離に位置した一対の反射層を含み、少なくとも１つの可変寸法を持つ共鳴光学キャビティを形成する。１つの実施例では、反射層の一方が、２つの位置の間を移動することができる。リリース状態とここで称する第一の位置では、可動層が、固定された部分反射層から相対的に大きく離れた距離に位置される。第二の位置では、可動層が、部分反射層により近くに隣接するように位置している。この２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に依存して、強めあうように又は弱めあうように干渉する。これによって、各ピクセルについて、全体的に反射性となるか、あるいは非反射性となるかの何れかとなる。
【００１５】
図１のピクセルアレイの図示された部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａ，１２ｂを含む。左側の干渉変調器１２ａでは、可動の高反射性層１４ａが、固定された部分反射層１６ａから予め定めた距離であるリリース位置にあるように示されている。右側の干渉変調器１２ｂでは、可動の高反射性層１４ｂが、固定された部分反射層１６ｂに隣接したアクチュエートされた位置にあるように示されている。
【００１６】
固定層１６ａ，１６ｂは、電導性であり、部分的に透過性であり、部分的に反射性である。そして、例えば、各々がクロムと、インジウム−錫−酸化物とからなる１つ又は複数の層を、透明基板２０上に堆積することによって製造される。これら層は、平行なストリップにパターニングされ、以下に記述するようにディスプレイ装置内の行電極を形成する。可動層１４ａ，１４ｂは、支柱１８の頂上及び複数の支柱１８の間に介在する犠牲材料上に堆積された（行電極１６ａ，１６ｂに直交する）１層又は複数の金属層の一連の平行なストリップとして形成されることができる。犠牲材料がエッチングで除去されると、変形可能な金属層は、決められたエアギャップ１９まで固定金属層から分離される。アルミニウムのように非常に電導性があり反射性の材料が、変形可能な層として使用されることができ、そして、これらのストリップは、ディスプレイ装置において列電極を形成できる。
【００１７】
印加電圧がないと、キャビティ１９が、２つの層１４ａ，１６ａの間に維持され、変形可能な層が、図１のピクセル１２ａに例示するように機械的に弛緩された状態にある。しかしながら、電位差が、選択された行及び列に印加されると、対応するピクセルにおける行電極及び列電極の交点に形成されたキャパシタが充電され、静電力がこれら電極を強制的に引きつける。電圧が十分に高ければ、可動層が変形され、図１に右のピクセル１２ｂに例示するように、固定層に対して押し付けられる（短絡を防止し、分離距離を制御するために、この図に示されていない誘電材料が、固定層上に堆積されているかもしれない）。この動作は、印加された電位差の極性に拘わらず同じである。このように、反射ピクセル状態対非反射ピクセル状態を制御できる行／列アクチュエーションは、従来のＬＣＤ及びその他のディスプレイ技術において使用される多くの方法に類似している。
【００１８】
図２から図５は、ディスプレイ用途において干渉変調器のアレイを使用するための１つの典型的なプロセス及びシステムを示している。図２は、本発明の局面を組み込むことができる電子デバイスの１実施例を示すシステムブロック図である。典型的な実施例において、この電子デバイスは、プロセッサ２１を含む。このプロセッサ２１は、例えば、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）のような任意の汎用シングルチップ又はマルチチップのマイクロプロセッサであるか、又は例えばディジタルシグナルプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルゲートアレイのような特殊用途マイクロプロセッサでありうる。当該技術分野において従来からあるように、プロセッサ２１は、１つ又は複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成されうる。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサは、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、若しくはいずれかのその他のソフトウェアアプリケーションを含む１つ又は複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成されうる。
【００１９】
１つの実施例では、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つの実施例では、このアレイコントローラ２２は、ピクセルアレイ３０に信号を供給する行ドライバ回路２４及び列ドライバ回路２６を含む。図１に図示されたアレイの断面は、図２内の線１−１により示される。ＭＥＭＳ干渉変調器に関して、行／列アクチュエーションプロトコルは、図３に例示するような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、リリース状態からアクチュエート状態へと可動層を変形させるために、１０ボルトの電位差を必要とするかもしれない。しかしながら、電圧がその値から減少する場合、電圧が、１０ボルトより下にドロップバックすると、可動層はその状態を維持する。図３に示す典型的な実施例では、可動層は、電圧が２ボルトより下に降下するまで完全にはリリースされない。したがって、図３に例示する例では、約３Ｖから７Ｖの電圧範囲に、デバイスがリリースされた状態又はアクチュエートされた状態のいずれかで安定である印加電圧のウィンドウが存在する。これは、「ヒステリシスウィンドウ」、または「安定ウィンドウ」と称される。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイに関して、行／列アクチュエーションプロトコルは、行ストローブの間、アクチュエートされるべきストローブされた行におけるピクセルが、約１０ボルトの電圧差を受け、リリースされるべきピクセルが、零ボルトに近い電圧差を受けるように設計することができる。ストローブの後、ピクセルは、約５ボルトの定常状態電圧差を受け、その結果、ピクセルは、行ストローブが立ち寄ったどんな状態にでもとどまることができる。書き込まれた後、各ピクセルは、この例では電位差が３−７ボルトの「安定ウィンドウ」の範囲内であると判断する。この特徴は、事前に存在するアクチュエート状態、又はリリース状態かのいずれかに同様に印加された電圧条件の下で、図１に例示したピクセル設計を安定にする。アクチュエート状態又はリリース状態であるかに拘わらず、干渉変調器の各ピクセルは、本質的には、固定反射層と移動反射層とにより形成されたキャパシタであるので、この安定状態は、ほとんど電力消費なしにヒステリシスウィンドウ内の電圧に保持されることができる。印加された電位が一定であるならば、基本的に電流は、ピクセルに流れ込まない。
【００２０】
代表的な用途では、ディスプレイフレームは、第１行内のアクチュエートされたピクセルの所望のセットにしたがって列電極のセットをアサートすることによって生成される。その後、行パルスが行１の電極に印加され、アサートされた列ラインに対応するピクセルをアクチュエートする。その後、列電極のアサートされたセットが、第２行内のアクチュエートされたピクセルの所望のセットに対応するように変更される。その後、パルスが行２の電極に印加され、アサートされた列電極にしたがって行２内の適切なピクセルをアクチュエートする。行１ピクセルは、行２パルスに影響されず、行１パルスの間に設定された状態にとどまる。これが、連続した方式で一連の行全体に対して繰り返され、フレームが生成される。一般に、１秒当たり所望数のフレームにおいてこの処理を連続的に繰り返すことにより、フレームは、新たなディスプレイデータでリフレッシュ及び／又は更新される。ディスプレイフレームを生成するためにピクセルアレイの行電極及び列電極を駆動するための広範なプロトコルもまた周知であり、本発明とともに使用されうる。
【００２１】
図４及び図５は、図２の３×３アレイでディスプレイフレームを生成するための１つの可能なアクチュエーションプロトコルを示している。図４は、列電圧レベル及び行電圧レベルの可能なセットを示している。このセットは、図３のヒステリシス曲線を示すピクセルのために使用されうる。図４の実施例では、ピクセルをアクチュエートすることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行＋ΔＶに設定することを含む。これらはそれぞれ−５Ｖ及び＋５Ｖかもしれない。ピクセルをリリースすることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じ＋ΔＶに設定することにより達成され、これによって、ピクセル間で零ボルトの電位差を生成する。行電圧が零ボルトに保持される行では、列が＋Ｖｂｉａｓ又は−Ｖｂｉａｓであるかに拘らず、ピクセルが元々どの状態にあろうとも、ピクセルはその状態で安定である。図４にも示すように、上述したものとは異なる逆の極性の電圧が用いられることも認められよう。例えば、ピクセルをアクチュエートさせることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに設定し、適切な行を−ΔＶに設定することを含むことができる。この実施例では、ピクセルをリリースすることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに設定し、適切な行を同じ−ΔＶに設定することによって達成される。これによって、ピクセル間の零ボルト電位差を生成する。
【００２２】
図５Ｂは、図２の３×３アレイに加えられる一連の行及び列信号を示すタイミング図である。図２の３×３アレイは、結果的に、アクチュエートされたピクセルが非反射性である図５Ａに示すディスプレイ配列となる。図５Ａに示すフレームを書き込む前に、ピクセルは、任意の状態であることができ、この例では、全ての行が０ボルトであり、全ての列が＋５ボルトである。これらの印加電圧で、全てのピクセルが、自身の現在のアクチュエート状態又はリリース状態で安定である。
【００２３】
図５Ａのフレームでは、ピクセル（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）及び（３，３）がアクチュエートされる。これを実現するために、行１に対する“ライン時間”の間に、列１及び２は、−５ボルトに設定され、列３は、＋５ボルトに設定される。全てのピクセルが３−７ボルトの安定ウィンドウの中にとどまるため、これは、どのピクセルの状態も変えない。行１は、その後、０から最大５ボルトまで上がり、零に戻るパルスでストローブされる。これは、（１，１）及び（１，２）ピクセルをアクチュエートし、（１，３）ピクセルをリリースする。アレイ内のその他のピクセルは、影響されない。所望するように行２を設定するために、列２は、−５ボルトに設定され、そして列１及び３は、＋５ボルトに設定される。行２に印加された同じストローブは、その後、ピクセル（２，２）をアクチュエートし、ピクセル（２，１）及び（２，３）をリリースする。同様に、アレイのその他のピクセルは、影響されない。行３は、列２及び列３を−５ボルトに、そして列１を＋５ボルトに設定することより同様に設定される。行３ストローブは、図５Ａに示されたように行３ピクセルを設定する。フレームを書き込んだ後、行電位は零に、そして列電位は＋５又は−５ボルトのいずれかにとどまることができ、ディスプレイは、その後、図５Ａの配列で安定する。同じ手順が数十から数百の行及び列のアレイに対して採用することが可能であることが認識されるであろう。しかも、行及び列アクチュエーションを実行するために使用された電圧のタイミング、シーケンス、及びレベルが、上記に概要を示された一般的な原理の中で広範に変形でき、上記の例は、典型的な例にすぎず、任意のアクチュエーション電圧方法が、ここで記載されたシステム及び方法とともに使用可能であることが認識されるであろう。
【００２４】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、ディスプレイ装置４０の実施例を示すシステムブロック図である。ディスプレイ装置４０は、例えば、携帯電話又は移動電話でありうる。しかしながら、ディスプレイ装置４０の同じ構成要素又はそのわずかな変形も、例えばテレビ及び携帯型メディアプレーヤのような種々のタイプのディスプレイ装置を示している。
【００２５】
ディスプレイ装置４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカ４４、入力装置４８、及びマイクロフォン４６を含む。ハウジング４１は、一般に当業者に周知の各種の製造技術のいずれかから形成され、射出成型、及び真空形成を含む。更にハウジング４１は、限定される訳ではないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、及びセラミックス、又はこれらの組み合わせを含む種々の材料から形成することができる。１つの実施例では、ハウジング４１は、取り外し可能部分（図示せず）を含む。この部分は、異なる色からなるか、又は異なるロゴ、絵柄、又はシンボルを含む別の取り外し可能部品と交換することができる。
【００２６】
典型的なディスプレイ装置４０のディスプレイ３０は、ここに説明されたように、バイステイブルディスプレイを含む種々のディスプレイのうちの何れかでありうる。その他の実施例では、当該技術分野における熟練者に対して周知であるように、ディスプレイ３０は、上記に説明したように、例えばプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、又はＴＦＴ  ＬＣＤのようなフラットパネルディスプレイ、若しくはＣＲＴ又はその他の真空管装置のような、非フラットパネルディスプレイを含む。しかしながら、本実施例を説明する目的のために、ディスプレイ３０は、ここに説明されたように、干渉変調器ディスプレイを含む。
【００２７】
典型的なディスプレイ装置４０の１つの実施例の構成要素が、図１１Ｂに模式的に図示される。図示された典型的なディスプレイ装置２０４０は、ハウジング２０４１を含み、その中に、少なくとも部分的に閉じ込められた付加的な構成要素を含むことができる。例えば、１つの実施例では、典型的なディスプレイ装置４０は、トランシーバ４７に接続されたアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。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、信号を調整する（例えば、信号をフィルタする）ように構成されうる。調整ハードウェア５２は、スピーカ４４及びマイクロフォン４６に接続される。プロセッサ２１は、入力装置４８及びドライバコントローラ２９にも接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８、及びアレイドライバ２２に接続される。また、アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイ３０にも接続されている。電源５０は、特定の典型的なディスプレイ装置４０設計によって必要とされるような全ての構成要素に電力を供給する。
【００２８】
ネットワークインターフェース２７は、アンテナ４３及びトランシーバ４７を含んでいる。これによって、典型的なディスプレイ装置４０は、ネットワークを介して１又は複数の装置と通信することができる。１つの実施例では、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１の要求を軽減させるためにある処理能力を持つことができる。アンテナ４３は、信号を送受信するために当該技術分野における熟練者に公知の何れかのアンテナである。１つの実施例では、アンテナは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ），（ｂ），又は（ｇ）を含む、ＩＥＥＥ８０２．１１規格にしたがってＲＦ信号を送信し、受信する。他の１つの実施例では、アンテナは、ブルートゥース（ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ）規格にしたがってＲＦ信号を送信し、受信する。携帯電話機の場合、アンテナは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、又は無線セル電話ネットワーク内で通信するために使用されるその他の公知の信号を受信するように設計される。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号を前処理する。これによって、信号がプロセッサ２１によって受信され、更に操作されるようになる。またトランシーバ４７は、プロセッサ２１から受信された信号を処理する。これによって、信号はアンテナ４３を経由して、典型的なディスプレイ装置４０から送信されるようになる。
【００２９】
代替実施例では、トランシーバ４７は、受信機によって置き換えることが可能である。更に別の代替実施例では、ネットワークインターフェース２７は、画像ソースによって置き換えられることができる。画像ソースは、プロセッサ２１に送られるべき画像データを記憶又は生成することができる。例えば、画像ソースは、画像データを含むディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）又はハードディスクドライブであるか、あるいは画像データを生成するソフトウェアモジュールでありうる。
【００３０】
プロセッサ２１は、典型的なディスプレイ装置４０の全体動作を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインタフェース２７又は画像ソースからの圧縮画像データのようなデータを受信し、このデータを、生の画像データ、又は生の画像データに容易に処理できるフォーマットに処理する。その後プロセッサ２１は、この処理されたデータをドライバコントローラ２９へ、又は記憶するためにフレームバッファ２８へ送る。生のデータは、一般に、画像の内の各位置における画像特性を識別する情報を称する。例えば、そのような画像特性は、色彩、彩度、及びグレースケールレベルを含むことができる。
【００３１】
１つの実施例では、プロセッサ２１は、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、若しくは論理ユニットを含み、典型的なディスプレイ装置４０の動作を制御する。調整ハードウェア５２は、スピーカ４４に信号を送信するために、及びマイクロフォン４６から信号を受信するために、一般に増幅器及びフィルタを含む。調整ハードウェア５２は、典型的なディスプレイ装置４０内部のディスクリートな構成要素、若しくは、プロセッサ２１又はその他の構成要素の内部に組み込まれることができる。
【００３２】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１により生成された生の画像データをプロセッサ２１から又はフレームバッファ２８から直接的に取得し、アレイドライバ２２への高速送信に適切であるように生の画像データを再フォーマットする。具体的には、ドライバコントローラ２９は、生の画像データを、ラスタ状のフォーマットを有するデータフローに再フォーマットする。これによって、ディスプレイアレイ３０全体をスキャンするための適切な時間順を有するようになる。そして、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へ送る。ＬＣＤコントローラのような、ドライバコントローラ２９が、スタンドアローンの集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１にしばしば関連付けられるが、そのようなコントローラは、多くの方法で実現することができる。これらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１に搭載されたり、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に組み込まれたり、あるいはアレイドライバ２２を備えたハードウェアに完全に統合されうる。
【００３３】
一般に、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から取得し、ディスプレイのピクセルのｘ−ｙ行列から到来する数百本、ときには数千本の導線に毎秒何回も適用される波形のパラレルセットに、ビデオデータを再フォーマットする。
【００３４】
１つの実施例では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、及びディスプレイアレイ３０は、ここに説明されたいずれのタイプのディスプレイに対しても適切である。例えば、１つの実施例では、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又はバイステイブルディスプレイコントローラ（例えば、干渉変調器コントローラ）である。別の実施例では、アレイドライバ２２は、従来型のドライバ又はバイステイブルディスプレイドライバ（例えば、干渉変調器ディスプレイ）である。１つの実施例では、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と統合される。そのような実施例は、例えば携帯電話、時計、及びその他の小面積ディスプレイのような高度に集積されたシステムにおいて一般的である。更に別の実施例では、ディスプレイアレイ３０は、典型的なディスプレイアレイ又はバイステイブルディスプレイアレイ（例えば、干渉変調器のアレイを含んでいるディスプレイ）である。
【００３５】
入力装置４８によって、ユーザは、典型的なディスプレイ装置４０の動作を制御することが可能となる。１つの実施例では、入力装置４８は、クワーティ（ＱＷＥＲＴＹ）キーボード又は電話キーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、接触感応スクリーン、感圧又は感熱膜を含む。１つの実施例では、マイクロフォン４６は、典型的なディスプレイ装置４０のための入力装置である。マイクロフォン４６がこの装置にデータを入力するために使用される時、典型的なディスプレイ装置４０の動作を制御するために、ユーザによって音声命令が与えられる場合がある。
【００３６】
電源５０は、当該技術分野において周知の各種のエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば、１つの実施例では、電源５０は、例えばニッケル−カドミウム電池又はリチウムイオン電池のような、充電可能な電池である。別の実施例では、電源５０は、キャパシタ、若しくはプラスチック太陽電池、及びソーラーセル塗料を含む太陽電池や、キャパシタ、あるいは再充電可能なエネルギー源である。別の実施例では、電源５０は、壁のコンセントから電力を受け取るように構成される。
【００３７】
いくつかの実施では、上述したように、制御プログラム能力が、電子ディスプレイシステム内の幾つかの位置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。いくつかの場合では、制御プログラム能力が、アレイドライバ２２内に常駐する。当該技術における熟練者であれば、上述した最適化が、任意の数のハードウェア及び／又はハードウェア構成要素の中に、種々の構成で実施されうることを認識するであろう。
【００３８】
上記に説明された原理にしたがって動作する干渉変調器の構造の詳細は、広範に変形できる。例えば、図６Ａ乃至図６Ｃは、移動しているミラー構造の３つの異なる実施例を図示している。図６Ａは、図１の実施例の断面であり、金属材料１４のストリップが、垂直に延びている支柱１８上に堆積されている。図６Ｂでは、可動反射材料１４が、連結部３２上で、コーナにおいてのみ支柱に取り付けられる。図６Ｃでは、可動反射材料１４が、変形可能層３４から吊り下げられている。反射材料１４に使用される構造的な設計及び材料が、光学特性に関して最適化され、かつ、変形可能層３４に使用される構造的な設計及び材料が、所望の機械特性に関して最適化できるため、この実施例は、利点を有する。種々のタイプの干渉装置の製造は、例えば、米国公開出願２００４／００５１９２９（特許文献１）を含む種々の公開文献に記載されている。多種多様な周知の技術が、一連の材料堆積、パターニング、及びエッチング工程を含む上述された構造を製造するために使用されることができる。
【００３９】
ディスプレイの必要とされる解像度の量は、用途に応じて大いに変わる。全ての用途をカバーする十分な解像度を持ったディスプレイを提供することによって、ディスプレイのコストは、規模の摂理によって低減される。しかしながら、高解像度は、低解像度を必要としているユーザに対して不必要なドライバコストを招く。１つの実施例は、サブピクセル素子のグループを作動させるために、導線が変調器へ選択的に接続されている変調器のアレイを提供する。これは、不必要なディスプレイ解像度を犠牲にして、導線数を低減する。
【００４０】
図７は、ディスプレイ７００の典型的な実施例を示す。ディスプレイ７００は、干渉変調器７０２のアレイを含む。この変調器は、図６Ａ，６Ｂ，６Ｃに示す干渉変調器の何れかを含みうるか、またはその他の製造品でありうる。Ｍ行の導線（Ｒ１〜Ｒ４）は、書き込まれる変調器の行を選択するために与えられ、Ｎ列の導線（Ｃ１〜Ｃ４）は、選択された列上の変調器５０２に書き込むために与えられる。製作可能なディスプレイは、任意の数の行又は列を含んでいることが理解されるべきである。
【００４１】
１つの実施例では、隣接する行と列の導線は、スイッチ７０４を経由して電気的に接続可能である。このスイッチは、ヒューズ、アンチヒューズ、ジャンパーピン、トランジスタ、又はその他のタイプのスイッチングデバイスを含むことができる。アンチヒューズの一例は、"A Comparative Study of the On-Off Switching Behavior of Metal-Insulator-Metal Antifuses", IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Vol. 21, No. 6,２０００年６月、Li, et al著（非特許文献１）に記載されている。１つの実施例では、スイッチは、「クローズ」状態にあり、例えば大電流のような電気信号を加えることによって、「オープン」状態に変わることができる。例えば、もしもスイッチがヒューズを備えているのであれば、大電流がヒューズを短絡し、開回路となる。別の実施例では、スイッチは、「オープン」状態にあり、例えば大電流のような電気信号を加えることによって、「クローズ」状態に変わることができる。例えば、スイッチ７０４がアンチヒューズを備えていれば、この電気信号は、スイッチを、「オープン」位置から「クローズ」位置に移動させる。更に、１つの実施例では、スイッチ７０４の動作を、プログラム制御することができる。この実施例では、スイッチ７０４の各々は、動作可能な制御のために制御回路に接続されることが可能である。スイッチの状態を修正することによって、ディスプレイの解像度特性を設定することが可能である。単一の製造プロセスが、異なる解像度特性を提供するディスプレイを作成するために適用される。オープン又はクローズといったスイッチの状態は、次に続く製造のために、及びベンダ又は顧客への販売の前に選択される。１つの実施例では、もしもスイッチがプログラム的に制御可能であれば、ディスプレイの解像度特性は、ディスプレイのコントローラによって修正することができる。
【００４２】
典型的な目的では、二人の顧客が共に、図７に示すディスプレイを購入する。しかしながら、第一の顧客が自分の用途のために例えば６００ｄｐｉのこのディスプレイのフル解像度を必要とする一方、第二の顧客は自分の用途のために例えば１５０ｄｐｉの、利用可能な解像度のうちの１／４のみを必要とする。この場合、第一の顧客は、スイッチ７０４全てが開回路であるディスプレイを購入する。第二の顧客には、例えば、隣接する列又は行の各ペアが電気的に結合していることによりスイッチ７０４の半分が「クローズ」であり、残りの半分が「オープン」であるディスプレイが与えられる。ここで、各ピクセル素子は、最大解像度ディスプレイにおけるピクセル素子の４倍のサイズであり、１／４のアドレス可能なピクセル素子数を与える。あらゆるアレイサイズを用いたスイッチの任意の組み合わせが、同様にサポート可能である。更に、ピクセルサイズは、アレイにわたって大きさ又は形状が一致している必要はない。
【００４３】
１つの実施例では、スイッチは、隣接していない列又は行を接続する。例えば、図８に示すように、あるスイッチ７０４が、互いに離れた１，２，３，・・・，Ｎ行又は列でありうる行又は列を接続する。この実施例によれば、選択された行又は列は、ディスプレイ内のその他の行又は列のうちの１つ又は複数（全てを含む）に接続される。更に、１つの実施例では、ある行又は列は、スイッチ７０４のうちの１つを経由して他の列又は行に接続されない。例えば、図８を参照して示すように、上部２行が下部２行に接続されていないことが目視検査から発見することができる。
【００４４】
図９Ａ〜図９Ｆは、ディスプレイにおける干渉変調器の製造プロセスの間、ヒューズを製造するためのプロセスフローの局面を説明する。以下に記述する例は、ここに記述する実施例の理解を容易にするためだけのものである。エアギャップと静電気引力とを用いているＭＥＭＳ構成は何れも、ここで記述した方法及び構成を使用しうる。更に、誘電材料によって活性化層から離れた可動素子を有し、移動素子と移動活性化層／素子とを有し、又は誘電層／素子に接触する移動素子を有しているＭＥＭＳ構成は何れも、ここに記述された方法及び構成を使用しうる。
【００４５】
図９Ａでは、透明基板９０８の上に層９０４が形成される。１つの実施例では、層９０４は、金属層である。１つの実施例では、層９０４は、Ｃｒ層９１２及びＩＴＯ層９１４を含む。そして図９Ｂに示すように、誘電スタック９１６が、層９０４上に堆積され、その後エッヂされる。図９Ｂは、誘電スタック９１６が堆積された後に、犠牲層９２０が誘電スタック上に堆積され、その後、エッヂされ、図９Ｃに示すようにホール９２２を形成することを示す。図９Ｄは、犠牲層のホール９２２内に堆積された平坦化層９２４を示す。図９Ｅに示すように、その後、犠牲層９２０及び平坦化層９２４の上に機械層９２８が形成される。１つの実施例では、機械層９２８はフレキシブル面を持つ。１つの実施例では、ヒューズ（スイッチ）９３４はまた、機械層９２８を用いてパターン化される。ヒューズ９３４は、ディスプレイ内の選択された行及び／又は列を接続する。ヒューズ９３４の下側の層は、任意の適切な材料を含んでいることが言及される。例えば、１つ又は複数の層が、上述された又はその他の堆積材料を用いて製造される。図９Ｆを見て分かるように、選択的なエッヂ液が使用され、犠牲層９２０が取り除かれる。これによって、機械層９２８の下で、誘電スタック９１６の上にエアギャップ９３０を形成する。図１０は、選択された解像度特性を持つようにディスプレイ装置を構成する典型的なプロセスを説明するフローチャートである。この実施例に基づいて、更なるステップが追加されたり、他が取り除かれたり、ステップの順序が再構築されうる。図１０のフローチャートは、一般に、スイッチ素子がヒューズを含んでいるディスプレイを構成するためのものである。このプロセスフローは、スイッチがアンチヒューズ、トランジスタ、又はその他を備えている場合の用途のために適用されうることが理解されるべきである。ステップ１０００で始まり、
ディスプレイのどのピクセルが独立にされるべきか、すなわち、どのヒューズを短絡せずに保つべきかが決定される。ステップ１００４に進み、切断されるべき、すなわち「オープン」状態にされるべきヒューズが特定される。次に、ステップ１００８において、電流ソースが、ディスプレイ内の適切なラインに接続される。ステップ１０１２では、電流ソースが作動され、各ヒューズが切断される。判定部１０１６では、必要とされる全てのヒューズが作動されたかが判定される。必要とされる全てのヒューズがまだ作動している訳でなければ、プロセスは状態１００４に戻る。しかしながら、必要とされている全てのヒューズが作動したのであれば、プロセスは終了する。
【００４６】
様々な実施例が上記に記述された。これら具体的な実施例に関して記述されたにも関わらず、これら記述は、例示的であることが意図されており、限定することは意図されていない。様々な修正及び応用が、特許請求の範囲に定義した本発明の真の精神及び範囲から逸脱することなく、当該技術分野における熟練者に思い浮かぶであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、干渉変調器ディスプレイの１つの実施例の一部を示す等測図であり、第一の干渉変調器の可動反射層がリリース位置にあり、第二の干渉変調器の可動反射層がアクチュエートされた位置にある図である。
【図２】図２は、３×３の干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスの１つの実施例を示すシステムブロック図である。
【図３】図３は、図１に示す干渉変調器の１つの典型的な実施例における印加電圧に対する可動ミラー位置の図である。
【図４】図４は、干渉変調器ディスプレイを駆動するために使用される行電圧と列電圧の組を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、ディスプレイデータのフレームを、図２に示す３×３干渉変調器ディスプレイに書き込むために使用される行信号及び列信号のための１つの典型的なタイミング図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ディスプレイデータのフレームを、図２に示す３×３干渉変調器ディスプレイに書き込むために使用される行信号及び列信号のための１つの典型的なタイミング図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、図１に示すデバイスの断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、干渉変調器の代替実施例を示す断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、干渉変調器の別の代替実施例を示す断面図である。
【図７】図７は、典型的なディスプレイのブロック図である。
【図８】図８は、別の典型的なディスプレイのブロック図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図６Ａの干渉変調器の加工の間に堆積される複数の層の断面立面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図６Ａの干渉変調器の加工の間に堆積される複数の層の断面立面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図６Ａの干渉変調器の加工の間に堆積される複数の層の断面立面図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図６Ａの干渉変調器の加工の間に堆積される複数の層の断面立面図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、図６Ａの干渉変調器の加工の間に堆積される複数の層の断面立面図である。
【図９Ｆ】図９Ｆは、図６Ａの干渉変調器の加工の間に堆積される複数の層の断面立面図である。
【図１０】図１０は、ディスプレイを構成する典型的なプロセスを示すフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、複数の干渉変調器を備えたビジュアルディスプレイ装置の実施例を示すシステムブロック図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、複数の干渉変調器を備えたビジュアルディスプレイ装置の実施例を示すシステムブロック図である。
【図１】
2006106702.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2006106702.tif 000007
【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７】
2006106702.tif 000012
【図８】
2006106702.tif 000013
【図９Ａ】
2006106702.tif 000014
【図９Ｂ】
2006106702.tif 000015
【図９Ｃ】
2006106702.tif 000016
【図９Ｄ】
2006106702.tif 000017
【図９Ｅ】
2006106702.tif 000018
【図９Ｆ】
2006106702.tif 000019
【図１０】
2006106702.tif 000020
【図１１Ａ】
2006106702.tif 000021
【図１１Ｂ】
2006106702.tif 000022
【外国語明細書】
2006106702000001.pdf