(57)【要約】      （修正有）【課題】可視スペクトルの変調装置を提供する。【解決手段】可視スペクトル光は、変調素子５０１のアレイ及びアレイに接続され、素子のそれぞれを制御する制御回路によって変調され、各素子は光の特定周波数に対し所定のインピーダンス特性を示す表面５０６を有している。各変調素子によって与えられた光の振幅は、パルス符号変調によって独立して制御される。各変調素子は引張応力下で保持される変形自在部分５０８を有し、制御回路が変形を制御する。各変形自在素子は変形機構と光学的部分を有し、それぞれ制御された変形特性と変調特性とを独立して素子に与える。変形自在の変調素子は非金属である。素子は、最終の共振器寸法と関係がある層厚を有している犠牲層と、犠牲層をサンドウィッチする２つの層を形成し、化学薬品（例えば、水）を使い又はプラズマに基づいた処理を行い、犠牲層を除去することによって形成される。【選択図】図２０Ａ
2006317953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置であって、
第１及び第２の主面を有する透明基板と、
第１平行ストリップ群であって、各々が前記透明基板の前記第１の主面上に配置されて、透明導電部分及び金属鏡部分を各々が含む導電／鏡構造の第１の組を形成する、平行ストリップ群と、
少なくとも前記第１ストリップ群を被う誘電体層と、
第２平行ストリップ群であって、各々が前記第１ストリップ群にほぼ直交して伸長しかつ前記透明基板の上方で支持されて、金属鏡部分を各々が含む導電／鏡構造の第２の組を含んでいる、変形可能な材料からなる平行ストリップ群と、
を含み、
前記表示装置の画素が、前記第１及び第２ストリップ群の交差点において形成され、前記第２の導電／鏡構造が前記誘電体層の上方で支持される第１の状態と前記第２の導電／鏡構造が前記誘電体層に向けて引き寄せる第２の状態との間で、画素の反射率が前記変形可能な材料の変形を電気的に制御することによって制御され、前記表示が前記透明基板の前記第２の面を介して視認されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記透明基板がガラスを含むことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記金属鏡部分の少なくとも１がアルミニウムを含むことを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
【請求項４】
前記透明導電部分が、酸化インジウムすず（ＩＴＯ）を含むことを特徴とする請求項１、２または３記載の表示装置。
【請求項５】
前記第２平行ストリップ群を支持する支持ピラーを含む請求項1記載の表示装置。
【請求項６】
前記第２平行ストリップ群が自立していることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の平行ストリップ群に接続されたアドレス回路をさらに含む請求項１から６のいずれか１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記電気的制御には画素の前記第１の導電／鏡構造と前記第２の導電／鏡構造との間に電圧を印加することを含み、前記画素が印加電圧の共通範囲で前記第１及び第２の両方の状態で安定していることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
これは、１９９４年５月５日提出のアメリカ合衆国特許出願第０８／２３８，７５０号の一部継続出願であり、かつ１９９３年３月１７日提出のアメリカ合衆国特許出願第０８／０３２，７１１号の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は可視スペクトル（紫外線及び赤外線を含む）の変調装置すなわちモジュレーターアレイに関する。
【背景技術】
【０００３】
背面照射LCDコンピュータスクリーンのような可視スペクトルモジュレーターアレイは画素に対応する電気光学素子アレイを有する。各素子は素子を通過するために向けられる光を変えるために電子的に制御されている。アレイの素子すべてを制御することによって、黒白、あるいは、適切な素子を使って、カラー画像が示される。非背面照射LCDアレイは反射光上で働く以外、類似の特性を有する。上記タイプの可視スペクトルモジュレーターアレイは多種多様な他の使用に供されている。
【発明の概要】
【０００４】
一般に、ある局面において、本発明は、可視スペクトルの光変調を特徴とし、変調素子のアレイ及びアレイに接続され独立に変調素子のそれぞれを制御する制御装置回路を用い、各変調素子が光の特定周波数に対し所定インピーダンス特性を示させられる表面を有していることを特徴とする。
【０００５】
本発明の実行は次の特徴を含む。その表面は光の選択された周波数と相互に作用するように設定されたアンテナを含むか、あるいはその表面は干渉共振器の表面である。インピーダンス特性は光の特定周波数の反射又は光の特定周波数の透過である。変調素子のそれぞれは共振器寸法を変えるために変形自在の干渉共振器である。干渉共振器は共振器寸法によって分離される１対の共振器壁（例えば、鏡）を含む。一方の鏡は広周波数帯域の鏡であり、他方の鏡は狭周波数帯域の鏡である。鏡の両方は狭周波数帯域鏡であるか、あるいは鏡の両方は広周波数帯域、非金属鏡である。共振器は、非変形状態における鏡のスペクトル特性と本質的な共振器スペースとによって画定される振動数の光に関して共振器を共鳴させるようにする共振器寸法を有する。鏡の１つは混成フィルターである。壁の１つ（あるいは両方とも）は誘電材料、金属材料、あるいは複合した誘電体／金属の材料である。共振器は引張応力下にある壁によって変形自在である。制御装置回路はインピーダンスのアナログ制御のために各素子の光と接続される。アナログ制御は共振器の変形自在の壁の変形の程度の制御である。
【０００６】
所定のインピーダンス特性は、可視スペクトルにおける入射電磁放射線の反射、例えば、変調素子のそれぞれによって平均に反射される所定周波数帯域の入射電磁放射線の比率を含む。変調素子はより高い反射率の状態又はより低い反射率の状態を占める特定電気条件に応答的であり、制御装置回路は反射される入射放射の比率に対応するデューティサイクルを有しているパルスストリームを生成しかつ、変調素子を、各パルス中には反射率のより高い状態に、そしてパルス間の間隔では反射率のより低い状態に置く。その特性は可視スペクトル内の電磁放射線の放出を含む。特性は、アンテナによって平均に発せられる可視スペクトル内の電磁放射線量を含む。特性は可視スペクトル内の入射電磁放射線である。変調素子はそれぞれが可視スペクトルの３つの色の１つに関連した３つの副素子を含む。変調素子はより高い透過率の状態又はより低い透過率の状態を占める特定電気条件に応答的であり、制御装置回路は透過される入射放射の比率に対応するデューティサイクルを有しているパルスストリームを生成しかつ、変調素子を、各パルス中には透過率のより高い状態に、そしてパルス間の間隔では透過率のより低い状態に置く。その特性は、変調素子のそれぞれによって平均に透過される所定の周波数帯域の入射電磁放射線の比率を含む。
【０００７】
可視スペクトルは紫外線周波数又は赤外線周波数を含む。
【０００８】
一般に、もう１つの本発明の局面において、制御装置回路は、各変調素子によって独立して与えられた光の振幅をパルス符号変調によって制御するためのアレイに接続されている。
【０００９】
一般に、他の局面において、本発明は、引張応力下で保持される変形自在部分を有する変調素子と、変形自在部分の変形を制御するために接続された制御装置回路とを特徴とする。
【００１０】
本発明の実行は次の特徴を含む。変調素子は自己支持(self-supporting)しているか、あるいは別のサポートに保持される。変形自在部分は矩形薄膜であり、これは薄膜に直角のサポートによって２つの反対のエッジに沿って支持される。制御装置回路による制御の１つのモードの下で、変形自在部分は共振器の壁に崩壊される。制御装置回路は変形自在部分を変調素子に印加された信号によって制御し、制御装置部の変形は制御装置回路によって印加された信号に関してヒステリシスの支配を受けている。
【００１１】
一般に、もう１つの局面において、本発明は変形機構と光学式部分を有する変形自在の変調素子を使って、可視スペクトルにおける光を変調する事を特徴とし、変形機構と光学式部分は制御された変形特性と制御された変調特性とを独立して素子にそれぞれ知らせている。
本発明の実行は次の特徴を含む。変形機構は引張応力で保持される柔軟な薄膜であり、光学的部分はその柔軟薄膜の上に形成される。光学的部分は鏡である。鏡は狭周波数帯域又は広波数帯域を有するか、あるいは混成フィルターを含む。
【００１２】
一般に、もう１つの局面において、本発明は概括的に非金属の変形自在の変調素子を特徴とする。
【００１３】
一般に、もう１つの局面において、本発明は、２つの層のサンドウィッチとそれらの間の最終共振器寸法に関連した層厚を有している犠牲層とを形成し、化学薬品（例えば、水）又はプラズマに基づくエッチング処理工程を使用して犠牲層を除去することによって、共振器型の変調素子を形成する方法を特徴とする。
【００１４】
本発明には次の利点がある。
【００１５】
非常に高い解像度のフルカラー像が比較的小さい電力を使って生成される。アレイ上の入射像を検出する実施例は比較的低いノイズを有する。それらのカラー応答特性はアンテナの寸法の選択によって調律可能である。アンテナ又は共振器実施例は携帯自在で低い電力なフルカラー表示装置で有用で、特に高い周辺光状態の下で有用である。位相によって制御された反射する実施例は、可動部無しで光ディスク読取り装置のような受動的な光走査に有用である。放出性の実施例は特に低い周辺光状態における表示装置としても用いられ得る。
いくつかの実施例において使われた誘電材料のために、装置は効率的で非常に軽くて、それらを特に高強度投写型ディスプレーに適切であるようになし、低周辺光応用における背面照射の必要を減少又は排除する利点を有する。また、いっそう正確なカラー表現が、同様に設計がＩＲとＵＶのために最適化されるように、可能である。力学的ヒステリシスが活動ドライバーの必要を妨げ、これはそれらの幾何学上単純に合体され、そしてモノリシック性質が際立って欠陥損失を低下させる。装置は、例外的に速く低電力で、そして非分極である。それらが反射性及び／又は透過性であり得るという事実はそれらの柔軟性を強化する。
【００１６】
いくつかの実施例に示される成形加工のプロセスは、優しい化学薬品に頼り、廃棄物処理問題を最小にし、より多くの種類の材料を使うことによって、いろいろな基板（例えば、プラスチック又は集積回路）上に装置の成形加工を容易にする。プラスチック基板の上の装置は非常に安い可能性がある。使われた製造工学のすべては熟成し、さらに製造コストを減少させる。
【００１７】
本発明の他の利点及び特徴は次の説明及び請求の範囲から明白になるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１において、装置２０は、電力及び制御装置回路２６の制御下で高解像度カラー画像（あるいはカラー画像の連続）を、表示又は検出するスクリーン２２を含む。その像は、それぞれ特定の色相と画素によって表される像の部分に対応する輝度を有してごく小さい個別ピクセル（画素）の密集して充填された矩形アレイで構成されている。像の画素密度は使用された製作プロセスに頼るが、平方センチメートル毎に１００，０００画素のオーダーであり得る。
【００１９】
図２において、各画素が１つのいわゆる三双極子３０によって生成される。各三双極子の輪郭境界はＴ字形状をしている。三双極子は、横列３２内に配置され、１つの方向に向く三双極子の「Ｔ字」とその反対の方向に向く「Ｔ字」とが同じ横列に沿って互いの間に入るように交互に並べられる状態で、組み合っている。横列は一緒にスクリーン２２の最初に外面の層３４の上に配置された三双極子の二次元の矩形アレイ（画素のアレイに対応する）を形成する。アレイは電気的交流光学式平坦アレイ、あるいは可視スペクトルモジュレーターアレイと呼ばれる。
【００２０】
第２に、いわゆる三バス３８と呼ばれるスクリーン２２の内層３６（図２のＴ字形状をしたブロックと示されている）は上記の外面層３４上の三双極子の配置に対応する組み合っている二次元アレイ４０で整列されている。各三双極子３０は、下記方法で層３４から層３６まで走っているマルチ導体リンク４２によって、その対応する三バス３８に接続される。
【００２１】
第３に、スクリーン２２のベース層４４、回路モジュール４６のセットは、三双極子と三バスの配置に対応する二次元の矩形アレイで整列されている。各回路モジュール４６は、下記方法で層３６から層４４まで走っている６導体リンク４８によって、その対応する三バス３８に接続される。
【００２２】
各回路モジュール４６は、スクリーン２２上の像の対応する画素を生成するために、その対応する三双極子３０のアンテナのすべての光学特性曲線を電子工学的に制御する。回路モジュール４６は、層４４に沿って走る導管導体５０を介して層４４のエッジに接続されている。電線５２は導体５０を制御及び電力回路２６へ接続し、これは全体像を生成するために回路モジュール４６から２５のすべてを調整する。
図３において、各三双極子３０は３つの双極子セクション６０、６２、６４を有する。３つのセクションの中心ポイント５９、６１、６３は三双極子３０の中心ポイント６５の周りに１２０度間隔にて整列される。各セクション６０、６２、６４は、双極子アンテナ６６、６８、７０の縦列から成り、それぞれ、ただ１０個だけの双極子アンテナが図３の各セクションに示されるが、その数はより大きいか又はより小さくともよく、例えば、制御回路４６が製造され得る密度、アンテナのスペースによって暗示された利得と帯域幅との間のトレードオフ、並びにアンテナを制御回路４６に接続する導体の抵抗性の損失、に依存するであろう。ただ各双極子アンテナの２本の腕だけが、図３に示されるように、層３４上にさらされ露出する。所定のセクションすべての双極子アンテナはそのセクションに割り当てた特定な共振波長（カラー）に対応する同一寸法を有する。３つのセクション６０、６２、６４のための共振波長はそれぞれ０.４５ミクロン（青色）、０.５３ミクロン（緑）及び０.６ミクロン（赤）である。
【００２３】
図４において、各双極子アンテナ８０はそれぞれベース８６、８８と、腕９０、２とからなる２つのLs８２、８４を含む。各アンテナ８０のベースは対応する回路モジュール４６に電気的に接続している。腕９０、９２の期間（Ｘ）は双極子アンテナ８０の望ましい共振波長によって決定される。例えば、ラムダの共振波長のために、Ｘはラムダ／２であろう。双極子アンテナ６６、６８、７０はそれぞれ０.２２５ミクロン（ラムダ1／２）、０.２６５ミクロン（ラムダ2／２）及び０.３ミクロン（ラムダ3／２）のＸ寸法を有する。腕９０、９２から回路モジュール４６までのベース８６、８８の有効長（Ｙ）も双極子アンテナの共振波長の関数である。ラムダの共振波長のために、Ｙはラムダの倍数である。
【００２４】
図５において、ベース８６、８８のそれぞれは物理的に４つの部分で構成されている。（１）リンク４２の導体９６の１つと、（２）三バス３８の部分１１２と、（３）三バス３８のショート接続部分１２４と、（４）リンク４８の導体９４の１つと、である。これらは一緒に、腕（例えば、９２）から回路モジュール４６までＹの有効長で通路（例えば、破線９７で示された通路）を画定する。
層３４の表面に直角なリンク４２の配置は、腕９０、９２（層３４表面上に形成されている）に実際のスペースＺにおいて間隔を置かれることを許し、これはラムダ／２より近く、最小はベース８６、８８の効率的なＹ-寸法が必要とされる。スペースＺは帯域幅／利得トレードオフに基づいて選択され、そして例えば所定のセクションの双極子アンテナのため、それぞれアンテナ６６、６８、７０のために共振波長の４分の１（すなわち、ラムダ／４）、すなわち０.１１２５ミクロン（ラムダ1／４）、０.１３２４ミクロン（ラムダ2／４）及び０.１５ミクロン（ラムダ3／４）である。
【００２５】
図６において、各三バス３８は層３６上にアルミニウムで形成され、それぞれ三双極子３０の対応するセクション６０、６２、６４の双極子アンテナを接続するための３つのジグザグ形状で形づくられたバス対１００、１０２、１０４を有する。バス対１００、１０２、１０４はポイント例えば、１０６においてバス対に接合されるリンク４２（図２）の導管導体を介して個別双極子アンテナ６６、６８、７０に接続されている。
【００２６】
各バス対１００、１０２、１０４は２つの平行したバス１０８、１１０を有する。バス１０８は対応するセクションの双極子アンテナ５の腕を一緒に電気的に接続し、独立して、関連したバス１１０はその同じセクションの双極子アンテナの腕９２を電気的に一緒に接続する。
ポイント１０６は３つのバス対１００、１０２、１０４それぞれの上に一連のフラグメント１１２、１１４、１１６の輪郭を示す。各フラグメントはベース８６又は８８の１以上の部分を構成し、よって効率的なＹ-寸法に貢献する。
フラグメント１１２、１１４、１１６の長さ（Ｑ）はセクション６０、６２、６４の共振波長（すなわち、ラムダ／２）の２分の１であって、それぞれ０.２２５ミクロン（ラムダ1／２）、（ラムダ2／２）０.２６５ミクロン及び（ラムダ3／２）０.３ミクロン、である。
リンク４８（図２）の導体はバス１０８、１１０の端におけるポイント１１８、１２０、１２２で三バス３８に付加される。ポイント１１８、１２０、１２２の間にて、バス１０８、１１０に沿った第１ポイント１０６はフラグメント１２４、１２６、１２８であり、これらはベース８６、８８の部分を形成しかつ、それらベースの効率的なＹ-寸法がラムダ／２の整数倍数となるように調整するために含まれる。３つのフラグメント１２４、１２６、１２８の長さはそれぞれ０.１１２５ミクロン、０.１５２５ミクロンと０.１８７５ミクロンである。
【００２７】
図７において、各双極子アンテナ８０は、Ｘ線又は電子ビームリソグラフィあるいはサブミクロンサイズ構造物形成に適切な他の技術によって、絶縁半導体（例えば窒化ケイ素の二酸化ケイ素）の基板１３０（層３４の一部）の上に物理的に（アルミニウムで）形成される。
【００２８】
三バス３８（図７に示さない）は第２の絶縁半導体基板１３２（層３６の一部）上面の上に形成される。回路モジュール４６（図７に示さない）は第３の絶縁半導体基板１３４（層４４の一部）の一部で有り、基板層１３４のエッジの上に形成された金接点パッド１３６（一定の比例に合わせてないがただ１つだけ示されている）に、導体５０によって、接続される。 
【００２９】
図８において、回路モジュール４６はモノリシック方法のいずれか１つによって基板１３４上又は内に形成される。予め絶縁半導体酸化物層１４０で覆われている基板１３４のセクション１３８は、繰り返してマスクされ（それによって小さいウインドーは酸化物層に開けられ、半導体の下を露出させる）、そして望ましい回路部品を形成するためにｎ及びｐドーパントにさらされる（図８では詳細に示さない）。
個別回路素子は互いに接続され、そしてアルミニウム導体１４２、５０によって外部接点パッド１３６（図７）にそれぞれ接続されている。結線を形成するために、孔１４４は酸化物層１４０に開けられ、アルミニウムの板は堆積させられ、孔１４４を充填する。上記に類似したマスキング技術を使うことによって、望まれないアルミニウムは導体１４２、５０だけを残して、取り除かれる。
【００３０】
半導体基板層１３２は残っている露出した酸化物層１４０及び導体１４２、５０の上面に直接堆積させられる。（適当なリソグラフィック技術を使って開けられた）孔１４６（１つ示される）は、リンク４８の電気導体１４７のためにチャネルであり、それは三バス３８と回路モジュール４６を接続する。三バス３８は、層１３２の表面に堆積させられたアルミニウムの板からエッチングされる。成長工程は孔１４６を満たし、それによってリンク４８の導体を形成する。
【００３１】
基板層１３０は基板層１３２と三バス３８の表面に堆積させられる。双極子アンテナ８０の腕は、アルミニウムの板を層１３０の表面上に堆積させ、望まれない金属をエッチングして分離することによって、形成される。成長工程間に孔１４８は満たされ、それによって双極子アンテナ８０の腕と三バス３８の間にリング４２の導体１４９を形成する。
【００３２】
導体１４９は双極子アンテナ６６、６８、７０のベース８６、８８（図４）の最上の部分である。導体１４９の長さと一緒にフラグメント１１２、１１４、１１６（図６）の長さ、フラグメント１２４、１２６、１２８の長さ及び導体１４７の長さは基底８６、８８の効率的なＹ-寸法を決定する。
【００３３】
導体１４９の長さは、リンク４２が通る基板１３０の厚さによって決定される。基板１３０及びリンク４２は厚く０.０５６２５ミクロン（すなわちラムダ1／８）である。この層厚は、層１３０が形成されるから、半導体材料の成長速度を制御することによって達せられる。
【００３４】
導体１４９の長さは、それらが通過する基板層１３２の厚さによって決定される。それ故にこの層及びリング４８は同じく０.０５６２５ミクロン２０の厚さある。
【００３５】
従ってセクション６０、６２、６４の双極子アンテナ６６、６８、７０のためのＹ-寸法は以下のようになる。
（ａ）セクション６０のために、Ｙは、０.０５６２５ミクロン（リンク４２の導体の長さ、ラムダ1／８）＋ｎ＊０.２２５ミクロン（ここで、０.２２５ミクロン＝ラムダ2／２、フラグメント１１２の長さ、及びｎ＝ｎ番目の双極子アンテナ66nの各ベース８６、８８でのフラグメント１１２の数）＋０.１１２５ミクロン（フラグメント１２４の長さ、ラムダ1／４）＋０.０５６２５ミクロン（リンク４８の導体の長さ、ラムダ1／８）の合計に等しく、その合計は（ｎ＋１）＊（ラムダ1／２）に等しい。
（ｂ）セクション６２のために、Ｙは、０.０５６２５ミクロン（リンク４２の長さ、ラムダ1／８）＋ｎ＊０.２６５ミクロン（ここで、０.２６５ミクロン＝ラムダ2／２、フラグメント１１４の長さ、及びｎ＝ｎ番目の双極子アンテナ68nの各ベース８６、８８でのフラグメント１１４の数）＋０.１１２５ミクロン（フラグメント１２６の長さ、（ラムダ2／２）−（ラムダ1／４））＋０.０５６２５ミクロン（リンク４８での導体の長さ、ラムダ1／８）の合計に等しく、その合計は（ｎ＋１）＊（ラムダ1／２）に等しい。
（ｃ）セクション６４のために、Ｙは、０.０５６２５ミクロン（リング４２の導体の長さ、ラムダ1／８）＋ｎ＊０.３ミクロン（ここで、０.３ミクロン＝ラムダ3／２、フラグメント１１６の長さ、ｎがｎ番目の双極子アンテナ70nの各ベース８６、８８でのフラグメント１１６の数に等しい）＋０.１８７５ミクロン（フラグメント１２８の長さ、（ラムダ3／２）−（ラムダ1／４））＋０.０５６２５ミクロン（リンク４８の導体の長さ）の合計に等しく、その合計は（ｎ＋１）＊（ラムダ3／２）に等しい。
【００３６】
再び図１において、いくつかの実施例においては、表示された像は、選択的にスクリーン２２の三双極子３０によって反射されて周辺光（あるいは源からの光で、２５は示されない）で構成される以外、装置２０から発せられない。
【００３７】
このような場合、各三双極子３０は波長の広範囲のスペクトルを有している周辺光を受け取って、望ましい対応する画素の色相及び輝度を明らかにする周辺光の部分だけを反射するために、対応する回路モジュールによって制御される。
【００３８】
三双極子３０によって生成された色相は、セクション６０、６２、６４によって反射された光の相対強度に依存する。その光の色相の全体的な輝度は、セクション６０、６２、６４によって反射された光放射の絶対の強度に順に依存する。
【００３９】
それで、三双極子３０によって生成された光の色相と輝度両方は、三双極子の各セクションにおいて双極子アンテナによって反射された光の強度を統制することによって制御され得る。これは、各双極子アンテナの反射率、すなわち反射される双極子アンテナのための関連波長光のパーセントを制御することによってなされる。
【００４０】
望ましいパーセントは、所定の瞬間における反射光量を統制することによって達成されないが、しかし時間帯に間隔をあけた各系列において完全に反射するべきアンテナのために配列することによって達成され、そしてさもなければ反射しない。その回路モジュールと関連して、各双極子アンテナは２つだけの可能な状態を有する。それが（アンテナの共振振動数において）光のすべてを反射するか、あるいはその光の少しも反射しないことのどちらかである。強度は、双極子アンテナが第１の状態を占める時間帯によって占められた全時間のパーセントを制御することによって統制される。
【００４１】
各双極子アンテナは反射すべく制御され、あるいは、光が進む媒体（例えば、空気）のインピーダンスに関して双極子アンテナのインピーダンスを制御することによってではない。もし媒体がゼロの実効インピーダンスを有するなら、双極子アンテナのゼロ（双極子アンテナの制御されたインピーダンス）への反射率の関係は次のように得られる。もしｘとｙ軸がアレイの平面にあり、ｚ軸が入射と反射波の伝搬軸でｚ＝０がアレイの表面である３軸x-y-z座標系を定義するなら、ｚ＜０のための入射プラス反射波は以下のように示される。
【００４２】
【数１】
2006317953.tif 000003
【００４３】
ここで、Ｅ（オーバーバー）は透過波と反射波の合計の電界の複素振幅であり、Ｅ0は透過２０波の電界の複素振幅であり、Ｅrは反射波の電界の複素振幅であり、ｘ（ハット）は波の電界の配向であり、Ｈは磁界の振幅であり、ｙ（ハット）は磁界の配向であり、μ0自由空間の透過率であり、ε0は自由空間の誘電率であり、ｋ＝ωsqrt［μ0ε0］は波数であり、η＝sqrt［μ0ε0］は自由空間のインピーダンスである。ｚ＞０（すなわち、自由空間の中）に対し、透過波だけが存在して、そして次の等式によって表される。
【００４４】
【数２】
2006317953.tif 000004
【００４５】
ここで、Ｅ（オーバーバー）はｚ＝０における透過波複素振幅であり、kt＝sqrt［με］はその波数であり、η＝sqrt［μ／ε］は媒体のインピーダンス、すなわちｚ＞０である。タンジェンシャル電界のための境界条件（ｚ＝０）が式１と２に導入され、それらは結合され次式を得る。
【００４６】
【数３】
2006317953.tif 000005
【００４７】
同じように、境界におけるタンジェンシャル磁界（ｚ＝０）のための連続性が得られる。
【００４８】
式５と６をＥ0で除算して、Ｅ0／η0はそれぞれ次の２つの等式を与える。
【００４９】
【数４】
2006317953.tif 000006
【００５０】
Ｅr／Ｅ0はΓと呼ばれ複素反射係数であり、一方Ｅt／η0＝Ｔは複素透過係数と呼ばれ、ηt／η0＝ηnは正規化された波インピーダンスである。ＴとΓのために解くと、次式を得る。
【００５１】
【数５】
2006317953.tif 000007
【００５２】
整合インピーダンス値、η0＝ηnのために、反射係数はゼロそしてＴ＝１（すなわち、無反射）であり、そして境界において負荷、整合アンテナの場合、完全な吸収がある。
ηnがゼロ又は無限に近づくので、反射係数はプラスマイナス１に近づき、全反射を暗示する。
【００５３】
図９において、双極子アンテナ８０のインピーダンスｚLは、ベース８６、８８に亘って接続された可変インピーダンスＰＩＮダイオード１６０によって制御される。電源及びバイアス源１６４の出力からのライン１６８に基づいたバイアスの高電圧又は低電圧の出力へのＰＩＮライン１６２は、高電圧である。ＰＩＮダイオード１６０の抵抗Ｒ（それ故双極子アンテナのインピーダンス（Ｅ，））
は全反射を起こすゼロである。バイアス源１６４の出力が低電圧９８である時、抵抗Ｒは結果として生じているインピーダンスＺ@がｚ．（アンテナ周囲の空気のインピーダンス）に適合させられるような値にセットされ、ゼロ反射を起こす。
【００５４】
スクリーン２０上に全体像を生成するために、電力制御回路２６はビデオ信号
（例えばデジタル化された標準ＲＧＢテレビジョン信号）を受け取って、そして従来の技術を使い、対応する信号をモジュール４６に供給して、モジュールが所定の時間におけるアレイ内のすべての三双極子のすべてのセクション６０、６２、６４からの反射光の相対的所望光強度を表す。がう回路モジュール４６は、従来の技術を使い、入力制御信号パルスの適切なストリームをライン１６８上の各バイアス源１６４へ供給する。
【００５５】
各ライン１６８の上のパルスストリームは、各三双極子の３つのセクションのために反射率の適切なパーセントを達するための適切なデューティサイクルを有する。例えば図10A、10B及び10cにおいて、パルスストリーム１７０は周期Ｔ及び５０％のデューティサイクルを有する。各周期Ｔの初めの５０％に対し、バイアス源への入力は高く、そして源１６４の対応する出力は高電圧である。このサイクル部分の間に、双極子アンテナ８０は、双極子アンテナの共振波長を有しているすべて受け取られた光を反射するであろう。サイクルの第２の５０％では、源１６４の出力は低く、そして双極子アンテナ８０は受け取った光を吸収するであろう。図10B、10Cにおいて、パルスストリーム１７２、１７４はそれぞれ３０％のデューティサイクルと１００％のデューティサイクルを表し、３０％デューティサイクルでは、セクションの双極子アンテナの光放射の実効光度が３０％であり、１００％のデューティサイクルでは、実効光度は１００％である。
例えば、もし像の特定な画素が茶色であるなら、３つの赤２５、緑及び青いセクション６０、６２、６４に必要な相対強度はそれぞれ３０、４０及び１０である。ライン１６８で運ばれるバイアス源１６４への入力信号は、その時、それぞれ、３０％、４０％及び１０％のデューティサイクルを持つであろう。同じ色相であるがより大きい輝度の茶色である隣接した画素は４５％、６０％と１５％のデューティサイクルを必要とする。
【００５６】
図１１において、パルス幅変調信号の回路２６から画素回路モジュール４６までの供給を達成するために、横列の各回路モジュール４６は２ビットのための記憶素子１８０、１８２を含む。横列のモジュール４６のビット１の記憶素子１８０は、一緒に接続され、画素から画素への横列データライン１８４に沿って通過するパルス幅変調信号を有する１つの長いシフトレジスタを生成する。もし、例えば、変調する信号の周期が１ミリ秒で、１０個の異なった強さのレベルがあるなら、１ビットの全ストリング（連続１/１０ミリ秒間に横列で各画素の状態のオン又はオフを表す）は１/１０ミリセカンド毎に横列の下方にシフトされる。初期１/１０ミリ秒の終了では、素子１８０内のすべてのビットはストローブ線１８６上のストローブパルスによって関連素子１８２に移行される。各素子１８２の内容はその画素の３色の１つに適切なものためのドライバー１８８へ入力であり、それは順に三双極子の対応するセクション６０、６２、６４を駆動する。データがシフトレジスタに沿って移行される速度は所定の横列上の素子数、横列の数、強度レベルの数及び全アレイの再生速度によって決定される。
もう１つの実施例においては、像を含んでいる光は、反射された周辺光によって引き起こされるよりむしろ三双極子３０によって発せられる。このような場合、各三双極子は、３つのセクション６０、６２、６４のそれぞれによってを発した光の強度によって抑制された色相及び輝度で単一画素のために光を生成する。
【００５７】
三双極子中の各双極子アンテナは、その周波数が共振波長に対応する信号を使ってそれを励起することによって、そのアンテナの共振波長で光を発しさせられる。それで、それぞれその周波数が、それぞれ、ラムダ1、ラムダ2とラムダ3に等しい信号を提供される時、セクション６０、６２、６４は青（ラムダ1）、緑（ラムダ2）及び赤（ラムダ3）で発光するであろう。
理想的と考えられた双極子のために、電流Ｉ及び電流密度Ｊ（オーバーバー）
（ｒ’オーバーバー）は次式によって記述される。
【００５８】
【数６】
2006317953.tif 000008
【００５９】
ここでは、ｑは電荷密度であり、ｚ（ハット）は（ｚ軸に沿った）電流方向を示し、ωは角振動数であり、ｄが双極子を表す理想的ポイント電荷間の距離である。極座標でのベクトル電位Ａ（オーバーバー）は次式によって与えられる。
。
【００６０】
【数７】
2006317953.tif 000009
【００６１】
ここでは、θは双極子に関する角を表し、θ（ハット）は波の角配向であり、μ0は自由空間の透過率であり、ｒは双極子からの半径であり、ｒ（ハット）は波の放射状配向であり、Ａrはベクトル電位の放射状成分であり、Ａθはベクトル電位の角成分であり、ｋは正弦的変化をなす波を表すための因子である。Ｈ場は次式で与えられる。
。
【００６２】
【数８】
2006317953.tif 000010
【００６３】
ここでは、ψは双極子に関する仰角である。Ｅ場がより与えられる。
遠距離電磁界式は次の等式によって与えられる。
【００６４】
【数９】
2006317953.tif 000011
【００６５】
式（１６）は、発せられた電磁波の波長より著しく大きい距離にて双極子アンテナから離れたアンテナ指向性パターンを記述する。それは適切な距離において広い視界を供給する非常に広範囲のアンテナ指向性図である。
【００６６】
図１２において、各セクション６０、６２、６４の双極子アンテナ６６、６８、７０は、赤、緑及び青に対し、それぞれ５ｘ１０14Hz、５.６ｘ１０14Hz及び６.６ｘ１０14Hzの周波数の信号（例えば、正弦波）で駆動される。これらの信号は回路モジュール４６中の３つのモノリシック発振器２００（１つ示される）によって供給され、それぞれが３つの必要な周波数の１つに調律されている。
【００６７】
回路２００（安定マルチバイブレータ）においては、結合トランジスタ２０２、２０４の中心対は主要な活性素子であって、もし回路アドミタンスが適切にセットされるなら、振動するであろう。ダイオード２０６、２０８、２１０、２１２はトランジスタの間に結合容量を供給し、インダクター２１４、２１６は動作周波数を調律するために使われる。
【００６８】
第３の実施例においては、物体の像は、従来のレンズ（図１で図示せず）によってスクリーン２２に集光され、それはその時イメージセンサーの役を務める。電力制御回路２６によって制御されるスクリーン２２の三双極子は、受けた像の画素に対応する電気信号を生成する。 信号は、その時伝送又は保存されることができる得られたRGBビデオ信号を従来方法で供給するプロセッサによって処理される。
各三双極子のために生成された信号は、対応する回路モジュール４６によって生成され、三双極子で受け取った光放射の色相及び輝度を表す。
【００６９】
三双極子３０の各セクションはその各双極子アンテナの共振波長を有して光を判断するためにただ使われることができるだけである、しかしながら、たいていの色が赤、緑及び青の結合として表されることができるので、回路モジュール４６は、独立して各セクション６０、６２、６４において受けられた光放射の強度を測ることによって、受け取った画素の色相と強度を指定した信号を得ることができる。
【００７０】
図１３において、双極子アンテナ８０は、その反射係数（ΓL）がゼロである時、その共振波長において入射光放射線を吸収し、それは、その制御されたインピーダンス（zL）が媒体（z0）のインピーダンスに一致する時、起こる。それらの状況において、電圧パルスは各入射光量子のために双極子８０の端３０８、３１０間に作り出される。よって、各双極子アンテナによって受けられた光放射の相対的な大きさは、所定の時限上に端３０８、３１０に渡るパルスの平均の数を計数ことによって測定できる。
【００７１】
この実施例においては、回路モジュール４６は端３０８、３１０に渡って接続された終端負荷抵抗器３１５を含む。下式によって記述された双極子アンテナ８０と抵抗器３１５の結合の制御されたインピーダンスは、z0と等しい。
抵抗器３１５間のパルスの電圧（入射光子によって作られた）は、レジスタ１５上に正弦波グラフによって示され、次式によって一般に記述される。
【００７２】
【数１０】
2006317953.tif 000012
【００７３】
zL＝z0、ラムダＬ＝０であるから、式１７は次式によって記述される。
【００７４】
【数１１】
2006317953.tif 000013
【００７５】
パルス検出器３１８は結果として生じているパルスを示すような方形波形式に拡大し単純化し、それは、二進カウンタ３２０へのクロック（CLK）入力３１９として使われる。２進カウンタのアウトプットは通常のレートにおいてサンプリングされ、共同でサンプルは長い時間にわたって受けられた光放射の強度を表しているデジタル信号を形成する。各時間カウンタ３２０がサンプリングされ、それは制御ライン３２２上のパルスによってゼロにリセットされる。カウンタ３２０は、等長時限の連続のひとつひとつにおいて光がいくらに到達したか示すデジタルのインテグレータとして機能する。
【００７６】
図１４において、パルス検出器３１８において、１対のトランジスタ３２２、３２４はその出力が増幅器３２６に供給される高インピーダンス差動段（ポイント３０８、３１０の間の電圧の相違を表している）として機能する。増幅器３２６は広帯域利得段の役をなし、そして片側出力パルス(single sided output pulse)を調整回路３２８へ供給し、これはカウンタ３２０を駆動するために遅く増大するパルスを正方形パルス３３０に変換する。
【００７７】
もう１つの実施例においては、三双極子のアレイはフェイズドアレーとして動作される。フェイズドアレーの動作は、アミタイその他(Amitay et al.)の「フェイズドアレーアンテナの理論及び分析」１９７２年で十分に論じられているので、ここで参照として本発明に含まれる。アレイ及びそれらの操作の相対的位相に渡る連続三双極子のスペーシングを制御することによって、波の消去又は強化は３次元での方向と放射線の配向を制御するために使われる。それでビームが生成され、または走査される。入ってくる放射線を検出するために使われたアレイの場合において、アレイは選択された方向から受け取られた放射にいっそう敏感であるようになされている。
他の実施例でも可能である。例えば、図１５において、三双極子４００アレイの各セクションは単一の双極子アンテナ４０６、４０７、４０８である。三双極子アンテナは放射状パターンで１２０度間隔にて中心ポイント４１０の周りに配置される。双極子アンテナのベース４１１、４１２同様、腕４１４、４１５のすべては、同じ表面の上に形成される。
【００７８】
図１６において、各セクションは多数の双極子アンテナ４０６、４０７、４０８から成り、これらはが各連続双極子アンテナのベース４１１、４１２を前の双極子アンテナの腕４１４、４１５の内部端に取り付けることによって接続される。回路モジュール４１６は層４１３の表面上に形成される。
【００７９】
図１７において、多双極子４３０は、それぞれが双極子アンテナ４４２、４４４、４４６、４４８、４５０からなる５つのセクション４３２、４３４、４３６、４３８、４４０で構成される。異なったセクションの双極子アンテナは異なった共振波長を持つであろう。他の多双極子はいかなるセクションの数でも有する。
【００８０】
画素を走査することはパルス幅変調以外によってなされ得、例えば、電荷結合装置を用いて画素の横列に沿って電荷のパケットを移送することによってなされる。
【００８１】
図１８、１９においては、双極子アンテナの他の配置には、制御回路モジュールのために必要とさた区域に一致するために使われる。
【００８２】
図１８において、反射モードの三双極子の各セクション４７０は、２つの横列４７４及び多くの縦列４７に配置された多くのサブセクション（例えば、４７２）から形成され得る。各サブセクション４７２でのアンテナ４７８はすべて単一ＰＩＮダイオード回路４８０よって仕えられ、これがアンテナ層下の層上にてサブセクション端部におけるセクション４７０の周辺エッジにおいて配置される。全セクション４７０のための回路４８０すべては単一バイアス源１６４（図９）によって順に仕えた。この配置は三双極子の全部のアレイのために必要としたバイアス源の数を減らす。図１９は、それぞれが横列の端部にて単一ＰＩＮダイオード回路によって仕えられたサブセクションの１つの横列以外の他配置を示す。
【００８３】
導体５０の数を減らすために、選択された三双極子は、光によって直接透過する制御信号を受け取って、そして近くのアクティブな三双極子の制御回路にそれらの制御信号を渡すために使われる。
【００８４】
双極子は、すべて同じ共振波長を有する１つの単一双極子アンテナだけで構成された単双極子であり得る。
【００８５】
双極子アンテナ４７０はスクリーン２２の層４７２の表面上にランダムに整列され得る。
【００８６】
異なったカラーレジーム、例えばシアン-マゼンタ-イエローは、RGBの代わりに用いられ得る。
【００８７】
らせん状、二円錐状、みぞ状、及び他のアンテナ構成は双極子構成の代わりに用いられ得る。
【００８８】
アレイは三次元であり得る。
【００８９】
アレイの連続した三双極子は、アレイにどんな任意の分極の放射とでも相互に作用できるようにするために、それらの各アンテナが互いに直角になるように、配向されている。
【００９０】
ＰＩＮダイオードは他のインピーダンス制御素子によって置き換えられる。このような素子は、量子井戸トランジスタ、超伝接合、あるいは真空マイクロエレクトロニクスに基づいたトランジスタを含み得る。さらなる改善は制御装置回路を含んでいる第３の層の複合性を減らすことによって達せられる。回路に制御信号を得るように要求された電子工学構成は、このような信号を供給するためにレーザー又は電子ビームの使用によって排除される得る。これはより高い密度のアレイを考慮する利点を持つであろう。
【００９１】
アレイは透明な基板上に製造され得、これで透過性動作を容易にし得る。
【００９２】
他の実施例においては、アンテナアレイだけ（制御装置回路又は結線バス無し）は、マイクロ製造された光学干渉の共振器の２分の１で製造される。アンテナアレイは、そのスペクトルの特性がアンテナの寸法によって制御される周波数選択鏡であると思われる。このような共振器は、（ａ）共振器それ自身の寸法と（ｂ）鏡の周波数応答とに依存して、入射電磁放射線のある特定の部分を透過そして反射するであろう。光学干渉の共振器及び誘電体鏡の挙動は、マクロード．エッチ．エー(Macleod，H．A.)の「薄膜光学フィルター」、１９６９年によって十分に論じられているので、ここで参照し本発明に含まれる。
【００９３】
図20aにおいて、この種類のより大きいアレイの隣接した素子の２つの例は透明な基板５００の上に形成された２つの共振器４９８、４９９を含む。層５０２、１次鏡／導体、はその上に誘電体又は金属の鏡が形成された透明な電導性被覆材で構成されている。絶縁サポート５０４は第２の透明導電薄膜５０６上に支持されている。各アレイ素子は薄膜５０６上に形成したアンテナアレイ５０８を有する。２つの構造、５０６と５０８、は一緒に２次鏡／導体を含む。逆に、アンテナアレイは１次鏡／導体の一部として形成される。２次鏡／導体５０６／５０８は、それが非駆動状態において引張応力下で基板に平行となるように、形成された柔軟な薄膜を形成する。
【００９４】
層５０６と５０２が平行であるから、アレイの上下からでも共振器に入るどんな放射線は、共振器の中のくりかえし反射を受けるので光学干渉をもたらす。上に説明されたように、アンテナアレイの寸法に応じて、干渉はその実効インピーダンスそして反射及び／又は透過性特性曲線を決定する。この場合、その寸法の１つを変えることで、共振器高さ（すなわち、層５０２、５０６の内壁間のスペース）は、光学特性曲線を変更するであろう。高さの変更は共振器において２つの層に渡る電圧を印加することによって達せられ、それは、静電力のために、層５０６を潰すようになされる。共振器４９８が潰されているように示され（７ボルト印加）、他方共振器４９９が潰されていないように示されている（０ボルト印加）。
【００９５】
もう１つの実施例、図20bにおいては、各共振器は２つの層の上に誘電体又は金属の鏡の結合によって形成され、そしていずれかの層上にアンテナ無しで形成される。この場合、鏡のスペクトルの特性はそれを含んでいる材料の性質と厚さによって決定される。
【００９６】
他の形成加工例、図20cにおいては、各共振器が別に画定されたサポート支柱の必要を回避する、より単純な工程を使って製造される。ここで、各２次鏡／導体５０６は１次層に取り付けられた脚部と一緒Ｕ字形で形成される。よって、２次鏡／導体それぞれは自立するようになる。
【００９７】
さらにもう１つ形成加工例、図20dにおいては、共振器は、その力学挙動を変えるために修正されたものである。この例では、芯材層５１０が、駆動状態間に、薄膜の変形を制限するために付け加えられている。これは、駆動電圧が次第に増やされるにつれて、２つの鏡が平行のまま維持されることを確実にする。結果として装置は、そのスペクトル特性の連続変化が達せられるように、アナログモード（例えば、共振器５１１が共振器の部分的な変形を成し遂げるために５ボルトによって駆動され得る）で駆動することができる。
【００９８】
図20Eは追加の構成を示す。この構成では、停止層５１２は、駆動状態における薄膜５０６の位置が壁５０２からの固定したオフセットであるように、加えられている。他の光学的、電気的又は力学的な応答はこの態様で受け入れられる。例えば、停止層は、壁５０６と５０２の間の絶縁体として作用し、その層厚は装置が駆動される時、ある中心周波数に達するように設定され得る。
【００９９】
図20Fは共振器の装置がカプセルに入れられる例を示す。カプセル化薄膜５１４は同じ様式で記述された工程の使用によって当初の共振器５０２及び５０６の類似材料を用いることで製造される。この場合、その工程はすでに製造された共振器のアレイ上面上に構造物を建てるために使われる。カプセル化薄膜５１４は堅く非柔軟とするために設計された連続構造である。このカプセル化機能は多折り込みされる。第一にそれは、全アレイが不活性ガスで浄化され、適切な圧力に維持されるようなハーメチックシールの役を務める。第二に、電気及び光学特性はアレイの全体的な動作でも有用である。電気伝導材料を使って、電圧はカプセル化薄膜５１４に印加され、そして結果として生じている薄膜５１４及び５０６の間の静電力は有用な態様で根本的な共振器のヒステリシスを変更することができる。崩壊（潰し）及び解放の閾値は共振器それ自身の構造によって規定されることを越えて変形される得る。もしそれが動作の標準的コースの間に動かなくなったなら、静電力は崩壊された状態から薄膜５０２を解放する救助をなすこともできる。適切な光学材料を使って、カプセル化薄膜５１４は、共振器の全体的な光学設計に取り入れられ、望ましい光応答に達するもう１つの素子をも供給できる。最終的に、カプセル化薄膜５１４の露出した側面は、その面上に駆動回路が形成又は載置された表面を提供できる。
【０１００】
図21A及び21Bにおいて、入射放射上の変調効果は示される。二進変調方式は図21Aに示される。非駆動状態（左手に示される）において、入射光５１２（デルタラムダは広範囲の入射周波数、例えば、可視光の範囲を表す）は非駆動状態での装置の共振周波数にあるスペクトル成分を含んでいる。従ってこの成分（デルタラムダｎ）５１４は透過され、、残っている成分（非共振周波数、デルタラムダマイナスデルタラムダｎ）５１６は反射される。この動作はフェブリーペロー干渉共振器の動作の性質である。
【０１０１】
装置が駆動され幾何学的形状が崩壊（図の右側）に変わった時、装置の共振周波数も変化する。正しい共振器寸法で、入射光（デルタラムダ）のすべてが反射される。
【０１０２】
図21Aは二進の動作モードを示し、一方図21Bはアナログモードを示し、これにおいて、連続的変化電圧は２次鏡／導体５０６の移動の連続的変化程度を起こすために使われる。これは、共振器の共振周波数が連続的に変化し得るから、動作範囲中で連続周波数選択の機構を提供する。図21Aの左の側面において、透過波長はデルタラムダｎゼロであし、一方右の側面ではそれらがデルタラムダｎ１である。
【０１０３】
共振器の性能を説明する式は図21Bの下に記載される。等式１はフェブリーペロー共振器を通して透過Ｔを画定する。Ta、Ｔｂ、Ra、Rbは１次鏡（ａ）と２次鏡（ｂ）の透過率T及び反射率Rである。ψａ及びψｂはそれぞれ１次鏡及び２次鏡での反射率上の相転移である。Γは位相層厚である。等式２は位相層厚を画定し、共振器スペースがds、スペーサーの屈折率がns、入射角がθｓである。等式３は、１次鏡の透過が０に接近する時、透過Ｔが２次鏡の透過になることを示す。
【０１０４】
本発明のディスプレイ応用において有用となる多くの特定周波数応答対がある。図22Aから22Fはその可能性のいくつかを示し、そして図21Bの等式に関連している。理想的と考えられたプロットがあり、これは各駆動及び非駆動応答モードのための駆動及び非駆動状態における可視域での波長に対する共振器の透過及び反射率（Ｔ／Ｒ）を示す。異なった方式は鏡及び共振器スペースの異なった結合を使うことによって達せられる。それらは、これらの応答への近似だけで、外部サイドローブからより高い損失まで及ぶ誤差範囲で、実際の設計において達成できるという意味で理想的と考えられる。差は、全体的なスペクトル反応が望ましい色の知覚をもたらす限り、許容できる。
使われた鏡のスペクトル特性は広周波数帯域及び狭周波数帯域として言及される。鏡は、広帯域鏡が全部の可視域に渡って動作する状態で、可視域のために最適化される（すなわち、700nmから400nmの最小範囲で反射する）。このような鏡は、ERSが均等リップルフィルタを意味するスタック式、1.671|0.775(ERS)0.833M (ERS)|1.671で示される。ERSフィルターは、四分の一波長の層厚を有する層であり、それらの屈折率はn0＝１.６７１、ｎ1＝１.９８６、n2＝１.６６３、n3＝２.１２２、n4＝１.５６２、n5＝２.２４０、n6＝１.４９５、n7＝２.３１６、n8＝１.４６０、n9＝２.３５０、n10＝１.４５０である。緑色に最適化された狭帯域フィルタは570nmから500nmの範囲だけ反射し、そしてほかは透過させる。このようなフィルターは、屈折率がnA＝.１５６、nC2＝nB1＝１.９３及びnB＝２.３４であるスタック式１|C12C2（3A／23B13A／２）２（3A／23B3A／２）６（3A／23B13A／２）２|１.５２によって記述される。
駆動及び非駆動の両状態での共振器スペース（すなわち、共振器高さ）はその構造で使われた膜厚によって所定値に設定される。これらの２つの値は共振器が共鳴又は非共鳴を決定する。空胴共振器のために、スペースは、非駆動状態が２つの鏡のより狭い共鳴ピークと一致するように、決定される。装置が共鳴しない時、それは装置が共鳴するために駆動されなくてはならない。
例えば、もし非駆動共振器スペースが535nmであったなら、これが予め画定される狭周波数帯域の鏡の中心と一致するから、この周波数に透過ピークがあるであろう。この共振器のためのピークのスペースは267nmであり、それで標準フェブリーペローにおいて起こるであろう他のピークは狭周波数帯域鏡の範囲以外に落ちる。これは、ピークが非駆動状態で存在するから、空胴共振器であると思われるであろう。スペースが480nmであるように共振器を駆動することは、共振器ピークのすべてが狭周波数帯域鏡の範囲外であるから、透過ピークをもたらさないであろう。実際上、狭周波数帯域鏡はこの周波数において存在しないので、透過ピークは消える。
【０１０５】
図22Aは、共振器の両方の層上に広帯域鏡を有している共振器のＴ／Ｒプロットを示す。非駆動時、これは、共振器スペースの約整数倍数の波長において起こる透過／反射ピークをもたらす（図21Aでの表記法ｍデルタラムダｎは一連のピークがある事実を意味する）。これは古典なフェブリーペロー挙動である。駆動状態（図22Aで右手に示される）において、空洞共振は可視域の外へ移行し、装置を広周波数帯域の鏡のように作用させる。
【０１０６】
図22Bは、共振器が１つの広帯域及び１つの狭周波数帯域の鏡を有することに関してのＴ／Ｒプロットを示す。この装置は、装置が非駆動状態にある時、狭周波数帯域鏡の通過帯域の中心において透過ピークを起こしている空胴共振器を有する。装置（図22Bの右側）を駆動することは狭周波数帯域鏡のそれから離れて空洞共振を移行させ、そして装置は広周波数帯域の鏡のような作用をなす。
【０１０７】
図22Cにおいては、共振器が共鳴しない以外、図22Bと同様であり、非駆動状態では広帯域鏡共振器挙動をもたらす。駆動時、共振器スペースは共振に移行し、透過ピークを狭周波数帯域鏡に集中させる。
【０１０８】
図22Dは２つの狭周波数帯域鏡での空胴共振器の性能を示す。非駆動時、透過ピークは鏡の応答の中央にある。鏡が狭周波数帯域であるので、全体的な共振器の応答は広帯域送信器のそれである。共振（すなわち活性態）から外れて装置を駆動することは狭帯域中心周波数における反射ピークをもたらす。
【０１０９】
図22Dのように、図22Eの共振器は２つの狭周波数帯域鏡を有するが、それは非空胴共振器である。従ってその挙動は図22Dで示す共振器のそれの反対である。
【０１１０】
それで、例えば、鏡の１つが狭周波数帯域鏡である時、透過はその範囲外の周波数に対しゼロに接近する。これは本質的に鏡ｂの透過である。鏡の両方ともが狭周波数帯域である時、透過は周波数範囲外で極大になる。いずれかの場合において、フェブリーペローの典型な疑似ピークは避けられる。結果は単一モード空胴共振器及び説明される装置である。
【０１１１】
鏡の両方が狭周波数帯域である場合、フェブリーペロータイプ挙動は、共振器スペースが正しい時だけ起こる。十分に鏡を狭くすることは、ただ単一ピークだけが存在することを可能とする。それで、可視域中で起こる疑似ピークにの心配は不要となる。
図22Fは、一方壁上の金属鏡及び他方壁上の混成フィルターだけを含むより単純な設計の共振器のためのものである。混成フィルターは狭周波数帯域フィルタ（外部表面）と電磁誘導された吸収装置（内部表面）との結合である。電磁誘導された吸収装置は１以上の誘電体薄膜あるいは誘電体及び金属の薄膜から成り得る単純構造である。吸収装置の機能は、指定された周波数レンジの入射光を反射する表面（すなわち鏡）によって吸収されることである。そのような設計の１つとしては屈折率ｎ＝１.６５の単一薄膜と７５.８nmの厚さで達せられる。電磁誘導吸収装置は、それが鏡と接触する時、作用するだけで、さもなければそれは重要でない。
【０１１２】
非駆動状態において、混成フィルター（緑中心狭帯域通過／電磁誘導吸収装置）は緑灯以外のすべてを反射し、それは電磁誘導吸収装置によって反射されないが、金属鏡によってその後反射される。それで全体的共振器応答は広帯域鏡のそれと同様である。駆動の状態の時、混成フィルターは金属鏡で接する。吸収装置は緑光を鏡の中に結合し、そして結果はその波長における吸収ピークである。
図22Aから22Fに示される駆動及び非駆動状態のそれぞれは、いくつかの結合でディスプレイを製造するために使われ得るモジュレーター設計を表す光応答であると考えられる。図22Gから22AFはフルカラー又はモノクローム表示装置を製造することにおいて有用な追加の理想的光応答を示す。特に、図22Gから22Nは全可視域をカバーしている広帯域応答を示す。これらは、もしそれらが外部の色フィルタ機構と関連して使われたなら、黒白ディスプレイあるいはカラーディスプレイの製造おいて有用であろう。図220から22Tに示された応答は可視スペクトルの１/３に作用する。図22Uから22AFは可視スペクトルの２/３に作用する応答の代表である。例えば、図22AC及び22ADはクロスオーバーが一方側で青色を、他方側で緑／赤を有する応答を示し、一方図22W及び22Xはクロスオーバーが一方側で赤を、他方側で緑／青色を有する応答を示す。図22AFから22Gで示す応答は対で結合でき、２つの状態モジュレーターを作り出し、そしてそのいくつかは図22Bから22Fに示される。
【０１１３】
図23Aにおいて、図22DのＮ−Ｎ（狭周波数帯域-狭周波数帯域）構成を使った共振器装置に基づいた赤色３Ｘ３画素（すなわち、９つの共振器）減算モードディスプレイアレイが示される。共振器画素は１次鏡／導体６０２及び２次鏡／導体６０４の交差点において形成される。ディスプレイは基板６０８の上に形成され、各導体／鏡６０４に接続した接点パッド６０６を介して駆動される。
フル９画素ディスプレイは、互いの頂上に配置された図23Aのアレイの３つの複製を有し、図23Bに示されるように、別の基板又はカラー平面６１０、６１２、６１４上に形成される。個別カラー平面のそれぞれは、１つの色だけに相互作用し、すべての他の色を通過させる間に、１つの色（例えば、赤、緑、あるいは青色）を反射する。これは各カラー平面での鏡スペクトルの特性と共振器スペースを適切に選択することによってなされる。カラー平面は物理的に整列され、そしてフルカラー像を作り出すために接点パッドを通して電気的に駆動される。像は図23Bの下にから目視されるであろう。
【０１１４】
図23C及び23Dにおいて、単一層複合物の方法が示される。このような装置は（鏡設計が単純であるけれども）製造することがいっそう複雑であり、劣った解像度を蒙るかもしれない。この場合、すべての３つの色は同じアレイ６１６の上に位置する。Ｂ-Ｂ(BB)、Ｂ-Ｎ(BN)、Ｎ-Ｎ(NN)、Ｂ-Ｈ(BH)、あるいはＮ-Ｈ（Ｂ＝広帯域、Ｎ＝狭周波数帯域、Ｈ＝混成フィルター）構成を使っている装置はこの表示装置のために使われる。
【０１１５】
また、図23Eは共振器の二進及びアナログ両方の構成を利用するディスプレイ構成を示す。この組織体系において、６３０は全可視のスペクトルに渡って変調するように設計された二進アレイを示す。それは黒又は白である。素子６２８はその出力がこのスペクトルに渡って連続的に変化しやすいアレイである。輝度制御を行う二進アレイ及びカラー選択を行うアナログアレイを使うことは、無限に変化する色域を持っている像の生成を可能とする。この方法は、可能なけい蛍光体又は染料のような固定色フィルタで現在可能である表現よりいっそう正確なイメージの表現を作ることができる。
【０１１６】
３平面、２平面、あるいは単一平面方法がいずれかの透過及び反射方式で使われる。画素の大きさ及び全体的なディスプレイの大きさは、多くの異なったディスプレイと空間の光変調器応用において有用なディスプレイを形成するために変化させることができる。３つは直視及び投写型ディスプレー、光学計算、ホログラフィックメモリー並びに光の１又は２次元のモジュレーターが使われる他のいかなる事態でも含む。
【０１１７】
薄膜の力学的復元力が共振器スペースで線形に変化するのに対して、これらの構造が共振器スペースで指数関数的に変化する静電引力に依存するから、それらはヒステリシスを示す。図24Aで見られるように、薄膜張力を示す直線は薄膜上の復元力が距離（すなわち、共振器スペース）で線形に逆に変化することを示す。すなわち、スペースがより小さくなればなるほど、残りスペースにおいてのオリジナルを復元する傾向がある力学的力がより強くなる。他方、共振器（曲線）の２つの層の間の電気引力はより小さいスペースで指数関数的に急速に変化し、すなわち、２つの層がより近くなるにつれて、それらの間の引力における指数関数的増加があることになる。これは次のようなヒステリシス効果を起こす。低い駆動電圧印加状態において、２次鏡／導体は、回復力が電気引力と均衡をとるまで、基板に向かって変位を経験する。しかしながら、もし電圧が崩壊閾値として知られている点を過ぎて上昇したなら、回復力は完全に克服され、そして薄膜は基板に対してしっかり押し付けられる。電圧はその時薄膜の位置に影響を与えないで若干の程度に再び下げられる。もし電圧が際立って下げられ又は除去されるだけなら、薄膜は解放されるであろう。薄膜が引張応力下にあるから、それは、電圧が解放される時、それ自身を基板から遠ざけるであろう。このヒステリシスは、図24Bに説明されるように、二次元アレイのマトリックスアドレス指定を達成するために使われる。
ディスプレイは、駆動電圧での制御パルスシーケンスを使ってアドレス指定され輝度制御される。図23Aは３Ｘ３画素アナログアレイのためのタイミング図を示す。動作間に、−５ボルト走査パルスの連続系列は、「横列」と示されたチャートで見られるように、順次様式で画素アレイの横列（横列１−３）に印加される。パルスは各横列上に同じ周波数において現われるが、しかし異なる横列に対するパルスはずらされる。これらのパルスは薄膜を押し付けるには不十分である。画素アレイ（「Co1」示されるチャート参照）の縦列(縦列1-3)は、各非活性化された画素間の公称電圧が５ボルトとなるように、５ボルトのバイアス電圧にて持続される。走査パルスがその画素に供給される時において、公称横列及び縦列電位はそれぞれ５及び−５ボルトであり、結果として１０ボルトの共振器電圧が生じている。横列に印加された１０ボルト電位及び縦列に印加された−５ボルト電位では、共振器間の全電圧は１５ボルトになり、これは２次鏡／導体を崩壊された状態に駆動するに十分であり、それが、縦列電圧のすべてがゼロに振動させられる時、走査の端部まで、残っているであろう。図24Bの下の３つのチャートは、横列と縦列数によってそこで識別された３画素のオンオフ状態を示す。
画素の強度又は輝度がその間に画素が活性化される走査の部分を変えることによって変化させられる。走査サイクルは１９８に始まって、１９９で終わる。走査パルスの周波数は所定の横列の６つのパルスが走査サイクルの中で落ちるほどであり、各サイクル中の６つの時間のどれか１つにおける１画素を活性化する機会を提供する。画素が活性化されると、それはサイクル終了まで留る。それ故に６つの異なる強度が各画素のために可能である。示された走査のために、画素C1R1は十分な輝度にあり、画素C2R2は４/６の輝度にあり、画素C3R2は１／６の輝度にある。すべての画素が走査終了においてきれいにされ、そしてサイクルは再び始まる。これらの構造が５０kHzと同じぐらい高い周波数において駆動され得るから、この輝度制御方法は実用的である。６輝度レベルを想定すると、１秒毎に８千以上の横列走査の可能性があるであろう。
【０１１８】
もう１つの輝度制御を達成する方法は、差動駆動電圧及びより効率的なアドレス指定する構成を利用することである。図24Cに示されるのもは、図24Dで示すヒステリシス曲線から得た電圧に基づいてアドレス指定する構成である。先の構成のように走査パルスの系列は順次横列に印加される。縦列がCb＝V1のバイアス電圧にある時、完横列／縦列電圧は走査パルス印加時、Cb−Rs＝V1＋１/２（V2-V1）である。図24Dの線図は、この状態が１画素を、オン状態からオフ状態へ、又はオフ状態からオン状態へ動かすには不十分な状態を示す。縦列電圧がC1＝V2に設定され走査パルスが印加される時、結果として生じている差はC1−Rs＝V2＋１/２（V2-V1）である。これは画素をオンにさせるに十分であるが、しかし電圧差はRb＝０の走査電圧の画素をオンにさせるに十分ではない。逆に、走査パルス中の縦列へのC0＝-V1ボルトの印加は全体の差をV0＝C0-Rs＝-V1＋１/２（V2-V1）へもたらし、これは画素をオフにするに十分である。この方式で、画素は任意に１つの状態から他の状態に駆動され、前の方法で必要とされるようにリセットされたパルスの必要を解消する。
【０１１９】
アドレス指定することは８つの異なったセグメント中に極大時間（すなわち、極大輝度）を中断することによって達成される。各セグメントが８ビットワードで最上位から最下位までのビット範囲を表す。最下位ビットは長さにおいて最小であり、極大時の１/２５６と等しく、他方次の最上位ビットはその長さの２倍である。各次ビットは最上位ビットまで長さにおいて２倍にされる。この方式では、ただ横列だけは、所定の画素のために輝度の任意値を作るために８つの時間（グレースケールの８ビット）の合計をアドレス指定されなければならず、それで横列走査の必要数を際立って減らすことになる。
【０１２０】
アレイを製造する２つの方法は説明されるが、他のものも可能である。
【０１２１】
図25Aにおいて、基板７００は標準手続を使って最初に清浄される。基板はケイ素、プラスチック、マイラー、あるいは石英を含めて多くの異なった材料から形成される。主要な要求事項は光学的平滑さを支持できる材料であるが、必ずしも平らでなくともよい。望ましい材料は多分ガラスであり、そしてそれは可視域で共に透過性及び反射性の動作を許容する。
基板は１次導体／鏡層７０２で覆われる。これはスパッタリングあるいは電子ビーム蒸着のような物理蒸着法（PVD）方法を使って達せられる。他の可能な方法は化学蒸気成長と分子線エピタキシーを含む。層の寸法と性質は所望の特定の構成に依存する。詳細な例を下に説明する。
【０１２２】
図25Bにおいて、フォトレジスト７０４が１次導体／鏡上に合わせられた。フォトレジストはポジティブ又はネガティブ型である。手続がこの工程のための標準手順はフォトレジストをスピンコートで塗布し、９０度Ｃでソフトベイクし、適切なマスクを通して露光し、現像してそのパターンを生成し、１３０度Ｃでハードベイクする。
【０１２３】
図25Cにおいて、フォトレジストパターンはエッチング工程によって１次導体／鏡に画定される。この工程は湿式化学的手段又はプラズマもしくはリアクティブイオンエッチング（RIE）によって達せられる。エッチング技術の選択は導体／鏡の性質に頼る。アルミニウム導体／鏡の場合、塩素ガスがエッチングのために使われ、エッチングレート１００オングストローム／分を生むには１００ワットの標準チャンバーで実行される。いくつかの鏡材料はRIEに抵抗するかも知れない、このような場合イオンミリングのような技術が使われる。他に気付く方法がないなら、すべてのRIE工程は３０mtorrの圧力において行われる。他に気付く方法がないなら、すべてのプラズマエッチング工程は１００mtorrの圧力において行われる。フォトレジストは標準溶剤を使って取り去られる。
また、導体／鏡は剥離と呼ばれたよく知られている手段を使って画定される。この手続は後述の次の工程で層を画定するために使われる。
【０１２４】
図25Dにおいて、サポートレール材料７０６は上述の方法の１つを使って堆積させられる。この材料は絶縁体、例えば二酸化ケイ素あるいは窒化ケイ素であるべきである。材料は一様に、そして後で堆積されるスペーサー層の厚さと等しい層厚に堆積させられる。この層厚は一般に少なくとも所望の光の波長の倍数であるべきである。０.５ミクロン層厚は可視スペクトル中央の近くでこのような装置を置くであろう。
【０１２５】
図25Eにおいて、フォトレジスト層７０８が回され、ハードベイクされる。この層がフォトリソグラフィー的に画定されないので、他の重合体材料がその代わりに使われ得る。唯一の要求事項は、アセトン又はメタノールのような溶剤にそれらが可溶で、真空に耐えることが可能であることである。これは剥離ステンシルを画定する第一工程である。
【０１２６】
図25Fにおいて、テンプレート層７１０はPVD方法の１つを使って堆積させられる。層は、他の材料が可能であるけれども、二酸化ケイ素である。理想的には材料は、下層のレジストに影響しない方法を使ってエッチングされるべきである。水で７：１に希釈さられたフッ化水素酸から成る緩和酸化物エッチング（Buffered Oxide Etch(BOE)）が１５秒この工程で実行される。層は１千オングストローム厚だけ必要である。
【０１２７】
図25Gでは、フォトレジスト層７１２はスピンコートされ、上述方法でパターンを形成される。
【０１２８】
図25Hでは、BOE及びRIEの組合わせを使って、レジスト層７１１のパターンは層７１０と７０８に移される。第一工程では、BOEはケイ素二酸化物層７１０を通してエッチングで描くために使われる。酸素プラズマはレジスト層７０８を通してエッチングで描き、レジスト層７１１を除去するために使われる。プラズマエッチングはそれの異方性が低度で純粋に垂直でない輪郭がもたらされる傾向があるという点で、RIEとは異なる。
【０１２９】
図25Iにおいて、酸素プラズマを使って、レジスト層７０８は、剥離ステンシルの撤去を容易にするため若干アンダーエッチングで描かれる。炭素テトラフルオライド化学を使っているRIE（CF4／026：４）はその時、層７０６を通してエッチングに適用される。
【０１３０】
図25Jにおいて、スペーサー層７１２はPVD技術を使って堆積させられる。この材料は、この技術を使って堆積させられる異なる化合物のどんな数でもよい。このような材料のために２つの重要要求事項がある。第一は、材料は水に溶解性がある、あるいはアセトン又はメタノールのような溶剤以外の液体エッチング液によって化学的に取り除かれるものであること、これは剥離ステンシルを除去するために要求されるであろう。このようなエッチング液の例は水であり、そして適切な材料がフッ化リチウム、アルミニウムフッ化物及び塩化ナトリウムを含む。第２は、それが極限の均質性と層厚制御で堆積させられるということである。
前者は水を最終のエッチング液として用いることによって、損傷無しでアンダーエッチングで描かれる構造を結果として可能とする。水は非常に優しい溶剤であって、そして最終的な装置にて多くの異なった鏡、導体及び構造材料の協働を可能にする。
後者は次の層が基板とそれ故に１次導体／鏡の変化に従うことを保証する。この平行は空胴共振器装置の光学挙動に欠くことができない。
スペーサーも、ハードベイクされたフォトレジストあるいはポリイミドのような重合体材料で構成されている。必要とされる層厚均質性に達するために、スピンコート以外の技術はポリマーを堆積するために使われなくてはならない。このような２つの技術は押出し毛細管コーティング（extrusion and capillary coating）を含む。このようなスペーサーを使う結果はすべての次の工程段階がこの層のガス放出と収縮を妨げるために性質上低温度でなければならないということである。この場合、スペーサーは究極的に酸素プラズマを使って取り去られる。
【０１３１】
また、真空中の昇華あるいは蒸着を介した物理蒸着法を使って堆積できるいくつかの有機材料があり、このような材料の１つの例はジアミンである。この場合必要とされる均質性は得られ、そしてスペーサー層は酸素ベースのプラズマを使って再び取り去られる。異なるプラズマ化学の使用は同様に無機のスペーサーのエッチングを可能とする。塩素処理プラズマは例えばアルミニウムスペーサーを除去するために使われ得る。
【０１３２】
ステンシルはその後超音波のアセトン浴とメタノールリンス液あるいは他のポリマーを溶かしている溶剤を使って取り去られる。これは同じく堆積させられた過剰スペーサー材料を除去又は剥離して、剥離工程の最終の工程を形成するものである。酸素プラズマは、剥離された材料が取り去られなくてはならないけれども、この工程を達成するために使われる。これは高圧ガスジェット機を使ってなされる。
また、ネガティブ型フォトレジストと反対対立マスクを使うことによって、自然張り出しが過度露出によって作り出される。同じように、像反転として知られている技術を使って、ポジティブ型フォトレジストでも、達成できる。これは犠牲フォトレジスト層と次のSiO2層を置く必要を解消するであろう。
【０１３３】
図25Kにおいて、２次導体／鏡層及びサポート薄膜（７１４）が堆積させられる。導体／鏡の性質は応用に依存している。サポート薄膜は引張り残留応力を持っていなくてはならない。引張応力が２つの理由のために必要とされる。第１に、結果の薄膜が平らで、それ故に無活動状態での基板に平行するであるようにする。第２に、このような構造は、薄膜が基板に接触する時、はり付く傾向を有する。十分な引張応力は、駆動電圧が減らされる時、薄膜を引き離すのに必要とされる。
薄膜は同様に適切な光学特性曲線を有していなくてはならない。可視光のためにこれは可視領域での透明性を意味する。ケイ素窒化物は、 プラズマ強化化学蒸気成長（plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD)）を使って制御された応力で堆積できる役割のための１つの候補である。他の候補は二酸化チタン、フッ化マグネシウム及びフッ化カルシウムを含み、これらすべては電子ビーム蒸着を使って結果の引張応力で堆積させられることができる。
【０１３４】
図25Lでは、フォトレジスト層７１６は上記の方法でスピンコートされパラーンが形成される。
【０１３５】
図25Mでは、RIEあるいはイオンミリングを使って、層７１４がレジスト層７１６のパターンによりエッチングされる。
【０１３６】
図25Nでは、最終エッチングは一定の時間、水中に装置を置くことによって達成されている。水は撹拌され、装置が完全にエッチングされた時、それらは乾燥される。
【０１３７】
この工程の１つの変形例は、エッチング完了時に水と置き換えてｔ-ブチルアルコールを使用する事である。装置はアルコールを凍らせるためにセ氏約３２度C程度にてチャンバーに置かれる。この工程の後に装置は真空室に置かれそして空気が排出される。これはアルコールを昇華させて、そして乾燥段階中に張り付く薄膜を減らすことができる。
【０１３８】
もう１つの他の工程は、図25Aから26Cに示された工程の集まりの最初の工程を有し、図26Aから25Cに示されたそれらに類似している。
【０１３９】
その後、図26Dでは、フォトレジスト又はポリマー層８０６がスピンコートされ、そして二酸化ケイ素のステンシル層２０８がPVDを使って堆積される。この層は堆積すべきスペーサー層より厚くなくてはならない。
【０１４０】
図26Eでは、レジスト層８１０がスピンコートされ、標準手続を使ってパターンが形成される。
【０１４１】
図26Fでは、この工程は剥離ステンシルを画定するためにBOEと酸素プラズマを使用する。
【０１４２】
図26Gでは、スペーサー材料は、図25Jで記述されたように、選択され堆積させられる。
【０１４３】
図26Hでは、ステンシルはその後超音波のアセトン浴とメタノールリンス液を使って取り去られる。
【０１４４】
図26Iに示された工程は図25Kに示されてものに類似している。 
【０１４５】
図26Jでは、フォトレジスト層８１４がスピンコートされ、パターンが形成される。
【０１４６】
図26Kでは、RIEあるいはイオンミリングを使って、層８１２はレジスト層２１４のパターンによりエッチングされる。
【０１４７】
最終エッチングは上述された方法で達成される。
【０１４８】
もし鏡がカプセルに入れた材料によって保護されていたなら、スペーサーとエッチング液のより多くの種類が収容され得ることに注意すべきである。１人の候補は、他のものが可能であるけれども、PECVDによって堆積される窒化ケイ素である。しかしながら、これは、装置の光学性能に潜在的に否定的な影響を有するとともに、工程と構造を複雑にする否定的な効果を持つであろう。
【０１４９】
鏡のために使われる材料すべては、それらの応力が制御されるように堆積させられなくてはならない。理想的には、それらは、フィルム又はフィルム積層の全体応力がゼロであることを意味する「均衡した応力」として堆積させられる。最終目標がサポート薄膜導体／鏡結合が全体引張応力を有することであるので、圧縮応力を有する導体／鏡薄膜は高い応力サポート薄膜を有することによって収容される。イオン補助成長（ion assisted deposition(IAD)）の技術はこのような収容の必要を排除する。この技術を使って、ほとんどどんな対象のフイルムの残留応力でも成長工程中に中性イオンの独立して制御された流れで基板を衝撃を与えることによって制御される。これは光学材料からサポート材料の全力学的デカップリングを可能にする。結果として、エンファシスは、理想的な力学的な特性曲線で、光学的に中立のサポート薄膜を堆積させることで配置される。同じ方法において、「力学的に中立」（すなわち応力なし）の導体／鏡が理想的な光学特性で堆積できる。
【０１５０】
反応スパッタリング、イオンめっき及びPECVDを含めた他の技術も応力制御を得るために同じく使われるが、しかしＩＡＤと同じぐらい柔軟で収容的ではない。ＩＡＤ又はこれら技術の１つの使用は、サポート薄膜の全除去を可能とするであろう。この場合、導体／鏡の力学的特性は、光学的性質を危うくせずに、サポート薄膜が余分になるように、調整され得る。
【０１５１】
図27Aにおいて、個別共振器のための最も単純な導体／鏡構成は、もしこれが２次であるなら、１次導体／鏡のための基板、あるいはサポート薄膜である層９００から形成される。層９０２は数百オングストロームオーダーの層厚を有する金属の薄膜である。フィルムは、金属がエッチングされる容易さと同様、スペクトル及び抵抗性の特性に基づいてアルミニウム、銀色、あるいはどんな数の金属からでも形成される。
【０１５２】
鏡及び導体両方としての金属の使用は成形加工を単純化する。不幸にも金属層のスペクトル特性は調整できず、そして性能は特定の種類の挙動を変化させる装置を制限する。層９０４は絶縁体及び／又は反射エンハンスメント薄膜である。これは金属を酸化させることによって形成され、もしアルミニウムが使われているなら、酸素プラズマで酸化アルミニウムの薄い層を形成する。代わりに、絶縁層あるいは反射エンハンスメント層は前述の方法で堆積される。金属鏡は幾分透過性でなくてはならない、それ故に数百オングストローム以下膜厚である。絶縁体薄膜は百から数千オングストロームの層厚を有することができる。それらの層厚は装置の駆動において予想される電圧の種類によって決定される。
【０１５３】
図27Bにおいて、詳細な構成が示される。これは、基板あるいはサポート薄膜としての層９００で、複合導体／鏡である。導体９０６はインジウム酸化スズ(ITO)のような透明な薄膜、あるいは金のような非常に薄い金属層である。いずれかが適当なフィルム成長方法を使って堆積される。ITOの層厚は数千オングストロームの範囲で、金属導体では１００オングストローム以下とすべきである。９０８は鏡を含む多層誘電体積層である。このような鏡は、適当なPVD工程によって、異なる屈折率の複数の誘電体膜を交互に堆積されて形成される。適切な層厚及び屈折率を有する薄膜を選択することによって、調整可能のスペクトル特性を有する鏡は、公知技術で知られているように製造できる。一般に、個別層の厚さは所定の光の波長の４分の１である。
【０１５４】
また、これらの鏡は共蒸着として知られている技術を使って堆積され得る。この場合、PVDは異なった屈折率の２つの材料を同時に堆積するために使われる。コンピュータ制御を使って、結果として生じているフイルムの屈折率は、フィルム面間に連続的に変化され得るようにできる。この成長技術は、事実上いかなるスペクトル特性を有する鏡をも作ることを可能とする。
【０１５５】
この鏡の特性曲線を設計する能力はより多くの種類の動作モードの装置を可能とする。不幸にも、導電層が完全に透明ではないから、付加損失が結果として生じる。
【０１５６】
図27C及び27Dにおいて、誘電体鏡９０８は基板９００上に直接堆積される。金属導体９０２及び絶縁体９０４は堆積され、それらが鏡の周囲に境界を形成するように、パターンが形成される。この構成を使って、導体が装置の作用面積の外に置かれるので、処理能力を危うくすることなく装置にドライブ電圧を供給することが可能である。図27Dはこの鏡構成の平面図を示す。
【０１５７】
この装置の応答時間は減少させられた導体区域の結果として被害を受けるかもしれない。
【０１５８】
図28Aにおいて線形チューナブルフィルターが示され、これは上述の工程順序を使って製造される。主な差は、自己支持薄膜を画定するために使われたマスクの性質であり、それはサポート１００６及び１００８で構成されている。基板１０００は、所定の周波数領域で透明であり、電極１００４は装置を駆動するために使われる。電体鏡１００２は、図27C、図27Dのそれのような構成を作り出すために別個に画定される。はるかに多くが製造されることができるけれども、３つのフィルターが示される。各フィルター１０１０、１０１２及び１０１４は、個別周波数が入射ビームから分離されるように、独立して駆動される。このような装置は、波長分割多重光ファイバー通信システムのデマルチプレクサ、カラープリンタ、又は独立周波数選択が必要とされる他のいかなる応用のような分光分析における用途において発見できる。図28Bはその構造の上面図である。
【０１５９】
図29A及び29Bにおいて、変形自在鏡として知られている装置は基板１１００上に形成された自己支持薄膜１１０２を含む。電位がアクチュエータ電極１１０４と鏡１１０６との間に印加される時、導体鏡の表面は制御可能な方法で変形される。このような装置は、適応制御光学系でも又は入射波頭の制御が必要とされるどんな事態ででも構成要素として用いられる。
【０１６０】
他の実施例は次の請求の範囲の中にある。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】表示装置の斜視図である。
【図２】図１のスクリーンの代表的な部分の斜視概略分解組立図である。
【図３】図２の三双極子の拡大上面図である。
【図４】図３の単一双極子アンテナの概略図である。
【図５】図１のスクリーンの一部を示す切欠概略斜視図である。
【図６】図２の個別三バスの拡大上面図である。
【図７】図１のスクリーンの代表的な部分の拡大斜視図である。
【図８】図７の線８-８に沿った横断面図である。
【図９】図２の制御回路及び図３の対応する双極子アンテナの一部の線図である。
【図１０】図１０Ａは図９のバイアス源への入力電圧の代表的なグラフである。図１０Ｂは図９のバイアス源への入力電圧の代表的なグラフである。図１０Ｃは図９のバイアス源への入力電圧の代表的なグラフである。
【図１１】画素の横列のための制御モジュール部分の線図である。
【図１２】発振器の回路図である。
【図１３】図２の回路モジュール、図３の対応する双極子アンテナ、及び二進カウンタの出力のグラフ表示の概略図である。
【図１４】図１３のパルスカウンタの回路図である。
【図１５】他の双極子配置の上面図である。
【図１６】他の双極子配置の上面図である。
【図１７】他の双極子配置の上面図である。
【図１８】他の双極子配置の上面図である。
【図１９】他の双極子配置の上面図である。
【図２０Ａ】共振器装置の斜視図である。
【図２０Ｂ】共振器装置の斜視図である。
【図２０Ｃ】共振器装置の斜視図である。
【図２０Ｄ】共振器装置の斜視図である。
【図２０Ｅ】共振器装置の斜視図である。
【図２０Ｆ】共振器装置の斜視図である。
【図２１Ａ】共振器装置の側面図である。
【図２１Ｂ】共振器装置の側面図である。
【図２２Ａ】それが２つの状態の１つにある時、共振器装置によって達せられる周波数応答の有用な対のグラフである。
【図２２Ｂ】それが２つの状態の１つにある時、共振器装置によって達せられる周波数応答の有用な対のグラフである。
【図２２Ｃ】それが２つの状態の１つにある時、共振器装置によって達せられる周波数応答の有用な対のグラフである。
【図２２Ｄ】それが２つの状態の１つにある時、共振器装置によって達せられる周波数応答の有用な対のグラフである。
【図２２Ｅ】それが２つの状態の１つにある時、共振器装置によって達せられる周波数応答の有用な対のグラフである。
【図２２Ｆ】それが２つの状態の１つにある時、共振器装置によって達せられる周波数応答の有用な対のグラフである。
【図２２Ｇ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｈ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｉ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｊ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｋ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｌ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｍ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｎ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｏ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｐ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｑ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｒ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｓ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｔ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｕ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｖ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｗ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｘ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｙ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２Ｚ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２ＡＡ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２ＡＢ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２ＡＣ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２ＡＤ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２ＡＥ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２２ＡＦ】いくつかの結合において共振器装置が有用であると分かる個別の周波数応答のグラフのより大きいリストである。
【図２３Ａ】それぞれディスプレイの上面図及び側断面図である。
【図２３Ｂ】それぞれディスプレイの上面図及び側断面図である。
【図２３Ｃ】それぞれ他のディスプレイの上面図及び側断面図である。
【図２３Ｄ】それぞれ他のディスプレイの上面図及び側断面図である。
【図２３Ｅ】他のディスプレイ構成の側面図である。
【図２４Ａ】共振器装置の電気力学的応答のグラフである。
【図２４Ｂ】ディスプレイのためのアドレス指定及び変調の体系のグラフである。
【図２４Ｃ】ディスプレイのためのアドレス指定及び変調の体系のグラフである。
【図２４Ｄ】ヒステリシス曲線のグラフである。
【図２５Ａ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｂ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｃ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｄ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｅ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｆ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｇ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｈ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｉ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｊ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｋ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｌ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｍ】組立間の装置の斜視図である。
【図２５Ｎ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ａ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ｂ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ｃ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ｄ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ｅ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ｆ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ｇ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ｈ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ｉ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ｊ】組立間の装置の斜視図である。
【図２６Ｋ】組立間の装置の斜視図である。
【図２７】図２７Ａは動作誘電体鏡の側面図である。図２７Ｂは動作誘電体鏡の側面図である。図２７Ｃは動作誘電体鏡の側面図である。図２７Ｄは誘電体鏡の上面図である。
【図２８】図２８Ａは線形チューナブルフィルターの斜視図及び上面図である。図２８Ｂは線形チューナブルフィルターの斜視図及び上面図である。
【図２９】図２９Ａは変形自在鏡の斜視図及び上面図である。図２９Ｂは変形自在鏡の斜視図及び上面図である。
【図１】
2006317953.tif 000014
【図２】
2006317953.tif 000015
【図３】
2006317953.tif 000016
【図４】
2006317953.tif 000017
【図５】
2006317953.tif 000018
【図６】
2006317953.tif 000019
【図７】
2006317953.tif 000020
【図８】
2006317953.tif 000021
【図９】
2006317953.tif 000022
【図１０】
2006317953.tif 000023
【図１１】
2006317953.tif 000024
【図１２】
2006317953.tif 000025
【図１３】
2006317953.tif 000026
【図１４】
2006317953.tif 000027
【図１５】
2006317953.tif 000028
【図１６】
2006317953.tif 000029
【図１７】
2006317953.tif 000030
【図１８】
2006317953.tif 000031
【図１９】
2006317953.tif 000032
【図２０Ａ】
2006317953.tif 000033
【図２０Ｂ】
2006317953.tif 000034
【図２０Ｃ】
2006317953.tif 000035
【図２０Ｄ】
2006317953.tif 000036
【図２０Ｅ】
2006317953.tif 000037
【図２０Ｆ】
2006317953.tif 000038
【図２１Ａ】
2006317953.tif 000039
【図２１Ｂ】
2006317953.tif 000040
【図２２Ａ】
2006317953.tif 000041
【図２２Ｂ】
2006317953.tif 000042
【図２２Ｃ】
2006317953.tif 000043
【図２２Ｄ】
2006317953.tif 000044
【図２２Ｅ】
2006317953.tif 000045
【図２２Ｆ】
2006317953.tif 000046
【図２２Ｇ】
2006317953.tif 000047
【図２２Ｈ】
2006317953.tif 000048
【図２２Ｉ】
2006317953.tif 000049
【図２２Ｊ】
2006317953.tif 000050
【図２２Ｋ】
2006317953.tif 000051
【図２２Ｌ】
2006317953.tif 000052
【図２２Ｍ】
2006317953.tif 000053
【図２２Ｎ】
2006317953.tif 000054
【図２２Ｏ】
2006317953.tif 000055
【図２２Ｐ】
2006317953.tif 000056
【図２２Ｑ】
2006317953.tif 000057
【図２２Ｒ】
2006317953.tif 000058
【図２２Ｓ】
2006317953.tif 000059
【図２２Ｔ】
2006317953.tif 000060
【図２２Ｕ】
2006317953.tif 000061
【図２２Ｖ】
2006317953.tif 000062
【図２２Ｗ】
2006317953.tif 000063
【図２２Ｘ】
2006317953.tif 000064
【図２２Ｙ】
2006317953.tif 000065
【図２２Ｚ】
2006317953.tif 000066
【図２２ＡＡ】
2006317953.tif 000067
【図２２ＡＢ】
2006317953.tif 000068
【図２２ＡＣ】
2006317953.tif 000069
【図２２ＡＤ】
2006317953.tif 000070
【図２２ＡＥ】
2006317953.tif 000071
【図２２ＡＦ】
2006317953.tif 000072
【図２３Ａ】
2006317953.tif 000073
【図２３Ｂ】
2006317953.tif 000074
【図２３Ｃ】
2006317953.tif 000075
【図２３Ｄ】
2006317953.tif 000076
【図２３Ｅ】
2006317953.tif 000077
【図２４Ａ】
2006317953.tif 000078
【図２４Ｂ】
2006317953.tif 000079
【図２４Ｃ】
2006317953.tif 000080
【図２４Ｄ】
2006317953.tif 000081
【図２５Ａ】
2006317953.tif 000082
【図２５Ｂ】
2006317953.tif 000083
【図２５Ｃ】
2006317953.tif 000084
【図２５Ｄ】
2006317953.tif 000085
【図２５Ｅ】
2006317953.tif 000086
【図２５Ｆ】
2006317953.tif 000087
【図２５Ｇ】
2006317953.tif 000088
【図２５Ｈ】
2006317953.tif 000089
【図２５Ｉ】
2006317953.tif 000090
【図２５Ｊ】
2006317953.tif 000091
【図２５Ｋ】
2006317953.tif 000092
【図２５Ｌ】
2006317953.tif 000093
【図２５Ｍ】
2006317953.tif 000094
【図２５Ｎ】
2006317953.tif 000095
【図２６Ａ】
2006317953.tif 000096
【図２６Ｂ】
2006317953.tif 000097
【図２６Ｃ】
2006317953.tif 000098
【図２６Ｄ】
2006317953.tif 000099
【図２６Ｅ】
2006317953.tif 000100
【図２６Ｆ】
2006317953.tif 000101
【図２６Ｇ】
2006317953.tif 000102
【図２６Ｈ】
2006317953.tif 000103
【図２６Ｉ】
2006317953.tif 000104
【図２６Ｊ】
2006317953.tif 000105
【図２６Ｋ】
2006317953.tif 000106
【図２７】
2006317953.tif 000107
【図２８】
2006317953.tif 000108
【図２９】
2006317953.tif 000109