(57)【要約】  本開示は、可動層と電極との間の電場の強度を減少させる１つまたは複数の静電容量制御層を含むシステム、方法及び装置を提供する。１つの態様において、ディスプレイデバイスは、電極、可動層及び静電容量制御層を含む。可動層の少なくとも一部は、電圧が電極及び可動層に印加されるときに電極の方向へ移動するように構成されることができ、干渉キャビティは、可動層と第１の電極との間に配置されることができる。静電容量制御層は、電圧が可動層及び電極に印加されるときに可動層と電極との間の電場の強度を減少させるように構成されることができる。
2013545117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極、
可動層であって、第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに少なくとも一部が前記第１の電極の方向へ移動するように構成された可動層、
前記可動層と前記第１の電極との間に配置された干渉キャビティ、
及び前記可動層の一部の上に配置され、前記第１の電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置し、少なくとも部分的に透過性である第１の静電容量制御層、
を含む、ディスプレイデバイス。
【請求項２】
前記第１の電圧が前記可動層及び前記第１の電極に印加されるときに、前記静電容量制御層が、前記可動層と前記第１の電極との間の第１の電場の強度を減少するように構成された、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３】
前記第１の静電容量制御層及び前記第１の電極が、その間の距離ｄｌを規定し、前記第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄｌの６７％よりも多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４】
前記第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄｌの８０％よりも多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５】
前記第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄｌの９０％よりも多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６】
前記第１の電極が、導電層及び吸収層を含み、前記吸収層が、少なくとも部分的に透過性である、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項７】
前記第１の静電容量制御層上に配置された第１の保護層をさらに含み、前記第１の保護層の少なくとも一部が、前記第１の静電容量制御層と前記第１の電極との間に少なくとも部分的に配置される、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項８】
前記第１の保護層が、酸化アルミニウムまたは二酸化チタンの一方を含む、請求項７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項９】
前記第１の保護層が、約５ｎｍから約５００ｎｍの間である厚さを有する、請求項８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１０】
第２の電極をさらに含み、前記可動層の一部が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置される、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１１】
第２の電圧が前記第２の電極と前記可動層との間に印加されるときに、前記可動層が、前記第２の電極の方向へ移動するように構成される、請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１２】
前記可動層の一部の上に配置された第２の静電容量制御層をさらに含み、前記第２の静電容量制御層が、前記第２の電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置する、請求項１１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１３】
前記第２の電圧が、前記可動層及び前記第２の電極に印加されるときに、前記第２の静電容量制御層が、前記可動層と前記第２の電極との間の第２の電場の強度を減少させるように構成される、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１４】
前記第２の静電容量制御層及び前記第２の電極が、その間の距離ｄ２を規定し、前記第２の電圧が、前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の６７％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１５】
前記第２の電圧が、前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の８０％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１６】
前記第２の電圧が、前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の９０％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項１５に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１７】
前記第１及び第２の電圧を印加するように構成された制御回路をさらに含む、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１８】
前記第２の静電容量制御層が、二酸化シリコン又は酸窒化シリコンの一方を含む、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１９】
前記第２の静電容量制御層が、約１００ｎｍから約４０００ｎｍの間である厚さを有する、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２０】
前記第２の静電容量制御層上に配置された第２の保護層をさらに含み、前記第２の保護層の一部が、前記第２の静電容量制御層と前記第２の電極との間に少なくとも部分的に配置された、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２１】
前記第２の保護層が、酸化アルミニウムまたは二酸化チタンの一方を含む、請求項２０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２２】
前記第２の保護層が、約５ｎｍから約５００ｎｍの間である厚さを有する、請求項２０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２３】
前記第１の静電容量制御層が、誘電体材料を含む、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２４】
前記第１の静電容量制御層が、二酸化シリコンまたは酸窒化シリコンの一方を含む、請求項２３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２５】
前記第１の静電容量制御層が、約１００ｎｍから約４０００ｎｍの間である厚さを有する、請求項２４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２６】
前記第１の静電容量制御層が、約１５０ｎｍである厚さを有し、前記第１の静電容量制御層及び前記第１の電極が、その間のエアギャップを画定し、前記エアギャップが、約３００ｎｍから約７００ｎｍの間である大きさを有する、請求項２５に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２７】
ディスプレイ、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサ、及び
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスをさらに含む、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２８】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成されたドライバ回路をさらに含む、請求項２７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２９】
前記画像データの少なくとも一部を、前記ドライバ回路に送信するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項２８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３０】
前記画像データを前記プロセッサへ送信するように構成された画像ソースモジュールをさらに含む、請求項２７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３１】
前記画像ソースモジュールが、受信部、送受信部及び送信部のうち少なくとも１つを含む、請求項３０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３２】
入力データを受け取り、前記入力データを前記プロセッサに通信するように構成された入力デバイスをさらに含む、請求項２７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３３】
第１の電極、
光を干渉変調する手段であって、電圧が前記第１の電極及び前記変調手段に印加されるときに、前記変調手段の少なくとも一部が、前記第１の電極の方向へ移動するように構成され、干渉キャビティが、前記変調手段と前記第１の電極との間に配置される、光を干渉変調する手段、及び
前記電圧が、前記変調手段及び前記電極に印加されるときに、前記電極と前記変調手段との間の電場の強度を減少させ、前記変調手段の一部の上に配置され、前記電極と前記変調手段との間に少なくとも部分的に位置し、少なくとも部分的に透過性である制御手段を含む、ディスプレイデバイス。
【請求項３４】
前記電極が、少なくとも部分的に透過性である光を吸収する手段を含む、請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３５】
前記制御手段が、誘電体材料を含む、請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３６】
第２の電極をさらに含み、前記変調手段の少なくとも一部が、前記変調手段の一部が前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置される、請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３７】
前記制御手段上に配置された第１の保護層をさらに含み、前記第１の保護層の少なくとも一部が、前記制御層と前記第１の電極との間に少なくとも部分的に配置される、請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３８】
ディスプレイ、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサ、及び
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイス、をさらに含む、請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３９】
第１の電極、
前記第１の電極上に少なくとも部分的に配置され、少なくとも部分的に透過性である吸収層、
可動層であって、前記吸収層の少なくとも一部が、前記可動層の少なくとも一部と前記第１の電極の少なくとも一部との間に位置するように配置され、第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層の少なくとも一部が、前記第１の電極の方向へ移動するように構成される可動層、
前記可動層と前記吸収層との間に画定される干渉キャビティ、及び
前記吸収層の一部の上に配置され、前記吸収層と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置し、少なくとも部分的に透過性である第１の静電容量制御層を含む、ディスプレイデバイス。
【請求項４０】
前記第１の電圧が、前記可動層及び前記第１の電極に印加されるときに、前記第１の静電容量制御層が、前記可動層と前記第１の電極との間の第１の電場の強度を減少させるように構成される、請求項３９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４１】
前記第１の静電容量制御層及び前記第１の電極が、その間の距離ｄｌを規定し、前記第１の電圧が、前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄｌの６７％より多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４２】
前記第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄｌの８０％より多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４３】
前記第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄｌの９０％より多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４４】
第２の電極をさらに含み、前記可動層の一部が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置される、請求項３９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４５】
第２の電圧が前記第２の電極と前記可動層との間に印加されるときに、前記可動層が、前記第２の電極の方向へ移動するように構成される、請求項４４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４６】
前記第２の電極の一部の上に配置される第２の静電容量制御層をさらに含み、前記第２の静電容量制御層が、前記第２の電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置する、請求項４５に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４７】
前記電圧が前記可動層及び前記第２の電極に印加されるときに、前記第２の静電容量制御層が、前記可動層と前記第２の電極との間の第２の電場の強度を減少させるように構成される、請求項４６に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４８】
前記第２の静電容量制御層及び前記第２の電極が、その間に距離ｄ２を規定し、前記第２の電圧が前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の６７％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４９】
前記第２の電圧が前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の８０％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５０】
前記第２の電圧が前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の９０％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５１】
前記第１の静電容量制御層上に配置された第１の保護層をさらに含み、前記第１の保護層の少なくとも一部が、前記静電容量制御層と前記可動層との間に少なくとも部分的に配置される、請求項３９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５２】
電極、
可動層であって、電圧が第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記電極の方向へ移動するように構成され、干渉キャビティが前記可動層と前記第１の電極との間に画定され、第１の部分及び第２の部分を含み、前記第２の部分が前記第１の部分からオフセットする、可動層、及び
静電容量制御層であって、前記電圧が前記可動層及び前記電極に印加されるときに、前記可動層と前記電極との間の電場の強度を減少させるように構成され、前記可動層の前記第２の部分上に配置され、前記電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置する静電容量制御層、を含む、ディスプレイデバイス。
【請求項５３】
前記可動層が、前記第１の部分と前記第２の部分との間に段差を含む、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５４】
前記静電容量制御層が、誘電体材料を含む、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５５】
前記静電容量制御層が、少なくとも部分的に透過性である、請求項５４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５６】
前記電極上に少なくとも部分的に配置された吸収層をさらに含み、前記吸収層が、前記電極と前記静電容量制御層との間に少なくとも部分的に配置される、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５７】
前記静電容量制御層上に配置された保護層をさらに含み、前記第１の保護層の少なくとも一部が、前記静電容量制御層と前記電極との間に少なくとも部分的に配置される、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５８】
前記第１の保護層が、酸化アルミニウムまたは二酸化チタンの一方を含む、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５９】
前記静電容量制御層及び前記電極が、その間に距離を規定し、前記電圧が前記電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離の６７％よりも多く前記電極の方向へ安定的に移動できる、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６０】
前記電圧が前記電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離の８０％よりも多く前記電極の方向へ安定的に移動できる、請求項５９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６１】
前記電圧が前記電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離の９０％よりも多く前記電極の方向へ安定的に移動できる、請求項６０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６２】
ディスプレイ、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されるプロセッサ、及び
前記プロセッサと通信するように構成されるメモリデバイス、をさらに含む、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６３】
第１の電極を提供する段階、
前記第１の電極上に第１の犠牲層を形成する段階、
前記第１の犠牲層上に第１の静電容量制御層を形成する段階、及び
前記第１の犠牲層上に可動層を形成する段階、を含む、ディスプレイデバイスの製造方法。
【請求項６４】
前記第１の犠牲層と前記第１の静電容量制御層との間に第１の保護層を形成する段階をさらに含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記可動層上に第２の犠牲層を形成する段階、
前記第２の犠牲層上に第２の電極を位置させる段階、及び
前記第１及び第２の犠牲層を除去する段階、をさらに含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項６６】
前記可動層と前記第２の犠牲層との間に、第２の静電容量制御層を形成する段階をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記第２の静電容量制御層と前記第２の犠牲層との間に第２の保護層を形成する段階をさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気機械システムおよびディスプレイデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本開示は、２０１０年９月３日に出願され、「干渉ディスプレイデバイス」と題し、譲受人に譲渡された米国仮特許出願第６１／３７９９１０号明細書及び２０１１年１月２１日に出願され、「干渉ディスプレイデバイス」と題し、譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／０１１５７１号明細書について優先権を主張する。これらの出願の開示は、本開示の一部とみなされ、本開示に参照によって組み込まれている。
【０００３】
電気機械システムは、電気的及び機械的な構成要素、アクチュエータ、トランスデューサ、センサ、光学部品（鏡など）、及び電子部品を備えたデバイスを含む。電気機械システムは、マイクロメートルやナノメートルのスケールを含むがそれに限定されない、さまざまなスケールで製造することが可能である。例えば、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスは、１マイクロメートルから数百マイクロメートル、あるいはそれより大きい範囲の大きさを備えた構造を含むことができる。ナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ：ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスは、１マイクロメートル未満、例えば、数百ナノメートル未満の大きさを備えた構造を含むことができる。電気機械素子は、電子デバイスや電気機械デバイスを形成するために、成膜やエッチング、リソグラフィ、及び／または、基板及び／または成膜された材料の層から部品をエッチングで切り離す、または層を追加するなどのその他のマイクロマシニング法を用いて形成されてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
あるタイプの電気機械システムデバイスは、干渉変調器（ＩＭＯＤ）と呼ばれる。本明細書で用いられるように、干渉変調器または干渉光変調器という語句は、光学的な干渉の原理を用いて光を選択的に吸収及び／または反射するデバイスを指し示す。特定の実施形態において、干渉変調器は一対の導電性平板を含んでもよく、そのうち一方または両方は全体または一部が透明及び／または反射性であり、適切な電気信号の印加によって相対的に動作することができるものでありうる。ある実施形態において、一つの平板は基板上に成膜された固定された層を含んでもよく、他方の平板はエアギャップによって、固定された層から離隔された反射性メンブレンを含んでもよい。一方の平板のもう一方に対する位置関係は、干渉変調器に入射する光の光学的な干渉を変化させることができる。干渉変調器デバイスは幅広い領域で応用することができ、特に表示が可能な製品である、既存の製品を改良し、新しい製品を創出するために用いられることが見込まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のシステム、方法、及びデバイスはそれぞれ、いくつかの革新的な態様を備えており、それらのどれも単独では、本明細書に開示される好ましい特性に寄与するものではない。
【０００６】
本開示に記載された対象物の１つの革新的な態様は、第１の電極、可動層及び第１の静電容量制御層を含むディスプレイデバイスとして実施されることができる。第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、可動層の少なくとも一部は、前記第１の電極の方向へ移動するように構成することができる。干渉キャビティは、前記可動層と前記第１の電極との間に配置することができる。前記電圧が前記可動層及び前記第１の電極に印加されるときに、前記第１の静電容量制御層は、前記可動層と前記第１の電極との間の第１の電場の強度を減少するように構成することができる。前記第１の静電容量制御層は、前記可動層の一部の上に配置され、前記第１の電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置することができる。前記第１の静電容量制御層は、少なくとも部分的に透過性とすることができる。前記第１の電圧が前記可動層及び前記第１の電極に印加されるときに、前記静電容量制御層は、前記可動層と前記第１の電極との間の第１の電場の強度を減少するように構成することができる。デバイスはまた、第２の電極を含むことができ、前記可動層の一部は、前記第１の電極と前記第２の電極との間にあり、第２の静電容量制御層は、前記第２の電極と前記可動層との間の前記可動層上に配置される。
【０００７】
１つの態様において、前記第１の電極は、導電層及び少なくとも部分的に透過性である吸収層を含むことができる。他の１つの態様において、前記ディスプレイデバイスはまた、第２の電極を含むことができ、前記可動層の一部は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置することができる。いくつかの態様において、前記可動層は、第２の電圧が前記第２の電極と前記可動層との間に印加されるときに、前記第２の電極の方向へ移動するように構成されることができ、前記デバイスは、前記可動層の一部の上に配置される第２の静電容量制御層をさらに含むことができる。前記第２の静電容量制御層は、前記第２の電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置することができ、前記第２の電圧が前記可動層及び前記第２の電極に印加されるときに、前記可動層と前記第２の電極との間の第２の電場の強度を減少させるように構成されることができる。いくつかの態様において、前記第１の静電容量制御層は、誘電体材料、例えば二酸化シリコンまたは酸窒化シリコンを含むことができる。前記第１の静電容量制御層は、約１００ｎｍから約４０００ｎｍの間である厚さを有することができる。さらに、前記第１の静電容量制御層は、約１５０ｎｍの厚さを有することができ、前記第１の静電容量制御層及び前記第１の電極は、その間に、約３００ｎｍから約７００ｎｍの間である厚さを有するエアギャップを画定できる。
【０００８】
本開示に記載された対象物の他の１つの革新的な態様は、電極、光を干渉的に変調するための手段、電圧が前記変調手段及び前記電圧に印加されるときに、前記電極と前記変調手段との間の電場の強度を減少させる制御手段を含むディスプレイデバイスとして実施することができる。電圧が前記第１の電極及び前記変調手段に印加されるときに、変調手段の少なくとも一部は、前記第１の電極の方向へ移動するように構成されることができ、干渉キャビティが、前記変調手段と前記第１の電極との間に配置されることができる。前記制御手段は、前記変調手段の一部の上に配置され、前記電極と前記変調手段との間に少なくとも部分的に位置することができる。前記制御手段は、少なくも部分的に透過性であることができる。１つの態様において、前記電極は、光を吸収する手段を含み、少なくとも部分的に透過性とできる。１つの態様において、前記制御手段は、誘電体材料を含むことができる。
【０００９】
本開示に記載された対象物の他の１つの革新的な態様は、第１の電極、前記第１の電極上に少なくとも部分的に配置され、少なくとも部分的に透過性である吸収層、可動層であって、前記吸収層の少なくとも一部が、前記可動層の少なくとも一部と前記第１の電極の少なくとも一部との間に位置するように配置され、電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層の少なくとも一部が、前記第１の電極の方向へ移動するように構成されることができる可動層、前記可動層と前記吸収層との間に画定された干渉キャビティ、及び前記電圧が前記可動層及び前記第１の電極に印加されるときに、前記可動層と前記第１の電極との間の第１の電場の強度を減少させるように構成され、前記吸収層の一部の上に配置され、前記吸収層と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置し、少なくとも部分的に透過性である第１の静電容量制御層を含むディスプレイデバイスとして実施されることができる。１つの態様において、前記デバイスはまた、第２の電極を含むことができ、前記可動層の一部は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されることができる。前記デバイスはまた、前記第２の電極の一部の上に配置され、前記第２の電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置する第２の静電容量制御層を含むことができる。
【００１０】
本開示に記載された対象物の他の１つの革新的な態様は、電極、可動層及び、電圧が前記可動層及び前記電極に印加されるときに、前記可動層と前記電極との間の電場の強度を減少させるように構成された静電容量制御層を含むディスプレイデバイスとして実施されることができる。電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層の少なくとも一部は、前記電極の方向へ移動するように構成されてもよく、干渉キャビティが、前記第１の電極と前記可動層との間に画定されることができる。前記可動層は、第１の部分、前記第１の部分からオフセットされた第２の部分、及び前記第１の部分と前記第２の部分との間の段差を含むことができる。前記静電容量制御層は、前記可動層の前記第２の部分上に配置され、前記電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置することができる。１つの態様において、前記静電容量制御層は、誘電体材料を含み、前記静電容量制御層は、少なくとも部分的に透過性であることができる。
【００１１】
本開示に記載された対象物の１つの革新的な態様は、ディスプレイデバイスを製造する方法として実施されることができる。前記方法は、第１の電極を提供する段階、前記第１の電極上に第１の犠牲層を形成する段階、前記犠牲層上に第１の静電容量制御層を形成する段階、及び前記第１の犠牲層上に可動層を形成する段階を含むことができる。いくつかの実施例において、前記方法は、前記第１の犠牲層と前記第１の静電容量制御層との間に、第１の保護層を形成する段階を含むことができる。他の１つの実施例において、前記方法は、前記可動層上に第２の犠牲層を形成する段階、前記第２の犠牲層上に第２の電極を位置させる段階、並びに前記第１及び第２の犠牲層を除去する段階を含むことができる。いくつかの態様において、前記方法は、前記可動層と前記第２の犠牲層との間に第２の静電容量制御層を形成する段階及び前記第２の静電容量制御層と前記第２の犠牲層との間に第２の保護層を形成する段階を含むことができる。
【００１２】
本明細書に記載された対象物の１つまたは複数の実施例の詳細は、添付された図面及び以下の記載に記述される。他の特徴、態様及び利点は、記載、図面及び請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対的な寸法は、スケールどおりに記載されないことがありうる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連の画素の２つの隣接する画素を示す等角図の一例を示す。
【図２】３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例を示す。
【図３】図１の干渉変調器に関して印加された電圧に対する可動反射層の位置を示す図の一例を示す。
【図４】様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されるときの干渉変調器の様々な状態を示す表の一例を示す。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイのディスプレイデータのフレームを示す図の一例を示す。
【図５Ｂ】図５Ａに示されたディスプレイデータのフレームを書き込むのに用いられうるコモン信号及びセグメント信号のタイミング図の一例を示す。
【図６Ａ】図１の干渉変調ディスプレイの部分断面図の一例を示す。
【図６Ｂ】干渉変調器の様々な実施例の断面図の例を示す。
【図６Ｃ】干渉変調器の様々な実施例の断面図の例を示す。
【図６Ｄ】干渉変調器の様々な実施例の断面図の例を示す。
【図６Ｅ】干渉変調器の様々な実施例の断面図の例を示す。
【図７】干渉変調器の製造工程を示すフロー図の一例を示す。
【図８Ａ】干渉変調器を製造する方法の様々な段階の断面概略図の例を示す。
【図８Ｂ】干渉変調器を製造する方法の様々な段階の断面概略図の例を示す。
【図８Ｃ】干渉変調器を製造する方法の様々な段階の断面概略図の例を示す。
【図８Ｄ】干渉変調器を製造する方法の様々な段階の断面概略図の例を示す。
【図８Ｅ】干渉変調器を製造する方法の様々な段階の断面概略図の例を示す。
【図９Ａ】電圧駆動型であり、可動層が緩和位置にある状態が示されている３端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図９Ｂ】電荷駆動型であり、可動層が緩和位置にある状態が示されている３端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図９Ｃ】可動層上に印加された電荷が制御回路によって印加された様々な電圧によって変化するときの可動層のたわみのシミュレーションを示す図の一例を示す。
【図９Ｄ】状態（位置）の範囲を通して可動層を駆動するように構成された３端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図１０Ａ】可動層と上部電極との間において可動層上に配置された静電容量制御層を有する３端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図１０Ｂ】可動層と上部電極との間において可動層上に配置された第１の静電容量制御層及び可動層と下部電極との間において可動層上に配置された第２の静電容量制御層を有する３端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図１０Ｃ】静電容量制御層上に配置された保護層を有する図１０Ａの干渉変調器の断面の一例を示す。
【図１０Ｄ】可動層と上部電極との間において上部電極上に配置された静電容量制御層を有する３端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図１０Ｅ】可動層と下部電極との間において下部電極上に配置された静電容量制御層を有する３端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図１０Ｆ】可動層と上部電極との間において上部電極上に配置された第１の静電容量制御層及び可動層と下部電極との間において下部電極上に配置された第２の静電容量制御層を有する３端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図１１】干渉ディスプレイを製造する方法を表すフロー図の一例を示す。
【図１２Ａ】可動層が緩和位置にある２端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図１２Ｂ】静電容量制御層が電極と可動層との間において可動層上に配置される２端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図１２Ｃ】可動層が、第１の部分及び第１の部分からオフセットされた第２の部分を含み、静電容量制御層が、電極と可動層との間において可動層の第２の部分上に配置された２端子干渉変調器の断面の一例を示す。
【図１３Ａ】複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図の例を示す。
【図１３Ｂ】複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
さまざまな図の類似した参照符号及び記号表示は、類似した要素を示す。
【００１５】
以下の詳細な説明は、革新的な態様を説明する目的のための特定の実施例に向けられたものである。しかしながら、本明細書で示される内容は多数の異なる方法で応用することができる。説明される実施形態は動画（例えばビデオ）、静止画（例えば写真画像）及び文字、図または図表のいずれかのような画像を表示するように構成されたどのような装置にも実装されうる。より具体的には、実施例は様々な電子装置の内部にあるいは関連して実装されてもよく、携帯電話、マルチメディアインターネット用携帯電話、携帯型テレビ受信機、無線装置、スマートフォン、ブルートゥースデバイス、個人データ端末（ＰＤＡ）、無線電子メール受信機、携帯型コンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、プリンター、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレイヤー、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、置時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子書籍デバイス（例えば、ｅ−リーダー）、コンピュータ用モニタ、自動車の表示（例えば距離計表示など）、コックピット制御装置及び／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（例えば自動車における後方視界カメラのディスプレイ）、電子写真、電子掲示板または電子看板、プロジェクタ、建築構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダー又はプレイヤー、ＤＶＤプレイヤー、ＣＤプレイヤー、ＶＣＲ、ラジオ、携帯型メモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯／乾燥機、パーキングメーター、パッケージ（例えば、ＭＥＭＳ及び非ＭＥＭＳ）、美的構造物（例えば、宝石片上への画像の表示）、並びに様々な電気機械システムデバイスに実装されてもよいが、これに限定されるものではない。本明細書の教示はまた、電子スイッチングデバイス、高周波フィルター、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、モーションセンシングデバイス、磁力計、家電向け慣性機器、家電製品の部品、バラクター、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動方式、製造工程、電子テスト装置などの非ディスプレイ用途に、しかし非限定的に用いることもできる。そのため、本教示は図に単に示された実施例に限定することを意図するのではなく、当技術分野の通常の知識を有する者には容易に明らかであるような幅広い応用可能性を有する。
【００１６】
干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスのいくつかの実施形態は、キャビティを通して移動するように構成された可動反射層を含むことができ、可動層は、１つまたは複数の部分的に反射性／部分的に透過性の層に対して、ディスプレイデバイスの光学特性を変化させるように位置する。いくつかの干渉変調器ディスプレイ（例えば、アナログディスプレイ）において、可動層が、部分的に反射性／部分的に透過性の層に対して様々な選択された位置へ移動することは望ましいことであることができ、それぞれの位置は、変調器を、変調器が幅広い光学スペクトルの範囲に渡って光を選択的に反射できるような特定の光反射特性を有する特定の「状態」に位置させる。例えば、アナログ干渉変調器ディスプレイは、可動層を、ディスプレイデバイスの知覚可能な色の反射状態に対応する赤、緑、青、黒及び白の着色状態の各々である特定の位置へ移動させることにより、赤色の状態、緑色の状態、青色の状態、黒色の状態、及び白色の状態の間を変化するように構成されることができる。干渉変調器デバイスの駆動電圧が増大すると、静電力のために、可動層は部分的に反射性／部分的に透過性の層へ近接するように移動する。可動層が部分的に反射性／部分的に透過性の層へ近接すると、可動層と部分的に反射性であり部分的に透過性である層との間の静電力の強さが、可動層の機械的復元力が増大するよりも速く増大する。干渉デバイス上の駆動電圧が徐々に増大すると、可動層は新しい位置に移動し、静電力と機械的復元力とが互いに均衡する。いくつかの実施形態において、可動層のたわみは、特に例えば、予め定められた閾値を通過すると、静電力は、機械的復元力よりも無条件に大きくなることができ、その結果、可動層の、部分的に反射性であり部分的に透過性である層へ近接する位置への移動が発生する。いくつかの実施例において、可動層のたわみが一度この閾値を通過すると、干渉変調器ディスプレイは、不安定になる可能性がある。従って、可動層がキャビティを通して移動できる距離を最大化することが望ましい。本明細書で用いられるように、「安定的に移動する」または「安定的な移動」とは、可動層の機械的復元力が静電力よりも大きくならない場合の可動層の移動を指す。
【００１７】
いくつかの実施形態において、干渉ディスプレイデバイスは、可動層と、間の電場の強度を減少させる電極（可動層を駆動するのに用いられる）との間に配置される１つまたは複数の静電容量制御層を含むことができる。可動層と駆動電極との間の電場の強度を減少させることは、結果的に静電力の強度を減少させることができ、可動層が、制御されたまま電極へより近接するように移動することを可能にする。いくつかの実施例において、２つの反対の力の効果がない場合、機械的復元力及び静電駆動力が、制御できず、または不安定になる可能性がある。減少した電場は、可動層が制御されたままでキャビティを通してより大きな距離を、より多くの状態（デバイスの対応する反射層に対する位置）を通して移動することを容易にし、このことにより、光学スペクトルのより幅広い範囲に渡って反射を可能とすることができる。いくつかの実施例において、静電容量制御層は、材料の体積内の電場の強度を減少させる誘電率を有する誘電体材料の１つまたは複数の層を含むことができる。
【００１８】
本開示において記載される対象物の特定の実施例は、１つまたは複数の以下の潜在的利点を実現するように実施されることができる。本明細書に記載されているいくつかの実施例は、可動層と電極との間の電場の強度を減少させる１つまたは複数の静電容量制御層を有する干渉変調器を提供する。可動層と電極との間の電場の強度を減少させると、干渉ディスプレイの安定性を増大させることができる。例えば、電場の強度を減少させると、可動層上で静電力が可動層の機械的復元力を超えるように働くことなく、電極により近接させるように可動層を移動させることができる。加えて、可動層の動作の安定的な範囲を増大させることにより、結果的に、光学的スペクトルのより広い範囲に渡って、干渉ディスプレイからの反射率を得ることができる。
【００１９】
説明された実施例が適用できるような、好適なＭＥＭＳデバイスの例は、反射ディスプレイデバイスである。反射ディスプレイデバイスは、干渉変調器（ＩＭＯＤ）を、光学干渉の原理を用いて、その上に入射する光を選択的に吸収及び／または反射するように組み込むことができる。ＩＭＯＤは吸収体、吸収体に対して可動な反射体および吸収体と反射体との間に画定された光学共振キャビティを含むことができる。反射体は、２つまたはそれ以上の異なる位置へ移動されることができ、それによって光学共振キャビティの大きさを変更することができ、それにより干渉変調器の反射率に影響を与える。ＩＭＯＤの反射スペクトルは、様々な色を生成するように可視波長に渡ってシフトされることができるかなり広いスペクトルバンドを生成できる。スペクトルバンドの位置は、光学共振キャビティの高さを変えることによって、つまり反射体の位置を変えることによって調整することができる。
【００２０】
図１は、干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連の画素の２つの隣接した画素を示す等角図の一例を示している。ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、１つまたは複数の干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を含む。これらのデバイスにおいて、ＭＥＭＳディスプレイ素子の画素は、明状態または暗状態のいずれかにあることができる。明状態（「緩和」、「開」または「オン」状態）において、ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分を、例えば使用者に対して反射する。反対に、暗状態（「作動」、「閉」または「オフ」状態）において、ディスプレイ素子は、入射可視光をほとんど反射しない。いくつかの実施例において、「オン状態」と「オフ状態」の光の反射率特性は反対でありうる。ＭＥＭＳ画素は黒及び白に加えて、カラーディスプレイが実現できるように特定の波長を主に反射するように構成することもできる。
【００２１】
ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、ＩＭＯＤの行／列アレイを含むことができる。それぞれのＩＭＯＤは、互いに可変かつ制御可能な距離に位置させられエアギャップ（光学ギャップまたはキャビティとしても称される）を形成する一対の反射層、つまり、可動反射層及び固定部分反射層を含むことができる。可動反射層は、少なくとも２つの位置の間を移動しうる。第１の位置、つまり緩和位置において、可動反射層は、固定部分反射層から相対的に大きな距離に位置することができる。第２の位置、つまり作動位置において、可動反射層は、部分反射層により近接して位置することができる。２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて、強めあいまたは弱めあって干渉し、各画素に関して全反射または非反射状態のいずれかの状態を作り出す。いくつかの実施例において、ＩＭＯＤは、非作動状態の時には反射状態にあり、可視スペクトルの範囲の光を反射し、非作動状態の時には暗状態にあり、可視範囲の外側の光（例えば、赤外光）を反射しうる。しかしながら、いくつかの他の実施例においては、ＩＭＯＤは非作動時に暗状態にあり、作動時に反射状態にあってもよい。いくつかの実施例において、印加される電圧の導入が、状態を変更するように画素を駆動することができる。いくつかの他の実施例において、印加される電荷が、状態を変更するように画素を駆動することができる。
【００２２】
図１の画素アレイの示された部分は、２つの隣接する干渉変調器１２を含む。左側（図示されているように）のＩＭＯＤ１２において、可動反射層１４は、部分反射層を含む光学積層体１６から所定距離だけ離れた緩和位置にある状態が示されている。左側のＩＭＯＤ１２に印加される電圧Ｖ０は、可動反射層１４を作動させるには不十分である。右側のＩＭＯＤ１２において、可動反射層１４は、光学積層体１６に近いまたは隣接した作動位置にある状態が示されている。右側のＩＭＯＤ１２に印加される電圧Ｖｂｉａｓは、可動反射層１４を作動位置に保持するのに十分である。
【００２３】
図１において、画素１２の反射特性は、一般に画素１２上に入射する光を示す矢印１３及び左側の画素１２から反射する光１５で示される。詳細には図示されていないが、画素１２上に入射する光１３のほとんどは透明な基板２０を通して、光学積層体１６に向かって透過するであろうことは、当業者に理解されるであろう。光学積層体１６上に入射する光の一部は、光学積層体１６の部分反射層を通して透過され、一部は透明な基板２０を通して反射して戻される。光１３の光学積層体１６を通して透過した部分は、可動反射層１４において反射され、透明な基板２０に向かって（そして通して）戻される。光学積層体１６の部分反射層から反射された光と可動反射層１４から反射された光との間の（強めあうまたは弱めあう）干渉は、画素１２から反射される光１５の波長を決定することとなる。
【００２４】
光学積層体１６は、単一の層または複数の層を含むことができる。この層は、１つまたは複数の電極層、部分的に反射性かつ部分的に透過性の層及び透明誘電体層を含むことができる。いくつかの実施例において、光学積層体１６は導電性、部分的に透過性及び部分的に反射性であり、例えば、透明基板２０上に上述の層の１つまたは複数を成膜することによって形成されうる。電極層は、様々な金属、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような様々な材料から形成することができる。部分反射層は、様々な金属、例えば、クロム（Ｃｒ）、半導体、誘電体のような部分的に反射性である様々な材料から形成することができる。部分反射層は、材料の１つまたは複数の層から形成させることができ、各層は、単一の材料または複数の材料の組み合わせで形成されることができる。いくつかの実施例において、光学積層体１６は、光学吸収体及び導電体の両方として働く単一の半透明な厚さの金属または半導体を含むことができ、一方それとは異なり、（例えば、ＩＭＯＤの光学積層体１６またはその他の構造の）複数の導電層または部分が、ＩＭＯＤの画素間の信号を伝達するように働いくことができる。光学積層体１６はまた、１つまたは複数の導電層または導電／吸収層を覆う１つまたは複数の絶縁層または誘電体層を含むことができる。
【００２５】
いくつかの実施例において、光学積層体１６の層は、平行な線状にパターニングされることができ、さらに後述するようにディスプレイデバイスにおける行電極を形成するものであってよい。当業者が理解するように、「パターニングされる」という語句は、本明細書では、マスクプロセスに加えてエッチングプロセスを行うことを指して用いられる。いくつかの実施例において、アルミニウム（Ａｌ）のような高い導電性及び反射性の材料が、可動反射層１４として用いられてもよく、これらの線状パターンはディスプレイデバイスにおける列電極を形成してもよい。可動反射層１４は、成膜された金属の単一層または複数層の一連の平行な線状（光学積層体１６の行電極に対して直交する）として形成されてもよく、ポスト１８の頂部上に、ポスト１８間に成膜された犠牲材料を介在して成膜されて列を形成するものであってよい。犠牲材料が除去されると、画定されたギャップ１９または光学キャビティが、可動反射層１４と光学積層体１６との間に形成されることができる。いくつかの実施例において、ポスト１８間の間隔は、およそ１から１０００ｕｍであり、その一方ギャップ１９は１００００オングストローム（Å）よりも小さいものであってよい。
【００２６】
いくつかの実施例において、ＩＭＯＤの各画素は、作動状態であれ緩和状態であれ、本質的には固定反射層及び可動反射層によって形成されたキャパシタである。電圧が印加されていないときには、可動反射層１４は、図１の左側の画素１２によって示されるように、機械的に緩和された状態を保持し、可動反射層１４と光学積層体１６との間にギャップ１９を有する。しかしながら、ポテンシャル差、例えば電圧が選択された行および列の少なくとも１つに印加されると、該当する画素の行電極と列電極との交差位置において形成されたキャパシタが充電され、静電力が電極を互いに引き付ける。印加された電圧が閾値を超えれば、可動反射層１４は変形し、光学積層体１６に近づくようにまたは光学積層体１６から離れるように移動することができる。光学積層体１６内の誘電体層（図示されない）は、図１の右側の作動した画素１２によって示されるように、層１４と１６との間の短絡を防ぎ、離隔距離を制御するものであってよい。動作は、印加されたポテンシャル差の極性によらず同一である。アレイ内の一連の画素は、いくつかの場合においては「行」または「列」として示されてもよいが、当業者は容易に、１つの方向を「行」として、及びもう一方の方向を「列」として示すことは任意であることを理解するであろう。言い換えると、いくつかの向きにおいて、行は列として考えることができ、列は行として考えることができる。さらに、ディスプレイ素子は、直交する行および列に均等に配置され（「アレイ」）、または、非線形構成、例えば、互いに対して特定の位置のオフセットを有する（「モザイク」）構成に配置されてもよい。「アレイ」及び「モザイク」という語句は、いずれかの構成を指すものであってよい。従って、ディスプレイが「アレイ」または「モザイク」を含むものとして示されていても、素子それ自体は、どのような場合においても、たがいに直交して配置される必要はなく、または均一な分布で配置される必要はないが、非対称形及び不均一な分布の素子を有する配置を含むものであってよい。
【００２７】
図２は、３×３干渉変調器ディスプレイを組み込む電子デバイスを示すシステムブロック図の一例を示している。この電子デバイスは、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成されうるプロセッサ２１を含む。オペレーティングシステムの実行に加えて、プロセッサ２１は、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラムまたはその他どのようなソフトウェアアプリケーションも含む１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成されてもよい。
【００２８】
プロセッサ２１は、アレイドライバ２２と通信するように構成されることができる。アレイドライバ２２は、信号を例えばディスプレイアレイまたはパネル３０に提供する行駆動回路２４及び列駆動回路２６を含むことができる。図１に示されたＩＭＯＤディスプレイデバイスの断面は、図２では線１−１によって示されている。図２は明確化のためにＩＭＯＤの３×３アレイを図示しているが、ディスプレイアレイ３０は、非常に多くのＩＭＯＤを含んでもよく、列に対して行のＩＭＯＤの数が異なってもよく、その逆でもよい。
【００２９】
図３は、図１の干渉変調器に対して印加された電圧に対する可動反射層の位置を示す図の一例を示している。ＭＥＭＳ干渉変調器に関して、行／列（つまり、コモン／セグメント）書き込みプロシージャは、図３に示されるようなこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用するものであってよい。干渉変調器は、例えば、可動反射層、又は鏡に緩和状態から作動状態へ変化させるために、約１０ボルトのポテンシャル差を必要とするものであってよい。電圧がこの値から減少するとき、可動反射層は電圧が例えば１０ボルトよりも下がってもその状態を保持するが、可動反射層は、電圧が２ボルトよりも下がるまで完全には緩和しない。そのため、図３に示されるように、約３から７ボルトである電圧の範囲が存在し、そこでは、デバイスが緩和状態または作動状態のいずれかで安定である印加電圧のウィンドウが存在する。これは、本明細書においては、「ヒステリシスウィンドウ」または「安定ウィンドウ」として示される。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイ３０に関して、行／列書き込みプロシージャは、一度に１つまたは複数の行を位置指定するように設計することができ、ある所定の行の位置指定の間、作動されるべき位置指定された行の画素は、約１０ボルトの電圧差にさらされ、緩和されるべき画素は０ボルトに近い電圧差にさらされる。位置指定の後、画素は安定状態または約５ボルトのバイアス電圧差にさらされ、それ以前にストローブした状態を保持する。この例において、位置指定された後、各画素は、約３から７ボルトの「安定ウィンドウ」の範囲のポテンシャル差にある。このヒステリシス特性という特徴は、例えば図１に示されるように、画素の設計を、同一の印加電圧状態下で作動または緩和のいずれかの既存の状態で安定なままとできる。各ＩＭＯＤ画素は、作動状態であれ緩和状態であれ、本質的には固定反射層及び可動反射層によって形成されたキャパシタなので、ヒステリシスウィンドウ内の一定の電圧で電力を実質的に消費または損失せずに、この安定状態を保つことができる。さらには、印加電圧ポテンシャルが実質的に固定されたままであるときは、本質的に電流はほとんどまたは全くＩＭＯＤ画素内に流入しない。
【００３０】
いくつかの実施例において、画像のフレームは、所定の行の画素の状態への所望の変化（どのようなものであれ）に従って、列電極のセットに沿って「セグメント」電圧の形でデータ信号を印加することによって生成されるものであってよい。アレイの行それぞれが順に位置指定されることができ、フレームは、一度に１つの行に書き込まれる。所望のデータを第１の行の画素に書き込むために、第１の行の画素の所望の状態に対応するセグメント電圧が、列電極に印加されることができ、特定の「コモン」電圧または信号の形の第１の行パルスが、第１の行電極に印加されることができる。次いで、セグメント電圧のセットは、第２の行の画素の状態への所望の変化（どのようなものであれ）に対応するように変化されることができ、第２のコモン電圧が、第２の行電圧に印加されることができる。いくつかの実施例において、第１の行の画素は、列電極に沿って印加されたセグメント電圧の変化によって影響されず、第１のコモン電圧行パルスの間、設定された状態を保つ。このプロセスは、一連の行全体に、またはその代わりに列に、画像フレームを生成するために順に繰り返されるものであってよい。フレームは、１秒当たりある所望の数のフレームでこのプロセスを連続的に繰り返すことにより、新しい画像データでリフレッシュされ及び／または更新されることができる。
【００３１】
各画素に印加されるセグメント信号及びコモン信号の組み合わせ（つまり、各画素のポテンシャル差）は、各画素のその結果の状態を決定する。図４は、様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されるときの干渉変調器の様々な状態を示す表の一例を示している。当業者によって容易に理解されるように、「セグメント」電圧は、列電極または行電極のいずれか一方に印加されることができ、「コモン」電圧は、列電極または行電極の他方に印加されることができる。
【００３２】
図４に（と共に図５Ｂに示されるタイミング図に）示されるように、リリース電圧ＶＣＲＥＬがコモンラインに沿って印加されると、コモンラインに沿った全ての干渉変調器素子は、セグメント線に沿って印加される電圧、つまり高いセグメント電圧ＶＳＨ及び低いセグメント電圧ＶＳＬに関わらず、緩和状態、言い換えるとリリース状態または非作動状態に置かれる。特に、リリース電圧ＶＣＲＥＬがコモンラインに沿って印加されると、高いセグメント電圧ＶＳＨ及び低いセグメント電圧ＶＳＬがその画素に対応するセグメントラインに沿って印加される場合はどちらも、変調器に沿って印加されるポテンシャル電圧（言い換えると画素電圧）が、緩和ウィンドウ（図３を参照、言い換えるとリリースウィンドウ）の範囲内にある。
【００３３】
高い保持電圧ＶＣＨＯＬＤ＿Ｈまたは低いホールド電圧ＶＣＨＯＬＤ＿Ｈのような保持電圧がコモンラインに印加されると、干渉変調器の状態は一定のまま維持する。例えば、緩和したＩＭＯＤは緩和位置を維持し、作動したＩＭＯＤは作動位置を維持する。高いセグメント電圧ＶＳＨ及び低いセグメント電圧ＶＳＬが対応するセグメントラインに沿って印加される場合はどちらも、画素電圧が安定ウィンドウ内に維持するように、保持電圧が選択されることができる。そのため、セグメント電圧の振れ幅、つまり、高いＶＳＨと低いセグメント電圧ＶＳＬとの間の差が、正または負の安定ウィンドウのいずれかの幅よりも小さい。
【００３４】
高い位置指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｈまたは低い位置指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｌのような位置指定電圧または作動電圧がコモンラインに印加されると、データは、それぞれのセグメント線に沿ったセグメント電圧の印加により、その線に沿った変調器に選択的に書き込まれることができる。セグメント電圧は、作動が、印加されるセグメント電圧に依存するように選択されるものであってよい。位置指定電圧がコモンラインに沿って印加されると、あるセグメント電圧の印加が、結果的に安定ウィンドウ内の画素電圧となり、画素を非作動のままとする。反対に、別のセグメント電圧の印加が、安定ウィンドウを超える画素電圧となり、画素を作動させることとなる。作動を引き起こす特定のセグメント電圧は、用いられる位置指定電圧に依存して変化することができる。いくつかの実施例において、高い位置指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｈがコモンラインに沿って印加されると、高いセグメント電圧ＶＳＨの印加は、変調器を現在の位置に維持させることができ、その一方で、低いセグメント電圧ＶＳＬの印加は、変調器の作動を引き起こすことができる。当然の結果として、セグメント電圧の効果は、低い位置指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｌが印加されるときには反対とでき、高いセグメント電圧ＶＳＨが変調器の作動を引き起こし、低いセグメント電圧ＶＳＬが変調器の状態に何の効果ももたらさない（つまり、安定のままを維持する）。
【００３５】
いくつかの実施例において、変調器に対して常に同一の極性ポテンシャル差を生成する保持電圧、位置指定電圧およびセグメント電圧が用いられてもよい。いくつかの他の実施例において、変調器のポテンシャル差の極性を交互に変更する信号を用いることができる。変調器への極性の交互印加（つまり、書き込み手順の極性の交互印加）は、単一の極性書き込み操作を繰り返した後に発生する可能性がある電荷蓄積を減少させまたは抑制しうる。
【００３６】
図５Ａは、図２の３×３干渉変調器ディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例を示している。図５Ｂは、図５Ａに示されたディスプレイデータのフレームを書き込むのに用いられうるコモン信号及びセグメント信号のタイミング図の一例を示している。信号は、例えば、図２の３×３アレイに印加することができ、最終的には図５Ａに示されるディスプレイ配置のライン時間６０ｅとなる。図５Ａの作動した変調器は暗状態であり、すなわち、反射光のほとんどの部分が可視スペクトルの外であり、例えば観察者に対して暗い外観を呈するようになる。図５Ａに示されたフレームを書き込むに先立って、画素はどのような状態でもよいが、図５Ｂのタイミング図に示される書き込み手順は、第１のライン時間６０ａの前には各変調器がリリースされ、非作動状態にあると仮定している。
【００３７】
第１のライン時間６０ａの間、リリース電圧７０がコモンライン１に印加され、コモンライン２に印加される電圧は高い保持電圧７２で始まり、リリース電圧７０に移行し、低い保持電圧７６がコモンライン３に印加される。そのため、コモンライン１に沿った変調器（コモン１、セグメント１）、（１、２）及び（１、３）は、第１のライン時間６０ａが続く間、緩和状態、又は非作動状態を維持し、コモンライン２に沿った変調器（２、１）、（２、２）及び（２、３）は緩和状態に移行し、コモンライン３に沿った変調器（３、１）、（３、２）及び（３、３）は、それらの以前の状態を維持する。図４も共に参照すると、コモンライン１、２または３のいずれも、ライン時間６０ａの間作動を引き起こす電圧レベル（つまり、ＶＣＲＥＬ−緩和及びＶＣＨＯＬＤ＿Ｌ−安定）にさらされていないので、セグメントライン１、２及び３に沿って印加されるセグメント電圧は、干渉変調器の状態に何の効果ももたらさない。
【００３８】
第２のライン時間６０ｂの間、コモンライン１の電圧は高い保持電圧７２に移行し、位置指定電圧または作動電圧がコモンライン１に印加されていないので、コモンライン１に沿った全ての変調器は、印加されるセグメント電圧に限らず緩和状態を維持する。コモンライン２に沿った変調器は、リリース電圧７０の印加のために緩和状態を維持し、コモンライン３に沿った電圧がリリース電圧７０に移行すると、コモンライン３に沿った変調器（３、１）、（３、２）及び（３、３）は緩和する。
【００３９】
第３のライン時間６０ｃの間、コモンライン１は、コモンライン１上に高い位置指定電圧７４を印加することによって位置指定される。低いセグメント電圧６４が、この位置指定電圧の印加の間、セグメントライン１及び２に沿って印加されているので、変調器（１、１）及び（１、２）の画素電圧は、変調器の正の安定ウィンドウの上限よりも大きく（つまり、所定の閾値を超える電圧差）、変調器（１、１）及び（１、２）は作動する。反対に、高いセグメント電圧６２がセグメントライン３に印加されるので、変調器（１、３）の画素電圧は変調器（１、１）及び（１、２）のそれよりも小さく、変調器の正の安定化ウィンドウ内を維持する。そのため、変調器（１、３）は緩和状態を維持する。また、ライン時間６０ｃの間、コモンライン２に沿った電圧は低い保持電圧７６に低下し、コモンライン３に沿った電圧はリリース電圧７０を維持し、コモンライン２及び３に沿った変調器を緩和位置のままとする。
【００４０】
第４のライン時間６０ｄの間、コモンライン１の電圧は高い保持電圧７２に戻り、コモンライン１に沿った変調器をそれぞれ位置指定された状態のままとする。コモンライン２の電圧は、低い位置指定電圧７８へ低下する。高いセグメント電圧６２がセグメントライン２に印加されているので、変調器（２、２）の画素電圧は、変調器の負の安定化ウィンドウの下限よりも低く、変調器（２、２）を作動させる。反対に、低いセグメント電圧６４が、セグメントライン１及び３に沿って印加されているので、変調器（２、１）及び（２、３）は緩和位置を維持する。コモンライン３の電圧は高い保持電圧７２に増大し、コモンライン３に沿った変調器を緩和状態のままとする。
【００４１】
最後に、第５のライン時間６０ｅの間、コモンライン１の電圧は高い保持電圧７２を維持し、コモンライン２の電圧は低い保持電圧７６を維持し、コモンライン１及び２の変調器をそれぞれの位置指定された状態に保つ。コモンライン３の電圧は、高い位置指定電圧７４に増大し、コモンライン３に沿った変調器を位置指定する。低いセグメント電圧６４がセグメントライン２及び３に印加されると、変調器（３、２）及び（３、３）が作動し、その一方、セグメントライン１に沿って印加された高いセグメント電圧６２が、変調器（３、１）を緩和位置に維持させる。そのため、第５のライン時間６０ｅの終わりにおいて、３×３画素アレイは、図５Ａに示される状態にあり、保持電圧がコモンラインに沿って印加される限り、その他のコモンライン（図示せず）に沿った変調器が位置指定されているときに発生しうるセグメント電圧の変化に関わらず、その状態を維持する。
【００４２】
図５Ｂのタイミング図において、所定の書き込み手順（つまり、ライン時間６０ａ‐６０ｅ）は、高い保持電圧および位置指定電圧または低い保持電圧および位置指定電圧のいずれかの使用を含むことができる。一度書き込み手順が所定のコモンラインに関して完了すると（そしてコモン電圧が作動電圧と同じ極性を有する保持電圧にセットされると）、画素電圧は、所定の安定ウィンドウ内を維持し、リリース電圧がそのコモンラインに印加されるまで、緩和ウィンドウを通過しない。さらには、各変調器は変調器の位置指定に先立って書き込み手順の一部としてリリースされるので、リリース時間よりもむしろ変調器の作動時間の方が、必要なライン時間を決定するものでありうる。特に、変調器のリリース時間が作動時間よりも大きいような実施例では、リリース電圧は、図５Ｂに示されるように、単一のライン時間よりも長く印加されるものであってよい。いくつかの他の実施例において、コモンラインまたはセグメントラインに沿って印加される電圧は、異なる色の変調器のような異なる変調器の作動電圧及びリリース電圧の変化を構成するためにさまざまなものであってよい。
【００４３】
前述した原理に従って作動する干渉変調器の構造の詳細は、幅広くさまざまなものであってよい。例えば、図６Ａから６Ｅは、可動反射層１４及びその支持構造を含む、干渉変調器の様々な実施例の断面の例を示している。図６Ａは、図１の干渉変調器ディスプレイの部分断面図の一例を示しており、線状の金属材料、つまり、可動反射層１４が、基板２０から直交して延設する支持部１８上に成膜されている。図６Ｂにおいて、各ＩＭＯＤの可動反射層１４は、一般に正方形または長方形の形状であり、角の部分またはその近傍においてテザー３２で支持部に取り付けられる。図６Ｃにおいて、可動反射層１４は、一般的に正方形または長方形の形状であり、変形可能層３４から懸架され、変形可能層は柔軟な金属を含むものであってよい。変形可能層３４は、直接または間接に、基板２０に、可動反射層の１４の周縁部に渡って接続することができる。これらの接続は、本明細書では支持ポストと称する。図６Ｃに示される実施例は、可動反射層１４の任意の機能をその機械的な機能から分離させることによって付加的な利点をもたらし、これは変形層３４によって行われる。この分離により、反射層１４に用いられる構造設計及び材料、並びに変形可能層３４に用いられるこれらを、互いに独立に最適化させることが可能になる。
【００４４】
図６Ｄは、ＩＭＯＤの他の一例を示しており、可動反射層１４が反射副層１４ａを含んでいる。可動反射層１４は、支持ポスト１８のような支持構造上に載置される。支持ポスト１８は、可動反射層１４の、下部固定電極（つまり図示されたＩＭＯＤにおける光学積層体１６の部分）からの分離を提供し、例えば可動反射層１４が緩和位置にある場合に、ギャップ１９が、可動反射層１４と光学積層体１６との間に形成される。可動反射層１４はまた、導電層１４ｃ及び支持層１４ｂを含むことができ、導電層は、電極として働くように構成されるものであってよい。この例において、導電層１４ｃは、基板２０に対して遠位側にある、支持層１４ｂの一方の側の上に配置され、反射副層１４ａは、基板２０に対して近位側にある支持層１４ｂのもう一方の側の上に配置される。いくつかの実施例において、反射副層１４ａは、導電性であることができ、支持層１４ｂと光学積層体１６との間に配置されることができる。支持層１４ｂは、誘電体材料、例えば酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）または二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる１つまたは複数の層を含むことができる。いくつかの実施例において、支持層１４ｂは、例えば、ＳｉＯ２／ＳｉＯＮ／ＳＩＯ２３層積層体のような複数の層の積層体であることができる。反射副層１４ａ及び導電層１４ｃのいずれか一方または両方は、例えば約０．５％の銅（Ｃｕ）を有するアルミニウム（Ａｌ）合金または他の反射性金属材料を含むことができる。誘電体支持層１４ｂの上および下に導電層１４ａ、１４ｃを採用することは、応力を平衡させ、導電性を向上させることができる。いくつかの実施例において、反射副層１４ａ及び導電層１４ｃは、可動反射層１４内に特定の応力プロファイルを達成するような、様々な設計目的のために様々な材料から形成することができる。
【００４５】
図６Ｄに示されるように、いくつかの実施例はまた、黒色マスク構造２３を含むことができる。黒色マスク構造２３は、光学的に不活性な領域（例えば、画素間またはポスト１８の下部）に、周辺光または迷光を吸収するために形成されることができる。黒色マスク構造２３はまた、光がディスプレイの不活性部から反射されるまたは不活性部を透過することを抑制することにより、ディスプレイデバイスの光学特性を向上させることができ、それによって、コントラスト比を増大させる。さらに、黒色マスク構造２３は、導電性とすることができ、電気的バス層として機能するように構成することができる。いくつかの実施例において、行電極は、黒色マスク構造２３に接続されて、接続された行電極の抵抗を減少させることができる。黒色マスク構造２３は、成膜及びパターニング技術を含む、様々な方法を用いて形成することができる。黒色マスク構造２３は、１つまたは複数の層を含むことができる。例えば、いくつかの実施例において、黒色マスク構造２３は、光学吸収体として働くモリブデン―クロム（ＭｏＣｒ）層、ＳｉＯ２層及び反射体およびバス層として働くアルミニウム合金を、それぞれ約３０から８０Å、５００から１０００Å及び５００から６０００Åの範囲の厚さで含む。１つまたは複数の層は、様々な技術を用いてパターニングすることができ、リソグラフィ並びに、例えば、ＭｏＣｒ及びＳｉＯ２層に対しては４フッ化炭素（ＣＦ４）及び／または酸素（Ｏ２）並びにアルミニウム合金層に対しては、塩素（Ｃｌ２）及び／または三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）を含むドライエッチングを含む様々な技術を用いてパターニングすることができる。いくつかの実施例において、黒色マスク２３は、エタロンまたは干渉積層構造であることができる。このような干渉積層黒色マスク構造２３においては、導電吸収体は、各行または列の光学積層体１６における下部、固定電極間に信号を伝送しまたは輸送するのに用いることができる。いくつかの実施例において、スペーサー層３５は、一般に吸収層１６ａを黒色マスク２３の導電層から電気的に分離させるように働くことができる。
【００４６】
図６Ｅは、ＩＭＯＤの他の一例を示しており、可動反射層１４が、自己支持している。図６Ｄとは対照的に、図６Ｅの実施例は、支持ポスト１８を含まない。その代わりに、可動反射層１４は、その下部に位置する光学積層体１６と、複数の箇所で接触し、干渉変調器にかかる電圧が作動を引き起こすのに十分でないときには、可動反射層１４の曲率が、可動反射層１４が図６Ｅの非作動位置へ戻るのに十分な支持を提供する。光学積層体１６は、複数のいくつかの異なる層を含み、本明細書では明確化のため、光学吸収体１６ａ及び誘電体１６ｂを含んで示されている。いくつかの実施例において、光学吸収体１６ａは、固定電極及び部分反射層の両方として働くものであってもよい。
【００４７】
図６Ａから６Ｅに示されたような実施例においては、ＩＭＯＤは、直視デバイスとして機能し、画像は、透明な基板２０の前面側、つまり変調器が配置されるのとは反対の側から観察される。これらの実施例において、反射層１４は光学的にデバイスのこれらの部分を遮蔽するため、デバイスの後ろ側（つまり、例えば、図６Ｃに示される変形可能層３４を含む、可動反射層１４の後ろ側のディスプレイデバイスの部分ならどこでも）は、ディスプレイデバイスの画質に強い影響または負の影響を及ぼすことなく構成され、作動することができる。例えば、いくつかの実施例において、変調器の光学特性を、電圧位置指定及びそのような位置指定の結果の動作のような、変調器の電気機械的な特性から分離する能力を提供する可動反射層１４の背後に、バス構造（図示されない）を含むことができる。さらに、図６Ａから６Ｅの実施例は、例えばパターニングのように、工程を簡略化することができる。
【００４８】
図７は、干渉変調器の製造工程８０を示すフロー図の一例を示しており、図８Ａから８Ｅは、このような製造工程８０の各段階に対応する断面概略図の例を示している。いくつかの実施例において、製造工程８０は、例えば、図１及び６に示される一般的な型の干渉変調器を、図７に図示されないその他のブロックに加えて製造するのに実施されることができる。図１、６及び７を参照すると、工程８０は、基板２０上に光学積層体１６を形成するブロック８２から始まる。図８Ａは、基板２０上に形成されたそのような光学積層体１６を示している。基板２０は、ガラスまたはプラスチックのような透明基板であってよく、柔軟または比較的固く曲がらないものであってよく、また、光学積層体１６の効率的な形成を容易にするために、例えば洗浄のような事前準備工程を行われたものであってよい。上述したように、光学積層体１６は、導電性、部分的に透過性かつ部分的に反射性であることができ、例えば、透明な基板２０上に所定の特性を有する１つまたは複数の層を成膜することによって製造されるものであってよい。図８Ａにおいて、いくつかの他の実施例では、より多いまたはより少ない副層が含まれるものであってよいが、光学積層体１６は、副層１６ａ及び１６ｂを有する複数層構造を含む。いくつかの実施例において、副層１６ａ、１６ｂの一方は、導電体／吸収体が結合された副層１６ａのように、光学的に吸収性かつ導電性特性の両方を有するように構成することができる。加えて、副層１６ａ及び１６ｂの１つまたは複数は、平行な線状にパターニングすることができ、ディスプレイデバイスの行電極を形成するものであってよい。このようなパターニングは、マスキング及びエッチング工程または当技術分野で知られた他の適した工程によって実施することができる。いくつかの実施例において、副層１６ａ、１６ｂの一方は、１つまたは複数の金属層（例えば１つまたは複数の反射性及び／または導電性層）上に成膜された副層１６ｂのように、絶縁性又は誘電体層であることができる。加えて、光学積層体１６は、ディスプレイの行電極を形成する個別に平行な線状にパターニングすることができる。
【００４９】
工程８０は、光学積層体１６上への犠牲層２５の形成を伴うブロック８４へ続く。犠牲層２５は、後に除去されて（例えば、ブロック９０において）、キャビティ１９を形成するため、犠牲層２５は、図１に示される結果的に得られる干渉変調器１２には図示されない。図８Ｂは、光学積層体１６上に形成された犠牲層２５を含む部分的に形成されたデバイスを示している。光学積層体１６上への犠牲層２５の形成は、モリブデン（Ｍｏ）またはアモルファスシリコン（Ｓｉ）のような二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）でエッチング可能な材料の、続く除去後には所望の設計寸法（例えば高さ）を有するギャップまたはキャビティ１９（図１及び図８Ｅも参照のこと）を提供するように選択された厚さでの成膜を含んでもよい。犠牲材料の成膜は、物理的気相成膜（ＰＶＤ、例えばスパッタリング）、プラズマ化学気相成膜（ＰＥＣＶＤ）、熱化学気相成膜（熱ＣＶＤ）またはスピンコーティングのような成膜技術を用いて実施されるものであってよい。
【００５０】
工程８０は、支持構造、例えば図１、６及び８Ｃに示されているようなポスト１８の形成を伴うブロック８６へ続く。ポスト１８の形成は、犠牲層２５をパターニングし、支持構造開口部を形成し、次いで、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤまたはスピンコーティングのような成膜方法を用いて材料（例えばポリマーまたは例えば酸化シリコンのような無機材料）を開口内に成膜してポスト１８を形成することを含むものであってよい。いくつかの実施例において、犠牲層に形成される支持構造開口部は、犠牲層２５及び光学積層体１６の両方を通して、その下に位置する基板２０まで延設することができ、ポスト１８の下端部は、図６Ａに示されるように、基板２０に接触する。その代わりに、図８Ｃに示されるように、犠牲層２５に形成される開口は、犠牲層２５を通して延設することができるが、光学積層体１６を通さないようにすることができる。例えば、図８Ｅは、支持ポスト１８の下端が光学積層体１６の上部表面と接触することを示している。ポスト１８、またはその他の支持構造は、犠牲層２５上へ支持構造材料の層を成膜し、犠牲層２５の開口部以外の場所に位置する支持構造材料の部分をパターニングすることによって形成されるものであってよい。支持構造は、図８Ｃに示されるように、開口内に位置するものであってもよいが、少なくとも部分的に、犠牲層２５の一部の上へ延設することもできる。上で注記したように、犠牲層２５及び／または支持ポスト１８のパターニングはパターニング及びエッチング工程によって行うことができるが、代替的なエッチング方法によって実施されるものであってもよい。
【００５１】
工程８０は、図１、６及び８Ｄに示される可動反射層１４のような可動反射層またはメンブレンの形成を伴うブロック８８へ続く。可動反射層１４は、１つまたは複数のパターニング、マスキング及び／またはエッチング段階を伴う、１つまたは複数の成膜段階、例えば反射層（例えばアルミニウム、アルミニウム合金）成膜を用いることにより、形成されるものであってよい。可動反射層１４は、導電性であることができ、導電層として称される。いくつかの実施例において、可動反射層１４は、図８Ｄに示されるように、複数の副層１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含むものであってよい。いくつかの実施例において、副層１４ａ、１４ｃのような１つまたは複数の副層は、その光学特性に関して選択された、高い反射性の副層を含むものであってよく、他の副層１４ｂは、その機械的特性に関して選択された機械的副層を含むものであってよい。犠牲層２５は、依然として、ブロック８８で形成された部分的に形成された干渉変調器内に存在しているので、可動反射層１４は典型的にはこの段階では可動ではない。犠牲層２５を含む部分的に形成されたＩＭＯＤはまた、本明細書では「リリースされていない」ＩＭＯＤとも称されうる。図１に関連して上述したように、可動反射層１４は、ディスプレイの列を形成する個別であり平行な線状にパターニングすることができる。
【００５２】
工程８０は、キャビティ、例えば図１、６及び８Ｅに示されるようなキャビティ１９の形成を伴うブロック９０へ続く。キャビティ１９は、（ブロック８４で成膜された）犠牲層２５を、エッチャントにさらすことにより形成されるものであってよい。例えば、ＭｏやアモルファスＳｉのようなエッチング可能な犠牲材料は、乾式化学エッチングによって、例えば、犠牲層２５を固体ＸｅＦ２から得られる蒸気のようなガス状または蒸気エッチャントへ、所望の量の材料を除去するのに効果的な時間だけさらすことにより、除去されてもよく、典型的にはキャビティ１９周囲の構造に対して選択的に除去される。他のエッチング方法、例えば、湿式エッチング及び／またはプラズマエッチングもまた用いられてもよい。犠牲層２５はブロック９０の間に除去されるので、可動反射層１４は、この段階の後には典型的には可動となる。犠牲材料２５の除去後、結果的に得られる完全にまたは部分的に形成されたＩＭＯＤは、本明細書では「リリースされた」ＩＭＯＤと称されうる。
【００５３】
図８Ａから８Ｅを参照して説明された干渉変調器は、緩和状態及び作動状態を有する２状態安定ディスプレイ素子である。特定の干渉変調器は、アナログ干渉変調器として実施されることができる。アナログ干渉変調器は、２つの状態より多くを有するように構成され、駆動されることができる。例えば、アナログ干渉変調器の１つの実施例において、単一の可動層が、光学共振ギャップの高さを変更するように最も高い位置と最も低い位置との間のどのようなギャップ高さでも位置することができ、干渉変調器はそれぞれが特定の光の波長を反射する様々な状態に位置することができる。それぞれの反射光の波長は、単色または混色に対応する。例えば、このようなデバイスは、赤色の状態、緑色の状態、青色の状態、黒色の状態及び白色の状態を持つことができる。従って、単一の干渉変調器は、光学スペクトルの幅広い範囲に渡って、様々な光の反射特性を有するように構成されることができる。さらに、アナログ干渉変調器の光学積層体は、上述した２状態安定ディスプレイ素子と異なるものであってもよく、これらの違いが異なる光学的な結果を生むものでありうる。例えば、上述した２状態安定素子においては、閉状態が２状態安定素子を暗い黒色反射状態とする。いくつかの実施例において、アナログ干渉変調器は、吸収層を含むことができ、可動層が吸収層の近くに位置するときは、白色反射状態を有するように構成されることができる。
【００５４】
図９Ａは、電圧駆動され、可動反射層８０６ａが緩和（または非作動）位置にある状態が示されている３端子干渉変調器の断面の一例を示している。変調器８００ａは、上部電極８０２ａ及び下部電極８１０ａを含む。当業者が了解するように、「上部」及び「下部」という語句は、図の説明を容易にするために用いられることがあり、適切に方向づけられたページ上の図の方向に対応する相対的な位置を示しており、実施されるようにＩＭＯＤの適切な方向を反映していないことがありうる。上部及び下部電極８０２ａ、８１０ａは、導電性材料から形成される。１つの実施例において、電極８０２ａ、８１０ａは、１つまたは複数の金属層である。変調器８００ａはまた、上部電極８０２ａと下部電極８１０ａとの間に少なくとも部分的に配置される可動層８０６ａを含む。
【００５５】
図９Ａに示される可動層８０６ａは、反射性かつ導電性である金属層を含むことができる。いくつかの実施例において、可動層８０６ａは、反射層、導電層及び反射層と導電層との間に配置されるメンブレン層を含む複数の層を含むことができる。可動層８０６ａは、例えば、アルミニウム、銅、銀、モリブデン、金、クロム、合金、酸窒化シリコン及び／またはその他の誘電体材料を含む様々な材料を含むことができる。可動層８０６ａの厚さは、所望の実施例に基づいて様々なものとすることができる。１つの実施例において、可動層８０６ａは、約２０ｎｍから約１００ｎｍの間の厚さを有する。いくつかの実施例において、反射性かつ導電性の層の間に配置されるメンブレン層は、１つまたは複数の誘電体材料から形成されることができる。
【００５６】
上部電極８０２ａ、下部電極８１０ａ及び可動層８０６ａのそれぞれは、干渉変調器８００ａの端子を形成する。３つの端子は、ポスト８０４ａによって分離され、電気的に絶縁されており、ポストは、電極８０２ａと８１０ａとの間で可動層８０６ａを支持している。可動層８０６ａの少なくとも一部分は、上部電極８０２ａと下部電極８１０ａとの間でキャビティ（または空間）内を動くように構成されている。
【００５７】
図９Ａにおいて、可動層８０６ａは、平衡（例えば、非作動）位置にあることが示されており、可動層は、ほぼ平坦及び／または上部及び下部電極８０２ａ、８１０ａとほぼ平行である。この段階において、可動層８０６ａは、印加される電圧によって駆動されておらず、又は、どのような電圧が印加されても静電力をオフセットすることとなり、可動層８０６ａは電極８０２ａ、８１０ａのどちらかの方向へ駆動されない。
【００５８】
可動層８０６ａを、様々な回路構成を用いて、上部及び下部電極８０２ａ、８１０ａの間で駆動することができる。図９Ａに示されるように、変調器８００ａは、第１の制御回路８５０ａ及び第２の制御回路８５２ａを含む。第１の制御回路８５０ａは、上部電極８０２ａ及び可動層８０６ａに電圧を印加するように構成されることができる。結果的に得られるポテンシャルは、可動層８０６ａと上部電極８０２ａとの間に電場を形成し、可動層８０６ａを作動する静電力を発生させる。可動層８０６ａがこのように静電的に作動すると、上部電極８０２ａの方向へ動く。可動層８０６ａは、緩和位置（例えば、非作動位置）と上部電極８０２ａとの間の様々な位置へ、制御回路８５０ａによって印加される電圧を変化させることにより、移動することができる。
【００５９】
さらに図９Ａを参照すると、可動層８０６ａが、この平衡位置から離れて動く（例えば、上部電極８０２ａまたは下部電極８１０ａの方向へ）と、可動層８０６ａの側部の形状が変形または屈曲することができ、可動層８０６ａを平衡位置へ戻そうとし、可動層の復元力として働く弾性バネ力を提供することができる。いくつかの実施例において、変調器８００ａは、干渉変調器として構成され、可動電極８０６ａは、基板層８１２ａを通して構造に入る光を反射する鏡として働く。１つの実施例において、基板８１２ａは、ガラスから作られるが、基板８１２ａはその他の材料、例えばプラスチックから形成されることができる。１つの実施例において、上部電極８０２ａは、例えばクロムから形成される吸収層（例えば、部分的に透過性であり部分的に反射性である層）を含む。いくつかの実施例において、誘電体積層体（例えば、異なる屈折率を有する誘電体材料の２層）が、可動反射層８０６ａと電極８０２ａとの間に配置されて、基板８１２ａを通して変調器８００ａに入る光を選択的にフィルターすることができる。変調器８００ａが光を選択的に反射するように構成された実施例において、干渉キャビティ８４０ａが、電極８０２ａと可動層８０６ａとの間に配置されることができる。干渉キャビティ８４０ａの高さ（例えば、電極８０２ａと可動層８０６ａとの間の距離）は、可動層８０６ａが上部電極８０２ａと下部電極８１０ａとの間を移動するにつれて変化する。
【００６０】
さらに図９Ａを参照すると、第２の制御回路８５２ａは、下部電極８１０ａ及び可動層８０６ａに電圧を印加するように構成される。可動層８０６ａが反射層及び導電層を含むような実施例においては、電圧は、反射層または導電層において、可動層８０６ａに印加されることができる。電圧の印加は、可動層８０６ａと下部電極８１０ａとの間に電場を発生させ、可動層８０６ａを作動させる静電力を発生させる。可動層８０６ａが第２の制御回路８５２ａによって静電的に作動すると、下部電極８１０ａの方向へ移動する。さらなる電圧を印加することは、可動層８０６ａを下部電極８１０ａへより近接させる、より強い静電力を発生させる。そのため、可動層８０６ａは、制御回路８５２ａによって印加される電圧を変更することにより、緩和位置と下部電極８１０ａとのあいだの様々な位置へ移動することができる。
【００６１】
いくつかの実施例において、第１及び第２の制御回路８５０ａ、８５２ａは、可動層８０６ａの移動を制御するために、同時にまたは別々に電圧を印加するように構成されることができる。例えば、第１の制御回路８５０ａは、第１の電圧を上部電極８０２ａ及び可動層８０６ａに印加することができ、第２の制御回路８５２ａは、同時に第２の電圧を下部電極８１０ａ及び可動層８０６ａに印加することができる。このような例において、可動層８０６ａの移動は、第１及び第２の制御回路８５０ａ、８５２ａによって印加される２つの電圧の大きさによって決定される。他の実施例においては、第１及び第２の制御回路８５０ａ、８５２ａは、同時に電圧を可動層８０６ａに印加しない。
【００６２】
図９Ｂは、電荷駆動する、可動層が緩和位置にある状態が示されている３端子干渉変調器の断面図の一例が示されている。変調器８００ｂは、上部電極８０２ｂ、下部電極８１０ｂ及びその間に配置される可動層８０６ｂを含む。変調器８００ｂは、端子８０２ｂ、８１０ｂ及び８０６ｂを他の基板から絶縁し、可動層８０６ｂを電極８０２ｂ、８１０ｂの間に、例えば上部電極８０２ｂから８４０ｂで示される距離に位置させる、ポスト８０４ｂをさらに含むことができる。
【００６３】
制御回路８５０ｂは、上部電極８０２ｂ及び下部電極８１０ｂに電圧を印加するように構成される。第２の制御回路８５２ｂは、可動層８０６ｂに電荷量を選択的に印加するように構成される。いくつかの実施例において、第２の制御回路８５２ｂは、特定の時間の間オンになるチャージポンプまたは電流源を含む。いくつかの実施例において、第２の制御回路８５２ｂは、キャパシタへの電圧の接続を制御するための１つまたは複数のスイッチングデバイスを用いることができる。１つの実施例において、第２の制御回路８５２ｂは、可動層８０６ｂに、約１ｐＣから約２０ｐＣの電荷を印加するように構成されることができるが、その他の電荷もまた印加されるようにできる。制御回路８５０ｂ、８５２ｂを用いることにより、可動層８０６ｂの静電作動が達成される。接続されると、つまり、スイッチ８３３ｂが可動層８０６ｂに接触すると、第２の制御回路８５２ｂは、可動層８０６ｂにある量の正電荷を供給する。帯電した可動層８０６ｂは、次いで、制御回路８５０ｂによる上部電極８０２ｂと下部電極８１０ｂとの間の電圧の印加によって発生した電場と相互作用する。帯電した可動層８０６ｂと電場との相互作用により、可動層８０６ｂは電極８０２ｂ、８１０ｂ間を移動する。可動層８０６ｂは、制御回路８５０ｂによって印加される電圧を変更することにより、様々な位置へ移動することができる。例えば、制御回路８５０ｂによって印加される電圧Ｖｃ（図９Ｂにおいて下部電極８１０ｂに示されるように、「正」）により、下部電極８１０ｂは、上部電極８０２ｂに対して正のポテンシャルとなり、下部電極８１０ｂは、正に帯電した可動層８０６ｂと反発する。従って、図示された電圧Ｖｃにより、可動層８０６ｂは、上部電極８０２ｂの方向へ移動する。可動層８０６ｂが正に帯電するものと仮定すると、制御回路８５０ｂによる電圧Ｖｃの印加により、下部電極８１０ｂは、上部電極８０２ｂに対して負のポテンシャルへ駆動され、可動層８０６ｂを下部電極８１０ｂの方向へ引き寄せる。このようにして、可動層８０６ｂは、電極８０２ｂ、８１０ｂの間の位置の幅広い範囲を移動することができる。
【００６４】
スイッチ８３３ｂは、可動層８０６ｂを第２の制御回路８５２ｂへ選択的に接続または第２の制御回路８５２ｂから選択的に切断するために用いられることができる。当業者であれば、スイッチ８３３ｂの代わりに当技術分野で知られるその他の方法が、可動層８０６ｂを第２の制御回路８５２ｂへ選択的に接続または第２の制御回路８５２ｂから選択的に切断するために用いられてもよいことは理解するであろう。例えば、薄膜半導体、ヒューズ、またはアンチヒューズもまた用いることができる。
【００６５】
スイッチ８３３ｂは、可動層８０６ｂに特定の量の電荷を供給するために、制御回路（図示されない）によって開閉するように構成されることができる。電荷レベルは、所望の静電力に基づいて選択することができる。さらに、印加した電荷が可動層８０６ｂから漏れてなくなってしまうまたは散逸しうるため、制御回路は時間と共に電荷を再印加するように構成されることができる。いくつかの実施例において、電荷は、特定の時間間隔に従って、可動層８０６ｂに再印加されることができる。１つの実施例において、特定の時間間隔は、約１０ミリ秒から約１００ミリ秒の間の範囲である。
【００６６】
図９Ｃは、可動層に印加された電荷が制御回路によって印加された異なる電圧によって変化するときの可動層のたわみのシミュレーションを示す図の一例を示している。曲線８７１は、約２９．４９Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加される電荷が変化するときの干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみを表す。０．０（ゼロ）電荷及び０．０（ゼロ）たわみ量から右への以下の曲線８７１から分かるように、正電荷を印加すると、可動層は正の相対的方向へたわむ。また、０．０（ゼロ）電荷及び０．０（ゼロ）たわみ量から左への以下の曲線８７１は、負電荷を印加すると、可動層は負の相対的方向へたわむことを示している。曲線８７３は、約２２．５０Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加された電荷が変化するときの、干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみ量を表している。曲線８７５は、約１５．５１Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加された電荷が変化するときの、干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみ量を表している。曲線８７７は、約８．５２Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加される電荷が変化するときの、干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみ量を表している。曲線８７９は、約１．５３Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加される電荷が変化するときの、干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみ量を表している。曲線８８１は、約−５．４６Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加される電荷が変化するときの、干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみ量を表している。曲線８８３は、約−１２．４５Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加される電荷が変化するときの、干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみ量を表している。曲線８８５は、約−１９．４４Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加された電荷が変化するときの、干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみ量を表している。曲線８８７は、約−２６．４３Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加される電荷が変化するときの、干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみ量を表している。曲線８８９は、約−３３．４２Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加される電荷が変化するときの、干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみ量を表している。曲線８９１は、約−４０．４２Ｖの電圧が制御回路によって印加されたときに、可動層に印加される電荷が変化するときの、干渉変調器の１つの実施例における可動層のシミュレーションされたたわみ量を表している。
【００６７】
図９Ｄは、ある状態（または位置）の範囲を通して可動層を駆動するように構成された３端子干渉変調器の断面の一例を示している。図示されるように、可動層９０６は、上部電極９０２と下部電極９１０との間の様々な位置９３０から９３６を移動することができる。１つの実施例において、可動層９０６は、図９Ａに関して説明したように方法、用いる構造に従って動くことができる。他の１つの実施例において、可動層９０６は、図９Ｂに関して説明したように、方法、用いる構造に従って動くことができる。
【００６８】
変調器９００は、変調器の構成に依存する特定の光の波長を選択的に反射することができる。いくつかの実施例において、上部電極９０２と可動層９０６との間の距離は、変調器の干渉特性を変化させる。いくつかの実施例において、上部電極９０２は、吸収層として働き、又は吸収層を含むことができる。例えば、変調器９００は、変調器の基板９１２側を通して見られるように構成することができる。この例において、光は、基板９１２を通して変調器９００に入る。可動層９０６の位置に依存して、様々な波長の光が、可動層９０６から基板９１２を通して反射して戻され、これによって様々な色の外観が得られる。例えば、位置９３０において、赤色（Ｒ）の波長の光が反射され、その一方で他の色は吸収される。従って、可動層９０６が位置９３０にあるとき、干渉変調器９００は、赤色状態にあると考えることができる。可動層９０６が位置９３２に移動すると、変調器９００は、緑色状態にあり、緑色（Ｇ）の光が基板９１２を通して反射される。可動層９０６が位置９３４に移動すると、変調器９００は青色状態にあり、青色（Ｂ）の光が反射され、可動層９０６が位置９３６に移動すると、変調器は白色状態にあり、可視スペクトルの全ての波長の光が反射される（例えば、白色（Ｗ）が反射される）。１つの実施例において、可動層９０６が白色状態にあるとき、可動層と上部電極９０２との間の距離は非常に小さく、例えば、約１０ｎｍよりもおおよそ小さく、いくつかの実施例においては、約０から５ｎｍであり、他の実施例においては、約０から１ｎｍである。１つの実施例において、可動層９０６が赤色状態にあるとき、可動層と上部電極９０２との間の距離は約３５０ｎｍである。１つの実施例において、可動層９０６が緑色状態にあるとき、可動層と上部電極９０２との間の距離は約２５０ｎｍである。１つの実施例において、可動層９０６が青色状態にあるとき、可動層と上部電極９０２との間の距離は約２００ｎｍである。１つの実施例において、可動層９０６が黒色状態にあるとき、可動層と上部電極９０２との間の距離は約１００ｎｍである。当業者であれば、変調器９００が、その他の状態をとることができ、変調器９００の製造に用いられる材料及び可動層９０６の位置に応じて他の波長の光または複数の波長の光の組み合わせを選択的に反射できることを理解するであろう。従って、いくつかの実施例において、可動層９０６が動くことができる距離を最大化する一方で変調器９００の安定性を維持することが望ましい。
【００６９】
図１０Ａは、可動層と上部電極との間であって可動層上に配置された静電容量制御層を有する３端子干渉変調器の断面の一例を示している。干渉変調器１０００ａは、可動層１００６ａが上部電極１００２ａと下部電極１０１０ａとの間で静電的に駆動されるように構成される。いくつかの実施例において、可動層１００６ａは、基板層１０１２ａを通して構造に入射する光を反射する鏡として働く。いくつかの実施例において、上部電極１００２ａと可動層１００６ａとの間に印加される電圧によって導入される電場は、以下のように定義することができる。
【００７０】
【数１】
2013545117.tif 000003
【００７１】
ここで、
Ｅは制御回路によって印加される電圧Ｖによる電場であり、
δ１は上部電極１００２ａと可動層１００６ａとの間の有効距離である。
【００７２】
同様に、下部電極１０１０ａと可動層１００６ａとの間に印加される電圧によって導入される電場は、以下のように定義することができる。
【００７３】
【数２】
2013545117.tif 000004
【００７４】
ここで、
Ｅは制御回路によって印加される電圧Ｖによる電場であり、 
δ２は下部電極１０１０ａと可動層１００６ａとの間の有効距離である。
【００７５】
有効距離は、２つの電極間の実際の距離（例えば、ｄ１及びｄ２）並びに静電容量制御層１０８０ａの効果の両方を考慮する。従って、δ１＝ｄ１＋ｄε／εであり、δ２＝ｄ２＋ｄε／εである。示された実施例において、可動層１００６ａと下部電極１０１０ａとの間に静電容量制御層が配置されていないため、δ２＝ｄ２である。いくつかの実施例において、静電容量制御層１０８０ａは、有効距離を増加させるように働き、静電容量制御層自体の有効距離は、ｄε／εで計算され、ここで、ｄεは、静電容量制御層の厚さであり、εは、静電容量制御層１０８０ａの誘電率である。高い誘電率を有する材料が電場内に配置されると、その電場の強度は、誘電体材料の体積内で測定可能な程度に減少する。一方で、静電容量制御層１０８０ａは、電極１００２ａと可動層１００６ａとの間の電場及び静電力を減少させることによって、上部電極１００２ａと可動層１００６ａとの間の有効距離を増加させる。静電容量制御層は、様々な厚さを有することができ、様々な材料から形成することができる。例えば、静電容量制御層は、約１００ｎｍから３０００ｎｍの間の厚さを有することができる。いくつかの実施例において、静電容量制御層は、誘電体材料、例えば誘電率が約５である酸窒化シリコンまたは誘電率が約４である二酸化シリコンを含むことができる。静電容量制御層は、単一の材料の層または材料を複合した積層から形成することができる。
【００７６】
さらに図１０Ａを参照すると、可動層１００６ａに働く静電力が可動層１００６ａの機械的復元力よりも大きい場合、変調器１０００ａにおいて不安定さが生ずる可能性がある。これが起こると、可動層１００６ａは作動電極に向かって急速に動く（または「スナップする」）ことがあり、この移動は変調器１０００ａの光学干渉特性に影響を及ぼす可能性がある。機械的復元力ＦＳは、次のように定義することができる。
【００７７】
【数３】
2013545117.tif 000005
【００７８】
ここで、
Ｋは、可動層の複合バネ定数であり、
ｘは、制御回路によって電圧が印加されていないときの可動層１００６ａの平行位置または緩和位置に対する可動層１０００６ａの位置である。
【００７９】
そのため、変調器１０００ａの不安定さの点は、可動層１００６ａの機械的復元力を、可動層に印加される静電力とつりあわせることによって決定できる。可動層１００６ａに働く静電力は、上部電極１００２ａと可動層１００６ａとの間及び下部電極１０１０ａと可動層１００６ａとの間の電場に関連する。従って、安定を維持することが、可動層１００６ａの機械的復元力が可動層に印加される静電力よりも大きいｘの範囲を計算することによって決定できる一方で、距離全体に渡って可動層１００６ａは、上部電極１００２ａと下部電極１０１０ａとの間を動くことができる。この移動の距離または安定な範囲は、電極と可動層１００６ａとの間の有効距離を増加させることによって増加させることができる。
【００８０】
さらに図１０Ａを参照すると、一例において、静電容量制御層１０８０ａは、酸窒化シリコンを含み、約１５０ｎｍの厚さを有し、可動層１００６ａが緩和しているときの静電容量制御層１０８０ａと上部電極１００２ａとの間の距離（ｄ１）は約３２９ｎｍであり、可動層が緩和しているときの可動層１００６ａと下部電極１０１０ａとの間の距離（ｄ２）は約３００ｎｍである。この例示的な構成において、図９Ｂに示された制御機構８５０ｂを用いると、可動層１００６ａは、ｄ１の約８３％までを通して安定的に移動することができ、その一方ｄ２を通した安定的な移動は、全距離の約７４％に限られる。上部電極１００２ａへ向かう安定な動作の増加した範囲は、静電容量制御層１０８０ａによる可動層１００６ａと上部電極１００２ａとの間の有効距離の増加に起因する。ｄ１を通した安定な動作の増加した範囲はまた、全体として、変調器１０００ａの安定な動作の範囲を増加させる。この特定の例において、可動層１００６ａは、ｄ１及びｄ２の合計の約７９％を通して安定的に移動することができる。
【００８１】
図１０Ｂは、可動層と上部電極との間において可動層上に配置される第１の静電容量制御層及び可動層と下部電極との間において可動層上に配置される第２の静電容量制御層を有する３端子干渉変調器の断面の例を示している。第２の静電容量制御層１０８０ｂ’は、上述のように、可動層と下部電極１０１０ｂとの間の安定的な移動の範囲を増加させるように構成することができ、変調器１０００ｂの光学的状態の全範囲を増加させる。一例において、第１の静電容量制御層１０８０ｂは、酸窒化シリコンを含み、約１５０ｎｍの厚さを有し、可動層１００６ｂが緩和しているときの第１の静電容量制御層１０８０ｂと上部電極１００２ｂとの間の距離（ｄ１）は、約４５０ｎｍであり、可動層が緩和しているときの第２の静電容量制御層１０８０ｂ’と下部電極１０１０ｂとの間の距離（ｄ２）は、約１５０ｎｍである。この例示的な構成において、可動層１００６ｂは、ｄ１の約８２％まで通して安定的に移動でき、ｄ２の約９８％までを通して安定的に移動できる。可動層１００６ｂがこの例において通して移動できる全範囲は、静電容量制御層の存在のため、ｄ１とｄ２との合計の約９１％である。
【００８２】
図１０Ｃは、静電容量制御層上に配置された保護層を有する図１０Ａの干渉変調器の断面の一例を示している。保護層１０９０ｃは、静電容量制御層１０８０ｃを、変調器１０００ｃの製造の特定の方法においてエッチングされることから保護するように構成することができる。いくつかの実施例において、保護層１０９０ｃは、約５ｎｍから約５００ｎｍの範囲の厚さを有する。一例において、保護層１０９０ｃは、約１６ｎｍの厚さである。保護層１０９０ｃは、エッチャント、例えばＸｅＦ２に対して耐性のある材料から形成することができる。いくつかの実施例において、保護層１０９０ｃは、酸化アルミニウムまたは二酸化チタンを含むことができる。
【００８３】
さらに図１０Ｃを参照すると、一例において、静電容量制御層１０８０ｃは、酸窒化シリコンを含み、約１５０ｎｍの厚さを有する。（可動層１００６ｃが非作動または緩和しているときの）保護層１０９０ｃと上部電極１００２ｃとの間の距離（ｄ１）は、約５４０ｎｍである。可動層が緩和しているときの導電可動層１００６ｃと下部電極１０１０ｃとの間の距離（ｄ２）は、約３００ｎｍである。この例示的な構成において、可動層１００６ｃは、距離ｄ１の約８３％まで通して安定的に移動できる一方で、ｄ２を通した安定的な移動は、距離ｄ２の約７９％である。従って、可動層１００６ｃがこの例において通して移動できる全範囲は、距離ｄ１及びｄ２の合計の約８１％である。
【００８４】
図１０Ｄから１０Ｆにおいて、上部電極１００２ｄ（図１０Ｄ）、下部電極１０１０ｅ（図１０Ｅ）または上部及び下部電極の両方（図１０Ｆ）上に配置された１つまたは複数の静電容量制御層１０８０、１０８０ｄを有する変調器１０００ｄからｆが示されている。特に、図１０Ｄは、可動層と上部電極との間において上部電極上に配置された静電容量制御層を有する３端子干渉変調器の断面の一例を示している。静電容量制御層１０８０ｄは、可動層１００６ｄが上部電極１００２ｄに対して移動できる安定的な動作範囲を増大させる、上部電極１００２ｄと可動層１００６ｄとの間の静電力を減少させるように構成される。図１０Ｅは、可動層と下部電極との間において下部電極上に配置された静電容量制御層を有する３端子干渉変調器の断面図の一例を示している。静電容量制御層１０８０ｅは、可動層１００６ｅが下部電極１０１０ｅに対して移動できる安定的な動作範囲を増大させる、下部電極１０１０ｅと可動層１００６ｅとの間の静電力を減少させるように構成される。図１０Ｆは、可動層と上部電極との間において上部電極上に配置された第１の静電容量制御層及び可動層と下部電極との間において下部電極上に配置された第２の静電容量制御層を有する３端子干渉変調器の断面の一例を示している。第１及び第２の静電容量制御層１０８０ｆ、１０８０ｆ’は、電極１００２ｄ、１０１０ｆと可動層１００６ｆとの間の静電力を減少させ、このことが、可動層１００６ｆの上部及び下部電極に対する安定的な動作の範囲を増大させる。１つの実施例において、第１及び第２の静電容量制御層１０８０ｆ、１０８０ｆ’は、約１マイクロメートルから約３マイクロメートルの間の範囲の厚さを有する。
【００８５】
図１１は、干渉ディスプレイを製造する方法を示すフロー図の一例を示している。特定の部分及びブロックが、干渉変調器の実施例に適合するように記載されているが、その他の電気機械システムの実施例に関しては、異なる材料が用いられてもよく、ブロックが除外され、改良されまたは追加されてもよいことは理解されるであろう。
【００８６】
方法１１００は、ブロック１１０１において示されるように、第１の電極を提供するブロックを含む。図１を参照して上述したように、いくつかの実施例において、第１の電極は、いくつかの層、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような光学的に透明な導電体、クロムのような部分的に反射性の光学吸収体及び透明な誘電体を有する光学積層体を含むことができる。１つの実施例において、第１の電極は、約３０から８０Åの範囲の厚さを有するＭｏＣｒ層、約５０から１５０Åの範囲の厚さを有するＡｌＯｘ層及び約２５０から５００Åの範囲の厚さを有するＳｉＯ２層を含む。吸収層は、様々な金属、半導体及び誘電体のような部分的に反射性の様々な材料から形成することができる。部分的に反射性の層は、１つまたは複数の層から形成することができ、層のそれぞれは、単一の材料または複合材料から形成することができる。いくつかの実施例において、第１の電極の層は、平行な帯状にパターニングされ、図１を参照して上述したようにディスプレイデバイスの行／列電極を形成するものであってよい。
【００８７】
方法１１００はさらに、ブロック１１０３で示されるように第１の電極上に第１の犠牲層を形成するブロックを含む。第１の犠牲層は、以下に述べるように後に除去され、第１の電極と静電容量制御層との間にギャップまたは空間を形成する。第１の電極上への第１の犠牲層の形成は、成膜ブロックを含むことができる。さらに、第１の犠牲層は、多くの共振光学ギャップを有するディスプレイデバイスの形成を補助するように、１つより多い層を含むことができ、または様々な厚さの層を含むことができる。干渉変調器アレイに関して、それぞれのギャップサイズは様々な反射色を表すことができる。いくつかの実施例において、犠牲層は、支持ポストの形成を補助することができるようにビアを形成するようにパターニングされてもよい。
【００８８】
方法１１００はまた、ブロック１１０５において示されるように第１の犠牲層上に保護層を形成する段階及びブロック１１０７ａにおいて示されるように保護層上に静電容量制御層を形成する段階を任意に含むことができる。可動層は、第１の犠牲層上に形成することができる。上述するように、いくつかの実施例において、可動層は、単一の光学的反射性であり導電性である層を含むことができ、他の実施例において、可動層は反射層、導電層及び反射層と導電層との間に少なくとも部分的に配置されたメンブレン層を含む。反射層は、ブロック１１０７ｂに示されるように、第１の静電容量制御層と導電層との間に配置される。１つの実施例において、メンブレン層は誘電体層、例えば、ＳｉＯＮである。反射層及び導電層は、様々な材料、例えば金属を含むことができる。
【００８９】
ブロック１１０９に示されるように、方法１１００はさらに、可動層上に第２の犠牲層を形成する段階を含むことができる。第２の犠牲層は、典型的には後に除去されて可動層と第２の電極との間にギャップまたは空間を形成する。可動層上への第２の犠牲層の形成は、成膜ブロックを含むことができる。さらに、第２の犠牲層は、多数の共振光学ギャップを有するディスプレイデバイスの形成を補助するために、１つより多くの層を含むこと、または様々な厚さの層を含むことを選択することができる。第２の電極は、ブロック１１１１に示されるように第２の犠牲層上に位置することができる。最後に、方法１１００は、ブロック１１１３に示すように第１及び第２の犠牲層を除去する段階を含むことができる。犠牲層は、様々な方法を用いて、例えば、ＸｅＦ２ドライエッチ工程を用いて除去することができる。除去後は、可動層はキャビティを通して移動し、第１の電極及び／または第２の電極の方向へ変形することができる。当業者であれば、追加的なブロックが、干渉変調器の製造方法に含まれてもよく、図１０Ａから１０Ｆに示されたどの実施例も製造できるように、ブロックが入れ替えられまたは追加されてもよいことは理解するであろう。
【００９０】
上述のように、アナログ干渉変調器は、３端子構成を含むことができる。図１２Ａは、可動層が緩和位置にある２端子干渉変調器の断面図の一例を示している。干渉変調器１２００ａは、電極１２０２ａ及び絶縁ポスト１２０４ａによって電極１２０２ａから空間的に分離される可動層１２０６ａを含む。この構成において、可動層１２０６ａ及び電極１２０２ａは、それぞれ端子として考えることができる。可動層１２０６ａは、反射層、導電層及びその間に配置されたメンブレン層を任意に含むことができる。可動層１２０６ａは、静電的に駆動されて電極１２０２ａの方向へ移動し、変調器１２００ａの電極１２０２ａ側に入射する光の反射率を変化させる。３端子変調器に関して上述したように、可動層１２０６ａの動作の安定な範囲は、可動層の機械的復元力の、可動層１２０６ａを電極１２０２ａの方向へ移動させる静電力の強度との平衡によって決定される。１つの例において、可動層が緩和または非作動時の可動層１２０６ａと電極１２０２ａとの間の距離ｄ１は、５００ｎｍであり、可動層の安定的な動作の範囲は、距離ｄ１の約５９．５％である。３端子構成のように、２端子構成における可動層の安定的な動作の範囲は、可動層と電極との間に静電容量制御層を加えることによって増加させることができる。
【００９１】
図１２Ｂは、電極と可動層との間において可動層上に静電容量制御層が配置されている２端子干渉変調器の断面の一例を示している。静電容量制御層１２８０ｂは、可動層１２０６ｂと電極１２０２ｂとの間において可動層１２０６ｂ上に配置される。そのため、静電容量制御層１２８０ｂは、可動層１２０６ｂが、可動層１２０６ｂが静電容量制御層１２８０ｂがない場合に移動できるよりも大きなｄ１の範囲を安定的に移動できるようにする、電極１２０２ｂと可動層１２０６ｂとの間の静電力の強度を減少させる。
【００９２】
図１２Ｃは、可動層が、第１の部分及び第１の部分からオフセットされた第２の部分を含み、静電容量制御層が電極と可動層との間において可動層の第２の部分上に配置された２端子干渉変調器の断面の一例を示している。図示された実施例において、可動層１２０６ｃは、第１の部分１２９３及び第１の部分からオフセットされた第２の部分１２９５を含み、第１の部分１２９３は、第２の部分１２９５と電極１２０２ｃとの間に少なくとも部分的に配置されている。静電容量制御層１２８０ｃは、第２の部分１２９５上に配置され、第２の部分と電極１２０２ｃとの間の有効電気的距離を増加させる。そのため、静電容量制御層１２８０ｃは、電極１２０２ｃと第２の部分１２９５との間の静電力の強度を減少させ、第２の部分１２９５が、静電容量制御層１２８０ｃがない場合に安定的に動くことができるよりも大きなｄ１の範囲を通して第２の部分１２９５が安定的に動くことができるようになる。１つの例において、静電容量制御層１２８０ｃと電極１２０２ｃとの間の距離（ｄ１）は、約３００ｎｍから約８００ｎｍであり、静電容量制御層１２８０は、１５０ｎｍの厚さの酸窒化シリコン層を含み、第２の部分１２９５は、電極１２０２ｂの方向へｄ１の約８０％を通して安定的に移動することができる。従って、静電容量制御層は、２端子アナログ干渉変調器及び３端子アナログ干渉変調器の安定性及び多様性を増大させることができる。
【００９３】
図１３Ａ及び１３Ｂは、複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイス４０を示すシステムブロック図の例を示している。ディスプレイデバイス４０は、例えば、携帯電話とすることができる。しかしながら、ディスプレイデバイス４０の同一の構成部またはそのわずかな変形例もまた、テレビ、電子リーダー及び携帯メディアプレーヤーのような様々な型のディスプレイデバイスの実例となる。
【００９４】
ディスプレイデバイス４０は、筐体４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカー４５、入力デバイス４８およびマイク４６を含む。筐体４１は、射出成型及び真空成型を含むどの様々な製造工程で形成されることも可能である。加えて、筐体４１は、どのようなさまざまな材料から形成されてもよく、プラスチック、金属、ガラス、ゴム及びセラミック、またはそれらの組み合わせを含んでもよいが、それに限定されるものではない。筐体４１は、様々な色または様々なロゴ、絵またはシンボルを含むその他の取り外し可能な部品と交換されうる取り外し可能な部品（図示されない）を含むことができる。
【００９５】
ディスプレイ３０は、どのようなさまざまなディスプレイであってもよく、本明細書に示されるような２状態安定またはアナログディスプレイを含む。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤまたはＴＦＴ  ＬＣＤのようなフラットパネルディスプレイまたはＣＲＴまたはその他のブラウン管デバイスのような非フラットパネルディスプレイを含むように構成することができる。加えて、ディスプレイ３０は、本明細書で示されるような干渉変調器ディスプレイを含むことができる。
【００９６】
ディスプレイ４０の構成要素は、図１３Ｂに概略的に示されている。ディスプレイ４０は、筐体４１を含み、その内部に少なくとも部分的に格納される追加的な構成要素を含むことができる。例えば、ディスプレイデバイスは、送受信部４７と結合されるアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。送受信部４７は、プロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は調整用ハードウェア５２に接続される。調整用ハードウェア５２は、信号を調整する（例えば、信号をフィルターする）ように構成されてもよい。調整用ハードウェア５２は、スピーカー４５及びマイク４６に接続される。プロセッサ２１はまた、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９に接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８及びアレイドライバ２２に接続され、アレイドライバ２２はディスプレイアレイ３０に接続される。電源５０は、特定のディスプレイデバイス４０の設計によって求められるようにすべての構成要素に電力を供給することができる。
【００９７】
ネットワークインターフェース２７は、アンテナ４３及び送受信部４７を含み、ディスプレイデバイス４０は１つまたは複数のデバイスとネットワークを介して通信することができる。ネットワークインターフェース２７はまた、例えば、プロセッサ２１のデータ処理要求を補助する何らかの処理能力を有してもよい。アンテナ４３は、信号を送信および受信することができる。いくつかの実施例において、アンテナ４３は、ＩＥＥＥ１６．１１（ａ）、（ｂ）または（ｇ）を含むＩＥＥＥ１６．１１規格、またはＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇまたはｎを含むＩＥＥＥ８０２．１１規格に従ってＲＦ信号を送受信する。いくつかの他の実施例において、アンテナ４３は、ブルートゥース規格に従ってＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合に、アンテナ４３は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）、ＧＳＭ／Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＥＤＧＥ）、地上基盤無線（ＴＥＴＲＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ｂ、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ（ＨＳＰＡ）、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ（ＨＳＤＰＡ）、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｅｓｓ（ＨＳＵＰＡ）、Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ（ＨＳＰＡ＋）、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ＡＭＰＳまたは３Ｇまたは４Ｇ技術を利用するシステムのような無線ネットワーク内で通信するのに用いられるその他の既知の信号を受信するように設計される。送受信部４７は、アンテナ４３から受信した信号を事前処理することができ、その信号はプロセッサ２１によって受信され更に処理されてもよい。送受信部４７は、プロセッサ２１から受信した信号を処理することもでき、その信号はディスプレイデバイス４０からアンテナ４３を介して送信されてもよい。
【００９８】
いくつかの実施例において、送受信部４７は、受信部によって置き換えることができる。さらに、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ることができ、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蓄積または生成することができる。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の操作全体を制御することが可能である。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像ソースからの圧縮された画像データのようなデータを受け取り、原画像データまたは原画像データに迅速に処理されるフォーマットにデータを処理する。プロセッサ２１は、処理データをドライバコントローラ２９または蓄積のためにフレームバッファ２８に送信することができる。原データは典型的には画像内の各位置における画像特性を特定する情報を参照している。例えば、そのような画像特性は、色、彩度及びグレースケールレベルを含む。
【００９９】
プロセッサ２１は、ディスプレイデバイスの操作を制御するマイクロコントローラ、ＣＰＵまたは論理ユニットを含むことができる。調整用ハードウェア５２は、スピーカー４５へ信号を送信するため及びマイク４６から信号を受信するための増幅器及びフィルターを含んでもよい。調整用ハードウェア５２は、ディスプレイデバイス４０内のディスクリートな構成要素でもよく、またはプロセッサ２１またはその他の構成要素内に組み込まれてもよい。
【０１００】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された原画像データを、プロセッサ２１から直接またはフレームバッファ２８から受け取ることができ、原画像データをアレイドライバ２２への高速転送に適するように再フォーマットすることができる。いくつかの実施例において、ドライバコントローラ２９は、原画像データを、ラスター状フォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができ、データフローは、ディスプレイアレイ３０を走査するのに適した時間順を有する。次いで、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送信する。ＬＣＤコントローラのようなドライバコントローラ２９は、独立した集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサに組み込まれていることが多いが、そのようなコントローラは様々な方法で実施されてもよい。例えば、コントローラはプロセッサ２１にハードウェアとして埋め込まれてもよく、プロセッサ２１内にソフトウェアとして埋め込まれてもよく、またはアレイドライバ２２とともにハードウェア内に完全に統合されてもよい。
【０１０１】
アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマットされた情報を受け取ることができ、動画データを毎秒多数回、ディスプレイの画素のｘ−ｙ行列からの数百、時には数千（またはそれ以上）の配線に印加される波形の平行なセットに再フォーマットできる。
【０１０２】
いくつかの実施例において、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２およびディスプレイアレイ３０は、本明細書に記載されたディスプレイのどのような種類にも適している。例えば、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは２状態安定ディスプレイコントローラ（例えばＩＭＯＤコントローラ）であることができる。さらに、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは２状態安定ディスプレイドライバ（例えば、ＩＭＯＤディスプレイドライバ）であることができる。さらには、ディスプレイアレイ３０は従来のディスプレイアレイまたは２状態安定ディスプレイアレイ（例えば、ＩＭＯＤのアレイを含むディスプレイ）であることができる。いくつかの実施例において、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と共に統合することができる。そのような実施例は、携帯電話、腕時計及びその他の小面積ディスプレイのような高度に統合されたシステムでは一般的である。
【０１０３】
いくつかの実施例において、入力デバイス４８は、例えば使用者が、ディスプレイデバイス４０の操作を制御できるように構成することができる。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話のキーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチ感応画面、または感圧または感熱メンブレンを含むことができる。マイク４６は、ディスプレイデバイス４０に関する入力デバイスとして構成することができる。いくつかの実施例において、マイク４６を通した音声コマンドを、ディスプレイデバイス４０の操作を制御するために用いることができる。
【０１０４】
電源５０は、当技術分野で周知の様々なエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。例えば、電源５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池のような充電池とすることができる。電源５０はまた、再生可能エネルギー源、キャパシタ、プラスチック太陽電池または塗布型太陽電池を含む太陽電池とすることができる。電源５０はまた、壁のコンセントから電力を受電するように構成することができる。
【０１０５】
いくつかの実施例において、制御のプログラム可能機能が、電子ディスプレイシステムのいくつかの場所に位置することができるドライバコントローラ２９内に存在する。他のいくつかの実施例において、制御のプログラム可能機能は、アレイドライバ２２内に存在する。上述の最適化は、どのような数のハードウェア及び／またはソフトウェア構成要素においても、また様々な構成において実施されてもよい。
【０１０６】
本明細書で開示された実施例と関連して記載された様々な実例的なロジック、論理ブロック、モジュール、回路及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたは両者の結合として実施されてもよい。ハードウェアおよびソフトウェアの交換可能性が、機能の観点から一般的に説明され、上述の様々な実例の構成要素、ブロック、モジュール、回路及び段階で示された。そのような機能がハードウェア内に実装されるか、ソフトウェア内に実装されるかは、具体的な応用例及びシステム全体に課される設計の制約に依存する。
【０１０７】
本明細書に開示された態様に関連して記載された、本明細書に記載された機能を実施するために設計された様々な例示的なロジック、論理ブロック、モジュール及び回路を実装するために用いられるハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用の単一または複数チッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、Ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはそれらの組み合わせで実装または実行されるものであってよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、またはそのたどのような従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたはステートマシンであってもよい。プロセッサはまた、計算装置の組み合わせとして、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、またはそのような構成のその他どのようなものとして実施されてもよい。いくつかの実施例において、特定の段階および方法は、所定の機能に特化された回路によって実行されてもよい。
【０１０８】
１つまたは複数の態様において、記載された機能は、本明細書において開示された構造及びその構造的な等価物またはそのあらゆる組み合わせを含む、ハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフト、ファームウェア内に実装されるものであってよい。本明細書に記載された対象物の実施例はまた、１つまたは複数のコンピュータプログラム、つまり、データ処理装置によって実行されまたはデータ処理装置の操作を制御するためにコンピュータ蓄積媒体上に符号化されたコンピュータプログラムの命令の１つまたは複数のモジュールとして実施されることができる。
【０１０９】
本開示において記載された実施例の様々な改変は、当業者には容易に明らかであってよく、本明細書で規定された一般的な原理は本開示の思想または範囲を逸脱せずに、他の実施例に応用されてもよい。そのため、本開示は、本明細書に示された実施例に限定することを意図するものではなく、本明細書に開示された特許請求の範囲、原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲に一致されるべきである。「例示的な」という語句は、本明細書ではもっぱら「例、実例、例示として供する」ということを意味して用いられる。「例示的」として本明細書で記載されるどの実施例も、他の実施例に関して好適または有利であると必ずしも解釈されることはない。さらに、「上部」及び「下部」という語句は図の記述を容易にするために用いられることがあり、適切に方向づけられたページ上の図の方向に対応する相対的な位置を示しており、実施例としてＩＭＯＤの適切な方向を反映するものではないことがあることを、当業者ならば容易に了解するであろう。
【０１１０】
別個の実施例の文脈において本明細書に記載された特定の特徴もまた、単一の実施例の組み合わせにおいて実施されることができる。反対に、単一の実施例の文脈において記載される様々な特徴もまた、複数の実施例において個別に、またはどのような適切な下位の組み合わせにおいても実施することができる。さらには、特徴が特定の組み合わせにおいて働くとして記載され、そのようなものとして最初に主張されていたとしても、主張される組み合わせからの１つまたは複数の特徴は、いくつかの場合において、組み合わせから取り出すことができ、主張される組み合わせが下位の組み合わせまたは下位の組み合わせの変形例を指向するものであってもよい。
【０１１１】
同様に、操作が、特定の順序で図に示されていても、このことはそのような操作が示された特定の順序または順番の順序で実行されることを要求するものとして理解されるべきではなく、また全ての示された操作が、所望の結果を達成するために実行されることを要求するものとして理解されるべきではない。さらに、図がフロー図の形で１つまたは複数の例示的な工程を概略的に示すものであってもよい。しかしながら、示されていないその他の操作が、概略的に示された例示的な工程に組み込まれることができる。例えば、１つまたは複数の追加的な操作が、事前に、事後に、同時にまたは示された操作のどの間にも実行されることができる。特定の環境において、マルチタスクおよび並行処理が有利であってよい。さらには、上述された実施例の様々なシステム構成要素の分割が、全ての実施例においてそのような分割を必要とするものとして理解されるべきではなく、記載されたプログラム構成要素及びシステムが、一般的に単一のソフトウェア製品に統合されまたは複数のソフトウェア製品にパッケージ化されることができると理解されるべきである。さらに、その他の実施例も、以下の特許請求の範囲の範囲内にある。いくつかの場合において、特許請求の範囲に記載された動作は、その他の順序で実施されることができ、その場合でも所望の結果を達成することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１２  干渉変調器
１３  入射光
１４  可動反射層
１４ａ  反射副層
１４ｂ  支持層
１４ｃ  導電層
１５  反射光
１６  光学積層体
１６ａ  光学吸収体
１６ｂ  誘電体
１８  ポスト
１９  ギャップ
２０  基板
２１  プロセッサ
２２  アレイドライバ
２３  黒色マスク構造
２４  行駆動回路
２５  犠牲層
２６  列駆動回路
２７  ネットワークインターフェース
２８  フレームバッファ
２９  ドライバコントローラ
３０  ディスプレイアレイ
３２  テザー
３４  変形可能層
３５  スペーサー層
４０  ディスプレイデバイス
４１  筐体
４３  アンテナ
４５  スピーカー
４６  マイク
４７  送受信部
４８  入力デバイス
５０  電源
５２  調整用ハードウェア
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ  ライン時間
６２  高いセグメント電圧
６４  低いセグメント電圧
７０  リリース電圧
７２  高い保持電圧
７４  高い位置指定電圧
７６  低い保持電圧
７８  低い位置指定電圧
８０  製造工程
８２、８４、８６、８８、９０  工程ブロック
８００ａ、８００ｂ  変調器
８０２ａ、８１０ｂ  上部電極
８０４ａ、８０４ｂ  ポスト
８０６ａ、８０６ｂ  可動反射層
８１０ａ、８１０ｂ  下部電極
８１２ａ  基板
８３３ｂ  スイッチ
８４０ａ  干渉キャビティ
８４０ｂ  距離
８５０ａ、８５０ｂ  第１の制御回路
８５２ａ、８５２ｂ  第２の制御回路
８７１、８７３、８７５、８７７、８７９、８８１、８８３、８８５、８８７、８８９、８９１  可動層のシミュレーションされたたわみ量
９００  変調器
９０２  上部電極
９０６  可動層
９１０  下部電極
９１２  基板
９３０、９３２、９３４、９３６  可動層の位置
１０００ａ、１０００ｂ、１０００ｃ、１０００ｄ、１０００ｅ、１０００ｆ  干渉変調器
１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃ、１００２ｄ  上部電極
１００６ａ、１００６ｂ、１００６ｃ１００６ｅ、１００６ｆ  可動層
１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃ１０１０ｅ、１０１０ｆ  下部電極
１０１２ａ  基板層
１０８０、１０８０ａ、１０８０ｃ、１０８０ｄ、１０８０ｅ  静電容量制御層
１０８０ｂ、１０８０ｆ  第１の静電容量制御層
１０８０ｂ’、１０８０ｆ’  第２の静電容量制御層
１０９０ｃ  保護層
１１００  製造方法
１１０１、１１０３、１１０５、１１０７ａ、１１０７ｂ、１１０９、１１１１、１１１３  工程ブロック
１２００ａ  干渉変調器
１２０２ａ、１２０２ｂ、１２０２ｃ  電極
１２０４ａ  絶縁ポスト
１２０６ａ、１２０６ｂ、１２０６ｃ  可動層
１２８０ｂ、１２８０ｃ  静電容量制御層
１２９３  第１の部分
１２９５  第２の部分
【図１】
2013545117.tif 000006
【図２】
2013545117.tif 000007
【図３】
2013545117.tif 000008
【図４】
2013545117.tif 000009
【図５Ａ】
2013545117.tif 000010
【図５Ｂ】
2013545117.tif 000011
【図６Ａ】
2013545117.tif 000012
【図６Ｂ】
2013545117.tif 000013
【図６Ｃ】
2013545117.tif 000014
【図６Ｄ】
2013545117.tif 000015
【図６Ｅ】
2013545117.tif 000016
【図７】
2013545117.tif 000017
【図８Ａ】
2013545117.tif 000018
【図８Ｂ】
2013545117.tif 000019
【図８Ｃ】
2013545117.tif 000020
【図８Ｄ】
2013545117.tif 000021
【図８Ｅ】
2013545117.tif 000022
【図９Ａ】
2013545117.tif 000023
【図９Ｂ】
2013545117.tif 000024
【図９Ｃ】
2013545117.tif 000025
【図９Ｄ】
2013545117.tif 000026
【図１０Ａ】
2013545117.tif 000027
【図１０Ｂ】
2013545117.tif 000028
【図１０Ｃ】
2013545117.tif 000029
【図１０Ｄ】
2013545117.tif 000030
【図１０Ｅ】
2013545117.tif 000031
【図１０Ｆ】
2013545117.tif 000032
【図１１】
2013545117.tif 000033
【図１２Ａ】
2013545117.tif 000034
【図１２Ｂ】
2013545117.tif 000035
【図１２Ｃ】
2013545117.tif 000036
【図１３Ａ】
2013545117.tif 000037
【図１３Ｂ】
2013545117.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月24日(2013.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極、
可動層であって、第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに少なくとも一部が前記第１の電極の方向へ移動するように構成された可動層、
前記可動層と前記第１の電極との間に配置された干渉キャビティ、
及び前記可動層の一部の上に配置され、前記第１の電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置し、少なくとも部分的に透過性である第１の静電容量制御層、
を含む、ディスプレイデバイス。
【請求項２】
前記第１の電圧が前記可動層及び前記第１の電極に印加されるときに、前記静電容量制御層が、前記可動層と前記第１の電極との間の第１の電場の強度を減少するように構成された、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３】
前記第１の静電容量制御層及び前記第１の電極が、その間の距離ｄ１を規定し、前記第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ１の６７％よりも多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４】
前記第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ１の８０％よりも多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５】
前記第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ１の９０％よりも多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６】
前記第１の電極が、導電層及び吸収層を含み、前記吸収層が、少なくとも部分的に透過性である、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項７】
前記第１の静電容量制御層上に配置された第１の保護層をさらに含み、前記第１の保護層の少なくとも一部が、前記第１の静電容量制御層と前記第１の電極との間に少なくとも部分的に配置される、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項８】
前記第１の保護層が、酸化アルミニウムまたは二酸化チタンの一方を含む、請求項７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項９】
前記第１の保護層が、約５ｎｍから約５００ｎｍの間である厚さを有する、請求項８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１０】
第２の電極をさらに含み、前記可動層の一部が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置される、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１１】
第２の電圧が前記第２の電極と前記可動層との間に印加されるときに、前記可動層が、前記第２の電極の方向へ移動するように構成される、請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１２】
前記可動層の一部の上に配置された第２の静電容量制御層をさらに含み、前記第２の静電容量制御層が、前記第２の電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置する、請求項１１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１３】
前記第２の電圧が、前記可動層及び前記第２の電極に印加されるときに、前記第２の静電容量制御層が、前記可動層と前記第２の電極との間の第２の電場の強度を減少させるように構成される、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１４】
前記第２の静電容量制御層及び前記第２の電極が、その間の距離ｄ２を規定し、前記第２の電圧が、前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の６７％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１５】
前記第２の電圧が、前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の８０％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１６】
前記第２の電圧が、前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の９０％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動することができる、請求項１５に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１７】
前記第１及び第２の電圧を印加するように構成された制御回路をさらに含む、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１８】
前記第２の静電容量制御層が、二酸化シリコン又は酸窒化シリコンの一方を含む、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１９】
前記第２の静電容量制御層が、約１００ｎｍから約４０００ｎｍの間である厚さを有する、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２０】
前記第２の静電容量制御層上に配置された第２の保護層をさらに含み、前記第２の保護層の一部が、前記第２の静電容量制御層と前記第２の電極との間に少なくとも部分的に配置された、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２１】
前記第２の保護層が、酸化アルミニウムまたは二酸化チタンの一方を含む、請求項２０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２２】
前記第２の保護層が、約５ｎｍから約５００ｎｍの間である厚さを有する、請求項２０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２３】
前記第１の静電容量制御層が、誘電体材料を含む、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２４】
前記第１の静電容量制御層が、二酸化シリコンまたは酸窒化シリコンの一方を含む、請求項２３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２５】
前記第１の静電容量制御層が、約１００ｎｍから約４０００ｎｍの間である厚さを有する、請求項２４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２６】
前記第１の静電容量制御層が、約１５０ｎｍである厚さを有し、前記第１の静電容量制御層及び前記第１の電極が、その間のエアギャップを画定し、前記エアギャップが、約３００ｎｍから約７００ｎｍの間である大きさを有する、請求項２５に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２７】
ディスプレイ、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサ、及び
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスをさらに含む、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２８】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成されたドライバ回路をさらに含む、請求項２７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２９】
前記画像データの少なくとも一部を、前記ドライバ回路に送信するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項２８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３０】
前記画像データを前記プロセッサへ送信するように構成された画像ソースモジュールをさらに含む、請求項２７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３１】
前記画像ソースモジュールが、受信部、送受信部及び送信部のうち少なくとも１つを含む、請求項３０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３２】
入力データを受け取り、前記入力データを前記プロセッサに通信するように構成された入力デバイスをさらに含む、請求項２７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３３】
第１の電極、
光を干渉変調する手段であって、電圧が前記第１の電極及び前記変調手段に印加されるときに、前記変調手段の少なくとも一部が、前記第１の電極の方向へ移動するように構成され、干渉キャビティが、前記変調手段と前記第１の電極との間に配置される、光を干渉変調する手段、及び
前記電圧が、前記変調手段及び前記電極に印加されるときに、前記電極と前記変調手段との間の電場の強度を減少させ、前記変調手段の一部の上に配置され、前記電極と前記変調手段との間に少なくとも部分的に位置し、少なくとも部分的に透過性である制御手段を含む、ディスプレイデバイス。
【請求項３４】
前記電極が、少なくとも部分的に透過性である光を吸収する手段を含む、請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３５】
前記制御手段が、誘電体材料を含む、請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３６】
第２の電極をさらに含み、前記変調手段の少なくとも一部が、前記変調手段の一部が前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置される、請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３７】
前記制御手段上に配置された第１の保護層をさらに含み、前記第１の保護層の少なくとも一部が、前記制御層と前記第１の電極との間に少なくとも部分的に配置される、請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３８】
ディスプレイ、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサ、及び
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイス、をさらに含む、請求項３３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３９】
第１の電極、
前記第１の電極上に少なくとも部分的に配置され、少なくとも部分的に透過性である吸収層、
可動層であって、前記吸収層の少なくとも一部が、前記可動層の少なくとも一部と前記第１の電極の少なくとも一部との間に位置するように配置され、第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層の少なくとも一部が、前記第１の電極の方向へ移動するように構成される可動層、
前記可動層と前記吸収層との間に画定される干渉キャビティ、及び
前記吸収層の一部の上に配置され、前記吸収層と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置し、少なくとも部分的に透過性である第１の静電容量制御層を含む、ディスプレイデバイス。
【請求項４０】
前記第１の電圧が、前記可動層及び前記第１の電極に印加されるときに、前記第１の静電容量制御層が、前記可動層と前記第１の電極との間の第１の電場の強度を減少させるように構成される、請求項３９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４１】
前記第１の静電容量制御層及び前記第１の電極が、その間の距離ｄ１を規定し、前記第１の電圧が、前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ１の６７％より多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４２】
前記第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ１の８０％より多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４３】
前記第１の電圧が前記第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ１の９０％より多く前記第１の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４４】
第２の電極をさらに含み、前記可動層の一部が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置される、請求項３９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４５】
第２の電圧が前記第２の電極と前記可動層との間に印加されるときに、前記可動層が、前記第２の電極の方向へ移動するように構成される、請求項４４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４６】
前記第２の電極の一部の上に配置される第２の静電容量制御層をさらに含み、前記第２の静電容量制御層が、前記第２の電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置する、請求項４５に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４７】
前記電圧が前記可動層及び前記第２の電極に印加されるときに、前記第２の静電容量制御層が、前記可動層と前記第２の電極との間の第２の電場の強度を減少させるように構成される、請求項４６に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４８】
前記第２の静電容量制御層及び前記第２の電極が、その間に距離ｄ２を規定し、前記第２の電圧が前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の６７％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４９】
前記第２の電圧が前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の８０％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５０】
前記第２の電圧が前記第２の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離ｄ２の９０％よりも多く前記第２の電極の方向へ安定的に移動できる、請求項４９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５１】
前記第１の静電容量制御層上に配置された第１の保護層をさらに含み、前記第１の保護層の少なくとも一部が、前記静電容量制御層と前記可動層との間に少なくとも部分的に配置される、請求項３９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５２】
電極、
可動層であって、電圧が第１の電極及び前記可動層に印加されるときに、前記電極の方向へ移動するように構成され、干渉キャビティが前記可動層と前記第１の電極との間に画定され、第１の部分及び第２の部分を含み、前記第２の部分が前記第１の部分からオフセットする、可動層、及び
静電容量制御層であって、前記電圧が前記可動層及び前記電極に印加されるときに、前記可動層と前記電極との間の電場の強度を減少させるように構成され、前記可動層の前記第２の部分上に配置され、前記電極と前記可動層との間に少なくとも部分的に位置する静電容量制御層、を含む、ディスプレイデバイス。
【請求項５３】
前記可動層が、前記第１の部分と前記第２の部分との間に段差を含む、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５４】
前記静電容量制御層が、誘電体材料を含む、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５５】
前記静電容量制御層が、少なくとも部分的に透過性である、請求項５４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５６】
前記電極上に少なくとも部分的に配置された吸収層をさらに含み、前記吸収層が、前記電極と前記静電容量制御層との間に少なくとも部分的に配置される、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５７】
前記静電容量制御層上に配置された保護層をさらに含み、前記第１の保護層の少なくとも一部が、前記静電容量制御層と前記電極との間に少なくとも部分的に配置される、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５８】
前記第１の保護層が、酸化アルミニウムまたは二酸化チタンの一方を含む、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５９】
前記静電容量制御層及び前記電極が、その間に距離を規定し、前記電圧が前記電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離の６７％よりも多く前記電極の方向へ安定的に移動できる、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６０】
前記電圧が前記電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離の８０％よりも多く前記電極の方向へ安定的に移動できる、請求項５９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６１】
前記電圧が前記電極及び前記可動層に印加されるときに、前記可動層が、前記距離の９０％よりも多く前記電極の方向へ安定的に移動できる、請求項６０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６２】
ディスプレイ、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されるプロセッサ、及び
前記プロセッサと通信するように構成されるメモリデバイス、をさらに含む、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６３】
第１の電極を提供する段階、
前記第１の電極上に第１の犠牲層を形成する段階、
前記第１の犠牲層上に第１の静電容量制御層を形成する段階、及び
前記第１の犠牲層上に可動層を形成する段階、を含む、ディスプレイデバイスの製造方法。
【請求項６４】
前記第１の犠牲層と前記第１の静電容量制御層との間に第１の保護層を形成する段階をさらに含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記可動層上に第２の犠牲層を形成する段階、
前記第２の犠牲層上に第２の電極を位置させる段階、及び
前記第１及び第２の犠牲層を除去する段階、をさらに含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項６６】
前記可動層と前記第２の犠牲層との間に、第２の静電容量制御層を形成する段階をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記第２の静電容量制御層と前記第２の犠牲層との間に第２の保護層を形成する段階をさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【国際調査報告】
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