(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固定領域が位置する第１の面を有する基板と、
前記基板によって支持され、前記固定領域内に少なくとも部分的に配置される、複数の隆起したスペーサと、
光学スタックと前記光学スタック上に位置付けられた可動な層とを含む複数の電気機械デバイスと
を備え、
前記光学スタックと前記可動な層が、前記隆起したスペーサの上に延び、
前記可動な層の第１の部分は、前記隆起したスペーサの上で隣接した前記光学スタックの部分に接触し、
前記可動な層の第２の部分は、動作の間に曲がり、ギャップの高さを定義するように前記光学スタックから離間され、
前記基板の前記第１の面から最も高い地点にある前記電気機械デバイスの部分が、前記隆起したスペーサを覆う、デバイス。
【請求項２】
前記基板の前記第１の面に接着したバックプレートを追加で備えパッケージを形成する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記バックプレートが前記基板に密閉して接着される、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記電気機械デバイスが干渉変調器である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記干渉変調器の前記可動な層が、可動の鏡を含む、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記固定領域内に少なくとも部分的に位置するブラックマスク構造を追加で含み、前記スペーサが前記ブラックマスク構造を覆う、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記ブラックマスク構造の少なくとも一部分が導電性である、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記電気機械デバイスがまた、前記ブラックマスク構造の複数の部分の間に延在するバッファ層を含み、前記バッファ層の一部分が、前記ブラックマスク構造の少なくとも一部分の上に延在する、請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
成形構造が前記複数の隆起したスペーサの少なくとも１つの上に延在し、前記成形構造および前記バッファ層が同じ材料を含む、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記隆起したスペーサが誘電体スペーサである、請求項１に記載のデバイス。    
【請求項１１】
前記電気機械デバイスパッケージ中の隆起したスペーサの数が、電気機械デバイスの数より少ない、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記スペーサが円錐台の形状を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記隆起したスペーサの高さが少なくとも０．５μｍである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記隆起したスペーサの基部における前記隆起したスペーサの断面寸法が少なくとも２μｍである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記隆起したスペーサの頂部の近くの前記隆起したスペーサの直径が少なくとも１．５μｍである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記隆起したスペーサが、約７５００Åの高さと約１．５μｍの直径とを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記基板が可視光を通す、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記複数の電気機械デバイスと通信するように構成されたプロセッサであって、画像データを処理するように構成された、プロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスと
をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記電気機械デバイスに少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路をさらに備える、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに備える、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２３】
入力データを受信し前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイスをさらに備える、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２４】
デバイスを製作する方法であって、
複数の固定領域が位置する第１の面を有する基板を設けることと、
前記基板の前記第１の面によって支持され、前記固定領域内に少なくとも部分的に位置する、複数の隆起したスペーサを形成することと、
光学スタックと前記光学スタックの上に位置付けられた可動な層を含み、前記隆起されたスペーサを覆う複数の電気機械デバイスを形成することと
を備え、
前記可動な層の第１の部分は、前記隆起したスペーサの上で隣接した前記光学スタックの部分に接触し、
前記可動な層の第２の部分は、動作の間に曲がり、ギャップの高さを定義するように前記光学スタックから離間され、
前記複数の電気機械デバイスの少なくとも一部分が、前記複数の隆起したスペーサを形成した後に形成される、方法。
【請求項２５】
前記スペーサが誘電体材料を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも１つのブラックマスク構造を形成することを追加で含み、前記少なくとも１つのブラックマスク構造が、前記固定領域内に少なくとも部分的に位置し、前記複数の隆起したスペーサが、前記少なくとも１つのブラックマスク構造の上に形成される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記複数の電気機械デバイスが干渉変調器を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記基板が可視光を通す、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記基板の前記第１の面から最も高い地点にある前記電気機械デバイスの部分が、前記隆起したスペーサを覆う、請求項２４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。より具体的には、本開示は、ディスプレイデバイス内でのスペーサの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械システムは、電気的および機械的要素と、アクチュエータと、トランスデューサと、センサーと、光学的構成要素（たとえば、ミラー）と、電子回路とを有するデバイスを含む。電気機械システムは、限定はしないが、マイクロスケールおよびナノスケールを含む、様々なスケールで製造され得る。たとえば、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ：microelectromechanical system）デバイスは、約１ミクロンから数百ミクロン以上に及ぶサイズを有する構造を含むことができる。ナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ：nanoelectromechanical system）デバイスは、たとえば、数百ナノメートルよりも小さいサイズを含む、１ミクロンよりも小さいサイズを有する構造を含むことができる。電気および電気機械デバイスを形成するために、堆積、エッチング、リソグラフィを使用して、ならびに／あるいは、基板および／または堆積された材料層の部分をエッチング除去するかまたは層を追加する、他の微細加工プロセスを使用して、電気機械要素が作成され得る。
【０００３】
１つのタイプの電気機械システムデバイスは干渉変調器（ＩＭＯＤ：interferometric modulator）と呼ばれる。本明細書で使用する干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光学干渉の原理を使用して光を選択的に吸収および／または反射するデバイスを指す。いくつかの実施態様では、干渉変調器は伝導性プレートのペアを含み得、そのペアの一方または両方は、全体的にまたは部分的に、透明でおよび／または反射性であり、適切な電気信号の印加時の相対運動が可能であり得る。一実施態様では、一方のプレートは、基板上に堆積された固定層を含み得、他方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された反射膜を含み得る。別のプレートに対するあるプレートの位置は、干渉変調器に入射する光の光学干渉を変化させることがある。干渉変調器デバイスは、広範囲の適用例を有しており、特にディスプレイ能力がある製品の場合、既存の製品を改善し、新しい製品を作成する際に使用されることが予期される。
【０００４】
さらに大きな外部の圧力に耐えることができるディスプレイデバイスを製造することが、望ましくなっている。たとえば、タッチスクリーンのような一部のディスプレイデバイスは、たとえば、スタイラスまたはユーザの指からの圧力に耐えるように設計される。残念ながら、ディスプレイデバイスをタッチすることは基板の変形（たとえば、湾曲または歪み）をもたらすことがあり、これが基板のバックプレートへの接触につながる可能性があり、これによって干渉変調器のようなディスプレイの構成要素が損傷する。
【発明の概要】
【０００５】
本開示のシステム、方法およびデバイスは、それぞれいくつかの発明的態様を有し、それらのうちの単一の態様が、単独で、本明細書で開示する望ましい属性を担当するとは限らない。
【０００６】
本開示で説明する主題の１つの発明的態様は、電気機械デバイスパッケージにおいて実施され得る。電気機械デバイスパッケージは、基板を含み得る。複数の固定領域が、基板上に配置され得る。固定領域は、隆起したスペーサを含み得る。複数の電気機械デバイスが、基板上に形成され得る。電気機械デバイスは、隆起したスペーサの上に形成され、固定領域において基板に固定され得る。電気機械デバイスパッケージは、基板に接着したバックプレートを含み、パッケージを形成することができる。基板の上の電気機械デバイスの最も高い地点は、隆起したスペーサの上に位置し得る。一態様では、電気機械デバイスは、干渉変調器であり得る。一態様では、スペーサは、固定領域においてブラックマスク層の上に形成され得る。一態様では、ブラックマスク層は、導電性であってよい。一態様では、基板は透明基板であってよい。
【０００７】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、電気機械デバイスにおいて実施され得る。電気機械デバイスは、基板と、基板上に形成された固定領域と、基板から固定手段を離隔するための手段と、離隔手段の上に形成され固定領域に固定される可動の層とを含み得る。一態様では、離隔するための手段は、固定領域においてブラックマスク層の上に形成され得る。一態様では、離隔するための手段は、隆起した誘電体の構造を含み得る。一態様では、基板の上の高い地点は、離隔するための手段の上に形成され得る。
【０００８】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、電気機械システムデバイスを製造する方法において実施され得る。方法は、基板を設けることと、基板上に固定領域を形成することと、固定領域上にスペーサを形成することと、固定領域においてスペーサに固定された電気機械デバイスを形成することとを含み得る。電気機械デバイスは、スペーサを形成した後に形成され得る。一態様では、スペーサは誘電体スペーサであってよい。一態様では、固定領域はブラックマスク層を含み得る。一態様では、方法は、スペーサの上の基板に対して、電気機械デバイスの最も高い地点を形成し得る。
【０００９】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、複数の固定領域が位置する第１の面を有する基板と、基板によって支持され固定領域内に少なくとも部分的に配置される複数の隆起したスペーサと、基板によって支持される複数の電気機械デバイスとを含む、デバイスにおいて実施されてよく、電気機械デバイスが、隆起したスペーサの上に形成され、かつ固定領域内の下層の面に固定され、基板の第１の面から最も高い地点にある電気機械デバイスの部分が、隆起したスペーサを覆う。
【００１０】
一態様では、デバイスは加えて、基板の第１の面に接着したバックプレートを含み、パッケージを形成することができる。さらなる態様では、バックプレートは、基板に密閉して接着されてよい。一態様では、電気機械デバイスは、干渉変調器であり得る。さらなる態様では、干渉変調器は、固定領域内に固定された可動の鏡を有し得る。
【００１１】
一態様では、デバイスは追加で、固定領域内に少なくとも部分的に位置するブラックマスク構造を含んでよく、スペーサがブラックマスク構造を覆う。さらなる態様では、ブラックマスク構造の少なくとも一部分は導電性であってよい。さらなる態様では、電気機械デバイスはまた、ブラックマスク構造の複数の部分の間に延在するバッファ層を含んでよく、バッファ層の一部分は、ブラックマスク構造の少なくとも一部分の上に延在し得る。さらなる態様では、成形構造が複数の隆起したスペーサの少なくとも１つの上に延在してよく、成形構造およびバッファ層は同じ材料を含む。
【００１２】
一態様では、隆起したスペーサは誘電体スペーサであってよい。一態様では、電気機械デバイスパッケージ中の隆起したスペーサの数は、電気機械デバイスの数より少なくてよい。一態様では、スペーサは円錐台の形状を有し得る。一態様では、隆起したスペーサの高さは少なくとも０．５μｍであり得る。一態様では、隆起したスペーサの基部における隆起したスペーサの断面寸法は、少なくとも２μｍであり得る。一態様では、隆起したスペーサの頂部の近くの隆起したスペーサの直径は、少なくとも１．５μｍであり得る。一態様では、隆起したスペーサは、高さが約７５００Åで直径が約１．５μｍであり得る。一態様では、基板は可視光を通し得る。
【００１３】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、複数の固定領域が位置する第１の面を有する基板と、基板の第１の面によって支持される複数の電気機械デバイスとを含む、デバイスにおいて実施されてよく、電気機械デバイスは、固定領域内の下層の面に固定される可動の層と、基板から電気機械デバイスの一部分を離隔するための手段とを含み、離隔手段は、可動の層の下にあり、固定領域内に少なくとも部分的に位置する。
【００１４】
一態様では、離隔手段は、複数の隆起したスペーサ構造を含み得る。さらなる態様では、複数の隆起したスペーサ構造は誘電体材料を含む。一態様では、離隔手段は、固定領域内に少なくとも部分的に位置する、ブラックマスク構造の上に形成され得る。さらなる態様では、ブラックマスク構造の少なくとも一部分は導電性であってよい。一態様では、基板の第１の面から最も高い地点にある電気機械デバイスの部分は、離隔手段を覆い得る。
【００１５】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、デバイスを製造する方法において実施されてよく、方法は、複数の固定領域が位置する第１の面を有する基板を設けることと、基板の第１の面によって支持され固定領域内に少なくとも部分的に位置する複数の隆起したスペーサを形成することと、固定領域内の下層の面に固定された複数の電気機械デバイスを形成することとを含み、複数の電気機械デバイスの少なくとも一部分が、複数の隆起したスペーサを形成した後で形成され、複数の隆起したスペーサを覆う。
【００１６】
一態様では、スペーサは誘電体材料を含み得る。一態様では、方法は追加で、少なくとも１つのブラックマスク構造を形成することを含んでよく、少なくとも１つのブラックマスク構造が、固定領域内に少なくとも部分的に位置し、複数の隆起したスペーサが、少なくとも１つのブラックマスク構造の上に形成される。一態様では、複数の電気機械デバイスは、干渉変調器を含み得る。一態様では、基板は可視光を通し得る。一態様では、基板の第１の面から最も高い地点における電気機械デバイスの部分は、隆起したスペーサを覆い得る。
【００１７】
本明細書で説明する主題の１つまたは複数の実施態様の詳細が、添付の図面および以下の説明において示されている。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は一定の縮尺で描かれていないことがあることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の２つの隣接ピクセルを示す等角図の一例を示す図。
【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。
【図３】図１の干渉変調器についての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例を示す図。
【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た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。
【図５Ａ】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す図。
【図５Ｂ】図５Ａに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例を示す図。
【図６Ａ】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す図。
【図６Ｂ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例を示す図。
【図６Ｃ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例を示す図。
【図６Ｄ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例を示す図。
【図６Ｅ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例を示す図。
【図７】干渉変調器のための製造プロセスを示す流れ図の一例を示す図。
【図８Ａ】干渉変調器を製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例を示す図。
【図８Ｂ】干渉変調器を製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例を示す図。
【図８Ｃ】干渉変調器を製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例を示す図。
【図８Ｄ】干渉変調器を製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例を示す図。
【図８Ｅ】干渉変調器を製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例を示す図。
【図９】電気機械ディスプレイパッケージの断面の例を示す図。
【図１０】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う電気機械デバイスを製造する例示的なプロセスを示す図。
【図１１】内蔵スペーサまたは隔離された構造を有する、ピクセルのアレイを含む干渉変調器デバイスの部分の、例示的な平面概略図。
【図１２】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイの、線１１Ａ−１１Ａで切った部分的な断面の例を示す図。
【図１３Ａ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｂ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｃ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｄ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｅ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｆ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｇ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｈ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｉ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｊ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｋ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｌ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｍ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｎ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｏ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１３Ｐ】内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法におけるある段階の断面概略図の例を示す図。
【図１４Ａ】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。
【図１４Ｂ】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。
【詳細な説明】
【００１９】
様々な図面中の同様の参照番号および名称は同様の要素を示す。
【００２０】
以下の詳細な説明は、発明的態様について説明する目的で、いくつかの実施態様を対象とする。しかしながら、本明細書の教示は、多数の異なる方法で適用され得る。説明する実施態様は、動いていようと（たとえば、ビデオ）、静止していようと（たとえば、静止画像）、およびテキストであろうと、グラフィックであろうと、絵であろうと、画像を表示するように構成された任意のデバイスにおいて実施され得る。より具体的には、実施態様は、限定はしないが、携帯電話、マルチメディアインターネット対応セルラー電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、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プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、クロック、計算器、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子リーディングデバイス（たとえば、電子リーダー）、コンピュータモニタ、自動車ディスプレイ（たとえば、オドメータディスプレイなど）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（たとえば、車両における後部ビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子ビルボードまたは標示、プロジェクタ、アーキテクチャ構造物、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またはプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、パーキングメーター、パッケージング（たとえば、電気機械システム（ＥＭＳ）、ＭＥＭＳおよび非ＭＥＭＳ）、審美構造物（たとえば、１つの宝飾品上の画像のディスプレイ）、ならびに様々な電気機械システムデバイスなど、様々な電子デバイス中に実施されるかまたはそれらに関連付けられ得ると考えられる。また、本明細書の教示は、限定はしないが、電子スイッチングデバイス、無線周波フィルタ、センサー、加速度計、ジャイロスコープ、運動感知デバイス、磁力計、コンシューマーエレクトロニクスのための慣性構成要素、コンシューマーエレクトロニクス製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動方式、製造プロセス、電子テスト機器など、非ディスプレイ適用例において使用され得る。したがって、本教示は、単に図に示す実施態様に限定されるものではなく、代わりに、当業者に直ちに明らかになるであろう広い適用性を有する。
【００２１】
いくつかの実施態様では、ディスプレイデバイスは、光を（たとえば、ユーザに）反射するように構成される可動の鏡のような、電気機械構成要素を含み得る。これらの電気機械構成要素は特に、外部の圧力からの損傷を受けやすい。したがって、いくつかの実施態様では、ディスプレイデバイスには、損傷しやすい電気機械構成要素にバックプレートが接触するのを防ぐように構成された、内部スペーサが設けられる。いくつかの実施態様では、電気機械構成要素は、可動の鏡であり、各ピクセルの角において基板に固定される可動の層を含む。可動の層は、基板上に配置されたブラックマスク層に固定され得る。いくつかの実施態様では、スペーサは、これらの固定領域の少なくとも１つの中心またはその近くに、かつディスプレイデバイスの固定層の下に構築される。固定点の下にスペーサを挿入することによって、固定機構の上側部分は、上方に持ち上げられ、損傷しやすい隣接する可動の鏡にバックプレートが接触するのを防ぐことができる高い地点を、デバイス内で提供する。スペーサ層が配置されると、デバイスの製造は通常通り続き得る。しかしながら、得られる構造は、スペーサが配置された箇所の上に、高い地点を有する。この構造を使用すると、スペーサの上のディスプレイデバイスの領域が、基板の上の最も高い地点になる。いくつかの実施態様では、アレイの中のいくつかのピクセルはスペーサを含まなくてよい。
【００２２】
いくつかの実施態様では、デバイスの静止電極を、ピクセルの角において可動の層を固定するために使用されるブラックマスクの部分へ電気的に接続するために、ビアが使用される。ビアは、スペーサに対する空間を設けるための、ピクセルの角にある可動の層の固定点からのオフセットであり得る。いくつかの実施態様では、ビアは、各ピクセルの角におけるブラックマスクのすべての部分には含まれない。むしろ、ビアは、干渉調整器デバイス全体に、一定間隔で配置され得る。いくつかの他の実施態様では、ビアは、ピクセルの境界に沿ってブラックマスクの第１の部分から第２の部分に向かって延びる、ブラックマスクの通路の上に設けられ得る。いくつかの実施態様では、ビアは、ピクセルの境界に沿って設けられるブラックマスクの各々の通路の上に、含まれる必要はない。むしろ、ビアは、ブラックマスクの総面積を減らすために、あるブラックマスク通路、たとえば高ギャップピクセルと中ギャップピクセルによって共有される境界に沿った通路の上に設けられ得る。
【００２３】
本開示で説明する主題の特定の実施態様は、以下の潜在的な利点のうちの１つまたは複数を実現するように実施され得る。いくつかの実施態様は、外力からのより大きな強度および回復力を提供することができる。たとえば、開示された技術を使用して構築されるディスプレイデバイスは、組み込まれたスペーサが定常的な指の圧力に対するデバイスの耐久性を向上させるので、より堅固なタッチスクリーンを提供することができる。また、より大きなサイズのディスプレイデバイスが可能になり得る。ピクセルアレイの部分は、干渉ピクセルを損傷させることなく、バックプレートに接触するように設計され得る。さらに、いくつかの実施態様では、製造プロセスの開始に近い時点でスペーサを製作することで、費用対効果が高く効率的な製造プロセスが可能になり得る。いくつかの実施態様では、追加のスペーサ構造は、１つだけの追加のマスクステップによって形成される。
【００２４】
説明する実施態様が適用され得る好適な電気機械システム（ＥＭＳ）またはＭＥＭＳデバイスの一例は、反射型ディスプレイデバイスである。反射型ディスプレイデバイスは、光学干渉の原理を使用してそれに入射する光を選択的に吸収および／または反射するために干渉変調器（ＩＭＯＤ）を組み込むことができる。ＩＭＯＤは、吸収器、吸収器に対して可動である反射体、ならびに吸収器と反射体との間に画定された光共振キャビティを含むことができる。反射体は、２つ以上の異なる位置に移動され得、これは、光共振キャビティのサイズを変化させ、それにより干渉変調器の反射率に影響を及ぼすことがある。ＩＭＯＤの反射スペクトルは、かなり広いスペクトルバンドをもたらすことができ、そのスペクトルバンドは、異なる色を生成するために可視波長にわたってシフトされ得る。スペクトルバンドの位置は、光共振キャビティの厚さを変更することによって、すなわち、反射体の位置を変更することによって調節され得る。
【００２５】
図１は、干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の２つの隣接ピクセルを示す等角図の一例を示す。ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、１つまたは複数の干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素を含む。これらのデバイスでは、ＭＥＭＳディスプレイ要素のピクセルが、明状態または暗状態のいずれかにあることがある。明（「緩和」、「開」または「オン」）状態では、ディスプレイ要素は、たとえば、ユーザに、入射可視光の大部分を反射する。逆に、暗（「作動」、「閉」または「オフ」）状態では、ディスプレイ要素は入射可視光をほとんど反射しない。ＭＥＭＳピクセルは、黒および白に加えて、主に、カラーディスプレイを可能にする特定の波長において、反射するように構成され得る。
【００２６】
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。各ＩＭＯＤは、（光ギャップまたはキャビティとも呼ばれる）エアギャップを形成するように互いから可変で制御可能な距離をおいて配置された反射層のペア、すなわち、可動反射層と固定部分反射層とを含むことができる。可動反射層は、少なくとも２つの位置の間で移動され得る。第１の位置、すなわち、緩和位置では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きい距離をおいて配置され得る。第２の位置、すなわち、作動位置では、可動反射層は、部分反射層により近接して配置され得る。それら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、強め合うようにまたは弱め合うように干渉し、各ピクセルについて全反射状態または無反射状態のいずれかを引き起こすことがある。いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤは、作動していないときに反射状態にあり、可視スペクトル内の光を反射し得、また、作動していないときに暗状態にあり、可視範囲外の光（たとえば、赤外光）を反射し得る。ただし、いくつかの他の実施態様では、ＩＭＯＤは、作動していないときに暗状態にあり、作動しているときに反射状態にあり得る。いくつかの実施態様では、印加電圧の導入が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。いくつかの他の実施態様では、印加電荷が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。
【００２７】
図１中のピクセルアレイの図示の部分は、２つの隣接する干渉変調器１２を含む。（図示のような）左側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４が、部分反射層を含む光学スタック１６からの所定の距離における緩和位置に示されている。左側のＩＭＯＤ１２の両端間に印加された電圧Ｖ０は、可動反射層１４の作動を引き起こすには不十分である。右側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４は、光学スタック１６の近くの、またはそれに隣接する作動位置に示されている。右側のＩＭＯＤ１２の両端間に印加された電圧Ｖｂｉａｓは、可動反射層１４を作動位置に維持するのに十分である。
【００２８】
図１では、ピクセル１２の反射特性が、概して、ピクセル１２に入射する光を示す矢印１３と、左側のピクセル１２から反射する光１５とを用いて示されている。詳細に示していないが、ピクセル１２に入射する光１３の大部分は透明基板２０を透過され、光学スタック１６に向かう。光学スタック１６に入射する光の一部分は光学スタック１６の部分反射層を透過されることになり、一部分は反射され、透明基板２０を通って戻ることになる。光学スタック１６を透過された光１３の部分は、可動反射層１４において反射され、透明基板２０に向かって（およびそれを通って）戻ることになる。光学スタック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（強め合うまたは弱め合う）干渉が、ピクセル１２から反射される光１５の（１つまたは複数の）波長を決定することになる。
【００２９】
光学スタック１６は、単一の層またはいくつかの層を含むことができる。その（１つまたは複数の）層は、電極層と、部分反射および部分透過層と、透明な誘電体層とのうちの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施態様では、光学スタック１６は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であり、たとえば、透明基板２０上に上記の層のうちの１つまたは複数を堆積させることによって、作製され得る。電極層は、様々な金属、たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）など、様々な材料から形成され得る。部分反射層は、様々な金属、たとえば、クロム（Ｃｒ）、半導体、および誘電体など、部分的に反射性である様々な材料から形成され得る。部分反射層は、材料の１つまたは複数の層から形成され得、それらの層の各々は、単一の材料または材料の組合せから形成され得る。いくつかの実施態様では、光学スタック１６は、光吸収体と導体の両方として働く、金属または半導体の単一の半透明の膜（thickness）を含むことができるが、（たとえば、光学スタック１６の、またはＩＭＯＤの他の構造の）異なる、より伝導性の高い層または部分が、ＩＭＯＤピクセル間で信号をバスで運ぶ（bus）ように働くことができる。光学スタック１６は、１つまたは複数の伝導性層または伝導性／吸収層をカバーする、１つまたは複数の絶縁層または誘電体層をも含むことができる。
【００３０】
いくつかの実施態様では、光学スタック１６の（１つまたは複数の）層は、以下でさらに説明するように、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。当業者によって理解されるように、「パターニング」という用語は、本明細書では、マスキングプロセスならびにエッチングプロセスを指すために使用される。いくつかの実施態様では、アルミニウム（Ａｌ）などの高伝導性および反射性材料が可動反射層１４のために使用され得、これらのストリップはディスプレイデバイスにおける列電極を形成し得る。可動反射層１４は、（光学スタック１６の行電極に直交する）１つまたは複数の堆積された金属層の一連の平行ストリップとして形成されて、ポスト１８の上に堆積された列とポスト１８間に堆積された介在する犠牲材料とを形成し得る。犠牲材料がエッチング除去されると、画定されたギャップ１９または光キャビティが可動反射層１４と光学スタック１６との間に形成され得る。いくつかの実施態様では、ポスト１８間の間隔は約１〜１０００μｍであり得、ギャップ１９は１０，０００オングストローム（Å）未満であり得る。
【００３１】
いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤの各ピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、本質的に、固定反射層および可動反射層によって形成されるキャパシタである。電圧が印加されないとき、可動反射層１４は、図１中の左側のピクセル１２によって示されるように、機械的に緩和した状態にとどまり、可動反射層１４と光学スタック１６との間のギャップ１９がある。しかしながら、電位差、たとえば、電圧が、選択された行および列のうちの少なくとも１つに印加されたとき、対応するピクセルにおける行電極と列電極との交差部に形成されたキャパシタは帯電し、静電力がそれらの電極を引き合わせる。印加された電圧がしきい値を超える場合、可動反射層１４は、変形し、光学スタック１６の近くにまたはそれに対して移動することができる。光学スタック１６内の誘電体層（図示せず）が、図１中の右側の作動ピクセル１２によって示されるように、短絡を防ぎ、層１４と層１６との間の分離距離を制御し得る。その挙動は、印加電位差の極性にかかわらず同じである。いくつかの事例ではアレイ中の一連のピクセルが「行」または「列」と呼ばれることがあるが、ある方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは恣意的であることを、当業者は容易に理解されよう。言い換えれば、いくつかの配向では、行は列と見なされ得、列は行であると見なされ得る。さらに、ディスプレイ要素は、直交する行および列に一様に配置されるか（「アレイ」）、または、たとえば、互いに対して一定の位置オフセットを有する、非線形構成で配置され得る（「モザイク」）。「アレイ」および「モザイク」という用語は、いずれかの構成を指し得る。したがって、ディスプレイは、「アレイ」または「モザイク」を含むものとして言及されるが、その要素自体は、いかなる事例においても、互いに直交して配置される必要がなく、または一様な分布で配設される必要がなく、非対称形状および不均等に分布された要素を有する配置を含み得る。
【００３２】
図２は、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。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得るプロセッサ２１を含む。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサ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、または他のソフトウェアアプリケーションを含む、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得る。
【００３３】
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得る。アレイドライバ２２は、たとえば、ディスプレイアレイまたはパネル３０に、信号を与える行ドライバ回路２４と列ドライバ回路２６とを含むことができる。図２には、図１に示したＩＭＯＤディスプレイデバイスの断面が線１−１によって示されている。図２は明快のためにＩＭＯＤの３×３アレイを示しているが、ディスプレイアレイ３０は、極めて多数のＩＭＯＤを含んでいることがあり、列におけるＩＭＯＤの数とは異なる数のＩＭＯＤを行において有し得、その逆も同様である。
【００３４】
図３は、図１の干渉変調器についての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例を示す。ＭＥＭＳ干渉変調器の場合、行／列（すなわち、コモン／セグメント）書込みプロシージャが、図３に示すこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用し得る。干渉変調器は、可動反射層またはミラーに緩和状態から作動状態に変更させるために、たとえば、約１０ボルトの電位差を使用し得る。電圧がその値から低減されると、電圧が低下して、たとえば、１０ボルトより下に戻ったとき、可動反射層はそれの状態を維持するが、電圧が２ボルトより下に低下するまで、可動反射層は完全には緩和しない。したがって、図３に示すように、印加電圧のウィンドウがある電圧の範囲、約３〜７ボルトが存在し、そのウィンドウ内でデバイスは緩和状態または作動状態のいずれかで安定している。これは、本明細書では「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」と呼ばれる。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の場合、行／列書込みプロシージャは、一度に１つまたは複数の行をアドレス指定するように設計され得、その結果、所与の行のアドレス指定中に、作動されるべきアドレス指定された行におけるピクセルは、約１０ボルトの電圧差にさらされ、緩和されるべきピクセルは、ほぼ０ボルトの電圧差にさらされる。アドレス指定後に、それらのピクセルは、それらが前のストローブ状態にとどまるような、約５ボルトの定常状態またはバイアス電圧差にさらされる。この例では、アドレス指定された後に、各ピクセルは、約３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差を経験する。このヒステリシス特性の特徴は、たとえば、図１に示した、ピクセル設計が、同じ印加電圧条件下で作動または緩和のいずれかの既存の状態で安定したままであることを可能にする。各ＩＭＯＤピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、本質的に、固定反射層および可動反射層によって形成されるキャパシタであるので、この安定状態は、電力を実質的に消費するかまたは失うことなしに、ヒステリシスウィンドウ内の定常電圧において保持され得る。その上、印加電圧電位が実質的に固定のままである場合、電流は本質的にほとんどまたはまったくＩＭＯＤピクセルに流れ込まない。
【００３５】
いくつかの実施態様では、所与の行におけるピクセルの状態の所望の変化（もしあれば）に従って、列電極のセットに沿って「セグメント」電圧の形態のデータ信号を印加することによって、画像のフレームが作成され得る。次に、フレームが一度に１行書き込まれるように、アレイの各行がアドレス指定され得る。第１の行におけるピクセルに所望のデータを書き込むために、第１の行におけるピクセルの所望の状態に対応するセグメント電圧が列電極上に印加され得、特定の「コモン」電圧または信号の形態の第１の行パルスが第１の行電極に印加され得る。次いで、セグメント電圧のセットは、第２の行におけるピクセルの状態の所望の変化（もしあれば）に対応するように変更され得、第２のコモン電圧が第２の行電極に印加され得る。いくつかの実施態様では、第１の行におけるピクセルは、列電極に沿って印加されたセグメント電圧の変化による影響を受けず、第１のコモン電圧行パルス中にそれらのピクセルが設定された状態にとどまる。このプロセスは、画像フレームを生成するために、一連の行全体、または代替的に、一連の列全体について、連続方式で繰り返され得る。フレームは、何らかの所望の数のフレーム毎秒でこのプロセスを断続的に反復することによって、新しい画像データでリフレッシュおよび／または更新され得る。
【００３６】
各ピクセルの両端間に印加されるセグメント信号とコモン信号の組合せ（すなわち、各ピクセルの両端間の電位差）は、各ピクセルの得られる状態を決定する。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た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に印加され得、「コモン」電圧は、列電極または行電極のうちの他方に印加され得る。
【００３７】
図４に（ならびに図５Ｂに示すタイミング図に）示すように、開放電圧（release voltage）ＶＣRELがコモンラインに沿って印加されたとき、コモンラインに沿ったすべての干渉変調器要素は、セグメントラインに沿って印加された電圧、すなわち、高いセグメント電圧ＶＳＨおよび低いセグメント電圧ＶＳＬにかかわらず、代替的に開放または非作動状態と呼ばれる、緩和状態に入れられることになる。特に、開放電圧ＶＣＲＥＬがコモンラインに沿って印加されると、そのピクセルのための対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧ＶＳＨが印加されたときも、低いセグメント電圧ＶＳＬが印加されたときも、変調器の両端間の潜在的な電圧（代替的にピクセル電圧と呼ばれる）は緩和ウィンドウ（図３参照。開放ウィンドウとも呼ばれる）内にある。
【００３８】
高い保持電圧ＶＣＨＯＬＤ＿Ｈまたは低い保持電圧ＶＣＨＯＬＤ＿Ｌなどの保持電圧がコモンライン上に印加されたとき、干渉変調器の状態は一定のままであることになる。たとえば、緩和ＩＭＯＤは緩和位置にとどまることになり、作動ＩＭＯＤは作動位置にとどまることになる。保持電圧は、対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧ＶＳＨが印加されたときも、低いセグメント電圧ＶＳＬが印加されたときも、ピクセル電圧が安定性ウィンドウ内にとどまることになるように、選択され得る。したがって、セグメント電圧スイング（voltage swing）、すなわち、高いＶＳＨと低いセグメント電圧ＶＳＬとの間の差は、正または負のいずれかの安定性ウィンドウの幅よりも小さい。
【００３９】
高いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｈまたは低いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｌなどのアドレス指定または作動電圧がコモンライン上に印加されたとき、それぞれのセグメントラインに沿ったセグメント電圧の印加によって、データがそのコモンラインに沿った変調器に選択的に書き込まれ得る。セグメント電圧は、作動が印加されたセグメント電圧に依存するように選択され得る。アドレス指定電圧がコモンラインに沿って印加されたとき、一方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウ内のピクセル電圧をもたらし、ピクセルが非作動のままであることを引き起こすことになる。対照的に、他方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウを越えるピクセル電圧をもたらし、ピクセルの作動をもたらすことになる。作動を引き起こす特定のセグメント電圧は、どのアドレス指定電圧が使用されるかに応じて変動することができる。いくつかの実施態様では、高いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｈがコモンラインに沿って印加されたとき、高いセグメント電圧ＶＳＨの印加は、変調器がそれの現在位置にとどまることを引き起こすことがあり、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ある。当然の結果として、低いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｌが印加されたとき、セグメント電圧の影響は反対であり、高いセグメント電圧ＶＳＨは変調器の作動を引き起こし、低いセグメント電圧ＶＳＬは変調器の状態に影響しない（すなわち、安定したままである）ことがある。
【００４０】
いくつかの実施態様では、変調器の両端間で同じ極性電位差を引き起こす保持電圧、アドレス電圧、およびセグメント電圧が使用され得る。いくつかの他の実施態様では、変調器の電位差の極性を交番する信号が使用され得る。変調器の両端間の極性の交番（すなわち、書込みプロシージャの極性の交番）は、単一の極性の反復書込み動作後に起こることがある電荷蓄積を低減または抑止し得る。
【００４１】
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す。図５Ｂは、図５Ａに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例を示す。それらの信号は、たとえば、図２の３×３アレイに印加され得、これは、図５Ａに示すライン時間６０ｅディスプレイ配置を最終的にもたらすことになる。図５Ａ中の作動変調器は暗状態にあり、すなわち、その状態では、反射光の実質的部分が、たとえば、閲覧者に、暗いアピアランスをもたらすように可視スペクトルの外にある。図５Ａに示すフレームを書き込むより前に、ピクセルは任意の状態にあることがあるが、図５Ｂのタイミング図に示す書込みプロシージャは、各変調器が、第１のライン時間６０ａの前に、開放されており、非作動状態に属すると仮定する。
【００４２】
第１のライン時間６０ａ中に、開放電圧７０がコモンライン１上に印加され、コモンライン２上に印加される電圧が、高い保持電圧７２において始まり、開放電圧７０に移動し、低い保持電圧７６がコモンライン３に沿って印加される。したがって、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）および（１，３）は、第１のライン時間６０ａの持続時間の間、緩和または非作動状態にとどまり、コモンライン２に沿った変調器（２，１）、（２，２）および（２，３）は、緩和状態に移動することになり、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）および（３，３）は、それらの前の状態にとどまることになる。図４を参照すると、コモンライン１、２または３のいずれも、ライン時間６０ａ中に作動を引き起こす電圧レベルにさらされていないので（すなわち、ＶＣＲＥＬ−緩和、およびＶＣＨＯＬＤ＿Ｌ−安定）、セグメントライン１、２および３に沿って印加されたセグメント電圧は、干渉変調器の状態に影響しないことになる。
【００４３】
第２のライン時間６０ｂ中に、コモンライン１上の電圧は高い保持電圧７２に移動し、コモンライン１に沿ったすべての変調器は、アドレス指定または作動電圧がコモンライン１上に印加されなかったので、印加されたセグメント電圧にかかわらず、緩和状態にとどまる。コモンライン２に沿った変調器は、開放電圧７０の印加により、緩和状態にとどまり、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）および（３，３）は、コモンライン３に沿った電圧が開放電圧７０に移動するとき、緩和することになる。
【００４４】
第３のライン時間６０ｃ中に、コモンライン１は、コモンライン１上に高いアドレス電圧７４を印加することによってアドレス指定される。このアドレス電圧の印加中に低いセグメント電圧６４がセグメントライン１および２に沿って印加されるので、変調器（１，１）および（１，２）の両端間のピクセル電圧は変調器の正の安定性ウィンドウの上端よりも大きく（すなわち、電圧差は、あらかじめ定義されたしきい値を超えた）、変調器（１，１）および（１，２）は作動される。逆に、高いセグメント電圧６２がセグメントライン３に沿って印加されるので、変調器（１，３）の両端間のピクセル電圧は、変調器（１，１）および（１，２）のピクセル電圧よりも小さく、変調器の正の安定性ウィンドウ内にとどまり、したがって変調器（１，３）は緩和したままである。また、ライン時間６０ｃ中に、コモンライン２に沿った電圧は低い保持電圧７６に減少し、コモンライン３に沿った電圧は開放電圧７０にとどまり、コモンライン２および３に沿った変調器を緩和位置のままにする。
【００４５】
第４のライン時間６０ｄ中に、コモンライン１上の電圧は、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、それらのそれぞれのアドレス指定された状態のままにする。コモンライン２上の電圧は低いアドレス電圧７８に減少される。高いセグメント電圧６２がセグメントライン２に沿って印加されるので、変調器（２，２）の両端間のピクセル電圧は、変調器の負の安定性ウィンドウの下側端部（lower end）を下回り、変調器（２，２）が作動することを引き起こす。逆に、低いセグメント電圧６４がセグメントライン１および３に沿って印加されるので、変調器（２，１）および（２，３）は緩和位置にとどまる。コモンライン３上の電圧は、高い保持電圧７２に増加し、コモンライン３に沿った変調器を緩和状態のままにする。
【００４６】
最後に、第５のライン時間６０ｅ中に、コモンライン１上の電圧は高い保持電圧７２にとどまり、コモンライン２上の電圧は低い保持電圧７６にとどまり、コモンライン１および２に沿った変調器を、それらのそれぞれのアドレス指定された状態のままにする。コモンライン３上の電圧は、コモンライン３に沿った変調器をアドレス指定するために、高いアドレス電圧７４に増加する。低いセグメント電圧６４がセグメントライン２および３上に印加されるので、変調器（３，２）および（３，３）は作動するが、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は、変調器（３，１）が緩和位置にとどまることを引き起こす。したがって、第５のライン時間６０ｅの終わりに、３×３ピクセルアレイは、図５Ａに示す状態にあり、他のコモンライン（図示せず）に沿った変調器がアドレス指定されているときに起こり得るセグメント電圧の変動にかかわらず、保持電圧がコモンラインに沿って印加される限り、その状態にとどまることになる。
【００４７】
図５Ｂのタイミング図では、所与の書込みプロシージャ（すなわち、ライン時間６０ａ〜６０ｅ）は、高い保持およびアドレス電圧、または低い保持およびアドレス電圧のいずれかの使用を含むことができる。書込みプロシージャが所与のコモンラインについて完了されると（また、コモン電圧が、作動電圧と同じ極性を有する保持電圧に設定されると）、ピクセル電圧は、所与の安定性ウィンドウ内にとどまり、開放電圧がそのコモンライン上に印加されるまで、緩和ウィンドウを通過しない。さらに、各変調器が、変調器をアドレス指定するより前に書込みプロシージャの一部として開放されるので、開放時間ではなく変調器の作動時間が、ライン時間を決定し得る。詳細には、変調器の開放時間が作動時間よりも大きい実施態様では、開放電圧は、図５Ｂに示すように、単一のライン時間よりも長く印加され得る。いくつかの他の実施態様では、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が、異なる色の変調器など、異なる変調器の作動電圧および開放電圧の変動を相殺するように変動し得る。
【００４８】
上記に記載した原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は大きく異なり得る。たとえば、図６Ａ〜図６Ｅは、可動反射層１４とそれの支持構造とを含む、干渉変調器の異なる実施態様の断面図の例を示している。図６Ａは、金属材料のストリップ、すなわち、可動反射層１４が、基板２０から直角に延在する支持体１８上に堆積される、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いる。図６Ｂでは、各ＩＭＯＤの可動反射層１４は、概して形状が正方形または長方形であり、コーナーにおいてまたはその近くでテザー３２に接して支持体に取り付けられる。図６Ｃでは、可動反射層１４は、概して形状が正方形または長方形であり、フレキシブルな金属を含み得る変形可能層３４から吊るされる。変形可能層３４は、可動反射層１４の外周の周りで基板２０に直接または間接的に接続することがある。これらの接続は、本明細書では支持ポストと呼ばれる。図６Ｃに示す実施態様は、変形可能層３４によって行われる可動反射層１４の機械的機能からのそれの光学的機能の分離から派生する追加の利益を有する。この分離は、反射層１４のために使用される構造設計および材料と、変形可能層３４のために使用される構造設計および材料とが、互いとは無関係に最適化されることを可能にする。
【００４９】
図６Ｄは、可動反射層１４が反射副層（reflective sub-layer）１４ａを含む、ＩＭＯＤの別の例を示している。可動反射層１４は、支持ポスト１８などの支持構造上に載る。支持ポスト１８は、たとえば、可動反射層１４が緩和位置にあるとき、可動反射層１４と光学スタック１６との間にギャップ１９が形成されるように、下側静止電極（すなわち、図示のＩＭＯＤにおける光学スタック１６の部分）からの可動反射層１４の分離を可能にする。可動反射層１４は、電極として働くように構成され得る伝導性層１４ｃと、支持層１４ｂとをも含むことができる。この例では、伝導性層１４ｃは、基板２０から遠位にある支持層１４ｂの一方の面に配設され、反射副層１４ａは、基板２０の近位にある支持層１４ｂの他方の面に配設される。いくつかの実施態様では、反射副層１４ａは、伝導性であることがあり、支持層１４ｂと光学スタック１６との間に配設され得る。支持層１４ｂは、誘電材料、たとえば、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の、１つまたは複数の層を含むことができる。いくつかの実施態様では、支持層１４ｂは、たとえば、ＳｉＯ２／ＳｉＯＮ／ＳｉＯ２３層スタックなど、複数の層のスタックであり得る。反射副層１４ａと伝導性層１４ｃのいずれかまたは両方は、たとえば、約０．５％の銅（Ｃｕ）または別の反射金属材料を用いた、アルミニウム（Ａｌ）合金を含むことができる。誘電支持層１４ｂの上および下で伝導性層１４ａ、１４ｃを採用することは、応力のバランスをとり、伝導の向上を与えることができる。いくつかの実施態様では、反射副層１４ａおよび伝導性層１４ｃは、可動反射層１４内の特定の応力プロファイルを達成することなど、様々な設計目的で、異なる材料から形成され得る。
【００５０】
図６Ｄに示すように、いくつかの実施態様はブラックマスク構造２３をも含むことができる。ブラックマスク構造２３は、周辺光または迷光を吸収するために、光学不活性領域において（たとえば、ピクセル間にまたはポスト１８の下に）形成され得る。ブラックマスク構造２３はまた、光がディスプレイの不活性部分から反射されることまたはそれを透過されることを抑止し、それによりコントラスト比を増加させることによって、ディスプレイデバイスの光学的特性を改善することができる。さらに、ブラックマスク構造２３は、伝導性であり、電気的バス層として機能するように構成され得る。いくつかの実施態様では、行電極は、接続された行電極の抵抗を低減するために、ブラックマスク構造２３に接続され得る。ブラックマスク構造２３は、堆積およびパターニング技法を含む様々な方法を使用して形成され得る。ブラックマスク構造２３は１つまたは複数の層を含むことができる。たとえば、いくつかの実施態様では、ブラックマスク構造２３は、光吸収器として働くモリブデンクロム（ＭｏＣｒ）層と、１つの層と、反射体およびバス層として働く、アルミニウム合金とを含み、それぞれ、約３０〜８０Å、５００〜１０００Å、および５００〜６０００Åの範囲内の厚さである。１つまたは複数の層は、たとえば、ＭｏＣｒ層およびＳｉＯ２層の場合は、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）および／または酸素（Ｏ２）、ならびにアルミニウム合金層の場合は、塩素（Ｃｌ２）および／または三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）を含む、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを含む、様々な技法を使用してパターニングされ得る。いくつかの実施態様では、ブラックマスク２３はエタロンまたは干渉スタック構造であり得る。そのような干渉スタックブラックマスク構造２３では、伝導性反射体は、各行または列の光学スタック１６における下側静止電極間で信号を送信するかまたは信号をバスで運ぶために使用され得る。いくつかの実施態様では、スペーサ層３５が、ブラックマスク２３中の伝導性層から吸収層１６ａを概して電気的に絶縁するのに、役立つことができる。
【００５１】
図６Ｅは、可動反射層１４が自立している、ＩＭＯＤの別の例を示している。図６Ｄとは対照的に、図６Ｅの実施態様は支持ポスト１８を含まない。代わりに、可動反射層１４は、複数のロケーションにおいて、下にある光学スタック１６に接触し、可動反射層１４の湾曲は、干渉変調器の両端間の電圧が作動を引き起こすには不十分であるとき、可動反射層１４が図６Ｅの非作動位置に戻るという、十分な支持を与える。複数のいくつかの異なる層を含んでいることがある光学スタック１６は、ここでは明快のために、光吸収体１６ａと誘電体１６ｂとを含む状態で示されている。いくつかの実施態様では、光吸収体１６ａは、固定電極としても、部分反射層としても働き得る。
【００５２】
図６Ａ〜図６Ｅに示す実施態様などの実施態様では、ＩＭＯＤは直視型デバイスとして機能し、直視型デバイスでは、画像が、透明基板２０の正面、すなわち、変調器が配置された面の反対の面から、閲覧される。これらの実施態様では、デバイスの背面部分（すなわち、たとえば、図６Ｃに示す変形可能層３４を含む、可動反射層１４の背後のディスプレイデバイスの任意の部分）は、反射層１４がデバイスのそれらの部分を光学的に遮蔽するので、ディスプレイデバイスの画質に影響を及ぼすことまたは悪影響を及ぼすことなしに、構成され、作用され得る。たとえば、いくつかの実施態様では、バス構造（図示せず）が可動反射層１４の背後に含まれ得、これは、電圧アドレス指定およびそのようなアドレス指定に起因する移動など、変調器の電気機械的特性から変調器の光学的特性を分離する能力を与える。さらに、図６Ａ〜図６Ｅの実施態様は、たとえばパターニングなどの処理を簡略化することができる。
【００５３】
図７は、干渉変調器のための製造プロセス８０を示す流れ図の一例を示しており、図８Ａ〜図８Ｅは、そのような製造プロセス８０の対応する段階の断面概略図の例を示している。いくつかの実施態様では、製造プロセス８０は、図７に示されていない他のブロックに加えて、たとえば、図１および図６に示す一般的なタイプの干渉変調器を製造するために実施され得る。図１、図６および図７を参照すると、プロセス８０はブロック８２において開始し、基板２０上への光学スタック１６の形成を伴う。図８Ａは、基板２０上で形成されたそのような光学スタック１６を示している。基板２０は、ガラスまたはプラスチックなどの透明基板であり得、それは、フレキシブルであるかまたは比較的固く曲がらないことがあり、光学スタック１６の効率的な形成を可能にするために、事前準備プロセス、たとえば、洗浄にかけられていることがある。上記で説明したように、光学スタック１６は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であることがあり、たとえば、透明基板２０上に、所望の特性を有する１つまたは複数の層を堆積させることによって、作製され得る。図８Ａでは、光学スタック１６は、副層１６ａおよび１６ｂを有する多層構造を含むが、いくつかの他の実施態様では、より多いまたはより少ない副層が含まれ得る。いくつかの実施態様では、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つは、組み合わせられた導体／吸収体副層１６ａなど、光吸収特性と伝導特性の両方で構成され得る。さらに、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つまたは複数は、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。そのようなパターニングは、当技術分野で知られているマスキングおよびエッチングプロセスまたは別の好適なプロセスによって実行され得る。いくつかの実施態様では、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つは、１つまたは複数の金属層（たとえば、１つまたは複数の反射層および／または伝導性層）上に堆積された副層１６ｂなど、絶縁層または誘電体層であり得る。さらに、光学スタック１６は、ディスプレイの行を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。
【００５４】
プロセス８０はブロック８４において続き、光学スタック１６上への犠牲層２５の形成を伴う。犠牲層２５は、キャビティ１９を形成するために後で（たとえば、ブロック９０において）除去され、したがって、犠牲層２５は、図１に示した得られた干渉変調器１２には示されていない。図８Ｂは、光学スタック１６上で形成された犠牲層２５を含む、部分的に作製されたデバイスを示している。光学スタック１６上での犠牲層２５の形成は、後続の除去後に、所望の設計サイズを有するギャップまたはキャビティ１９（図１および図８Ｅも参照）を与えるように選択された厚さの、モリブデン（Ｍｏ）またはアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）など、フッ化キセノン（ＸｅＦ２）エッチング可能材料の堆積を含み得る。犠牲材料の堆積は、物理蒸着（ＰＶＤ、たとえば、スパッタリング）、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、熱化学蒸着（熱ＣＶＤ）、またはスピンコーティングなど、堆積技法を使用して行われ得る。
【００５５】
プロセス８０はブロック８６において続き、支持構造、たとえば、図１、図６および図８Ｃに示すポスト１８の形成を伴う。ポスト１８の形成は、支持構造開口を形成するために犠牲層２５をパターニングすることと、次いで、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、またはスピンコーティングなど、堆積方法を使用して、ポスト１８を形成するために開口中に材料（たとえば、ポリマーまたは無機材料、たとえば、酸化ケイ素）を堆積させることとを含み得る。いくつかの実施態様では、犠牲層中に形成された支持構造開口は、ポスト１８の下側端部が図６Ａに示すように基板２０に接触するように、犠牲層２５と光学スタック１６の両方を通って、下にある基板２０まで延在することがある。代替的に、図８Ｃに示すように、犠牲層２５中に形成された開口は、犠牲層２５は通るが、光学スタック１６は通らないで、延在することがある。たとえば、図８Ｅは、光学スタック１６の上側表面（upper surface）と接触している支持ポスト１８の下側端部を示している。ポスト１８、または他の支持構造は、犠牲層２５上に支持構造材料の層を堆積させることと、犠牲層２５中の開口から離れて配置された支持構造材料の部分をパターニングおよび除去することとによって形成され得る。支持構造は、図８Ｃに示すように開口内に配置され得るが、少なくとも部分的に、犠牲層２５の一部分の上で延在することもある。上述のように、犠牲層２５および／または支持ポスト１８のパターニングは、パターニングおよびエッチングプロセスによって実行され得るが、代替エッチング方法によっても実行され得る。
【００５６】
プロセス８０はブロック８８において続き、図１、図６および図８Ｄに示す可動反射層１４などの可動反射層または膜の形成を伴う。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、および／またはエッチングステップとともに、１つまたは複数の堆積ステップ、たとえば、反射層（たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金）堆積を採用することによって、形成され得る。可動反射層１４は、電気伝導性であり、電気伝導性層（electrically conductive layer）と呼ばれることがある。いくつかの実施態様では、可動反射層１４は、図８Ｄに示すように複数の副層１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含み得る。いくつかの実施態様では、副層１４ａ、１４ｃなど、副層のうちの１つまたは複数は、それらの光学的特性のために選択された高反射性副層を含み得、別の副層１４ｂは、それの機械的特性のために選択された機械的副層を含み得る。犠牲層２５は、ブロック８８において形成された部分的に作製された干渉変調器中に依然として存在するので、可動反射層１４は、一般にこの段階では可動でない。犠牲層２５を含んでいる部分的に作製されたＩＭＯＤは、本明細書では「非開放（unreleased）」ＩＭＯＤと呼ばれることもある。図１に関して上記で説明したように、可動反射層１４は、ディスプレイの列を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。
【００５７】
プロセス８０はブロック９０において続き、キャビティ、たとえば、図１、図６および図８Ｅに示すキャビティ１９の形成を伴う。キャビティ１９は、（ブロック８４において堆積された）犠牲材料２５をエッチャントにさらすことによって形成され得る。たとえば、Ｍｏまたはａ−Ｓｉなどのエッチング可能犠牲材料が、ドライ化学エッチングによって、たとえば、一般に、キャビティ１９を囲む構造に対して選択的に除去される、所望の量の材料を除去するのに有効である期間の間、ＸｅＦ２から派生した蒸気などの気体または蒸気エッチャントに犠牲層２５をさらすことによって、除去され得る。他のエッチング方法、たとえば、ウェットエッチングおよび／またはプラズマエッチングも使用され得る。犠牲層２５がブロック９０中に除去されるので、可動反射層１４は、一般に、この段階後に可動となる。犠牲材料２５の除去後に、得られた完全にまたは部分的に作製されたＩＭＯＤは、本明細書では「開放」ＩＭＯＤと呼ばれることがある。
【００５８】
スペーサ構造を伴う電気機械ディスプレイ
いくつかの実施態様では、内蔵スペーサまたは隔離された構造を有するディスプレイデバイスが開示される。以下の説明は干渉ディスプレイデバイスに関連するが、任意の同様の電気機械ディスプレイデバイスも、開示された技術の新規の態様を組み込み得ることを、当業者は理解されたい。
【００５９】
図９は、電気機械ディスプレイパッケージの断面の例を示す。パッケージングされた電気デバイス９００は、基板９１０、干渉変調器９２２のアレイ９２０、シール９４０、およびバックプレート９５０を含む。デバイス９００は、底部９０２および上部９０４を含む。基板９１０は、下面９１２および上面９１４を含む。基板の上面９１４には、干渉変調器アレイ９２０が形成される。示される実施態様では、バックプレート９５０は、シール９４０によって基板９１０に固定される。これによって、バックプレート９５０と基板９１０との間に空洞９０６が形成される。
【００６０】
基板９１０および干渉変調器９２２は、上でより詳しく説明される。簡単に言えば、基板９１０は、干渉変調器９２２が形成可能な任意の基板であり得る。いくつかの実施態様では、デバイス９００は、底部９０２から見える画像を表示し、したがって、基板９１０は実質的に透明または半透明である。たとえば、いくつかの実施態様では、基板はガラス、シリカ、またはアルミナである。「アレイガラス」という用語も、基板９１０を表すために使用され得る。いくつかの実施態様では、基板の第１の面９１２はさらに、１つまたは複数の追加の構造、たとえば、以下で説明されるような、１つまたは複数の構造的な、保護的な、または光学的なフィルムを含む。
【００６１】
干渉変調器９２２は、基板９１０の上にありバックプレート９５０の下にある、機械層９１６を含む。いくつかの実施態様では、機械層９１６の複数の部分は、物理的な損傷を受けやすい。
【００６２】
バックプレート９５０は、「キャップ」、「バックプレーン」、または「バックガラス」とも本明細書では呼ばれ得る。これらの用語は、デバイス９００内でのバックプレート９５０の位置、またはデバイス９００自体の方向を制限することを意図しない。いくつかの実施態様では、バックプレート９５０は、アレイ９２０を損傷から保護する。干渉変調器９２２のいくつかの実施態様は、物理的な接触によって損傷する可能性がある。その結果、いくつかの実施態様では、バックプレート９５０は、たとえば、アレイ９２０を含む装置において、外部の物体および／または他の構成要素との接触から、アレイ９２０を保護する。さらに、いくつかの実施態様では、バックプレート９５０は、他の環境条件、たとえば、湿気、蒸気、塵、周囲圧力の変化などから、アレイ９２０を保護する。
【００６３】
デバイス９００が上部９０４から見える画像を表示する実施態様では、バックプレート９５０は実質的に透明または半透明である。いくつかの他の実施態様では、バックプレート９５０は、実質的に透明および／または半透明ではない。いくつかの実施態様では、バックプレート９５０は、不安定な化合物、たとえば炭化水素、酸、アミンなどを生成または放出しない材料からできている。いくつかの実施態様では、バックプレート９５０は、液体の水および／または水蒸気を実質的に通さない。いくつかの実施態様では、バックプレート９５０は、空気および／または他の気体を実質的に通さない。バックプレート９５０に適した材料には、たとえば、金属、鋼鉄、ステンレス鋼、真鍮、チタン、マグネシウム、アルミニウム、ポリマー樹脂、エポキシ、ポリアミド、ポリアルケン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリアクリレート、パリレン、セラミック、ガラス、シリカ、アルミナ、および混合物、コポリマー、合金、複合材料、ならびに／またはこれらの組合せがある。適切な複合材料の例には、Ｖｉｔｅｘ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（カリフォルニア州サンノゼ）から入手可能な複合フィルムがある。いくつかの実施態様では、バックプレート９５０はさらに、補強材、たとえば、繊維および／または布地、たとえば、ガラス、金属、炭素、ホウ素、カーボンナノチューブなどを含む。
【００６４】
いくつかの実施態様では、バックプレート９５０は実質的に曲げられない。いくつかの他の実施態様では、バックプレート９５０は柔軟であり、たとえばホイルまたはフィルムである。いくつかの実施態様では、バックプレート９５０は、パッケージングされるデバイス９００の組み立ての前および／または間に、所定の構成に変形される。
【００６５】
図９の参照を続けると、バックプレート９５０は、内側の面９５３および外側の面９５２を含む。いくつかの実施態様では、バックプレートの内側の面および／または外側の面はさらに、１つまたは複数の追加の構造、たとえば、構造的な、保護的な、機械的な、および／または光学的な、１つまたは複数のフィルムを含む。
【００６６】
図９に示される実施態様では、バックプレート９５０は実質的に平らである。いくつかの他の実施態様では、バックプレート９５０の内側の面９５３はくぼみがあってよい。この構成のバックプレートは、本明細書では「凹型キャップ」と呼ばれ得る。パッケージングされたデバイス９００の他の実施態様は、湾曲した、または曲がったバックプレート９５０を含み得る。いくつかの実施態様では、バックプレート９５０は、湾曲した構成へと事前に形成される。いくつかの他の実施態様では、バックプレート９５０の湾曲した形状は、パッケージングされたデバイス９００の組み立ての間に、実質的に平らな元の材料を曲げまたは変形させることによって、形成される。たとえば、いくつかの実施態様では、干渉変調器のアレイ９２０は、上で説明されたように基板９１０上に形成される。シール材料、たとえば、ＵＶ硬化性エポキシが、基板９１０よりも幅が広くかつ／または長い、実質的に平らなバックプレート９５０の外縁に適用される。バックプレート９５０は、たとえば圧縮によって、所望のサイズに変形され、基板９１０上に配置される。エポキシは、たとえばＵＶ照射を使用して硬化され、シール９４０を形成する。
【００６７】
いくつかの実施態様では、バックプレートの内部の面９５３とアレイ９２０との間のギャップまたはヘッドスペースは、約１０μｍである。いくつかの実施態様では、ギャップは、約３０μｍから約１００μｍ、たとえば、約４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、または９０μｍである。いくつかの実施態様では、ギャップは、約１００μｍより大きくてよく、たとえば、約３００μｍ、約０．５ｍｍ、約１ｍｍ、またはそれより大きくてよい。いくつかの実施態様では、バックプレートの内部の面９５３とアレイ９２０との間のギャップまたはヘッドスペースは、一定ではない。
【００６８】
いくつかの他の実施態様では、デバイス９００の通常の使用において遭遇する可能性の高い力は、アレイ９２０を、通常バックプレート９５０およびアレイ９２０の中心またはその近くにおいて、バックプレート９５０に接触させるのに十分である。たとえば、他のすべてのものが同じままであれば、デバイス９００の長さおよび／または幅が大きくなるに従って、アレイ９２０とバックプレート９５０との間の相対的な運動も大きくなることを、当業者は理解するだろう。デバイス９００の長さおよび／または幅は、たとえば、アレイ９２０中の干渉変調器９２２のサイズおよび／数が大きくなるとともに、大きくなる。何らかの時点で、デバイス９００の通常の使用において遭遇する可能性の高い力が、アレイ９２０の一部をバックプレート９５０に接触させる相対的な運動を引き起こし、これによって、デバイス中の干渉変調器９２２の１つまたは複数に損傷を与える可能性がある。
【００６９】
図１０は、内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う電気機械デバイスを製造する例示的なプロセス４００を示す。プロセスは、ブロック４０２において開始する。ブロック４０４において示されるように、プロセスは、基板を設けることによって開始する。プロセスは、基板上に複数のスペーサを製作することによって、ブロック４０６において続く。スペーサは、基板上に誘電体材料を堆積し、材料を所望の形状にエッチングすることによって、誘電体材料によって形成され得る。プロセス４００は、スペーサに固定された電気機械デバイスを形成することによって、ブロック４０８において続き、電気機械デバイスは、スペーサを形成した後で形成される。プロセスは、ブロック４２０において終了する。
【００７０】
図１１は、内蔵スペーサまたは隔離された構造を有する、ピクセルのアレイを含む干渉変調器デバイスの部分の、平面概略図の例を示す。示される干渉調整器デバイス１９０は、ピクセルのアレイ、たとえばピクセル１０００ａ〜１０００ｆを含む。
【００７１】
図１１に示されるように、ピクセル１０００ａ〜１０００ｆは、概ね正方形の形状であり、各境界の少なくとも一部分に沿って配置された導電性のブラックマスク２３を含む。図１１に示される実施態様では、ブラックマスク２３は各ピクセルを囲む。図の明瞭性を上げるために示されていないが、ブラックマスク２３は基板の上に設けられ、誘電層はブラックマスク２３の上に設けられ、静止電極を含む光学積層体は誘電体層の上に設けられている。そのようなアレイを形成するためのプロセスは、後で詳述される。
【００７２】
示される実施態様では、スペーサ１００は、ピクセルの各々の角またはその近くに設けられる。スペーサ１００は、ブラックマスク２３の上に設けられる。図１１に示されるように、たとえば、スペーサ１００ａ〜１００ｄは、ピクセル１０００ａの各々の角に設けられる。いくつかの実施態様では、スペーサ１００は、ピクセルの１つの角のみ、または２つの角、または３つの角に位置する。さらに、いくつかの実施態様では、ピクセルはスペーサ１００を含まなくてよい。以下で説明されるように、干渉変調器デバイスのアレイ１９０の基板の上の最も高い地点は、スペーサ１００の上に位置し得る。
【００７３】
図の質を上げるために示されていない機械層は、光学積層体の上に配置され、ピクセルのギャップ高を決める。ギャップ高は、ピクセルによって変化し得る。機械層は、各ピクセルの角においてスペーサ１００の上の光学積層体に固定される。たとえば、ピクセル１０００ａの機械層は、第１のスペーサ１００ａ、第２のスペーサ１００ｂ、第３のスペーサ１００ｃ、および第４のスペーサ１００ｄの上のピクセルの４つの角に、またはその近くに固定され、それぞれスペーサに隣接する、隆起した角の領域１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、および１２３ｄをもたらす。前に説明されたように、機械層は、多数の方法で、スペーサ１００の上に固定され得る。スペーサ１００の上に機械層を固定することによって、アレイの上に高い地点が形成される。加えて、ブラックマスクの上にスペーサを設けることによって、ブラックマスク２３は、光学的に非アクティブな領域、たとえば、スペーサ１００の下およびその周りの領域、隆起した角の領域１２３、ならびに作動中に曲がる領域において光を吸収することができる。
【００７４】
図１１に示されるように、いくつかの実施態様では、ビア１３８は、ピクセルの角からわずかにオフセットされて配置され得る。ビア１３８は、光学積層体の静止電極を、ブラックマスク２３の様々な部分に電気的に接触させるために使用される。ブラックマスクのより大きな部分または突出部が、光学的に非アクティブなビア１３８を覆うために設けられ得る。たとえば、ブラックマスク突出部１３９が、角のビア１３８ｄのために設けられ得る。
【００７５】
いくつかの実施態様では、ビア１３８は、ピクセルの境界に沿ったブラックマスク通路に沿って配置され得る。たとえば、図１１に示されるように、ビア１３８ｃは、ピクセル１０００ｃのブラックマスク通路に沿って設けられる。いくつかの実施態様では、ビア１３８は、各ピクセルの境界に沿って設けられるブラックマスクの各々の通路の上に含まれない。むしろ、ビア１３８は、ブラックマスクの総面積を減らすために、あるブラックマスク通路、たとえば高ギャップピクセルと中ギャップピクセルによって共有される境界に沿った通路の上に設けられ得る。
【００７６】
いくつかの実施態様（図示せず）では、ビア１３８は、スペーサ１００を有さないピクセルの角（すなわち、スペーサ１００が位置する領域）に位置し得る。いくつかの実施態様では、ビア１３８は、ギャップサイズが最大のピクセルの角にあるブラックマスク２３の部分の上に含まれ得る。ギャップサイズが最大のピクセルの角にあるブラックマスク２３の部分の近くにビア１３８を配置することで、高ギャップピクセルが作動状態においてより大きな屈曲領域を有し得るので、性能を改善することができる。したがって、相対的に大きな光学的に非アクティブな領域は、ビア１３８のための追加の空間を提供できる、より大きなブラックマスク領域をもたらす。
【００７７】
スペーサ１００の周りのブラックマスク２３の領域、ビア１３８、および固定領域は、各ピクセルに対してサイズが変わり得る。たとえば、固定領域を囲むブラックマスク２３の量は、作動中のより大きな機械層の屈曲を補償するために、ギャップサイズが最大のピクセルに対しては最大であってよい。
【００７８】
図１２は、内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイの、線１１Ａ−１１Ａで切った部分的な断面の例を示す。断面は、低いギャップ１９ｃを含む変調器と、高いギャップ１９ａを含む変調器との間に配置される、スペーサ１００を示す。変調器は各々、光学積層体１６に固定された機械層を含む。機械層は、複数の変調器の間にわたる支持層１６０〜１６２によって少なくとも一部光学積層体１６に固定され、複数の変調器の間に位置するスペーサ１００を覆う。この固定領域は、固定領域ｄＡとして大まかに図示され得る。この方式で機械層を固定することで、隆起した固定領域が得られ得る。
【００７９】
スペーサ１００は、固定領域ｄＡの中心またはその近くに位置し得る。この領域にスペーサ１００を構築することで、変調器を直接的な方式で構築することが可能になるが、スペーサ１００の上に位置する変調器アレイの高い部分１８０がもたらされる。この高い部分１８０は、干渉変調器アレイに損傷を与えることなく、上のバックプレート（図示せず）に接触することができる。さらに、高い部分１８０は、アレイの可動の部分にバックプレートが接触することを防ぐことができるので、その部分を損傷させるのを防ぐことができる。
【００８０】
図１２について詳述すると、干渉変調器アレイが、基板２０の上に配置されるエッチストップ層１２２の上に構築され得る。ブラックマスク２３は、エッチストップ層１２２の光学的に非アクティブな部分の上に配置され得る。ブラックマスク２３は、光を吸収するように構成され得る。アレイの光学的に非アクティブな領域は、たとえば、固定領域ｄＡの周りの領域、機械層の屈曲部分の周りの領域、たとえば、低ギャップ屈曲領域ｄＢＬおよび高ギャップ屈曲領域ｄＢＨを含む。示されるように、ブラックマスク層２３は、光学吸収体層２３ａ、誘電体サブレイヤ２３ｂ、およびバス層２３ｃを含む。
【００８１】
スペーサ１００は、ブラックマスク２３の中心またはその近くにおいて、ブラックマスク２３の上に配置される。図１２に示される実施態様では、スペーサ１００は大まかに、先端が切り取られた円錐の形状であるので、スペーサ１００は、側面から見ると大まかに台形であり、上から見ると大まかに円である。しかしながら、スペーサ１００は、限定はされないが、立方体、錐、台形プリズム、ピラミッド、円柱、または母線によって形成される任意の適切な３次元形状を含む、任意の適切な形状であってよい。
【００８２】
スペーサ１００は、側面から見ると、高さｔＳ、下部直径ｄＬ、および上部直径ｄＵを含み得る。いくつかの実施態様では、スペーサ１００は、たとえば、約０．５〜２μｍの範囲の高さｔＳ、約２〜４μｍの範囲の下部直径ｄＬ、および約１．５〜３．５μｍの範囲の上部直径ｄＵを有し得る。いくつかの実施態様では、スペーサ１００は、約１μｍの高さ、約３μｍの下部直径ｄＬ、および約２．５μｍの上部直径ｄＵを有する。
【００８３】
追加のスペーサ構造１１０が、成形構造１２６を配置しパターニングすることによって、スペーサの上およびその周りに形成され得る。追加のスペーサ構造１１０は、スペーサの下部直径ｄＳを事実上広げ得る。いくつかの実施態様では、スペーサｄＳの下部直径は、たとえば約２．１〜５μｍの範囲、たとえば約３．２μｍへと広げられる。
【００８４】
変調器は、ブラックマスク２３の一部分の上、かつアレイの光学的にアクティブな領域の中のエッチストップ層１２２の上に、成形構造１２６を配置することによって構築され得る。誘電体層３５は、成形構造１２６、ブラックマスク２３、および追加のスペーサ構造１１０の上に配置される。
【００８５】
光学積層体１６は、成形構造１２６の上の領域中の、誘電体層３５上に構築され得る。図１２に示される実施態様では、光学積層体１６は、静止電極層１４０、透明誘電体層１４１、および誘電体保護層１４２を含む。誘電体保護層１４２は、光学積層体１６の上、かつ光学的に非アクティブな領域の上に配置され得る。
【００８６】
図１２に示されるように、機械層の複数の部分は、変調器およびスペーサ１００の上に配置され、スペーサ１００の上で、かつそれに隣接して、光学積層体１６に固定され得る。たとえば、支持層１６０〜１６２は、低いギャップ１９ｃおよび高いギャップ１９ｂにわたり、ギャップ間に位置するスペーサ１００を包囲し得る。支持層１６０〜１６２は、機械層の複数の部分も形成し得る。機械層は、構造が均一ではないことがある。示される実施態様では、たとえば、高ギャップ変調器１４’の上の機械層は、反射層１４ａ、支持層１４ｂ、エッチストップ層１５４、第３の支持層１６２、およびキャップ層１４ｃを含み、一方低ギャップ変調器１４’’の上の機械層は、反射層１４ａ、支持層１４ｂ、エッチストップ層１５４、第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、第３の支持層１６２、およびキャップ層１４ｃを含み、一方スペーサを覆いスペーサを光学積層体に固定する機械層の一部分は、第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、および第３の支持層１６２を含む。
【００８７】
固定領域の中かつ支持層１６０〜１６２の下にスペーサ１００を製作することで、基板の上の高ギャップ変調器の全体の高さｔＨと、基板の上の低ギャップ変調器の全体の高さｔＬとの両方よりも大きな、基板の上の高さｔＴを有する高い部分１８０がもたらされる。いくつかの実施態様では、高ギャップ変調器は、約１４００〜１５００ｎｍの範囲の、たとえば約１４７０ｎｍの基板の上の高さｔＨを有し、一方低ギャップ変調器は、１３００〜１４５０ｎｍの範囲の、たとえば約１４００ｎｍの基板の上の高さｔＬを有する。いくつかの実施態様では、高い部分１８０は、約１０００〜３０００ｎｍの範囲の、たとえば約１９００ｎｍの基板の上の高さｔＴを有する。
【００８８】
干渉変調器アレイは、上で説明されたようなバックプレート（図示せず）によってパッケージングされ得る。干渉変調器の高い部分１８０は、バックプレートに接触することがあり、これによってアレイ中の変調器に損傷を与えるのを防ぐ。
【００８９】
図１３Ａ〜１３Ｐは、内蔵スペーサまたは隔離された構造を伴う干渉変調器アレイを製作する方法における様々な段階の断面概略図の例を示す。
【００９０】
図１３Ａにおいて、ブラックマスク構造２３００および複数のスペーサ１００が、基板２０の上に形成されている。示されるように、デバイスは、基板２０の上に第１のエッチストップ層１２２を形成することによって製作されている。エッチストップ層１２２は、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）または任意の他のよく知られているエッチストップ組成物を含み得る。いくつかの実施態様では、エッチストップ層１２２は、約５０〜２５０Åの範囲の、たとえば約１６０Åの厚さを有するＡｌＯｘ層である。
【００９１】
エッチストップ層１２２の上には、一連のサブレイヤから制作されるブラックマスク層２３００がある。第１のサブレイヤは、ＭｏＣｒ層を含み得る、光学吸収体サブレイヤ２３００ａである。いくつかの実施態様では、光学吸収体サブレイヤ２３００ａは、約３０〜８０Åの範囲の、たとえば約５０Åの厚さを有するＭｏＣｒ層を含む。
【００９２】
光学吸収体サブレイヤ２３００ａの上に形成される層は、ＳｉＯ２を含み得る誘電体サブレイヤ２３００ｂである。いくつかの実施態様では、光学吸収体サブレイヤ２３００ａは、約５００〜１０００Åの範囲の、たとえば約７５０Åの厚さを有するＳｉＯ２層を含む。誘電体サブレイヤ２３００ｂの上に形成される層は、アルミニウムシリコン（ＡｌＳｉ）のようなアルミニウム合金を含み得る、バスサブレイヤ２３００ｃである。いくつかの実施態様では、バスサブレイヤ２３００ａは、約１００〜６０００Åの範囲の、たとえば約５００Åの厚さを有するＡｌＳｉ層を含む。
【００９３】
ブラックマスク層２３００の上に形成されるのは、スペーサ１００である。示されないいくつかの実施態様では、スペーサ１００は、ブラックマスク層２３００の上に形成されず、むしろ基板２０またはエッチストップ層１２２の上に形成される。スペーサ１００は、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを含む、当業者に知られている種々の技法によって形成され得る。スペーサ１００は、当技術分野でよく知られている任意の適切な誘電体材料によって形成され得る。スペーサ１００は、たとえば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、または窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含み得る。いくつかの実施態様では、スペーサ１００は、ＳｉＯ2層を堆積し、所望のパターンをマスキングし、ＳｉＯ２層を所望の形状にエッチングすることによって形成される。いくつかの実施態様では、スペーサ１００は、約０．５〜４μｍの範囲の、たとえば約１μｍの厚さを有するＳｉＯ２層を含む。エッチングプロセスは、ＣＦ４および／またはＯ２を含み得る。
【００９４】
図１３Ｂに示されるように、プロセスは、ブラックマスク層２３００のマスキングおよびエッチングによって続き、光学的にアクティブな部分１７５ａ〜１７５ｃを提供する。エッチングプロセスは、ＭｏＣｒおよびＳｉＯ２層に対してはＣＦ４および／またはＯ２を、アルミニウム合金層に対してはＣｌ２および／またはＢＣｌ３を含み得る。光学的にアクティブな部分は、干渉変調器の製作のための領域を提供でき、一方残りのブラックマスク領域１７０ａ〜１７０ｄは、固定領域および／または変調器間の屈曲のような、光学的に非アクティブな領域を覆うために使用され得る。
【００９５】
残りのブラックマスク領域１７０ａ〜１７０ｄは、サイズが変化するものであってよい。たとえば、より大きな残りのブラックマスク領域が、機械層のさらなる屈曲を補償するためのより大きなギャップサイズを有する変調器の間で使用され得る。動作中、機械層が作動する時、光学積層体の上で平面に整列される機械層の一部分は、光学積層体に接触する。しかしながら、機械層の一部分（たとえば、ピクセルの境界に沿った）は、光学積層体に接触しないことがある。光学積層体と接触しない、機械層のこれらの部分は、追加のブラックマスク領域が提供されない場合、干渉によって望ましくない色を生成することがある。作動中に光学積層体と接触しない機械層のこの部分は、ギャップ高がより大きなピクセルでは増加し得る。高ギャップピクセルの屈曲領域は、ギャップがより大きいので、低ギャップピクセルの屈曲領域よりも大きくなり得る。したがって、固定領域の周りのブラックマスクの追加の領域は、作動中に屈曲し得る機械層の部分を覆うために、より大きなギャップサイズを有するピクセルに対して提供され得る。
【００９６】
図１３Ｃにおいて、プロセスは、成形構造１２６および追加のスペーサ構造１１０を形成することによって続く。成形構造１２６および追加のスペーサ構造１１０は、干渉変調器の上にバッファ酸化物層を堆積し、スペーサ１００に隣接しブラックマスク層２３の上にある層の部分をエッチングすることによって形成され得る。いくつかの実施態様では、バッファ酸化物層は、約５００〜６０００Åの範囲の、たとえば約１０００Åの厚さを有するＳｉＯ２層を含む。エッチングプロセスは、ＣＦ４および／またはＯ２を含み得る。
【００９７】
成形構造１２６は、残りのブラックマスク領域１７０ａ〜１７０ｄの間のギャップを埋めることによって、基板全体で比較的平面的な外形を保つのを支援することができる。成形構造１２６はまた、残りのブラックマスク領域１７０ａ〜１７０ｄの一部分に重複し得る。たとえば、図１３Ｃに示されるように、成形構造１２６は、残りのブラックマスク領域１７０ａ〜１７０ｄと重複し、突出部１２９を形成することができる。突出部１２９は、上に形成されるべき機械層にキンクを形成するのを支援することができる。具体的には、機械層を含む１つまたは複数の層は、成形構造１２６の上に堆積されてよく、これによって、成形構造１２６の１つまたは複数の幾何学的な形状を実質的に再現する。このプロセスは、機械層のような、後で堆積される共形の層において、上方に延びる波打ちまたはキンクを生成し得る。本明細書で示される様々な電気機械システムおよびデバイスは、成形構造１２６を含むものとして示され説明されるが、本明細書で説明されるような機械層を形成する方法は、成形構造１２６を欠いたプロセスに適用可能であり得ることを、当業者は認識するだろう。
【００９８】
追加のスペーサ構造１１０は、スペーサ１００のサイズを事実上大きくし得る。しかしながら、実効的なスペーササイズの上のバッファ酸化物層の全体的な効果は、元のスペーサの形状に依存する。たとえば、堆積器具に対してより曝される面上に、より多くの材料が堆積されることを、当業者は認識するだろう。図１３Ｃの例で示されるように、選択されたスペーサ１００の形状によって、スペーサ１００の側面よりもスペーサ１００の上面に、多くのバッファ酸化物層が堆積される。
【００９９】
図１３Ｄでは、プロセスは、内蔵スペーサを有する干渉変調器アレイの上に誘電体層３５を設けることによって続く。誘電体層３５は、たとえば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、および／またはオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）または当技術分野でよく知られている他の適切な材料を含み得る。いくつかの実施態様では、誘電体層３５は、約３０００〜６０００Åの範囲の、たとえば約４０００Åの厚さを有するＳｉＯ2層を含む。しかしながら、誘電体層３５は、所望の光学的特性に応じて種々の厚さを有し得る。
【０１００】
図１３Ｅにおいて、プロセスは、色増強構造１３４を形成することによって続く。色増強構造１３４は、いくつかの干渉変調器のために選択的に設けられ得る。たとえば、複数のギャップ高を利用する、多色干渉変調器の実施態様では、色増強構造１３４は、特定のギャップサイズを有する変調器の上に設けられ得る。図１３Ｅに示される実施態様では、色増強構造１３４は、中ギャップ干渉変調器になるものに対して設けられる。
【０１０１】
１つまたは複数の層は、色増強構造１３４を設ける前に、誘電体層３５の上に設けられ得る。たとえば、図１３Ｅに示されるように、エッチストップ層１３５は、色増強層１３４を設ける前に設けられる。エッチストップ層は、ＡｌＯｘまたは任意の他のよく知られているエッチストップ組成物を含み得る。エッチストップ層１３５は、光学的にアクティブな部分１７５ｂの上の領域中の誘電体層３５の上にエッチストップ層１３５が残るように、誘電体層３５の上にＡｌＯｘ層を堆積し層をエッチングすることによって形成され得る。いくつかの実施態様では、エッチストップ層１３５は、約５０〜２５０Åの範囲の、たとえば約１６０Åの厚さを有するＡｌＯｘ層を含む。ＡｌＯｘを除去するためのエッチプロセスは、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）を含み得る。
【０１０２】
同様に、いくつかの実施態様では、色増強構造１３４は、光学的にアクティブな部分１７５ｂの上の領域中のエッチストップ層１３５の上に色増強構造１３４が残るように、エッチストップ層１３５の上にＳｉＯＮ層を堆積し層をエッチングすることによって設けられる。いくつかの実施態様では、色増強構造１３４は、約１５００〜２５００Åの範囲の、たとえば約１９００Åの厚さを有するＳｉＯＮ層を含む。ＳｉＯＮを除去するためのエッチプロセスは、ＣＦ４および／またはＯ２を含み得る。
【０１０３】
図１３Ｆにおいて、プロセスは、誘電体層３５の一部分をエッチングすることによって誘電体層３５にビア１３８を形成することによって続く。ビア１３８は、後で堆積される層がブラックマスク構造２３に接触できるようにし得る。いくつかの実施態様では、ビア１３８は、静止電極をブラックマスク２３に電気的に接続することができる。図１３Ｆに示されるように、ビアは、ブラックマスク２３の各領域の上に含まれる必要はない。むしろ、ビアは、アレイの充填率を上げるために、干渉変調器の中で一定間隔で配置され得る。たとえば、図１３Ｆに示されるように、ビア１３８は、第２のピクセルすなわち中ギャップピクセルと第３のピクセルすなわち低ギャップピクセルとの間の、ブラックマスク部分１７０ｂの上に含まれている。ビアは、種々の形状またはサイズを有し得る。たとえば、ビアは、円、楕円、八角形、および／または任意の他の適切な形状として形作られ得る。ビアのサイズは、プロセスによって変わり得る。いくつかの実施態様では、各ビア１３８は、約１．５〜３．０μｍの範囲の、たとえば約２．４μｍの最大の幅を有する。
【０１０４】
図１３Ｇ〜図１３Ｈにおいて、プロセスは、内蔵スペーサを伴う干渉変調器の光学的にアクティブな領域に光学積層体を形成することによって続く。光学積層体は、複数の層を含み得る。光学積層体は、導電性であってよく、部分的に透明かつ部分的に反射性であってよく、干渉変調器デバイスのための静電動作を提供するための静止電極を含み得る。いくつかの実施態様では、たとえば、静止電極を含む光学積層体の層の一部またはすべては、平行な縞へとパターニングされ、ディスプレイデバイスに列電極を形成し得る。
【０１０５】
図１３Ｇにおいて、静止電極１４０が設けられる。示されるように、静止電極１４０は、誘電体層３５、色増強構造１３４、およびビア１３８の上に設けられるが、スペーサ１００の上には設けられない。ビア１３８の上に静止電極１４０を設けることによって、たとえば、ビア１３８は、静止電極１４０をブラックマスク２３に電気的に接続することができる。静止電極１４０は、ＭｏＣｒまたは任意の他のよく知られている電極組成物を含み得る。静止電極１４０は、静止電極１４０がスペーサ領域１２０から除去されるように、ＭｏＣｒ層を堆積し層をエッチングすることによって形成され得る。いくつかの実施態様では、静止電極層１４０は、約３０〜８０Åの範囲の、たとえば約５０Åの厚さを有するＭｏＣｒ層を含む。ＭｏＣｒを除去するためのエッチングプロセスは、Ｃｌ２および／またはＯ２を含み得る。
【０１０６】
図１３Ｈにおいて、透明な誘電体層１４１および誘電体保護層１４２が設けられ、光学積層体１６００が完成する。透明な誘電体層１４１は、当技術分野においてよく知られている任意の透明な誘電体材料を含み得る。透明な誘電体層１４１は、内蔵スペーサを伴う干渉変調器アレイの上にＳｉＯ２層を堆積することによって形成され得る。いくつかの実施態様では、透明な誘電体層１４１は、約５０〜５００Åの範囲の、たとえば約３３０Åの厚さを有するＳｉＯ２層を含む。
【０１０７】
誘電体保護層１４２は、透明な誘電体層１４１の上に設けられ得る。誘電体保護層１４２は、様々な金属、半導体、および誘電体のような、部分的に反射性である種々の材料から形成され得る。誘電体保護層１４２は、後続の犠牲層のエッチプロセスのオーバーエッチング攻撃および最後の犠牲層除去プロセスにおける攻撃から、透明な誘電体層１４１を保護することができる。いくつかの実施態様では、誘電体保護層１４２は、約５０〜１５０Åの範囲の、たとえば約１００Åの厚さを有するＡｌＯＸ層を含む。図１３Ｈに示されるように、透明な誘電体層１４１および誘電体保護層１４２は、スペーサ領域１２０を覆い得る。
【０１０８】
図１３Ｉにおいて、プロセスは、光学積層体１６００の上に複数の犠牲層を設けることによって続く。以下で論じられるように、犠牲層は後で除去されてギャップまたは空洞を形成する。犠牲層は、Ｍｏまたはａ−Ｓｉまたは任意の他のよく知られている犠牲となる組成物を含み得る。
【０１０９】
複数の犠牲層の使用は、多数の共振する光学ギャップを有するディスプレイデバイスの形成を支援することができる。たとえば、示されるように、第１の犠牲層１４４、第２の犠牲層１４５、および第３の犠牲層１４６を選択的に設けることによって、様々なギャップサイズが生成され得る。これによって、第１の犠牲層、第２の犠牲層、および第３の犠牲層の厚さの合計にほぼ等しい第１のギャップサイズ（または「高ギャップ」）、第２の犠牲層および第３の犠牲層の厚さの合計にほぼ等しい第２のギャップサイズ（または「中ギャップ」）、ならびに、第３の犠牲層の厚さにほぼ等しい第３のギャップサイズ（または「低ギャップ」）を提供することができる。干渉変調器アレイについては、高ギャップは高ギャップピクセルに対応してよく、中ギャップは中ギャップピクセルに対応してよく、低ギャップは低ギャップピクセルに対応してよい。異なるギャップサイズによって構成されるこれらのピクセルの各々は、異なる反射される色を生成し得る。したがって、そのようなピクセルは、高ギャップピクセル、中ギャップピクセル、または低ギャップピクセルと本明細書では呼ばれ得る。
【０１１０】
いくつかの実施態様では、光学積層体１６００の上の複数の犠牲層は、次のように形成され得る。犠牲材料は、高ギャップ領域１７６ａになるものの上に第１の犠牲層１４４が生じるように、堆積されエッチングされ得る。いくつかの実施態様では、第１の犠牲層１４４は、約２００〜１０００Åの範囲の、たとえば約５５０Åの厚さを有するＭｏ層を含む。
【０１１１】
第２の犠牲層１４５は、高ギャップ領域１７６ａの上、かつ中ギャップ領域１７６ｂとなるものの上に、第２の犠牲層１４５が生じるように、堆積されエッチングされ得る。したがって、第２の犠牲層１４５は、高ギャップ領域１７６ａの中の第１の犠牲層１４４の上に設けられ得る。いくつかの実施態様では、第２の犠牲層１４５は、約２００〜１０００Åの範囲の、たとえば約４００Åの厚さを有するＭｏ層を含む。
【０１１２】
第３の犠牲層１４６は、高ギャップ領域１７６ａ、中ギャップ領域１７６ｂ、および低ギャップ１７６ｃとなるものの上に、第３の犠牲層１４６が生じるように、堆積されエッチングされ得る。したがって、第３の犠牲層１４６は、高ギャップ領域１７６ａの中の第１の犠牲層１４４および第２の犠牲層１４５の上、かつ中ギャップ領域の中の第２の犠牲層１４５の上に設けられ得る。いくつかの実施態様では、第３の犠牲層１４６は、約６００〜２０００Åの範囲の、たとえば約１３５０Åの厚さを有するＭｏ層を含む。Ｍｏを除去するためのエッチングプロセスは、Ｃｌ２および／またはＯ２を含み得る。
【０１１３】
図１３Ｉは、第２の犠牲層１４５が第１の犠牲層１４４の上に設けられ、第３の犠牲層１４６が第１の犠牲層１４４および第２の犠牲層１４５の上に設けられる構成のために示されるが、他の構成が可能であることを当業者は諒解するだろう。たとえば、第１の犠牲層１４４、第２の犠牲層１４５、および第３の犠牲層１４６は重複する必要はなく、より多数または少数の犠牲層が、所望のギャップサイズを提供するために形成され得る。
【０１１４】
図１３Ｊにおいて、プロセスは、光学積層体１６の上に固定される機械層の一部となるものの、反射層１４００ａおよび支持層１４００ｂを設けることによって続く。反射層１４００ａは、たとえばアルミニウム合金を含む種々の金属材料であってよい。いくつかの実施態様では、反射層１４００ａは、約０．３％から１．０％の範囲の、たとえば約０．５％の銅を重量比で有する、アルミニウム−銅（ＡｌＣｕ）を含む。反射層１４００ａは、任意の適切な厚さであってよい。いくつかの実施態様では、反射層１４００ａは、約２００〜５００Åの範囲の、たとえば約３００Åの厚さを有するＡｌＣｕ層を含む。
【０１１５】
図１３Ｊについて続けると、支持層１４００ｂは、反射層１４００ａの上に設けられ得る。支持層１４００ｂは、反射防止層として機能することによって反射層１４００ａのフォトリソグラフィプロセスを支援するために、かつ／または、完全に製作された機械層の所望の機械的な柔軟性を得るのを助けるために、使用され得る。支持材料は、光学的にアクティブな部分１７５ａ〜１７５ｃの上の反射層１４００ａの上に支持層１４００ｂが生じるように、堆積されエッチングされ得る。いくつかの実施態様では、支持層１４００ｂは、約５０〜１０００Åの範囲の、たとえば約５００Åの厚さを有するＳｉＯＮ層を含む。ＳｉＯＮを除去するためのエッチングプロセスは、ＣＦ４および／またはＯ２を含み得る。金属材料は、犠牲層１４４〜１４６の上に、かつ光学的にアクティブな部分１７５ａ〜１７５ｃの概ね上に、反射層１４００ａが生じるように、支持層１４００ｂをエッチングした後でエッチングされ得る。ＡｌＣｕを除去するためのエッチングプロセスは、Ｃｌ２および／またはＢＣｌ３を含み得る。
【０１１６】
図１３Ｋでは、プロセスは、内蔵スペーサを有する干渉変調器アレイの上にエッチストップ層１５４を設けることによって続く。エッチストップ層１５４は、後続のエッチングステップから、干渉デバイスの層を保護するために利用され得る。たとえば、以下で説明されるように、犠牲層１４４〜１４６は、機械層を解放するために除去され、エッチストップ層１５４は、犠牲層１４４〜１４６を除去するために使用されるエッチャントから支持層を保護することができる。いくつかの実施態様では、エッチストップ層１５４は、約１００〜３００Åの範囲の、たとえば約２００Åの厚さを有するＡｌＯＸ層を含む。スペーサに隣接する空洞１３３は残っていてよい。
【０１１７】
図１３Ｌにおいて、プロセスは、第１の支持層１６０を設けることによって続く。第１の支持層１６０は、光学積層体１６に機械層を固定するのを助けることができる。たとえば、第１の支持層１６０は、スペーサ１００に隣接した空洞１３３を埋めることができ、犠牲層１４４〜１４６が除去され機械層が解放された後で、光学積層体１６の上の機械層を支持および／または固定するのを助ける。第１の支持層１６０はまた、スペーサ１００の上の高さを大きくすることができる。
【０１１８】
第１の支持層１６０は、ＳｉＯＮまたは当技術分野においてよく知られている任意の他の誘電体材料のような、誘電体材料によって形成され得る。誘電体材料は、高ギャップ領域１７６ａおよび中ギャップ領域１７６ｂの上に概ね配置される領域中の第１の支持層１６０を除去するように、堆積されエッチングされ得る。エッチストップ層１５４に堆積される第１の支持層１６０は、低ギャップ領域１７６ｃの上に残り、低ギャップ領域１７６ｃの上の完成した機械層の部分を形成することができる。いくつかの実施態様では、第１の支持層１６０は、約１０００〜５０００Åの範囲の、たとえば約３０００Åの厚さを有するＳｉＯＮ層を含む。ＳｉＯＮを除去するためのエッチングプロセスは、ＣＦ４および／またはＯ２を含み得る。
【０１１９】
図１３Ｍにおいて、プロセスは、第２の支持層１６１を設けることによって続く。第２の支持層１６１は、光学積層体１６に機械層を固定するのをさらに助けることができる。たとえば、第２の支持層１６１は、スペーサ１００に隣接した空洞１３３をさらに埋めることができ、犠牲層１４４〜１４６が除去され機械層が解放された後で、光学積層体１６の上の機械層を支持および／または固定するのを助ける。第２の支持層１６１はまた、スペーサ１００の上の高さを大きくすることができる。第２の支持層１６１は、ＳｉＯＮまたは当技術分野においてよく知られている任意の他の誘電体材料のような、誘電体材料によって形成され得る。誘電体材料は、高ギャップ領域１７６ａの上に概ね配置される領域中の第２の支持層１６１を除去するように、堆積されエッチングされ得る。
【０１２０】
第２の支持層１６１は、低ギャップ領域１７６ｃおよび中ギャップ領域１７６ｂの上に残り得る。たとえば、第２の支持層１６１は、低ギャップ領域１７６ｃの上の領域中の第１の支持層１６０の上に設けられ、低ギャップ領域１７６ｃの上に完成した機械層の一部分を形成することができ、第２の支持層１６１は、中ギャップ領域１７６ｂの上の領域中のエッチストップ層１５４の上に残り、中ギャップ領域１７６ｂの上に完成した機械層の一部分を形成することができる。いくつかの実施態様では、第２の支持層１６１は、約１０００〜５０００Åの範囲の、たとえば約２６００Åの厚さを有するＳｉＯＮ層を含む。ＳｉＯＮを除去するためのエッチングプロセスは、ＣＦ４および／またはＯ２を含み得る。
【０１２１】
図１３Ｎにおいて、プロセスは、第３の支持層１６２を設けることによって続く。第３の支持層１６２はさらに、機械層を光学積層体１６に固定するのを助け、さらに、スペーサ１００の上の高さを大きくすることができる。第３の支持層１６２は、ＳｉＯＮまたは当技術分野においてよく知られている任意の他の誘電体材料のような、誘電体材料によって形成され得る。誘電体材料は、所望の構造を設けるように、堆積されエッチングされ得る。
【０１２２】
たとえば、第３の支持層１６２は、低ギャップ領域１７６ｃ、中ギャップ領域１７６ｂ、および高ギャップ領域１７６ａの上に残り得る。第３の支持層１６２は、低ギャップ領域１７６ｃの上の領域中の第２の支持層１６１の上に、かつ、中ギャップ領域１７６ｂの上の領域中の第２の支持層の上に設けられ、低ギャップ領域１７６ｃおよび中ギャップ領域１７６ｂの上に完成した機械層の一部分を形成することができる。第３の支持層１６２は、高ギャップ領域１７６ｃの上の領域中のエッチストップ層１５４の上に設けられ、高ギャップ領域１７６ａの上に完成した機械層の部分を形成することができる。いくつかの実施態様では、第３の支持層１６２は、約５００〜１０００Åの範囲の、たとえば約７００Åの厚さを有するＳｉＯＮ層を含む。ＳｉＯＮを除去するためのエッチングプロセスは、ＣＦ４および／またはＯ２を含み得る。
【０１２３】
第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、および第３の支持層１６２は、様々な硬さを有する誘電体材料によって形成され得る。第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、および第３の支持層１６２は、様々な厚さを有してよく、または均一の厚さであってよい。いくつかの実施態様では、第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、および第３の支持層１６２の厚さは各々、約６００〜３０００Åの範囲、たとえば各々約１０００Åであってよい。
【０１２４】
第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、および第３の支持層１６２は、種々の機能に使用され得る。たとえば、第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、および第３の支持層１６２は、柱および／またはリベットを含む、支持構造を形成するために使用され得る。さらに、第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、および第３の支持層１６２は、所望の作動電圧に対応する構造的な強度を達成するのを助けるために、かつ／または、自身を支える機械層を得るのを助けるために、機械層のすべてまたは一部に組み込まれ得る。
【０１２５】
図１３Ｎに示されるように、第２の支持層１６１の一部分１６１ａは、ピクセルのための支持柱の一部として機能し得るが、第２の支持層１６１の別の一部分１６１ｂは、低ギャップ領域１７６ｃの上の機械層に含まれ得る。第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、および第３の支持層１６２を利用して、様々なギャップ高のピクセルにわたる種々の機能を提供することによって、干渉デバイスの設計における柔軟性が向上し得る。いくつかの実施態様では、機械層は、いくつかのピクセルの上では自身を支持することができ、他のピクセルの上では支持柱または他の構造によって支持され得る。
【０１２６】
さらに、図１３Ｎで示されるように、犠牲層の上で形成される機械層の厚さは、アレイの様々なピクセルの上の機械層の中に、第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、および第３の支持層１６２を選択的に含めることによって、変化し得る。たとえば、第３の支持層１６２は、高ギャップピクセル、中ギャップピクセル、および低ギャップピクセルの上に設けられてよく、第２の支持層１６１は、中ギャップピクセルおよび低ギャップピクセルの上に設けられてよく、第１の支持層１６０は、低ギャップピクセルの上に設けられてよい。異なるギャップ高のピクセルにわたって、機械層の厚さを変化させることによって、機械層の所望の硬さを各々のギャップ高に対して達成することができ、このことは、色表示の用途のための異なるサイズのエアギャップに対して同一のピクセル作動電圧を許容することの助けになり得る。
【０１２７】
図１３Ｎについて続けると、スペーサ１００の上に第１の支持層１６０、第２の支持層１６１、および第３の支持層１６２を形成することによって、スペーサ１００の上の高さを大きくすることができる。したがって、本明細書で開示される層形成の方法は、干渉変調器の最も高い地点ｔＴが、スペーサ１００の上に来ることを可能にする。したがって、これらの高い部分１８０は、基板２０上に形成される干渉変調器の上に配置される、バックプレート（図示せず）に接触し得る。したがって、スペーサ構造１００は、機械層のより脆い部分、具体的には、犠牲層１４４〜１４６が除去された後の機械層の可動部分にバックプレートが接触することから保護する。
【０１２８】
図１３Ｏにおいて、キャップ層１４００ｃおよびハードマスク層１４７を設けることによって、プロセスは続く。キャップ層１４００ｃは、支持層１６０〜１６２の上に設けられてよく、反射層１４００ａのパターンと同様のパターンを有し得る。反射層１４００ａのパターンと同様にキャップ層１４００ｃをパターニングすることで、機械層における応力を平衡させるのを助けることができる。機械層における応力を平衡させることによって、犠牲層１４４〜１４６の除去後の、機械層の成形および湾曲を制御することができる。さらに、機械層における平衡の応力は、解放された干渉変調器のギャップ高に対して、温度が与える影響を少なくすることができる。いくつかの実施態様では、キャップ層１４００ｃを設けることで、完成した機械層が形成され得る。
【０１２９】
キャップ層１４００ｃは、ＡｌＣｕまたは当技術分野においてよく知られている任意の他の金属材料のような、金属材料によって形成され得る。いくつかの実施態様では、キャップ層１４００ｃは、反射層１４００ａと同じ材料によって形成される。いくつかの実施態様では、キャップ層１４００ｃは、約０．３％から１．０％の範囲の、たとえば約０．５％の銅を重量比で有する、ＡｌＣｕを含む。金属材料は、第３の支持層１６２の上に堆積され、光学的にアクティブな部分１７５ａ〜１７５ｃの概ね上にある領域中のキャップ層部分１５４ａ〜１５４ｃを除き、すべてを除去するようにエッチングされ得る。いくつかの実施態様では、キャップ層１４００ｃは、約２００〜５００Åの範囲の、たとえば約３００Åの厚さを有するＡｌＣｕ層を含む。ＡｌＣｕを除去するためのエッチングプロセスは、Ｃｌ２および／またはＢＣｌ３を含み得る。
【０１３０】
図１３Ｏについて続けると、ハードマスク層１４７が、キャップ層１４００ｃの上に設けられる。ハードマスク層は、キャップ層１４００ｃをパターニングする時、フォトリソグラフィプロセスを助けるために反射防止層として動作し得る。ハードマスク層１４７は、Ｍｏ、またはａ−Ｓｉ、または、たとえばＸｅＦ2解放プロセスのような犠牲層除去プロセスの間に除去され得る、任意の他のよく知られている材料を含み得る。ハードマスクパターンは、キャップ層１４００ｃ上にハードマスク層１４７が生じるように、堆積されエッチングされ得る。いくつかの実施態様では、ハードマスク層１４７は、約２００〜１０００Åの範囲の、たとえば約５００Åの厚さを有するＭｏ層を含む。Ｍｏを除去するためのエッチングプロセスは、Ｃｌ２および／またはＯ２を含み得る。ＡｌＣｕを除去するためのエッチングプロセスは、Ｃｌ２および／またはＢＣｌ３を含み得る。
【０１３１】
図１３Ｐにおいて、犠牲層１４４〜１４６およびハードマスク層１４７を除去することによって、プロセスは続く。いくつかの実施態様では、犠牲層１４４〜１４６およびハードマスク層１４７は、犠牲層１４４〜１４６およびハードマスク層１４７を固体のＸｅＦ2から発生した蒸気に曝すことによって除去される。犠牲層１４４〜１４６およびハードマスク層１４７は、一般に、ギャップ１９ａ〜１９ｃを取り囲む構造に対して選択的に、材料を除去するのに効果的な期間曝されてよい。他の選択的なエッチング方法、たとえば、ウェットエッチングおよび／またはプラズマエッチングも使用され得る。
【０１３２】
エッチストップ層１５４は、犠牲層１４４〜１４６を除去するために使用される犠牲物解放化学物質から、第１の支持層１６０を保護することができる。これによって、犠牲層を除去するために使用される解放化学物質による攻撃から、第１の支持層１６０を防ぐことができる。誘電体保護層１４２は、犠牲層１４４〜１４６を除去するために使用される犠牲物解放化学物質から、誘電体層１４１のような光学積層体１６００の層を保護することができる。誘電体保護層１４２を含むことで、解放の際の光学積層体への損傷を低減または防止するのを助けることができ、これによって光学的な性能が向上する。
【０１３３】
図１３Ｐをさらに参照すると、犠牲層１４４〜１４６を除去することは、機械層を解放し、第１のギャップすなわち高ギャップ１９ａ、第２のギャップすなわち中ギャップ１９ｂ、および第３のギャップすなわち低ギャップ１９ｃを形成する。第１のギャップ１９ａ、第２のギャップ１９ｂ、および第３のギャップ１９ｃを形成する前に、追加のステップが利用され得ることを、当業者は諒解するだろう。たとえば、犠牲物解放孔が、犠牲層１４４〜１４６を除去するのを助けるために、機械層１４に形成され得る。
【０１３４】
第１のギャップ１９ａ、第２のギャップ１９ｂ、および第３のギャップ１９ｃは、干渉によって異なる色を増強する空洞に対応し得る。たとえば、第１のギャップ１９ａ、第２のギャップ１９ｂ、および第３のギャップ１９ｃは、たとえば、それぞれ青色、赤色、および緑色を干渉によって増強するために、選択された高さを有し得る。第１のギャップすなわち高ギャップ１９ａは、第１のピクセルすなわち高ギャップピクセル１７２ａと関連付けられてよく、第２のギャップすなわち中ギャップ１９ｂは、第２のピクセルすなわち中ギャップピクセル１７２ｂと関連付けられてよく、第３のギャップすなわち低ギャップ１９ｃは、第３のピクセルすなわち低ギャップピクセル１７２ｃと関連付けられてよい。
【０１３５】
ほぼ同じ作動電圧によって、各ギャップサイズに対して機械層が折りたたまれるように、機械層は、ギャップ１９ａ〜１９ｃの各々の上に、異なる材料、異なる層の数、または異なる厚さを含み得る。したがって、図１３Ｐに示されるように、高ギャップ１９ａの上の機械層の部分は、反射層１４００ａ、支持層１４００ｂ、エッチストップ層１５４、第３の支持層１６２、およびキャップ層１４００ｃを含んでよく、一方中ギャップ１９ｂの上の機械層の部分は、第２の支持層１６１をさらに含み得る。同様に、高ギャップ１９ａの上の機械層の部分とは対照的に、低ギャップ１９ｃの上の機械層の部分は、第１の支持層１６０および第２の支持層１６１をさらに含み得る。複数の支持層を使用することで、ほぼ同じ作動電圧で、各ギャップサイズに対して機械層が折りたたまれるようになる。
【０１３６】
犠牲層１４４〜１４６の除去の後、機械層は、ローンチ高の分だけ基板から離されるようになってよく、機械的応力の残余のような種々の理由で、この地点において形状または湾曲が変わり得る。上で説明されたように、キャップ層１４００ｃは、解放された時の機械層における応力を平衡させるのを助けるために、反射層１４００ａとともに使用され得る。したがって、キャップ層１４００ｃは、犠牲層１４４〜１４６の除去の後、機械層のローンチおよび湾曲を調整するのを助けるように選択された、厚さ、組成、および／または応力を有し得る。加えて、成形構造１２６の上に、特に図１３Ｃの突出部１２９の上に機械層を設けると、キンク１７１が機械層１４に形成される。キンク１７１の幾何学的な形状は、成形構造１２６の幾何学的形状を変化させ、それによって機械層における応力を制御することによって、制御され得る。ローンチ高の制御によって、製作および光学性能の観点から望ましい特定のギャップサイズに必要な、犠牲層の厚さを選択することが可能になり得る。
【０１３７】
図１３Ｐについて続けると、干渉変調器の最も高い地点ｔＴは、スペーサ１００の上に位置する高い面１８０にある。機械層、たとえば部分１７８ａは、作動中に折りたたまれる。これらの可動部分は、損傷を受けやすく、最も高い地点ｔＴよりも下に残る。したがって、高い部分１８０が機械層を保護する。部分１８０および１８０’の高さは、ほぼ同じ高さとして示されるが、異なる高さを含んでよい。やはり図１３Ｐに示されるように、スペーサ１００は、すべての完成したピクセルの間に含まれる必要はない。たとえば、図１３Ｐは、高ギャップピクセル１７２ａと中ギャップピクセル１７２ｂの間に位置するスペーサ１００を示すが、中ギャップピクセル１７２ｂと低ギャップピクセル１７２ｃの間にはスペーサは配置されない。
【０１３８】
図１４Ａおよび図１４Ｂ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、たとえば、セルラー電話または携帯電話であり得る。ただし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはディスプレイデバイス４０の軽微な変形も、テレビジョン、電子リーダーおよびポータブルメディアプレーヤなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。
【０１３９】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１と、ディスプレイ３０と、アンテナ４３と、スピーカー４５と、入力デバイス４８と、マイクロフォン４６とを含む。ハウジング４１は、射出成形および真空成形を含む様々な製造プロセスのうちのいずれかから形成され得る。さらに、ハウジング４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組合せを含む、様々な材料のうちのいずれかから製作され得る。ハウジング４１は、異なる色の、または異なるロゴ、ピクチャ、もしくはシンボルを含んでいる、他の取外し可能な部分と交換され得る、取外し可能な部分（図示せず）を含むことができる。
【０１４０】
ディスプレイ３０は、本明細書で説明する、双安定またはアナログディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、またはＴＦＴ  ＬＣＤなど、フラットパネルディスプレイ、あるいはＣＲＴまたは他の管デバイスなど、非フラットパネルディスプレイを含むように構成され得る。さらに、ディスプレイ３０は、本明細書で説明する干渉変調器ディスプレイを含むことができる。
【０１４１】
ディスプレイデバイス４０の構成要素は図１４Ｂに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、それの中に少なくとも部分的に密閉された追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合されたアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。トランシーバ４７はプロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は調整ハードウェア５２に接続される。調整ハードウェア５２は、信号を調整する（たとえば、信号をフィルタ処理する）ように構成され得る。調整ハードウェア５２は、スピーカー４５およびマイクロフォン４６に接続される。プロセッサ２１は、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９にも接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８に、およびアレイドライバ２２に結合され、アレイドライバ２２は次にディスプレイアレイ３０に結合される。電源５０が、特定のディスプレイデバイス４０設計によって必要とされるすべての構成要素に電力を与えることができる。
【０１４２】
ネットワークインターフェース２７は、ディスプレイデバイス４０がネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと通信することができるように、アンテナ４３とトランシーバ４７とを含む。ネットワークインターフェース２７はまた、たとえば、プロセッサ２１のデータ処理要件を軽減するための、何らかの処理能力を有し得る。アンテナ４３は信号を送信および受信することができる。いくつかの実施態様では、アンテナ４３は、ＩＥＥＥ１６．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ１６．１１規格、あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇまたはｎを含むＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って、ＲＦ信号を送信および受信する。いくつかの他の実施態様では、アンテナ４３は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）規格に従ってＲＦ信号を送信および受信する。セルラー電話の場合、アンテナ４３は、３Ｇまたは４Ｇ技術を利用するシステムなどのワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、モバイル通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標）：Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＧＳＭ（登録商標）／ジェネラル・パケット・ラジオ・サービス（ＧＰＲ：ＳＧＳＭ（登録商標）／Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、エンハンスド・データ・ＧＳＭ（登録商標）環境（ＥＤＧＥ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ（登録商標）  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、テレスティアル・トランクド・ラジオ（ＴＥＴＲＡ：Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｔｒｕｎｋｅｄ  Ｒａｄｉｏ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標））、最適化されたエボリューションデータ（ＥＶ−ＤＯ：Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ｂ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）、発展型高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋）、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＡＭＰＳ、または他の知られている信号を受信するように設計される。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号がプロセッサ２１によって受信され、プロセッサ２１によってさらに操作され得るように、その信号を前処理することができる。トランシーバ４７はまた、プロセッサ２１から受信された信号がアンテナ４３を介してディスプレイデバイス４０から送信され得るように、その信号を処理することができる。
【０１４３】
いくつかの実施態様では、トランシーバ４７は受信機によって置き換えられ得る。さらに、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１に送られるべき画像データを記憶または生成することができる画像ソースによって置き換えられ得る。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の全体的な動作を制御することができる。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圧縮された画像データなどのデータを受信し、そのデータを生画像データに、または生画像データに容易に処理されるフォーマットに、処理する。プロセッサ２１は、処理されたデータをドライバコントローラ２９に、または記憶のためにフレームバッファ２８に送ることができる。生データは、一般に、画像内の各ロケーションにおける画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色、飽和、およびグレースケールレベルを含むことができる。
【０１４４】
プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理ユニットを含むことができる。調整ハードウェア５２は、スピーカー４５に信号を送信するための、およびマイクロフォン４６から信号を受信するための、増幅器およびフィルタを含み得る。調整ハードウェア５２は、ディスプレイデバイス４０内の個別構成要素であり得、あるいはプロセッサ２１または他の構成要素内に組み込まれ得る。
【０１４５】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生画像データをプロセッサ２１から直接、またはフレームバッファ２８から取ることができ、アレイドライバ２２への高速送信のために適宜に生画像データを再フォーマットすることができる。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９は、生画像データを、ラスタ様フォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができ、その結果、そのデータフローは、ディスプレイアレイ３０にわたって走査するのに好適な時間順序を有する。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に送る。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９は、しばしば、スタンドアロン集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に関連付けられるが、そのようなコントローラは多くの方法で実施され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、またはハードウェアにおいてアレイドライバ２２と完全に一体化され得る。
【０１４６】
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信することができ、ビデオデータを波形の並列セットに再フォーマットすることができ、波形の並列セットは、ディスプレイのピクセルのｘ−ｙ行列から来る、数百の、および時には数千の（またはより多くの）リード線に毎秒何回も適用される。
【０１４７】
いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、本明細書で説明するディスプレイのタイプのうちのいずれにも適している。たとえば、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（たとえば、ＩＭＯＤコントローラ）であり得る。さらに、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（たとえば、ＩＭＯＤディスプレイドライバ）であり得る。その上、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双安定ディスプレイアレイ（たとえば、ＩＭＯＤのアレイを含むディスプレイ）であり得る。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９はアレイドライバ２２と一体化され得る。そのような実施態様は、セルラーフォン、ウォッチおよび他の小面積ディスプレイなどの高集積システムでは一般的である。
【０１４８】
いくつかの実施態様では、入力デバイス４８は、たとえば、ユーザがディスプレイデバイス４０の動作を制御することを可能にするように、構成され得る。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、あるいは感圧膜または感熱膜を含むことができる。マイクロフォン４６は、ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスとして構成され得る。いくつかの実施態様では、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するために、マイクロフォン４６を介したボイスコマンドが使用され得る。
【０１４９】
電源５０は、当技術分野でよく知られている様々なエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。たとえば、電源５０は、ニッケルカドミウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーなどの充電式バッテリーであり得る。電源５０はまた、再生可能エネルギー源、キャパシタ、あるいはプラスチック太陽電池または太陽電池塗料を含む太陽電池であり得る。電源５０はまた、壁コンセントから電力を受け取るように構成され得る。
【０１５０】
いくつかの実施態様では、制御プログラマビリティがドライバコントローラ２９中に存在し、これは電子ディスプレイシステム中のいくつかの場所に配置され得る。いくつかの他の実施態様では、制御プログラマビリティがアレイドライバ２２中に存在する。上記で説明した最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素において、ならびに様々な構成において実施され得る。
【０１５１】
本明細書で開示する実施態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実施され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性が、概して機能に関して説明され、上記で説明した様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップにおいて示された。そのような機能がハードウェアで実施されるか、ソフトウェアで実施されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。本明細書で開示する態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、および回路を実施するために使用される、ハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチップまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、あるいは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実施することもできる。いくつかの実施態様では、特定のステップおよび方法が、所与の機能に固有である回路によって実行され得る。
【０１５２】
１つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示する構造を含むハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、およびそれらの上記構造の構造的等価物において、またはそれらの任意の組合せにおいて実施され得る。また、本明細書で説明した主題の実施態様は、１つまたは複数のコンピュータプログラムとして、すなわち、データ処理装置が実行するためにコンピュータ記憶媒体上に符号化された、またはデータ処理装置の動作を制御するための、コンピュータプログラム命令の１つまたは複数のモジュールとして、実施され得る。
【０１５３】
本開示で説明した実施態様への様々な修正は当業者には容易に明らかであり得、本明細書で定義した一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書で示した実施態様に限定されるものではなく、本開示と、本明細書で開示する原理および新規の特徴とに一致する、最も広い範囲を与られるべきである。「例示的」という単語は、本明細書ではもっぱら「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用される。本明細書に「例示的」と記載されたいかなる実施態様も、必ずしも他の実施態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。さらに、「上側」および「下側」という用語は、図の説明を簡単にするために時々使用され、適切に配向されたページ上の図の配向に対応する相対位置を示すが、実施されたＩＭＯＤの適切な配向を反映しないことがあることを、当業者は容易に諒解されよう。
【０１５４】
また、別個の実施態様に関して本明細書で説明されたいくつかの特徴は、単一の実施態様において組合せで実施され得る。また、逆に、単一の実施態様に関して説明した様々な特徴は、複数の実施態様において別個に、あるいは任意の好適な部分組合せで実施され得る。その上、特徴は、いくつかの組合せで働くものとして上記で説明され、初めにそのように請求されることさえあるが、請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、場合によってはその組合せから削除され得、請求される組合せは、部分組合せ、または部分組合せの変形形態を対象とし得る。
【０１５５】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が、示される特定の順序でまたは順番に実行されることを、あるいはすべての図示の動作が実行されることを必要とするものとして理解されるべきでない。さらに、図面は、流れ図の形態でもう１つの例示的なプロセスを概略的に示し得る。ただし、図示されていない他の動作が、概略的に示される例示的なプロセスに組み込まれ得る。たとえば、１つまたは複数の追加の動作が、図示の動作のうちのいずれかの前に、後に、同時に、またはそれの間で、実行され得る。いくつかの状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利であり得る。その上、上記で説明した実施態様における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施態様においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきでなく、説明するプログラム構成要素およびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品において互いに一体化されるか、または複数のソフトウェア製品にパッケージングされ得ることを理解されたい。さらに、他の実施態様が以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、特許請求の範囲に記載の行為は、異なる順序で実行され、依然として望ましい結果を達成することができる。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］複数の固定領域が位置する第１の面を有する基板と、
前記基板によって支持され、前記固定領域内に少なくとも部分的に配置される、複数の隆起したスペーサと、
前記基板によって支持される複数の電気機械デバイスとを備え、前記電気機械デバイスが、前記隆起したスペーサの上に形成され、前記固定領域内の下層の面に固定され、前記基板の前記第１の面から最も高い地点にある前記電気機械デバイスの部分が、前記隆起したスペーサを覆う、デバイス。
［２］前記基板の前記第１の面に接着したバックプレートを追加で備えパッケージを形成する、［１］に記載のデバイス。
［３］前記バックプレートが前記基板に密閉して接着される、［２］に記載のデバイス。
［４］前記電気機械デバイスが干渉変調器である、［１］に記載のデバイス。
［５］前記干渉変調器が、前記固定領域内に固定された可動の鏡を有する、［４］に記載のデバイス。
［６］前記固定領域内に少なくとも部分的に位置するブラックマスク構造を追加で含み、前記スペーサが前記ブラックマスク構造を覆う、［１］に記載のデバイス。
［７］前記ブラックマスク構造の少なくとも一部分が導電性である、［６］に記載のデバイス。
［８］前記電気機械デバイスがまた、前記ブラックマスク構造の複数の部分の間に延在するバッファ層を含み、前記バッファ層の一部分が、前記ブラックマスク構造の少なくとも一部分の上に延在する、［６］に記載のデバイス。
［９］成形構造が前記複数の隆起したスペーサの少なくとも１つの上に延在し、前記成形構造および前記バッファ層が同じ材料を含む、［８］に記載のデバイス。
［１０］前記隆起したスペーサが誘電体スペーサである、［１］に記載のデバイス。
［１１］前記電気機械デバイスパッケージ中の隆起したスペーサの数が、電気機械デバイスの数より少ない、［１］に記載のデバイス。
［１２］前記スペーサが円錐台の形状を有する、［１］に記載のデバイス。
［１３］前記隆起したスペーサの高さが少なくとも０．５μｍである、［１］に記載のデバイス。
［１４］前記隆起したスペーサの基部における前記隆起したスペーサの断面寸法が少なくとも２μｍである、［１］に記載のデバイス。
［１５］前記隆起したスペーサの頂部の近くの前記隆起したスペーサの直径が少なくとも１．５μｍである、［１］に記載のデバイス。
［１６］前記隆起したスペーサが、約７５００Åの高さと約１．５μｍの直径とを有する、［１］に記載のデバイス。
［１７］前記基板が可視光を通す、［１］に記載のデバイス。
［１８］前記複数の電気機械デバイスと通信するように構成されたプロセッサであって、画像データを処理するように構成された、プロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスとをさらに備える、［１］に記載のシステム。
［１９］前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路をさらに備える、［１８］に記載のデバイス。
［２０］前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラをさらに備える、［１９］に記載のデバイス。
［２１］前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに備える、［１８］に記載のデバイス。
［２２］前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、［２１］に記載のデバイス。
［２３］入力データを受信し前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイスをさらに備える、［１８］に記載のデバイス。
［２４］複数の固定領域が位置する第１の面を有する基板と、
前記基板の前記第１の面によって支持される複数の電気機械デバイスであって、前記固定領域内の下層の面に固定された可動の層を含む、電気機械デバイスと、
前記基板から前記電気機械デバイスの一部分を離隔するための手段であって、前記可動の層の下にあり、前記固定領域内に少なくとも部分的に位置する、手段とを備える、デバイス。
［２５］前記離隔手段が複数の隆起したスペーサ構造を含む、［２４］に記載のデバイス。
［２６］前記複数の隆起したスペーサ構造が誘電体材料を含む、［２５］に記載のデバイス。
［２７］前記離隔手段が、前記固定領域内に少なくとも部分的に位置するブラックマスク構造の上に形成される、［２４］に記載のデバイス。
［２８］前記ブラックマスク構造の少なくとも一部分が導電性である、［２５］に記載のデバイス。
［２９］前記基板の前記第１の面から最も高い地点にある前記電気機械デバイスの部分が、前記離隔手段を覆う、［２４］に記載のデバイス。
［３０］デバイスを製作する方法であって、
複数の固定領域が位置する第１の面を有する基板を設けることと、
前記基板の前記第１の面によって支持され、前記固定領域内に少なくとも部分的に位置する、複数の隆起したスペーサを形成することと、
前記固定領域内の下層の面に固定される複数の電気機械デバイスを形成することとを備え、前記複数の電気機械デバイスの少なくとも一部分が、前記複数の隆起したスペーサを形成した後に形成され、前記複数の隆起したスペーサを覆う、方法。
［３１］前記スペーサが誘電体材料を含む、［３０］に記載の方法。
［３２］少なくとも１つのブラックマスク構造を形成することを追加で含み、前記少なくとも１つのブラックマスク構造が、前記固定領域内に少なくとも部分的に位置し、前記複数の隆起したスペーサが、前記少なくとも１つのブラックマスク構造の上に形成される、［３０］に記載の方法。
［３３］前記複数の電気機械デバイスが干渉変調器を含む、［３０］に記載の方法。
［３４］前記基板が可視光を通す、［３０］に記載の方法。
［３５］前記基板の前記第１の面から最も高い地点にある前記電気機械デバイスの部分が、前記隆起したスペーサを覆う、［３０］に記載の方法。
【図１】
0005718520.tif 000002
【図２】
0005718520.tif 000003
【図３】
0005718520.tif 000004
【図４】
0005718520.tif 000005
【図５Ａ】
0005718520.tif 000006
【図５Ｂ】
0005718520.tif 000007
【図６Ａ】
0005718520.tif 000008
【図６Ｂ】
0005718520.tif 000009
【図６Ｃ】
0005718520.tif 000010
【図６Ｄ】
0005718520.tif 000011
【図６Ｅ】
0005718520.tif 000012
【図７】
0005718520.tif 000013
【図８Ａ】
0005718520.tif 000014
【図８Ｂ】
0005718520.tif 000015
【図８Ｃ】
0005718520.tif 000016
【図８Ｄ】
0005718520.tif 000017
【図８Ｅ】
0005718520.tif 000018
【図９】
0005718520.tif 000019
【図１０】
0005718520.tif 000020
【図１１】
0005718520.tif 000021
【図１２】
0005718520.tif 000022
【図１３Ａ】
0005718520.tif 000023
【図１３Ｂ】
0005718520.tif 000024
【図１３Ｃ】
0005718520.tif 000025
【図１３Ｄ】
0005718520.tif 000026
【図１３Ｅ】
0005718520.tif 000027
【図１３Ｆ】
0005718520.tif 000028
【図１３Ｇ】
0005718520.tif 000029
【図１３Ｈ】
0005718520.tif 000030
【図１３Ｉ】
0005718520.tif 000031
【図１３Ｊ】
0005718520.tif 000032
【図１３Ｋ】
0005718520.tif 000033
【図１３Ｌ】
0005718520.tif 000034
【図１３Ｍ】
0005718520.tif 000035
【図１３Ｎ】
0005718520.tif 000036
【図１３Ｏ】
0005718520.tif 000037
【図１３Ｐ】
0005718520.tif 000038
【図１４Ａ】
0005718520.tif 000039
【図１４Ｂ】
0005718520.tif 000040