(57)【要約】  現在の開示は、電気機械装置のスティクションの緩和に関する。幾つかの実施形態において、電気機械装置は、一つ以上の回復部を備えることができる。一つ以上の回復部は、スティクションを緩和するために補助機械力を提供する。回復部は、一つ以上の偏向可能な素子を備えることができる。偏向可能な素子は、例えば山形（chevron）、十字形（cross）、など、様々な構成又は形状を有することができる。例えば、回復部は、少なくとも一つの構成要素が他の構成要素に接触し、又は他の構成要素の付近に接近するときに偏向するカンチレバーであることができる。また、複数の回復部が、スティクションを緩和する際のそれらの効果を最大にするために、電気機械装置の内に使用され、且つ戦略的に配置されることができる。
2011528623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一構成部分と、
第一方向において、前記第一構成部分に対して移動可能な第二構成部分と、
前記第一方向と反対の第二方向において、復元力を前記第二構成部分に印加すると共に前記第二構成部分上に設けられている少なくとも一つの回復部と、
を備え、
前記少なくとも一つの回復部が、前記第二構成部分を貫通する開口部に接していると共に、前記第一構成部分と前記第二構成部分とが互いに離間しているとき、前記第一構成部分の方へ延びる少なくとも一つの偏向部を有する、電気機械装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの偏向部が、カンチレバーを有する、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項３】
前記カンチレバーが、前記第一構成部分と前記第二構成部分とが互いから離れているときに、前記第一構成部分の方へ曲がる、請求項２に記載の電気機械装置。
【請求項４】
前記少なくとも一つの偏向部が、前記第一構成部分の方へ延びる複数の薄片を有する、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項５】
前記複数の薄片が、前記第一構成部分と前記第二構成部分とが互いに離れているときに、前記第一構成部分の方へ曲がる、請求項４に記載の電気機械装置。
【請求項６】
前記第二構成部分を貫通する前記開口部が、一般的に山形の形状を有する、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項７】
前記第二構成部分を貫通する前記開口部が、一般的に十字形の形状を有する、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つの偏向部が、一般的に矩形の形状を有する、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項９】
前記少なくとも一つの偏向部が、湾曲した端部を有する、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項１０】
前記第二方向において、前記第二構成部分に第二復元力を印加すると共に前記第一構成部分上に設けられている少なくとも一つの回復部を更に備える、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの回復部が、前記第二構成部分上の複数の回復部を有する、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの回復部が、前記第一構成部分と前記第二構成部分との間において、スティクションの確率を最小化する少なくとも一つの位置に位置する、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項１３】
前記ＭＥＭＳ装置が、干渉変調器である、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項１４】
前記第一構成部分が、部分的反射層を有する基板から成り、前記第二構成部分が、反射層を有する、請求項１３に記載の電気機械装置。
【請求項１５】
前記反射層が、前記第一方向において、移動するために変形可能である、請求項１４に記載の電気機械装置。
【請求項１６】
前記第二構成部分が、前記反射層に連結された変形可能層を更に有し、前記変形可能層が前記第一方向において、移動するように構成される、請求項１４に記載の電気機械装置。
【請求項１７】
前記開口部が、前記第二構成部分を貫通するエッチング穴を有する、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項１８】
前記第二構成部分が、一つ以上の支持構造によって、前記第一構成部分に連結されており、前記少なくとも一つの回復部が、前記一つ以上の支持構造から少なくとも閾値距離で前記第二構成部分上に配置される、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項１９】
ディスプレイと、
前記ディスプレイと通信すると共に画像データを処理するように構成されるプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されるメモリデバイスと、
を更に備える、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項２０】
前記ディスプレイに少なくとも一つの信号を送るように構成されるドライバ回路を更に備える、請求項１９に記載の電気機械装置。
【請求項２１】
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部を送るように構成されるコントローラを更に備える、請求項２０に記載の電気機械装置。
【請求項２２】
前記画像データを前記プロセッサに送信するように構成される画像ソース・モジュールを更に備える、請求項１９に記載の電気機械装置。
【請求項２３】
前記画像ソース・モジュールが、レシーバ、トランシーバ、及び送信機のうちの一つを有する、請求項２２に記載の電気機械装置。
【請求項２４】
入力データを受信すると共に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る入力装置を更に備える、請求項１９に記載の電気機械装置。
【請求項２５】
前記少なくとも一つの回復部が、前記第二構成部分と前記ＭＥＭＳ装置の他の部分の間におけるスティクションを最小化するように配置される、請求項１に記載の電気機械装置。
【請求項２６】
光を部分的に反射する部分的反射手段と、
前記部分的反射手段に対して第一方向に移動可能であると共に光を反射する反射手段と、
前記反射手段に設けられて前記反射手段に前記第一方向と反対の第二方向の復元力を印加すると共に前記反射手段を貫通する開口部に接している復元手段であって、前記部分的反射手段と前記反射手段とが互いに離間しているとき、前記部分的反射手段の方へ延びる復元手段と、
を備える電気機械装置。
【請求項２７】
前記部分的反射手段が基板を有する、請求項２６に記載の電気機械装置。
【請求項２８】
前記反射手段が反射層を有する、請求項２６に記載の電気機械装置。
【請求項２９】
前記復元手段が前記部分的反射手段の方へ曲がるカンチレバーを有する、請求項２６に記載の電気機械装置。
【請求項３０】
前記復元手段が、前記部分的反射手段の方へ曲がる複数のカンチレバーを有する、請求項２６に記載の電気機械装置。
【請求項３１】
前記復元手段が、前記部分的反射手段と前記反射手段との間におけるスティクションを最小化する、請求項２６に記載の電気機械装置。
【請求項３２】
基板上に電極層を形成するステップと、
前記電極層上に犠牲層を堆積させるステップと、
前記犠牲層上に反射層を堆積させるステップと、
前記犠牲層を介して延びる複数の支持構造を形成するステップと、
前記複数の支持構造上に機械層を堆積させるステップと、
前記機械層をパターニングして前記機械層におけるエッチング穴に少なくとも一つの回復部を形成するステップと、
を備える電気機械システム装置の製造方法。
【請求項３３】
前記機械層を堆積させるステップが、前記機械層に対して一般的に垂直な一方向に応力勾配を有する機械層を堆積させる工程を含む、請求項３２に記載の電気機械システム装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
この出願は、２００８年７月１１日に"STICTION MITIGATION WITH INTEGRATED MECH MICRO-CANTILEVERS THROUGH VERTICAL STRESS GRADIENT CONTROL,"の発明名称でYeh-Jiun Tungにより出願された、米国仮特許出願第６０／０８０００５号明細書に基づく優先権を主張する。米国仮特許出願第６０／０８０００５号明細書は、参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、マイクロ電気機械システム（micro-electromechanical systems：ＭＥＭＳ）に関する。より詳しくは、幾つかの実施形態は、干渉変調器のマイクロ―電気機械動作を改善するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気機械システムは、電気的構成部品、機械的構成部品、アクチュエータ、トランスデューサ、センサ、光学部品（例えば、鏡）及び電子部品を有する装置を含む。電気機械システムは、制限はないが、マイクロスケール及びナノスケールを含む様々なスケールで製造され得る。例えば、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置は、約１ミクロンから数百ミクロン以上にもわたる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）装置は、１ミクロンより小さいサイズ、例えば、数百ナノメートルより少ないサイズを有する構造を含むことができる。電気機械素子は、基板の部分及び／又は堆積された材料層をエッチングして除去し又は、層を追加して電気及び電気機械装置を形成する、堆積、エッチング及び／又は他のマイクロ機械加工プロセス（ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）を用いて形成され得る。
【０００４】
一種類のＭＥＭＳ装置は、干渉変調器（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と呼ばれる。ここで用いられる干渉変調器又は干渉光変調器（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）という用語は、干渉の原則を用いて、光を選択的に吸収し及び／又は選択的に反射する装置を指す。ある実施形態では、干渉変調器は一対の導電プレートを備え得る。一対の導電プレートの一方又は両方は全部又は一部において、透明性及び／又は反射性を有してもよく、且つ適当な電気信号の適用に応じて相対運動ができる。
【０００５】
特定の実施形態では、一対の導電プレートの一方は、基板に置かれる静止層（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｌａｙｅｒ）を備えることができる。一対の導電プレートの他方はエアギャップによって、静止層から離間された金属層（ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍｅｍｂｒａｎｅ）を備えることができる。更に詳細に本願明細書において記載されているように、別のプレートに対して一方のプレートの位置は干渉変調器に入射する光の干渉を変えることができる。この種の装置は広い用途を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許仮出願第６１／０５６６０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それらの特徴が既存の製品を改善して、まだ開発されていない新製品を製作する際に利用できるように、この種の装置の特徴を利用し及び／又は修正することは従来技術において、有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態において、電気機械装置は、第一構成部分、第二構成部分及び少なくとも一つの回復部を含む。第二構成部分は、第一方向において、第一構成部分に対して移動可能である。少なくとも一つの回復部は、第二構成部分上に位置してもよく、第一方向の反対側の第二方向において、第二構成部分に復元力を印加できる。前記少なくとも一つの回復部が、前記第二構成部分を貫通する開口部に接していると共に、前記第１構成部分と前記第２の構成要素とが互いに離間しているとき、第一構成部分の方へ延びる少なくとも一つの偏向部を備える。
【０００９】
別の実施形態では、電気機械装置が、光を部分的に反射する部分的反射手段と、前記部分的反射手段に対して第一方向に移動可能であると共に光を反射する反射手段と、前記反射手段に設けられて前記反射手段に前記第一方向と反対の第二方向の復元力を印加すると共に前記反射層を貫通する開口部に接している復元手段であって、前記部分的反射手段と前記反射手段とが互いに離間しているとき、前記部分的反射手段の方へ延びる復元手段と、を備える。
【００１０】
別の実施形態では、電気機械システム装置の製造方法が、基板の上に電極層を形成するステップと、前記電極層の上に犠牲層を堆積させるステップと、前記犠牲層の上に反射層を堆積させるステップと、前記犠牲層を介して延びる複数の支持構造を形成するステップと、前記複数の支持構造の上に機械層を堆積させるステップと、前記機械層をパターニングして前記機械層におけるエッチング穴に少なくとも一つの回復部を形成するステップと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の干渉変調器の移動可能な反射層が緩和位置にあると共に、第２の干渉変調器の移動可能な反射層が作動位置にある場合において、ある干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部を表す等角図である。
【図２】３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んでいる電子装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図３】図１の干渉変調器の１つの例示的な実施形態における可動ミラーの位置に対する印加電圧の図である。
【図４】干渉変調器ディスプレイを駆動するために用いることができる一組の横列電圧及び縦列電圧の図である。
【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の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａでフレームを記述するために用いることができる横列信号及び縦列信号のためのタイミング図の一例を示す図である。
【図６Ａ】複数の干渉変調器を備える視覚的ディスプレイ装置の一実施形態を例示しているシステムブロック図である。
【図６Ｂ】複数の干渉変調器を備える視覚的ディスプレイ装置の一実施形態を例示しているシステムブロック図である。
【図７Ａ】図１の装置の断面図である。
【図７Ｂ】干渉変調器の代替的な実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】干渉変調器の他の代替的な実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】干渉変調器の更なる代替的な実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】干渉変調器の付加的な代替的な実施形態の断面図である。
【図８Ａ】非駆動状態の干渉変調器に回復部を含む、干渉変調器の一実施形態の側面の断面図である。
【図８Ｂ】駆動状態にある図８Ａの一実施形態の側面の断面図である。
【図８Ｃ】非駆動状態の干渉変調器に回復部を含む干渉変調器の各種実施形態の側面の断面図を示す。
【図８Ｄ】非駆動状態の干渉変調器に回復部を含む干渉変調器の各種実施形態の側面の断面図を示す。
【図８Ｅ】非駆動状態の干渉変調器に回復部を含む干渉変調器の各種実施形態の側面の断面図を示す。
【図８Ｆ】非駆動状態の干渉変調器に回復部を含む干渉変調器の各種実施形態の側面の断面図を示す。
【図８Ｇ】回復部の各種実施形態の上面断面図を示す。
【図８Ｈ】回復部の各種実施形態の上面断面図を示す。
【図８Ｉ】回復部の各種実施形態の上面断面図を示す。
【図８Ｊ】回復部の各種実施形態の上面断面図を示す。
【図８Ｋ】本願明細書において記載されている特定の実施形態に従った一般的に円形の回復部の斜視図である。
【図９Ａ】電気機械装置の配列の製造における特定のステップを示す概略断面図である。
【図９Ｂ】電気機械装置の配列の製造における特定のステップを示す概略断面図である。
【図９Ｃ】電気機械装置の配列の製造における特定のステップを示す概略断面図である。
【図９Ｄ】電気機械装置の配列の製造における特定のステップを示す概略断面図である。
【図９Ｅ】電気機械装置の配列の製造における特定のステップを示す概略断面図である。
【図９Ｆ】電気機械装置の配列の製造における特定のステップを示す概略断面図である。
【図９Ｇ】電気機械装置の配列の製造における特定のステップを示す概略断面図である。
【図９Ｈ】電気機械装置の配列の製造における特定のステップを示す概略断面図である。
【図１０Ａ】駆動状態及び非駆動状態における回復部の一部分の典型的なシミュレーション・モデルを示す図である。
【図１０Ｂ】駆動状態及び非駆動状態における回復部の一部分の典型的なシミュレーション・モデルを示す図である。
【図１０Ｃ】駆動状態及び非駆動状態における回復部の一部分の典型的なシミュレーション・モデルを示す図である。
【図１０Ｄ】駆動状態及び非駆動状態における回復部の一部分の典型的なシミュレーション・モデルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
現在の開示は、ＭＥＭＳ装置のスティクションの緩和に関する。ＭＥＭＳ装置では、スティクションによって、装置の可動構成要素が一時的に、又は、永久的に停止することがあり、その結果、機械が故障するか又は不適当に作動する。
【００１３】
本願明細書において、記載されている特定の実施形態において、電気機械装置は、スティクションを緩和するための補助的機械力を提供する一つ以上の回復部を備えることができる。例えば、ある実施形態では、回復部が、少なくとも一つの構成要素が、他の構成要素と接触するときに、又は他の構成要素を有する付近に移動するとき偏向するカンチレバーである。回復部の偏向は、回復力を生じさせる。その回復力はその少なくとも一つの構成要素の運動方向と一般的に反対側に印加される。
【００１４】
回復部は、一つ以上の偏向可能な素子を備えることができる。一つ以上の偏向可能な素子は、例えばＶ字形、十字形、など、様々な構成又は形状を有することができる。複数の回復部も、電気機械装置内に用いられ、且つ戦略的に配置され、スティクション緩和の際の効果を最大にする。
【００１５】
さらに、回復部は、スティクションを緩和することを越えて、利点を有することができる。例えば、回復部を生成するために少なくとも一つの構成要素内に形成された穴又はスロットは、製造の際に、エッチング液のための導管及び犠牲層のための除去を提供する。このように、回復部は、スティクションの緩和に限定されない機能の組合せを提供できる。例えば、回復部は、スナップインを減らし、ヒステリシス挙動（hysteretic behavior）を修正するのに有効であり得る。これは、例えば装置の示された色の付加的な制御を提供する特徴に役立ってもよい。他の実施形態として、回復部は、装置の作動を抑制し、又は装置の解放を強化することによって、応答時間を減らすか又は増加させるための機構を提供できる。
【００１６】
幾つかの実施形態において、一つ以上の回復部は、様々な技術を使用することで、電気機械装置の一つ以上の構成要素に作られることが可能である。例えば、回復部は構成要素に対して一般的に垂直な方向における応力勾配を含むことによって、又は構成要素（例えば、穴又はスロット）において、緩和構造（release structures）を選択的にパターン化することで作られることができ、回復部の一部の素子が構成要素に対して一般的に垂直な方向に偏向する。所望の回復力及び形状を得るための材料の異なる層が、使用されることができる。説明の便宜上、これらの回復部の特定の実施形態は、光学的干渉変調器（ＩＭＯＤ）装置のための用途に記載されていることができる。
【００１７】
以下の詳細な説明は、本発明のある特定実施形態に導く。しかし、本発明は、異なる様々な方法において、具体化され得る。この明細書において、全ての図面において、類似の部分には類似の番号が付されるよう参照番号が図面に付与されている。以下の説明から明らかであるように、実施形態は、動く画像（例えば、ビデオ）又は動かない画像（例えば、静止画像）であるかどうかに関係なく、また文字画像又は写真画像であるかどうかに関係なく、画像を表示するように構成されるいかなる装置においても実施されることができる。より詳しくは、実施形態は、様々な電子装置において、実施され得るか又は様々な電子装置に関係され得ることが意図されている。様々な電子装置は、限定されないが、例えば携帯電話、無線デバイス、個人データアシスタント（ＰＤＡ）、ハンドヘルド型又は携帯型のコンピュータ、ＧＰＳ受信受光機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、ビデオカメラ、ゲーム機、腕時計、クロック、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、自動ディスプレイ（例えば、走行距離計ディスプレイ、その他）、コックピット制御及び／又はディスプレイ）、カメラ用のディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ ｏｆ ｃａｍｅｒａ ｖｉｅｗｓ）（例えば、車両の後部ビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子ビルボード又は電子記号、プロジェクタ、建築構造物（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）、パッケージ、或いは美的構造物（例えば、宝石上の画像の表示）である。また、本願明細書において、記載されているものに類似する構造を有するＭＥＭＳ装置は、例えば電子スイッチングデバイスのような非表示用途に用いられることもできる。
【００１８】
以下において、図を用いて、様々な実施形態を説明する。特に、図１〜図７は、干渉計変調器ディスプレイ及びディスプレイシステムの様々な態様を例示する。図８Ａ〜図８Ｋは、様々な干渉変調器において、使用されることができる、一つ以上の回復部の各種実施形態を例示するために提供されている。図９Ａ〜図９Ｈは、回復部を含む干渉変調器の作製工程を例示する。これらの図は、更に後述する。
【００１９】
干渉計ＭＥＭＳディスプレイ素子を備える干渉変調器ディスプレイの一実施形態が、図１に図示されている。これらの装置において、ピクセルは、明るい状態又は暗い状態にある。明るい（「オン」又は「オープン」）状態において、ディスプレイ素子は、ユーザに入射可視光の大部分を反射する。暗い（「オフ」又は「クローズ」）状態にあるときにおいて、ディスプレイ素子はユーザに入射可視光を殆ど反射しない。実施形態に応じて、「オン」状態及び「オフ」状態の光反射率の特徴は逆であることができる。ＭＥＭＳピクセルは選択された色を主に反射するように構成されることができ、白黒に加えてカラーディスプレイを可能にする。
【００２０】
図１は、視覚ディスプレイ（visual display）における一連のピクセルのうち２つの隣接ピクセルを表す等角図である。各ピクセルはＭＥＭＳ干渉変調器を備える。幾つかの実施形態において、干渉変調器ディスプレイは、その干渉変調器の横列アレイ（ｒｏｗ ａｒｒａｙ）／縦列アレイ（ｃｏｌｕｍｎ ａｒｒａｙ）を備える。各干渉変調器は、少なくとも一つの可変的な寸法を有する共振光ギャップ（ｒｅｓｏｎａｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｇａｐ）を形成するために、各々から可変的且つ制御可能な距離に置かれる一対の反射層を含む。一実施形態において、一対の反射層のうちの一方は、２つの位置の間で移動できる。本明細書において、緩和位置（relaxed position）と記載する第一位置において、移動可能な反射層は、固定された部分的反射層（ｆｉｘｅｄ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）から、比較的大きな距離をもって配置される。本明細書において、作動位置（actuated position）と記載する第二位置において、移動可能な反射層は、部分的反射層（部分反射層）により接近して配置される。２枚の層から反射する入射光は移動可能な反射層の位置に応じて建設的に、又は破壊的に干渉し、各ピクセルに対して、全体的に反射する状態又は反射しない状態を生じる。
【００２１】
図１のピクセルアレイの表示された部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａ及び１２ｂを含む。左側上の干渉変調器１２ａにおいて、移動可能な反射層１４ａは光学積層体１６ａから予め定められた距離での緩和位置において、例示される。光学積層体１６ａは部分的反射層を含む。右側上の干渉変調器１２ｂにおいて、移動可能な反射層１４ｂは、光学積層体１６ｂに隣接する作動位置において、例示される。
【００２２】
本願明細書において、参照されるように、光学積層体１６ａ及び１６ｂ（あわせて光学積層体１６と呼ばれる）は一般的に幾つかの融解層（ｆｕｓｅｄ ｌａｙｅｒｓ）を備える。いくつかの融解層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層のような電極層、クロム層のような部分的反射層、及び透明な絶縁体層を含むことができる。光学積層体１６は、このように電気伝導性を有すると共に、部分的に透明であり、且つ部分的に反射性を有する。光学積層体１６は、例えば、透明基材２０上に上記の層の一つ以上を堆積させることによって、作られ得る。部分的反射層は、部分的に反射する様々な材料、例えば様々な金属、半導体及び絶縁体からなることができる。部分的反射層は材料の一つ以上の層の形態で形成されることができ、層の各々は単一の材料又は材料の組合せの形態で形成されることができる。
【００２３】
幾つかの実施形態では、光学積層体１６の層は、平行した縞状（ｓｔｒｉｐｓ）にパターン化されて、更に後述するようにディスプレイ装置の横列電極（ｒｏｗ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）を形成できる。移動可能な反射層１４ａ、１４ｂは、ポスト１８とポスト１８の間に堆積された中間犠牲材料（ｉｎｔｅｒｖｅｎｉｎｇ ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）層と、ポスト１８の上面の上に堆積された金属層又は複数の金属層（横列電極１６ａ、１６ｂに対して垂直な）の一連の平行したストリップとして形成されることができる。犠牲材料がエッチングされてなくなるときに、移動可能な反射層１４ａ、１４ｂは画成されたギャップ１９によって、光学積層体１６ａ、１６ｂから切り離される。アルミニウムのような高い伝導性及び高い反射性を有する材料が反射層１４のために用いられることができ、これらの縞はディスプレイ装置の縦列電極を形成できる。
【００２４】
電圧が印加されない場合、図１のピクセル１２ａで示すように、機械的に緩和状態（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ ｒｅｌａｘｅｄ ｓｔａｔｅ）の移動可能な反射層１４ａによって、移動可能な反射層１４ａと光学積層体１６ａの間にギャップ１９が残る。しかし、選択された「横列及び縦列」に電位差が印加されると、対応するピクセルの横列電極及び縦列電極の交差箇所で形成されるコンデンサが充電され、静電力（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｆｏｒｃｅｓ）は電極を互いに引きつける。電圧が十分に高い場合、移動可能な反射層１４は変形して、光学積層体１６に押し付けられる。図１の右上のピクセル１２ｂで示すように、光学積層体１６内の誘電体層（この図に図示されていない）は、層１４と１６の間の短絡を防止できると共に、層１４と１６の間に分離距離が制御できる。印加電位差の極性に関係なく、動作（ｂｅｈａｖｉｏｒ）は同じことである。このように、反射ピクセル状態に対する無反射ピクセル状態を制御できる横列動作／縦列動作は、従来のＬＣＤ及び他の表示技術で使われている様々な方法に類似している。
【００２５】
図２から図５Ｂは、表示用途に干渉変調器のアレイを用いるための１つの例示的なプロセス及びシステムを例示する。
【００２６】
図２は、本発明の態様を組み込むことができる電子装置の一実施形態を例示しているシステムブロック図ある。例示の実施形態において、電子装置は、プロセッサ２１を含む。プロセッサ２１は、ＡＲＭ、ＰｅｎｔｉｕｍＲ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩＲ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩＩＲ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＶ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＲプロ（登録商標）、８０５１、ＭＩＰＳＲ、Ｐｏｗｅｒ ＰＣＲ又はＡＬＰＨＡＲのような任意の一般的な目的のシングルチップ・マイクロプロセッサ又はマルチチップ・マイクロプロセッサでもあってもよく、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ又はプログラム可能なゲートアレイのような特別な目的のマイクロプロセッサであってもよい。従来技術において、使用されているように、プロセッサ２１は一つ以上のソフトウェア・モジュールを実行するように構成され得る。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサは一つ以上のソフトウェア用途を実行するように構成されることができる。一つ以上のソフトウェア用途は、ウェブブラウザ、電話用途、電子メールプログラム又は他のいかなるソフトウェア用途も含む。
【００２７】
一実施形態において、プロセッサ２１は、アレイドライバ（ａｒｒａｙ ｄｒｉｖｅｒ）２２と通信するようにも構成される。一実施形態において、アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイ又は表示パネル３０に信号を提供する横列ドライバ回路（ｒｏｗ ｄｒｉｖｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ）２４及び縦列ドライバ回路（ｃｏｌｕｍｎ ｄｒｉｖｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ）２６を含む。図１に図示されるアレイの断面図は、図２の線１―１により示される。ＭＥＭＳ干渉変調器のために、横列動作プロトコル／縦列動作プロトコルは、図３に図示される装置のヒステリシス特徴を利用できる。例えば、移動可能な層を緩和状態（ｒｅｌａｘｅｄ ｓｔａｔｅ）から作用状態（ａｃｔｕａｔｅｄ ｓｔａｔｅ）まで変形させるために１０Ｖの電位差を必要とすることができる。しかし、電圧がその値から減らされるときに、電圧が１０Ｖ以下に後退するにつれて、移動可能な層はその状態を維持する。図３の例示的実施形態において、電圧が２Ｖ以下に低下するまで、移動可能な層は完全に緩和しない。このように、印加電圧の窓が存在する。図３に図示される実施形態において、印加電圧の窓は約３〜７Ｖである。印加電圧の窓の中で、装置は緩和状態又は作用状態において、安定である。これは、本明細書において、「ヒステリシス窓」又は「安定性窓」と称される。図３のヒステリシス特徴を有するディスプレイアレイのために、横列／縦列動作のプロトコルは、横列ストロボ（ｒｏｗ ｓｔｒｏｂｉｎｇ）の際に、作用されることになっているデータ送受信受光が開始・制御された横列のピクセルが約１０Ｖの電圧差にさらされると共に、緩和されることになっているピクセルは約０Ｖの電圧差にさらされるに設計され得る。ストロボの後で、ピクセルは約５Ｖの定常状態電圧差に晒され、ピクセルは横列ストロボが入った状態（ｐｕｔ ｔｈｅｍ ｉｎ）か何れかの状態のままになる。書き込まれた後、各ピクセルは、この実施形態における３Ｖ〜７Ｖの「安定性窓」の中の電位差になる。この特徴は、既存の作用状態又は緩和状態との同じ印加電圧の条件の下で、図１に示すピクセル構造を安定させる。干渉変調器の各ピクセルは、作用状態であるか又は緩和状態であるかに関わらず、基本的に固定及び可動の反射層により形成されるコンデンサであるので、この安定した状態は殆どパワーの散逸なしにヒステリシス窓内の電圧で保たれ得る。基本的に、印加ポテンシャルが固定される場合、電流はピクセル内に流入しない。
【００２８】
典型的用途において、表示フレームは、第１の横列の作動ピクセルの所望のセットに従って、縦列電極の一組を断定することにより作成されることができる。横列パルスはそれから横列１電極に適用され、断定された縦列ラインに対応するピクセルを作動させる。その後、縦列電極の断定されたセットは、２本目の横列の作動ピクセルの所望のセットに対応するために変えられる。その後、パルスは横列２の電極に適用され、断定された縦列電極に従って横列２の適当なピクセルを作動させる。横列１のピクセルは、横列２のパルスに影響を受けず、横列１のパルスの間に設定された状態が維持される。これは、順次的に一連の全て横列に対して繰り返され、フレームが生成される。通常、１秒につき幾つかの所望の数のフレームでこのプロセスを継続的に繰り返すことによって、フレームは、新しいディスプレイデータでリフレッシュされ及び／又はアップデートされる。ピクセルアレイの横列電極及び縦列電極を駆動させて表示フレームを生成する多様なプロトコルは、周知でもあり、且つ本発明と連動して使われることもできる。
【００２９】
図４、図５Ａ及び図５Ｂは、図２の３×３アレイ上に表示フレームを作成するための１つの可能な作動プロトコルを例示する。図４は、図３のヒステリシス曲線を示しているピクセルのために用いられ得る縦列電圧レベル及び横列電圧レベルの可能な一組を例示する。図４の実施形態において、ピクセルを起動させることには、適当な縦列を−Ｖｂｉａｓに、適当な横列を＋ΔＶにセットすることが含まれる。−Ｖｂｉａｓ及び＋ΔＶはそれぞれ、−５Ｖ及び５Ｖに対応し得る。ピクセルを緩和させることには適当な縦列をＶｂｉａｓに、適当な横列を同じ＋ΔＶにセットして、ピクセルを横切る０Ｖの電位差を生成するで達成できる。横列電圧が０Ｖで保たれるそれらの横列において、縦列が＋Ｖｂｉａｓであるか−Ｖｂｉａｓであるかに関係なく、ピクセルはそれらの第一の状態で安定になる。また、図４に図示されているように、上記の電圧と反対極性の電圧が用いられ得ることは言うまでもなく、例えば、ピクセルを起動させることには、適当な縦列をＶｂｉａｓに、適当な横列を−ΔＶにセットすることができる。この実施形態では、ピクセルを緩和させることには適当な縦列を−Ｖｂｉａｓに、適当な横列を同じ−ΔＶにセットして、ピクセルを横切る０Ｖの電位差を生成することが達成できる。
【００３０】
図５Ｂは、図５Ａに図示されるディスプレイ装置に結果としてなる図２の３×３アレイに適用される一連の横列信号及び縦列信号を示しているタイミング図である。ここで、作動ピクセルは無反射である。図５Ａに図示されるフレームを書き込む前に、ピクセルは、いかなる状態にあることができる。この例では、すべての横列が０Ｖであり、すべての縦列が、＋５Ｖである。これらの印加電圧で、すべてのピクセルは、それらの既存の作用状態又は緩和状態において、安定である。
【００３１】
図５Ａのフレームにおいて、ピクセル（１，１）（１，２）（２，２）、（３，２）及び（３，３）が、作動する。これを達成するために、横列１のための「線時間」の間、縦列１及び縦列２は−５Ｖにセットされる。そして、縦列３は＋５Ｖにセットされる。これはいかなるピクセルの状態も変えない。その理由は、すべてのピクセルは３Ｖ〜７Ｖの安定性窓のままであるからである。その後、横列１は、０Ｖから５Ｖまでに至り、またゼロへ戻るパルスによって、データ送受信受光が開始・制御される。これは、ピクセル（１，１）及び（１，２）を作動させて、ピクセル（１，３）を緩和させる。アレイにおける他のいかなるピクセルも、影響を受けない。要望通り、横列２をセットするために、縦列２を−５Ｖに、縦列１及び３を＋５Ｖにセットする。その後、横列２に適用される同じストロボは、ピクセル（２，２）を作動させて、ピクセル（２，１）及び（２，３）を緩和させる。また、アレイの他のいかなるピクセルも、影響を受けない。横列３は、縦列２及び縦列３を−５Ｖにセットし、縦列１を＋５Ｖにセットすることでセットされる。横列３のストロボは、図５Ａに示すように横列３ピクセルをセットする。フレームを書き込んだ後に、横列電位はゼロである。縦列電位は＋５又は−５Ｖに維持されることができ、その後、表示は図５Ａのアレイにおいて、安定となる。同じ手順が多数又は何百の横列又は縦列のアレイのために使用されることができることはいうまでもない。横列動作又は縦列動作を実行するために用いる電圧のタイミング、シーケンス及びレベルが上で概説された一般的な原則内で広く変化できることを理解されたい。上記の例は一般的な例に過ぎず、そして、いかなる駆動電圧方法が、本願明細書において、説明されるシステム及び方法と共に用いられることが可能である。
【００３２】
図６Ａ及び図６Ｂは、ディスプレイ装置４０の一実施形態を例示しているシステムブロック図である。ディスプレイ装置４０は、例えば、携帯電話又は移動電話でありえる。しかし、ディスプレイ装置４０又はそれの僅かな変形例の同じ構成要素は、例えばテレビ及び携帯用のメディアプレーヤの様々な形のディスプレイ装置も図示する。
【００３３】
ディスプレイ装置４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力装置４８及びマイクロホン４６を含む。ハウジング４１は通常、当業者にとって周知である様々な製造プロセスのいずれかから形成され、注入成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）及び真空成形（ｖａｃｕｕｍ ｆｏｒｍｉｎｇ）を含む。更に、ハウジング４１は、限定的ではないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム及びセラミック、又はそれらの組み合わせを含む様々な材料の何れかから作られることが可能である。一実施形態において、ハウジング４１は、異なる色の他の着脱可能な部分又は異なるロゴ、画像又はシンボルを含む他の着脱可能な部分と交換され得る着脱可能な部分（図示せず）を含む。
【００３４】
本願明細書において記載されているように、一般的なディスプレイ装置４０のディスプレイ３０は、双安定型ディスプレイ（ｂｉ-ｓｔａｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｙ）を含む様々なディスプレイのいずれかであってもよい。他の実施態様において、ディスプレイ３０は、当業者にとって周知の、上記の通りの例えばプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ又はＴＦＴ ＬＣＤのフラットパネルディスプレイ又は例えばＣＲＴ又は他の管装置の非フラットパネルディスプレイを含む。しかし、本実施形態を記載するために、本願明細書において、記載されているように、ディスプレイ３０は、干渉変調器ディスプレイを含む。
【００３５】
一般的なディスプレイ装置４０の一実施形態の構成要素は、図６Ｂにおいて、略図で例示される。図示の一般的なディスプレイ装置４０は、ハウジング４１を含んで、ハウジング４１内に少なくとも部分的に囲まれた追加部品を含むことができる。例えば、一実施形態において、一般的なディスプレイ装置４０は、アンテナ４３を有するネットワークインターフェース２７を含む。アンテナ４３はトランシーバ４７に結合する。トランシーバ４７はプロセッサ２１に接続している。プロセッサ２１はコンディショニングハードウェア５２に接続している。コンディショニングハードウェア５２は、信号を条件づける（例えば、信号をフィルタに通す）ように構成されることができる。コンディショニングハードウェア５２は、スピーカ４５及びマイクロホン４６に接続している。プロセッサ２１は、入力装置４８及びドライバコントローラ２９にも接続している。ドライバコントローラ２９は、フレームのバッファ２８及びアレイドライバ２２に結合する。アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイ３０に結合する。電源５０は、特定の一般的なディスプレイ装置４０の設計によって、必要とされるすべての構成要素へ電力を供給する。
【００３６】
一般的なディスプレイ装置４０がネットワーク上の一つ以上の装置と通信できるように、ネットワークインターフェース２７はアンテナ４３及びトランシーバ４７を含む。一実施形態において、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１の必須要件を軽減するために若干の処理能力を有することもできる。アンテナ４３は、信号を送信及び受信受光するためのものであって、当業者に知られている任意のアンテナである。一実施形態において、アンテナはＩＥＥＥ ８０２．１１の（ａ）、（ｂ）又は（ｇ）を含むＩＥＥＥ ８０２．１１の標準によって、ＲＦ信号を送信及び受信受光する。他の実施形態では、アンテナは、ブルートゥース（ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ）標準に従ってＲＦ信号を送信及び受信受光する。携帯電話の場合、アンテナは、無線携帯電話ネットワーク内での通信に用いられるＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ又は他の周知の信号を受信受光するように設計される。それらはプロセッサ２１によって、受け取られることができて、更に操作されることができるように、トランシーバ４７はアンテナ４３から受け取られる信号を前処理する。それらがアンテナ４３を介して一般的なディスプレイ装置４０から送信されることができるように、トランシーバ４７もプロセッサ２１から受け取られる信号を処理する。
【００３７】
代替的な実施形態では、トランシーバ４７は、受信受光機と置き換えられることが可能である。更に、また別の実施形態においては、ネットワークインターフェース２７は画像ソースと置き換えられることが可能である。画像ソースはプロセッサ２１に送信される画像データを格納できるか又は生成できる。例えば、画像ソースは、画像データ又は画像データを生成するソフトウェア・モジュールを含むデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）又はハードディスクでありえる。
【００３８】
プロセッサ２１は一般に、一般的なディスプレイ装置４０の全作動を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７又は画像ソースからの圧縮イメージデータのようなデータを受信受光して、生の画像データに、又は、生の画像データに直ちに処理されるフォーマットにデータを処理する。その後、プロセッサ２１は、ドライバコントローラ２９に、又は、記憶のためのフレームバッファ２８に処理されたデータを送る。一般的に生データとは、画像内の各位置における画像特徴を特定する情報をいう。例えば、そのような画像特徴は、色、彩度及びグレイスケール・レベルを含むことができる。
【００３９】
一実施形態において、プロセッサ２１は、マイクロコントローラ、ＣＰＵ又は一般的なディスプレイ装置４０の動作を制御する論理回路装置を含む。コンディショニングハードウェア５２は、一般に、スピーカ４５に信号を送ると共にマイクロホン４６から信号を受け取るためのアンプ及びフィルタを含む。コンディショニングハードウェア５２は、一般的なディスプレイ装置４０内の分離された構成要素でもよいか、又はプロセッサ２１又は他の構成要素内に組み込まれることができる。
【００４０】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって、発生する生の画像データをプロセッサ２１又はフレームバッファ２８から直接に受け取り、アレイドライバ２２への高速伝送のために、適切に生の画像データを再フォーマットする。具体的には、ドライバコントローラ２９はラスタのようなフォーマットを有するデータフローに生の画像データを再フォーマットする。そうすると、生の画像データはディスプレイアレイ３０全体のスキャンに適している時間順序を有する。そしてドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２にフォーマット化された情報を送る。例えばＬＣＤコントローラのドライバコントローラ２９は、しばしば独立型集積回路（ＩＣ）としてシステム・プロセッサ２１と関係しているにもかかわらず、この種のコントローラは様々な方法で行うことができる。それらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１に埋められることができて、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋められることができ、又は、アレイドライバ２２を有するハードウェアにおいて、完全に集積されることができる。
【００４１】
一般的に、アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマット化された情報を受け取って、ピクセルの表示のｘ‐ｙマトリックスから来ている何百又は時々何千の導線に１秒につき複数回適用される波形の平行したセットにビデオデータを再フォーマットする。
【００４２】
一実施形態において、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２及びディスプレイアレイ３０は、本願明細書において、記載されているディスプレイのタイプのいずれかに適切である。例えば、一実施形態において、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又は双安定型ディスプレイコントローラ（ｂｉ-ｓｔａｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（例えば、干渉変調器コントローラ）である。別の実施形態では、アレイドライバ２２は、従来のドライバ又は双安定型ディスプレイドライバ（例えば、干渉変調器ディスプレイ）である。一実施形態において、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と一体化される。この種の実施形態は、携帯電話、腕時計及び他のファセット積型ディスプレイのような高度に集積されたシステムで一般的である。更なる別の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、典型的なディスプレイアレイ又は双安定型ディスプレイアレイ（例えば、干渉変調器のアレイを含むディスプレイ）である。
【００４３】
入力装置４８によって、ユーザが一般的なディスプレイ装置４０の動作を制御できる。一実施形態において、入力装置４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボード又は電話キーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチスクリーン、又は、感圧性（ｐｒｅｓｓｕｒｅ-ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）又は感熱性（ｈｅａｔ-ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）の膜を含む。一実施形態において、マイクロホン４６は、一般的なディスプレイ装置４０用の入力装置である。マイクロホン４６がデータを装置に入力するために用いるときに、音声コマンドが一般的なディスプレイ装置４０の制御動作のためにユーザにより提供され得る。
【００４４】
電源５０は、公知技術である様々なエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば、一実施形態において、電源５０は、ニッケルカドミウム電池又はリチウムイオン電池のような再充電可能電池である。他の実施形態では、電源５０は、更新可能なエネルギー源、コンデンサ、又はプラスチック太陽電池及び太陽電池塗料を含む太陽電池である。他の実施形態では、電源５０は、壁面コンセント（ｗａｌｌ ｏｕｔｌｅｔ）から電力を受け取るように構成される。
【００４５】
幾つかの実施形態では、制御プログラム化の可能性は、上記の通り、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可能なドライバコントローラに帰する。いくつかの実施形態では、制御プログラム化の可能性は、アレイドライバ２２に帰する。当業者は、上記の最適化（ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓ）が任意の数のハードウェア及び／又はソフトウェア構成要素、及び様々な構成において、行うことができることが理解できる。
【００４６】
上で記載される原理に従って作動する干渉変調器の構造の詳細は、広く変更されてもよい。例えば、図７Ａ〜図７Ｅは移動可能な反射層１４及びそれの支持構造物の５つの異なる実施形態を例示する。図７Ａは図１の実施形態の断面図である。ここで、金属材１４の縞は、直交して延在する支持体１８上に堆積されている。図７Ｂにおいて、綱３２に、移動可能な反射層１４は、角においてのみ支持体に取り付けられる。図７Ｃにおいて、移動可能な反射層１４は変形可能な層３４からぶらさがっている。変形可能な層３４は可撓性金属を備えることができる。変形可能な層３４は、変形可能な層３４の周辺部周辺で直接又は間接的に基板２０に結合される。本願明細書において、これらの結合部は、支持柱と呼ぶこととする。図７Ｄに図示される実施形態は、変形可能な層３４が静止する支持柱プラグ４２を有する。図７Ａ〜図７Ｃのような、移動可能な反射層１４はギャップの上側に浮いたままである。しかし、変形可能な層３４は変形可能な層３４と光学積層体１６の間に穴を埋めることによって、支持柱を形成しない。むしろ、支持柱は平坦化材料層の形態で形成される。平坦化材料層は支持柱プラグ４２を形成するために用いる。図７Ｅに図示される実施形態は、図７Ｄの図示した実施形態に基づくが、図７Ａ〜図７Ｃに図示される実施形態のいずれかと及び示されない付加的な実施形態と共に働くのに適していてもよい。図７Ｅに示す実施形態では、金属又は他の導電材料の追加層は、バス構造４４を形成するために用いた。これは干渉変調器の後ろに沿って信号の経路取りを可能とする。そして、さもなければ基板２０の上に形成されなければならなかった多くの電極を除去する。
【００４７】
図７に示されるそれらのような実施形態において、干渉変調器は直視型装置（ｄｉｒｅｃｔ-ｖｉｅｗ ｄｅｖｉｃｅｓ）として機能する。直視型装置において、画像は干渉変調器が配置される側とは反対側の透明基材２０の前側から見られる。これらの実施形態では、反射層１４は基板２０とは反対側の変形可能な層３４を含む反射層側上の干渉変調器の部分を光学的に保護する。これによって、遮蔽領域が画質に悪い影響を及ぼすことなく、構成されると共に作用され得る。この種の遮蔽は図７Ｅのバス構造４４を可能とし、干渉変調器の光学特徴を、そのアドレス指定から生じるアドレス指定及び動作のような干渉変調器の電気機械プロパティから切り離す能力を提供する。この分離可能な変調器の構造（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）によって、変調器の電気機械側面及び変調器の光学的な側面のために用いられる構造設計及び材料が互いに独立に選択されて、互いに独立に機能することが可能となる。更に、図７Ｃ〜図７Ｅの図示した実施形態は反射層１４の光学特徴をその機械的特徴から切り離すことに由来している付加的な利点を有する。そして、付加的な利点は変形可能な層３４により実現される。これは、反射層１４のために用いられる構造設計及び材料が光学特徴に関して最適化されることを可能にすると共に、変形可能な層３４のために用いられる構造設計及び材料が所望の機械的特徴に関して最適化されることを可能にする。
【００４８】
とりわけ、復元部５１３は、変形可能層５０６を静止層５０２から切り離すために付加的な力を提供することができ、この付加的な力は、粘着力（adhesion forces）を緩和できるか、又は打ち勝つことができる。詳細に後述するように、回復部５１３は、静止層５０２から離間して配置される方向において、変形可能層５０６上に付加的な力を印加することによって、その駆動状態から非駆動状態までの変形可能層５０６の回復を補助するために、設けられている。
【００４９】
例えば、図８Ａに示されている例示の実施形態において、非駆動状態では、一部の回復部５１３が、湾曲できるか、又は静止層５０２の方へカーブして変形可能層５０６と静止層５０２の間のエアギャップ内に延びる。更に詳細に後述するように、この部分は、応力勾配（stress gradient）から生じる場合がある。この部分は、変形可能層５０６及び／又は静止層５０２の少なくとも一部分に作製されることができ、それは、偏向部５１５を備える。
【００５０】
非駆動状態のときに、変形可能層５０６は静止層５０２から離れて位置できる。回復部５１３の偏向部５１５は、静止層５０２の方へ（例えば、静止層５０２と変形可能層５０６のとの間の領域内に）延びることができる。駆動されているとき、変形可能層５０６は、図８Ｂに図示されている駆動状態に変形する。回復部５１３の偏向部５１５は、変形可能層５０６の接触によって変形し、その結果、回復部５１３と接触する静止層５０２の形状に一致する。例えば、特定の実施形態において、回復部５１３は、図８Ｂに示されているように、実質的に平坦な形状に偏向できる。特定の実施形態において、回復部５１３は、変形可能層５０６の接触領域によって、例えばカーブ状か、又は曲げられた形状のような他の形状に偏向できる。それらの偏向状態において、回復部５１３は、スティクションを緩和できるか又は防止できる潜在的な補助力を提供できる。
【００５１】
ある実施形態では、偏向部５１５は、変形可能層５０６が駆動状態にあるときに、開口部５１７を完全に閉じない。他の実施形態において、変形可能層５０６が駆動状態にあるときに、偏向部５１５は変形して、ほとんど又は完全に開口部５１７を閉じる。
【００５２】
偏向された回復部５１３は、平坦な形状においても、それらの通常の偏向する形状に戻る傾向がある。例えば、図８Ａに示されているように、干渉キャビティ内に向かって後ろに延びる傾向がある部分を有する。この傾向は、変形可能層５０６が非駆動状態に戻るように補助する傾向がある力を発生できる。従って、歪んだ層５０６は、歪んだ状態から非駆動状態へ移動し始めるとき、回復部５１３の力は、スティクションの緩和及び／又は変形可能層５０６の回復速度を助けることができる。
【００５３】
回復部５１３は、様々なサイズにより構成されてもよい。例えば、図に示すように、偏向部５１５は、変形可能層５０６と静止層５０２の間のギャップを部分的に広げる長さを有するカンチレバーでもよい。他の実施形態において、偏向部５１５は、非駆動状態においてさえ、静止層５０２と接触し、又は静止層５０２の付近に接触する十分に長いカンチレバーでもよい。偏向部５１５のこのような異なるサイズは、スナップインを減らして装置のヒステリシス挙動を制御するのに役立つことができる。代替的に、偏向部５１５の異なる長さは、操作の間の装置の動作時間とリリース時間を変更するために、利用できる。光学的パフォーマンス又はカラーパフォーマンスへの影響を最小化するために、様々な回復部５１３は、装置の視認可能な領域の中にない領域に位置できる。
【００５４】
当業者は、回復部５１３が、図８Ａ〜図８Ｋに図示したような形状を有しなくてもよいことが分かる。多くの異なるタイプの構造は、回復部５１３として使用されることができる。加えて、異なる材料が、使用されることもできる。
【００５５】
例えば本願明細書において、実施形態にて説明したように、用語「回復部」は、非駆動状態に戻る際に歪んだ層５０６を援助する回復力を用いる機能を有する構造を称する。図８Ａ〜８Ｄに図示されるにもかかわらず、２つの回復部５１３として単一の回復部（例えば図８Ｅ〜８Ｆのように）、又は、いかなる数の回復部が、使用されることができる。例えば、複数の回復部５１３は、変形可能層５０６の様々な領域全体に配置されることができる。特に、回復部５１３は、変形可能層５０６上の特定の領域において、配置されることができ、変形可能層５０６に、又は、変形可能層５０６上の広い領域にわたって比較的均一な回復力を印加するように配置されることができる。
【００５６】
加えて、回復部５１３は、変形可能層５０６上のそれらの位置に応じて、異なる強さの回復力を提供するように構成されることができる。回復部５１３のサイズ、配置及び強さは、干渉変調器５０１の所望の特徴によって、すべて変化できる。特定の実施形態において、回復部５１３が干渉変調器５０１の駆動状態に対して抵抗の増加した量をつくることができるように、最初の電圧入力は干渉変調器５０１をそれらの完全な駆動状態に操縦するために調整されることができる。
【００５７】
加えて、回復部５１３は、反スティクション・ポリマーコート（anti-stiction polymer coating）により被覆されている一つ以上の層を含むことができる。反スティクション・ポリマーコートは、互いに接触しているときに、変形可能層５０６と静止層５０２との間の粘着力の程度を減らすことができる。回復部５１３は、接触領域を減らすために、すなわち接触しているときに、静止層５０２と変形可能層５０６との間の接着力の量を減らすために、表面がでこぼこであり、又は、粗面を有する。
【００５８】
回復部５１３の各種実施形態を説明するために、図８Ａ〜図８Ｋを、以下に更に記載する。図８Ａ及び図８Ｂは、回復部５１３を含む干渉変調器５０１の実施形態を例示する。回復部５１３は、変形可能層５０６から延在できる。したがって、干渉変調器５０１が、非駆動状態（図８Ａ）から駆動状態（図８Ｂ）に駆動されるときに、回復部５１３は、それらの通常の形状から比較的平坦な形状に偏向する。幾つかの実施形態では、回復部５１３は、（完全に平坦であるよりはむしろ）単に部分的に偏向するように構成されることができ、その結果、干渉変調器５０１が駆動状態にあるときに、静止層５０２と変形可能層５０６の静止層５０２と接触しない部分との間のすきま又は最小限の距離（図示せず）を定める。
【００５９】
図８Ｃにて図示したように、他の実施形態において、回復部５１３は、静止層５０２の上面に形成されることができる。図８Ｄに図示される他の実施形態において、回復部５１３は、変形可能層５０６及び静止層５０２の両方の上に配置されることができる。図示されていないが、回復部５１３が存在する場合には、変形可能層５０６の様々な副層（sub-layers）から、又は静止層５０２或いは基板５００の様々な副層から延びることができる。
【００６０】
図８Ｅ〜図８Ｆに示すように、回復部５１３は、例えば変形可能層５０６の中心部又は静止層５０２の様々な位置において、配置されることができる。幾つかの実施形態において、歪んだ層５０６における回復力が、支柱５０４に隣接する変形可能層５０６の端により近い回復力と比較して、中心において、最も低いといえるので、例えば、回復部５１３は、変形可能層５０６の中心部に配置されることができる。回復部５１３は、静止層５０２上又は変形可能層５０６上、或いは静止層５０２及び変形可能層５０６の両方の上の様々な位置に位置できる。
【００６１】
図８Ｇ〜図８Ｊは、回復部５１３の各種実施形態の上部断面図（top cross-sectional view）を示し、図８Ｋは他の実施形態の斜視図を示す。図８Ｇ〜図８Ｊの例示の実施形態において、回復部５１３は、一般的に、支柱５０４（明確化のために、図において、１本の柱５０４だけが、ラベルつけられている）の間の、入射光線と相互作用する変形可能層５０６上に位置する。例えば、図８Ｇに示すように、回復部５１３は、支柱５０４の間の変形可能層５０６の中心部上に位置することができる。任意には、回復部５１３ｃは、変形可能層５０６の他の部分に配置できる。変形可能層５０６の他の部分は、入射光線と著しく相互作用せず、回復部５１３の存在が干渉変調器５０１の光学特性に影響をしない。例えば、回復部５１３が、支柱５０４の近い変形可能層５０６の周辺部分にあることができる。さらに別の実施形態（例示せず）において、回復部５１３は、支柱５０４に対して変形可能層５０６の中心部及び周辺部分の両方上に配置されることができる。
【００６２】
回復部５１３の表面は、通常、滑らかでもよく平らであってもよい。また、回復部５１３の表面は、粗くてもよく、でこぼこでもよく、エンボス加工されていてもよい。ある種の実施形態では、回復部５１３は、偏向するときに、傾斜又は丸い形状を維持するように形づくられることが可能である。その結果、それらの駆動状態の回復部５１３は、必ずしも平坦化されるわけではない。ある実施形態では、回復部５１３が、変形可能層５０６と静止層５０２との間における接触が減少された領域を提供するように構成され得る。
【００６３】
ある実施形態では、回復部５１３が、変形可能層５０６又は静止層５０２と同一材料を有することができる。変形可能層５０６から回復部分５１３が形成される。回復部５１３は様々な材料から作られることが可能である。その様々な材料は、制限されないが、金属、合金、誘電材料及びエラストマー材（elastomeric material）を含む。例えば、この種の材料は、アルミニウムを含む金属、半導体、金属又は半導体の酸化物、金属又は半導体の窒化物、そして、金属又は半導体の酸化窒化物を含むことができる。回復部５１３は、干渉変調器５０１のようなＭＥＭＳ装置の電気的特徴又は光学特徴に実質的に影響を及ぼさない、又は、単に僅かに影響を及ぼすいかなる材料からなることができる。更に、様々なマスキング又は色調整は、静止層５０２上の回復部５１３の下の領域又は周辺の領域に作られることが可能である。例えば、静止層５０２の部分は、色付けられていてもよく、又は暗くなっていてもよく、回復部５１３のいかなる光学的特殊効果を補償するのを助ける。
【００６４】
一実施形態において、回復部５１３は、干渉変調器５０１により調整される光に対して光学的に透明である。例えば、特定の実施形態では、回復部５１３が干渉変調器５０１の静止層５０２上にあり、回復部５１３が調整されている光に対して透明である。任意には、調整された光が可視光を含む場合には、回復部５１３のために用いられることが可能である透明材料が、例えば、金属又は半導体の酸化物、金属窒化物、半導体、そして、金属又は半導体の酸化窒化物を含む。ある実施形態では、回復部５１３は、一般的に回復部５１３を構成する材料のように作動する。例えば、干渉変調器５０１の変形可能層５０６ｂ上の回復部は、調整されている光に対して反射性を有することができる。回復部５１３の光学特性は破壊的であり、又は、干渉変調器５０１の光学パフォーマンスと干渉する特定の実施形態において、回復部は、干渉変調器５０１の動作上において、最小限の影響を与えるように構成されることができ、又は干渉変調器５０１の動作上に最小限の影響を与えるような大きさで設定され得る。
【００６５】
上記のように、回復部５１３は、エッチング穴８２を適切な形状及び寸法にパターニングすることによって、作られることができ、例えば、図８Ａ〜図８Ｋのような開口部５１７及び偏向部５１５を形成する。このように、幾つかの実施形態において、回復部が、機械層７８内へエッチングされることができ、機械層７８のエッチングされた部分が引き剥がしエッチングの一部としてこの製作プロセスに使われるエッチング穴として用いられることが可能である。
【００６６】
上記の変形された実施態様によって、プロセスばらつきを削除し、より強い設計及びより強い製造に至ることができる。更に、上記態様が干渉変調器の選択された実施形態に関して記載されているが、当業者は、干渉変調器の多くの異なる実施形態が上記側面から利益を得ることができることが分かる。当然ながら、当業者が理解できるように、干渉変調器の付加的な代替実施形態が、使用されることもできる。干渉変調器の様々な層は、半導体分野及び電気機械デバイス製造分野において一般的に周知である様々な導電性材料、又は非導電性材料から製造され得る。
【００６７】
以下参照する図１０Ａ〜図１０Ｄは、回復部５１３及び変形可能層５０６の典型的なシミュレーションモデルを例示する。示されているシミュレーションにおいて、回復部５１３及び変形可能層５０６の４分１モデル（quarter model）が画素（pixel）の対称化のため使われた。示される実施形態において、回復部５１３は、脚部（leg）を有する十字形又はＸ形（例えば、図８Ｇ及び図８Ｈに示されているのと同様に）の部分としてモデル化されている。脚部（leg）の長さは、ほぼ６ミクロンであり、開口部５１７の幅はほぼ２ミクロンでもあることができる。
【００６８】
図１０Ａ〜図１０Ｂにおいて、四分の一の回復部５１３は、非駆動作動状態に示されている。非駆動状態にある回復部５１３の偏向を例示するために、図１０Ａ〜図１０Ｂは、回復部５１３の部分の異なる垂直方向の高さを示すために陰影が付されている。図１０Ａにおいて、シミュレーションは、変形可能層５０６が回復部５１３の周辺に第２ローカル層を含んでいなかったものと仮定した。図１０Ｂにおいて、シミュレーションは、図１０Ａに示されるシミュレーションと比較して変形可能層５０６が回復部５１３周辺に同心円状にパターン化された酸化物のような第２ローカル層を含み、その結果、非駆動状態又は非作動状態において、変形し、又は偏向する回復部５１３を生じさせる。
【００６９】
図１０Ｃ〜図１０Ｄにおいて、回復部の四分の一が、駆動状態又は作動状態で示されている。作動中において、強調されるように、圧力エネルギー（strain energy）が、回復部５１３に誘導される。圧力エネルギーの大きさは、図１０Ｃ〜図１０Ｄにおいて、陰線の違で示されている。圧力エネルギーは、回復部５１３に蓄えられ、画素に印加されたバイアス電圧が低減されたときに解放される。解放されたときに、圧力エネルギーは、変形可能層５０６の回復を補助し、回復部５１３が非作動状態又は非駆動状態にすることができる。したがって、ある実施形態において、変形可能な層５０６の特定の領域における圧力エネルギーを最大にし、回復部５１３が印加される復元力を増加させることが好ましい。
【００７０】
図１０Ｃは、図１０Ａにおける変形可能層５０６及び回復部５１３を示しているが、作動状態又は駆動状態である。図１０Ｄは、図１０Ｂにおける変形可能層５０６及び回復部５１３を示しているが、作動状態又は駆動状態である。図１０Ｄに示すように、回復部の変形がより大きく、それに従って高い圧力エネルギーが蓄えられるので、第２の酸化物層の追加は、回復部の効果を強化できる。これらのモデルは、単に典型的なモデルであり、他の構成は、現在の開示の実施形態の中にある。
【００７１】
上記の詳細な説明によって、各種実施形態に適用される新しい本発明の特徴が示され、記載され、指摘されているが、記載されている装置又は方法における形状及び詳細の様々な省略、置換、及び変更が本発明の精神を逸脱しない範囲で当業者により行われることができることを理解されたい。認識されるように、本発明は、本願明細書において、記載されている特徴及び利点の全てを提供するというわけではない形式内で実施されることができ、一部分の特徴他の特徴とは別に使われ、又を、実施できる。
【符号の説明】
【００７２】
５００・・・基板
５０１・・・干渉変調器
５０２・・・静止層
５０４・・・支柱
５０６・・・変形可能層
５１３・・・回復部
５１５・・・偏向部
５１７・・・開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
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【図８Ｊ】
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【図８Ｋ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【国際調査報告】
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