(57)【要約】  微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイス（８００）が、頂部表面（８８）を有する基板（２０）と、基板（２０）の上方の可動エレメント（８１０）と、駆動電極（８２）とを備えている。可動エレメント（８１０）は、変形可能層（３４）および変形可能層（３４）に機械的に結合された反射エレメント（８１４）を備えている。反射エレメント（８１４）は反射表面（９２）を備えている。駆動電極（８２）は、反射表面（９２）から横方向に配置されている。可動エレメント（８１０）は、基板（２０）の頂部表面（８８）に概ね直角の方向に移動することによって、駆動電極（８２）と可動エレメント（８１０）の間に印加される電圧差に応答する。
2010532498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部表面を有する基板と、
前記基板の上方の可動エレメントであって、変形可能層および前記変形可能層に機械的に結合された反射エレメントを備え、前記反射エレメントが反射表面を備えた可動エレメントと、
前記反射表面から横方向に配置された駆動電極であって、前記可動エレメントが、前記基板の前記頂部表面に概ね直角の方向に移動することによって、前記駆動電極と前記可動エレメントの間に印加される電圧差に応答する駆動電極と
を備えた微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイス。
【請求項２】
前記反射エレメントが前記変形可能層の頂部表面に機械的に結合された、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記反射エレメントが前記変形可能層の底部表面に機械的に結合された、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記可動エレメントが少なくとも１つの接続エレメントをさらに備え、前記少なくとも１つの接続エレメントが前記反射エレメントを前記変形可能層に機械的に結合している、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
第１の接続エレメントが前記反射エレメントの第１の縁に機械的に結合され、また、第２の接続エレメントが前記反射エレメントの第２の縁に機械的に結合され、前記第１の縁が実質的に前記第２の縁の反対側に位置している、請求項４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記反射エレメントが複数の縁を有し、前記少なくとも１つの接続エレメントが前記反射エレメントの個々の縁を前記変形可能層に機械的に結合している、請求項４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記少なくとも１つの接続エレメントが、前記反射エレメントから展開している少なくとも１つの突起を備えた、請求項４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
前記反射表面が前記基板の前記頂部表面に概ね平行の方向に沿って前記変形可能層から間隔を隔てた、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
前記駆動電極が前記変形可能層の少なくとも一部の下方に位置している、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１０】
前記駆動電極と前記可動エレメントの間に駆動電圧差が印加されると、前記基板の前記頂部表面が前記反射表面から間隔を隔てる、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１１】
前記反射表面と前記基板の前記頂部表面の間の距離の方が前記変形可能層と前記基板の前記頂部表面の間の距離より長い、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１２】
前記変形可能層と前記基板の前記頂部表面の間の距離の方が前記反射表面と前記基板の前記頂部表面の間の距離より長い、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１３】
前記可動エレメントが、前記可動エレメントの一部が前記デバイスの表面と接触していない第１の位置から、前記部分が前記デバイスの前記表面と接触する第２の位置へ移動することによって、前記駆動電極と前記可動エレメントの間に印加される電圧差に応答する、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１４】
前記デバイスの前記表面が前記基板の頂部表面を備えた、請求項１３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１５】
前記デバイスの前記表面が前記駆動電極の頂部表面を備えた、請求項１３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１６】
前記デバイスの前記表面が前記駆動電極と前記変形可能層の間の絶縁層の頂部表面を備えた、請求項１３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１７】
前記駆動電極と前記可動エレメントの間に電圧差を印加することによって前記変形可能層が変位し、かつ、前記反射表面が変位し、前記変形可能層の前記変位が前記反射表面の前記変位に対して平行であり、前記変形可能層の前記変位の平面が前記反射表面の前記変位の平面とは異なる、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１８】
前記可動エレメントの上方に他の駆動電極をさらに備え、前記可動エレメントが、前記基板の前記頂部表面に概ね直角の方向に移動することによって、前記他の駆動電極と前記可動エレメントの間に印加される電圧差に応答する、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１９】
前記他の駆動電極と前記可動エレメントの間に絶縁層をさらに備えた、請求項１８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２０】
前記絶縁層が前記可動エレメントの上部表面に形成された、請求項１９に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２１】
前記絶縁層が前記他の駆動電極の下部表面に形成された、請求項１９に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２２】
ディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成されたプロセッサであって、イメージ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
をさらに備えた、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２３】
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備えた、請求項２２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２４】
前記ドライバ回路に前記イメージデータの少なくとも一部を送信するように構成されたコントローラをさらに備えた、請求項２３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２５】
前記プロセッサに前記イメージデータを送信するように構成されたイメージソースモジュールをさらに備えた、請求項２２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２６】
前記イメージソースモジュールが、レシーバ、トランシーバおよびトランスミッタのうちの少なくとも１つを備えた、請求項２５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２７】
入力データを受け取り、かつ、前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに備えた、請求項２２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２８】
微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイスであって、
前記デバイスの一部を移動させるための手段であって、変形させるための手段および反射させるための手段を備えた移動手段と、
前記移動手段をサポートするための手段と、
前記移動手段を駆動するための手段であって、前記反射手段から横方向に配置された駆動手段と
を備えたＭＥＭＳデバイス。
【請求項２９】
前記サポート手段が基板を備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３０】
前記移動手段が可動エレメントを備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３１】
前記変形手段が変形可能層を備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３２】
前記反射手段が、反射表面を備えた反射エレメントを備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３３】
前記駆動手段が駆動電極を備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３４】
微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイスを製造する方法であって、
基板の上方に駆動電極を形成するステップと、
前記駆動電極の上方に犠牲層を形成するステップと、
前記犠牲層の上方に変形可能層を形成するステップと、
前記犠牲層の上方に、前記変形可能層に機械的に結合された反射エレメントを形成するステップであって、前記反射エレメントが前記駆動電極から横方向に配置された反射表面を備えたステップと、
前記犠牲層を除去するステップと
を含む方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法によって製造されたＭＥＭＳデバイス。
【請求項３６】
光を変調する方法であって、
基板、前記基板の上方の可動エレメントおよび駆動電極を備えたディスプレイエレメントを提供するステップであって、前記可動エレメントが変形可能層および反射エレメントを備え、前記反射エレメントが前記変形可能層に機械的に結合され、かつ、反射表面を備え、前記駆動電極が前記反射表面から横方向に配置されるステップと、
前記駆動電極に電圧を印加するステップであって、前記電圧によって前記可動エレメントに引力が生成され、それにより前記可動エレメントが前記基板に向かって移動するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的および電気的機能から分離された光学的機能を備えた微小電気機械デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械エレメント、アクチュエータおよびエレクトロニクスを備えている。微小機械エレメントは、付着プロセス、エッチングプロセス、および／または基板および／または付着した材料層の一部をエッチ除去し、あるいは電気デバイスおよび電気機械デバイスを形成するために層を追加する他の微小機械加工プロセスを使用して生成することができる。あるタイプのＭＥＭＳデバイスは分岐干渉変調器と呼ばれている。本明細書において使用される際、分岐干渉変調器または分岐干渉光変調器という用語は、光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意味している。特定の実施形態では、分岐干渉変調器は、一対の導電プレートを備えることができ、そのうちの一方または両方を全面的または部分的に透明および／または反射性にすることができ、また、適切な電気信号を印加することによって相対運動させることができる。特定の実施形態では、一方のプレートは、基板の上に付着した固定層を備えることができ、また、もう一方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された金属膜を備えることができる。本明細書においてより詳細に説明するように、一方のプレートのもう一方のプレートに対する位置によって、分岐干渉変調器に入射する光の光干渉を変化させることができる。このようなデバイスは、広範囲にわたる用途を有しており、当分野においては、それらの特徴を利用して既存の製品を改善し、かつ、未だ開発されていない新しい製品を創造することができるよう、これらのタイプのデバイスの特性を利用および／または修正することが有利であると思われる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
特定の実施形態では、微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイスが、頂部表面を有する基板と、基板の上方の可動エレメントと、反射表面から横方向に配置された駆動電極とを備えている。可動エレメントは、変形可能層および変形可能層に機械的に結合された反射エレメントを備えている。反射エレメントは反射表面を備えている。可動エレメントは、基板の頂部表面に概ね直角の方向に移動することによって、駆動電極と可動エレメントの間に印加される電圧差に応答する。
【０００４】
特定の実施形態では、微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイスは、デバイスの一部を移動させるための手段と、移動手段をサポートするための手段と、移動手段を駆動するための手段とを備えている。移動手段は、変形させるための手段および反射させるための手段を備えている。駆動手段は、反射させる手段から横方向に配置されている。
【０００５】
特定の実施形態では、微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイスを製造する方法が、基板の上方に駆動電極を形成するステップと、駆動電極の上方に犠牲層を形成するステップと、犠牲層の上方に変形可能層を形成するステップと、変形可能層に機械的に結合された反射エレメントを犠牲層の上方に形成するステップと、犠牲層を除去するステップを含む。反射エレメントは、駆動電極から横方向に配置された反射表面を備えている。
【０００６】
特定の実施形態では、光を変調する方法が、基板、基板の上方の可動エレメントおよび駆動電極を備えたディスプレイエレメントを提供するステップを含む。可動エレメントは、変形可能層および反射エレメントを備えている。反射エレメントは変形可能層に機械的に結合されており、反射表面を備えている。駆動電極は反射表面から横方向に配置されている。この方法は、駆動電極に電圧を印加するステップをさらに含む。この電圧によって可動エレメントに引力が生成され、それにより基板に向かって可動エレメントが移動する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の分岐干渉変調器の可動反射層が弛緩位置にあり、また、第２の分岐干渉変調器の可動反射層が駆動位置にある分岐干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部を示す等角図である。
【図２】３×３分岐干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイス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の分岐干渉変調器の一例示的実施形態の可動ミラー位置対印加電圧の線図である。
【図４】分岐干渉変調器ディスプレイを駆動するために使用することができる一組の行電圧および列電圧を示す図である。
【図５Ａ】図２の３×３分岐干渉変調器ディスプレイ内のディスプレイデータの一例示的フレームを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームを書き込むために使用することができる行信号および列信号の一例示的タイミング図である。
【図６Ａ】複数の分岐干渉変調器を備えた視覚ディスプレイデバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図６Ｂ】複数の分岐干渉変調器を備えた視覚ディスプレイデバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図７Ａ】図１のデバイスの断面図である。
【図７Ｂ】分岐干渉変調器の一代替実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】分岐干渉変調器の他の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】分岐干渉変調器のさらに他の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】分岐干渉変調器の追加代替実施形態の断面図である。
【図８Ａ】ＭＥＭＳデバイスの一実施形態例の平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＭＥＭＳデバイスの３×３アレイの平面図である。
【図９Ａ】線Ａ−Ａに沿って取った図８ＡのＭＥＭＳデバイスの一実施形態例の断面図である。
【図９Ｂ】線Ａ−Ａに沿って取った図８ＡのＭＥＭＳデバイスの一実施形態例の断面図である。
【図９Ｃ】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った図９Ａの実施形態の断面図である。
【図９Ｄ】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った図９Ｂの実施形態の断面図である。
【図９Ｅ】図８Ａの線Ｅ−Ｅに沿って取った図９Ａの実施形態の断面図である。
【図９Ｆ】図８Ａの線Ｅ−Ｅに沿って取った図９Ｄの実施形態の断面図である。
【図９Ｇ】図８Ａの線Ｇ−Ｇに沿って取った図９Ａの実施形態の断面図である。
【図９Ｈ】図８Ａの線Ｇ−Ｇに沿って取った図９Ｆの実施形態の断面図である。
【図１０Ａ】線Ａ−Ａに沿って取った図８ＡのＭＥＭＳデバイスの他の実施形態例の断面図である。
【図１０Ｂ】線Ａ−Ａに沿って取った図８ＡのＭＥＭＳデバイスの他の実施形態例の断面図である。
【図１０Ｃ】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った図１０Ａの実施形態の断面図である。
【図１０Ｄ】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った図１０Ｂの実施形態の断面図である。
【図１１Ａ】線Ａ−Ａに沿って取った図８ＡのＭＥＭＳデバイスのさらに他の実施形態例の断面図である。
【図１１Ｂ】線Ａ−Ａに沿って取った図８ＡのＭＥＭＳデバイスのさらに他の実施形態例の断面図である。
【図１１Ｃ】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った図１１Ａの実施形態の断面図である。
【図１１Ｄ】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った図１１Ｂの実施形態の断面図である。
【図１２Ａ】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取ったＭＥＭＳデバイスのさらに他の実施形態例の断面図である。
【図１２Ｂ】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取ったＭＥＭＳデバイスのさらに他の実施形態例の断面図である。
【図１２Ｃ】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取ったＭＥＭＳデバイスのさらに他の実施形態例の断面図である。
【図１３Ａ】ＭＥＭＳデバイスのさらに他の実施形態例の平面図である。
【図１３Ｂ】ＭＥＭＳデバイスのさらに他の実施形態例の平面図である。
【図１３Ｃ】図１３ＡのＭＥＭＳデバイスの３×３アレイの平面図である。
【図１３Ｄ】ＭＥＭＳデバイスの他の実施形態例の平面図である。
【図１４Ａ】ＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１４Ｂ】ＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１４Ｃ】ＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１４Ｄ】ＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１４Ｅ】ＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１４Ｆ】ＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１４Ｇ】ＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１４Ｈ】ＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１５Ａ】図９ＡのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１５Ｂ】図９ＢのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１５Ｃ】図９ＣのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１５Ｄ】図９ＤのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１５Ｅ】図９ＥのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１５Ｆ】図９ＦのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１５Ｇ】図９ＧのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１５Ｈ】図９ＨのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１６Ａ】線Ａ−Ａに沿って取った、第２の駆動電極を備えた図８ＡのＭＥＭＳデバイスの一実施形態例の断面図である。
【図１６Ｂ１】線Ａ−Ａに沿って取った、第２の駆動電極を備えた図８ＡのＭＥＭＳデバイスの一実施形態例の断面図である。
【図１６Ｂ２】線Ａ−Ａに沿って取った、第２の駆動電極を備えた図８ＡのＭＥＭＳデバイスの一実施形態例の断面図である。
【図１６Ｃ】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った図１６Ａの実施形態の断面図である。
【図１６Ｄ１】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った図１６Ｂ１の実施形態の断面図である。
【図１６Ｄ２】図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った図１６Ｂ２の実施形態の断面図である。
【図１６Ｅ】図８Ａの線Ｅ−Ｅに沿って取った図１６Ａの実施形態の断面図である。
【図１６Ｆ１】図８Ａの線Ｅ−Ｅに沿って取った図１６Ｄ１の実施形態の断面図である。
【図１６Ｆ２】図８Ａの線Ｅ−Ｅに沿って取った図１６Ｄ２の実施形態の断面図である。
【図１６Ｇ】図８Ａの線Ｇ−Ｇに沿って取った図１６Ａの実施形態の断面図である。
【図１６Ｈ１】図８Ａの線Ｇ−Ｇに沿って取った図１６Ｆ１の実施形態の断面図である。
【図１６Ｈ２】図８Ａの線Ｇ−Ｇに沿って取った図１６Ｆ２の実施形態の断面図である。
【図１７Ａ】図１６Ａ、１６Ｃ、１６Ｅおよび１６ＧのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１７Ｂ】図１６Ａ、１６Ｃ、１６Ｅおよび１６ＧのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１７Ｃ】図１６Ａ、１６Ｃ、１６Ｅおよび１６ＧのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１７Ｄ】図１６Ａ、１６Ｃ、１６Ｅおよび１６ＧのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１７Ｅ】図１６Ａ、１６Ｃ、１６Ｅおよび１６ＧのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【図１７Ｆ】図１６Ａ、１６Ｃ、１６Ｅおよび１６ＧのＭＥＭＳデバイスを製造する方法の一実施形態例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な説明は、本発明のある特定の実施形態を対象としたものである。しかしながら、本発明は、多くの異なる方法で具体化することができる。以下の説明には図面が参照されており、図面の同様の数表示はすべての図を通して同様の部品を表している。以下の説明から明らかなように、これらの実施形態は、動画像（たとえばビデオ）であれあるいは静止画像（たとえばスチール画像）であれ、また、文字であれあるいは描画であれ、画像を表示するように構成された任意のデバイスの中で実施することができる。より詳細には、これらの実施形態は、それらに限定されないが、移動電話、無線デバイス、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、ハンドヘルドすなわち携帯型コンピュータ、ＧＰＳレシーバ／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、時計、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、コンピュータモニタ、オートディスプレイ（たとえば走行距離計ディスプレイ、等々）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（たとえば車両内のリア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サイン、プロジェクタ、建築構造、梱包および美感構造（たとえば一片の宝石上へのイメージの表示）などの様々な電子デバイスの中で実施することができ、あるいはこれらの電子デバイスと関連して実施することができることが企図されている。本明細書において説明されているＭＥＭＳデバイスと同様の構造のＭＥＭＳデバイスを電子スイッチングデバイスなどの非ディスプレイアプリケーションに使用することも可能である。さらに、本明細書におけるこれらの図は、すべて、特定のエレメント間の関係を描写するべく描かれており、したがって極めて図解的であり、スケール通りに描かれていると見なしてはならない。
【０００９】
特定の実施形態では、反射エレメントの反射表面から横方向に配置された駆動電極が提供されている。駆動電極は光路に配置されないため、透明ではない導体を備えることができ、また、より分厚くすることができ、したがって電力消費を改善することができる。いくつかの実施形態では、駆動電極は、駆動されると、反射表面ではなく変形可能層がＭＥＭＳデバイスの固定部分に接触するように、反射エレメントに機械的に結合された変形可能層に作用しており、そのため、スティクション、ばね定数、静電力およびコンデンサ面積が小さくなり、したがって高速で、かつ、低電力で動作させることができる。いくつかの実施形態では、駆動電極が光路に配置されないため、光学的な性能に影響を及ぼすことなく、駆動電極と変形可能層の間に表面をあらくする特徴および他のアンチスティクション特徴を形成することができる。いくつかの実施形態では、駆動されても反射表面と接触するものがないため、スティクションの危険を伴うことなく、反射表面を実質的に滑らかに、かつ、平らにすることができる。いくつかの実施形態では、反射表面が少なくとも３つの状態で安定するよう、変形可能層および／または反射表面の上方または下方に第２の駆動電極が提供されている。
【００１０】
図１は、分岐干渉ＭＥＭＳディスプレイエレメントを備えた一分岐干渉変調器ディスプレイ実施形態を示したものである。これらのデバイスの場合、ピクセルは、明るい状態にあるか、あるいは暗い状態にあるかのいずれかである。明るい（「オン」または「開」）状態では、ディスプレイエレメントは、入射する可視光の大部分を使用者に向かって反射する。暗い（「オフ」または「閉」）状態にある場合、ディスプレイエレメントは、入射する可視光を使用者に向かってほとんど反射しない。「オン」状態および「オフ」状態における光反射率特性は、実施形態に応じて反転させることができる。ＭＥＭＳピクセルは、選択された色を主として反射するように構成することができるため、黒および白に加えてカラー表示することができる。
【００１１】
図１は、視覚ディスプレイの一連のピクセルのうちの２つの隣接するピクセルを等角図で示したもので、ピクセルはそれぞれＭＥＭＳ分岐干渉変調器を備えている。いくつかの実施形態では、分岐干渉変調器ディスプレイは、これらの分岐干渉変調器の行／列アレイを備えている。分岐干渉変調器は、それぞれ、互いに可変で、かつ、制御可能な距離を隔てて配置された一対の反射層を備えており、少なくとも１つの可変寸法を備えた共鳴光学ギャップを形成している。一実施形態では、これらの反射層のうちの一方をこれらの２つの位置と位置の間で移動させることができる。本明細書においては弛緩位置と呼ばれている第１の位置には、可動反射層が固定部分反射層から比較的長い距離を隔てて配置される。本明細書においては駆動位置と呼ばれている第２の位置には、可動反射層が部分反射層により緊密に隣接して配置される。これらの２つの層で反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて強め合って、あるいは弱め合って干渉し、ピクセル毎に総合反射状態または非反射状態のいずれかを生成する。
【００１２】
ピクセルアレイのうちの図１に示されている部分には、隣接する２つの分岐干渉変調器１２ａおよび１２ｂが含まれている。左側の分岐干渉変調器１２ａには、部分反射層を備えた光学スタック１６ａから所定の距離を隔てた弛緩位置に可動反射層１４ａが示されている。右側の分岐干渉変調器１２ｂには、光学スタック１６ｂに隣接する駆動位置に可動反射層１４ｂが示されている。
【００１３】
本明細書において参照されている光学スタック１６ａおよび１６ｂ（集合的に光学スタック１６と呼ばれている）は、通常、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの電極層を含むことができる複数の合成層、クロムなどの部分反射層および透明誘電体を備えている。したがって光学スタック１６は、導電性であり、部分的に透明であり、かつ、部分的に反射型であり、たとえば上記の層のうちの１つまたは複数の層を透明基板２０の上に付着させることによって製造することができる。部分反射層は、様々な金属、半導体および誘電体などの部分的に反射型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、１つまたは複数の材料層で形成することができ、これらの層の各々は、単一の材料または材料の組合せで形成することができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、光学スタック１６の層が平行条片にパターン化されており、以下でさらに説明するように、ディスプレイデバイスの中に行電極を形成することができる。可動反射層１４ａ、１４ｂは、ポスト１８およびポスト１８とポスト１８の間に付着された介在犠牲材料の頂部に付着された１つまたは複数の付着金属層（行電極１６ａ、１６ｂに対して直角をなしている）の一連の平行条片として形成することができる。犠牲材料がエッチ除去されると、画定されたギャップ１９によって可動反射層１４ａ、１４ｂが光学スタック１６ａ、１６ｂから分離される。反射層１４にはアルミニウムなどの高度に導電性で、かつ、反射型である材料を使用することができ、また、これらの条片は、ディスプレイデバイスの中に列電極を形成することができる。
【００１５】
電圧が印加されていない場合、図１のピクセル１２ａによって示されているように、ギャップ１９は、可動反射層１４ａと光学スタック１６ａの間に留まり、可動反射層１４ａは、機械的に弛緩した状態にある。しかしながら、選択された行および列に電位差が印加されると、対応するピクセルの行電極と列電極の交点に形成されるコンデンサが充電されるようになり、静電力によって電極が一体に引っ張られる。電圧が十分に高い場合、可動反射層１４が変形し、光学スタック１６に向かって強制される。光学スタック１６内の誘電体層（この図には示されていない）は、図１の右側のピクセル１２ｂによって示されているように、短絡を防止し、かつ、層１４と１６の間の分離距離を制御することができる。この挙動は、印加される電位差の極性には無関係に同じである。この方法の場合、反射型ピクセル状態対非反射型ピクセル状態を制御することができる行／列駆動は、多くの点で、従来のＬＣＤ技術および他のディスプレイ技術に使用されている行／列駆動に類似している。
【００１６】
図２ないし５Ｂは、分岐干渉変調器のアレイをディスプレイアプリケーションに使用するための一例示的プロセスおよびシステムを示したものである。
【００１７】
図２は、本発明の態様を組み込むことができる電子デバイスの一実施形態をシステムブロック図で示したものである。この例示的実施形態では、電子デバイスは、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）などの任意の汎用シングルチップまたはマルチチップマイクロプロセッサであっても、あるいはディジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラまたはプログラム可能ゲートアレイなどの任意の専用マイクロプロセッサであってもよいプロセッサ２１を備えている。プロセッサ２１は、当分野における慣習に従って、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することができる。プロセッサは、オペレーティングシステムの実行に加えて、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任意のソフトウェアアプリケーションを始めとする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することができる。
【００１８】
一実施形態では、プロセッサ２１は、また、アレイドライバ２２と通信するように構成されている。一実施形態では、アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイすなわちパネル３０に信号を提供する行ドライバ回路２４および列ドライバ回路２６を備えている。図１に示されているアレイの断面は、線１−１によって図２に示されている。ＭＥＭＳ分岐干渉変調器の場合、行／列駆動プロトコルには、図３に示されているこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用することができる。可動層を弛緩状態から駆動状態に変形させるためには、場合によってはたとえば１０ボルトの電位差が必要である。しかしながら、電圧がその値から低くなっても、可動層は、電圧が１０ボルト未満に降下した時点のその状態を維持する。図３の例示的実施形態の場合、可動層は、電圧が２ボルト未満に降下するまで完全に弛緩しない。したがって、図３に示されている例の場合、約３Ｖないし７Ｖの印加電圧の窓が存在しており、その中では、デバイスは、弛緩状態または駆動状態のいずれかで安定している。これは、本明細書においては、「ヒステリシス窓」または「安定窓」と呼ばれている。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイの場合、行／列駆動プロトコルは、行をストローブしている間、ストローブされた行の中の駆動すべきピクセルに約１０ボルトの電圧差が印加され、また、弛緩させるべきピクセルにゼロボルトに近い電圧差が印加されるように設計することができる。ストローブが終了すると、たとえどのような状態であっても、行ストローブによってそれらが置かれたその状態を維持するよう、約５ボルトの定常状態電圧差がピクセルに印加される。書込みが終了すると、この例では３〜７ボルトである「安定窓」内の電位差が個々のピクセルに印加される。この特徴が、図１に示されているピクセル設計を、駆動状態であれ、あるいは弛緩状態であれ、同じ印加電圧条件の下で既存の状態で安定したものにしている。分岐干渉変調器の個々のピクセルは、駆動状態であれ、あるいは弛緩状態であれ、本質的には、固定反射層および移動反射層によって形成されるコンデンサであるため、ヒステリシス窓内の電圧で、電力散逸をほとんど伴うことなくこの安定状態を保持することができる。印加される電位が一定である場合、本質的にはピクセルには電流は流れない。
【００１９】
典型的なアプリケーションの場合、第１の行の中の所望のセットの駆動ピクセルに従ってそのセットの列電極を表明することによってディスプレイフレームを生成することができる。次に、行１電極に行パルスが印加され、表明された列ラインに対応するピクセルが駆動される。次に、第２の行の中の所望のセットの駆動ピクセルに対応するよう、表明されたセットの列電極が変更される。次に、行２電極にパルスが印加され、表明された列電極に従って行２の中の該当するピクセルが駆動される。行１ピクセルは、行２パルスの影響を受けることはなく、行１パルスの間に設定された状態を維持する。連続するすべての行に対して逐次方式でこれを繰り返すことによってフレームを生成することができる。通常、フレームは、新しい表示データを使用して、１秒当たりいくつかの所望のフレーム数でこのプロセスを連続的に繰り返すことによってリフレッシュおよび／または更新される。ピクセルアレイの行電極および列電極を駆動し、それによりディスプレイフレームを生成するための広範囲にわたる様々なプロトコルも同じく良く知られており、本発明と共に使用することができる。
【００２０】
図４、５Ａおよび５Ｂは、図２の３×３アレイ上にディスプレイフレームを生成するための可能駆動プロトコルの１つを示したものである。図４には、図３のヒステリシス曲線を示すピクセルのために使用することができる列電圧レベルおよび行電圧レベルの可能セットが示されている。図４の実施形態の場合、ピクセルを駆動するためには、該当する列を−Ｖｂｉａｓに設定し、かつ、該当する行を＋ΔＶに設定する必要がある。−Ｖｂｉａｓおよび＋ΔＶは、それぞれ−５ボルトおよび＋５ボルトに対応していてもよい。ピクセルの弛緩は、該当する列を＋Ｖｂｉａｓに設定し、かつ、該当する行を同じ＋ΔＶに設定して、ピクセルの両端間にゼロボルトの電位差を生成することによって達成される。これらの行のうち、行電圧がゼロボルトに保持されている場合、その行のピクセルは、列が＋Ｖｂｉａｓであれ、あるいは−Ｖｂｉａｓであれ、それには無関係に、それらの最初の状態が何であれ安定である。また、同じく図４に示されているように、上で説明した極性とは逆の極性の電圧を使用することも可能であり、その場合、たとえばピクセルを駆動するためには、該当する列を＋Ｖｂｉａｓに設定し、かつ、該当する行を−ΔＶに設定しなければならないことになることは明らかであろう。この実施形態の場合、ピクセルの開放は、該当する列を−Ｖｂｉａｓに設定し、かつ、該当する行を同じ−ΔＶに設定して、ピクセルの両端間にゼロボルトの電位差を生成することによって達成される。
【００２１】
図５Ｂは、図２の３×３アレイに印加される、図５Ａに示されているディスプレイ構造が得られることになる一連の行信号および列信号のタイミング図を示したもので、駆動されるピクセルは非反射型である。図５Ａに示されているフレームを書き込む前のピクセルの状態は任意であり、この例では、すべての行が０ボルトに設定され、また、すべての列が＋５ボルトに設定されている。このような印加電圧を使用することにより、すべてのピクセルがそれらの既存の駆動状態または弛緩状態で安定である。
【００２２】
図５Ａのフレームでは、ピクセル（１、１）、（１、２）、（２、２）、（３、２）および（３、３）が駆動されている。これを達成するために、行１のための「ライン時間」の間、列１および２が−５ボルトに設定され、また、列３が＋５ボルトに設定される。すべてのピクセルが３〜７ボルトの安定窓内に留まっているため、この設定によっては、どのピクセルの状態も全く変化しない。次に、０ボルトから５ボルトまで立ち上がり、次にゼロに戻るパルスで行１がストローブされる。これにより（１、１）ピクセルおよび（１、２）ピクセルが駆動され、（１、３）ピクセルが弛緩する。アレイ内の他のピクセルは全く影響されない。必要に応じて行２を設定するために、列２が−５ボルトに設定され、また、列１および３が＋５ボルトに設定される。次に、行２に印加される同じストローブによってピクセル（２、２）が駆動され、ピクセル（２、１）およびピクセル（２、３）が弛緩する。この場合も、アレイの他のピクセルは全く影響されない。行３も、列２および３を−５ボルトに設定し、また、列１を＋５ボルトに設定することによって同様に設定される。行３ストローブによって、図５Ａに示されているように行３ピクセルが設定される。フレームの書込みが終了すると、行電位がゼロになり、また、列電位は、＋５ボルトまたは−５ボルトのいずれかを維持することができ、それにより図５Ａの構造でディスプレイが安定する。数十個または数百個の行および列のアレイにも同じ手順を使用することができることは理解されよう。また、行駆動および列駆動を実行するために使用される電圧のタイミング、シーケンスおよびレベルは、上でその概要を示した一般原理の範囲内で広範囲にわたって変更することができ、上に示した例は単なる例示的なものにすぎず、任意の駆動電圧方式を本明細書において説明されているシステムおよび方法と共に使用することができることについても理解されよう。
【００２３】
図６Ａおよび６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の一実施形態をシステムブロック図で示したものである。ディスプレイデバイス４０は、たとえばセルラすなわち移動電話であってもよい。しかしながら、ディスプレイデバイス４０の同じコンポーネントまたはその若干異なる変形形態も、テレビジョンおよび携帯型メディアプレーヤなどの様々なタイプのディスプレイデバイスの実例である。
【００２４】
ディスプレイデバイス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、入力デバイス４８およびマイクロホン４６を備えている。ハウジング４１は、通常、当業者に良く知られている、射出成形および真空成形を始めとする任意の様々な製造プロセスを使用して形成される。また、ハウジング４１は、それらに限定されないが、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始めとする任意の様々な材料から構築することも可能である。一実施形態では、ハウジング４１は、色が異なる他の取外し可能部分または異なるロゴ、ピクチャあるいはシンボルを含んだ他の取外し可能部分と交換することができる取外し可能部分（図示せず）を備えている。
【００２５】
例示的ディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、本明細書において説明されている双安定ディスプレイを始めとする任意の様々なディスプレイであってもよい。他の実施形態では、ディスプレイ３０は、上で説明した、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤまたはＴＦＴ  ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、または当業者に良く知られているＣＲＴあるいは他の真空管デバイスなどの非フラットパネルディスプレイを備えている。しかしながら、ディスプレイ３０は、この実施形態の説明を目的として、本明細書において説明されている分岐干渉変調器ディスプレイを備えている。
【００２６】
図６Ｂは、例示的ディスプレイデバイス４０の一実施形態のコンポーネントの概要を示したものである。図に示されている例示的ディスプレイデバイス４０はハウジング４１を備えており、その中に少なくとも部分的に密閉された追加コンポーネントを備えることができる。たとえば、一実施形態では、例示的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を備えたネットワークインタフェース２７を備えている。トランシーバ４７は、条件付けハードウェア５２に接続されているプロセッサ２１に接続されている。条件付けハードウェア５２は、信号を条件付ける（たとえば信号をフィルタリングする）ように構成することができる。条件付けハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイクロホン４６に接続されている。また、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に接続されている。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８およびアレイドライバ２２に結合されている。アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイ３０に結合されている。電源５０は、特定の例示的ディスプレイデバイス４０設計に必要なすべてのコンポーネントに電力を提供している。
【００２７】
ネットワークインタフェース２７は、アンテナ４３およびトランシーバ４７を備えており、したがってこの例示的ディスプレイデバイス４０は、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。また、一実施形態では、ネットワークインタフェース２７は、プロセッサ２１の要求事項を軽減するためのいくつかの処理機能を有することも可能である。アンテナ４３は、当業者に知られている、信号を送受信するための任意のアンテナである。一実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（ａ）、（ｂ）または（ｇ）を含むＩＥＥＥ  ８０２．１１規格に従ってＲＦ信号を送受信している。他の実施形態では、アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格に従ってＲＦ信号を送受信している。セルラ電話の場合、アンテナは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳまたは無線セル電話ネットワーク内での通信に使用される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、プロセッサ２１が受け取り、かつ、さらに操作することができるよう、アンテナ４３から受け取った信号を予備処理している。また、トランシーバ４７は、アンテナ４３を介して例示的ディスプレイデバイス４０から送信することができるよう、プロセッサ２１から受け取った信号を処理している。
【００２８】
代替実施形態では、トランシーバ４７をレシーバに置き換えることができる。さらに他の代替実施形態では、ネットワークインタフェース２７を、プロセッサ２１に送信されるイメージデータを記憶し、あるいは生成することができるイメージソースに置き換えることができる。イメージソースは、たとえば、ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）またはイメージデータを含んだハードディスクドライブあるいはイメージデータを生成するソフトウェアモジュールであってもよい。
【００２９】
プロセッサ２１は、通常、例示的ディスプレイデバイス４０の動作を総合的に制御している。プロセッサ２１は、ネットワークインタフェース２７またはイメージソースから圧縮イメージデータなどのデータを受け取り、受け取ったデータを生イメージデータに処理し、あるいは容易に生イメージデータに処理することができるフォーマットに処理している。プロセッサ２１は、次に、処理したデータをドライバコントローラ２９に送信し、あるいは記憶するためにフレームバッファ２８に送信する。生データは、一般に、イメージ内の個々の位置におけるイメージ特性を識別する情報と呼ばれている。たとえば、このようなイメージ特性は、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。
【００３０】
一実施形態では、プロセッサ２１は、例示的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備えている。条件付けハードウェア５２は、通常、信号をスピーカ４５に送信し、また、マイクロホン４６から信号を受信するための増幅器およびフィルタを備えている。条件付けハードウェア５２は、例示的ディスプレイデバイス４０内の離散コンポーネントであってもよく、あるいはプロセッサ２１または他のコンポーネント内に組み込むことも可能である。
【００３１】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成される生イメージデータをプロセッサ２１から直接受け取るか、あるいはフレームバッファ２８から受け取り、受け取った生イメージデータをアレイドライバ２２に高速転送するために適切に書式変更している。詳細には、ドライバコントローラ２９は、ディスプレイアレイ３０全体を走査するのに適した時間順序を有するよう、ラスタ様フォーマットを有するデータフローに生イメージデータを書式変更している。ドライバコントローラ２９は、次に、フォーマット化された情報をアレイドライバ２２に送信する。ＬＣＤコントローラなど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に結合されているが、このようなコントローラは、多くの方法で実施することができる。それらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１の中に埋め込むことも、ソフトウェアとしてプロセッサ２１の中に埋め込むことも、あるいはハードウェアの中にアレイドライバ２２と共に完全に統合することも可能である。
【００３２】
通常、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ビデオデータを並列波形セットに書式変更しており、この並列波形セットがディスプレイのｘ−ｙマトリックスのピクセルからの数百、場合によっては数千に及ぶリード線に、１秒当たり多数回にわたって印加される。
【００３３】
一実施形態では、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、本明細書において説明されているあらゆるタイプのディスプレイに適している。たとえば、一実施形態では、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（たとえば分岐干渉変調器コントローラ）である。他の実施形態では、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（たとえば分岐干渉変調器ディスプレイ）である。一実施形態では、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と共に統合されている。このような実施形態は、セルラ電話、時計および他の微小面積ディスプレイなどの高度に集積化されたシステムではごく当たり前である。さらに他の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、典型的なディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（たとえば分岐干渉変調器のアレイを備えたディスプレイ）である。
【００３４】
入力デバイス４８は、使用者による例示的ディスプレイデバイス４０の動作の制御を可能にしている。一実施形態では、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、タッチセンシティブスクリーンまたは圧力感応膜あるいは熱感応膜を備えている。一実施形態では、マイクロホン４６は、例示的ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスである。マイクロホン４６を使用してデバイスにデータを入力する場合、使用者は、例示的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するための音声コマンドを提供することができる。
【００３５】
電源５０は、当分野で良く知られている様々なエネルギー蓄積デバイスを備えることができる。たとえば、一実施形態では、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などの蓄電池である。他の実施形態では、電源５０は、再生可能エネルギー源、コンデンサまたはプラスチック太陽電池および太陽電池ペイントを始めとする太陽電池である。他の実施形態では、電源５０は、壁付きコンセントから電力を受け取るように構成されている。
【００３６】
いくつかの実施形態では、制御プログラム可能性は、上で説明したように、電子ディスプレイシステム内の複数の場所に配置することができるドライバコントローラ内に存在している。いくつかの実施形態では、制御プログラム可能性は、アレイドライバ２２内に存在している。上で説明した最適化は、任意の数のハードウェアコンポーネントおよび／またはソフトウェアコンポーネントの中で、様々な構成で実施することができることは当業者には認識されよう。
【００３７】
上で説明した原理に従って動作する分岐干渉変調器の構造の細部は、広範囲に変更することができる。たとえば図７Ａ〜７Ｅは、可動反射層１４およびそのサポート構造の５つの異なる実施形態を示したものである。図７Ａは、図１の実施形態の断面図であり、直角に展開しているサポート１８の上に金属材料１４の条片が付着されている。図７Ｂでは、可動反射層１４は、サポートの隅のテザー３２のみに取り付けられている。図７Ｃでは、可動反射層１４は、可撓性金属から構成することができる変形可能層３４から懸垂されている。変形可能層３４は、その周囲が基板２０に直接または間接的に接続されている。これらの接続は、本明細書においては、サポートポストと呼ばれている。図７Ｄに示されている実施形態は、サポートポストプラグ４２を有しており、その上に変形可能層３４が載っている。可動反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃに示されているように、ギャップの上方に懸垂された状態を維持しているが、変形可能層３４は、この変形可能層３４と光学スタック１６の間の孔を充填することによってサポートポストを形成していない。その代わりに、サポートポストプラグ４２を形成するために使用される平坦化材料でサポートポストが形成されている。図７Ｅに示されている実施形態は、図７Ｄに示されている実施形態に基づいているが、図７Ａ〜７Ｃに示されているすべての実施形態、ならびに図には示されていない追加実施形態と共に動作するように適合させることも可能である。図７Ｅに示されている実施形態では、金属または他の導電材料の追加層を使用してバス構造４４が形成されている。そのため、分岐干渉変調器の背面に沿って信号を経路化することができ、したがって、そうでないと基板２０の上に形成しなければならないことになる多くの電極が除去される。
【００３８】
図７に示されている実施形態などの実施形態では、分岐干渉変調器は、イメージが透明基板２０の前面側から観察され、その反対側に変調器が配置される直視デバイスとして機能している。これらの実施形態では、反射層１４は、反射層の基板２０とは反対側の、変形可能層３４を含む側の分岐干渉変調器部分を光学的に遮蔽している。したがって、画像品質に悪影響を及ぼすことなく遮蔽領域を構成し、かつ、動作させることができる。このような遮蔽が、アドレス指定およびそのアドレス指定によって生じる運動などの変調器の電気機械特性から変調器の光学特性を分離する能力を提供する図７Ｅのバス構造４４を可能にしている。この分離可能な変調器アーキテクチャにより、変調器の電気機械的な面および光学的な面のために使用される構造設計および材料を選択することができ、かつ、互いに独立して機能させることができる。さらに、図７Ｃ〜７Ｅに示されている実施形態は、変形可能層３４によって実行される反射層１４の光学特性と機械特性の分離によって得られる追加利点を有している。この追加利点により、反射層１４のために使用される構造設計および材料を光学特性に対して最適化することができ、また、変形可能層３４のために使用される構造設計および材料を所望の機械特性に対して最適化することができる。
【００３９】
特定の実施形態では、駆動電極を反射エレメントの反射表面から横方向に配置することにより、可動エレメントの光学特性が可動エレメントの電気的特性および機械的特性の両方から分離されている。このような実施形態の場合、可動エレメントは、基板の頂部表面に概ね直角の方向に移動することによって、駆動電極と可動エレメントの間に印加される電圧差に応答する。詳細には、反射エレメント１４ではなく変形可能層３４が静電力によって駆動電極に向かって引き付けられる。反射エレメント１４は、変形可能層３４が駆動電極に向かって引き付けられると、反射エレメント１４が同じく基板の頂部表面に概ね直角の方向に移動するように、変形可能層３４に機械的に結合されている。特定の実施形態では、駆動電極と可動エレメントの間に電圧差を印加することにより、変形可能層３４が変位し、かつ、変形可能層３４の変位に対して平行に反射エレメント１４の反射表面が変位する。
【００４０】
図８Ａは、ＭＥＭＳデバイス８００（たとえば分岐干渉変調器）の一実施形態例の上面図を示したもので、可動エレメント８１０の光学特性が可動エレメント８１０の電気的特性および機械的特性の両方から分離されている。図９Ａ〜９Ｈは、図８ＡのＭＥＭＳデバイス８００の一実施形態例の断面図を示したものである。図９Ａは、ＭＥＭＳデバイス８００が非駆動状態（つまり「弛緩」状態）にある場合の線Ａ−Ａに沿って取った断面図であり、また、図９Ｃは、同じ状態の線Ｃ−Ｃに沿って取った断面図である。図９Ｂおよび９Ｄは、それぞれ、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態にある場合の線Ａ−ＡおよびＣ−Ｃに沿った断面図を示したものである。図９Ｅは、ＭＥＭＳデバイス８００が非駆動状態にある場合の線Ｅ−Ｅに沿って取った断面図であり、また、図９Ｇは、同じ状態の線Ｇ−Ｇに沿って取った断面図である。図９Ｆおよび９Ｈは、それぞれ、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態にある場合の線Ｅ−ＥおよびＧ−Ｇに沿った断面図を示したものである。
【００４１】
ＭＥＭＳデバイス８００は、頂部表面８８を有する基板２０を備えており、また、基板２０の上方に可動エレメント８１０を備えている。可動エレメント８１０は、変形可能層３４および変形可能層３４に機械的に結合された、反射表面９２を備えた反射エレメント８１４を備えている。ＭＥＭＳデバイス８００は、さらに、反射表面９２から横方向に配置された駆動電極８２を備えている。可動エレメント８１０は、基板２０の頂部表面８８に概ね直角の方向に移動することによって、駆動電極８２と可動エレメント８１０の間に印加される電圧差に応答する。
【００４２】
特定の実施形態では、ＭＥＭＳデバイス８００は、駆動電極８２に電圧を印加することによって光を変調する（たとえば分岐干渉的に光を変調する）ために使用することができる。この電圧によって可動エレメント８１０に引力が生成され、それにより駆動電極８２に向かって可動エレメント８１０が移動する。
【００４３】
基板２０は、少なくとも部分的に透明または半透明で、かつ、少なくとも部分的に反射型の材料からなっていてもよく、このような材料の例には、それらに限定されないが、ガラスまたはプラスチックがある。また、基板２０は、それらに限定されないが、均質な実体または非均質な実体、あるいは一様な厚さまたは非一様な厚さを有する形態を始めとする様々な形態で製造することができる。また、基板２０は、いくつかの副層、より短い広がりすなわち領域、あるいは複数の広がりすなわち領域を有することも可能である。特定の実施形態では、基板２０は、上で説明した光学スタック１６を備えている。たとえば、基板２０は、第１の反射層９４、ブラックマスク（図示せず）または他の層あるいは構造と共に統合することができる。
【００４４】
本明細書において使用される際、「基板の頂部表面」という表現は、それには限定されないが、反射エレメント８１４の反射表面９２の下方の構造の一番上の表面を含む広義の表現である。たとえば、それらに限定されないが、基板２０の頂部表面８８は、基板２０自体の頂部表面、絶縁層８６の頂部表面、絶縁層８７（たとえば図１０Ｃ、１０Ｄ、１１Ｃおよび１１Ｄに示されている）の頂部表面、第１の反射層９４（たとえば図９Ｃ、９Ｄ、９Ｇおよび９Ｈに示されている）の頂部表面あるいはブラックマスクの頂部表面であってもよい。特定の実施形態では、基板２０の頂部表面８８は、１つまたは複数の絶縁構造（たとえば駆動電極８２および／または第１の反射層９４の上に配置された絶縁バンプまたは導電バンプ）の頂部表面である。
【００４５】
変形可能層３４は、導電性可撓材料（たとえばニッケル）からなっていることが好ましい。いくつかの実施形態では、変形可能層３４は、上で説明した駆動プロトコルを実施するために、ＭＥＭＳデバイス８００の行を横切って展開しており（たとえば図８Ｂに示されているように）、また、一行のＭＥＭＳデバイス８００の変形可能層３４は、ＭＥＭＳデバイス８００の他の行の変形可能層３４から電気的に分離されている。いくつかの実施形態では、変形可能層３４は、上で説明した駆動プロトコルを実施するために、ＭＥＭＳデバイス８００の列を横切って展開しており、また、一列のＭＥＭＳデバイス８００の変形可能層３４は、ＭＥＭＳデバイス８００の他の列の変形可能層３４から電気的に分離されている。反射エレメント８１４は、必ずしも何らかの特定の電気特性を有している必要はないが、反射エレメント８１４の反射表面９２は、アルミニウムなどの反射型材料からなっていることが好ましい。本明細書において使用される際、「反射表面」という用語は、それには限定されないが、反射エレメント８１４のうちの光を反射するように構成された部分を含む広義の用語である。図９Ａ〜９Ｈに示されている実施形態では、可動エレメント８１０は、変形可能層３４の頂部表面に機械的に結合された反射エレメント８１４を備えている。他の構成も可能である（たとえば図１０Ａ〜１１Ｄに示されている実施形態）。
【００４６】
特定の実施形態では、可動エレメント８１０は、１つまたは複数の接続エレメント８４を備えており、反射エレメント８１４は、１つまたは複数の接続エレメント８４によって変形可能層３４に機械的に結合されている。いくつかの実施形態では、接続エレメント８４は、反射エレメント８１４から展開している、変形可能層３４に機械的に結合された少なくとも１つの突起を備えている（たとえば図８Ａに示されているように）。接続エレメント８４は、適切な機械的特性を有する材料からなっていることが好ましいが、必ずしも何らかの特定の光学的および／または電気的特性を接続エレメント８４に持たせる必要はない。たとえば、特定の実施形態の接続エレメント８４は、反射エレメント８１４のバルクの内部応力および／または熱膨張率と同様の内部応力および／または熱膨張率を有する材料からなっている。特定の実施形態では、接続エレメント８４は、反射エレメント８１４および変形可能層３４の材料と合成することができる材料からなっている。特定の実施形態では、アルミニウムの層が反射エレメント８１４の接続エレメント８４および反射表面９２を構成している。
【００４７】
いくつかの実施形態では、変形可能層３４はポスト１８によってサポートされている。ポスト１８は酸化物（たとえばＳｉＯ２）からなっていることが好ましいが、適切な任意の剛直材料からなっていてもよい。図９Ａ〜９Ｈに示されている変形可能層３４は、図７Ａおよび７Ｄの変形可能層３４の場合と同様の方法でポスト１８によってサポートされているが、変形可能層３４の構成は、図７Ｂ、７Ｃおよび７Ｅに示されている実施形態または他の構成に対応させることも可能であることは理解されよう。
【００４８】
駆動電極８２は図８Ａおよび８Ｂには破線で示されており、いくつかの実施形態では駆動電極８２の少なくとも一部が変形可能層３４の少なくとも一部の下方に位置していることを示している（たとえば図９Ａ〜９Ｈの断面図に示されているように）。特定の実施形態では、ＭＥＭＳデバイス８００は、複数の駆動電極８２を備えている（たとえば駆動電極８２の各々の少なくとも一部は変形可能層３４の少なくとも一部の下方に位置している）。駆動電極８２は、駆動電極８２が可動エレメント８１０および第１の反射層９４から絶縁されるよう、絶縁層８６、８７（たとえばＳｉＯ２からなっている）によって覆われている（たとえば封入されている）ことが好ましい。絶縁層８６、８７は、同じ材料（たとえばＳｉＯ２）からなっていても、あるいは異なる材料（たとえばＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３）からなっていてもよい。駆動電極８２は、上で説明した駆動プロトコルを実施するために、ＭＥＭＳデバイス８００の列と列の間に接続することができ（たとえば図８Ｂに示されているように）、あるいはＭＥＭＳデバイス８００の行と行の間に接続することができる。
【００４９】
駆動電極８２は、反射エレメント８１４の反射表面９２から横方向に配置されており、したがって有利には駆動電極８２を上で説明したＩＴＯなどの透明な導体ではなく、不透明な導体から構成することができる。さらに、不透明な駆動電極８２を使用することができるため、透明導体より抵抗が小さい材料を使用して駆動電極８２を形成することができ、したがって電力消費が少なくなり、また、応答時間τが短くなる。たとえば、駆動電極８２は、ニッケル、アルミニウム、銅、銀、金およびそれらの合金からなっていてもよい。さらに、駆動電極８２を反射表面９２から横方向に配置することにより、特定の実施形態では、透明導体が光路内に配置される実施形態と比較すると、より良好なコントラスト比が有利に提供される。
【００５０】
ＩＴＯなどの特定の透明導体は高温プロセスに対して敏感であり、そのため、駆動電極８２が形成された後のＭＥＭＳデバイスの最大処理温度が制限されている。たとえばＩＴＯは約３５０℃以上の温度で劣化し、ＩＴＯからなる駆動電極の抵抗率が大きくなる。したがって特定のプロセス（たとえば温度が３５０℃より高い化学気相成長（ＣＶＤ））は、一般的にはＩＴＯからなる構造に対しては実施されない。しかしながら、反射表面９２から横方向に配置された駆動電極８２を備えたＭＥＭＳデバイスは、高温処理に耐えることができる様々な導体からなる駆動電極８２を有することができ、したがってＭＥＭＳデバイス８００のコンポーネントのプロセス柔軟性を改善することができる。たとえば、特定の付着（たとえばサポート構造１８の付着）は高温で実施することができる。他の例の場合、特定の付着プロセスは、物理気相成長（ＰＶＤ）（たとえばスパッタ）ではなく、付着の整合性および一様性を改善することができるＣＶＤであってもよい。
【００５１】
光路内における駆動電極の厚さは、ＭＥＭＳデバイスの光学特性に対する悪影響を回避するために制限されているが、反射表面９２から横方向に配置された駆動電極８２は光路内に配置されないため、様々な厚さを有することができる。駆動電極の厚さを分厚くすることができるため、たとえば導電率を有利に大きくすることができ、したがってＭＥＭＳデバイスの応答時間および／または電力消費が低減される。さらに、駆動電極８２を分厚くすることにより、製造コストを下げることができる代替付着方法（たとえばコーティング、インクジェット印刷、印刷可能導体）の使用が可能になる。
【００５２】
もう一度図８Ａを参照すると、反射エレメント８１４の反射表面９２は、駆動電極８２から横方向に配置されている。図７Ａ〜７Ｅに関連して上で説明したＭＥＭＳデバイスとは対照的に、可動エレメント８１０のうちの静電力による電気引力に遭遇する部分は光を変調していない。いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳデバイス８００の部分のうちの、光の望ましくない変調を防止するために可動エレメント８１０が電気引力に遭遇する部分の基板２０の上にブラックマスク（図示せず）が配置されている（たとえば基板２０と駆動電極８２の間に）。いくつかの実施形態では、たとえば光を変調しない領域の反射率を最小化し、それによりコントラスト比を改善するために、反射エレメント８１４によって覆われていない領域の基板２０の上にブラックマスク（図示せず）が配置されている（たとえばサポート構造１８の下方の駆動電極８２と反射表面９２の間に）。
【００５３】
上で説明したように、変形可能層３４は、静電力によって駆動電極８２に向かって引き付けることができる可撓性材料からなっている。したがって駆動電極８２に電圧が印加されると、静電力によって変形可能層３４が駆動電極８２に向かって引き付けられる。この方向は、図に示されている実施形態では同じく基板２０に向かう方向である。この引力に応答して、変形可能層３４のうちのポスト１８によってサポートされていない部分が矢印９６の方向に偏向する（たとえば図９Ｂ、９Ｄ、９Ｆおよび９Ｇに示されているように）。反射エレメント８１４は変形可能層３４に機械的に結合されているため、この反射エレメント８１４も、駆動電極８２に印加される電圧に応答して同じく矢印９６の方向に移動する。したがって可動エレメント８１０は、基板２０の頂部表面８８に概ね直角の方向に移動する。
【００５４】
図８Ｂは、図８ＡのＭＥＭＳデバイス８００の３×３アレイを示したものである。変形可能層３４は、上で説明した駆動プロトコルを実施するために、左側から右側までの行の中で接続されており、また、駆動電極８２は、上から下までの列の中で接続されている。特定の実施形態では、駆動電極８２が、左側から右側までの行の中で接続されており、また、変形可能層３４が、上から下までの列の中で接続されている。いくつかの実施形態では、サポート構造１８は、複数のＭＥＭＳデバイス８００の変形可能層３４をサポートしている（たとえば一番上の行と真中の行の間に示されているように）。いくつかの実施形態では、サポート構造１８は、１つのＭＥＭＳデバイス８００の変形可能層３４をサポートしている（たとえば真中の行と一番下の行の間に示されているように）。いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳデバイス８００の行と行の間を展開している駆動電極８２の一部は、変形可能層３４の実質的に下方にのみ位置している（たとえば一番上の行と真中の行の間に示されているように）。いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳデバイス８００の行と行の間を展開している駆動電極８２の一部は、変形可能層３４および変形可能層３４と変形可能層３４の間の領域の実質的に下方に位置している（たとえば真中の行と一番下の行の間に示されているように）。
【００５５】
図９Ａ〜９Ｈに示されている実施形態では、反射エレメント８１４は、変形可能層３４の頂部表面に機械的に結合されている。しかしながら、他の結合方法も可能である。
【００５６】
図１０Ａは、ＭＥＭＳデバイス８００が非駆動状態にある場合の図８Ａの線Ａ−Ａに沿って取ったＭＥＭＳデバイス８００の他の実施形態例の断面図であり、また、図１０Ｃは、同じ状態の図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った断面図である。図１０Ｂおよび１０Ｄは、それぞれ、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態にある場合の線Ａ−ＡおよびＣ−Ｃに沿った断面図を示したものである。図８Ａに示されている平面図では、接続エレメント８４は変形可能層３４と重畳している。しかしながら、図１０Ａ〜１０Ｄに示されている実施形態では、反射エレメント８１４の縁または側面は、変形可能層３４に隣接しているが重畳していない接続エレメント８４を介して変形可能層３４の縁または側面に機械的に結合されている。図１０Ｂの破線は、変形可能層３４と接続エレメント８４の間の接触領域が変形可能層３４の後側に存在していることを示している。他の実施形態も可能である。たとえば、接続エレメント８４の複数の側面を変形可能層３４の複数の側面に隣接させることができる。可動エレメント８１０は、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態にある場合に、反射エレメント８１４の反射表面９２と基板２０の頂部表面８８が接触しないように構成されている（たとえば図１０Ｄに示されているように）。たとえば、反射エレメント８１４は、変形可能層３４が基板２０の頂部表面８８と接触し、一方、反射表面９２は基板２０の頂部表面８８とは接触しないようよう、変形可能層３４より薄くすることができ（たとえば図１０Ｃおよび１０Ｄに示されているように）、あるいは反射表面９２と基板２０の頂部表面８８の間の接触を回避するために変形可能層３４を特殊な形状にすることができる（たとえば垂直方向に隆起した部分を持たせることができる）。図８Ａの線Ｅ−ＥおよびＧ−Ｇに沿って取った断面などの断面は、図１０Ａ〜１０Ｄおよび９Ａ〜９Ｈの断面図から当業者には明らかであろう。
【００５７】
図１１Ａは、ＭＥＭＳデバイス８００が非駆動状態にある場合の図８Ａの線Ａ−Ａに沿って取ったＭＥＭＳデバイス８００の他の実施形態例の断面図であり、また、図１１Ｃは、同じ状態の図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って取った断面図である。図１１Ｂおよび１１Ｄは、それぞれ、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態にある場合の線Ａ−ＡおよびＣ−Ｃに沿った断面図を示したものである。線Ｅ−ＥおよびＧ−Ｇに沿った断面は、図９Ｅ〜９Ｈの断面図から当業者には明らかであろう。反射エレメント８１４は、変形可能層３４の底部表面に機械的に結合されている。しかしながら、可動エレメント８１０は、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態にある場合に、反射エレメント８１４の反射表面９２と基板２０の頂部表面８８が接触しないように構成されている。たとえば変形可能層３４は、垂直方向に隆起した、反射エレメント８１４に結合された部分１１０２を備えることができる（たとえば図１１Ａおよび１１Ｂに示されているように）。他の構成も可能である。
【００５８】
図９Ａ〜９ＨのＭＥＭＳデバイス８００の変形可能層３４は、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態にある場合、変形可能層３４とＭＥＭＳデバイス８００の固定部分（たとえば基板２０の頂部表面８８、絶縁層８７の頂部表面）が接触するように構成されている。しかしながら、図９Ｃ、９Ｄ、９Ｇおよび９Ｈに示されているように、反射エレメント８１４の反射表面９２は、それぞれ弛緩状態にあるにせよ、あるいは駆動状態にあるにせよ、基板２０の頂部表面８８とは接触しない。反射エレメント８１４の反射表面９２と基板２０の頂部表面８８の間の距離は、変形可能層３４と基板２０の頂部表面８８の間の距離より長い。可動エレメント８１０の反射表面９２と基板２０の頂部表面８８が接触しない実施形態によれば、変形可能層３４と基板２０の頂部表面８８の間の機械的な接触面積がより小さくなるため、スティクションの危険が有利に低減される。スティクションの危険が減少すると、機械力が打ち勝つのは変形可能層３４と駆動状態における固定部分との間の小さい接触面積の粘着力のみであるため（たとえばＭＥＭＳデバイス８００を弛緩させるために）、より小さいばね定数を変形可能層３４に使用することができる。より小さいばね定数を変形可能層３４に使用することができるため、より少量の静電力を使用して弛緩状態における機械力に打ち勝つことができる（たとえばＭＥＭＳデバイス８００を駆動するために）。より少量の静電力を使用してＭＥＭＳデバイス８００を駆動することができるため、延いてはより小さいコンデンサを駆動することができる。したがって、特定のこのような実施形態は、たとえ反射エレメント８１４が大きい場合であっても、駆動電極８２と変形可能層３４の重畳面積によるＭＥＭＳデバイス８００のキャパシタンスの方が、可動エレメント８１０のより大きい部分が駆動電極８２と相互作用して静電引力を生成する実施形態のキャパシタンスより小さいため、ＭＥＭＳデバイス８００を高速で、かつ、少ない電力で動作させることができる。その上、有利には、反射エレメント８１４と基板２０の頂部表面８８が接触しないため、また、反射エレメント８１４が駆動時の静電力によって動作的に引き付けられないため、反射エレメント８１４の寸法は、機械エレメントおよび電気的エレメント（たとえば変形可能層３４および駆動電極８２）の寸法とは無関係である。さらに、ＭＥＭＳデバイス８００の駆動状態または非駆動状態のいずれかの状態において、反射表面９２と基板２０の頂部表面８８が接触しない場合、スティクションの危険が著しく小さくなるため、反射エレメント８１４の反射表面９２を滑らかに、かつ、平らにすることができる。反射表面９２をより滑らかに、かつ、より平らにすることにより、カラーガムトを有利に改善することができる。
【００５９】
反射表面９２および頂部表面８８が平らな実施形態の場合（たとえばカラーガムトを改善するために）、それらの表面と表面の間のスティクションは、それらが接触するＭＥＭＳデバイスの動作に不利な影響を及ぼすことがある。表面をあらくし、また、アンチスティクション層を設けるなどの特定の特徴を使用してこのようなスティクションを抑制することができるが、これらの特徴は、ＭＥＭＳデバイスの光学性能に悪影響を及ぼす可能性がある。しかしながら、変形可能層３４と固定部分が接触する実施形態（たとえば図９Ｂおよび９Ｄに示されているような実施形態）の場合、駆動電極８２を反射表面９２から横方向に配置することにより、光学性能に影響を及ぼすことなくスティクションが抑制されるように変形可能層３４の下部表面および／または光路内に配置されていない固定部分の上部表面を適合させることができる。たとえば、表面の表面トポロジーをあらくすることによって接触点の数を少なくすることができ、あるいはそれらの間にアンチスティクション層を形成することができる。
【００６０】
反射エレメント８１４および第１の反射層９４は、あらゆる静電力を小さくし、あるいはアークを発生する可能性があるそれらの間の電界を小さくするためには、それらを同じ電位にすることが好ましい。特定の実施形態では、反射エレメント８１４は、反射エレメント８１４と第１の反射層９４が同じ電位になるように変形可能層３４を介して第１の反射層９４に電気的に結合されている。特定の実施形態では、反射エレメント８１４は変形可能層３４から絶縁されており（たとえば誘電体接続エレメント８４を使用して）、また、第１の反射層９４もそれらが同じ電位になるように絶縁されている。
【００６１】
また、変形可能層３４と基板２０の頂部表面８８の間の距離が反射エレメント８１４の反射表面９２と基板２０の頂部表面８８の間の距離より長い実施形態も可能である。図１２Ａ〜１２Ｃは、それぞれ、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態になると反射エレメント８１４の反射表面９２と基板２０の頂部表面８８が接触する点を除き、図９Ｄ、１０Ｄおよび１１Ｄと同様の実施形態を示したものである。特定の実施形態では、反射表面９２と基板２０の頂部表面８８の間の接触が、ＭＥＭＳデバイス８００が反射率が小さい（つまりより暗い）ブラックを有利に生成するアプリケーションにおけるこのＭＥＭＳデバイス８００の使用を可能にしている。基板２０の頂部表面８８が約９０ｎｍと１１０ｎｍの間（たとえば約１００ｎｍ）の厚さを有する絶縁層８７を備えている場合、ＭＥＭＳデバイス８００は、反射表面９２と基板２０の頂部表面８８が接触すると、反射率が小さいブラックを生成することができる。特定の実施形態では、反射表面９２と基板２０の頂部表面８８の間の接触が、ＭＥＭＳデバイス８００が反射率が大きい広帯域ホワイトを有利に生成するアプリケーションにおけるこのＭＥＭＳデバイス８００の使用を可能にしている。基板２０の頂部表面８８が第１の反射層９４を備えている場合（たとえば絶縁層８７を備えていない場合、あるいは約１００Å未満の厚さを有する絶縁層８７を備えている場合）、ＭＥＭＳデバイス８００は、反射表面９２が接触するか、あるいは第１の反射層９４から約１００Å未満の間隔を隔てると（たとえば約１００Å未満の厚さを有する絶縁層８７に接触することによって）、反射率が大きい広帯域ホワイトを生成することができる。特定のこのような実施形態では、アークが発生する機会を少なくするために、反射エレメント８１４および第１の反射層９４の電位は同じである。特定の実施形態では、このような接触によってＭＥＭＳデバイス８００の製造を単純化することができる。
【００６２】
反射率が小さいブラックおよび反射率が大きい広帯域ホワイトは、図９Ｄ、１０Ｄおよび１１Ｄに示されている、基板２０の頂部表面８８が第１の反射層９４を備え、かつ、反射表面９２が基板２０の頂部表面８８から約１００Å未満または約９０ｎｍと１１０ｎｍの間（たとえば約１００ｎｍ）だけ間隔を隔てた実施形態のＭＥＭＳデバイスを使用して生成することも可能である。
【００６３】
図８Ａの実施形態では、反射エレメント８１４は複数の縁（たとえば４つの縁）を有しており、反射エレメント８１４は、その個々の縁で少なくとも１つの接続エレメント８４（たとえば４つの縁の各々に対して１つ、合計４つの接続エレメント８４）によって変形可能層３４に機械的に結合されている。図１３Ａ、１３Ｂおよび１３Ｄは、ＭＥＭＳデバイス８００の追加実施形態例を示したもので、駆動電極８２は、反射エレメント８１４の反射表面９２から横方向に配置されている。図１３Ａでは、ＭＥＭＳデバイス８００は、反射エレメント８１４の縁毎に複数の接続エレメント８４（たとえば２個）を備えており、それらは、反射エレメント８１４を変形可能層３４に機械的に結合している。
【００６４】
図１３Ｂでは、ＭＥＭＳデバイス８００は、それぞれ反射エレメント８１４の一方の側を変形可能層３４に機械的に結合している一対の接続エレメント８４を備えている。さらに、図１３Ｂの実施形態では、ＭＥＭＳデバイス８００は駆動電極８２を備えており、その少なくとも一部は、変形可能層３４の少なくとも一部の下方に位置している。このような実施形態の場合、接続エレメント８４は、反射エレメント８１４と基板２０の頂部表面８８が実質的に平行になるように構成されていることが好ましい（たとえば第１の接続エレメント８４を反射エレメント８１４の第１の縁に機械的に結合し、かつ、第２の接続エレメント８４を反射エレメント８１４の第１の縁とは実質的に反対側の第２の縁に機械的に結合することによって）。このような実施形態によれば、ＭＥＭＳデバイス８００のアレイ内の隣接するＭＥＭＳデバイス８００の反射エレメント８１４を個々の行全体にわたって互いに直ぐ近くに配置することができるため、「フィルファクタ」（つまりＭＥＭＳデバイス８００の総面積に対する反射表面９２の実効面積）をより大きくすることも可能である。
【００６５】
図１３Ｃは、図１３ＢのＭＥＭＳデバイス８００の３×３アレイを示したものである。変形可能層３４は、上で説明した駆動プロトコルを実施するために、左側から右側までの行の中で接続されており、また、駆動電極８２は、上から下までの列の中で接続されている。しかしながら、個々のＭＥＭＳデバイス８００の駆動電極８２は、一列の駆動電極８２がＥ字形構造を形成するよう、列方向に沿って片側にのみ配置されている。駆動電極８２を反射エレメント８１４の一方の側に行をなして接続する場合、反射エレメント８１４のもう一方の側の駆動電極８２を接続するために既に使用された空間（たとえば図８Ｂに示されているように）を隣接するＭＥＭＳデバイス８００の反射エレメント８１４のために使用することができる。したがって図１３Ｃのアレイ内のＭＥＭＳデバイス８００は、図１３Ｂのアレイ内および図１３Ｃのアレイ内のＭＥＭＳデバイス８００より互いに近接しており、したがって図８Ｂのアレイより大きいフィルファクタを有している。
【００６６】
図８Ａに示されているＭＥＭＳデバイス８００の場合、反射表面９２は、基板２０の頂部表面８８に概ね平行の方向に沿って変形可能層３４から間隔を隔てている。図１３Ｄは、ＭＥＭＳデバイス８００の他の実施形態を示したもので、反射表面９２は、基板２０の頂部表面８８に概ね平行の方向に沿って変形可能層３４から間隔を隔てているが、反射エレメント８１４は変形可能層３４の上方を展開している。複数の接続エレメント８４は、変形可能層３４を反射エレメント８１４から分離している垂直方向のエレメント（反射エレメント８１４の下方の接触点に点線で示されている）を備えている。反射エレメントのうちのポストに近い部分（たとえば図１３Ｄに示されている反射エレメント８１４の隅）は、ＭＥＭＳデバイス８００を駆動する際に反射エレメント８１４と変形可能層３４が接触しないように形状化されている。特定の実施形態では、反射エレメント８１４を変形可能層３４のより近くへ、さらには変形可能層３４を越えて横方向に展開させることにより、図１３Ｄの反射エレメント８１４の反射表面９２は、変形可能層３４からさらに横方向に間隔を隔てている反射エレメント８１４の反射表面９２（たとえば図８Ａ、１３Ａおよび１３Ｂに示されているように）の場合より広い面積を有している。他の構成も可能である。
【００６７】
図１４Ａ〜１４Ｈは、図９Ａ〜９Ｈに示されているＭＥＭＳデバイス８００に類似したＭＥＭＳデバイス８００を製造する方法の一例を示したものである。しかしながら、第１の反射層９４は、一行のＭＥＭＳデバイス８００全体にわたって展開する代わりに（たとえば図８Ｂに示されているように）、実質的に反射エレメント８１４の反射表面９２の下方にのみ配置されている。このような実施形態は、場合によっては、第１の反射層９４を接地する必要がない、個々のＭＥＭＳデバイス８００内で接地することができる、等々の場合に有利である。さらに、図１４Ａ〜１４Ｈに示されている絶縁層８６は光路から除去されないため、製造の複雑性が緩和される（たとえばパターン化ステップが除去されるため）。図１４Ａ〜１４Ｈの左側は、図８Ａの線Ａ−Ａに沿った断面図であり（たとえば図９Ａと同様の）、また、図１４Ａ〜１４Ｈの右側は、図８Ａの線Ｃ−Ｃに沿った断面図である（たとえば図９Ｃと同様の）。
【００６８】
図１４Ａは、第１の反射層９４がその上に形成されている基板２０を備えた構造１４０を示したものである。上で説明したように、第１の反射層９４は、基板２０の中の光学スタック中に統合することができる。第１の反射層９４は、ＭＥＭＳデバイス８００によって変調される光の光路内に配置され、光路内に存在しない領域、たとえばポスト１８または駆動電極８２の下方に形成する必要はない（たとえば図１４Ａ〜１４Ｈに示されているように）。特定のこのような実施形態では、第１の反射層９４は、駆動電極８２の平面と同じ平面に配置することができる（たとえば図１４Ｂに示されているように）。
【００６９】
図１４Ｂは、駆動電極８２が基板２０の上方に形成された後の構造１４０を示したものである。図８Ｂおよび１３Ｃに関連して上で説明したように、駆動電極８２は、反射エレメント８１４の反射表面９２の周囲の条片の中に形成することができる。いくつかの実施形態では、第１の反射層９４は、駆動電極８２の後に形成される。第１の反射層９４および駆動電極８２は、異なる厚さを有することができる。図１４Ｃは、第１の反射層９４および駆動電極８２が絶縁体８６によって覆われた後の（たとえば封入された後の）構造１４０を示したものである。特定の実施形態では、絶縁体８６は、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態になった場合の変形可能層３４と駆動電極８２の間の電気絶縁を提供している。変形可能層３４を駆動電極８２から絶縁するための他の実施形態も可能である。特定の実施形態では、絶縁体８６は、変形可能層３４と駆動電極８２の間に形成された１つまたは複数の層を備えており、この１つまたは複数の層は、接触点の形状および表面エネルギーの最適化および／または変形可能層３４と変形可能層３４の下方の層との間のスティクションの最小化に有利に使用することができる。たとえば、特定の実施形態では、駆動電極８２と変形可能層３４の間の絶縁体８６の上部表面をあらくし、それにより変形可能層３４との接触時のスティクションを抑制している。特定の実施形態では、絶縁層８６の頂部表面は、基板２０の頂部表面８８として画定されている。
【００７０】
図１４Ｄは、ポスト１８が形成された後の構造１４０を示したものである。上で説明したように、特定の実施形態では、ポスト１８は、変形可能層３４を基板２０に機械的に結合しており、様々な構成を有することができる（たとえば図７Ｂ、７Ｃおよび７Ｅに示されているように）。特定の実施形態では、ポスト１８の下方にブラックマスク（図示せず）が形成されており、基板に統合することができる。
【００７１】
図１４Ｅは、駆動電極８２および絶縁体８６の上方に犠牲層１４２が形成された後の構造１４０を示したものである。犠牲層１４２は、たとえば、モリブデン、フォトレジスト、ポリシリコンまたは他の適切な材料からなっていてもよい。特定の実施形態では、犠牲層１４２の厚さによって変形可能層３４とＭＥＭＳデバイス８００の固定部分との間の距離および／または反射エレメント８１４の反射表面９２と基板２０の頂部表面８８の間の距離が決まる。いくつかの実施形態では、犠牲層１４２は、変形可能層３４を形成する材料を付着させるための準備の一環としてパターン化されている。
【００７２】
図１４Ｆは、犠牲層１４２の上方に変形可能層３４が形成された後の構造１４０を示したものである。図８Ａと同様、図１４Ｆに示されている実施形態の変形可能層３４は、ポスト１８とポスト１８の間を展開している１つまたは複数の部分を備えている。図１４Ｇは、犠牲層１４２の上方に反射エレメント８１４が形成された後の構造１４０を示したものである。反射エレメント８１４は、接続エレメント８４によって変形可能層３４に機械的に結合されている。特定の実施形態では、接続エレメント８４は、反射表面９２および反射エレメント８１４と同時に形成される（たとえばアルミニウムの単一層を付着させることによって）。特定の代替実施形態では、接続エレメント８４は、反射表面９２および／または反射エレメント８１４とは別に形成される。反射エレメント８１４は反射表面９２を備えている。反射表面９２は、駆動電極８２および変形可能層３４から横方向に配置されている。いくつかの実施形態では、犠牲層１４２は、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態になった場合に、基板２０の頂部表面８８との接触が回避されるように反射エレメント８１４の反射表面９２が変形可能層３４に対して配置されるようにパターン化されている。いくつかの実施形態では、反射表面９２は、滑らかで、かつ、平らな犠牲層１４２の上（たとえばフォトレジストまたは研磨されたモリブデンの上）に反射エレメント８１４を形成することによって滑らかに、かつ、平らになるように構築されている。図１４Ｈは、犠牲層１４２が除去された後の（たとえば犠牲層１４２がモリブデンからなる実施形態の場合、ＸｅＦ２を使用したエッチングによって除去された後の）、可動エレメント８１０を有するＭＥＭＳデバイス８００を形成する構造１４０を示したものである。
【００７３】
図１５Ａ〜１５Ｈは、図９Ａ〜９Ｈに示されているＭＥＭＳデバイス８００に類似したＭＥＭＳデバイス８００を製造する方法の他の例を示したものである。図８Ｂに示されているように、第１の反射層９４は複数のＭＥＭＳデバイス８００全体にわたって展開している。このような実施形態の場合、複数のＭＥＭＳデバイス８００の第１の反射層９４をいくつかのポイントで有利に接地することができる。図１５Ａ〜１５Ｈの個々の図には、それぞれ、製造プロセスの同じポイントにおける４つの断面図が示されている。上から下へ、第１の断面図（「Ａ」）は図８Ａの線Ａ−Ａに沿った断面図であり（たとえば図９Ａと同様の）、第２の断面図（「Ｃ」）は線Ｃ−Ｃに沿った断面図であり（たとえば図９Ｃと同様の）、第３の断面図（「Ｅ」）は線Ｅ−Ｅに沿った断面図であり（たとえば図９Ｅと同様の）、第４の断面図（「Ｇ」）は線Ｇ−Ｇに沿った断面図である（たとえば図９Ｇと同様の）。
【００７４】
図１５Ａは、第１の反射層９４および第１の絶縁層８６がその上に形成されている基板２０を備えた構造１５０を示したものである。上で説明したように、第１の反射層９４は、基板２０の中の光学スタック中に統合することができる。第１の反射層９４は、ＭＥＭＳデバイス８００によって変調される光の光路内に配置され、光路内に存在しない領域、たとえばポスト１８または駆動電極８２の下方に形成する必要はない。しかしながら、特定の実施形態では（たとえば図１５Ａ〜１５Ｈに示されているような）、第１の反射層９４は、変形可能層３４の方向と同じ方向に沿った連続条片の中（たとえば行の中）に形成されている。特定のこのような実施形態では、第１の反射層９４は、その行の変形可能層３４と電気的に連絡している。第１の反射層９４が形成されると、絶縁層８６（たとえばＳｉＯ２またはＡｌ２Ｏ３からなる）を付着させ、たとえば列の中で電気連絡している駆動電極８２から第１の反射層９４を絶縁することができる。Ｃ−Ｃ断面およびＧ−Ｇ断面から分かるように、絶縁層８６のうちの光路内の部分は除去されている。代替実施形態では、絶縁層８６のうちの光路内の部分を残すか、あるいはもっと後のステップで除去することができる。
【００７５】
図１５Ｂは、基板２０の上方（たとえば絶縁層８６の上方）に駆動電極８２が形成された後の構造１５０を示したものである。図８Ｂに関連して上で説明したように、駆動電極８２は、反射エレメント８１４の反射表面９２の周囲の条片の中に形成することができる。
【００７６】
特定の実施形態では、ＭＥＭＳデバイス８００のうちの駆動電極８２および第１の反射層９４が重畳している部分は、ブラックマスク１５２を備えることができる。特定のこのような実施形態では、絶縁層８６の厚さは、ブラックマスク１５２に入射する光が使用者には黒に見えるよう、絶縁体８６の屈折率に応じて約９０ｎｍと１１０ｎｍの間（たとえば約１００ｎｍ）であることが好ましい。絶縁層８６が薄すぎると、場合によっては寄生コンデンサが形成される危険および／または電気破壊の危険が存在することになる。絶縁層８６が分厚すぎると、マスク１５２が黒以外の色に見えることになり、したがってコントラストが低下することがある。たとえば、絶縁体８６がＳｉＯ２からなっているいくつかの実施形態では、絶縁体８６の厚さは、二次ブルーを生成するために約２８０ｎｍと３００ｎｍの間（たとえば約２９０ｎｍ）である。空気が第１の反射層９４と駆動電極８２の間のブラックマスク１５２を占有しているいくつかの実施形態では、空気の厚さは、二次ブルーを生成するために約４００ｎｍと５００ｎｍの間（たとえば約４４０ｎｍ）である。ＳｉＯ２が第１の反射層９４と駆動電極８２の間のブラックマスク１５２を占有しているいくつかの実施形態では、ＳｉＯ２の厚さは、二次ブルーを生成するために約２５０ｎｍと３５０ｎｍの間（たとえば約２８０ｎｍと３００ｎｍの間）である。
【００７７】
図１５Ｃは、駆動電極８２が絶縁体８７によって覆われた後（たとえば封入された後）の構造１５０を示したものである。特定の実施形態では、絶縁体８７は、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態になった場合の駆動電極８２と変形可能層３４との間の電気絶縁を提供している。変形可能層３４を駆動電極８２から絶縁するための他の実施形態も可能である。特定の実施形態では、絶縁体８７は、変形可能層３４と駆動電極８２の間に形成された１つまたは複数の層を備えており、この１つまたは複数の層は、接触点の形状および表面エネルギーの最適化および／または変形可能層３４と変形可能層３４の下方の層との間のスティクションの最小化に有利に使用することができる。たとえば、特定の実施形態では、駆動電極８２と変形可能層３４の間の絶縁体８７の上部表面をあらくし、それにより変形可能層３４との接触時のスティクションを抑制している。図１５Ｃに示されている実施形態では、絶縁層８７をパターニングしている間に、第１の反射層９４への開口が光路内に形成される。いくつかの実施形態、たとえば絶縁層８６、８７が同じ材料からなっている実施形態では、絶縁層８６中の開口は、絶縁層８７をパターニングしている間に形成される。特定の実施形態では、第１の反射層９４の頂部表面は、基板２０の頂部表面８８として画定されている。特定の実施形態では、絶縁層８７の頂部表面は、ＭＥＭＳデバイス８００の固定部分として画定されている。
【００７８】
特定の実施形態では、絶縁層８６、８７は、それらが光路内に存在しないように形成され、したがって反射表面の数を少なくすることができ、また、反射表面９２と頂部表面８８の間をさらに分離することができる。また、絶縁体８６、８７が光路から除去されるため、光学性能に悪影響を及ぼすことなく絶縁体８６を分厚くすることができ、したがって電気破壊強度を改善し、かつ、第１の反射層９４と駆動電極８２の間の寄生キャパシタンスを小さくすることができる。
【００７９】
図１５Ｄは、ポスト１８が形成された後の構造１５０を示したものである。上で説明したように、特定の実施形態では、ポスト１８は、変形可能層３４を基板２０に機械的に結合しており、様々な構成を有することができる（たとえば図７Ｂ、７Ｃおよび７Ｅに示されているように）。特定の実施形態では、ポスト１８の下方にブラックマスクが形成されており（たとえば駆動電極８２と第１の反射層９４の間のブラックマスク１５２）、基板２０に統合することができる。
【００８０】
図１５Ｅは、駆動電極８２、絶縁体８７および第１の反射層９４の上方に犠牲層１４２が形成された後の構造１５０を示したものである。犠牲層１４２は、たとえば、モリブデン、フォトレジスト、ポリシリコンまたは他の適切な材料からなっていてもよい。特定の実施形態では、犠牲層１４２の厚さによって変形可能層３４とＭＥＭＳデバイス８００の固定部分との間の距離および／または反射エレメント８１４の反射表面９２と基板２０の頂部表面８８の間の距離が決まる。いくつかの実施形態では、犠牲層１４２は、変形可能層３４を形成する材料を付着させるための準備の一環としてパターン化されている。
【００８１】
図１５Ｆは、犠牲層１４２の上方に変形可能層３４が形成された後の構造１５０を示したものである。図８Ａと同様、図１５Ｆに示されている実施形態の変形可能層３４は、ポスト１８とポスト１８の間を展開している１つまたは複数の部分を備えている。図１５Ｇは、犠牲層１４２の上方に反射エレメント８１４が形成された後の構造１５０を示したものである。反射エレメント８１４は、接続エレメント８４によって変形可能層３４に機械的に結合されている。特定の実施形態では、接続エレメント８４は、反射表面９２および反射エレメント８１４と同時に形成される（たとえばアルミニウムの単一層を付着させることによって）。特定の代替実施形態では、接続エレメント８４は、反射表面９２および／または反射エレメント８１４とは別に形成される。反射エレメント８１４は反射表面９２を備えている。反射表面９２は、駆動電極８２および変形可能層３４から横方向に配置されている。いくつかの実施形態では、犠牲層１４２は、ＭＥＭＳデバイス８００が駆動状態になった場合に、基板２０の頂部表面８８との接触が回避されるように反射エレメント８１４の反射表面９２が変形可能層３４に対して配置されるようにパターン化されている。いくつかの実施形態では、反射表面９２は、滑らかで、かつ、平らな犠牲層１４２の上（たとえばフォトレジストまたは研磨されたモリブデンの上）に反射エレメント８１４を形成することによって滑らかに、かつ、平らになるように構築されている。図１５Ｈは、犠牲層１４２が除去された後の（たとえば犠牲層１４２がモリブデンからなる実施形態の場合、ＸｅＦ２を使用したエッチングによって除去された後の）、可動エレメント８１０を有するＭＥＭＳデバイス８００を形成する構造１５０を示したものである。上から下まで、図に示されているＭＥＭＳデバイス８００は、それぞれ図９Ａ、９Ｃ、９Ｅおよび９Ｇの断面図に対応していることは理解されよう。
【００８２】
図１０Ａ〜１３Ｂおよび１３Ｃに示されているＭＥＭＳデバイス８００、ならびに駆動電極８２が反射エレメント８１４の反射表面９２から横方向に配置されている他のＭＥＭＳデバイスは、特定の実施形態では、所望の構成を達成するために、上で説明したセットのステップを適切に修正した同様のセットのステップを使用して形成することができる（たとえば異なる付着厚さ、異なるパターニングマスク、等々）。
【００８３】
図１６Ａ〜１６Ｈ２は、図８ＡのＭＥＭＳデバイス８００の他の実施形態例の断面図を示したもので、第２の駆動電極１６４を備えている。図１６Ａは、ＭＥＭＳデバイス８００が非駆動状態（つまり「弛緩」状態）にある場合の線Ａ−Ａに沿って取った断面図であり、また、図１６Ｃは、同じ状態の線Ｃ−Ｃに沿って取った断面図である。図１６Ｂ１および１６Ｄ１は、それぞれ、ＭＥＭＳデバイス８００が第１の駆動状態にある場合の線Ａ−ＡおよびＣ−Ｃに沿った断面図を示したものである。図１６Ｂ２および１６Ｄ２は、それぞれ、ＭＥＭＳデバイス８００が第２の駆動状態にある場合の線Ａ−ＡおよびＣ−Ｃに沿った断面図を示したものである。図１６Ｅは、ＭＥＭＳデバイス８００が非駆動状態にある場合の線Ｅ−Ｅに沿って取った断面図であり、また、図１６Ｇは、同じ状態の線Ｇ−Ｇに沿って取った断面図である。図１６Ｆ１および１６Ｈ１は、それぞれ、ＭＥＭＳデバイス８００が第１の駆動状態にある場合の線Ｅ−ＥおよびＧ−Ｇに沿った断面図を示したものである。図１６Ｆ２および１６Ｈ２は、それぞれ、ＭＥＭＳデバイス８００が第２の駆動状態にある場合の線Ｅ−ＥおよびＧ−Ｇに沿った断面図を示したものである。
【００８４】
可動エレメント８１０は、上で説明したように概ね第１の方向に移動することによって変形可能層３４と反射エレメント８１４の間の駆動電極８２に印加される電圧に応答する（たとえば図１６Ｂ１、１６Ｄ１、１６Ｆ１および１６Ｈ１に示されているように）。可動エレメント８１０は、さらに、概ね第２の方向に移動することによって第２の駆動電極１６４に印加される電圧に応答する。特定の実施形態では、第２の方向は第１の方向とは実質的に逆方向である（たとえば図１６Ｂ２、１６Ｄ２、１６Ｆ２および１６Ｈ２に示されているように）。したがってＭＥＭＳデバイス８００は、弛緩状態における第１の色、第１の方向の駆動状態における第２の色、および第２の方向の駆動状態における第３の色の少なくとも３つの色を安定して生成することができる。
【００８５】
図１６Ａ、１６Ｃ、１６Ｅおよび１６Ｈに示されている実施形態では、第２の駆動電極１６４は可動エレメント８１０の上方に位置している。ＭＥＭＳデバイス８００は、さらに、第２の駆動電極１６４および任意選択の絶縁層１６２をサポートしているサポート構造１８ａを備えている。特定の実施形態では、サポート構造１８ａは、反射エレメント８１４の反対側にサポート構造１８として形成されている。
【００８６】
第２の駆動電極１６４に電圧が印加されると、可動エレメント８１０に静電力が作用する。変形可能層３４は、この引力に応答して矢印１６８の方向に第２の駆動電極１６４に向かって撓む（たとえば図１６Ｂ２、１６Ｄ２、１６Ｆ２および１６Ｇ２に示されているように）。反射エレメント８１４は変形可能層３４に機械的に結合されているため、この反射エレメント８１４も、第２の駆動電極１６４に印加される電圧に応答して同じく矢印１６８の方向に移動する。したがって可動エレメント８１０は、基板２０の頂部表面８８に概ね直角の方向に移動する。
【００８７】
ＭＥＭＳデバイス８００の固定部分は、可動エレメント８１０の運動の停止として作用している。特定の実施形態では、絶縁層１６２は固定部分を備えている（たとえば図１６Ｈ２に示されているように）。特定の実施形態では、第２の駆動電極１６４は固定部分を備えている。特定のこのような実施形態では、反射エレメント８１４（図示せず）の上部表面に形成された絶縁層は、可動エレメント８１０を第２の駆動電極１６４から絶縁している。
【００８８】
第２の駆動電極１６４は、第２の駆動電極１６４がＭＥＭＳデバイスの光路内に存在しないよう、反射エレメント８１４の反射表面９２の上方に配置されている。したがって第２の駆動電極１６４は、透明および／または不透明導電材料からなっていてもよい。駆動電極が不透明導電材料からなっている実施形態は、場合によっては、たとえば上で説明した電気特性の場合に有利である。
【００８９】
図１５Ａ〜１５Ｇおよび１７Ａ〜１７Ｆは、図１６Ａ〜１６Ｈ２のＭＥＭＳデバイス８００を製造する方法の一実施形態例を示したものである。反射エレメント８１４が図１５Ｇの犠牲層１４２の上方に形成されると、変形可能層３４の上方にサポート構造１８ａが形成される（たとえば図１７Ａに示されているように）。
【００９０】
図１７Ｂは、変形可能層３４の上方に第２の犠牲層１７０２（たとえばモリブデンからなる）が形成された後の図１７ＡのＭＥＭＳ構造１７００を示したものである。第２の犠牲層１７０２は、変形可能層３４を第２の駆動電極１６４から分離している。第２の犠牲層１７０２は、第１の犠牲層１４２の材料と同じ材料からなっていても、あるいは第１の犠牲層１４２の材料とは異なる材料からなっていてもよい。特定の実施形態では、第２の犠牲層１７０２の厚さは、駆動状態のＭＥＭＳデバイス８００の色に影響を及ぼしている。
【００９１】
図１７Ｃは、第２の犠牲層１７０２の上方に絶縁層１６２（たとえばＳｉＯ２からなる）が形成された後の図１７ＢのＭＥＭＳ構造１７００を示したものである。特定の実施形態では、第２の犠牲層１７０２の形成に先立って反射エレメント８１４の上部表面に絶縁層が形成される。図に示されている実施形態では、第２の犠牲層１７０２の前にサポート構造１８ａが形成されている。特定の実施形態では、サポート構造１８ａは、絶縁層１６２を形成している間に形成される（たとえばＳｉＯ２を付着させ、かつ、ＳｉＯ２をパターニングすることによって）。
【００９２】
図１７Ｄは、絶縁層１６２の上方に第２の駆動電極１６４（たとえばニッケル、アルミニウム、銅、銀、金、それらの合金からなる）が形成された後の図１７ＣのＭＥＭＳ構造１７００を示したものである。特定の実施形態では、第２の駆動電極１６４および絶縁層１６２は、犠牲層１４２、１７０２のより容易なエッチングを可能にするための少なくとも１つの開口を備えている。
【００９３】
図１７Ｅは、第２の駆動電極１６４の上方に任意選択の絶縁層１６６（たとえばＳｉＯ２、ポリイミドからなる）が形成された後の図１７ＤのＭＥＭＳ構造１７００を示したものである。この絶縁層１６６を使用して、ＭＥＭＳデバイス８００を備えたディスプレイ内のコンポーネントを第２の駆動電極１６４から絶縁することができる。
【００９４】
図１７Ｆは、第１および第２の犠牲層１４２、１７０２が除去され、図１６Ａ、１６Ｃ、１６Ｅおよび１６ＧのＭＥＭＳデバイス８００が得られた後の図１７ＥのＭＥＭＳ構造１７００を示したものである。犠牲層１４２、１７０２がそれぞれモリブデンからなっている実施形態の場合、たとえばＸｅＦ２を使用したエッチングによってそれらを除去することができる。犠牲層がフォトレジストからなっている実施形態の場合、たとえば灰化（たとえばＯ２および／またはＨ２Ｏを使用したエッチング）によってそれを除去することができる。反射エレメント８１４中の１つまたは複数の開口を使用してエッチング用試薬を補助し、反射エレメント８１４の下方の第１の犠牲層１４２を除去することができる。絶縁層１６２および第２の駆動電極１６４中の１つまたは複数の開口を使用してエッチング用試薬を補助し、第２の駆動電極１６４の下方の第２の犠牲層１７０２を除去することができる。犠牲層１４２、１７０２が除去されると、駆動電極８２、１６４に印加される電圧に応答して可動エレメント８１０を移動させることができる。
【００９５】
駆動電極８２が反射エレメント８１４の反射表面９２から横方向に配置されている特定の実施形態では、反射表面９２は基板２０の反対側に向いており、使用者はＭＥＭＳデバイス８００を可動エレメント８１０の基板２０とは反対側の方から見ることができる。いくつかの実施形態では、第１の反射層９４は、可動エレメント８１０の下方に形成されている。特定のこのような実施形態では、可動エレメント８１０は、部分的に反射型で、かつ、部分的に透過型の材料からなっており、また、第１の反射層９４は完全に反射型の材料からなっている。いくつかの実施形態では、第１の反射層９４は、可動エレメント８１０の上方に形成されている。特定のこのような実施形態では、可動エレメント８１０は完全に反射型の材料からなっており、また、第１の反射層９４は、部分的に反射型で、かつ、部分的に透過型の材料からなっている。
【００９６】
いくつかの実施形態では、駆動電極８２は、反射エレメント８１４の反射表面９２から横方向に配置されており、かつ、可動エレメント８１０の上方に配置されている。可動エレメント８１０は、駆動電極８２に向かって、基板２０から遠ざかる方向に引き付けられる。可動エレメント８１０は、弛緩状態では基板２０の頂部表面８８の近傍に位置しており（たとえば接触している）、駆動されると基板２０の頂部表面８８に概ね直角の方向に移動する。駆動電極８２が可動エレメント８１０の上方に配置されているいくつかの実施形態では、第１の反射層９４は、可動エレメント８１０の上方に形成されている。駆動電極８２が可動エレメント８１０の上方に配置されているいくつかの代替実施形態では、可動エレメント８１０は完全に反射型の材料からなっており、また、第１の反射層９４は、部分的に反射型で、かつ、部分的に透過型の材料からなっている。
【００９７】
ＭＥＭＳデバイス８００を駆動することによって反射エレメント８１４が基板２０から遠ざかる方向に移動する特定の実施形態では、弛緩状態にある場合、可動エレメント８１０が負の方向（たとえば基板２０に向かって）「展開する」ように変形可能層３４を構成することができる。たとえば、犠牲層が除去されると変形可能層３４が下に向かって偏向するように変形可能層３４とサポート構造１８の間の残留応力を設計することができる。
【００９８】
駆動電極８２が可動エレメント８１０の上方に配置されているいくつかの実施形態の場合、使用者は基板２０を通してＭＥＭＳデバイス８００を見ることができる。可動エレメント８１０が弛緩状態において負の方向に展開する特定のこのような実施形態の場合、反射率が大きい広帯域ホワイト（たとえば可動エレメント８１０の反射表面９２を基板２０の頂部表面８８に接触させることによって、あるいは第１の反射層９４から約１００Å未満の間隔を隔てることによって）、反射率が小さいブラック（たとえば可動エレメント８１０の反射表面９２を第１の反射層９４から約１００ｎｍだけ間隔を隔てることによって）、グレー（たとえば可動エレメント８１０の反射表面９２を第１の反射層９４から約１００Åと１００ｎｍの間の間隔を隔てることによって）または何らかの１つの色（たとえば黄、赤、青、等々）が生成されるように弛緩状態を構成することができる。いくつかの実施形態では、可動エレメント８１０は、部分的に反射型で、かつ、部分的に透過型の材料からなっており、また、第１の反射層９４は完全に反射型の材料からなっている。
【００９９】
駆動電極８２が可動エレメント８１０の上方に配置されているいくつかの代替実施形態では、使用者はＭＥＭＳデバイス８００を可動エレメント８１０の基板２０とは反対側の方から見ることができる。可動エレメント８１０が弛緩状態において負の方向に展開する特定のこのような実施形態の場合、反射率が大きい広帯域ホワイト（たとえば可動エレメント８１０の反射表面９２を第１の反射層９４から約１００Å未満の間隔を隔てることによって）、反射率が小さいブラック（たとえば可動エレメント８１０の反射表面９２を第１の反射層９４から約１００ｎｍだけ間隔を隔てることによって）、グレー（たとえば可動エレメント８１０の反射表面９２を第１の反射層９４から約１００Åと１００ｎｍの間の間隔を隔てることによって）または何らかの１つの色（たとえば黄、赤、青、等々）が生成されるように弛緩状態を構成することができる。
【０１００】
使用者がＭＥＭＳデバイス８００を可動エレメント８１０の基板２０とは反対側の方から見ることができる実施形態の場合、使用者には基板２０を通して反射表面９２は見えない。特定のこのような実施形態では、基板２０は、光に対して実質的に不透明の材料からなっている（たとえば不透明材料、高度に反射性の材料、半透明材料）。特定のこのような実施形態では、基板２０は、金属（たとえばステンレス鋼、アルミニウム）、陽極処理金属、ケイ素（たとえばシリコンウェーハ）、ポリシリコン、プラスチック、セラミック、重合体（たとえばポリイミド、ＭＹＬＡＲ（商標））および炭素（たとえば黒鉛）ならびにこのような材料の合金および複合物からなっていてもよい。実質的に不透明な基板２０は、それらに限定されないが、フォトリソグラフィ中の光散乱のために処理上の問題が回避される、下方に位置している回路が迷光から遮蔽される、標準の半導体処理要求事項を使用してＭＥＭＳデバイスを製造することができる、ＭＥＭＳデバイスの製造と下方に位置している制御回路の製造を統合することができる、制御回路のための面積が広くなる、ＭＥＭＳデバイス内への制御回路の統合に関連する制約が緩和される、およびＭＥＭＳデバイス（たとえば分岐干渉変調器）のアレイ中に統合された照明源の使用が容易になる、などを始めとする多くの製造上および動作上の利点を提供することができる。
【０１０１】
第２の駆動電極１６４を備えたいくつかの実施形態では、第２の駆動電極１６４は、第２の駆動電極１６４がＭＥＭＳデバイスの光路内に存在するよう、反射エレメント８１４の反射表面９２と基板２０の間に配置されている。したがって、ＭＥＭＳデバイス８００を可動エレメント８１０の基板２０とは反対側の方から見ることができる実施形態の場合、第２の駆動電極１６４は不透明材料からなっていてもよく、また、ＭＥＭＳデバイス８００を基板２０を通して見ることができる実施形態の場合、第２の駆動電極１６４は透明な導電材料からなっていてもよい。駆動電極が不透明導電材料からなる実施形態は、場合によっては、たとえば上で説明した電気特性の場合に有利である。
【０１０２】
以上、様々な特定の実施形態について説明した。本発明は、これらの特定の実施形態を参照して説明されているが、以上の説明には、本発明を実例で示すことが意図されており、本発明を限定することは意図されていない。当業者には、特許請求の範囲で定義されている本発明の真の範囲を逸脱することなく、様々な修正およびアプリケーションが可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１２ａ、１２ｂ  分岐干渉変調器
１４、１４ａ、１４ｂ  可動反射層（金属材料の条片、反射エレメント）
１６、１６ａ、１６ｂ  光学スタック（行電極）
１８、１８ａ  ポスト（サポート、サポート構造）
１９  ギャップ
２０  基板
２１  プロセッサ（システムプロセッサ）
２２  アレイドライバ
２４  行ドライバ回路
２６  列ドライバ回路
２７  ネットワークインタフェース
２８  フレームバッファ
２９  ドライバコントローラ
３０  パネル（ディスプレイ、ディスプレイアレイ）
３２  テザー
３４  変形可能層
４０  ディスプレイデバイス
４１  ハウジング
４２  サポートポストプラグ
４３  アンテナ
４４  バス構造
４５  スピーカ
４６  マイクロホン
４７  トランシーバ
４８  入力デバイス
５０  電源
５２  条件付けハードウェア
８２  駆動電極
８４  接続エレメント
８６、８７、１６２  絶縁層（絶縁体、第１の絶縁層）
８８  基板の頂部表面
９２  反射エレメントの反射表面
９４  第１の反射層
９６  変形可能層が偏向する方向（反射エレメントが移動する方向）
１４０、１５０  構造
１４２  犠牲層（第１の犠牲層）
１５２  ブラックマスク
１６４  第２の駆動電極
１６６  任意選択の絶縁層
１６８  変形可能層が撓む方向
８００  ＭＥＭＳデバイス
８１０  可動エレメント
８１４  反射エレメント
１１０２  変形可能層の垂直方向に隆起した部分
１７００  ＭＥＭＳ構造
１７０２  第２の犠牲層
【図１】
2010532498.tif 000003
【図２】
2010532498.tif 000004
【図３】
2010532498.tif 000005
【図４】
2010532498.tif 000006
【図５Ａ】
2010532498.tif 000007
【図５Ｂ】
2010532498.tif 000008
【図６Ａ】
2010532498.tif 000009
【図６Ｂ】
2010532498.tif 000010
【図７Ａ】
2010532498.tif 000011
【図７Ｂ】
2010532498.tif 000012
【図７Ｃ】
2010532498.tif 000013
【図７Ｄ】
2010532498.tif 000014
【図７Ｅ】
2010532498.tif 000015
【図８Ａ】
2010532498.tif 000016
【図８Ｂ】
2010532498.tif 000017
【図９Ａ】
2010532498.tif 000018
【図９Ｂ】
2010532498.tif 000019
【図９Ｃ】
2010532498.tif 000020
【図９Ｄ】
2010532498.tif 000021
【図９Ｅ】
2010532498.tif 000022
【図９Ｆ】
2010532498.tif 000023
【図９Ｇ】
2010532498.tif 000024
【図９Ｈ】
2010532498.tif 000025
【図１０Ａ】
2010532498.tif 000026
【図１０Ｂ】
2010532498.tif 000027
【図１０Ｃ】
2010532498.tif 000028
【図１０Ｄ】
2010532498.tif 000029
【図１１Ａ】
2010532498.tif 000030
【図１１Ｂ】
2010532498.tif 000031
【図１１Ｃ】
2010532498.tif 000032
【図１１Ｄ】
2010532498.tif 000033
【図１２Ａ】
2010532498.tif 000034
【図１２Ｂ】
2010532498.tif 000035
【図１２Ｃ】
2010532498.tif 000036
【図１３Ａ】
2010532498.tif 000037
【図１３Ｂ】
2010532498.tif 000038
【図１３Ｃ】
2010532498.tif 000039
【図１３Ｄ】
2010532498.tif 000040
【図１４Ａ】
2010532498.tif 000041
【図１４Ｂ】
2010532498.tif 000042
【図１４Ｃ】
2010532498.tif 000043
【図１４Ｄ】
2010532498.tif 000044
【図１４Ｅ】
2010532498.tif 000045
【図１４Ｆ】
2010532498.tif 000046
【図１４Ｇ】
2010532498.tif 000047
【図１４Ｈ】
2010532498.tif 000048
【図１５Ａ】
2010532498.tif 000049
【図１５Ｂ】
2010532498.tif 000050
【図１５Ｃ】
2010532498.tif 000051
【図１５Ｄ】
2010532498.tif 000052
【図１５Ｅ】
2010532498.tif 000053
【図１５Ｆ】
2010532498.tif 000054
【図１５Ｇ】
2010532498.tif 000055
【図１５Ｈ】
2010532498.tif 000056
【図１６Ａ】
2010532498.tif 000057
【図１６Ｂ−１】
2010532498.tif 000058
【図１６Ｂ−２】
2010532498.tif 000059
【図１６Ｃ】
2010532498.tif 000060
【図１６Ｄ−１】
2010532498.tif 000061
【図１６Ｄ−２】
2010532498.tif 000062
【図１６Ｅ】
2010532498.tif 000063
【図１６Ｆ−１】
2010532498.tif 000064
【図１６Ｆ−２】
2010532498.tif 000065
【図１６Ｇ】
2010532498.tif 000066
【図１６Ｈ−１】
2010532498.tif 000067
【図１６Ｈ−２】
2010532498.tif 000068
【図１７Ａ−１】
2010532498.tif 000069
【図１７Ａ−２】
2010532498.tif 000070
【図１７Ｂ−１】
2010532498.tif 000071
【図１７Ｂ−２】
2010532498.tif 000072
【図１７Ｃ−１】
2010532498.tif 000073
【図１７Ｃ−２】
2010532498.tif 000074
【図１７Ｄ−１】
2010532498.tif 000075
【図１７Ｄ−２】
2010532498.tif 000076
【図１７Ｅ−１】
2010532498.tif 000077
【図１７Ｅ−２】
2010532498.tif 000078
【図１７Ｆ−１】
2010532498.tif 000079
【図１７Ｆ−２】
2010532498.tif 000080
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月17日(2009.6.17)
【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】
基板と、
前記基板の上方の可動エレメントであって、導電性変形可能層および反射エレメントを備え、前記反射エレメントが前記変形可能層に機械的に結合され、前記反射エレメントが反射表面を備え、前記反射表面が前記反射表面に概ね平行の方向に沿って前記変形可能層から間隔を隔てた可動エレメントと、
前記変形可能層の少なくとも一部の下方の、前記反射表面から横方向に配置された駆動電極とを備え、前記可動エレメントが、前記基板に向かう方向に移動することによって、前記駆動電極と前記変形可能層の間に印加される電圧差に応答する微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイスであって、前記デバイスの固定部分が前記可動エレメントの運動の停止として作用するように構成され、前記可動エレメントが、前記可動エレメントの一部が前記固定部分と接触していない第１の位置から、前記部分が前記固定部分と接触する第２の位置へ移動することによって、前記駆動電極と前記変形可能層の間に印加される前記電圧差に応答するＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
前記反射エレメントが前記変形可能層の頂部表面に機械的に結合された、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記反射エレメントが前記変形可能層の底部表面に機械的に結合された、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記可動エレメントが少なくとも１つの接続エレメントをさらに備え、前記少なくとも１つの接続エレメントが前記反射エレメントを前記変形可能層に機械的に結合している、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
第１の接続エレメントが前記反射エレメントの第１の縁に機械的に結合され、また、第２の接続エレメントが前記反射エレメントの第２の縁に機械的に結合され、前記第１の縁が実質的に前記第２の縁の反対側に位置している、請求項４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記反射エレメントが複数の縁を有し、前記少なくとも１つの接続エレメントが前記反射エレメントの個々の縁を前記変形可能層に機械的に結合している、請求項４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記少なくとも１つの接続エレメントが、前記反射エレメントから展開している少なくとも１つの突起を備えた、請求項４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
前記駆動電極と前記変形可能層の間に駆動電圧差が印加されても前記反射表面と前記基板の頂部表面が接触しない、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
前記反射表面と前記基板の頂部表面の間の距離の方が前記変形可能層と前記基板の前記頂部表面の間の距離より長い、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１０】
前記変形可能層と前記基板の頂部表面の間の距離の方が前記反射表面と前記基板の前記頂部表面の間の距離より長い、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１１】
前記デバイスの前記固定部分が前記基板の頂部表面を備えた、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１２】
前記デバイスの前記固定部分が前記駆動電極の頂部表面を備えた、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１３】
前記デバイスの前記固定部分が前記駆動電極と前記変形可能層の間の絶縁層の頂部表面を備えた、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１４】
前記駆動電極と前記変形可能層の間に電圧差を印加することによって前記変形可能層が変位し、かつ、前記反射表面が変位し、前記変形可能層の前記変位が前記反射表面の前記変位に対して平行であり、前記変形可能層の前記変位の平面が前記反射表面の前記変位の平面とは異なる、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１５】
前記可動エレメントの上方に他の駆動電極をさらに備え、前記可動エレメントが、前記基板から遠ざかる方向に移動することによって、前記他の駆動電極と前記可動エレメントの間に印加される電圧差に応答する、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１６】
前記他の駆動電極と前記可動エレメントの間に絶縁層をさらに備えた、請求項１５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１７】
前記絶縁層が前記可動エレメントの上部表面に形成された、請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１８】
前記絶縁層が前記他の駆動電極の下部表面に形成された、請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１９】
ディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成されたプロセッサであって、イメージ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
をさらに備えた、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２０】
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備えた、請求項１９に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２１】
前記ドライバ回路に前記イメージデータの少なくとも一部を送信するように構成されたコントローラをさらに備えた、請求項２０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２２】
前記プロセッサに前記イメージデータを送信するように構成されたイメージソースモジュールをさらに備えた、請求項１９に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２３】
前記イメージソースモジュールが、レシーバ、トランシーバおよびトランスミッタのうちの少なくとも１つを備えた、請求項２２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２４】
入力データを受け取り、かつ、前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに備えた、請求項１９に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２５】
前記基板が少なくとも部分的に透明である、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２６】
前記反射エレメントが、前記第１の位置で第１の色を反射し、また、前記第２の位置で第２の色を反射するように構成された、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２７】
前記反射エレメントが完全に反射型である、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２８】
微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイスであって、
前記デバイスの一部を移動させるための手段であって、変形させるための導電手段および反射させるための手段を備えた移動手段であって、前記反射手段が前記変形手段に機械的に結合され、前記反射手段が前記反射手段に概ね平行の方向に沿って前記変形手段から間隔を隔てた移動手段と、
前記移動手段をサポートするための手段と、
前記移動手段を駆動するための、前記変形手段の少なくとも一部の下方に位置し、かつ、前記反射手段から横方向に配置された駆動手段であって、前記移動手段が、前記サポート手段に向かう方向に移動することによって、前記駆動手段と前記変形手段の間に印加される電圧差に応答する駆動手段と、
前記移動手段の運動を停止させるための固定手段であって、前記移動手段が、前記移動手段の一部が前記停止手段と接触していない第１の位置から、前記部分が前記停止手段と接触する第２の位置へ移動することによって、前記駆動手段と前記変形手段の間に印加される前記電圧差に応答する固定手段と
を備えたＭＥＭＳデバイス。
【請求項２９】
前記サポート手段が基板を備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３０】
前記移動手段が可動エレメントを備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３１】
前記変形手段が変形可能層を備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３２】
前記反射手段が、反射表面を備えた反射エレメントを備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３３】
前記駆動手段が駆動電極を備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３４】
前記停止手段が前記サポート手段の頂部表面を備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３５】
前記停止手段が前記駆動手段の頂部表面を備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３６】
前記停止手段が前記駆動手段と前記変形手段の間の絶縁層の頂部表面を備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３７】
前記停止手段が前記デバイスの固定部分を備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３８】
前記反射手段が前記変形手段の頂部表面に機械的に結合された、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３９】
前記反射手段が前記変形手段の底部表面に機械的に結合された、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４０】
前記移動手段が少なくとも１つの接続エレメントをさらに備え、前記少なくとも１つの接続エレメントが前記反射手段を前記変形手段に機械的に結合している、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４１】
第１の接続エレメントが前記反射手段の第１の縁に機械的に結合され、また、第２の接続エレメントが前記反射手段の第２の縁に機械的に結合され、前記第１の縁が実質的に前記第２の縁の反対側に位置している、請求項４０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４２】
前記反射手段が複数の縁を有し、前記少なくとも１つの接続エレメントが前記反射手段の個々の縁を前記変形手段に機械的に結合している、請求項４０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４３】
前記少なくとも１つの接続エレメントが、前記反射手段から展開している少なくとも１つの突起を備えた、請求項４０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４４】
前記駆動手段と前記変形手段の間に駆動電圧差が印加されても前記反射手段と前記サポート手段の頂部表面が接触しない、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４５】
前記反射手段と前記サポート手段の頂部表面の間の距離の方が前記変形手段と前記サポート手段の前記頂部表面の間の距離より長い、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４６】
前記変形手段と前記サポート手段の頂部表面の間の距離の方が前記反射手段と前記サポート手段の前記頂部表面の間の距離より長い、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４７】
前記駆動手段と前記変形手段の間に電圧差を印加することによって前記変形手段が変位し、かつ、前記反射手段が変位し、前記変形手段の前記変位が前記反射手段の前記変位に対して平行であり、前記変形手段の前記変位の平面が前記反射手段の前記変位の平面とは異なる、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４８】
前記移動手段を駆動するための第２の手段をさらに備え、前記第２の駆動手段が前記移動手段の上方に位置し、前記移動手段が、前記サポート手段から遠ざかる方向に移動することによって、前記第２の駆動手段と前記移動手段の間に印加される電圧差に応答する、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４９】
前記第２の駆動手段を絶縁するための手段をさらに備え、前記絶縁手段が前記第２の駆動手段と前記移動手段の間に配置された、請求項４８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５０】
前記絶縁手段が前記移動手段の上部表面に形成された層を備えた、請求項４８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５１】
前記絶縁手段が前記第２の駆動手段の下部表面に形成された層を備えた、請求項４８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５２】
ディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成されたプロセッサであって、イメージ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
をさらに備えた、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５３】
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備えた、請求項５２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５４】
前記ドライバ回路に前記イメージデータの少なくとも一部を送信するように構成されたコントローラをさらに備えた、請求項５３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５５】
前記プロセッサに前記イメージデータを送信するように構成されたイメージソースモジュールをさらに備えた、請求項５２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５６】
前記イメージソースモジュールが、レシーバ、トランシーバおよびトランスミッタのうちの少なくとも１つを備えた、請求項５５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５７】
入力データを受け取り、かつ、前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに備えた、請求項５２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５８】
前記サポート手段が少なくとも部分的に透明である、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５９】
前記反射手段が、前記第１の位置で第１の色を反射し、また、前記第２の位置で第２の色を反射するように構成された、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６０】
前記反射手段が完全に反射型である、請求項２８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６１】
微小電気機械（ＭＥＭＳ）デバイスを製造する方法であって、
基板の上方に駆動電極を形成するステップと、
前記駆動電極の上方に犠牲層を形成するステップと、
前記犠牲層の上方に導電性変形可能層を形成するステップであって、前記駆動電極が前記変形可能層の少なくとも一部の下方に位置するステップと、
前記犠牲層の上方に、前記変形可能層に機械的に結合された反射エレメントを形成するステップであって、前記反射エレメントが前記駆動電極から横方向に配置された反射表面を備え、前記反射表面が前記反射表面に概ね平行の方向に沿って前記変形可能層から間隔を隔てるステップと、
前記犠牲層を除去するステップであって、前記犠牲層が除去された後、可動エレメントが前記変形可能層および前記反射エレメントを備え、前記可動エレメントが、前記基板に向かう方向に移動することによって、前記駆動電極と前記変形可能層の間に印加される電圧差に応答するステップとを含み、前記デバイスの固定部分が前記可動エレメントの運動の停止として作用するように構成され、前記可動エレメントが、前記可動エレメントの一部が前記固定部分と接触していない第１の位置から、前記部分が前記固定部分と接触する第２の位置へ移動することによって、前記駆動電極と前記変形可能層の間に印加される前記電圧差に応答する方法。
【請求項６２】
請求項６１に記載の方法によって製造されたＭＥＭＳデバイス。
【請求項６３】
光を変調する方法であって、
基板、前記基板の上方の可動エレメントおよび駆動電極を備えたディスプレイエレメントを提供するステップであって、前記可動エレメントが導電性変形可能層および反射エレメントを備え、前記反射エレメントが前記変形可能層に機械的に結合され、前記反射エレメントが反射表面を備え、前記反射表面が前記反射表面に概ね平行の方向に沿って前記変形可能層から間隔を隔て、前記駆動電極が前記変形可能層の少なくとも一部の下方に位置し、かつ、前記反射表面から横方向に配置されるステップと、
前記駆動電極と前記変形可能層の間に電圧差を印加するステップであって、前記電圧差によって前記変形可能層に引力が生成され、それにより前記可動エレメントが前記基板に向かって移動するステップとを含み、デバイスの固定部分が前記可動エレメントの運動の停止として作用するように構成され、前記可動エレメントが、前記可動エレメントの一部が前記固定部分と接触していない第１の位置から、前記部分が前記固定部分と接触する第２の位置へ移動することによって、前記駆動電極と前記変形可能層の間に印加される前記電圧差に応答する方法。
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月2日(2010.2.2)
【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】
基板と、
前記基板の上方の可動エレメントであって、導電性変形可能層および前記変形可能層に結合された反射エレメントを備え、前記反射エレメントが前記変形可能層から間隔を隔てた反射表面を備え、前記反射表面が前記反射表面に概ね平行の方向に沿って前記変形可能層から間隔を隔てた可動エレメントと、
前記変形可能層の少なくとも一部の下方の、前記反射表面から横方向に配置された駆動電極とを備え、前記可動エレメントが、前記駆動電極と前記変形可能層の間に印加される電圧差に応答して前記基板に向かう方向に、あるいは前記基板から遠ざかる方向に移動するように構成された電気機械デバイス。
【請求項２】
前記デバイスの固定部分が前記可動エレメントの運動の停止として作用するように構成された、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記可動エレメントが、前記駆動電極と前記変形可能層の間に印加される前記電圧差に応答して、前記可動エレメントの一部が前記固定部分と接触していない第１の位置から、前記部分が前記固定部分と接触する第２の位置へ移動するように構成された、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記反射エレメントが前記変形可能層の頂部表面に機械的に結合された、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記反射エレメントが前記変形可能層の底部表面に機械的に結合された、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記可動エレメントが少なくとも１つの接続エレメントをさらに備え、前記少なくとも１つの接続エレメントが前記反射エレメントを前記変形可能層に機械的に結合している、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
第１の接続エレメントが前記反射エレメントの第１の縁に機械的に結合され、また、第２の接続エレメントが前記反射エレメントの第２の縁に機械的に結合され、前記第１の縁が実質的に前記第２の縁の反対側に位置している、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記反射エレメントが複数の縁を有し、前記少なくとも１つの接続エレメントが前記反射エレメントの個々の縁を前記変形可能層に機械的に結合している、請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つの接続エレメントが、前記反射エレメントから展開している少なくとも１つの突起を備えた、請求項６に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記駆動電極と前記変形可能層の間に駆動電圧差が印加されても前記反射表面と前記基板の頂部表面が接触しない、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記反射表面と前記基板の頂部表面の間の距離の方が前記変形可能層と前記基板の前記頂部表面の間の距離より長い、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記変形可能層と前記基板の頂部表面の間の距離の方が前記反射表面と前記基板の前記頂部表面の間の距離より長い、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記デバイスの前記固定部分が前記基板の頂部表面を備えた、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記デバイスの前記固定部分が前記駆動電極の頂部表面を備えた、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記デバイスの前記固定部分が前記駆動電極と前記変形可能層の間の絶縁層の頂部表面を備えた、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記駆動電極と前記変形可能層の間に電圧差を印加することによって前記変形可能層が変位し、かつ、前記反射表面が変位し、前記変形可能層の前記変位が前記反射表面の前記変位に対して平行であり、前記変形可能層の前記変位の平面が前記反射表面の前記変位の平面とは異なる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記可動エレメントの上方に他の駆動電極をさらに備え、前記可動エレメントが、前記基板から遠ざかる方向に移動することによって、前記他の駆動電極と前記可動エレメントの間に印加される電圧差に応答するように構成された、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記他の駆動電極と前記可動エレメントの間に絶縁層をさらに備えた、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記絶縁層が前記可動エレメントの上部表面に形成された、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記絶縁層が前記他の駆動電極の下部表面に形成された、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２１】
ディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成されたプロセッサであって、イメージ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
をさらに備えた、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２２】
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備えた、請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記ドライバ回路に前記イメージデータの少なくとも一部を送信するように構成されたコントローラをさらに備えた、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記プロセッサに前記イメージデータを送信するように構成されたイメージソースモジュールをさらに備えた、請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記イメージソースモジュールが、レシーバ、トランシーバおよびトランスミッタのうちの少なくとも１つを備えた、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２６】
入力データを受け取り、かつ、前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに備えた、請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記基板が少なくとも部分的に透明である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記反射エレメントが、第１の位置で第１の色を反射し、また、第２の位置で第２の色を反射するように構成された、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記反射エレメントが完全に反射型である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３０】
電気機械デバイスを製造する方法であって、
基板の上方に駆動電極を形成するステップと、
前記駆動電極の上方に犠牲層を形成するステップと、
前記犠牲層の上方に導電性変形可能層を形成するステップであって、前記駆動電極が前記変形可能層の少なくとも一部の下方に位置するステップと、
前記犠牲層の上方に、前記変形可能層に機械的に結合された反射エレメントを形成するステップであって、前記反射エレメントが前記駆動電極から横方向に配置された反射表面を備え、前記反射表面が前記反射表面に概ね平行の方向に沿って前記変形可能層から間隔を隔てるステップと、
前記犠牲層を除去するステップであって、前記犠牲層が除去された後、前記変形可能層および前記反射エレメントを備えた可動エレメントが形成され、前記可動エレメントが、前記駆動電極と前記変形可能層の間に印加される電圧差に応答して、前記基板に向かう方向または前記基板から遠ざかる方向に移動するように構成されるステップと
を含む方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法によって製造されたデバイス。
【請求項３２】
光を変調する方法であって、
基板、前記基板の上方の可動エレメントおよび駆動電極を備えたディスプレイエレメントを提供するステップであって、前記可動エレメントが導電性変形可能層および反射エレメントを備え、前記反射エレメントが前記変形可能層に機械的に結合され、前記反射エレメントが反射表面を備え、前記反射表面が前記反射表面に概ね平行の方向に沿って前記変形可能層から間隔を隔て、前記駆動電極が前記変形可能層の少なくとも一部の下方に位置し、かつ、前記反射表面から横方向に配置されるステップと、
前記駆動電極と前記変形可能層の間に電圧差を印加するステップであって、前記電圧差によって前記可動エレメントを前記基板に向かって、あるいは前記基板から遠ざかる方向に移動させる引力が前記変形可能層に生成されるステップと
を含む方法。
【国際調査報告】
2010532498.tif 000081
2010532498.tif 000082
2010532498.tif 000083
2010532498.tif 000084
2010532498.tif 000085