(57)【要約】  ＭＥＭＳ装置（８００）は、基板（８０２）と、基板（８０２）上の作動電極（８０４）と、作動電極（８０４）上の反射層（８１０）と、作動電極（８０４）と反射層（８１０）との間の支持層（８０８）とを含む。反射層（８１０）は、その反射層（８１０）を貫通する少なくとも一つの開口（８１４）を含む。支持層（８０８）は、作動電極（８０４）と少なくとも一つの開口（８１４）との間に凹部（８１２）を含む。制御信号を装置（８００）に印加する際に、反射層（８１０）の少なくとも第一の部分（８１６）は凹部（８１２）内に移動するように構成されていて、反射層（８１０）の少なくとも第二の部分（８１８）は静止したままであるように構成されている。ＭＥＭＳ装置（８００）の反射性は、第一の部分（８１６）から反射される光と第二の部分（８１８）から反射される光との間の位相差を変更することによって、支配的に変調される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の作動電極と、
前記作動電極上の反射層であって、該反射層を貫通する少なくとも一つの開口を含む反射層と、
前記作動電極と前記反射層との間の支持層であって、前記作動電極と前記少なくとも一つの開口との間に凹部を含む支持層と、を備えたＭＥＭＳ装置であって、
前記ＭＥＭＳ装置に制御信号を印加する際に前記反射層の少なくとも第一の部分が前記凹部内に移動するように構成されていて且つ前記反射層の少なくとも第二の部分が静止したままであるように構成されていて、前記ＭＥＭＳ装置の反射性が前記第一の部分から反射される光と前記第二の部分から反射される光との間の位相差を変更することによって支配的に変調される、ＭＥＭＳ装置。
【請求項２】
前記制御信号が、前記作動電極と前記反射層との間の電圧差を備える、請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３】
前記第一の部分の面積対前記第二の部分の面積の比が略１：１である、請求項１又は２に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項４】
前記反射層が該反射層を貫通する複数の開口を含み、前記支持層が前記複数の開口の各々の下方に凹部を含み、前記制御の印加の際に前記反射層の第一の部分が凹部内に移動するように構成されていて且つ前記反射層の第二の部分が静止したままであるように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項５】
前記凹部が、前記支持層に沿った二次元の周期的なパターン内にある、請求項４に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項６】
隣接する前記凹部が略２μｍ未満の中心間距離を有する、請求項４又は５に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項７】
隣接する前記凹部が略１μｍ未満のエッジ間距離を有する請求項４から６のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項８】
前記反射層が前記ＭＥＭＳ装置にわたって第一の方向に沿って延伸する複数の略平行な部分を備え、前記作動電極が前記ＭＥＭＳ装置にわたって第二の方向に沿って延伸する複数の略平行な部分を備え、前記第一の方向が前記第二の方向に実質的に平行ではなく、前記反射層の略平行な部分と前記作動電極の略平行な部分との間の重畳部分が画素を備える、請求項４から７のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項９】
前記反射層の略平行な部分がストリップを備え、前記作動電極の略平行な部分がストリップを備える、請求項８に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１０】
前記第一の方向が前記第二の方向に対して実質的に垂直である、請求項８又は９に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１１】
前記支持層が、前記反射層の第一の略平行な部分の下において第一の厚さを有し、前記反射層の第二の略平行な部分の下において第二の厚さを有し、前記反射層の第三の略平行な部分の下において第三の厚さを有し、前記第一、第二及び第三の厚さが互いに異なる、請求項８から１０のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１２】
前記第一の厚さと前記第二の厚さとの間の厚さの差が前記反射層の第一の略平行な部分の厚さよりも大きく、前記第二の厚さと前記第三の厚さとの間の厚さの差が前記反射層の第二の略平行な部分の厚さよりも大きい、請求項１１に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１３】
前記反射層の少なくとも一つの開口の幅が略１０から３００ｎｍの間である、請求項１から１２のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１４】
前記支持層の凹部の幅が略１μｍ未満である、請求項１から１３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１５】
前記反射層の少なくとも一つの開口の幅対前記支持層の凹部の幅の比が略１：３未満である、請求項１から１４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１６】
前記支持層が略１００ｎｍから１５０ｎｍの間の厚さを有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１７】
前記凹部が実質的に平坦な表面によって少なくとも部分的に画定されている、請求項１から１６のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１８】
前記ＭＥＭＳ装置の反射性が、ゼロ位相差とゼロではない位相差との間で変更可能である、請求項１から１７のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１９】
前記基板が少なくとも部分的に透明であり、前記作動電極が少なくとも部分的に透明であり、前記支持層が少なくとも部分的に透明である、請求項１から１８のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項２０】
前記ＭＥＭＳ装置が、前記作動電極を介して、前記作動電極に対向する前記反射層の側から視認できるものである、請求項１から１９のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項２１】
前記支持層がフォトレジストを備える、請求項１から２０のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項２２】
前記基板が金属を備える、請求項１から２１のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項２３】
前記凹部が前記支持層を貫通して延伸している、請求項１から２２のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項２４】
前記作動電極と前記支持層との間に電気絶縁層を更に備えた請求項１から２３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項２５】
ディスプレイと、
前記ディスプレイと通信して、画像データを処理するように構成されているプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されているメモリ装置と、を更に備えた請求項１から２４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項２６】
前記ディスプレイに少なくとも一つの信号を送信するように構成されているドライバ回路を更に備えた請求項２５に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項２７】
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信するように構成されている制御装置を更に備えた請求項２６に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項２８】
前記プロセッサに前記画像データを送信するように構成されている画像ソースモジュールを更に備えた請求項２５から２７のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項２９】
前記画像ソースモジュールが、受信機、送受信機及び送信機のうち少なくとも一つを備える、請求項２８に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３０】
入力データを受信して、前記プロセッサに前記入力データを送信するように構成されている入力装置を更に備えた請求項２５から２９のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３１】
制御信号を印加する手段と、
制御信号を印加する手段を支持する手段と、
光を変調する手段と、
光を変調する手段を支持する手段と、を備えたＭＥＭＳ装置であって、
前記制御信号を印加する手段が前記制御信号を印加する手段を支持する手段の上に存在し、前記光を変調する手段が前記制御信号を印加する手段を支持する手段の上に存在し、前記光を変調する手段を支持する手段が前記制御信号を印加する手段と前記光を変調する手段との間に存在し、前記光を変調する手段が該光を変調する手段を介して流体を導入する手段を含み、前記光を変調する手段を支持する手段が前記制御信号を印加する手段と前記流体を導入する手段との間に凹部を含み、前記ＭＥＭＳ装置に制御信号を印加する際に前記光を変調する手段の第一の部分が凹部内に移動するように構成されていて且つ前記光を変調する手段の第二の部分が静止したままであるように構成されていて、前記ＭＥＭＳ装置の反射性が前記第一の部分から反射される光と前記第二の部分から反射される光との間の位相差を変更することによって支配的に変調される、ＭＥＭＳ装置。
【請求項３２】
前記制御信号を印加する手段が作動電極を備える、請求項３１に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３３】
前記制御信号を印加する手段を支持する手段が基板を備える、請求項３１又は３２に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３４】
前記光を変調する手段が反射層を備える、請求項３１から３３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３５】
前記光を変調する手段を支持する手段が支持層を備える、請求項３１から３４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３６】
前記流体を導入する手段が前記光を変調する手段を貫通する開口を備える、請求項３１から３５のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３７】
基板上に作動電極を形成する段階と、
前記作動電極上に支持層を形成する段階と、
前記支持層上に反射層を形成する段階と、
前記反射層を貫通する少なくとも一つの開口を形成する段階と、
前記支持層の第二の部分が残存している一方で前記作動電極と前記少なくとも一つの開口との間の前記支持層の第一の部分を除去する段階と、を備えたＭＥＭＳ装置の製造方法であって、
前記第二の部分が前記反射層を支持し、前記第一の部分の幅が前記少なくとも一つの開口の幅よりも大きく、除去段階の後において前記ＭＥＭＳ装置の反射性が前記第一の部分から反射される光と前記第二の部分から反射される光との間の位相差を変更することによって支配的に変調される、方法。
【請求項３８】
前記少なくとも一つの開口を形成する段階が、集束イオンビーム（ＦＩＢ）で前記反射層をミリングする段階を備える、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記支持層の部分を除去する段階が、前記少なくとも一つの開口を介して前記支持層をエッチングする段階を備える、請求項３７又は３８に記載の方法。
【請求項４０】
ベース層と、
前記ベース層上の反射層と、を備えた視聴者に画像を表示するためのディスプレイ装置であって、
前記ベース層が該ベース層の表面に複数の凹部を備えた第一の領域を備え、各凹部が略１μｍ未満の幅を有し、隣接する前記凹部が二次元の周期的なパターン内にあり且つ略２μｍ未満の中心間距離を有し、前記凹部が前記ベース層の表面内に或る深さを有し、
前記反射層が第一の部分及び第二の部分を備え、前記第一の部分が前記第一の領域上に存在して前記凹部内にあり、前記第二の部分が前記第一の領域上に存在して前記凹部間にあり前記凹部内にはなく、前記第一の部分の面積対前記第二の部分の面積の比が略１：１未満である、ディスプレイ装置。
【請求項４１】
前記ベース層がプラスチックを備える、請求項４０に記載のディスプレイ装置。
【請求項４２】
前記ベース層が、実質的に凹部の存在しない第二の領域を更に備える、請求項４０又は４１に記載のディスプレイ装置。
【請求項４３】
前記ベース層が該ベース層の表面に複数の第二の凹部を備えた第二の領域を備えていて、各第二の凹部が略１μｍ未満の幅を有し、隣接する前記第二の凹部が二次元の周期的なパターン内にあり、隣接する前記第二の凹部が略２μｍ未満の中心間距離を有し、前記第二の凹部が前記第一の部分の凹部の深さとは異なる前記ベース層の表面内の第二の深さを有し、前記反射層が第三の部分及び第四の部分を備え、前記第三の部分が前記第二の領域上に存在し前記第二の凹部内にあり、前記第四の部分が前記第二の領域上に存在し前記第二の凹部間にあり前記第二の凹部内にはなく、前記第三の部分の面積対前記第四の部分の面積の比が略１：１未満である、請求項４０又は４１に記載のディスプレイ装置。
【請求項４４】
前記ディスプレイ装置がフレキシブルである、請求項４０から４３のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項４５】
光を変調する手段と、
光を変調する手段を支持する手段と、を備えた視聴者に画像を表示するためのディスプレイ装置であって、
前記支持する手段が該支持する手段の表面に複数の凹部を備えた第一の領域を備え、各凹部が略１μｍ未満の幅を有し、隣接する前記凹部が二次元の周期的なパターン内にあり且つ略２μｍ未満の中心間距離を有し、前記凹部が前記支持する手段の表面内に或る深さを有し、前記光を変調する手段が第一の部分及び第二の部分を備え、前記第一の部分が前記第一の領域上の存在し前記凹部内にあり、前記第二の部分が前記第一の領域上に存在し前記凹部間にあり前記凹部内にはなく、前記第一の部分の面積対前記第二の部分の面積の比が略１：１未満である、ディスプレイ装置。
【請求項４６】
前記光を変調する手段が反射層を備える、請求項４５に記載のディスプレイ装置。
【請求項４７】
前記支持する手段がベース層を備える、請求項４５又は４６に記載のディスプレイ装置。
【請求項４８】
ベース層を提供する段階と、
前記ベース層の表面に複数の凹部を形成する段階を備えた第一の領域を形成する段階と、
前記ベース層上に反射物質の層を堆積させる段階と、を備えた反射表面の形成方法であって、
各凹部が略１μｍ未満の幅を有し、隣接する前記凹部が前記ベース層に沿った二次元の周期的なパターン内にあり、隣接する前記凹部が略２μｍ未満の中心間距離を有し、前記凹部が前記ベース層の表面内に或る深さを有する、方法。
【請求項４９】
前記ベース層に凹部を形成する段階が、エンボス加工する段階を備える、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記凹部をエンボス加工する段階が、
前記凹部のネガ型を含むダイを形成する段階と、
前記ダイを用いて前記ベース層に刻印する段階と、を備える、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記ベース層に凹部を形成する段階が、反応性イオンエッチングする段階を備える、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記反射物質の層を堆積させる段階が反射物質の層をスパッタリングする段階を備える、請求項４８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本願は、２００７年１２月３日出願の米国出願第１１／９４９６１２号、及び２００７年９月１４日出願の米国仮出願第６０／９７２７１５号の優先権を主張し、両出願はその全内容が参照として本願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ，ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）は、微小機械素子、アクチュエータ、及び、電子機器を含む。微小機械素子は、堆積、エッチング、及び／又は、他の微小機械加工プロセス（基板及び／又は堆積させた物質層の一部をエッチングしたり、電気的及び電気機械的装置を形成するための層を追加したりする）を用いて、形成され得る。ＭＥＭＳ装置の一種類は、干渉変調器と呼ばれる。本願において、干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光学干渉原理を用いて光を選択的に吸収及び／又は反射する装置を指称する。特定の実施形態において、干渉変調器は、一対の導電性板を備える。その一対の導電性板の一方または両方は、その全体または一部が透明及び／又は反射性であり、適切な電気信号の印加に対して相対的に動くことができる。特定の実施形態において、一方の板は、基板上に堆積させた静止層を備え、他方の板は、空隙によって静止層から離隔された金属膜を備える。本願において詳述されるように、他方の板に対する一方の板の位置によって、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できる。このような装置は広範な応用を有し、こうした種類の装置の特性を利用及び／又は変更する分野において有益であり、その特徴を、既存の製品を改善し、また、未だ開発されていない新規製品を創作するのに活かすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１１２２５７７号明細書
【特許文献２】米国特許第４４４１７９１号明細書
【特許文献３】米国特許第５４７１３４１号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第０５９９３７５号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｍ．Ｗ．Ｋｏｗａｒｚ他、“Ｃｏｎｆｏｒｍａｌ  ｇｒａｔｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ  （ＧＥＭＳ）  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｌｉｇｈｔ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ”、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ  １５ｔｈ  ａｎｎｕａｌ  ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  ｍｉｃｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ．ＭＥＭＳ  ２００２．ネバダ州ラスベガス、２００２年１月２０日〜２４日（ＩＥＥＥ  ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｍｉｃｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）、（米国ニューヨーク州ニューヨーク）、ＩＥＥＥ、２００２年１月１日、第ＣＯＮＦ．１５巻、ｐ．５６８−５７３
【非特許文献２】Ｄ．Ｒ．Ｐａｐｅ他、“Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ  ｍｉｒｒｏｒ  ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”、Ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｓｏｃ．ｏｆ  ｐｈｏｔｏ‐ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、（ベリンガム）、１９８３年１１月１日、第２２巻、第６号、ｐ．６７５−６８１
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
特定の実施形態では、ＭＥＭＳ装置は、基板と、基板上の作動電極と、作動電極上の反射層と、作動電極と反射層との間の支持層とを備える。反射層はその反射層を貫通する少なくとも一つの開口を含む。支持層は、作動電極と少なくとも一つの開口との間に凹部を含む。制御信号を装置に印加する際に、反射層の少なくとも第一の部分は、凹部内に移動するように構成されていて、反射層の少なくとも第二の部分は静止したままであるように構成されている。ＭＥＭＳ装置の反射性は、第一の部分から反射される光と第二の部分から反射される光との間の位相差を変更することによって支配的に変調される。
【０００６】
特定の実施形態では、ＭＥＭＳ装置は、制御信号を印加する手段と、制御信号を印加する手段を支持する手段と、光を変調する手段と、光を変調する手段を支持する手段とを備える。制御信号を印加する手段は、制御信号を印加する手段を支持する手段の上に存在する。光を変調する手段は、制御信号を印加する手段を支持する手段の上に存在する。光を変調する手段を支持する手段は、制御信号を印加する手段と光を変調する手段との間に存在する。光を変調する手段は、光を変調する手段を介して流体を導入する手段を含む。光を変調する手段を支持する手段は、制御信号を印加する手段と流体を導入する手段との間に凹部を含む。制御信号を装置に印加する際に、光を変調する手段の少なくとも第一の部分は凹部内に移動するように構成されていて、光を変調する手段の少なくとも第二の部分は静止したままであるように構成されている。ＭＥＭＳ装置の反射性は、第一の部分から反射される光と第二の部分から反射される光との間の位相差を変更することによって支配的に変調される。
【０００７】
特定の実施形態では、ＭＥＭＳ装置の製造方法は、基板上に作動電極を形成する段階と、作動電極上に支持層を形成する段階と、支持層上に反射層を形成する段階と、反射層を貫通する少なくとも一つの開口を形成する段階と、支持層の第二の部分は残存する一方で作動電極と少なくとも一つの開口との間の支持層の第一の部分を除去する段階とを備える。第二の部分は、反射層を支持する。第一の部分の幅は、少なくとも一つの開口の幅よりも大きい。除去の後において、ＭＥＭＳ装置の反射性は、第一の部分から反射される光と第二の部分から反射される光との間の位相差を変更することによって、支配的に変調される。
【０００８】
特定の実施形態では、視聴者に画像を表示するためのディスプレイ装置は、ベース層であって該ベース層の表面に複数の凹部を備えた第一の領域を備えたベース層と、ベース層上の反射層とを備える。各凹部は略１μｍ未満の幅を有する。隣接する凹部は、二次元の周期的なパターン内にあり、略２μｍ未満の中心間距離を有する。凹部は、ベース層の表面内に或る深さを有する。反射層は第一の部分及び第二の部分を備える。第一の部分は、第一の領域上に存在し、凹部内にある。第二の部分は、第一の領域上に存在し、凹部間にあり、凹部内にはない。第一の部分の面積対第二の部分の面積の比は略１：１未満である。
【０００９】
特定の実施形態では、視聴者に画像を表示するためのディスプレイ装置は、光を変調する手段と、光を変調する手段を支持する手段とを備える。支持する手段は、その支持する手段の表面に複数の凹部を備えた第一の領域を備える。光を変調する手段は、光を変調する手段を支持する手段の上に存在する。各凹部は略１μｍ未満の幅を有する。隣接する凹部は、二次元の周期的なパターン内にあり、略２μｍ未満の中心間距離を有する。凹部は、支持する手段の表面内に或る深さを有する。光を変調する手段は、第一の部分及び第二の部分を備える。第一の部分は、第一の領域上に存在し、凹部内にある。第二の部分は、第一の領域上に存在し、凹部間にあり、凹部内にはない。第一の部分の面積対第二の部分の面積の比は略１：１未満である。
【００１０】
特定の実施形態では、反射表面を形成する方法は、ベース層を提供する段階と、ベース層の表面に複数の凹部を形成する段階を備えた第一の領域を形成する段階と、ベース層上に反射物質の層を堆積させる段階とを備える。各凹部は略１μｍ未満の幅を有する。隣接する凹部は、ベース層に沿って二次元の周期的なパターン内にあり、略２μｍ未満の中心間距離を有する。凹部は、ベース層の表面内に或る深さを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一番目の干渉変調器の可動反射層が緩和位置にあり、二番目の干渉変調器の可動反射層が作動位置にある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干渉変調器ディスプレイを組み込む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の干渉変調器の実施形態の一例に対する可動ミラーの位置対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使用可能な行及び列の電圧の組の図である。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイの表示データのフレームの一例である。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームを描くために使用可能な行及び列の信号用のタイミング図の一例である。
【図６Ａ】複数の干渉変調器を備えた画像表示装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図６Ｂ】複数の干渉変調器を備えた画像表示装置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の装置の断面図である。
【図７Ｂ】干渉変調器の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】干渉変調器の他の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】干渉変調器の更に他の代替実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】干渉変調器の更なる代替実施形態の断面図である。
【図８Ａ】ＭＥＭＳ装置の例示的な実施形態の断面図である。
【図８Ｂ】作動位置の図８ＡのＭＥＭＳ装置の断面図である。
【図８Ｃ】作動位置の図８ＡのＭＥＭＳ装置の断面図である。
【図８Ｄ】ＭＥＭＳ装置の他の例示的な実施形態の断面図である。
【図８Ｅ】作動位置の図８ＤのＭＥＭＳ装置の断面図である。
【図８Ｆ】作動位置の図８ＤのＭＥＭＳ装置の断面図である。
【図９Ａ】図８ＡのＭＥＭＳ装置の３×３のアレイの例示的な実施形態の上面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの線９Ｂ‐９Ｂに沿った二つのＭＥＭＳ装置の一部分の断面図である。
【図１０Ａ】図９Ａの線１０Ａ‐１０Ａに沿った複数のＭＥＭＳ装置の例示的な実施形態の断面図である。
【図１０Ｂ】複数のＭＥＭＳ装置の更に他の例示的な実施形態の断面図である。
【図１１Ａ】図８ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１１Ｂ】図８ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１１Ｃ】図８ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１１Ｄ】図８ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１１Ｅ】図８ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１２Ａ】複数のＭＥＭＳ装置の例示的な実施形態の断面図である。
【図１２Ｂ】作動位置の図１２ＡのＭＥＭＳ装置の断面図である。
【図１３Ａ】図１２ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１３Ｂ】図１２ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１３Ｃ】図１２ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１３Ｄ】図１２ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１３Ｅ】図１２ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１３Ｆ】図１２ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１３Ｇ】図１２ＡのＭＥＭＳ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１４Ａ】視聴者に画像を表示するためのディスプレイ装置の例示的な実施形態の上面図である。
【図１４Ｂ】視聴者に画像を表示するためのディスプレイ装置の例示的な実施形態の上面図である。
【図１５】図１４Ａの線１５‐１５に沿ったディスプレイ装置の例示的な実施形態の断面図である。
【図１６Ａ】図１５のディスプレイ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１６Ｂ】図１５のディスプレイ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１６Ｃ】図１５のディスプレイ装置の製造方法の例示的な実施形態の断面図である。
【図１７Ａ】ＭＥＭＳ装置の４×４のアレイの概略的な斜視図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａの線１７Ｂ‐１７Ｂに沿った複数のＭＥＭＳ装置の例示的な実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の詳細な記載は、本発明の特定の実施形態に対するものである。しかしながら、本発明は、多種多様な方法で実施可能である。この記載においては、全体にわたり同様の部分には同様の参照符号を付した図面を参照する。以下の記載から明らかになるように、動的な画像（例えば、ビデオ）または静的な画像（例えば、静止画）や、文字または図表の画像を表示するように設計されているあらゆる装置において、本実施形態を実装可能である。更に、携帯電話、無線装置、ＰＤＡ、携帯型コンピュータ、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、置時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、自動車用ディスプレイ（例えば、走行距離計等）、コックピット制御機器及び／又はディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（例えば、自動車の後方ビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電光掲示板または電光サイン、プロジェクタ、建築物、パッケージング、審美的構造（例えば、宝石に対する画像表示）等の多種多様な電子機器において又はこれらに関連して、本実施形態を実施可能であるが、これらに限定されるものではない。本願で開示されるような構造のＭＥＭＳ装置は、電子スイッチ装置などのディスプレイ以外の応用においても使用可能である。
【００１３】
支持構造内の一つ以上の凹部内にある反射層の一部から反射される光と、凹部の外の反射層の一部から反射される光との間の位相差を変更することによって、反射光を変調することのできるディスプレイ装置が提供される。凹部の横方向の長さは、隣接する凹部間の間隔と略同じである（例えば、凹部対凹部間の間隔の比は略１：１である）。視聴者が知覚する色は、凹部の深さによって影響を受け、その深さは光の波長のオーダである。平坦な底部を有する凹部は、丸みを帯びた底部よりも均一に光を反射する。反射層は、ＭＥＭＳ装置においては制御信号の印加によって凹部の内外へと可動し得て、又は、静的構造においては凹部内に留まり得る。ＭＥＭＳ装置において、反射層は、段階的に凹部の内外に移動し得て、異なるレベルの変調を提供する。支持構造、及びそれによって支持される反射層は共に移動し得て、静的構造又はＭＥＭＳ装置において異なるレベルの変調を提供する。厚さの異なる支持構造によって支持される反射層の略平行な部分は、横方向に及び／又は垂直方向に間隔が空けられ得る。
【００１４】
干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を備えた干渉変調器ディスプレイの一実施形態を、図１に示す。この装置において、画素は、明状態または暗状態のどちらかである。明（“オン”、“オープン”）状態において、ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分を使用者に反射する。暗（“オフ”、“クローズ”）状態において、ディスプレイ素子は、入射可視光の僅かしか使用者に反射しない。実施形態に応じて、“オン”及び“オフ”状態の光の反射性を逆にしてもよい。ＭＥＭＳ画素は、選択された色を主に反射するように構成可能であり、白黒に加えてカラーディスプレイが可能である。
【００１５】
図１は、画像ディスプレイの一続きの画素の内の二つの隣接する画素を示す等角図である。ここで、各画素は、ＭＥＭＳ干渉変調器を備えている。一部の実施形態では、干渉変調器ディスプレイは、これら干渉変調器の行列のアレイを備える。各干渉変調器は、互いに可変で制御可能な距離に配置された一対の反射層を含み、少なくとも一つの可変寸法を備えた共鳴光学ギャップを形成する。一実施形態において、反射層の一方は、二つの位置の間を移動し得る。第一の位置（緩和位置と称する）では、可動反射層は、固定された部分反射層から比較的離れた位置に在る。第二位置（作動位置と称する）では、可動反射層は、部分反射層により近づいて隣接する位置に在る。これら二つの層から反射される入射光は、可動反射層の位置に応じて、建設的にまたは破壊的に干渉して、各画素に対して全体的な反射状態または非反射状態のどちらかがもたらされる。
【００１６】
図１に示される画素アレイの一部は、二つの隣接する干渉変調器１２ａ及び１２ｂを含む。左側の干渉変調器１２ａでは、可動反射層１４ａが、光学積層体１６ａ（部分反射層を含む）から所定の距離離れた緩和位置で示されている。右側の干渉変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂが、光学積層体１６ｂに隣接した作動位置で示されている。
【００１７】
本願において、光学積層体１６ａ及び１６ｂ（まとめて光学積層体１６と称する）は典型的に複数の結合層を備え、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ，ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）等の電極層、クロム等の部分反射層、及び、透明誘電体を含み得る。従って、光学積層体１６は、導電性であり、部分的には透明で部分的には反射性であり、例えば、透明基板２０上に上述の層を一層以上堆積させることによって、製造可能である。部分反射層は、多様な金属、半導体、誘電体等の部分反射性である多様な物質から形成可能である。部分反射層は一層以上の物質層で形成可能であり、各層は単一の物質または複数の物質の組み合わせで形成可能である。
【００１８】
一部の実施形態では、光学積層体１６の層が平行なストリップにパターニングされて、以下に記載するようなディスプレイ装置の行電極を形成し得る。可動反射層１４ａ、１４ｂは、ポスト１８の上面と、ポスト１８間に堆積させた介在犠牲物質の上面とに堆積させた堆積金属層（一層または複数層）の一続きの平行なストリップ（１６ａ及び１６ｂの行電極に直交する）として形成され得る。犠牲物質がエッチングされると、画定されたギャップ１９によって、可動反射層１４ａ、１４ｂが光学積層体１６ａ、１６ｂから離隔される。反射層１４用には、アルミニウム等の高導電性及び反射性物質を使用可能であり、そのストリップが、ディスプレイ装置の列電極を形成し得る。
【００１９】
電圧が印加されていないと、図１の画素１２ａに示されるように、可動反射層１４ａと光学積層体１６ａとの間にギャップ１９が残ったままであり、可動反射層１４ａは、機械的に緩和状態にある。一方で、選択された行と列に電位差が印加されると、対応する画素の行電極と列電極の交差する部分に形成されるキャパシタが帯電して、静電力が電極を互いに引き寄せる。電圧が十分に高いと、可動反射層１４が変形して、光学積層体１６に押し付けられる。光学積層体１６内の誘電体層（この図には示さず）は、短絡を防止して、図１の右側の画素１２ｂに示されるように、層１４と層１６との間の間隔を制御することができる。印加される電位差の極性に関わり無く、挙動は同じである。このように、反射画素状態対非反射画素状態を制御可能な行／列の作動は、従来のＬＣＤや他のディスプレイ技術で用いられているものと多くの点で類似している。
【００２０】
図２から図５Ｂは、ディスプレイ応用における干渉変調器のアレイを用いるためのプロセス及びシステムの一例を示す。
【００２１】
図２は、本発明の複数の側面を組み込み得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。例示的な実施形態では、電子装置はプロセッサ２１を含み、そのプロセッサ２１は、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ＩＩ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ＩＩＩ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ＩＶ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）等の汎用のシングルチップまたはマルチチップのマイクロプロセッサであり、または、デジタル信号プロセッサや、マイクロコントローラやプログラマブルゲートアレイ等の専用マイクロプロセッサであり得る。従来技術のように、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、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、ｅメールプログラムや、他のソフトウェアアプリケーション等の一つ以上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。
【００２２】
一実施形態では、プロセッサ２１は、アレイドライバ２２と通信するようにも構成されている。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又はパネル３０に信号を提供する行ドライバ回路２４及び列ドライバ回路２６を含む。図１に示されるアレイの断面図は、図２の線１‐１に沿って示されている。ＭＥＭＳ干渉変調器に対しては、行／列の作動プロトコルは、図３に示される装置のヒステリシス特性を利用し得る。例えば、可動層を緩和状態から作動状態に変形させるには、１０ボルトの電位差が必要とされる。一方で、この値よりも電圧が減少すると、電圧が１０ボルト未満に下がっても、可動層がその状態を維持する。図３の例示的な実施形態では、可動層は、電圧が２ボルト未満に下がるまでは完全に緩和しない。従って、装置が緩和状態または作動状態のどちらかで安定している印加電圧のウィンドウ（図３に示される例では略３から７Ｖ）が存在する。これを本願では、“ヒステリシスウィンドウ”または“安定ウィンドウ”と称する。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイに対しては、行／列の作動プロトコルを以下のように構成可能である。即ち、行のストローブ中には、作動されるべきストローブ行が略１０ボルトの電圧に晒されて、緩和されるべき画素がゼロボルトに近い電圧に晒されるように構成可能である。ストローブ後には、画素が略５ボルトの安定状態電圧に晒されて、画素が、行のストローブによって与えられた状態を保つ。描かれた後には、各画素は、本実施例では３〜７ボルトの“安定ウィンドウ”内の電位差を見る。この特徴は、図１に示される画素構造を、同一の印加電圧条件の下において、作動または緩和の既存状態のどちらかで安定させる。干渉変調器の各画素（作動または緩和状態）は本質的に、固定反射層及び可動反射層によって形成されたキャパシタであるので、ほぼ電力消費無く、ヒステリシスウィンドウ内の電圧において、この安定状態を保持することができる。印加電位が固定されていれば、本質的に電流は画素内に流れない。
【００２３】
典型的な応用では、表示フレームは、第１番目の行（行１）の作動画素の所望の組に従った列電極の組をアサートすることによって、生成され得る。その後、行パルスが行１の電極に印加されて、アサートされた列ラインに対応する画素を作動させる。その後、第２番目の行（行２）の作動画素の所望の組に対応するために、列電極のアサートされる組を変更する。その後、パルスが行２の電極に印加されて、アサートされた列電極に従った行２の適切な画素を作動させる。行１の画素は、行２のパルスによって影響されず、行１のパルスの間に設定された状態のままである。このことが、一続きの行全体に対して逐次的に反復されて、フレームを生成する。一般的に、秒毎の所望のフレーム数でこのプロセスを連続的に反復することによって、フレームがリフレッシュされ及び／又は新しい表示データに更新される。表示フレームを生成するために画素アレイの行電極及び列電極を駆動するプロトコルは、多種多様なものが周知であり、本発明と組み合わせて使用可能である。
【００２４】
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生成する作動プロトコルとして考えられるものの一つを示す。図４は、図３のヒステリシス曲線を示す画素に対して使用され得る列及び行の電圧レベルの組として考えられるものの一つを示す。図４の実施形態において、画素を作動させることには、適切な列を−Ｖバイアスに設定し、適切な行を＋ΔＶに設定することが含まれ、それぞれ−５ボルトと＋５ボルトに対応し得る。画素の緩和は、適切な列を＋Ｖバイアスに設定し、適切な行を同じ＋ΔＶに設定して、画素に対する電位差をゼロボルトにすることによって、達成される。行の電圧がゼロボルトに保たれている行においては、列が＋Ｖバイアスであるか−Ｖバイアスであるかに関わらず、元々の状態で安定である。また、図４に示されるように、上述のものとは逆極性の電圧も使用可能であるということを認識されたい。例えば、画素を作動させることは、適切な列を＋Ｖバイアスに設定し、適切な行を−ΔＶに設定することを含むことができる。この実施形態では、画素の緩和は、適切な列を−Ｖバイアスに設定し、適切な行を同じ−ΔＶに設定して、画素に対して電位差をゼロボルトにすることによって、達成される。
【００２５】
図５Ｂは、図２の３×３アレイに印加される一続きの行及び列の信号を示すタイミング図であり、図５Ａに示される表示配置がもたらされる。ここで、駆動画素は非反射性である。図５Ａに示されるフレームを描く前においては、画素はいずれの状態であってもよく、この例では、全ての行は０ボルトであり、全ての列は＋５ボルトである。これらの印加電圧に対しては、全ての画素は、作動または緩和のその時点での状態で安定である。
【００２６】
図５Ａのフレームでは、画素（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、（３，３）が作動している。これを達成するためには、行１に対する“ライン時間”中に、列１及び列２は−５ボルトに設定され、列３は＋５ボルトに設定される。全ての画素が３〜７ボルトの安定ウィンドウ内のままであるので、これによっては、いずれの画素の状態も変化しない。その後、行１が、０から５ボルトに上がりゼロに戻るパルスで、ストローブされる。これによって、（１，１）及び（１，２）の画素を作動させて、（１，３）の画素を緩和する。アレイの他の画素は影響を受けない。要求どおりに行２を設定するため、列２を−５ボルトに設定し、列１及び列３を＋５ボルトに設定する。その後、行２に印加される同じストローブによって、画素（２，２）を作動させて、画素（２，１）及び（２，３）を緩和する。ここでも、アレイの他の画素は影響を受けない。同様に、列２及び列３を−５ボルトに設定して、列１を＋５ボルトに設定することによって、行３を設定する。行３のストローブは、行３の画素を図５Ａに示されるように設定する。フレームを描いた後において、行の電位はゼロであり、列の電位は＋５または−５ボルトのどちらかを保つことができ、そうして、ディスプレイは図５Ａに示される配置で安定である。同じ手順を、数十または数百の行列のアレイに対して用いることができるということを認識されたい。また、行及び列の作動を実施するために用いられるタイミング、シーケンス及び電圧レベルは、上述の基本原理内において多様に変更可能であり、上述の例は単の例示的なものであり、他の作動電圧方法を本願のシステム及び方法で使用可能であることも認識されたい。
【００２７】
図６Ａ及び図６Ｂは、ディスプレイ装置４０の一実施形態を示すシステムブロック図である。ディスプレイ装置４０は例えば携帯電話である。しかしながら、ディスプレイ装置４０の同一の構成要素またはその僅かな変形体は、テレビや携帯型メディアプレーヤー等の多種多様なディスプレイ装置の実例にもなる。
【００２８】
ディスプレイ装置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、入力装置４８と、マイク４６とを含む。ハウジング４１は、当業者に周知の多種多様な製造方法のいずれかによって一般的には形成され、射出成形、真空成形が挙げられる。また、ハウジング４１は、多種多様な物質のいずれかから形成可能であり、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、セラミック、それらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、ハウジング４１は、取り外し可能部（図示せず）を含む。該取り外し可能部は、色の異なるまたは異なるロゴや画像やシンボルを含む他の取り外し可能部と交換可能である。
【００２９】
例示的なディスプレイ装置４０のディスプレイ３０は、多種多様なディスプレイのいずれかであり得て、本願に記載されるような双安定性（ｂｉ−ｓｔａｂｌｅ）ディスプレイが含まれる。他の実施形態では、ディスプレイは、当業者に周知なように、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、ＴＦＴ  ＬＣＤ等のフラットパネルディスプレイや、ＣＲＴや他のチューブデバイス等の非フラットパネルディスプレイを含む。しかしながら、本願の実施形態を説明するために、ディスプレイ３０は、本願で説明されるような干渉変調器ディスプレイを含む。
【００３０】
図６Ｂに、例示的なディスプレイ装置４０の一実施形態の構成要素を概略的に示す。図示されている例示的なディスプレイ装置４０は、ハウジング４１を含み、また、それに少なくとも部分的に封入される追加の構成要素を含むことができる。例えば、一実施形態では、例示的なディスプレイ装置４０は、送受信機４７に結合されているアンテナ４３を含むネットワークインターフェイス２７を備える。送受信機４７はプロセッサ２１に接続されていて、プロセッサ２１は調整ハードウェア５２に接続されている。調整ハードウェア５２は、信号を調整する（例えば信号をフィルタリングする）ように構成可能である。調整ハードウェア５２は、スピーカー４５及びマイク４６に接続されている。また、プロセッサ２１は、入力装置４８及びドライバ制御装置２９にも接続されている。ドライバ制御装置２９は、フレームバッファ２８及びアレイドライバ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、この特定の例示的なディスプレイ装置４０の構成に必要とされるような全ての構成要素に電力を供給する。
【００３１】
ネットワークインターフェイス２７は、アンテナ４３及び送受信機４７を含み、例示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なっている。一実施形態では、ネットワークインターフェイス２７は、プロセッサ２１の要求を軽減するためにある程度の処理能力を有し得る。アンテナ４３は、信号の送受信用として当業者に知られているアンテナのいずれかである。一実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格（ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ）、（ｂ）または（ｇ）を含む）に準拠したＲＦ信号を送受信する。他の実施形態では、アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格に準拠したＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合には、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ等の無線携帯電話ネットワーク内で通信するために用いられる周知の信号を受信するようにアンテナが設計されている。送受信機４７は、アンテナ４３から受信した信号を前処理して、その後、信号がプロセッサ２１によって受信されて、更に処理されるようにし得る。また、送受信機４７は、プロセッサ２１から受信した信号も処理して、その後、信号が、アンテナ４３を介して例示的なディスプレイ装置４０から送信されるようにし得る。
【００３２】
代替的な一実施形態では、送受信機４７が、受信機に交換可能である。更の他の代替的な実施形態では、ネットワークインターフェイス２７が、プロセッサ２１に送信されるべき画像データを記憶することまたは発生させることが可能な画像ソースに交換可能である。例えば、画像ソースは、画像データを発生するソフトウェアモジュールや、画像データを含むＤＶＤやハードディスクドライブであり得る。
【００３３】
プロセッサ２１は一般的に、例示的なディスプレイ装置４０の動作全体を制御する。プロセッサ２１は、データ（ネットワークインターフェイス２７や画像ソースからの圧縮画像データ等）を受信し、そのデータを生の画像データに処理するか、または、生の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。その後、プロセッサ２１は、記憶用のフレームバッファ２８にまたはドライバ制御装置２９に処理されたデータを送信する。生データは典型的に、画像内の各位置において画像特性を識別する情報を参照する。例えば、このような画像特性は、色、彩度、グレイスケールレベルを含み得る。
【００３４】
一実施形態では、プロセッサ２１は、例示的なディスプレイ装置４０の動作を制御するマイクロ制御装置、ＣＰＵ、または、論理ユニットを含む。調整ハードウェア５２は一般的に、スピーカー４５に信号を送信するための、また、マイク４６から信号を受信するためのアンプ及びフィルタを含む。調整ハードウェア５２は、例示的なディスプレイ装置４０内の個別の構成要素であってもよく、プロセッサ２１や他の構成要素に組み込まれたものであってもよい。
【００３５】
ドライバ制御装置２９は、プロセッサ２１が発生させた生の画像データを、プロセッサから直接、または、フレームバッファ２８から受信し、アレイドライバ２２に対する高速送信用に適切な生の画像データに再フォーマットする。特に、ドライバ制御装置２９は、生の画像データを、ラスタ状フォーマットを有するデータフローに再フォーマットして、データフローが、ディスプレイアレイ３０にわたる走査に適した時間オーダを有するようになる。その後、ドライバ制御装置２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送信する。ＬＣＤ制御装置等のドライバ制御装置２９は、独立型の集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１と関係していることが多いが、このような制御装置は多種多様な方法で実装可能である。このような制御装置は、ハードウェアとしてプロセッサ２１内に組み込み可能であるし、ソフトウェアとしてプロセッサ２１内に組み込み可能であるし、アレイドライバ２２と共にハードウェア内に完全に集積可能でもある。
【００３６】
典型的には、アレイドライバ２２は、ドライバ制御装置２９からフォーマットされた情報を受信し、ビデオデータを、波形の並列的な組に再フォーマットする。この波形の並列的な組は、ディスプレイの画素のｘ‐ｙマトリクスによってもたらされる数百の（数千のこともある）リードに対して、一秒間に何度も印加される。
【００３７】
一実施形態では、ドライバ制御装置２９、アレイドライバ２２及びディスプレイアレイ３０は、本願で記載されるあらゆる種類のディスプレイに対しても適合するものである。例えば、一実施形態では、ドライバ制御装置２９は、従来のディスプレイ制御装置、または、双安定性ディスプレイ制御装置（例えば、干渉変調器制御装置）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、双安定性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。一実施形態では、ドライバ制御装置２９は、アレイドライバ２２と集積される。このような実施形態は、携帯電話、腕時計、他の小型ディスプレイ等の高集積システムにおいて一般的である。更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、双安定性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。
【００３８】
入力装置４８によって、使用者が例示的なディスプレイ装置４０の動作を制御することが可能になる。一実施形態では、入力装置は、キーパッド（ＱＷＥＲＴＹキーパッドや電話のキーパッド等）、ボタン、スイッチ、タッチスクリーン、感圧または感熱膜を含む。一実施形態では、マイク４６が、例示的なディスプレイ装置４０用の入力装置になる。マイク４６を用いて装置にデータを入力する場合には、例示的なディスプレイ装置４０の動作を制御するために、使用者によって音声命令が提供され得る。
【００３９】
電源５０は、当該分野で周知の多種多様なエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば、一実施形態では、電源５０は、ニッケル・カドミウム電池やリチウムイオン電池等の充電可能な電池である。他の実施形態では、電源５０は、再生可能エネルギー源、キャパシタ、または、太陽電池であり、プラスチック太陽電池や太陽電池ペイントが挙げられる。他の実施形態では、電源５０は、壁コンセントから電力を供給されるように構成されている。
【００４０】
一部の実施形態では、上述のように、電子ディスプレイシステム内の複数の位置に配置可能なドライバ制御装置に、プログラム可能性が備わっている。一部の実施例では、プログラム可能性は、アレイドライバ２２に備わっている。当業者は、上述の最適化が、如何なる数のハードウェア及び／又はソフトウェア構成要素においても、また、多種多様な構成において実施可能であるということを認識されたい。
【００４１】
上述の原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は、多種多様なものであり得る。例えば、図７Ａ〜７Ｅは、可動反射層１４とその支持構造の五つの異なる実施形態を示す。図７Ａは、図１の実施形態の断面図であり、金属物質のストリップ１４が、直交して延伸する支持体１８の上に堆積されている。図７Ｂでは、可動反射層１４が、テザー３２に対して、角でのみ支持体に取り付けられている。図７Ｃでは、可動反射層１４が、フレキシブル金属を含み得る変形可能層３４から懸架されている。変形可能層３４は、該変形可能層３４の周囲において、基板２０に直接的または間接的に接続する。この場合、この接続部のことを支持ポストと指称する。図７Ｄに示される実施形態は、支持ポストプラグ４２を有する。この支持ポストプラグの上に、変形可能層が横たわる。図７Ａ〜７Ｃのように、可動反射層１４はギャップ上に懸架されている。しかしながら、変形可能層３４と光学積層体１６との間のホールを充填することによって、変形可能層３４が支持ポストを形成していない。むしろ、支持ポストは、支持ポストプラグ４２を形成するために用いられる平坦化物質から形成される。図７Ｅに示される実施形態は、図７Ｄに示される実施形態をベースにしたものであるが、図７Ａ〜７Ｃに示される実施形態、並びに、図示されていない追加の実施形態のいずれにおいても機能し得るものである。図７Ｅに示される実施形態では、金属または他の導電性物質の追加的な層が用いられて、バス構造４４を形成している。これによって、信号が、干渉変調器の背面に沿ってルーティングすることが可能になり、基板上に形成しなければならなかった多数の電極を省略することが可能になる。
【００４２】
図７に示されるような実施形態では、干渉変調器は、直視型装置として機能し、画像は透明基板２０の前面から視られ、その反対側に変調器が配置されている。こうした実施形態では、反射層１４は、変形可能層３４を含む基板２０に対向する反射層の側において、干渉変調器の一部を光学的に遮蔽する。これによって、遮蔽された領域を、画像の質に悪影響を与えずに、構成及び動作させることが可能になる。このような遮蔽によって、変調器の光学的特性を変調器の電気機械的特性（アドレシングや該アドレシングの結果による移動等）から分離する性能を提供する図７Ｅのバス構造４４が可能になる。この分離可能な変調器の設計によって、変調器の電気機械的側面及び光学的側面用に用いられる構造設計及び物質が、互いに独立に選択され、また、機能することが可能になる。更に、図７Ｃ〜７Ｅに示される実施形態は、反射層１４の光学的特性をその機械的特性から切り離すこと（このことは、変形可能層３４によって達成される）に因る追加的な利点を有する。これによって、光学的特性に関して、反射層に用いられる構造設計及び物質を最適化することが可能になり、また、所望の機械的特性に関して、変形可能層３４に用いられる構造設計及び物質を最適化することが可能になる。
【００４３】
上述のように、特定の実施形態のＭＥＭＳ装置の干渉特性（例えば、見掛けの色、反射性等）は、部分反射層と完全反射層との間の距離を変更することによって、変調可能である。部分反射層及び完全反射層を含む特定の装置（例えば図１に示されるＭＥＭＳ装置１２ａ、１２ｂ）において、反射層１４は、略１００マイクロメートル（μｍ）×１００μｍのオーダであり得て、隣接する反射層１４間の間隔は略１から５μｍのオーダであり得て、部分反射層を備える光学積層体１６と、完全反射層１４との間のキャビティ１９は、略１０００オングストローム（Å）のオーダの領域を有し得る。ＭＥＭＳ装置１２が作動状態にある場合（例えば図１の右側のＭＥＭＳ装置１２ｂに示されるように）、干渉変調は、光学積層体１６と“光学的に接触”している反射層１４の一部によって支配的に生じる（例えばキャビティ１９がゼロ又はほぼゼロの場合）。本願において、“支配的”との用語は、最も広範な一般的な意味のものであり、最大の影響を引き起こすことが挙げられるが、これに限定されない。しかしながら、反射層１４の周囲が、ポスト又はレール１８によって光学積層体１６と離隔されているので、ポスト又はレール１８付近の領域は、ＭＥＭＳ装置１２の中心部分と同じレベルの光学的接触を有さない。従って、異なる干渉特性が、ポスト１８付近の領域において生じ得て（例えば、ＭＥＭＳ装置１２のエッジは、光学的に接触している領域とは異なる色を反射し得る）、このようなＭＥＭＳ装置１２のアレイによって発生する画像の質（コントラスト比、彩度、ガマット（色再現域）等）が劣化し得る。多様な方法を用いて、こうしたエッジ効果を軽減することができ、例えば、変形可能層３４と反射層１４を分離すること（例えば図７Ｃ〜図７Ｅに示されるように）、その効果をマスキングするブラックマスク等の構造を利用することが挙げられる。しかしながら、このような方法は他の問題を引き起こし得る。例えば、分離された変形可能層３４は、製造の複雑性又はコストを顕著に増大させ得て、また、反射層１４が傾いたり巻いたりし得る。更に、ブラックマスクは、製造の複雑性又はコストを増大させ得て、また、口径比を減少させ得る。
【００４４】
可動反射層１４が隣接する反射層１４間の間隔よりもはるかに大きい図１又は図７Ａ〜図７Ｃの干渉変調器（例えば、反射層１４が略１００μｍ×１００μｍであり、隣接する反射層１４間の間隔が略１から５μｍの間であり、反射層１４の一辺の長さが、隣接する反射層１４間の間隔の略２０倍から１００倍の間になる）とは対照的に、以下で提示される実施形態は異なるスケールで構築されて、大幅に異なる原理に従って動作する。例えば、後述の一部実施形態では、可動反射層の一辺の長さは、隣接する可動反射層間の間隔に略等しい（例えば、可動反射層の一辺の長さ対隣接する可動反射層間の間隔の比が略１：１である）。寸法が比較的近いことによって、このようなＭＥＭＳ装置は、反射層の第一の部分（例えば可動部分）及び第二の部分（例えば静止部分）から反射される光の位相差を変更することによって、反射光を変調することができる。特定の実施形態では、第一の部分は、特定の深さに作動させた際にその深さに対応する特定の波長における干渉ピークを増強する構造の周期アレイを備える。第二の部分に対する作動状態のその構造の深さが、ＭＥＭＳ装置の視聴者が知覚する色を決定する。
【００４５】
図８Ａ及び図８Ｂは、ＭＥＭＳ装置８００の例示的な実施形態を示し、そのＭＥＭＳ装置８００の反射性は、反射層８１０の第一の部分８１６から反射される光及び第二の部分８１８から反射される光の間の位相差を変更することによって、支配的に変調される。ＭＥＭＳ装置８００は、基板８０２と、基板８０２上の作動電極８０４と、作動電極上８０４上の反射層８１０と、作動電極８０４と反射層８１０との間の支持層８０８とを備える。反射層８１０は、その反射層８１０を貫通する少なくとも一つの開口８１４を含む。支持層８０８は、開口８１４の下方に凹部８１２を含む。反射層８１０の第一の部分８１６は、凹部８１２上方の反射層８１０の部分を備え、反射層８１０の第二の部分８１８は、凹部８１２の上方にはない反射層８１０の部分を備える。
【００４６】
基板８０２は、少なくも部分的に透明又は半透明であり且つ少なくとも部分的に反射性である物質（プラスチック、ガラス等）、又は、不透明な物質（シリコン、ステンレス鋼等）を備え得る。また、基板８０２は、多様な形状に形成され得て、一様な物質又は非一様な物質、均一な厚さ又は不均一な厚さを有するものが挙げられるが、これらに限られるものではない。また、基板８０２は複数のサブ層を有し得る。
【００４７】
作動電極８０４は導体を備え、特定の実施形態では、制御信号を受信するように構成される。作動電極８０４は、少なくとも部分的に透明で且つ部分的に反射性である物質（インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等）、又は、不透明な物質（アルミニウム、ニッケル、金、銀、銅等）、又は他の物質を備え得る。
【００４８】
支持層８０８は、少なくとも部分的に透明で且つ部分的に反射性の物質（フォトレジスト、他のポリマー、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等）、又は、不透明な物質（モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（例えばアルファシリコン（α‐Ｓｉ）））を備え得る。凹部８１２が支持層８０８を貫通して延伸している実施形態では、支持層８０８の厚さは、反射層８１０が撓む深さに影響を与え得る。このような特定の実施形態では、支持層８０８は、略１００から１５０ｎｍの間の厚さを有する。
【００４９】
凹部８１２は、光がその構造内に伝播しその構造の外に反射することができるのに十分な幅がある。特定の実施形態では、各凹部８１２の深さは光の波長のオーダである（例えば略１μｍ未満）。特定の実施形態では、各凹部８１２の深さは、光の波長よりも小さい（例えば略７００ナノメートル（ｎｍ）未満）。凹部８１２がシリンダー状である特定の実施形態では、その直径は、装置の動作用の対象となる最大波長の略半分よりも大きい。凹部８１２がシリンダー状である特定の実施形態では、その直径は、対象となる波長と略同じである。
【００５０】
反射層８１０は、制御信号を受信するように構成された導体を備える。反射層８１０は、完全に反射性の物質（アルミニウム、ニッケル、金、銀、銅等）又は他の物質を備え得る。特定の実施形態では、反射層８１０は、光を完全に反射し、上述の機械的性質を有するのに十分厚い。一部実施形態では、反射層８１０は誘電体層を備える。一部実施形態では、反射層８１０は、低屈折率と高屈折率との交互の複数の層を備える。このような特定の実施形態では、一層以上が注入電荷を含み得て、反射層８１０が静電力の影響を受けるようになる。
【００５１】
一部実施形態では、第一の部分８１６の面積対第二の部分８１８の面積の比は略１：１である。例えば、ＭＥＭＳ装置８００が正方形でシリンダー状凹部８１２を備える実施形態では、ＭＥＭＳ装置８００の全面積は、一辺の長さの二乗ｓ２である。シリンダー状凹部８１２（第一の部分８１６）の面積は、直径φの円形断面積πφ２／４である。残りの面積（ピクセル内の第二の部分８１８の面積）はｓ２−πφ２／４である。従って、第一の部分８１６の面積対第二の部分８１８の面積の比πφ２／４：ｓ２−πφ２／４が、略１：１となり得る。略１：１の比がコントラストと彩度との間の良好なバランスを提供するのに望ましいものとなり得るが、製造公差によっては、１：１とは異なる比となり得る（例えば、略１：１よりも高い又は低い）。不飽和色及び／又は低いコントラスト比が許容される実施形態では、略１：１以外の比が許容され得る。従って、特定の実施形態では、第一の部分８１６の面積対第二の部分８１８の面積の比が、略１：１よりも大きく、又は略１：１未満となる。
【００５２】
凹部８１２が支持層８０８を貫通して延伸する特定の実施形態では、電気絶縁層８０６が、反射層８１０と作動電極８０４との間に配置され得る。反射層８１０が凹部８１２内に動作する際に、絶縁層８０６は、反射層８１０と作動電極８０４との間に形成される短絡の可能性を減じる（例えば最小化する、防止する）。絶縁層８０６は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、他の絶縁体、これらの組み合わせ等を備え得る。特定の実施形態では、絶縁層８０６は、反射層８１０と支持層８０８との間に配置される。特定の実施形態では、反射層８１０は、比較的薄い金属層の下方に絶縁層８０６を備える。
【００５３】
反射層８１０内の開口８１４は幅φａを有する。開口８１４が略円形である実施形態では、幅φａは開口８１４の直径となる。特定の実施形態では、幅φａは略１０から３００ｎｍの間である。支持層８０８内の凹部８１２は幅φｒを有する。凹部８１２が略シリンダー状である実施形態では、幅φｒはシリンダーの直径となる。特定の実施形態では、幅φｒは略３０ｎｍから１μｍの間である。一部実施形態では、幅φｒは光の波長のオーダである。特定の実施形態では、幅φａ対幅φｒの比は略１：１００から１：２の間である。一部実施形態では、幅φａ対幅φｒの比は略１：３である。より小さな幅φｒは、反射層８１０がより多くの光を反射することを可能にし、装置の性能が良くなる（つまり、理想的な幅φｒはゼロであるが、後述するように、幅φｒは、支持構造８０８の一部を適切に除去するために特定のサイズである必要がある）。複数の凹部８１２を備える特定の実施形態では、隣接する凹部８１２は、略１μｍ未満のエッジ間距離δ１を有する。複数の凹部８１２を有する特定の実施形態では、隣接する凹部８１２は、光の波長のオーダのエッジ間距離δ１を有する。複数の開口８１４及びその開口８１４の下方の複数の凹部８１２を備える実施形態では、凹部８１２は、略２μｍ未満の中心間距離δ２を有する。
【００５４】
ＭＥＭＳ装置８００への制御信号（例えば、作動電極８０４と反射層８１０との間の電圧差）の印加の際に、反射層８１０の少なくとも第一の部分８１６が、凹部８１２内に移動するように構成され、反射層８１０の少なくとも第二の部分８１８が静止したままであるように構成される。特定の実施形態では、反射層８１０の第一の部分８１６が、凹部８１２上方の反射層８１０の部分を備え、反射層８１０の第二の部分８１８が、凹部８１２の上方にない反射層８１０の部分を備える。図８Ａは、作動していない又は“緩和”状態のＭＥＭＳ装置８００を示し、図８Ｂは、作動状態のＭＥＭＳ装置８００を示す。制御信号の印加の際には、矢印８２０で示されるように、反射層８１０の第一の部分８１６が、作動電極８０４に向かって撓む。
【００５５】
図８Ｃは、作動状態のＭＥＭＳ装置８００に入射する光線の図を示す。光８２２は、周辺光源（例えば、太陽、電球）又は内部光源（例えばライトパネル）から反射層８１０に向けて伝播する。光の一部８２４は、反射層８１０の第二の部分８１８から反射され、光の一部８２６は、凹部８１２内の反射層８１０の第一の部分８１６から反射される。光路の長さが異なるので、第一の部分８１６から反射される光８２６と、第二の部分８１８から反射される光８２４とは異なる位相を有し、上述のように、その位相差は光学干渉を生じさせることができる。従って、ＭＥＭＳ装置８００の干渉特性は、第一の部分８１６から反射される光と第二の部分８１８から反射される光との間の位相差を変更することによって、支配的に変調される。一方、凹部８１２が、隣接する凹部８１２間の間隔δ１に比較して大きいと、凹部８１２のエッジ周辺の僅かな有色リングと、その他の部分の白色光という結果になる。特定の実施形態では、ＭＥＭＳ装置８００の干渉特性は、ゼロ位相差（例えば、図８Ａに示されるような作動していない又は“緩和”状態）とゼロではない位相差（例えば、図８Ｂ及び図８Ｃに示されるような完全な作動状態）との間で変更可能である。本願の一部実施形態では、反射層８１０を、作動していない状態と完全な作動状態との間の多様な部分的な作動状態を提供するようにアナログに制御することができる。
【００５６】
図８Ｃは、作動電極８０４に対向する反射層８１０の側から動作を視認できるＭＥＭＳ装置８００を示す。基板８０２、作動電極８０４及び支持層８０８が少なくとも部分的に透明な物質を備える特定の実施形態では、作動電極８０４と同じ側の反射層８１０から反射される光も位相シフトを経るので、装置８００は、作動電極８０４を介して動作を視認でき、例えば、図８Ｃに示される効果の真逆となる（つまり、図８Ｃの配置の基板８０２において、光は基板８０２の底部から入射する）。このような特定の実施形態では、装置８００は、反射層８１０の両側から（つまり、基板８０２、動作電極８０４及び支持層８０８を介して、また、作動電極８０４に対向する反射層８１０の側から）動作を視認できる。
【００５７】
特定の実施形態では、反射層８１０は、その反射層８１０を貫通する複数の開口８１４を含み、支持層８０８は、各開口８１４の下方の凹部８１２を含む（例えば図８Ａに示されるように）。ＭＥＭＳ装置８００への制御信号（例えば、作動電極８０４と反射層８１０との間の電圧差）の印加の際に、反射層８１０の第一の部分８１６は凹部８１２内に移動するように構成され、反射層８１０の第二の部分８１８は静止したままになるように構成される。特定の実施形態では、凹部８１２は、支持層８０８にわたる二次元の周期的なパターン内にある（例えば図９Ａに示され後述されるような）。
【００５８】
図８Ｄは、基板８０２と、基板８０２上の作動電極８０４と、作動電極８０４上の反射層８１０と、作動電極８０４と反射層８１０との間の支持層８０８とを備えたＭＥＭＳ装置８０５の他の例示的な実施形態を示す。反射層８１０は、反射層８１０を貫通する少なくとも一つの開口８１４を含む。支持層８０８は、作動電極８０４と少なくとも一つの開口８１４との間の凹部８２８を含む。図８Ａに示される凹部８１２とは異なり、凹部８２８は、支持層８０８を完全に貫通して延伸してはいない。
【００５９】
ＭＥＭＳ装置８０５への制御信号（例えば、作動電極８０４と反射層８１０との間の電圧差）の印加の際には、反射層８１０の少なくとも第一の部分８１６が凹部８２８内に移動し、反射層８１０の少なくとも第二の部分８１８は静止したままである。反射層８１０の第一の部分８１６は、凹部８２８上方の反射層８１０の部分を備え、反射層８１０の第二の部分８１８は、凹部８２８の上方にない反射層８１０の部分を備える。図８Ｅは、作動状態のＭＥＭＳ装置８０５を示す。制御信号の印加の際には、矢印８２０で示されるように、反射層８１０の第一の部分８１６が作動電極８０４に向けて撓む。凹部８２８が支持層８０８を貫通して延伸していないので、凹部８２８と作動電極８０４との間に残った支持層８０８が、電気絶縁層として機能し得る。
【００６０】
図８Ｆは、作動状態のＭＥＭＳ装置８０５に入射する光の図を示す。光８２２は、周辺光源（例えば、太陽、電球）又は内部光源（例えばライトパネル）から反射層８１０に向けて伝播する。光の一部８２４は反射層８１０の第二の部分８１８から反射され、光の一部８３０は凹部８２８内の反射層８１０の第一の部分８１６から反射される。上述のように、光路が異なるので、第一の部分８１６から反射される光８２４と第二の部分８１８から反射される光とは異なる位相を有し、その位相差が光学干渉を生じさせる。従って、ＭＥＭＳ装置８０５の反射性は、第一の部分８１６及び第二の部分８１８から反射される光の間の位相差を変更することによって、支配的に変調される。特定の実施形態では、ＭＥＭＳ装置８００の反射性は、ゼロ位相差（例えば図８Ｄに示されるような）及びゼロではない位相差（例えば図８Ｅに示されるような）との間で変更可能である。
【００６１】
図８Ａ〜図８Ｃに示されるＭＥＭＳ装置８００では、凹部８１２は、実質的に平坦な表面８１３によって少なくとも部分的に画定されている。第一の部分８１６から反射される光８２６の実質的に全ては、同じ（例えば実質的に同じ）位相を有する。このような特定の実施形態は、ＭＥＭＳ装置８００が作動状態の際に均一な色（例えば、実質的に均一な色）を提供する。凹部が実質的に平坦な表面によって少なくとも部分的に画定されていない実施形態（例えばＭＥＭＳ装置８０５）では、第一の部分８１６の多様な箇所から反射される光８３０は、作動状態の反射表面８１０の曲率レベルに応じて、異なる位相を有し得る。従って、このような特定の実施形態は、実質的に均一な色を提供しない。しかしながら、このような特定の実施形態は、絶縁層８０６の省略を可能にするという点で有利であり得る。ＭＥＭＳ装置８０５の凹部８２８も実質的に平坦な表面によって少なくとも部分的に画定され得るということには留意されたい。
【００６２】
図９Ａは、ＭＥＭＳ装置（例えば、ＭＥＭＳ装置８００、ＭＥＭＳ装置８０５）の３×３のアレイを備えたＭＥＭＳ装置９００の上面図である。反射層８１０は、装置９００にわたって第一の方向に沿って延伸する複数の略平行な部分８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃを備える。作動電極８０４は、装置９００の第二の方向に沿って延伸する複数の略平行な部分８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃを備える。第一の方向は、第二の方向と実質的に平行ではない。特定の実施形態では、第一の方向は、第二の方向に実質的に垂直である（例えば図９Ａに示されるように）。反射層８１０の略平行な部分８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃと作動電極８０４の略平行な部分８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃとの間の重畳する領域は、画素９０１（部分８１０ａ及び部分８０４ａの重畳部）、画素９０２（部分８１０ａ及び部分８０４ｂの重畳部）、画素９０３（部分８１０ａ及び部分８０４ｃの重畳部）、画素９０４（部分８１０ｂ及び部分８０４ａの重畳部）、画素９０５（部分８１０ｂ及び部分８０４ｂの重畳部）、画素９０６（部分８１０ｂ及び部分８０４ｃの重畳部）、画素９０７（部分８１０ｃ及び部分８０４ａの重畳部）、画素９０８（部分８１０ｃ及び部分８０４ｂの重畳部）、画素９０９（部分８１０ｃ及び部分８０４ｃの重畳部）を備える。特定の実施形態では、反射層８１０の略平行な部分８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃはストリップを備え、作動電極８０４の略平行な部分８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃはストリップを備える。
【００６３】
各画素９０１〜９０９内において、反射層８１０は複数の開口８１４を備え、支持層８０８は、作動電極８０４と開口８１４との間の複数の凹部８１２を備える。特定の実施形態では、各画素は、凹部８１２の幅φｒ及び画素のサイズに依存して、少なくとも１つ、少なくとも１０、少なくとも１００、少なくとも１０００、少なくとも１００００又はそれ以上の凹部８１２を備える。開口８１４、凹部８１２は二次元の周期分布を有し得る。例えば、図９Ａに示されるように、開口８１４は、第一の方向に均等に分布し、第二の方向にも均等に分布する。特定の実施形態では、開口８１４の行が互いにずらされ得る。代替実施形態では、開口８１４、凹部８１２が周期的ではなく、ランダムに分布する。第一の部分８１６（制御信号の印加に際して凹部８１２内に移動するように構成されている）対第二の部分８１８（制御信号の印加に際して静止したままであるように構成されている）の面積の比が略１：１であるならば、このようなＭＥＭＳ装置の反射性も、依然として支配的に変調され得る。
【００６４】
上述のように、制御信号をＭＥＭＳ装置９００に適用する作動プロトコル（例えば、動作電極８０４の列と反射層８１０の行との間の電圧差）を用いて、特定の画素９０１〜９０９を選択的に作動させることができる。例えば、作動電極の部分８０４ａと反射層の部分８１０ａとの間に電圧差を生じさせて、画素９０１を作動させることができる一方で、反射層の部分８１０ａを備える画素９０２、９０３、作動電極の部分８０４ａを備える画素９０４、９０７を、反射層８１０ｂ及び８１０ｃへ電圧を印加せず作動させない。一部実施形態では、作動電極の部分が列であり、反射層の部分が行であることに留意されたい。
【００６５】
図９Ｂは、図９Ａの線９Ｂ‐９Ｂに沿ったＭＥＭＳ装置９００の断面図である。支持層８０８は、各画素９０８、９０９の反射層８１０ｃと各画素９０８、９０９の作動電極８０４ｂ、８０４ｃとの間に複数の凹部８１２を備える。図９Ｂでは、制御信号が、反射層８１０ｃと作動電極８０４ｃとの間に印加されているが、作動電極８０４ｂと反射層８１０ｃとの間には制御信号が印加されていない。結果として、画素９０９の反射層の第一の部分８１６ｃが作動される一方、画素９０９の反射層の第二の部分８１８ｃは静止したままであり、また、画素９０８の反射層の第一の部分８１６ｂが作動されない一方、画素９０８の反射層の第二の部分８１８ｂは静止したままである。アレイ中の画素の選択的な作動を用いて、上述のように画像を生成することができる。
【００６６】
図１０Ａは、図９Ａの線１０Ａ‐１０Ａに沿ったＭＥＭＳ装置９００の例示的な実施形態の断面図を示す。各画素において、反射層の部分８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃは、少なくとも一つの開口８１４を備え、支持層８０８は、作動電極の部分８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃと各開口８１４との間の凹部８１２を備える。図１０Ａの破線の円内部の拡大図は、各画素内のＭＥＭＥ装置が、図８ＡのＭＥＭＳ装置８００について上述したものと同様のものであり得て、反射層８１０が複数の開口８１４を備え、支持層８０８が作動電極８０４と開口８１４との間の複数の凹部８１２を備えることを示すものである。
【００６７】
支持層８０８は、複数の支持構造部分を備える：  第一の支持構造部分８０８ａは反射層の部分８１０ａの下方にあり、厚さｔａを有する；  第二の支持構造部分８０８ｂは第二の反射層の部分８１０ｂの下方にあり、厚さｔｂを有する；  第三の支持構造部分８０８ｃは第三の反射層の部分８１０ｃの下方にあり、厚さｔｃを有する。特定の実施形態では、支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃの厚さｔａ、ｔｂ、ｔｃはそれぞれ、互いに異なる（例えば図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように）。
【００６８】
緩和状態では、反射表面８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃから反射される光は、視聴者に実質的に同じに見える（つまり、広帯域の白色として）。作動状態では、反射層８１０ａ、８１０ｂ及び／又は８１０ｃの第一の部分が凹部８１２内に撓み、視聴者が知覚する色が変調される。特定の実施形態では、各支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃ内の凹部８１２は、支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃを貫通して延伸する（例えば図８Ａについて上述したように）。このような特定の実施形態では、支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃの厚さは、作動状態のＭＥＭＳ装置９００の視聴者が知覚する色に影響を与える。特定の実施形態では、各支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃ内の凹部８１２が、支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃの厚さｔａ、ｔｂ、ｔｃに関係なく、支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃ内の同一の深さに延伸する（つまり、凹部８１２は、支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃの一つのみにおいて支持層８０８を貫通して延伸する）。このような特定の実施形態では、支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃの高さの違いが、作動状態のＭＥＭＳ装置９００の視聴者が知覚する色に影響を与える。特定の実施形態では、各支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃ内の開口８１４は、支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃ内の異なる深さに延伸する。このような特定の実施形態では、支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃの厚さ、及び支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃの高さの違いが、作動状態のＭＥＭＳ装置９００の視聴者が知覚する色に影響を与える。従って、正確な凹部のデザインに関係なく、支持構造部分の厚さ及び／又は凹部の深さを変更することを用いて、複数の色を生じさせて、フルカラーディスプレイ装置を製造することができる。
【００６９】
図１０Ｂは、反射層の部分１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃ、作動電極の部分８０４ａ（図９Ａを参照）、８０４ｂ（図９Ａを参照）、８０４ｃ、それぞれ厚さｔａ、ｔｂ、ｔｃを有する支持構造部分１００８ａ、１００８ｂ、１００８ｃを備えたＭＥＭＳ装置１０００の例示的な実施形態を示す。反射層の部分１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃと作動電極の部分８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃとの間の重畳する領域は画素を備える。各画素において、反射層の部分１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃは少なくとも一つの開口８１４を備え、支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃは、作動電極の部分８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃと各開口８１４との間に凹部８１２を備える（図１０Ａ内の拡大図を参照）。
【００７０】
ＭＥＭＳ装置１０００において、第一の厚さｔａと第二の厚さｔｂとの差は、反射層の部分１０１０ａの厚さτａよりも大きく、厚さｔｂと厚さｔｃとの差は、反射層の部分１０１０ｂの厚さτｂよりも大きい。第一の厚さｔａと第三の厚さｔｃとの差も、反射層の部分１０１０ａの厚さτａ及び／又は反射層の部分１０１０ｃの厚さτｃよりも大きくなり得る。特定の実施形態では、反射層の部分１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃを形成するのに用いられる堆積プロセスの段差被覆性の悪さを逆に有利に利用して、反射層の部分１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃ間の境界を画定することができる。例えば、作動電極の略平行な部分及び／又は反射層の略平行な部分の間の間隔に起因する画素間の間隔は、反射性ＭＥＭＳ装置のコントラストを減少させ得る。従って、反射層の略平行な部分間の間隔を減少させるか又は排除することによって、装置のコントラストを増大させることができる。
【００７１】
図１１Ａから図１１Ｅは、ＭＥＭＳ装置８００の製造方法の例示的な実施形態を示す。図１１Ａは、作動電極８０４が基板８０２上に形成されている構造１１００を示す。特定の実施形態では、作動電極８０４を形成することは、複数の略平行な部分を形成することを備える（例えば図９Ａに示されるように）。上述のように、特定の実施形態では、任意で、電気絶縁層８０６が作動電極８０４上に形成され得る。図１１Ａの構造１１００は更に、作動電極８０４上に形成された支持層８０８を示し、絶縁層８０６を備えるＭＥＭＳ装置８００の実施形態においては、絶縁層８０６上に形成されている。特定の実施形態では、支持層８０８を形成することは、複数の支持構造部分を形成することを備える（例えば図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように）。
【００７２】
図１１Ｂは、反射層８１０が支持層８０８上に形成された後の図１１Ａの構造１１００を示す。特定の実施形態では、反射層８１０を形成することは、複数の略平行な部分を形成することを備える（例えば図９Ａに示されるように）。次に、図１１Ｃに示されるように、少なくとも一つの開口８１４が反射層８１０に形成される。特定の実施形態では、少なくとも一つの開口８１４を形成することは、集束イオンビーム（ＦＩＢ，ｆｏｃｕｓｅｄ  ｉｏｎ  ｂｅａｍ）でミリングすることを備える。特定の実施形態では、開口８１４は、フォトリソグラフィやリフトオフプロセス等の他のパターニング方法を用いて形成される。
【００７３】
図１１Ｄは、支持層８０８の第二の部分１１０４が残存している一方で支持層８０８の第一の部分１１０２がボリューム１１０２から除去された後の構造１１００を示す。特定の実施形態では、支持層８０８の第一の部分を除去することは、開口８１４を介して支持層８０８に反応剤を導入することを備える。一部実施形態では、支持層８０８内に凹部を形成することを、第一の部分が占めていたボリューム１１０２が支持層８０８を貫通して延伸する前に停止し、例えば上述の凹部８２８を形成する（例えば図１１Ｄに示される状態で停止する）。図１１Ｅは、凹部８１２が支持層８０８を貫通して延伸するまで第一の部分が更に除去された後の構造８００を示す。
【００７４】
反応剤が湿式エッチング剤を備える実施形態では、第一の部分が等方的に除去され得る。このような特定の実施形態では、第一の部分が占めていたボリューム１１０２の幅は、開口８１４の幅よりも大きい。反応時間が長いと、一般的に第一の部分がより多く除去されることになり、一般的にはより大きな凹部８１２、８２８がもたらされる。特定の実施形態では、クエンチング物質（例えば、不活性物質を備える）を用いて、反応を停止する。特定の実施形態では、反応剤は、支持層８０８の物質と絶縁層８０６との物質の間で少なくとも部分的に選択的である。このような特定の実施形態では、反応は、絶縁層８０６において実質的に停止し得て、凹部８１２が、実質的に平坦な部分（例えば凹部の底部１１０６）によって少なくも部分的に画定される。特定の実施形態では、平坦な底部１１０６を備えた凹部８１２は、例えば丸みを帯びた凹部８２８よりも増大した彩度を有するが、これは、平坦な部分によって少なくとも部分的に画定された凹部内に撓んだ反射層から反射される光が、平坦な部分によって少なくとも部分的に画定されていない凹部内に撓んだ反射層から反射される光よりも均一な位相変調を有するからである。
【００７５】
特定の実施形態では、支持層８０８は、その厚さ方向にわたって性質の変化する物質を備える。例えば、支持層８０８の物質は、その厚さ方向にわたってエッチングし易く又はし難くなり得て、凹部８１２のプロファイルが、単一の除去段階内において変化し得る。例えば、除去の速度が支持層８０８の厚さにわたって上昇又は減少することによって、異なるプロファイルを形成する。このような特定の実施形態では、支持層８０８は、複数の物質（例えば、Ｓｉ層の上のα‐Ｓｉ層）を備える。
【００７６】
支持層８０８の第一の部分を除去する反応が完了すると、制御信号を作動電極８０４に印加して、反射層８１０の一部を除去された第一の部分が占めていたボリューム１１０２内に移動させることができるようになるので、ＭＥＭＳ装置８００は動作可能な状態にある。従って、ＭＥＭＳ装置８００は、残存していて且つ反射層８１０の移動しない第二の部分８１８（図８Ａ）を支持する支持層８０８の第二の部分１１０４と共に動作するように構成される。また、構造１１００も動作可能な状態となり得る点には留意されたい。何故ならば、制御信号が作動電極８０４に印加されて、反射層８１０の一部が、除去された第一の部分が占めていたボリューム１１０２内に移動することができるからである。第一の部分１１０２の除去の後において、ＭＥＭＳ装置８００の反射性は、第一の部分８１６から反射される光と、第二の部分８１８から反射される光との間の位相差を変更することによって、支配的に変調される（図８Ａ）。
【００７７】
有利には、ＭＥＭＳ装置８００の製造は、図１に示される装置を製造するのに典型的に用いられる特定の段階を省略し得る。例えば、ポスト１８を形成するために用いられるパターニング段階が必要とならないように、支持層８０８は、作動電極８０４に対して離隔して反射層８１０を支持することができる。更に、反射性の変調は、反射層８１０の第二の部分８１８によって反射される光に対する第一の部分８１６によって反射される光の位相シフトに支配されているので、光学積層体１６の部分反射層を堆積させる必要がない。他の例としては、絶縁層８０６を堆積させる必要がなくなるように、支持層８０８は、作動状態において、反射層８１０を作動電極８０４から電気的に絶縁し得る。こうしたプロセスに関連するクリーニング及び計測段階も、有利に省略し得る。他のプロセスを、省略又は追加し得て、また、一部プロセスを再編成し得る。
【００７８】
特定の代替実施形態では、ＭＥＭＳ装置８００は、支持層８０８内に犠牲層を形成すること（例えば、凹部８１２となる領域に）、犠牲層及び支持層８０８上に反射層８１０を形成すること、犠牲層上の反射層８１０に少なくとも一つの開口を形成すること、犠牲層を除去して作動電極と少なくとも一つの開口の間に凹部８１２を形成することによって、製造され得る。このような特定の実施形態では、犠牲層を除去するのに用いられる反応剤が支持構造８０８に対して選択的であり得る。このような実施形態によって、凹部８１２の寸法に対する制御が向上し得るが、プロセス段階の数も増加し得る。
【００７９】
図１２Ａは、基板８０２と、基板８０２上の作動電極８０４と、作動電極８０４上の反射層８１０と、作動電極８０４と反射層８１０との間の支持層８０８とを備えたＭＥＭＳ装置１２００の他の例示的な実施形態を示す。ＭＥＭＳ装置１２００は、破線で分離された三つの画素を備える。反射層８１０は、その反射層８１０を貫通する少なくとも一つの開口を含む。各画素用の支持構造部分は同一の高さを有し、反射層８１０は、各画素において同じだけ、作動電極８０４から離隔されている。しかしながら、図８Ａに示されるＭＥＭＳ装置８００及び図８Ｂに示されるＭＥＭＳ装置８０５とは異なり、第一の画素は、深さｄａを有する複数の凹部１２１２ａを有する支持層８０８を備え、第二の画素は、深さｄｂを有する複数の凹部１２１２ｂを有する支持層８０８を備え、第三の画素は、深さｄｃを有する複数の凹部１２１２ｃを備えた支持層８０８を備える。
【００８０】
図１２Ａの緩和状態では、反射層の一部が、凹部１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ内部の深さｄｒにある。このような特定の実施形態では、ＭＥＭＳ装置１２００の視聴者は、緩和状態の深さｄｒの影響を受けた色を知覚する。例えば、略１３０ｎｍの深さｄｒは、黒色に近い色（例えば、深紫又は近紫外線）を生じさせ得る。
【００８１】
図１２Ｂは、矢印１２１６で示されるように、作動状態において、反射層８１０が各画素の凹部１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ内に撓んでいるＭＥＭＳ装置１２００を示す。凹部１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃの深さｄａ、ｄｂ、ｄｃの差によって、反射層８１０から反射される光が各画素において異なって変調され、例えば、異なる位相シフトによって、使用者は、各画素から反射される異なる色の光を見る。一例として、青色に対して深さｄａが略２３０ｎｍ、緑色に対して深さｄｂが略２６０ｎｍ、赤色に対して深さｄｃが略３１０ｎｍとなる。多様な色が考えられる。一般的に、画素の色はＮλ／２であり、ここでＮは、光の“次数”を表す整数であり（つまり、一次の光に対してはＮ＝１、二次の光に対してはＮ＝２等）、λは波長である。一次の光（つまりＮ＝１）はより明るいが、高次の光（つまりＮ＞１）はより飽和する傾向にある。従って、２３０ｎｍの深さｄａは、１×４６０ｎｍ／２＝２３０ｎｍなので、一次の青色を生じさせ、２６０ｎｍの深さｄｂは、１×５２０ｎｍ／２＝２６０ｎｍなので、一次の緑色を生じさせ、３１０ｎｍの深さｄｃは、１×６２０ｎｍ＝３１０ｎｍなので、一次の赤色を生じさせることができる。多様な画素において次数の組み合わせも可能である（例えば一次の青色及び赤色、二次の緑色）。更に、本願で説明される他のＭＥＭＳ装置との組み合わせも可能である。例えば、反射層８１０は、上述の各支持構造部分８０８ａ、８０８ｂ、８０８ｃ内の深さｄｒにある。
【００８２】
図１３Ａから図１３Ｇは、ＭＥＭＳ装置１２００の製造方法の例示的な実施形態を示す。図１３Ａは、基板８０２上に作動電極８０４が形成されている構造１３００を示す。特定の実施形態では、作動電極８０４を形成することは、複数の略平行な部分を形成することを備える（例えば図９Ａに示されるように）。上述のように、特定の実施形態では、任意で、電気絶縁層８０６が作動電極８０４上に形成され得る。図１３Ａの構造１３００は更に、作動電極８０４上に形成された支持層８０８を示し、絶縁層８０６を備えたＭＥＭＥ装置１２００の実施形態においては、絶縁層８０６上に支持層８０８が形成される。特定の実施形態では、支持層８０８を形成することは、複数の支持構造部分を形成することを備える（例えば図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように）。
【００８３】
図１３Ｂは、凹部１３０２が支持層８０８内に形成された後の図１３Ａの構造１３００を示す。特定の実施形態では、凹部１３０２を形成することは、反応性イオンエッチングすることを備える。特定の実施形態では、凹部１３０２を形成することは、エンボス加工することを備える。
【００８４】
図１３Ｃは、反射層８１０が支持層８０８上に形成された後の図１３Ａの構造１３００を示す。特定の実施形態では、反射層８１０を形成することは、凹部１３０２内に反射層８１０の物質をコンフォーマルに堆積させることを備える。特定の実施形態では、反射層８１０を形成することは、複数の略平行な部分を形成することを備える（例えば図９Ａに示されるように）。次に、図１３Ｄに示されるように、少なくとも一つの開口１３０４が反射層８１０に形成される。特定の実施形態では、少なくとも一つの開口１３０４を形成することは、集束イオンビーム（ＦＩＢ）でミリングすることを備える。特定の実施形態では、開口１３０４は、フォトリソグラフィやリフトオフプロセス等の他のパターニング方法を用いて形成される。
【００８５】
図１３Ｅは、支持層８０８の第二の部分が残存している一方で支持層８０８の第一の部分１２１２ａが除去された後の構造１３００を示す。特定の実施形態では、第二の部分は、他の開口１３０４の下方の支持層（例えば保護層で開口１３０４を覆うことによって）及び凹部１２１２ａ間の支持層８０８を備える。特定の実施形態では、保護層は、開口１３０４を通り抜けて凹部１２１２ａ内に実質的に侵入しないのに十分に高い粘性を有する物質（例えばフォトレジスト）を備える。一部実施形態では、反射層８１０を、保護層が適用される前に凹部１２１２ａ内へと作動させる。特定の実施形態では、支持層８０８の第一の部分１２１２ａを除去することは、開口１３０４を介して支持層８０８に反応剤を導入することを備える。図の実施形態では、第一の部分１２１２ａが支持層８０８を貫通して延伸する前に、支持層８０８内に凹部を形成することを停止する。
【００８６】
図１３Ｆは、支持層８０８の第二の部分が残存している一方で支持層８０８の第一の部分１２１２ｂが除去された後の構造１３００を示す。特定の実施形態では、第二の部分は、開口１３０４の下方にある（例えば保護層で開口１３０４を覆うことによって）及び凹部１２１２ａを画定する支持層並びに凹部１２１２ｂ間の支持層８０８を備える。特定の実施形態では、支持層８０８の第一の部分１２１２ｂを除去することは、開口１３０４を介して支持層８０８に反応剤を導入することを備える。図の実施形態では、第一の部分１２１２ｂが支持層８０８を貫通して延伸する前に、支持層８０８内に凹部を形成することを停止する。
【００８７】
図１３Ｇは、支持層８０８の第二の部分が残存している一方で支持層８０８の第一の部分１２１２ｃが除去された後のＭＥＭＳ装置１２００を示す。特定の実施形態では、第二の部分は、凹部１２１２ａ、１２１２ｂを画定する支持層及び凹部１２１２ｃ間の支持層８０８を備える。特定の実施形態では、支持層８０８の第一の部分１２１２ｃを除去することは、開口１３０４を介して支持層８０８に反応剤を導入することを備える。特定の実施形態では、第一の部分１２１２ｃが支持層８０８を貫通して延伸する前に、支持層８０８内に凹部を形成することを停止する。
【００８８】
支持層８０８の第一の部分１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃを除去する反応が完了すると、制御信号が作動電極８０４に印加され得て、反射層８１０の一部が、除去された第一の部分１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ内に移動し得るので、ＭＥＭＳ装置１２００は動作可能な状態にある。従って、ＭＥＭＳ装置１２００は、残存している支持層８０８の第二の部分と共に動作するように構成される。図１３Ｅ及び図１３Ｆの構造１３００も、制御信号が作動電極８０４に印加され得て、反射層８１０の一部が、除去された第一の部分１２１２ａ及び／又は１２１２ｂ内に移動し得るので、動作可能な状態にあるという点には留意されたい。
【００８９】
ＭＥＭＳ装置１２００の製造に対して他のオプションも考えられる。例えば、第一の除去段階で凹部１２１２ｃの第一の部分が除去されて、第二の除去段階で凹部１２１２ｃの第二の部分及び凹部１２１２ｂの第一の部分が除去されて、第三の除去段階で凹部１２１２ｃの第三の部分、凹部１２１２ｂの第二の部分及び凹部１２１２ａが除去され得る。他の例としては、除去段階の前に開口１３０４を形成するのではなく、後続の除去段階において反応剤が流入される開口のみを形成することによって、保護層の必要性を減じるか又は排除する。
【００９０】
図１４Ａは、視聴者に画像を表示するためのディスプレイ装置１４００の例示的な実施形態を示す。ディスプレイ装置１４００はベース層を備え、そのベース層は、該ベース層の表面に複数の凹部１４０４を備えた第一の領域１４０１を備える。凹部１４０４は、ベース層の表面内に或る深さを有する。特定の実施形態では、各凹部１４０４は略１μｍ未満の幅を有する。一部実施形態では、各凹部１４０４は光の波長のオーダの幅を有する。特定の実施形態では、凹部１４０４は二次元的な周期であるパターンに分布する（例えば図１４Ａに示されるように）。特定の実施形態では、隣接する凹部は、略２μｍ未満の中心間距離を有する。ディスプレイ装置１４００は、ベース層上の反射層を更に備える。反射層は、第一の部分及び第二の部分を備える。第一の部分は、第一の領域１４０１上に存在し、複数の凹部１４０４内部にある。第二の部分は、第一の領域１４０１上に存在するが、凹部１４０４間にあり、複数の凹部１４０４内部にはない。一部実施形態では、第一の部分の面積対第二の部分の面積の比は略１：１である。例えば図８Ｃを参照して上述したのと同様に、凹部１４０４は、複数の凹部１４０４内にない反射層の第二の部分から反射される光に対する、反射層の第一の部分から反射される光に位相シフトを生じさせる。このように、視聴者が知覚する第一の部分１４０１の色は、第二の部分に対する相対的な凹部１４０４の深さに依存する。特定の実施形態では、ベース層は、実質的に凹部のない第二の領域１４０２を更に備える。凹部１４０４の深さが、変調された反射性に起因する色を生じさせて、第二の領域１４０２には実質的に凹部がないため第二の領域１４０２は変調された反射性に起因する色を生じさせないので、ディスプレイ装置１４００は、第一の領域１４０１（例えば図１４Ａの“Ｑ”状の領域）及び第二の領域１４０２（例えば図１４Ａの“Ｑ”の周り）との間に色のコントラストを生じさせ得る。
【００９１】
図１４Ｂは、視聴者に画像を表示するためのディスプレイ装置１４０５の他の例示的な実施形態を示す。ディスプレイ装置１４０５は、図１４Ａに関して上述したような第一の領域１４０１を備える。ベース層は、そのベース層の表面に複数の第二の凹部１４０６を備えた第二の領域１４０２を備える。第二の凹部１４０６は、第一の部分１４０１の凹部１４０４の深さとは異なる、ベース層の表面内の深さを有する。特定の実施形態では、各第二の凹部１４０６は、略１μｍ未満の幅を有する。一部実施形態では、各第二の凹部１４０６は、光の波長のオーダの幅を有する。特定の実施形態では、隣接する第二の凹部１４０６は、二次元の周期的なパターン内にある（例えば図１４Ｂに示されるように）。特定の実施形態では、隣接する第二の凹部１４０６は、略２μｍ未満の中心間距離を有する。反射層は第三の部分及び第四の部分を備える。第三の部分は、第二の領域１４０２上に存在し、第二の凹部１４０６内にある。第四の部分は、第二の領域１４０２上に存在するが、第二の凹部１４０６間にあり、第二の凹部１４０６内にはない。一部実施形態では、第三の部分の面積対第四の部分の面積の比は略１：１である。第二の凹部１４０６は、複数の第二の凹部１４０６内にはない反射層の第四の部分から反射される光に対する、反射層の第三の部分から反射される光の位相シフトを生じさせる。このように、視聴者が知覚する第二の領域１４０２の色は、第四の部分に対する相対的な第二の凹部１４０６の深さに依存する。凹部１４０４の深さは、第二の凹部１４０６の深さと異なるので、ディスプレイ装置１４０５は、第一の領域１４０１（例えば図１４Ｂの“Ｑ”状の領域）及び第二の領域１４０２（例えば図１４Ｂの“Ｑ”の周り）との間に色のコントラストを生じさせ得る。
【００９２】
図１５は、例えば図１４Ａの線１５‐１５に沿った、視聴者に静止画を表示するためのディスプレイ装置１５００の例示的な実施形態の断面図を示す。ディスプレイ装置１５００は、ベース層１５０２と、ベース層１５０２上の反射層１５０４とを備える。ベース層１５０２は、プラスチック、ガラス、金属、半導体、それらの組み合わせ等を備え得る。反射層１５０４は、アルミニウム、銅、銀、それらの組み合わせ等の反射性金属を備え得る。特定の実施形態では、ＭＥＭＳ装置１５００はフレキシブルであり、例えば、ベース層１５０２がフレキシブルなプラスチックを備え、反射層１５０４がフレキシブルな金属の薄層を備える。ベース層１５０２は、そのベース層１５０２の表面に複数の凹部１４０４を備えた第一の領域１４０１を備える。特定の実施形態では、各凹部１４０４は略１μｍ未満の幅を有する。一部実施形態では、各凹部１４０４は光の波長のオーダの幅を有する。特定の実施形態では、隣接する凹部１４０４は、二次元の周期的なパターン内にある。特定の実施形態では、隣接する凹部１４０４は略２μｍ未満の中心間距離を有する。凹部１４０４は、ベース層１５０２内に或る深さを有する。反射層１５０４は、第一の部分１５０６及び第二の部分１５０８を備える。第一の部分１５０６は、第一の領域１４０１上に存在し、凹部１４０４内部にある。第二の部分１５０８は第一の領域１４０１上に存在するが、凹部１４０４間にあり、複数の凹部１４０４の内部にはない。一部実施形態では、第一の部分１５０６の面積対第二の部分１５０８の面積の比は略１：１である。
【００９３】
図１６Ａから図１６Ｃは、図１５のディスプレイ装置１５００の製造方法の例示的な実施形態を示す。図１６Ａは、ベース層１５０２が提供された構造１６００を示す。一部実施形態では、ベース層１５０２を提供することは、複数の層を積層して、後続の処理用にベース層１５０２を作製すること等を備える。図１６Ｂは、複数の凹部１６０２がベース層１５０２に形成された後の構造１６００を示す。特定の実施形態では、各凹部１６０２は１μｍ未満の幅を有する。一部実施形態では、各凹部１６０２は光の波長のオーダの幅を有する。特定の実施形態では、隣接する凹部１６０２は、ベース層１５０２に沿った二次元の周期的なパターン内にある。特定の実施形態では、隣接する凹部１６０２は略２μｍ未満の中心間距離を有する。特定の実施形態では、凹部１６０２は、ベース層１５０２の表面内に或る深さを有する。特定の実施形態では、ベース層１５０２に凹部１６０２を形成することは、エンボス加工することを備える。このような特定の実施形態では、ベース層１５０２内に凹部１６０２をエンボス加工することは、複数の凹部１６０２のネガティブインプレッション（ネガ型）を含むダイを形成すること、及び、そのダイでベース層１５０２に刻印することを含む。特定の実施形態では、ベース層１５０２に凹部１６０２を形成することは、反応性イオンエッチングすることを備える。例えば、フォトリソグラフィ及び乾式エッチング又は集束イオンビームを用いた直接パターニングを用いてもよい。また、他の方法も考えられる。
【００９４】
図１６Ｃは、反射物質の層１５０４をベース層１５０２上に堆積させた後の構造１５００を示す。特定の実施形態では、反射物質の層１５０４を堆積させることは、反射物質の層１５０４をベース層１５０２上にスパッタリングすることを備える。一部実施形態では、反射物質の層１５０４を堆積させることは、反射物質の層１５０４をベース層１５０２上にメッキすることを備える。特定の実施形態では、反射物質の層１５０４を堆積させることは、反射物質の層１５０４をベース層１５０２上に気相堆積させることを備える。他の堆積法法も考えられる。
【００９５】
図１７Ａは、アクティブマトリクスディスプレイ装置１７００の例示的な実施形態を示す。ディスプレイ装置１７００は、複数のトランジスタ１７０８を備えた従来の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ，ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ディスプレイバックプレーンを備え、その中において、一つの行上の各トランジスタゲート互いに接続され、一つの列上の各トランジスタドレインが互いに接続される。ディスプレイ装置１７００は、作動電極１７０２及び複数の画素１７０４を更に備える。一部実施形態では、作動電極１７０２は、導体のパターニングされていないシートを備える。各画素１７０４は、一つのトランジスタ１７０８のソースに接続された電気絶縁反射層１７１０を含む（図１７Ｂを参照）。簡単のため、一部トランジスタ１７０８のみが示されているが、各画素１７０４の反射層がトランジスタ１７０８のソースに接続されている点には留意されたい。各画素の反射層は、複数の凹部１７０６を備える。各画素１７０４は、１０よりも多く、１００よりも多く、１０００よりも多く又はそれ以上の凹部１７０６を備え得る。画素毎の凹部１７０６の数は、ディスプレイ装置１７００内に設計された画素のサイズ及び画素の領域内に適合する凹部１７０６のサイズに依存し得る。
【００９６】
緩和状態では、各画素１７０４は広帯域白色を反射する（例えば図８Ａに関して上述したように）。画素の反射層１７１０の完全にアナログな変調を用いる実施形態では、第一の制御信号（例えば、作動電極１７０２と画素１７０４の反射層との間の小さな電圧差）を印加すると、反射層の部分が凹部１７０６内に僅かに移動することによって、所定の色、例えば黒色に近い色（例えば、深紫や近紫外線）へ変調をシフトする。特定の実施形態では、黒色も可能である（例えば、ＭＥＭＳ装置１７００が部分反射層を備え、反射層が屈折率の異なる層の積層体を備える実施形態）。追加の制御信号（例えば、作動電極１７０２と画素１７０４の反射層との間の更に高い電圧差）を印加すると、可動画素が作動電極１７０２に向けて更に移動することによって、他の色へと光の変調をシフトする。画素の反射層１７１０の変調の量子化状態を備えた特定の実施形態では、第二の制御信号の印加によって画素１７０４が青色を反射するように画素１７０４が移動し、第三の制御信号の印加によって画素１７０４が緑色を反射するように画素１７０４が移動し、第四の制御信号の印加によって画素１７０４が赤色を反射するように画素１７０４が移動する。一部実施形態では、第一の制御信号は小さな電圧差を備え、第二の制御信号はより高い電圧差を備え、第三の制御信号は更に高い電圧差を備え、第四の制御信号は尚も高い電圧差を備える。
【００９７】
図１７Ｂは、線１７Ｂ‐１７Ｂに沿った、図１７Ａのディスプレイ装置１７００の例示的な実施形態の断面図である。各画素１７０４ａ、１７０４ｂ、１７０４ｃ、１７０４ｄは異なる作動状態にあるものとして示されている。画素１７０４ａは、緩和状態又は第一の制御信号の影響下にある。特定の実施形態では、画素１７０４ａは、緩和状態において白色を反射する。特定の実施形態では、画素１７０４ａは、第一の制御信号の影響下にある際に黒色に近い色（例えば、深紫や近紫外線）を反射する。特定の実施形態では、黒色も可能である（例えば、ＭＥＭＳ装置１７００が部分反射層を備え、反射層が屈折率の異なる層の積層体を備える実施形態）。画素１７０４ａは、光学積層体１６から距離Ｄ０で離隔されている。画素１７０４ｂは第二の制御信号の影響下にあり、画素１７０４ｂは、光学積層体１６から距離Ｄ１で離隔されるまで作動電極１７０２に向けて移動する。一部実施形態では、画素１７０４ｂは、第二の制御信号の影響下において青色を反射する。画素１７０４ｃは第三の制御信号の影響下にあり、画素１７０４ｃは、光学積層体１６から距離Ｄ２で離隔されるまで作動電極１７０２に向けて移動する。一部実施形態では、画素１７０４ｃは、第三の制御信号の影響下において緑色を反射する。画素１７０４ｄは第四の制御信号の影響下にあり、画素１７０４ｄは、光学積層体１６から距離Ｄ３で離隔されるまで作動電極１７０２に向けて移動する。一部実施形態では、画素１７０４ｄは、第四の制御信号の影響下において赤色を反射する。特定の実施形態では、各色の間での画素１７０４のサイクルを用いて、シアン等の色を生じさせることができる（例えば青色と緑色との間のサイクルによって）。他の色の組み合わせも考えられる。
【００９８】
本発明を特定の好ましい実施形態及び実施例に関して開示してきたが、本発明は、特に開示された実施形態を超えて、他の代替実施形態及び／又は本発明の使用、明白な変形例及びその等価物に及ぶことを当業者は理解されたい。更に、本発明の複数のバリエーションを示して詳述してきたが、本発明の範囲内にある他の変形例が、本願開示に基づけば当業者にとって容易である。実施形態の特定の特徴及び側面の多様な組み合わせ又は副次的な組み合わせを行うことができ、本発明の範囲内にあるものである。開示された実施形態の多様な特徴及び側面を、互いに組み合わせ又は置換して、開示された発明の異なるモードを形成することができるということを理解されたい。従って、開示される本発明の範囲は、上述の開示された特定の実施形態によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲を公平に読むことによってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００９９】
８００  ＭＥＭＳ装置
８０２  基板
８０４  作動電極
８０６  絶縁層
８０８  支持層
８１０  反射層
８１２  凹部
８１４  開口
８１６  反射層の第一の部分
８１８  反射層の第二の部分
【図１】
2010539542.tif 000003
【図２】
2010539542.tif 000004
【図３】
2010539542.tif 000005
【図４】
2010539542.tif 000006
【図５Ａ】
2010539542.tif 000007
【図５Ｂ】
2010539542.tif 000008
【図６Ａ】
2010539542.tif 000009
【図６Ｂ】
2010539542.tif 000010
【図７Ａ】
2010539542.tif 000011
【図７Ｂ】
2010539542.tif 000012
【図７Ｃ】
2010539542.tif 000013
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１３Ｇ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月22日(2010.4.22)
【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、
前記基板上の作動電極と、
前記作動電極上の反射層であって、該反射層を貫通する少なくとも一つの開口を含む反射層と、
前記作動電極と前記反射層との間の支持層であって、前記作動電極と前記少なくとも一つの開口との間に凹部を含む支持層と、を備えたＭＥＭＳ装置であって、
前記ＭＥＭＳ装置に制御信号を印加する際に前記反射層の少なくとも第一の部分が前記凹部内に移動するように構成されていて且つ前記反射層の少なくとも第二の部分が静止したままであるように構成されていて、前記第一の部分が前記少なくとも一つの開口を備え、前記ＭＥＭＳ装置の反射性が前記第一の部分から反射される光と前記第二の部分から反射される光との間の位相差を変更することによって支配的に変調される、ＭＥＭＳ装置。
【請求項２】
前記制御信号が、前記作動電極と前記反射層との間の電圧差を備える、請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３】
前記第一の部分の面積対前記第二の部分の面積の比が略１：１である、請求項１又は２に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項４】
前記反射層が該反射層を貫通する複数の開口を含み、前記支持層が前記複数の開口の各々の下方に凹部を含み、前記制御信号の印加の際に前記反射層の第一の部分が凹部内に移動するように構成されていて且つ前記反射層の第二の部分が静止したままであるように構成されていて、前記第一の部分が前記複数の開口を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項５】
前記凹部が、前記支持層に沿った二次元の周期的なパターン内にある、請求項４に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項６】
隣接する前記凹部が略２μｍ未満の中心間距離を有する、請求項４又は５に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項７】
隣接する前記凹部が略１μｍ未満のエッジ間距離を有する請求項４から６のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項８】
前記反射層が前記ＭＥＭＳ装置にわたって第一の方向に沿って延伸する複数の略平行な部分を備え、前記作動電極が前記ＭＥＭＳ装置にわたって第二の方向に沿って延伸する複数の略平行な部分を備え、前記第一の方向が前記第二の方向に実質的に平行ではなく、前記反射層の略平行な部分と前記作動電極の略平行な部分との間の重畳部分が画素を備える、請求項４から７のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項９】
前記支持層が、前記反射層の第一の略平行な部分の下において第一の厚さを有し、前記反射層の第二の略平行な部分の下において第二の厚さを有し、前記反射層の第三の略平行な部分の下において第三の厚さを有し、前記第一、第二及び第三の厚さが互いに異なる、請求項８に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１０】
前記第一の厚さと前記第二の厚さとの間の厚さの差が前記反射層の第一の略平行な部分の厚さよりも大きく、前記第二の厚さと前記第三の厚さとの間の厚さの差が前記反射層の第二の略平行な部分の厚さよりも大きい、請求項９に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１１】
前記反射層の少なくとも一つの開口の幅が略１０から３００ｎｍの間である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１２】
前記支持層の凹部の幅が略１μｍ未満である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１３】
前記反射層の少なくとも一つの開口の幅対前記支持層の凹部の幅の比が略１：３未満である、請求項１から１２のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１４】
前記支持層が略１００ｎｍから１５０ｎｍの間の厚さを有する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１５】
前記凹部が実質的に平坦な表面によって少なくとも部分的に画定されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１６】
前記ＭＥＭＳ装置の反射性が、ゼロ位相差とゼロではない位相差との間で変更可能である、請求項１から１５のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１７】
前記基板が少なくとも部分的に透明であり、前記作動電極が少なくとも部分的に透明であり、前記支持層が少なくとも部分的に透明である、請求項１から１６のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１８】
前記作動電極と前記支持層との間に電気絶縁層を更に備えた請求項１から１７のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項１９】
基板上に作動電極を形成する段階と、
前記作動電極上に支持層を形成する段階と、
前記支持層上に反射層を形成する段階と、
前記反射層を貫通する少なくとも一つの開口を形成する段階と、
前記支持層の第二の部分が残存している一方で前記作動電極と前記少なくとも一つの開口との間の前記支持層の第一の部分を除去する段階と、を備えたＭＥＭＳ装置の製造方法であって、
前記第二の部分が前記反射層を支持し、前記第一の部分の幅が前記少なくとも一つの開口の幅よりも大きく、除去段階の後において前記ＭＥＭＳ装置の反射性が前記第一の部分から反射される光と前記第二の部分から反射される光との間の位相差を変更することによって支配的に変調される、方法。
【請求項２０】
前記少なくとも一つの開口を形成する段階が、集束イオンビーム（ＦＩＢ）で前記反射層をミリングする段階を備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記支持層の部分を除去する段階が、前記少なくとも一つの開口を介して前記支持層をエッチングする段階を備える、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
ベース層と、
前記ベース層上の反射層と、を備えた視聴者に画像を表示するためのディスプレイ装置であって、
前記ベース層が該ベース層の表面に複数の凹部を備えた第一の領域を備え、各凹部が略１μｍ未満の幅を有し、隣接する前記凹部が二次元の周期的なパターン内にあり且つ略２μｍ未満の中心間距離を有し、前記凹部が前記ベース層の表面内に或る深さを有し、
前記反射層が第一の部分及び第二の部分を備え、前記第一の部分が前記第一の領域上に存在して前記凹部内にあり、前記第二の部分が前記第一の領域上に存在して前記凹部間にあり前記凹部内にはなく、前記第一の部分の面積対前記第二の部分の面積の比が略１：１未満である、ディスプレイ装置。
【請求項２３】
前記ベース層がプラスチックを備える、請求項２２に記載のディスプレイ装置。
【請求項２４】
前記ベース層が、実質的に凹部の存在しない第二の領域を更に備える、請求項２２又は２３に記載のディスプレイ装置。
【請求項２５】
前記ベース層が該ベース層の表面に複数の第二の凹部を備えた第二の領域を備えていて、各第二の凹部が略１μｍ未満の幅を有し、隣接する前記第二の凹部が二次元の周期的なパターン内にあり、隣接する前記第二の凹部が略２μｍ未満の中心間距離を有し、前記第二の凹部が前記第一の部分の凹部の深さとは異なる前記ベース層の表面内の第二の深さを有し、前記反射層が第三の部分及び第四の部分を備え、前記第三の部分が前記第二の領域上に存在し前記第二の凹部内にあり、前記第四の部分が前記第二の領域上に存在し前記第二の凹部間にあり前記第二の凹部内にはなく、前記第三の部分の面積対前記第四の部分の面積の比が略１：１未満である、請求項２２又は２３に記載のディスプレイ装置。
【請求項２６】
前記ディスプレイ装置がフレキシブルである、請求項２２から２５のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項２７】
ベース層を提供する段階と、
前記ベース層の表面に複数の凹部を形成する段階を備えた第一の領域を形成する段階と、
前記ベース層上に反射物質の層を堆積させる段階と、を備えた反射表面の形成方法であって、
各凹部が略１μｍ未満の幅を有し、隣接する前記凹部が前記ベース層に沿った二次元の周期的なパターン内にあり、隣接する前記凹部が略２μｍ未満の中心間距離を有し、前記凹部が前記ベース層の表面内に或る深さを有する、方法。
【請求項２８】
前記ベース層に凹部を形成する段階が、エンボス加工する段階及び反応性イオンエッチングする段階のうち少なくとも一つを備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ベース層に凹部を形成する段階がエンボス加工する段階を備え、該凹部をエンボス加工する段階が、
前記凹部のネガ型を含むダイを形成する段階と、
前記ダイを用いて前記ベース層に刻印する段階と、を備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記反射物質の層を堆積させる段階が反射物質の層をスパッタリングする段階を備える、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
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