(57)【要約】  本発明の実施形態は、干渉変調器及び太陽電池を備えた干渉ディスプレイ装置及びその製造方法に関する。一部の実施形態では、太陽電池は、干渉変調器にエネルギーを提供するように構成されている。太陽電池及び干渉変調器は同一基板上に形成され得る。太陽電池の一層は、干渉変調器の一層と共有され得る。
2010534857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉変調器と、
前記干渉変調器にエネルギーを提供するように構成されている太陽電池とを備えたディスプレイ装置。
【請求項２】
前記太陽電池からのエネルギーを貯蔵するように構成されているキャパシタを更に備えた請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記太陽電池からのエネルギーを貯蔵するように構成されているバッテリーを更に備えた請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
干渉変調器のアレイを備えている請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記太陽電池が前記アレイ内の少なくとも二つ干渉変調器の間に配置されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記太陽電池が前記アレイの周縁の外側に配置されている、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記干渉変調器の少なくとも一つの物質が、前記太陽電池の少なくとも一つの物質と同一である、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記干渉変調器の少なくとも一つの物質が、前記太陽電池の少なくとも一つの物質と同じ厚さである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記干渉変調器の少なくとも一つの物質及び前記太陽電池の少なくとも一つの物質がインジウム錫酸化物を備える、請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記干渉変調器の電極層が、前記干渉変調器の少なくとも一つの物質を備える、請求項７から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記干渉変調器を備えたディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成され、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１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
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１１に記載の装置。
【請求項１３】
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１２に記載の装置。
【請求項１４】
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１１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
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１４に記載の装置。
【請求項１６】
入力データを受信し、該入力データを前記プロセッサに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１１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
基板上に干渉装置を形成する段階と、
前記基板上に太陽電池を形成する段階とを備えた光学装置の製造方法であって、
前記干渉装置を形成する段階が、前記基板上に複数の層を堆積させる段階を備え、前記太陽電池を形成する段階が、前記基板上に複数の層を堆積させる段階を備える、方法。
【請求項１８】
前記太陽電池と前記干渉変調器との両方によって共有される共有層を形成する段階を更に備えた請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記共有層が機能層である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記共有層がインジウム錫酸化物を備える、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記共有層が前記干渉装置の電極層を備える、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記干渉装置を形成する段階が、
前記基板上に第一の電極層を形成する段階と、
前記第一の電極層上に犠牲層を形成する段階と、
前記犠牲層上に電極層を形成する段階と、
前記犠牲層の少なくとも一部を除去する段階とを備える、請求項１７から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記太陽電池を形成する段階が、
前記基板上にｐドープ層を形成する段階と、
前記ｐドープ層上に真性層を形成する段階と、
前記真性層上にｎドープ層を形成する段階とを備える、請求項１７から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
請求項１７から２３のいずれか一項に記載の方法によって製造されたＭＥＭＳ装置。
【請求項２５】
太陽電池を用いて光エネルギーを電気エネルギーに変換する段階と、
前記電気エネルギーでエネルギー貯蔵装置を充電する段階と、
前記エネルギー貯蔵装置を干渉変調器に接続する段階と、
前記エネルギー貯蔵装置から前記干渉変調器にエネルギーを提供する段階とを備えた太陽電池の使用方法。
【請求項２６】
前記エネルギー貯蔵装置がバッテリーである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記太陽電池及び前記干渉変調器が同一の基板上に形成されている、請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記太陽電池が、前記干渉変調器と少なくとも一つの層を共有する、請求項２５から２７に記載の方法。
【請求項２９】
太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、
光を干渉変調する手段と、
電気エネルギーを干渉変調手段に提供する手段とを備えた装置。
【請求項３０】
電気エネルギーを貯蔵する手段を更に備えた請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、前記光を干渉変調する手段とが同一の基板上に形成されている、請求項２９又は３０に記載の装置。
【請求項３２】
干渉変調器を作動させるための命令を備えたコンピュータ可読媒体であって、前記命令が、干渉変調器に時間変動する電圧を印加するための命令を備え、前記電圧が太陽電池に接続されたエネルギー貯蔵装置によって供給される、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２００７年７月５日出願の“ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ  ＩＭＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＯＬＡＲ  ＣＥＬＬＳ  ＯＮ  Ａ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ”という名称の米国出願第１１／７７３７５７号と、２００８年３月３０日出願の“ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ  ＩＭＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＯＬＡＲ  ＣＥＬＬＳ  ＯＮ  Ａ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ”という名称の欧州出願第０８１５３１６２．６号の優先権を主張し、両出願はその全体が参照として本願に組み込まれる。
【０００２】
本発明の実施形態は、太陽電池を備えた干渉ディスプレイ装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
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】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００６／０２６１６２号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／１４７６８８号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１４２９３１０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一部の実施形態では、干渉変調器と太陽電池とを含むディスプレイ装置が提供される。太陽電池は干渉変調器用にエネルギーを提供するように構成されている。本装置は更に、キャパシタ及び／又はバッテリーを含み得る。キャパシタは太陽電池からのエネルギーを貯蔵するように構成されていて、バッテリーは太陽電池からのエネルギーを貯蔵するように構成されている。本装置は、干渉変調器のアレイを含み得る。太陽電池は、アレイ中の少なくとも二つの干渉変調器の間に配置され、及び／又は、アレイの周縁の外側に配置され得る。干渉変調器の少なくとも一つの物質は、太陽電池の少なくとも一つの物質と同一であり得る。干渉変調器の少なくとも一つの物質は、太陽電池の少なくとも一つの物質と同一の厚さであり得る。干渉変調器の少なくとも一つの物質及び太陽電池の少なくとも一つの物質はインジウム錫酸化物を含み得る。干渉変調器の電極層は、干渉変調器の少なくとも一つの物質を含み得る。
【０００６】
本装置は更に、干渉変調器を備えたディスプレイと、該ディスプレイと通信し、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、該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含み得る。本装置は更に、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一つ以上のドライバ回路と、該ドライバ回路に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と、プロセッサに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と、入力データを受信し該入力データをプロセッサに送信するように構成されている入力装置とを含み得る。画像ソースモジュールは、受信機、送受信機、送信機のうち少なくとも一つを含み得る。
【０００７】
一部の実施形態では、基板上に干渉装置を形成する段階と、基板上に太陽電池を形成する段階とを含み得る光学装置の製造方法が提供される。干渉装置を形成する段階は、基板上に複数の層を堆積させることを含み、太陽電池を形成する段階は、基板上に複数の層を堆積させる段階を含む。本方法は更に、太陽電池と干渉変調器との間に共有層を形成する段階を含み得る。共有層は、機能層であり得て、インジウム錫酸化物を含み得て、及び／又は、干渉装置の電極層を含み得る。
【０００８】
干渉装置を形成する段階は、基板上に第一の電極層を形成する段階と、第一の電極上に犠牲層を形成する段階と、犠牲層上に電極層を形成する段階と、犠牲層の少なくとも一部を除去する段階とを含み得る。太陽電池を形成する段階は、基板上にｐドープ層を形成する段階と、ｐドープ層上に真性層を形成する段階と、真性層上にｎドープ層を形成する段階とを含み得る。
【０００９】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置が本願で開示される方法によって製造される。
【００１０】
一部の例では、太陽電池を用いて光エネルギーを電気エネルギーに変換する段階と、電気エネルギーでエネルギー貯蔵装置を充電する段階と、干渉変調器にエネルギー貯蔵装置を接続する段階と、エネルギー貯蔵装置から干渉変調器にエネルギーを提供する段階とを含み得る太陽電池の使用方法が提供される。エネルギー貯蔵装置はバッテリーであり得る。太陽電池及び干渉変調器は同一基板上に形成され得る。太陽電池は、少なくとも一つの層を干渉変調器と共有し得る。
【００１１】
一部の例では、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、光を干渉変調する手段と、干渉変調手段に電気エネルギーを提供する手段とを含む装置が提供される。本装置は更に、電気エネルギーを貯蔵する手段を含み得る。太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、光を干渉変調する手段とは同一基板上に形成され得る。
【００１２】
一部の例では、干渉変調器を作動させるための命令を含み得るコンピュータ可読媒体が提供される。命令は、干渉変調器に時間変動する電圧を印加するための命令を備え、電圧は、太陽電池に接続されたエネルギー貯蔵装置によって供給される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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８】干渉変調器の製造方法の一実施形態における特定の段階を示すフロー図である。
【図９】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を示すフロー図である。
【図１０】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を示すフロー図である。
【図１１Ａ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｂ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｃ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｄ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｅ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｆ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｇ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｈ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｉ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｊ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｋ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｌ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｍ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｎ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１１Ｏ】ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態を概略的に示す。
【図１２Ａ】多様な太陽電池の断面図である。
【図１２Ｂ】多様な太陽電池の断面図である。
【図１２Ｃ】多様な太陽電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
干渉変調器ディスプレイは、電極の位置を制御して、装置の光の反射率を制御するのに電力を必要とする。本発明の実施形態では、干渉変調器を太陽電池と組み合わせる。同一の基板上に干渉変調器及び太陽電池を形成するための方法を提供する。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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の反対側の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。
【００４５】
図８は、干渉変調器の製造プロセス８００の一実施形態の特定の段階を示す。こうした段階は、図８には示されない他の段階と共に、例えば、図１及び７に示される一般的なタイプの干渉変調器の製造プロセス内に存在し得るものである。図１、図７及び図８を参照すると、プロセス８００は、基板２０上に光学積層体１６を形成する段階８０５で開始する。基板２０は、ガラスやプラスチック等の透明基板であり得て、例えば、光学積層体１６の効率的な形成を促進するために、洗浄等の前処理段階を経たものであり得る。上述のように、光学積層体１６は導電性で、部分的に透明で部分的に反射性であり、例えば、透明基板２０上に一層以上の層を堆積させることによって製造され得る。一部の実施形態では、層は、平行なストリップにパターニングされて、ディスプレイ装置の行電極を形成し得る。一部の実施形態では、光学積層体１６は、一層以上の金属層（例えば反射及び／又は導電性層）上に堆積させた絶縁又は誘電体層を含む。一部の実施形態では、絶縁層は光学積層体１６の最上層である。
【００４６】
図８に示されるプロセス８００は、光学積層体１６上に犠牲層を形成する段階８１０へと続く。後述のように、犠牲層は後で除去されて（例えば段階８２５で）、キャビティ１９を形成するので、図１に示される結果物の干渉変調器には犠牲層が示されていない。光学積層体１６上への犠牲層の形成は、モリブデンやアモルファスシリコン等のＸｅＦ２でエッチング可能な物質の堆積を含み得て、後続の除去後に、所望のサイズを有するキャビティ１９を提供するように選択された厚さとされる。犠牲物質の堆積は、物理気相堆積（ＰＶＤ，ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（例えばスパッタリング）、プラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ，ｐｌａｓｍａ‐ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＣＶＤ），熱化学気相堆積（熱ＣＶＤ）や、スピンコーティング等の堆積法を用いて、実施され得る。
【００４７】
図８に示されるプロセス８００は、例えば図１及び７に示されるようなポスト１８等の支持構造を形成する段階８１５へと続く。ポスト１８の形成は、犠牲層をパターニングして支持構造開口部を形成して、その後、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、スピンコーティング等の堆積法を用いて、開口部内に物質（例えばポリマー）を堆積させてポスト１８を形成する段階を含み得る。一部の実施形態では、犠牲層に形成される支持構造開口部は、犠牲層及び光学積層体１６の両方を貫通しその下の基板２０にまで延伸し、図７Ａに示されるように、ポスト１８の下端が基板２０に接触するようにする。他の実施形態では、犠牲層に形成される開口部が犠牲層は貫通するが、光学積層体１６を貫通しては延伸しない。図７Ｄは、光学積層体１６と接触する支持ポストプラグ４２の下端を示す。
【００４８】
図８に示されるプロセス８００は、図１及び７に示される可動反射層１４等の可動反射層を形成する段階８２０へと続く。可動反射層１４は、例えば、反射層（例えばアルミニウム、アルミニウム合金）の堆積等の一以上の堆積段階を、一以上のパターニング、マスキング及び／又はエッチング段階と共に採用することによって、形成可能である。上述のように、可動反射層１４は典型的には導電性で、本願において導電性層と指称され得る。一部の実施形態では、反射層はアルミニウムを備える。プロセス８００の段階８２０においては、犠牲層が製造途中の干渉変調器に未だ存在しているので、この段階では、可動反射層１４は一般的には可動性ではない。犠牲層を含み製造途中の干渉変調器は、本願において、“リリースされていない”干渉変調器と指称され得る。
【００４９】
図８に示されるプロセス８００は、例えば図１及び７に示されるようなキャビティ１９等のキャビティを形成する段階８２５へと続く。キャビティ１９は、犠牲物質（段階８１０で堆積させた）をエッチング剤に晒すことによって形成され得る。例えば、モリブデンやアモルファスシリコン等のエッチング可能な犠牲物質は、乾式化学エッチングによって除去可能であり、例えば、犠牲層を、固体二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）由来の蒸気等のガス状又は蒸気状エッチング剤に、所望の量の物質（キャビティ１９を取り囲む構造に対して典型的には選択的である）を除去するのに十分な期間晒すことによって行われる。湿式エッチング及び／又はプラズマエッチング等の他のエッチング法も使用可能である。プロセス８００の段階８２５中に犠牲層が除去されるので、この段階の後では、可動反射層１４は典型的には可動性になる。犠牲物質の除去後の結果物の完成した又は製造途中の干渉変調器を、本願において、“リリースされた”干渉変調器と指称する。
【００５０】
図９は、ＭＥＭＳ装置の製造プロセス９００の一実施形態における特定の段階を示す。こうした段階は、図９に示されない他の段階と共に製造プロセス中に存在し得る。プロセス９００は、基板を提供する段階９０５で開始する。基板２０は、ガラスやプラスチック等の透明基板であり得て、例えば洗浄等の前処理段階を経たものであり得る。プロセス９００は、基板上に干渉装置を形成する段階９１０へと続く。干渉装置は、例えばプロセス８００によって、又は代わりの製造方法によって形成され得る。プロセス９００は、基板上に太陽電池を形成する段階９１５へと続く。太陽電池は、何らかの適切な方法によって形成され得る。一部の実施形態では、段階９１０の少なくとも一部が、段階９１５の前に生じる。一部の実施形態では、段階９１５の少なくとも一部が、段階９１０の前に生じる。段階９１０は、段階９１５が開始される前に完了し得て、又は、段階９１５は、段階９１０が開始される前に完了し得る。一部の実施形態では、段階９１０及び９１５が同時に生じる。
【００５１】
一部の実施形態では、太陽電池及び干渉装置は同一基板上に形成されて、太陽電池が干渉装置に隣接するようになる。干渉装置は、太陽電池が備える物質と同一の物質を備え得る。共通の物質が両装置に対して機能する。つまり、共通物質は、両装置を機能化するための機能目的を有し得る。一部の実施形態では、干渉装置は、太陽電池の層と同じ厚さで同じ物質の層を備えることができる。ここでも、共通物質が両装置に対して機能する。一部の実施形態では、干渉装置の層が、太陽電池の層と実質的に同時に形成される。
【００５２】
一部の実施形態では、干渉装置は干渉変調器のアレイを備える。太陽電池は、干渉変調器のアレイの外側に配置され得る。その装置は、一以上の太陽電池を備え得る。
【００５３】
他の実施形態では、太陽電池及び干渉装置は異なる基板上に形成される。その後、二つの基板を直接的又は間接的に互いに取り付ける。基板は、例えば、干渉装置が太陽電池に隣接するように取り付けられ得る。他の実施形態では、太陽電池は、入射光に対して干渉装置の後方に配置される。一部の実施形態では、太陽電池の一以上の部分が一つの基板上に形成され、干渉装置の一以上の部分が他の基板上に形成され得る。その後、二つの基板が直接的又は間接的に互いに取り付けられる。
【００５４】
一部の実施形態では、太陽電池は、干渉装置にエネルギーを提供するように構成される。太陽電池は、一以上の干渉変調器にエネルギーを提供するように構成され得る。太陽電池は、例えば、バッテリーやキャパシタ等を充電することによって、干渉装置に間接的にエネルギーを提供し得る。バッテリー又はキャパシタは干渉装置に接続され得る。
【００５５】
図１０は、ＭＥＭＳ装置の製造方法の一実施形態の特定の段階を示すフロー図である。こうした段階は、図１０に示されない他の段階と共に製造プロセス中に存在し得る。図１１Ａから図１１Ｏは、フォトリソグラフィ、堆積、マスキング、エッチング（例えば、プラズマエッチング等の乾式や湿式）等の一般的な半導体製造方法を用いて、ＭＥＭＳ装置を製造する方法の一実施形態を概略的に示す。堆積は、化学気相堆積（ＣＶＤ）（プラズマ増強ＣＶＤ、熱ＣＶＤを含む）やスパッタコーティング等の“乾式”方法や、スピンコーティング等の湿式方法を含み得る。
【００５６】
図１０及び図１１を参照すると、プロセス１００は、基板２００を提供する段階１０５で開始する。基板２００は、ガラスやプラスチック等の透明基板であり得て、例えば洗浄等の前処理段階を経たものであり得る。
【００５７】
プロセス１００は、基板２００上に透明電極層２０５を形成する段階１１０へと続く。透明電極層２０５は、例えば、基板２００上に導電性透明物質を堆積させることによって、形成され得る。透明電極層２０５は、例えばインジウム錫酸化物を備える。
【００５８】
プロセス１００は、太陽電池を形成する段階１１５へと続く。太陽電池は、透明電極層２０５の上又は上方に形成され得る。一部の実施形態では、太陽電池は、例えば透明電極層２０５上に一層以上の層を堆積させることによって、形成される。一部の実施形態では、太陽電池は、ｐドープシリコン層及びｎドープシリコン層を含む。一部の実施形態では、シリコンはアモルファスシリコンである。一部の実施形態では、図１１Ａに示されるように、太陽電池は、下部太陽電池層２１０、中間太陽電池層２１５、上部太陽電池層２２０を備える。下部太陽電池層２１０はｐドープアモルファスシリコンを備え得る。中間太陽電池層２１５は、非ドープ又は真性アモルファスシリコンを備え得る。上部太陽電池層２２０はｎドープアモルファスシリコンを備え得る。一部の実施形態では、太陽電池層２１０、２１５、２２０は、アモルファスシリコンの代わりにシリコン、又は、アモルファスシリコンの代わりにポリシリコンを備える。下部太陽電池層２１０は、例えば略５０から略２００オングストロームの厚さであり得る。中間太陽電池層２１５は、例えば略３０００から略３００００オングストロームの厚さであり得る。上部太陽電池層２２０は、例えば略５０から略２００オングストロームの厚さであり得る。図１１Ｂに示されるように、太陽電池層２１０、２１５、２２０はパターニング及びエッチングされて、アモルファスシリコン積層体を形成し得る。太陽電池層２１０、２１５、２２０は、電荷キャリアを光生成及び分離することのできる物質から形成され得て、三層よりも少ない又は多い層を含み得る。このような層は、例えば、多結晶シリコン、微結晶シリコン、テルル化カドミウム、セレン化／硫化銅インジウム、光電気化学電池、ポリマー、ナノ結晶や他のナノ粒子を含み得る。段階１２０が開始する前に太陽電池が完全に形成されている必要がないことは理解されたい。
【００５９】
プロセス１００は、図１１Ｃに示されるように、保護層２２５を形成する段階１２０へと続く。保護層２２５は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉｘＮｙ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）を備え得る。保護層２２５は、絶縁体を備え得る。保護層２２５は、図１１Ｄに示されるように、パターニング及びエッチングされ得る。エッチングされた保護層２２５は、太陽電池を取り囲み続け得る。
【００６０】
プロセス１００は、図１１Ｅに示されるように、金属層２３０を形成する段階１２５へと続く。金属層２３０は、例えばモリブデン、クロム、又はモリブデンクロム物質を備え得る。金属層２３０は、例えば略５０から略１００オングストロームの厚さであり得る。金属層２３０及び透明電極層２０５は、図１１Ｆに示されるように、パターニング及びエッチングされ得る。金属層２３０は、透明電極層２０５がパターニング及びエッチングされる前に、パターニング及びエッチングされ得る。透明電極層２０５は、少なくとも二つの構成要素を形成するようにパターニング及びエッチングされ得る。即ち、太陽電池の下方に位置する太陽電池電極層２０５ａと、干渉変調器が形成される箇所に位置する干渉変調器電極層２０５ｂとである。金属層２３０は、少なくとも二つの構成要素を形成するようにパターニング及びエッチングされ得る。即ち、太陽電池金属層２３０ａと干渉変調器金属層２３０ｂとである。太陽電池金属層２３０ａは、太陽電池電極層２０５ａの上方ではあるが太陽電池に隣接して存在し得る。干渉変調器金属層２３０ｂは、干渉変調器電極層２０５ｂの上方に存在し得る。
【００６１】
プロセス１００は、図１１Ｇに示されるように、誘電体層２３５を形成する段階１３０へと続く。誘電体層２３５は、例えば酸化物を備える。誘電体層２３５は、例えば酸化シリコン又は酸化アルミニウムを備える。誘電体層２３５は、少なくとも部分的には、絶縁層として機能し得る。
【００６２】
プロセス１００は、図１１Ｈに示されるように、犠牲層２４０を形成する段階１３５へと続く。犠牲層２４０は、後述のように後で除去されて、キャビティ２７０ａが形成されるので、犠牲層２４０は、結果物のＭＥＭＳ装置には示されていない。誘電体層２３５上への犠牲層２４０の形成は、モリブデンやアモルファスシリコン等のＸｅＦ２でエッチング可能な物質の堆積を含み得て、後続の除去の後に所望のサイズを有するキャビティ２７０ａを提供するように選択された厚さとされる。犠牲物質の堆積は、物理気相堆積（ＰＶＤ）（例えばスパッタリング）、プラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ），熱化学気相堆積（熱ＣＶＤ）や、スピンコーティング等の堆積法を用いて、実施され得る。犠牲層２４０は、図１１Ｉに示されるように、パターニング及びエッチングされ得る。エッチングされた犠牲層は、干渉変調器のキャビティとなる箇所に位置する犠牲層コンポーネント２４０ａを含み得る。一部の例では、図１１Ｉに示されるように、一つよりも多い犠牲層コンポーネント２４０ａが形成される。他の例では、ただ一つの犠牲層コンポーネント２４０ａが形成される。
【００６３】
プロセス１００は、支持体２４５ａを形成する段階１４０へと続く。図１１Ｊに示されるように、支持体は、まず支持体層２４５を堆積させることによって形成され得る。支持体層２４５は、例えば酸化物を備え得る。支持体層２４５は非導電体を備え得る。支持体層２４５は、図１１Ｋに示されるように、パターニング及びエッチングされて、一つ以上の支持体２４５ａを形成する。支持体２４５ａは、犠牲層コンポーネント２４０ａに隣接して位置し得る。支持体層２４０のエッチングは、犠牲層コンポーネント２４０ａの上端の上の支持体層２４０の少なくとも一部をエッチングすることを備え得る。
【００６４】
プロセス１００は、図１１Ｌに示されるように、ビア２５０ａ〜２５０ｃを形成する段階１４５へと続く。ビア２５０ａ〜２５０ｃは、太陽電池、太陽電池金属層２３０ａ及び／又は干渉変調器金属層２３０ｂの上端の上の層の少なくとも一部をエッチングすることによって、形成され得る。一部の実施形態では、段階１４５を、段階１４０と実質的に同時に行うことができる。
【００６５】
プロセス１００は、図１１Ｍに示されるように、第二の電極層２５５を形成する段階１５０へと続く。第二の電極層２５５は導電性であり得る。第二の電極層２５５は、図１１Ｎに示されるように、パターニング及びエッチングされて、二つの太陽電池電極２６０ａ及び２６０ｂ、少なくとも一つの可動膜２６５及びｉＭｏＤ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）電極２６０ｃが形成される。二つの太陽電池電極２６０ａ及び２６０ｂ並びにｉＭｏＤ電極２６０ｃは、ビア２５０ａ〜２５０ｃ上に（一部の実施形態では、内部に）位置し得る。第一の太陽電池電極２６０ａは、太陽電池積層体の上方に（一部の実施形態では、上に）位置し得る。第二の太陽電池電極２６０ｂは、太陽電池金属層２３０ａの上方に（一部の実施形態では、上に）位置し得る。ｉＭｏＤ電極２６０ｃは、干渉変調器金属層２３０ｂの上方に（一部の実施形態では、上に）位置し得る。犠牲層コンポーネント２４０ａが未だ存在しているので、少なくとも一つの可動膜２６５は典型的に、この段階では可動性ではない。少なくとも一つの可動膜２６５は、犠牲層コンポーネント２４０ａの上方に（一部の実施形態では、上に）位置し得る。一部の実施形態では、別々の可動膜２６５が、各犠牲層コンポーネント２４０ａの上方に（一部の実施形態では、上に）位置する。一部の実施形態では、第二の電極層２５５から形成された構成要素は互いに接触しない。一部の実施形態では、第一の太陽電池電極２６０ａ、第二の太陽電池電極２６０ｂ、ｉＭｏＤ電極２６０ｃ、少なくとも一つの可動膜２６５はいずれも、互いに直接的には接触しない。
【００６６】
犠牲層コンポーネント２４０ａをエッチング剤に晒すことによって、一つ以上のキャビティ２７０ａが形成され得る。例えば、モリブデンやアモルファスシリコン等のエッチング可能な犠牲物質は、乾式化学エッチングによって除去可能であり、例えば、犠牲層を、固体二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）由来の蒸気等のガス状又は蒸気状エッチング剤に、所望の量の物質（一つ以上のキャビティ２７０ａを取り囲む構造に対して典型的には選択的である）を除去するのに十分な期間晒すことによって行われる。例えば湿式エッチング及び／又はプラズマエッチング等の他のエッチング法も使用可能である。犠牲層コンポーネント２４０ａの除去によって典型的に、この段階の後に、可動膜２６５が可動性になる。
【００６７】
段階の追加、エッチングの変更、段階の除去、段階の並び換え等の変更をプロセス１００に対して行うことができる。例えば、干渉変調器電極層２０５ｂは、太陽電池電極層２０５ａのとは異なる初期層から形成可能である。他の例として、誘電体層は、太陽電池電極層２０５ａの上方に誘電体層が存在しないようにエッチング可能である。更に他の例として、太陽電池電極２６０ａ及び２６０ｂは、ｉＭｏＤ電極２６０ｃに接続され得るバッテリーを充電するように接続可能である。
【００６８】
多様な種類の太陽電池が、本願で説明される装置内に含まれ得る。上述のプロセス１００は、段階２１５で形成可能な層を備える太陽電池の一種類を説明したものである。
【００６９】
一部の実施形態では、図１２Ａに示されるように、太陽電池は、基板上に形成されて、太陽電池電極層２０５ａと、下部太陽電池層２１０と、中間太陽電池層２１５と、上部太陽電池層２１０と、太陽電池電極２６０ａを備える。一実施形態では、上述のように、下部太陽電池層２２０は、ｐドープアモルファスシリコンを備え、中間太陽電池層２１５はアモルファスシリコンを備え、上部太陽電池層２２０はｎドープアモルファスシリコンを備える。他の実施形態では、下部太陽電池層２１０はｐドープ炭化アモルファスシリコンを備え、中間太陽電池層２１５はアモルファスシリコンを備え、上部太陽電池層２２０はｎドープアモルファスシリコンを備える。
【００７０】
一部の実施形態では、図１２Ｂに示されるように、太陽電池は、基板上に形成されて、太陽電池電極層２０５ａと、下部太陽電池層２１０と、中間太陽電池層２１５と、上部太陽電池層２２０と、第二の下部太陽電池層３０５と、第二の中間太陽電池層３１０と、第二の上部太陽電池層３１５と、太陽電池電極２６０ａとを備える。第二の下部太陽電池層３０５と、第二の中間太陽電池層３１０と、第二の上部太陽電池層３１５とは、上部太陽電池層２２０の上方であって太陽電池電極２６０ａの下方に位置し得る。下部、中間及び上部太陽電池層２１０、２１５、２２０は上述の物質を備え得る。第二の下部太陽電池層３０５はｐドープ炭化アモルファスシリコンを備え得る。第二の中間太陽電池層３１０はアモルファスシリコンを備え得る。第二の上部太陽電池層３１５はｎドープアモルファスシリコンを備え得る。
【００７１】
一部の実施形態では、図１２Ｃに示されるように、太陽電池は、基板上に形成されて、太陽電池電極層２０５ａと、下部太陽電池層２１０と、中間太陽電池層２１５と、上部太陽電池層２２０と、第二の下部太陽電池層３０５と、第二の中間太陽電池層３１０と、第二の上部太陽電池層３１５と、第三の下部太陽電池層３２０と、第三の中間太陽電池層３２５と、第三の上部太陽電池層３３０と、太陽電池電極２６０ａとを備える。第三の下部太陽電池層３２０と、第三の中間太陽電池層３２５と、第三の上部太陽電池層３３０とは、第二の上部太陽電池層３１５の上方であって太陽電池電極２６０ａの下方に位置し得る。下部、中間及び上部太陽電池層２１０、２１５、２２０並びに第二の下部、中間及び上部太陽電池層３０５、３１０及び３１５は上述の物質を備え得る。第三の下部太陽電池層３２０はｐドープ炭化アモルファスシリコンを備え得る。第三の中間太陽電池層３２５はアモルファスシリコンゲルマニウムを備え得る。第三の太陽電池層３３０はｎドープアモルファスシリコンを備え得る。
【００７２】
他の種類の太陽電池を本願で説明される装置内に組み込むことができることは理解されたい。例えば、一実施形態では、装置の太陽電池コンポーネントは光キャパシタを備える。
【００７３】
上述の詳細な説明において、多様な実施形態に適用されるような本発明の新規特徴について示し、説明し、指摘してきたが、示された装置やプロセスの詳細及び形態の多様な省略、置換及び変更が、本発明の精神を逸脱することなく、当業者には可能であるということを理解されたい。本発明の範囲は、上述の説明ではなくて添付された特許請求の範囲によって示されるものである。特許請求の範囲の記載と等価な意味及び範囲内の全ての変更は、本願の範囲内に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７４】
２００    基板
２０５    透明電極層
２０５ａ  太陽電池電極層
２０５ｂ  干渉変調器電極層
２１０    下部太陽電池層
２１５    中間太陽電池層
２２０    上部太陽電池層
２２５    保護層
２３０    金属層
２３０ａ  太陽電池金属層
２３０ｂ  干渉変調器金属層
２３５    誘電体層
２４０    犠牲層
２４０ａ  犠牲層コンポーネント
２４５    支持体層
２４５ａ  支持体
２５０ａ  ビア
２５０ｂ  ビア
２５０ｃ  ビア
２５５    第二の電極層
２６０ａ  太陽電池電極
２６０ｂ  太陽電池電極
２６０ｃ  ｉＭｏＤ電極
２６５    可動膜
２７０ａ  キャビティ
【図１】
2010534857.tif 000003
【図２】
2010534857.tif 000004
【図３】
2010534857.tif 000005
【図４】
2010534857.tif 000006
【図５Ａ】
2010534857.tif 000007
【図５Ｂ】
2010534857.tif 000008
【図６Ａ】
2010534857.tif 000009
【図６Ｂ】
2010534857.tif 000010
【図７Ａ】
2010534857.tif 000011
【図７Ｂ】
2010534857.tif 000012
【図７Ｃ】
2010534857.tif 000013
【図７Ｄ】
2010534857.tif 000014
【図７Ｅ】
2010534857.tif 000015
【図８】
2010534857.tif 000016
【図９】
2010534857.tif 000017
【図１０】
2010534857.tif 000018
【図１１Ａ】
2010534857.tif 000019
【図１１Ｂ】
2010534857.tif 000020
【図１１Ｃ】
2010534857.tif 000021
【図１１Ｄ】
2010534857.tif 000022
【図１１Ｅ】
2010534857.tif 000023
【図１１Ｆ】
2010534857.tif 000024
【図１１Ｇ】
2010534857.tif 000025
【図１１Ｈ】
2010534857.tif 000026
【図１１Ｉ】
2010534857.tif 000027
【図１１Ｊ】
2010534857.tif 000028
【図１１Ｋ】
2010534857.tif 000029
【図１１Ｌ】
2010534857.tif 000030
【図１１Ｍ】
2010534857.tif 000031
【図１１Ｎ】
2010534857.tif 000032
【図１１Ｏ】
2010534857.tif 000033
【図１２Ａ】
2010534857.tif 000034
【図１２Ｂ】
2010534857.tif 000035
【図１２Ｃ】
2010534857.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月9日(2009.4.9)
【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】
少なくとも二つの干渉変調器と、
前記干渉変調器のうち少なくとも一つにエネルギーを提供するように構成されていて、前記少なくとも二つの干渉変調器の間に配置されている太陽電池とを備えたディスプレイ装置。
【請求項２】
前記太陽電池からのエネルギーを貯蔵するように構成されているキャパシタを更に備えた請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記太陽電池からのエネルギーを貯蔵するように構成されているバッテリーを更に備えた請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
干渉変調器のアレイを備えている請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記アレイが少なくとも二つの干渉変調器を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記太陽電池が前記アレイの周縁の外側に配置されている、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記干渉変調器の少なくとも一つの物質が、前記太陽電池の少なくとも一つの物質と同一である、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記干渉変調器の少なくとも一つの物質が、前記太陽電池の少なくとも一つの物質と同じ厚さである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記干渉変調器の少なくとも一つの物質及び前記太陽電池の少なくとも一つの物質がインジウム錫酸化物を備える、請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記干渉変調器の電極層が、前記干渉変調器の少なくとも一つの物質を備える、請求項７から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記干渉変調器を備えたディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成され、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１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
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１１に記載の装置。
【請求項１３】
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１２に記載の装置。
【請求項１４】
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１１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
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１４に記載の装置。
【請求項１６】
入力データを受信し、該入力データを前記プロセッサに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１１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
基板上に少なくとも二つの干渉装置を形成する段階と、
前記少なくとも二つの干渉装置の間において、前記基板上に太陽電池を形成する段階とを備えた光学装置の製造方法であって、
前記干渉装置を形成する段階が、前記基板上に複数の層を堆積させる段階を備え、前記太陽電池を形成する段階が、前記基板上に複数の層を堆積させる段階を備える、方法。
【請求項１８】
前記太陽電池と前記干渉装置との両方によって共有される共有層を形成する段階を更に備えた請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記共有層が機能層である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記共有層がインジウム錫酸化物を備える、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記共有層が前記干渉装置の電極層を備える、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記干渉装置を形成する段階が、
前記基板上に第一の電極層を形成する段階と、
前記第一の電極層上に犠牲層を形成する段階と、
前記犠牲層上に電極層を形成する段階と、
前記犠牲層の少なくとも一部を除去する段階とを備える、請求項１７から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記太陽電池を形成する段階が、
前記基板上にｐドープ層を形成する段階と、
前記ｐドープ層上に真性層を形成する段階と、
前記真性層上にｎドープ層を形成する段階とを備える、請求項１７から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
請求項１７から２３のいずれか一項に記載の方法によって製造された電気機械装置。
【請求項２５】
少なくとも二つの干渉変調器の間に配置されている太陽電池を用いて光エネルギーを電気エネルギーに変換する段階と、
前記電気エネルギーでエネルギー貯蔵装置を充電する段階と、
前記エネルギー貯蔵装置を前記干渉変調器のうち少なくとも一つに接続する段階と、
前記エネルギー貯蔵装置から前記干渉変調器のうち少なくとも一つにエネルギーを提供する段階とを備えた太陽電池の使用方法。
【請求項２６】
前記エネルギー貯蔵装置がバッテリーである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記太陽電池及び前記干渉変調器が同一の基板上に形成されている、請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記太陽電池が、前記干渉変調器と少なくとも一つの層を共有する、請求項２５から２７に記載の方法。
【請求項２９】
光を干渉変調する少なくとも二つの手段と、
前記光を干渉変調する少なくとも二つの手段の間に配置された、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、
電気エネルギーを干渉変調手段のうち少なくとも一つに提供する手段とを備えた装置。
【請求項３０】
電気エネルギーを貯蔵する手段を更に備えた請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する手段と、前記光を干渉変調する少なくとも二つの手段とが同一の基板上に形成されている、請求項２９又は３０に記載の装置。
【請求項３２】
干渉変調器を作動させるための命令を備えたコンピュータ可読媒体であって、前記命令が、少なくとも二つの干渉変調器うち少なくも一つに時間変動する電圧を印加するための命令を備え、前記電圧が、前記少なくとも二つの干渉変調器の間に配置されている太陽電池に接続されたエネルギー貯蔵装置によって供給される、コンピュータ可読媒体。
【国際調査報告】
2010534857.tif 000037
2010534857.tif 000038