(57)【要約】  本開示は、ディスプレイ装置に一体化される薄膜トランジスタおよび薄膜ダイオードなどの薄膜スイッチングデバイスのためのシステムおよび方法を提供するものである。一態様では、薄膜スイッチングデバイスは、基板の上に形成された電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイ要素の後面に配置され、ＥＭＳディスプレイ要素と電気通信する。別の態様では、薄膜スイッチングデバイスは、ＥＭＳディスプレイ要素と基板との間に配置される。ＥＭＳディスプレイ要素と薄膜スイッチングデバイスとの間には、平面を有する平面層が配設される。
2015522840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上にあり、前記基板に面する画面および前記画面の反対側の後面を有する電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイ要素と、
前記ＥＭＳディスプレイ要素の前記後面に配置され、前記ＥＭＳディスプレイ要素と電気通信する薄膜スイッチングデバイスと、
前記薄膜スイッチングデバイスに面する平面を有し、前記ＥＭＳディスプレイ要素と前記薄膜スイッチングデバイスとの間に配設された平面層とを備える、ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記平面層が自己平坦化材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記平面層が、スピンオン誘電体および高温硬化性ポリマーのうち少なくとも１つを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記平面層がスピンオンガラスを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ＥＭＳディスプレイ要素が、反射性ディスプレイ要素、透過性ディスプレイ要素、および自発光要素のうちの１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記薄膜スイッチングデバイスが、薄膜トランジスタおよび薄膜ダイオードのうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記薄膜トランジスタがアモルファスシリコンを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記薄膜トランジスタがポリシリコンを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記平面層が約１μｍ〜約５μｍの厚さを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ＥＭＳディスプレイ要素が干渉変調器（ＩＭＯＤ）である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ＩＭＯＤが双安定である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ＩＭＯＤがアナログである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記ＩＭＯＤが、
基板と、
前記基板の上の光学スタックと、
前記光学スタックの上の可動反射層であって、前記光学スタックと前記可動反射層とがその間に光学ギャップを画定する可動反射層とを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記平面層と前記薄膜スイッチングデバイスとの間に基層をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
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含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路と、
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラとをさらに含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記画像ソースモジュールが、受信機と、トランシーバと、送信機とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
入力データを受信し、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイスをさらに含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
基板と、
前記基板の上の電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイ要素と、
前記ＥＭＳディスプレイ要素と前記基板との間に配設され、前記ＥＭＳディスプレイ要素と電気通信する薄膜スイッチングデバイスと、
前記ＥＭＳディスプレイ要素に面する平面を有し、前記薄膜スイッチングデバイスと前記ＥＭＳディスプレイ要素との間に配設された平面層とを備える、ディスプレイ装置。
【請求項２１】
前記薄膜スイッチングデバイスが薄膜トランジスタを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記薄膜トランジスタがアモルファスシリコンおよびポリシリコンのうち少なくとも１つを含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記平面層がスピンオンガラスを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記ＥＭＳディスプレイ要素が逆干渉変調器（ＩＭＯＤ）である、請求項２０に記載の装置。
【請求項２５】
薄膜スイッチングデバイスを一体化したディスプレイ装置を形成する方法であって、
絶縁基板の上に、前記絶縁基板に面する画面および前記画面の反対側の後面を有する電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイ要素を形成するステップと、
前記ＥＭＳディスプレイ要素の前記後面の上に平面層を形成するステップと、
前記平面層の上に薄膜スイッチングデバイスを形成するステップとを含む、方法。
【請求項２６】
前記薄膜スイッチングデバイスを形成するステップの前に、前記平面層の上に、二酸化ケイ素を含む基層を形成するステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記平面層を形成するステップが、前記ＥＭＳディスプレイ要素の前記後面の上にスピンオンガラスを堆積して前記平面層を形成するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記平面層を形成するステップが、
前記ＥＭＳディスプレイ要素の前記後面の上に絶縁材料を堆積するステップと、
前記絶縁材料に対して化学的機械的平坦化を適用して前記平面層を形成するステップとを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記薄膜スイッチングデバイスを形成するステップが、前記平面層の上に薄膜トランジスタを形成するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
ＥＭＳディスプレイ要素を形成するステップが干渉変調器（ＩＭＯＤ）を形成するステップを含み、前記ＩＭＯＤを形成するステップが、
前記絶縁基板の上に透明な固定層を形成するステップと、
前記透明な固定層の上に可動反射層を形成して、前記可動反射層と前記透明な固定層との間に光学ギャップを画定するステップとを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
基板と、
前記基板に面する画面および前記画面の反対側の後面を有する電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイ要素と、
前記ＥＭＳディスプレイ要素の前記後面に配置され、前記ＥＭＳディスプレイ要素と電気通信する薄膜スイッチングデバイスと、
前記ＥＭＳディスプレイ要素と前記薄膜スイッチングデバイスとの間の、前記薄膜スイッチングデバイスに面する面を平坦化するための手段とを備える、ディスプレイ装置。
【請求項３２】
前記平坦化手段が自己平坦化材料を含む、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記自己平坦化材料がスピンオン誘電体および高温硬化性ポリマーのうち少なくとも１つを含む、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記平坦化手段が約１μｍ〜約５μｍの厚さを有する、請求項３１に記載の装置。
【請求項３５】
請求項２５に記載の方法によって生成された、ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１２年６月１５日に出願した「Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の米国特許仮出願第６１／６６０，１６４号、および２０１２年８月６日に出願した「Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の米国特許出願第１３／５６７，８４５号の優先権を主張するものであり、これらは本特許出願の譲受人に譲渡されている。これらの先出願の開示は、本出願の一部分と見なされ、参照によって本出願に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般に電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスに関し、より詳細には薄膜スイッチングデバイスを一体化したディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気機械システムは、電気的および機械的要素と、アクチュエータと、トランスデューサと、センサと、光学的構成要素（たとえば、ミラー）と、電子回路とを有するデバイスを含む。電気機械システムは、限定はしないが、マイクロスケールおよびナノスケールを含む、様々なスケールで製造され得る。たとえば、マイクロ電気機械システム（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）（ＭＥＭＳ）デバイスは、約１ミクロンから数百ミクロン以上に及ぶサイズを有する構造を含むことができる。ナノ電気機械システム（ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）（ＮＥＭＳ）デバイスは、たとえば、数百ナノメートルよりも小さいサイズを含む、１ミクロンよりも小さいサイズを有する構造を含むことができる。電気および電気機械デバイスを形成するために、堆積、エッチング、リソグラフィを使用して、ならびに／あるいは、基板および／または堆積された材料層の部分をエッチング除去するかまたは層を追加する、他の微細加工プロセスを使用して、電気機械要素が作成され得る。
【０００４】
１つのタイプの電気機械システムデバイスは干渉変調器（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）（ＩＭＯＤ）と呼ばれる。本明細書で使用する干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光学干渉の原理を使用して光を選択的に吸収および／または反射するデバイスを指す。いくつかの実施態様では、干渉変調器は伝導性プレートのペアを含み得、そのペアの一方または両方は、全体的にまたは部分的に、透明でおよび／または反射性であり、適切な電気信号の印加時の相対運動が可能であり得る。一実施態様では、一方のプレートは、基板上に堆積された固定層を含み得、他方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された反射膜を含み得る。別のプレートに対するあるプレートの位置は、干渉変調器に入射する光の光学干渉を変化させることがある。干渉変調器デバイスは、広範囲の適用例を有しており、特にディスプレイ能力がある製品の場合、既存の製品を改善し、新しい製品を作成する際に使用されることが予期される。
【０００５】
干渉ディスプレイ（ＩＭＯＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、双安定ディスプレイ、およびアナログディスプレイなどのディスプレイは、多くのディスプレイ要素またはピクセルを有することができる。集積回路は、個々のディスプレイ要素を制御するか、または電気的にオン／オフするのに使用することができる。ディスプレイ要素は基板上に製作することができる。しかしながら、ディスプレイ要素は、少なくとも部分的には厚膜技術のトポロジのために、基板上に不均一な表面を有することがある。したがって、不均一な面のために、ディスプレイ要素に関連して制御回路要素を製作するのが困難なことがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のシステム、方法およびデバイスは、それぞれいくつかの発明的態様を有し、それらのうちの単一の態様だけが、本明細書で開示する望ましい属性に関与するとは限らない。
【０００７】
本開示で説明される主題の発明的態様の１つは、ディスプレイ装置において実施され得る。ディスプレイ装置は、基板と、基板の上の電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイ要素とを含むことができる。ＥＭＳディスプレイ要素は、基板に面する画面と、画面の反対側の後面とを有することができる。また、ディスプレイ装置には、ＥＭＳディスプレイ要素の後面に配置され、ＥＭＳディスプレイ要素と電気通信する薄膜スイッチングデバイスと、薄膜スイッチングデバイスに面する平面を有し、ＥＭＳディスプレイ要素と薄膜スイッチングデバイスとの間に配設された平面層とが含まれ得る。
【０００８】
いくつかの実施態様では、平面層は自己平坦化材料を含むことができる。平面層は、スピンオンガラスなどのスピンオン誘電体または高温硬化性ポリマーのうち少なくとも１つを含むことができる。
【０００９】
いくつかの実施態様では、薄膜スイッチングデバイスは、薄膜トランジスタおよび薄膜ダイオードのうち少なくとも１つを含む。いくつかの実施態様では、薄膜トランジスタはアモルファスシリコンを含むことができる。いくつかの実施態様では、薄膜トランジスタはポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を含むことができる。
【００１０】
いくつかの実施態様では、ＥＭＳディスプレイ要素はＩＭＯＤであり得る。いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤは双安定である。いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤはアナログである。
【００１１】
本開示で説明される主題の別の発明的態様は、ディスプレイ装置において実施され得る。ディスプレイ装置は、基板と、基板の上のＥＭＳディスプレイ要素とを含むことができる。ディスプレイ装置には、ＥＭＳディスプレイ要素と基板との間に配設され、ＥＭＳディスプレイ要素と電気通信する薄膜スイッチングデバイスがさらに含まれ得る。ディスプレイ装置には、ＥＭＳディスプレイ要素に面する平面を有し、薄膜スイッチングデバイスとＥＭＳディスプレイ要素との間にある平面層も含まれ得る。
【００１２】
いくつかの実施態様では、ＥＭＳディスプレイ要素は逆ＩＭＯＤである。いくつかの実施態様では、薄膜スイッチングデバイスは薄膜トランジスタを含む。
【００１３】
本開示で説明される主題の別の発明的態様は、薄膜スイッチングデバイスを組み込んだディスプレイ装置を形成する方法において実施され得る。この方法は、絶縁基板の上に、絶縁基板に面する画面および画面の反対側の後面を有するＥＭＳディスプレイ要素を形成するステップを含むことができる。この方法は、ＥＭＳディスプレイ要素の後面の上に平面層を形成するステップと、この平面層の上に薄膜スイッチングデバイスを形成するステップとをさらに含むことができる。
【００１４】
いくつかの実施態様では、この方法は、薄膜スイッチングデバイスを形成するステップの前に、平面層の上に、二酸化ケイ素を含む基層を形成するステップをさらに含むことができる。いくつかの実施態様では、平面層を形成するステップは、ＥＭＳディスプレイ要素の後面の上にスピンオンガラスを堆積して平面層を形成するステップを含むことができる。
【００１５】
本開示で説明される主題の別の発明的態様は、ディスプレイ装置において実施され得る。ディスプレイ装置は、基板と、基板に面する画面および画面の反対側の後面を有するＥＭＳディスプレイ要素とを含むことができる。ディスプレイ装置には、ＥＭＳディスプレイ要素の後面に配置され、ＥＭＳディスプレイ要素と電気通信する薄膜スイッチングデバイスも含まれ得る。ディスプレイ装置は、ＥＭＳディスプレイ要素と薄膜スイッチングデバイスとの間の、薄膜スイッチングデバイスに面する面を平坦化するための手段も含むことができる。
【００１６】
いくつかの実施態様では、平坦化する手段は自己平坦化材料を含むことができる。いくつかの実施態様では、自己平坦化材料は、スピンオン誘電体および高温硬化性ポリマーのうち少なくとも１つを含む。
【００１７】
本明細書で説明する主題の１つまたは複数の実施態様の詳細が、添付の図面および以下の説明において示されている。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は一定の縮尺で描かれていないことがあることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の２つの隣接ピクセルを示す等角図の一例である。
【図２】３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例である。
【図３】図１の干渉変調器についての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例である。
【図４】様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときの干渉変調器の様々な状態を示す表の一例である。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例である。
【図５Ｂ】図５Ａに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例である。
【図６Ａ】図１の干渉変調器ディスプレイの部分断面図の一例である。
【図６Ｂ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例である。
【図６Ｃ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例である。
【図６Ｄ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例である。
【図６Ｅ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例である。
【図７】干渉変調器のための製造プロセスを示す流れ図の一例である。
【図８Ａ】干渉変調器を製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。
【図８Ｂ】干渉変調器を製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。
【図８Ｃ】干渉変調器を製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。
【図８Ｄ】干渉変調器を製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。
【図８Ｅ】干渉変調器を製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。
【図９Ａ】薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置の概略断面図の一例である。
【図９Ｂ】薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置の概略断面図の別の例である。
【図１０Ａ】薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置の側断面図の一例である。
【図１０Ｂ】薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置の側断面図の別の例である。
【図１０Ｃ】図１０Ｂの薄膜スイッチングデバイスの拡大図である。
【図１１】ディスプレイ装置を製造する方法を示す流れ図の一例である。
【図１２Ａ】薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１２Ｂ】薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１２Ｃ】薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１２Ｄ】薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１２Ｅ】薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１２Ｆ】薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１３Ａ】薄膜スイッチングデバイスを有する別のディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１３Ｂ】薄膜スイッチングデバイスを有する別のディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１３Ｃ】薄膜スイッチングデバイスを有する別のディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１３Ｄ】薄膜スイッチングデバイスを有する別のディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１３Ｅ】薄膜スイッチングデバイスを有する別のディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１３Ｆ】薄膜スイッチングデバイスを有する別のディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１３Ｇ】薄膜スイッチングデバイスを有する別のディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１３Ｈ】薄膜スイッチングデバイスを有する別のディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１３Ｉ】薄膜スイッチングデバイスを有する別のディスプレイ装置を製造する１つの段階を示す断面図の一例である。
【図１４Ａ】複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図の一例である。
【図１４Ｂ】複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
様々な図面中の同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。
【００２０】
以下の詳細な説明は、発明的態様について説明する目的で、いくつかの実施態様を対象とする。しかしながら、本明細書の教示は、多数の異なる方法で適用され得る。説明する実施態様は、動いていようと（たとえば、ビデオ）、静止していようと（たとえば、静止画像）、およびテキストであろうと、グラフィックであろうと、絵であろうと、画像を表示するように構成された任意のデバイスにおいて実施され得る。より詳細には、実施態様は、限定はしないが、携帯電話、マルチメディアインターネット対応セルラー電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、クロック、計算器、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子リーディングデバイス（たとえば、電子リーダー）、コンピュータモニタ、自動車ディスプレイ（たとえば、オドメータディスプレイなど）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（たとえば、車両における後部ビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子ビルボードまたは標示、プロジェクタ、アーキテクチャ構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダーまたはプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、パーキングメーター、パッケージング（たとえば、電気機械システム（ＥＭＳ）、ＭＥＭＳおよび非ＭＥＭＳ）、審美構造物（たとえば、１つの宝飾品上の画像のディスプレイ）、ならびに様々な電気機械システムデバイスなど、様々な電子デバイス中に実装されるかまたはそれらに関連付けられ得ると考えられる。また、本明細書の教示は、限定はしないが、電子スイッチングデバイス、無線周波フィルタ、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、動き感知デバイス、磁力計、コンシューマーエレクトロニクスのための慣性構成要素、コンシューマーエレクトロニクス製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動方式、製造プロセスおよび電子テスト機器など、非ディスプレイ適用例において使用され得る。したがって、本教示は、単に図に示す実施態様に限定されるものではなく、代わりに、当業者に直ちに明らかになるであろう広い適用性を有する。
【００２１】
本明細書で説明されるいくつかの実施態様は、不均一な裏面を有するＥＭＳディスプレイ要素の上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）または薄膜ダイオードなどの薄膜スイッチングデバイスの製造に関するものである。一般に、薄膜スイッチングデバイスは、厚膜技術を用いるときには、不均一な面上に製作するのが困難なことがある。薄膜スイッチングデバイスは、ＥＭＳディスプレイ要素の後面の上に配置されてこれと電気通信することができ、平面層は、薄膜スイッチングデバイスが平面層の平面の上に配置されるように、ＥＭＳディスプレイ要素と薄膜スイッチングデバイスとの間に配設されている。
【００２２】
本開示で説明される主題の特定の実施態様は、以下の可能性のある利点のうち１つまたは複数を実現するように実施することができる。ディスプレイ要素の不均一な面の上に平面層を設けると、ＴＦＴなどの薄膜スイッチングデバイスの製作を容易にするための平面が形成される。この平面により、厚さの均一性および表面の平坦性が重要なＴＦＴ、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ＴＦＴおよび低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）ＴＦＴを含む、いくつかの異なるタイプのＴＦＴをディスプレイ要素の上に製作することができる。加えて、この平面により、ディスプレイ要素の後面に薄膜スイッチングデバイスを形成することが可能になり、ディスプレイ装置のフィルファクタを改善することができる。その上、ディスプレイ要素の不均一な面の上に平面があるので、薄膜スイッチングデバイスのサイズを、ディスプレイ要素の領域と同じくらい大きくすることができ、または、薄膜スイッチングデバイスの数を、ディスプレイ要素の領域を満たすほどにすることができる。
【００２３】
説明する実施態様が適用され得る好適なＥＭＳまたはＭＥＭＳデバイスの一例は反射型ディスプレイデバイスである。反射型ディスプレイデバイスは、光学干渉の原理を使用してそれに入射する光を選択的に吸収および／または反射するために干渉変調器（ＩＭＯＤ）を組み込むことができる。ＩＭＯＤは、吸収体、吸収体に対して可動である反射体、ならびに吸収体と反射体との間に画定された光共振キャビティを含むことができる。反射体は、２つ以上の異なる位置に移動され得、これは、光共振キャビティのサイズを変化させ、それにより干渉変調器の反射率に影響を及ぼすことがある。ＩＭＯＤの反射スペクトルは、かなり広いスペクトルバンドをもたらすことができ、そのスペクトルバンドは、異なる色を生成するために可視波長にわたってシフトされ得る。スペクトルバンドの位置は、光共振キャビティの厚さを変更することによって、すなわち、反射体の位置を変更することによって調節され得る。
【００２４】
図１は、干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の２つの隣接ピクセルを示す等角図の一例を示す。ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、１つまたは複数の干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素を含む。これらのデバイスでは、ＭＥＭＳディスプレイ要素のピクセルが、明状態または暗状態のいずれかにあることがある。明（「緩和」、「開」または「オン」）状態では、ディスプレイ要素は、たとえば、ユーザに、入射可視光の大部分を反射する。逆に、暗（「作動」、「閉」または「オフ」）状態では、ディスプレイ要素は入射可視光をほとんど反射しない。いくつかの実施態様では、オン状態の光反射特性とオフ状態の光反射特性は逆にされ得る。ＭＥＭＳピクセルは、黒および白に加えて、主に、カラーディスプレイを可能にする特定の波長において、反射するように構成され得る。
【００２５】
ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、ＩＭＯＤの行／列アレイを含むことができる。各ＩＭＯＤは、（光ギャップまたはキャビティとも呼ばれる）エアギャップを形成するように互いから可変で制御可能な距離をおいて配置された反射層のペア、すなわち、可動反射層と固定部分反射層とを含むことができる。可動反射層は、少なくとも２つの位置の間で移動され得る。第１の位置、すなわち、緩和位置では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きい距離をおいて配置され得る。第２の位置、すなわち、作動位置では、可動反射層は、部分反射層により近接して配置され得る。それら２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて、強め合うようにまたは弱め合うように干渉し、各ピクセルについて全反射状態または無反射状態のいずれかを引き起こすことがある。いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤは、作動していないときに反射状態にあり、可視スペクトル内の光を反射し得、また、作動していないときに暗状態にあり、可視範囲外の光（たとえば、赤外光）を反射し得る。ただし、いくつかの他の実施態様では、ＩＭＯＤは、作動していないときに暗状態にあり、作動しているときに反射状態にあり得る。いくつかの実施態様では、印加電圧の導入が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。いくつかの他の実施態様では、印加電荷が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。
【００２６】
図１中のピクセルアレイの図示の部分は、２つの隣接する干渉変調器１２を含む。（図示のような）左側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４が、部分反射層を含む光学スタック１６からの所定の距離における緩和位置に示されている。左側のＩＭＯＤ１２にわたって印加された電圧Ｖ０は、可動反射層１４の作動を引き起こすには不十分である。右側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４は、光学スタック１６の近くの、またはそれに隣接する作動位置に示されている。右側のＩＭＯＤ１２にわたって印加された電圧Ｖｂｉａｓは、可動反射層１４を作動位置に維持するのに十分である。
【００２７】
図１では、ピクセル１２の反射特性が、概して、ピクセル１２に入射する光と左側のＩＭＯＤ１２から反射する光１５とを示す、矢印１３を用いて示されている。詳細に示していないが、ピクセル１２に入射する光１３の大部分は透明基板２０を透過され、光学スタック１６に向かうことになることを、当業者なら理解されよう。光学スタック１６に入射する光の一部分は光学スタック１６の部分反射層を透過されることになり、一部分は反射され、透明基板２０を通って戻ることになる。光学スタック１６を透過された光１３の部分は、可動反射層１４において反射され、透明基板２０に向かって（およびそれを通って）戻ることになる。光学スタック１６の部分反射層から反射された光と可動反射層１４から反射された光との間の（強め合うまたは弱め合う）干渉が、ＩＭＯＤ１２から反射される光１５の波長を決定することになる。
【００２８】
光学スタック１６は、単一の層またはいくつかの層を含むことができる。その層は、電極層と、部分反射および部分透過層と、透明な誘電体層とのうちの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施態様では、光学スタック１６は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であり、たとえば、透明基板２０上に上記の層のうちの１つまたは複数を堆積させることによって、作製され得る。電極層は、様々な金属、たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）など、様々な材料から形成され得る。部分反射層は、様々な金属、たとえば、クロム（Ｃｒ）、半導体、および誘電体など、部分的に反射性である様々な材料から形成され得る。部分反射層は、材料の１つまたは複数の層から形成され得、それらの層の各々は、単一の材料または材料の組合せから形成され得る。いくつかの実施態様では、光学スタック１６は、光吸収体と導体の両方として働く、金属または半導体の単一の半透明の膜（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）を含むことができるが、（たとえば、光学スタック１６の、またはＩＭＯＤの他の構造の）異なる、より伝導性の高い層または部分が、ＩＭＯＤピクセル間で信号をバスで運ぶ（ｂｕｓ）ように働くことができる。光学スタック１６は、１つまたは複数の伝導性層または伝導性／吸収層をカバーする、１つまたは複数の絶縁層または誘電体層をも含むことができる。
【００２９】
いくつかの実施態様では、光学スタック１６の層は、以下でさらに説明するように、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。当業者によって理解されるように、「パターニング」という用語は、本明細書では、マスキングプロセスならびにエッチングプロセスを指すために使用される。いくつかの実施態様では、アルミニウム（Ａｌ）などの高伝導性および反射性材料が可動反射層１４のために使用され得、これらのストリップはディスプレイデバイスにおける列電極を形成し得る。可動反射層１４は、（光学スタック１６の行電極に直交する）１つまたは複数の堆積された金属層の一連の平行ストリップとして形成されて、ポスト１８の上に堆積された列とポスト１８間に堆積された介在する犠牲材料とを形成し得る。犠牲材料がエッチング除去されると、画定されたギャップ１９または光キャビティが可動反射層１４と光学スタック１６との間に形成され得る。いくつかの実施態様では、ポスト１８間の間隔は約１〜１０００μｍであり得、ギャップ１９は１０，０００オングストローム（Å）未満であり得る。
【００３０】
いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤの各ピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、本質的に、固定反射層および可動反射層によって形成されるキャパシタである。電圧が印加されないとき、可動反射層１４は、図１中の左側のＩＭＯＤ１２によって示されるように、機械的に緩和した状態にとどまり、可動反射層１４と光学スタック１６との間のギャップ１９がある。しかしながら、電位差、たとえば、電圧が、選択された行および列のうちの少なくとも１つに印加されたとき、対応するピクセルにおける行電極と列電極との交差部に形成されたキャパシタは帯電し、静電力がそれらの電極を引き合わせる。印加された電圧がしきい値を超える場合、可動反射層１４は、変形し、光学スタック１６の近くにまたはそれに対して移動することができる。光学スタック１６内の誘電体層（図示せず）が、図１中の右側の作動ＩＭＯＤ１２によって示されるように、短絡を防ぎ、層１４と層１６との間の分離距離を制御し得る。その挙動は、印加電位差の極性にかかわらず同じである。いくつかの事例ではアレイ中の一連のピクセルが「行」または「列」と呼ばれることがあるが、ある方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは恣意的であることを、当業者は容易に理解されよう。言い換えれば、いくつかの配向では、行は列と見なされ得、列は行であると見なされ得る。さらに、ディスプレイ要素は、直交する行および列に一様に配列されるか（「アレイ」）、または、たとえば、互いに対して一定の位置オフセットを有する、非線形構成で配列され得る（「モザイク」）。「アレイ」および「モザイク」という用語は、いずれかの構成を指し得る。したがって、ディスプレイは、「アレイ」または「モザイク」を含むものとして言及されるが、その要素自体は、いかなる事例においても、互いに直交して配列される必要がなく、または一様な分布で配設される必要がなく、非対称形状および不均等に分布された要素を有する配列を含み得る。
【００３１】
図２は、３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例を示している。電子デバイスは、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成され得るプロセッサ２１を含む。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサ２１は、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または他のソフトウェアアプリケーションを含む、１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成され得る。
【００３２】
プロセッサ２１は、アレイドライバ２２と通信するように構成され得る。アレイドライバ２２は、たとえば、ディスプレイアレイまたはパネル３０に、信号を与える行ドライバ回路２４と列ドライバ回路２６とを含むことができる。図２には、図１に示したＩＭＯＤディスプレイデバイスの断面が線１−１によって示されている。図２は明快のためにＩＭＯＤの３×３アレイを示しているが、ディスプレイアレイ３０は、極めて多数のＩＭＯＤを含んでいることがあり、列におけるＩＭＯＤの数とは異なる数のＩＭＯＤを行において有し得、その逆も同様である。
【００３３】
図３は、図１の干渉変調器についての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例を示す。ＭＥＭＳ干渉変調器の場合、行／列（すなわち、コモン／セグメント）書込プロシージャが、図３に示すこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用し得る。干渉変調器は、可動反射層またはミラーに緩和状態から作動状態に変更させるために、たとえば、約１０ボルトの電位差を必要とし得る。電圧がその値から低減されると、電圧が低下して、たとえば、１０ボルトより下に戻ったとき、可動反射層はそれの状態を維持するが、電圧が２ボルトより下に低下するまで、可動反射層は完全には緩和しない。したがって、図３に示すように、印加電圧のウィンドウがある電圧の範囲、約３〜７ボルトが存在し、そのウィンドウ内でデバイスは緩和状態または作動状態のいずれかで安定している。これは、本明細書では「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」と呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイ３０の場合、行／列書込プロシージャは、一度に１つまたは複数の行をアドレス指定するように設計され得、その結果、所与の行のアドレス指定中に、作動されるべきアドレス指定された行におけるピクセルは、約１０ボルトの電圧差にさらされ、緩和されるべきピクセルは、ほぼ０ボルトの電圧差にさらされる。アドレス指定後に、それらのピクセルは、それらが前のストローブ状態にとどまるような、約５ボルトの定常状態またはバイアス電圧差にさらされる。この例では、アドレス指定された後に、各ピクセルは、約３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差を経験する。このヒステリシス特性の特徴は、たとえば、図１に示した、ピクセル設計が、同じ印加電圧条件下で作動または緩和のいずれかの既存の状態で安定したままであることを可能にする。各ＩＭＯＤピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、本質的に、固定反射層および可動反射層によって形成されるキャパシタであるので、この安定状態は、電力を実質的に消費するかまたは失うことなしに、ヒステリシスウィンドウ内の定常電圧において保持され得る。その上、印加電圧電位が実質的に固定のままである場合、電流は本質的にほとんどまたはまったくＩＭＯＤピクセルに流れ込まない。
【００３４】
いくつかの実施態様では、所与の行におけるピクセルの状態の所望の変化（もしあれば）に従って、列電極のセットに沿って「セグメント」電圧の形態のデータ信号を印加することによって、画像のフレームが作成され得る。次に、フレームが一度に１行書き込まれるように、アレイの各行がアドレス指定され得る。第１の行におけるピクセルに所望のデータを書き込むために、第１の行におけるピクセルの所望の状態に対応するセグメント電圧が列電極上に印加され得、特定の「コモン」電圧または信号の形態の第１の行パルスが第１の行電極に印加され得る。次いで、セグメント電圧のセットは、第２の行におけるピクセルの状態の所望の変化（もしあれば）に対応するように変更され得、第２のコモン電圧が第２の行電極に印加され得る。いくつかの実施態様では、第１の行におけるピクセルは、列電極に沿って印加されたセグメント電圧の変化による影響を受けず、第１のコモン電圧行パルス中にそれらのピクセルが設定された状態にとどまる。このプロセスは、画像フレームを生成するために、一連の行全体、または代替的に、一連の列全体について、連続方式で繰り返され得る。フレームは、何らかの所望の数のフレーム毎秒でこのプロセスを断続的に反復することによって、新しい画像データでリフレッシュおよび／または更新され得る。
【００３５】
各ピクセルにわたって印加されるセグメント信号とコモン信号の組合せ（すなわち、各ピクセルにわたる電位差）は、各ピクセルの得られる状態を決定する。図４は、様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときの干渉変調器の様々な状態を示す表の一例である。当業者によって容易に理解されるように、「セグメント」電圧は、列電極または行電極のいずれかに印加され得、「コモン」電圧は、列電極または行電極のうちの他方に印加され得る。
【００３６】
図４に（ならびに図５Ｂに示すタイミング図に）示すように、開放電圧（ｒｅｌｅａｓｅ  ｖｏｌｔａｇｅ）ＶＣＲＥＬがコモンラインに沿って印加されたとき、コモンラインに沿ったすべての干渉変調器要素は、セグメントラインに沿って印加された電圧、すなわち、高いセグメント電圧ＶＳＨおよび低いセグメント電圧ＶＳＬにかかわらず、代替的に開放または非作動状態と呼ばれる、緩和状態に入れられることになる。特に、開放電圧ＶＣＲＥＬがコモンラインに沿って印加されると、そのピクセルのための対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧ＶＳＨが印加されたときも、低いセグメント電圧ＶＳＬが印加されたときも、変調器にわたる潜在的な電圧（代替的にピクセル電圧と呼ばれる）は緩和ウィンドウ（図３参照。開放ウィンドウとも呼ばれる）内にある。
【００３７】
高い保持電圧ＶＣＨＯＬＤ＿Ｈまたは低い保持電圧ＶＣＨＯＬＤ＿Ｌなどの保持電圧がコモンライン上に印加されたとき、干渉変調器の状態は一定のままであることになる。たとえば、緩和ＩＭＯＤは緩和位置にとどまることになり、作動ＩＭＯＤは作動位置にとどまることになる。保持電圧は、対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧ＶＳＨが印加されたときも、低いセグメント電圧ＶＳＬが印加されたときも、ピクセル電圧が安定性ウィンドウ内にとどまることになるように、選択され得る。したがって、セグメント電圧スイング（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｗｉｎｇ）、すなわち、高いＶＳＨと低いセグメント電圧ＶＳＬとの間の差は、正または負のいずれかの安定性ウィンドウの幅よりも小さい。
【００３８】
高いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｈまたは低いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｌなどのアドレス指定または作動電圧がコモンライン上に印加されたとき、各々のセグメントラインに沿ったセグメント電圧の印加によって、データがそのコモンラインに沿った変調器に選択的に書き込まれ得る。セグメント電圧は、作動が印加されたセグメント電圧に依存するように選択され得る。アドレス指定電圧がコモンラインに沿って印加されたとき、一方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウ内のピクセル電圧をもたらし、ピクセルが非作動のままであることを引き起こすことになる。対照的に、他方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウを越えるピクセル電圧をもたらし、ピクセルの作動をもたらすことになる。作動を引き起こす特定のセグメント電圧は、どのアドレス指定電圧が使用されるかに応じて変動することができる。いくつかの実施態様では、高いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｈがコモンラインに沿って印加されたとき、高いセグメント電圧ＶＳＨの印加は、変調器がそれの現在位置にとどまることを引き起こすことがあり、低いセグメント電圧ＶＳＬの印加は、変調器の作動を引き起こすことがある。当然の結果として、低いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｌが印加されたとき、セグメント電圧の影響は反対であり、高いセグメント電圧ＶＳＨは変調器の作動を引き起こし、低いセグメント電圧ＶＳＬは変調器の状態に影響しない（すなわち、安定したままである）ことがある。
【００３９】
いくつかの実施態様では、常に変調器にわたって同じ極性電位差を引き起こす保持電圧、アドレス電圧、およびセグメント電圧が使用され得る。いくつかの他の実施態様では、変調器の電位差の極性を交番する信号が使用され得る。変調器にわたる極性の交番（すなわち、書込プロシージャの極性の交番）は、単一の極性の反復書込動作後に起こることがある電荷蓄積を低減または抑止し得る。
【００４０】
図５Ａは、図２の３×３干渉変調器ディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例を示す。図５Ｂは、図５Ａに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例を示している。それらの信号は、たとえば、図２の３×３アレイに印加され得、これは、図５Ａに示すライン時間６０ｅディスプレイ配列を最終的にもたらすことになる。図５Ａ中の作動変調器は暗状態にあり、すなわち、その状態では、反射光の実質的部分が、たとえば、閲覧者に、暗いアピアランスをもたらすように可視スペクトルの外にある。図５Ａに示すフレームを書き込むより前に、ピクセルは任意の状態にあることがあるが、図５Ｂのタイミング図に示す書込プロシージャは、各変調器が、第１のライン時間６０ａの前に、開放されており、非作動状態に属すると仮定する。
【００４１】
第１のライン時間６０ａ中に、開放電圧７０がコモンライン１上に印加され、コモンライン２上に印加される電圧が、高い保持電圧７２において始まり、開放電圧７０に移動し、低い保持電圧７６がコモンライン３に沿って印加される。したがって、コモンライン１に沿った変調器（コモン１，セグメント１）、（１，２）および（１，３）は、第１のライン時間６０ａの持続時間の間、緩和または非作動状態にとどまり、コモンライン２に沿った変調器（２，１）、（２，２）および（２，３）は、緩和状態に移動することになり、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）および（３，３）は、それらの前の状態にとどまることになる。図４を参照すると、コモンライン１、２または３のいずれも、ライン時間６０ａ中に作動を引き起こす電圧レベルにさらされていないので（すなわち、ＶＣＲＥＬ−緩和、およびＶＣＨＯＬＤ＿Ｌ−安定）、セグメントライン１、２および３に沿って印加されたセグメント電圧は、干渉変調器の状態に影響しないことになる。
【００４２】
第２のライン時間６０ｂ中に、コモンライン１上の電圧は高い保持電圧７２に移動し、コモンライン１に沿ったすべての変調器は、アドレス指定または作動電圧がコモンライン１上に印加されなかったので、印加されたセグメント電圧にかかわらず、緩和状態にとどまる。コモンライン２に沿った変調器は、開放電圧７０の印加により、緩和状態にとどまり、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）および（３，３）は、コモンライン３に沿った電圧が開放電圧７０に移動するとき、緩和することになる。
【００４３】
第３のライン時間６０ｃ中に、コモンライン１は、コモンライン１上に高いアドレス電圧７４を印加することによってアドレス指定される。このアドレス電圧の印加中に低いセグメント電圧６４がセグメントライン１および２に沿って印加されるので、変調器（１，１）および（１，２）にわたるピクセル電圧は変調器の正の安定性ウィンドウの上端よりも大きく（すなわち、電圧差は、あらかじめ定義されたしきい値を超えた）、変調器（１，１）および（１，２）は作動される。逆に、高いセグメント電圧６２がセグメントライン３に沿って印加されるので、変調器（１，３）にわたるピクセル電圧は、変調器（１，１）および（１，２）のピクセル電圧よりも小さく、変調器の正の安定性ウィンドウ内にとどまり、したがって変調器（１，３）は緩和したままである。また、ライン時間６０ｃ中に、コモンライン２に沿った電圧は低い保持電圧７６に減少し、コモンライン３に沿った電圧は開放電圧７０にとどまり、コモンライン２および３に沿った変調器を緩和位置のままにする。
【００４４】
第４のライン時間６０ｄ中に、コモンライン１上の電圧は、高い保持電圧７２に戻り、コモンライン１に沿った変調器を、それらの各々のアドレス指定された状態のままにする。コモンライン２上の電圧は低いアドレス電圧７８に減少される。高いセグメント電圧６２がセグメントライン２に沿って印加されるので、変調器（２，２）にわたるピクセル電圧は、変調器の負の安定性ウィンドウの下側端部（ｌｏｗｅｒ  ｅｎｄ）を下回り、変調器（２，２）が作動することを引き起こす。逆に、低いセグメント電圧６４がセグメントライン１および３に沿って印加されるので、変調器（２，１）および（２，３）は緩和位置にとどまる。コモンライン３上の電圧は、高い保持電圧７２に増加し、コモンライン３に沿った変調器を緩和状態のままにする。
【００４５】
最後に、第５のライン時間６０ｅ中に、コモンライン１上の電圧は高い保持電圧７２にとどまり、コモンライン２上の電圧は低い保持電圧７６にとどまり、コモンライン１および２に沿った変調器を、それらの各々のアドレス指定された状態のままにする。コモンライン３上の電圧は、コモンライン３に沿った変調器をアドレス指定するために、高いアドレス電圧７４に増加する。低いセグメント電圧６４がセグメントライン２および３上に印加されるので、変調器（３，２）および（３，３）は作動するが、セグメントライン１に沿って印加された高いセグメント電圧６２は、変調器（３，１）が緩和位置にとどまることを引き起こす。したがって、第５のライン時間６０ｅの終わりに、３×３ピクセルアレイは、図５Ａに示す状態にあり、他のコモンライン（図示せず）に沿った変調器がアドレス指定されているときに起こり得るセグメント電圧の変動にかかわらず、保持電圧がコモンラインに沿って印加される限り、その状態にとどまることになる。
【００４６】
図５Ｂのタイミング図では、所与の書込プロシージャ（すなわち、ライン時間６０ａ〜６０ｅ）は、高い保持およびアドレス電圧、または低い保持およびアドレス電圧のいずれかの使用を含むことができる。書込プロシージャが所与のコモンラインについて完了されると（また、コモン電圧が、作動電圧と同じ極性を有する保持電圧に設定されると）、ピクセル電圧は、所与の安定性ウィンドウ内にとどまり、開放電圧がそのコモンライン上に印加されるまで、緩和ウィンドウを通過しない。さらに、各変調器が、変調器をアドレス指定するより前に書込プロシージャの一部として開放されるので、開放時間ではなく変調器の作動時間が、必要なライン時間を決定し得る。詳細には、変調器の開放時間が作動時間よりも大きい実施態様では、開放電圧は、図５Ｂに示すように、単一のライン時間よりも長く印加され得る。いくつかの他の実施態様では、コモンラインまたはセグメントラインに沿って印加される電圧が、異なる色の変調器など、異なる変調器の作動電圧および開放電圧の変動を相殺するように変動し得る。
【００４７】
上記に記載した原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は大きく異なり得る。たとえば、図６Ａ〜図６Ｅは、可動反射層１４とそれの支持構造とを含む、干渉変調器の異なる実施態様の断面図の例を示している。図６Ａは、金属材料のストリップ、すなわち、可動反射層１４が、基板２０から直角に延在する支持体１８上に堆積される、図１の干渉変調器ディスプレイの部分断面図の一例を示している。図６Ｂでは、各ＩＭＯＤの可動反射層１４は、概して形状が正方形または長方形であり、コーナーにおいてまたはその近くでテザー３２に接して支持体に取り付けられる。図６Ｃでは、可動反射層１４は、概して形状が正方形または長方形であり、フレキシブルな金属を含み得る変形可能層３４から吊るされる。変形可能層３４は、可動反射層１４の外周の周りで基板２０に直接または間接的に接続することがある。これらの接続は、本明細書では支持ポストと呼ばれる。図６Ｃに示す実施態様は、変形可能層３４によって行われる可動反射層１４の機械的機能からのそれの光学的機能の分離から派生する追加の利益を有する。この分離は、反射層１４のために使用される構造設計および材料と、変形可能層３４のために使用される構造設計および材料とが、互いとは無関係に最適化されることを可能にする。
【００４８】
図６Ｄは、可動反射層１４が反射副層１４ａを含む、ＩＭＯＤの別の例を示している。可動反射層１４は、支持ポスト１８などの支持構造上に載る。支持ポスト１８は、たとえば、可動反射層１４が緩和位置にあるとき、可動反射層１４と光学スタック１６との間にギャップ１９が形成されるように、下側静止電極（すなわち、図示のＩＭＯＤにおける光学スタック１６の一部）からの可動反射層１４の分離を可能にする。可動反射層１４は、電極として働くように構成され得る伝導性層１４ｃと、支持層１４ｂとをも含むことができる。この例では、伝導性層１４ｃは、基板２０から遠位にある支持層１４ｂの一方の面に配設され、反射副層１４ａは、基板２０の近位にある支持層１４ｂの他方の面に配設される。いくつかの実施態様では、反射副層１４ａは、伝導性であることがあり、支持層１４ｂと光学スタック１６との間に配設され得る。支持層１４ｂは、誘電材料、たとえば、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の、１つまたは複数の層を含むことができる。いくつかの実施態様では、支持層１４ｂは、たとえば、ＳｉＯ２／ＳｉＯＮ／ＳｉＯ２３層スタックなど、複数の層のスタックであり得る。反射副層１４ａと伝導性層１４ｃのいずれかまたは両方は、たとえば、約０．５％の銅（Ｃｕ）または別の反射金属材料を用いた、アルミニウム（Ａｌ）合金を含むことができる。誘電支持層１４ｂの上および下で伝導性層１４ａ、１４ｃを採用することは、応力のバランスをとり、伝導の向上を与えることができる。いくつかの実施態様では、反射副層１４ａおよび伝導性層１４ｃは、可動反射層１４内の特定の応力プロファイルを達成することなど、様々な設計目的で、異なる材料から形成され得る。
【００４９】
図６Ｄに示すように、いくつかの実施態様はブラックマスク構造２３をも含むことができる。ブラックマスク構造２３は、周辺光または迷光を吸収するために、光学不活性領域において（たとえば、ピクセル間にまたはポスト１８の下に）形成され得る。ブラックマスク構造２３はまた、光がディスプレイの不活性部分から反射されることまたはそれを透過されることを抑止し、それによりコントラスト比を増加させることによって、ディスプレイデバイスの光学的特性を改善することができる。さらに、ブラックマスク構造２３は、伝導性であり、電気的バス層として機能するように構成され得る。いくつかの実施態様では、行電極は、接続された行電極の抵抗を低減するために、ブラックマスク構造２３に接続され得る。ブラックマスク構造２３は、堆積およびパターニング技法を含む様々な方法を使用して形成され得る。ブラックマスク構造２３は１つまたは複数の層を含むことができる。たとえば、いくつかの実施態様では、ブラックマスク構造２３は、それぞれ、約３０〜８０Å、５００〜１０００Å、および５００〜６０００Åの範囲内の厚さをもつ、光吸収体として働くモリブデンクロム（ＭｏＣｒ）層と、ＳｉＯ２層と、反射体として働くアルミニウム合金層と、バス層とを含む。１つまたは複数の層は、たとえば、ＭｏＣｒ層およびＳｉＯ２層の場合は、四フッ化炭素（ＣＦ４）および／または酸素（Ｏ２）、ならびにアルミニウム合金層の場合は、塩素（Ｃｌ２）および／または三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）を含む、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを含む、様々な技法を使用してパターニングされ得る。いくつかの実施態様では、ブラックマスク２３はエタロン（ｅｔａｌｏｎ）または干渉スタック（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｓｔａｃｋ）構造であり得る。そのような干渉スタックブラックマスク構造２３では、伝導性吸収体は、各行または列の光学スタック１６における下側静止電極間で信号を送信するかまたは信号をバスで運ぶために使用され得る。いくつかの実施態様では、スペーサ層３５が、ブラックマスク２３中の伝導性層から吸収層１６ａを概して電気的に絶縁するのに、役立つことができる。
【００５０】
図６Ｅは、可動反射層１４が自立している、ＩＭＯＤの別の例を示している。図６Ｄとは対照的に、図６Ｅの実施態様は支持ポスト１８を含まない。代わりに、可動反射層１４は、複数のロケーションにおいて、下にある光学スタック１６に接触し、可動反射層１４の湾曲は、干渉変調器にわたる電圧が作動を引き起こすには不十分であるとき、可動反射層１４が図６Ｅの非作動位置に戻るという、十分な支持を与える。複数のいくつかの異なる層を含んでいることがある光学スタック１６は、ここでは明快のために、光吸収体１６ａと誘電体１６ｂとを含む状態で示されている。いくつかの実施態様では、光吸収体１６ａは、固定電極としても、部分反射層としても働き得る。
【００５１】
図６Ａ〜図６Ｅに示す実施態様などの実施態様では、ＩＭＯＤは直視型デバイスとして機能し、直視型デバイスでは、画像が、透明基板２０の正面、すなわち、変調器が配列された面の反対の面から、閲覧される。これらの実施態様では、デバイスの背面部分（すなわち、たとえば、図６Ｃに示す変形可能層３４を含む、可動反射層１４の背後のディスプレイデバイスの任意の部分）は、反射層１４がデバイスのそれらの部分を光学的に遮蔽するので、ディスプレイデバイスの画質に影響を及ぼすことまたは悪影響を及ぼすことなしに、構成され、作用され得る。たとえば、いくつかの実施態様では、バス構造（図示せず）が可動反射層１４の背後に含まれ得、これは、電圧アドレス指定およびそのようなアドレス指定に起因する移動など、変調器の電気機械的特性から変調器の光学的特性を分離する能力を与える。さらに、図６Ａ〜図６Ｅの実施態様は、たとえば、パターニングなどの処理を簡略化することができる。
【００５２】
図７は、干渉変調器のための製造プロセス８０を示す流れ図の一例を示しており、図８Ａ〜図８Ｅは、そのような製造プロセス８０の対応する段階の断面概略図の例を示している。いくつかの実施態様では、製造プロセス８０は、図７に示されていない他のブロックに加えて、たとえば、図１および図６に示す一般的なタイプの干渉変調器を製造するために実施され得る。図１、図６および図７を参照すると、プロセス８０はブロック８２において開始し、基板２０の上の光学スタック１６の形成を伴う。図８Ａは、基板２０の上に形成されたそのような光学スタック１６を示している。基板２０は、ガラスまたはプラスチックなどの透明基板であり得、それは、フレキシブルであるかまたは比較的固く曲がらないことがあり、光学スタック１６の効率的な形成を可能にするために、事前準備プロセス、たとえば、洗浄にかけられていることがある。上記で説明したように、光学スタック１６は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であることがあり、たとえば、透明基板２０上に、所望の特性を有する１つまたは複数の層を堆積させることによって、作製され得る。図８Ａでは、光学スタック１６は、副層１６ａおよび１６ｂを有する多層構造を含むが、いくつかの他の実施態様では、より多いまたはより少ない副層が含まれ得る。いくつかの実施態様では、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つは、組み合わせられた導体／吸収体副層１６ａなど、光吸収特性と伝導特性の両方で構成され得る。さらに、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つまたは複数は、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。そのようなパターニングは、当技術分野で知られているマスキングおよびエッチングプロセスまたは別の好適なプロセスによって実行され得る。いくつかの実施態様では、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つは、１つまたは複数の金属層（たとえば、１つまたは複数の反射層および／または伝導性層）上に堆積された副層１６ｂなど、絶縁層または誘電体層であり得る。さらに、光学スタック１６は、ディスプレイの行を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。
【００５３】
プロセス８０はブロック８４において続き、光学スタック１６の上の犠牲層２５の形成を伴う。犠牲層２５は、キャビティ１９を形成するために後で（たとえば、ブロック９０において）除去され、したがって、犠牲層２５は、図１に示した得られた干渉変調器１２には示されていない。図８Ｂは、光学スタック１６の上に形成された犠牲層２５を含む、部分的に作製されたデバイスを示している。光学スタック１６の上への犠牲層２５の形成は、後続の除去後に、所望の設計サイズを有するギャップまたはキャビティ１９（図１および図８Ｅも参照）を与えるように選択された厚さの、モリブデン（Ｍｏ）またはアモルファスシリコン（Ｓｉ）など、フッ化キセノン（ＸｅＦ２）エッチング可能材料の堆積を含み得る。犠牲材料の堆積は、物理気相堆積（ＰＶＤ、たとえば、スパッタリング）、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、熱化学気相堆積（熱ＣＶＤ）、またはスピンコーティングなど、堆積技法を使用して行われ得る。
【００５４】
プロセス８０はブロック８６において続き、支持構造、たとえば、図１、図６および図８Ｃに示すポスト１８の形成を伴う。ポスト１８の形成は、支持構造開口を形成するために犠牲層２５をパターニングし、次いで、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、またはスピンコーティングなどの堆積方法を使用して、ポスト１８を形成するために開口中に材料（たとえば、ポリマーまたは無機材料、たとえば、酸化ケイ素）を堆積させることを含み得る。いくつかの実施態様では、犠牲層中に形成された支持構造開口は、ポスト１８の下側端部が図６Ａに示すように基板２０に接触するように、犠牲層２５と光学スタック１６の両方を通って、下にある基板２０まで延在し得る。代替的に、図８Ｃに示すように、犠牲層２５中に形成された開口は、犠牲層２５を通るが、光学スタック１６を通らずに延在し得る。たとえば、図８Ｅは、光学スタック１６の上側表面（ｕｐｐｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）と接触している支持ポスト１８の下側端部を示している。ポスト１８、または他の支持構造は、犠牲層２５上に支持構造材料の層を堆積させること、およびパターニングして犠牲層２５中の開口から離れて配置された支持構造材料の部分を除去することによって形成され得る。支持構造は、図８Ｃに示すように開口内に配置され得るが、少なくとも部分的に、犠牲層２５の一部分の上で延在することもある。上述のように、犠牲層２５および／または支持ポスト１８のパターニングは、パターニングおよびエッチングプロセスによって実行され得るが、代替エッチング方法によっても実行され得る。
【００５５】
プロセス８０はブロック８８において続き、図１、図６および図８Ｄに示す可動反射層１４などの可動反射層または膜の形成を伴う。可動反射層１４は、１つまたは複数のパターニング、マスキング、および／またはエッチングプロセスとともに、１つまたは複数の堆積プロセス、たとえば、反射層（たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金）堆積を採用することによって、形成され得る。可動反射層１４は、電気伝導性であり、電気伝導性層（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）と呼ばれることがある。いくつかの実施態様では、可動反射層１４は、図８Ｄに示すように複数の副層１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含み得る。いくつかの実施態様では、副層１４ａ、１４ｃなど、副層のうちの１つまたは複数は、それらの光学的特性のために選択された高反射性副層を含み得、別の副層１４ｂは、それの機械的特性のために選択された機械的副層を含み得る。犠牲層２５は、ブロック８８において形成された部分的に作製された干渉変調器中に依然として存在するので、可動反射層１４は、一般にこの段階では可動でない。犠牲層２５を含んでいる部分的に作製されたＩＭＯＤは、本明細書では「非開放（ｕｎｒｅｌｅａｓｅｄ）」ＩＭＯＤと呼ばれることもある。図１に関して上記で説明したように、可動反射層１４は、ディスプレイの列を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。
【００５６】
プロセス８０はブロック９０において続き、キャビティ、たとえば、図１、図６および図８Ｅに示すキャビティ１９の形成を伴う。キャビティ１９は、（ブロック８４において堆積された）犠牲材料２５をエッチャントにさらすことによって形成され得る。たとえば、ＭｏまたはアモルファスＳｉなどのエッチング可能犠牲材料が、ドライ化学エッチングによって、たとえば、一般に、キャビティ１９を囲む構造に対して選択的に除去される、所望の量の材料を除去するのに有効である期間の間、固体ＸｅＦ２から派生した蒸気などの気体または蒸気エッチャントに犠牲層２５をさらすことによって、除去され得る。エッチング可能な犠牲材料と、たとえばプラズマエッチングおよび／またはウェットエッチングといったエッチング方法との他の組合せも用いられ得る。犠牲層２５がブロック９０中に除去されるので、可動反射層１４は、一般に、この段階後に可動となる。犠牲材料２５の除去後に、得られた完全にまたは部分的に作製されたＩＭＯＤは、本明細書では「開放」ＩＭＯＤと呼ばれることがある。
【００５７】
ＩＭＯＤ、ＬＣＤ、ＬＥＤ、双安定ディスプレイ、またはアナログディスプレイなどのディスプレイの個々のディスプレイ要素を制御するのに、集積回路を使用することができる。集積回路は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）または薄膜ダイオードなどの薄膜スイッチングデバイスを含むことができる。薄膜スイッチングデバイスは、ディスプレイ要素と電気通信することができる。たとえば、薄膜スイッチングデバイスは、ディスプレイ要素にアナログまたはデジタルの信号を供給することによって、ディスプレイ要素をスイッチングする働きをすることができる。
【００５８】
ＩＭＯＤなどのディスプレイデバイスでは、ＴＦＴは、ＩＭＯＤディスプレイ要素またはピクセルと一体化され得る。様々なＩＭＯＤアーキテクチャが、様々な位置においてＴＦＴを一体化することができる。いくつかの実施態様では、ＴＦＴは、ＩＭＯＤの基板上に形成することができる。しかしながら、ＴＦＴは、そのようなＩＭＯＤアーキテクチャにおいて視程を妨げ、可視領域を縮小する可能性がある。いくつかの実施態様では、ＴＦＴは、ＩＭＯＤディスプレイ要素に隣接して形成することができる。ＩＭＯＤディスプレイ要素がＴＦＴに隣接しているデバイスは、フィルファクタが減少することによって特徴付けられ得る。ＩＭＯＤのフィルファクタは、ＩＭＯＤの光学活性面積とＩＭＯＤの全面積との比と定義することができる。フィルファクタを増加し、かつ可視領域の妨害を回避するために、ＴＦＴは、ＩＭＯＤに隣接したところや基板上ではなく、ＩＭＯＤの後面に製作することができる。
【００５９】
図９Ａは、薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置の概略断面図の一例を示す。ディスプレイ装置９００は、基板９２０の上に電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイ要素９１０を含むことができる。ＥＭＳディスプレイ要素９１０は、反射性ディスプレイ要素、透過性ディスプレイ要素、または自発光要素のうちの１つであり得る。いくつかの実施態様では、ＥＭＳディスプレイ要素９１０は、ＩＭＯＤなどの反射性ディスプレイ要素である。ＥＭＳディスプレイ要素９１０は、基板９２０に面する画面９００ａと、画面９００ａの反対側の後面９００ｂとを有することができる。
【００６０】
図９Ａの例では、ディスプレイ装置９００は基板９２０を含むことができる。いくつかの実施態様では、基板９２０は透明であり得る。ＥＭＳディスプレイ要素９１０は、基板９２０の上に形成することができ、光学スタック９１６、支柱９１８、光学ギャップ９１９、および可動反射層９１４を含むことができる。示された実施態様では、光学スタック９１６は基板９２０上に形成される。当業者なら、図は簡素化した概略図であり、下にあるバッファ層または介在するバッファ層、黒色マスク層、およびバス層（ｂｕｓｓｉｎｇ  ｌａｙｅｒｓ）などの追加の層が存在し得ることを容易に理解するであろう。光学スタック９１６は、吸収層の上に形成された誘電体層などの複数の層を含むことができる。加えて、光学スタックは、ＩＴＯなどの導体層を含むことができる。ＩＭＯＤは、光学スタック９１６の上に可動反射層９１４を含むことができ、可動反射層９１４と光学スタック９１６との間には光学ギャップ９１９がある。可動反射層９１４は、反射層、機械層、および導体層などの１つまたは複数の層を含むことができる。加えて、可動反射層９１４は、光学スタック９１６の上に配置された支柱９１８によって支持され得る。可動反射層９１４は、電圧が印加されたとき光学スタック９１６の方へ動くように構成することができる。
【００６１】
ディスプレイ装置９００は、ＥＭＳディスプレイ要素９１０の後面９００ｂに配置された薄膜スイッチングデバイス９４０をさらに含むことができる。薄膜スイッチングデバイス９４０は、ＥＭＳディスプレイ要素９１０と電気通信するＴＦＴまたは薄膜ダイオードを含むことができる。いくつかの実施態様では、薄膜スイッチングデバイス９４０は、ＥＭＳディスプレイ要素９１０に信号を供給して、可動反射層９１４を、光学スタック９１６からの２つ以上の距離の間で作動させることができる。双安定ＩＭＯＤでは、可動反射層９１４は、光学スタック９１６からの２つの異なる距離の間で動くように構成することができる。アナログＩＭＯＤでは、可動反射層９１４は、光学スタック９１６から３つ以上の異なる距離へ移動するように構成することができる。言い換えれば、反射層９１４は、光学スタック９１６から３つの以上の異なる位置へ移動して停止することができる。
【００６２】
ＥＭＳディスプレイ要素９１０と薄膜スイッチングデバイス９４０との間に平面層９３０を配設することができる。平面層９３０は、薄膜スイッチングデバイス９４０に面する平面を有することができる。いくつかの実施態様では、平面層９３０は、高温硬化性ポリマーまたはスピンオン誘電体などの自己平坦化材料を含むことができる。
【００６３】
図９Ｂは、薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置の概略断面図の別の例を示す。ディスプレイ装置９００のいくつかの実施態様では、ＥＭＳディスプレイ要素９１０は、基板９２０の反対側の画面９００ａと、「反転」ＩＭＯＤアーキテクチャまたは「逆」ＩＭＯＤアーキテクチャなどの画面９００ａの反対側の後面９００ｂとを有することができる。そのようなアーキテクチャでは、基板９２０の上に薄膜スイッチングデバイス９４０が形成される。薄膜スイッチングデバイス９４０は、ＥＭＳディスプレイ要素９１０と電気通信するＴＦＴであり得る。薄膜スイッチングデバイス９４０の上に平面層９３０を形成することができる。いくつかの実施態様では、平面層９３０は、ＥＭＳディスプレイ要素９１０に面する平面を有する。平面層９３０の上に光学スタック９１６を形成することができる。光学スタック９１６の上に可動反射層９１４が形成され、支柱９１８によって支持されることができる。
【００６４】
図１０Ａは、薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置の側断面図の一例を示す。ディスプレイ装置１０００は、基板１０２０を含むことができ、基板１０２０の上にはＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０が形成されている。いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０は、基板９２０に面する画面１０００ａと、画面１０００ａの反対側の後面１０００ｂとを有することができる。ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０は、不均一な面またはトポグラフィを有することがある。不均一な面のトポグラフィは、少なくとも部分的には厚膜の堆積および層のオーバーラップの結果であり得る。不均一な表面のトポグラフィのために、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０の後面１０００ｂにＴＦＴなどの薄膜スイッチングデバイスを製作するのは困難なことがある。
【００６５】
ディスプレイ装置１０００は、アナログＩＭＯＤ（ＡＩＭＯＤ）の一部分であり得る。ＡＩＭＯＤでは、ピクセルの反射色は、吸収層（たとえば光学スタック１０１６）と反射層（たとえば反射層１０１４）との間のギャップ間隔によって決定され、反射層は、吸収層に対して複数の位置の間で移動可能である。したがって、反射層と吸収層との間のギャップのサイズを変化させることができる。反射層の位置に応じて、光の異なる波長が基板１０２０によって反射して戻され、異なる色の外観を与える。
【００６６】
ディスプレイ装置１０００は基板１０２０を含むことができる。基板１０２０は、ガラス、プラスチック、または他の材料で製作された透明基板であり得る。いくつかの実施態様では、基板１０２０は、スピンオンガラス材などのスピンオン誘電材料で製作することができる。いくつかの実施態様では、基板１０２０は、紫外線硬化性エポキシ樹脂または熱硬化性エポキシ樹脂など、供給されたときには流動性のエポキシ樹脂で製作することができる。いくつかの実施態様では、基板は、ホウ珪酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、水晶、パイレックス（登録商標）、または他の適切な材料を含むことができる。
【００６７】
図１０Ａの例に示されるように、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０は、基板１０２０の上に黒色マスク構造体１０２３を含むことができる。黒色マスク構造体１０２３は、導電性であり、電気的バス層として機能するように構成されてよい。黒色マスク構造体１０２３は、Ｍｏ、ＭｏＣｒ、ＳｉＯ２、アルミニウム銅（ＡｌＣｕ）、および／または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの材料の１つまたは複数の層を含むことができる。
【００６８】
いくつかの実施態様では、黒色マスク構造体１０２３および基板１０２０の上に平坦化層１０２１を形成することができる。平坦化層１０２１は、スピンオンガラスなどのスピンオン誘電体を含むことができ、これは、その後ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０に層を形成するための面を実質的に平坦化するのに役立つ。平坦化層１０２１の他の例には、ポリイミドなどの硬化性ポリマーが含まれ得る。平坦化層１０２１は、光学スタック１０１６の導電層から黒色マスク構造体１０２３の導電層を電気的に絶縁するように機能することもできる。
【００６９】
ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０は、光学スタック１０１６も含むことができる。光学スタック１０１６は、吸収層、光学層、および／または導電層などの１つまたは複数の層を含むことができる。いくつかの実施態様では、吸収層は、約２ｎｍ〜１０ｎｍの厚さの範囲を有するＭｏＣｒを含む材料の層を含むことができる。吸収層は、光を部分的に吸収して部分的に反射するように構成され得る。いくつかの実施態様では、吸収層は導電性でもあり得る。さらに、光学層は、ＳｉＯ２の透明な副層およびＡｌ２Ｏ３のエッチストップ副層などの副層を含むことができ、約４ｎｍ〜約１０ｎｍの厚さを有する。加えて、光学スタック１０１６は、ディスプレイ装置１０００の行を形成する個別の平行なストリップにパターニングされてよい。
【００７０】
引き続き図１０Ａの例を参照して、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０は、光学スタック１０１６と固定要素１０１５との間に可動反射構造体１０１４を含むことができる。第１のギャップ１０１９ａが、光学スタック１０１６から可動反射構造体１０１４を分離することができる。可動反射構造体１０１４は、反射体１０１１および変形可能層１０１３を含むことができる。図示のように、反射体１０１１は、第２のギャップ１０１９ｂによって変形可能層１０１３から分離され得る。第３のギャップ１０９ｃが、固定要素１０１５から可動反射構造体１０１４を分離することができる。反射体１０１１が反射性であって透過性ではないので、光は、反射体１０１１を通って第２のギャップ１０１９ｂに伝搬することがない。したがって、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０は、第２のギャップ１０１９ｂまたは第３のギャップ１０１９ｃではなく第１のギャップ１０１９ａを用いて、干渉法で光を変調するように構成され得る。
【００７１】
反射体１０１１は、可動反射構造体１０１４の中央部分において変形可能層１０１３に結合される。この構成では、可動反射構造体１０１４の光学的性質は、機械的性質から切り離され得る。動作中に、変形可能層１０１３は印加電圧に応答して移動する。反射体１０１１が変形可能層１０１３から分離されているので、変形可能層１０１３が曲がっても反射体１０１１は曲がらない。むしろ、反射体１０１１は、光学スタック１０１６に対して、第１のギャップ１０１９ａにわたって垂直に移動され得、実質的に平坦なままである。さらに、動作のための曲げを変形可能層１０１３が引き受けるので、反射体１０１１は、周囲領域が曲がることからの歪みの影響を受けない。したがって、反射体１０１１の光学的に活性の領域を増加することができ、より大きいフィルファクタをもたらす。
【００７２】
いくつかの実施態様では、反射体１０１１は、複数の副層１０１１ａ、１０１１ｂ、および１０１１ｃを含むことができる。たとえば、誘電体層１０１１ｂは、反射体１０１１の中心の近くに配置することができる。いくつかの実施態様では、誘電体層１０１１ｂは、約２５００Å〜約１００００Åの厚さまたは約５０００Åの厚さを有することができ、反射体１０１１に剛性をもたらす。誘電体層１０１１ｂは、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、または他の適切な誘電材料で製作することができる。
【００７３】
いくつかの実施態様では、誘電体層１０１１ｂの下に第１のミラースタック１０１１ａを配置することができ、誘電体層１０１１ｂの上に第２のミラースタック１０１１ｃを配置することができる。いくつかの実施態様では、第１のミラースタック１０１１ａと第２のミラースタック１０１１ｃは、実質的に同一の材料および厚さを有することができる。たとえば、第１のミラースタック１０１１ａは、光学スタック１０１６に面する厚さ約２８５Åの酸化チタン（ＴｉＯ２）などの反射性材料と、ＳｉＯＮまたはＳｉＯ２などの約６５０Åの厚さを有する誘電材料と、約３００Åの厚さを有するＡｌＣｕなどの導電材料とを有することができる。第２のミラースタック１０１１ｃは、第１のミラースタック１０１１ａと対称に同一でよく、これも、厚さ約２８５ÅのＴｉＯ２の反射性材料と、ＳｉＯＮまたはＳｉＯ２の約６５０Åの厚さを有する誘電材料と、約３００Åの厚さを有するＡｌＣｕの導電材料とを有することができる。そのような対称の構成は、反射体１０１１における反射鏡の形状の制御を改善するように、構造剛性を増加することができる。対称の構成により、様々な材料の熱膨張率（ＣＴＥ）の不整合によって生じる可能性がある応力のバランスをとることができ、その結果、後続の層が実質的に平坦になり得る。
【００７４】
いくつかの実施態様では、変形可能層１０１３は複数の副層を含むことができる。図示のように、変形可能層１０１３は、下部の変形可能層１０１３ａと上部の変形可能層１０１３ｃとの間に金属層１０１３ｂを含むことができる。いくつかの実施態様では、金属層１０１３ｂは、約１００Å〜５００Åの、約３００Åなどの厚さを有するＡｌＣｕなどの金属を含むことができる。金属層１０１３ｂは、少なくとも第１のミラースタック１０１１ａに対して電気的に接続することができる。さらに、金属層１０１３ｂは、黒色マスク構造体１０２３のうちの１つに対して電気的に接続することができる。下部の変形可能層１０１３ａと上部の変形可能層１０１３ｃは、実質的に同一の材料および厚さを有することができる。たとえば、上部の変形可能層および下部の変形可能層は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、または他の適切な誘電材料を含むことができ、それぞれ約１０００Å〜約５０００Åの厚さを有することができる。そのような比較的厚い上部の変形可能層および下部の変形可能層は、変形可能層１０１３に対して十分な構造的支持をもたらすことができる一方で、変形可能層１０１３が電界に応答するための可撓性を保っている。対称な構成は、変形可能層１０１３の応力のバランスをとることもできる。
【００７５】
変形可能層１０１３が第２のギャップ１０１９ｂによって反射体１０１１から分離されているので、変形可能層１０１３が、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０の画面１０００ａから隠蔽され得、変形可能層１０１３の機械的性質は、反射体１０１１の光学的性質から独立して調節され得る。したがって、変形可能層１０１３のそれぞれの副層向けの材料および厚さを、所望の機械的特性を達成するように選択することができる一方で、反射体１０１１のそれぞれの副層向けの材料および厚さを、所望の光学特性を達成するように選択することができる。これにより、変形可能層１０１３および反射体１０１１の特性を用途に依拠して変化させるための、より広い設計の自由が許容される。
【００７６】
いくつかの実施態様では、変形可能層１０１３の上に固定要素１０１５を配置することができ、固定要素１０１５と変形可能層１０１３との間には第３のギャップ１０１９ｃがある。固定要素１０１５は複数の副層を含むことができる。たとえば、固定要素１０１５は、ＳｉＯ２およびＳｉＯＮなどの１つまたは複数の透明材料で製作された誘電体層１０１５ａと、誘電体層１０１５ａの上に形成された電極１０１５ｂとを含むことができる。電極１０１５ｂは、ＡｌＣｕなどの導電材料を含むことができる。いくつかの実施態様では、固定要素１０１５は、電極１０１５ｂの上に別の誘電体層（図示せず）をさらに含むことができ、これは、平面層１０３０に対する機械的支持を増加して電極１０１５ｂを安定化する働きをすることができる。いくつかの実施態様では、固定要素１０１５は、約１μｍ〜約１０μｍの厚さを有することができる。固定要素１０１５が比較的厚いので、もたらされるＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０は、後面１０００ｂ上の表面凹凸が増加することがある。
【００７７】
図１０Ａの例では、固定要素１０１５の上に平面層１０３０を形成することができる。いくつかの実施態様では、平面層１０３０は、硬化性ポリマーまたはスピンオン誘電材料などの自己平坦化材料を含むことができる。いくつかの事例では、スピンオン誘電材料は厚いスピンオンガラス層であり得、平面層１０３０は約１μｍ〜約２μｍの厚さを有することができる。厚さは、一般に、平面層１０３０の最も厚い部分を指すことができる。いくつかの他の事例では、硬化性ポリマーはポリイミドなどの高温硬化性ポリマーであり得、平面層１０３０は約１μｍ〜約５μｍの厚さを有することができる。しかしながら、固定要素１０１５が比較的厚い電極１０１５ｂの上に別の誘電体層を含んでいる実施態様では、平面層１０３０をより薄くすることができる。いくつかの実施態様では、平面層１０３０は、ラップ仕上げ、研削、化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）、または異方性ドライエッチングなどの適切な平坦化手法によって実質的に平坦化することができる任意の適切な絶縁材料であり得る。平面層１０３０が平坦化された絶縁材料を含んでいる事例では、平面層１０３０の厚さは、平面層１０３０が自己平坦化材料を含んでいるときの厚さを上回ることができる。たとえば、平坦化された絶縁材料で形成された平面層は、約１μｍ〜５μｍの厚さを有することができる。平面層１０３０は滑らかな平坦面をもたらすことができ、その結果、平面層１０３０の上に薄膜スイッチングデバイス１０４０を製造することができる。
【００７８】
いくつかの実施態様では、平面層１０３０の上に、ＳｉＯ２、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、またはシリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）などの酸化物または窒化物の基層１０３５を形成することができる。基層１０３５は、次にＴＦＴを形成するための基底酸化物層として働くことができる。基層１０３５は、外部環境からＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０を保護するための防湿層をもたらすのに役立ち得、また、下にある平面層１０３０のガス放出特性を改善することができる。基層１０３５は、平面層１０３０に対して実質的に平坦であるように等角的に堆積することができる。
【００７９】
いくつかの実施態様では、基層１０３５は低品質酸化物であり得る。酸化物の品質は、酸化物を成長させる方法を記述し、層の機能に依拠し得る。低品質酸化物は、高品質酸化物よりも、高い堆積速度、高いエッチング速度、低い破壊電圧、大きい漏れ電流、および優れた均一性を有することができる。高品質酸化物は、低品質酸化物よりも、低い堆積速度、低いエッチング速度、高い破壊電圧、小さいリーク電流、および低い均一性を有することができる。
【００８０】
ディスプレイ装置１０００の基層１０３５の上に、少なくとも１つの薄膜スイッチングデバイス１０４０を形成することができる。薄膜スイッチングデバイス１０４０は、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０の画面１０００ａの反対側の後面１０００ｂに形成されたＴＦＴであり得る。平面層１０３０が滑らかな平坦面をもたらすので、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０の上に、ＴＦＴ  １０４０を、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０に近接してこれと整列するように製作することができる。基層１０３５の上に、限定はしないが、ａ−Ｓｉ  ＴＦＴ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ  ＴＦＴ、ポリマー半導体ＴＦＴ、ならびにインジウムガリウム酸化亜鉛（ＩＧＺＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）ＴＦＴなどの酸化物半導体ＴＦＴを含む様々なタイプのＴＦＴ  １０４０を製作することができる。
【００８１】
ＴＦＴデバイスは、半導体材料の中にソース、ドレイン、およびチャネルを含んでいる電界効果トランジスタである。いくつかの実施態様では、図１０Ａの例に示されるように、ＴＦＴ  １０４０は、基層１０３５上に形成されたゲート金属１０４２を含んでいるａ−Ｓｉ  ＴＦＴなどのボトムゲートＴＦＴであり得る。他の実施態様では、ＴＦＴ  １０４０は、ｐｏｌｙ−Ｓｉ  ＴＦＴなどのトップゲートＴＦＴであり得る。ｐｏｌｙ−Ｓｉ  ＴＦＴは、ａ−Ｓｉの薄膜を堆積させて、ａ−Ｓｉをエキシマレーザに露光することによって形成され得る。いくつかの実施態様では、ｐｏｌｙ−Ｓｉ  ＴＦＴはａ−Ｓｉ  ＴＦＴよりも小さくすることができる。ａ−Ｓｉ  ＴＦＴの特定の実施態様では、ゲート金属１０４２は、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、タンタル（Ｔａ）、ネオジム（Ｎｄ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、および他の適切な金属を含むことができる。
【００８２】
ＴＦＴ  １０４０は、基層１０３５とゲート金属１０４２との上に堆積したゲート絶縁体１０４４をさらに含むことができる。ゲート絶縁体１０４４は、酸化物などの、当技術分野で既知の異なる誘電材料の任意数を含むことができる。いくつかの実施態様では、ゲート絶縁体１０４４は高品質酸化物を含むことができる。
【００８３】
ＴＦＴ  １０４０は、ゲート絶縁体１０４４の上に半導体層１０４６をさらに含むことができる。いくつかの実施態様では、半導体層１０４６は、真性ａ−Ｓｉの上に形成されたｎ型ドープのａ−Ｓｉの２重層を含むことができる。たとえば、ｎ型ドープのａ−Ｓｉ層はリンでドープされ得る。ｎ型ドープのａ−Ｓｉ層は、半導体層１０４６に対して、ソース／ドレイン金属１０４８との改善された電気接触をもたらすことができる。ソース／ドレイン接触１０４８は、半導体層１０４６およびゲート絶縁体１０４４の一部分の上に形成することができる。いくつかの実施態様では、ソース／ドレイン金属１０４８は、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの３重層を含むことができる。あるいは、Ｍｏは、Ｔａ、Ｗ、またはＴｉなどの他の金属で置換され得る。いくつかの実施態様では、バイア構造体１０５０が、ソース／ドレイン金属１０４８を黒色マスク構造体１０２３のうち少なくとも１つと接続する導電性経路をもたらすことができる。したがって、ＴＦＴ  １０４０は、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０と電気通信することができ、画面１０００ａから隠蔽され得る。ＴＦＴ  １０４０の上に不活性化層１０６０が形成され得て、外部環境からＴＦＴ  １０４０を保護する層として働くことができる。不活性化層１０６０は、酸化物などの異なる誘電材料の任意数を含むことができる。いくつかの実施態様では、不活性化層１０６０は低品質酸化物を含むことができる。いくつかの実施態様では、不活性化層１０６０は、ＳｉＮまたはＳｉＯＮの層の上にＳｉＯ２の層を含むことができる。
【００８４】
図１０Ｂは、薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置の側断面図の別の例を示す。図１０Ｂの例に示されるようないくつかの実施態様では、ディスプレイ装置１０００は、ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０の画面１０００ａ上に薄膜スイッチングデバイス１０４０を含むことができる。ＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０は基板１０２０の上に形成された黒色マスク構造体１０２３を含むことができ、これが、不均一な面またはトポグラフィをもたらす可能性がある。そのため、黒色マスク構造体１０２３とＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０との間に薄膜スイッチングデバイス１０４０を製造することができるように、平坦化層１０２１が、滑らかな平坦面をもたらす働きをする。
【００８５】
薄膜スイッチングデバイス１０４０は、画面１０００ａを通る可視性を回避するように黒色マスク構造体１０２３のうちのいずれかの背後に形成されたＴＦＴであり得る。図１０Ｃは、図１０Ｂの薄膜スイッチングデバイスの拡大図を示す。薄膜スイッチングデバイス１０４０は基層１０３５の上に形成することができる。基層１０３５は低品質酸化物などの酸化物であり得る。本明細書で以前に論じたように、限定はしないが、ａ−Ｓｉ  ＴＦＴ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ  ＴＦＴ、ポリマー半導体ＴＦＴ、ならびにＩＧＺＯまたはＩＺＯ  ＴＦＴなどの酸化物半導体ＴＦＴを含む様々なタイプのＴＦＴを製作することができる。図１０Ｂおよび図１０Ｃの例では、ＴＦＴは、半導体層１０４６、ゲート絶縁体１０４４、ゲート金属１０４２、およびソース／ドレイン金属１０４８を有するａ−Ｓｉ  ＴＦＴであり得る。半導体層１０４６は、基層１０３５の上にａ−Ｓｉ層を含むことができる。ゲート絶縁体１０４４は、基層１０３５と半導体層１０４６との上に堆積することができる。いくつかの実施態様では、ゲート絶縁体１０４４は高品質酸化物などの酸化物であり得る。ゲート絶縁体１０４４の上には、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、またはそれらの合金を含み得るゲート金属１０４２を堆積することができる。ゲート絶縁体１０４４とゲート金属１０４２との上に不活性化層１０６０を形成することができる。いくつかの実施態様では、不活性化層１０６０は、低品質酸化物などの酸化物を含むことができる。半導体層１０４６の一部分を露出するために、不活性化層１０６０およびゲート絶縁体１０４４にバイアホールをエッチングすることができる。ソース／ドレイン金属１０４８を、半導体層１０４６と接触するようにバイアホールに堆積することができる。ソース／ドレイン金属１０４８は、Ａｌ合金またはＭｏ／Ａｌ／ＭｏもしくはＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮの３重層を含むことができる。ＴＦＴがＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０と電気通信できるように、ソース／ドレイン金属１０４８をＩＭＯＤディスプレイ要素１０１０と接続することができる。
【００８６】
図１１は、ディスプレイ装置を製造する方法を示す流れ図の一例を示す。ブロックのうちのいくつかは、図１１に示されていない他のブロックとともにＩＭＯＤの製造プロセスの中にあってよい。たとえば、犠牲層、黒色マスク層、バス層などの層を下または上に堆積する追加のプロセスがあり得ることが理解されよう。
【００８７】
プロセス１１００はブロック１１０５で始まり、絶縁基板の上にＥＭＳディスプレイ要素が形成される。ＥＭＳディスプレイ要素は、絶縁基板に面する画面と、画面の反対側の後面とを有することができる。いくつかの実施態様では、ＥＭＳディスプレイ要素を形成するステップは、ＡＩＭＯＤなどのＩＭＯＤを形成するステップを含むことができる。ＩＭＯＤを形成するステップは、絶縁基板の上に透明な固定層を形成するステップと、透明な固定層の上に可動反射層を形成して透明な固定層と可動反射層との間に光学ギャップを画定するステップとを含むことができる。本明細書で以前に論じられたように、透明な固定層は、吸収層を有する光学スタックを含むことができる。本明細書で以前に論じられたように、可動反射層は、１つまたは複数のミラー層および／または変形可能層を含むことができる。
【００８８】
いくつかの実施態様では、透明な固定層を形成するステップの後に可動反射層を形成するステップが遂行され得る。いくつかの実施態様では、可動反射層を形成するステップの後に透明な固定層を形成するステップが遂行され得る。そのような構成は、反転ＩＭＯＤの実施態様を形成することができる。
【００８９】
プロセス１１００はブロック１１１０に続き、ＥＭＳディスプレイ要素の後面の上に平面層が形成される。本明細書で以前に論じられたように、ＥＭＳディスプレイ要素の後面は不均一な表面トポグラフィを有する可能性がある。ＥＭＳディスプレイ要素の後面の上に平面層があると、続いて層および／またはデバイスを堆積するための平面がもたらされ得る。いくつかの実施態様では、平面層を形成するステップは、ＥＭＳディスプレイ要素の後面の上にスピンオンガラスまたはポリイミドを堆積するステップを含むことができる。いくつかの実施態様では、平面層を形成するステップは、ＥＭＳディスプレイ要素の後面の上に絶縁材料を堆積するステップと、続いてＣＭＰなどの適切な平坦化方法を適用して平面層を形成するステップとを含むことができる。
【００９０】
プロセス１１００はブロック１１１５に続き、平面層の上に薄膜スイッチングデバイスが形成される。いくつかの実施態様では、プロセス１１００は、薄膜スイッチングデバイスを形成するステップの前に、平面層の上に基底酸化物層を形成するステップをさらに含むことができる。薄膜スイッチングデバイスは、ＥＭＳディスプレイ要素に対して近接して整列させることができる。さらに、薄膜スイッチングデバイスはＥＭＳディスプレイ要素と電気通信することができる。いくつかの実施態様では、薄膜スイッチングデバイスを形成するステップは、平面層の上にＴＦＴを形成するステップを含むことができる。
【００９１】
図１２Ａ〜図１２Ｆは、薄膜スイッチングデバイスを有するディスプレイ装置を製造する様々な段階を示す断面図の例を示す。
【００９２】
図１２Ａの例では、ＥＭＳディスプレイ要素１２１０の実施態様が提供される。ＥＭＳディスプレイ要素の層および副層の各々が、物理気相堆積（ＰＶＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、およびスピンコーティングなどの当技術分野で既知の技法を用いて堆積され得る。さらに、層および副層の各々が、当技術分野で既知のマスキングおよびエッチングのプロセスによってパターニングされ得る。
【００９３】
いくつかの実施態様では、ＥＭＳディスプレイ要素１２１０をもたらすステップは、基板１２２０の上に黒色マスク構造体１２２３を形成するステップから始まり得る。基板１２２０はガラス基板であり得、黒色マスク構造体１２２３はＳｉＯ２／ＡｌＣｕ／Ｍｏの多層スタックであり得る。いくつかの実施態様では、黒色マスク構造体１２２３は、ＭｏＣｒおよび／またはＡｌ２Ｏ３も含むことができる。本明細書で以前に論じられたように、黒色マスク構造体１２２３をパターニングすることができる技法には、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを含めて様々なものがある。黒色マスク構造体１２２３の上にスピンオンガラスなどの平坦化層１２２１が堆積されてよい。
【００９４】
平坦化層１２２１の上に光学スタック１２１６を堆積して黒色マスク構造体１２２３と接触させてよい。光学スタック１２１６は導電性で、部分的に透明で部分的に反射性であり得る。光学スタック１２１６は、たとえば、平坦化層１２２１上に、所望の特性を有する１つまたは複数の層を堆積させることによって製作されてよい。光学スタック１２１６の層を形成するのに用いることができる材料のいくつかの例が上記で論じられてきた。
【００９５】
光学スタック１２１６の上に第１の犠牲層１２２５ａを形成することができる。犠牲層１２２５ａは、光学ギャップ１２１９ａを形成するために後に除去することができる（図１２Ｆを参照されたい）。光学スタック１２１６の上の第１の犠牲層１２２５ａの形成は、Ｍｏ、ａ−Ｓｉ、Ｔａ、Ｇｅ、Ｔｉ、ＷなどのＸｅＦ２のエッチング可能な材料の堆積を含むことができる。犠牲層１２２５ａの堆積は、その犠牲材料の用途に依拠して、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、熱的ＣＶＤ、またはスピンコーティングなどの様々な堆積技法を用いて行われてよい。
【００９６】
１つまたは複数の堆積ステップを１つまたは複数のパターニングステップとともに用いて、犠牲層１２２５の上に反射体１２１１を形成してよい。反射体１２１１の形成は、ＴｉＯ２などの高反射性の材料の堆積を含むことができる。いくつかの実施態様では、高反射性の材料は約２８５Åの厚さに堆積することができる。反射体１２１１の形成は、高反射性の材料の層の上にＳｉＯＮまたはＳｉＯ２などの誘電材料の層を堆積することも含むことができる。誘電材料の層は、約６５０Åの厚さに堆積することができる。反射体１２１１の形成は、誘電材料の層の上にＡｌＣｕなどの導電材料を堆積することをさらに含むことができる。導電材料の層は、約３００Åの厚さに堆積することができる。続いて、導電材料の層の上に誘電材料の比較的厚い層が堆積され得る。いくつかの実施態様では、比較的厚い層はＳｉＯＮで形成されてよく、厚さは約５０００Åでよい。いくつかの実施態様では、テーパ形状を形成するために、比較的厚い層に対してドライエッチングのプロセスを適用することができる。テーパ形状は、続いて堆積する層のより優れた段差被覆のための傾斜側壁をもたらす。比較的厚い誘電体層の上に、層の対称の組を形成することができる。いくつかの実施態様では、層の材料および厚さは、反射体１２１１において実質的に対称のスタックを生成するように選択することができる。他の実施態様では、層の材料および／または厚さのうちの一つまたは複数は、対称の配置から変化してよい。
【００９７】
反射体１２１１の上に第２の犠牲層１２２５ｂを形成することができる。第２の犠牲層１２２５ｂは、第１の犠牲層１２２５ａに関して上記で説明したように形成することができる。
【００９８】
第２の犠牲層１２２５ｂの上に変形可能層１２１３を形成して反射体１２１１に接続することができる。変形可能層１２１３は、１つまたは複数の堆積ステップを採用して形成されてよい。たとえば、変形可能層１２１３を形成するステップは、ＳｉＯＮおよび／またはＳｉＯ２などの誘電体材料からなる誘電体層の堆積を含んでよく、ＡｌＣｕなどの導電材料からなる導電層が続き、その後に別の誘電体層が続き得る。誘電体層の各々は変形可能であり得、約１０００Å〜約３５００Åの厚さを有することができる。導電層の厚さは約３００Åであり得る。変形可能層１２１３の層の材料および厚さは、実質的に対称の配置をもたらすように選択することができる。
【００９９】
変形可能層１２１３の上に第３の犠牲層１２２５ｃを堆積することができる。第３の犠牲層１２２５ｃの形成は、第１の犠牲層１２２５ａおよび第２の犠牲層１２２５ｂに関して上記で説明したように行うことができる。
【０１００】
第３の犠牲層１２２５ｃの上に固定要素１２１５を形成することができる。いくつかの実施態様では、固定要素１２１５は、図１２Ａに示されるように、誘電体層の上に導電層を含むことができる。他の実施態様では、固定要素１２１５は、２つの誘電体層で取り囲まれた導電層を含むことができる。導電層はＡｌＣｕを含むことができ、約３００Åの厚さを有し、誘電体層の各々はＳｉＯＮおよび／またはＳｉＯ２を含むことができ、約１μｍ〜約３μｍの厚さを有する。
【０１０１】
図１２Ｂの例では、固定要素１２１５の上に、自己平坦化材料を用いて平面層１２３０を堆積することができる。自己平坦化材料を用いると、ＣＭＰなどの後続の平坦化プロセスが不要になり得る。いくつかの実施態様では、自己平坦化材料は、硬化する前には液体である流動性誘電材料を含むことができる。適切な流動性誘電材料の一例には、スピンオンガラスなどのスピンオン誘電体が含まれ得る。
【０１０２】
スピンオン誘電体は、スピンコーティングプロセスと称されることもあるスピンオン堆積プロセスによって堆積された任意の固体誘電体を指す。スピンオン堆積プロセスでは、溶剤の中に誘電体の前駆物質を含んでいる溶液が、固定要素１２１５上に分配される。基板１２２０は、溶液が分配されている間または分配された後に回転されてよく、回転中の遠心力が、溶液が一様に分布するのを助長する。約６０００ｒｐｍ以内の回転速度が用いられ得る。スピンオン誘電体は、溶液の計量分配、押出し加工、またはキャスティングによって、後続のスピニングなしで形成された誘電体を含むことができる。いくつかの実施態様では、スピンオンガラスは、押出しメカニズムでブレードタイプノズルを用いて、後続のスピニングなしで分配することができる。次いで、溶剤を除去して固体誘電体層を形成するために、分配された溶液に対して１つまたは複数の分配後の作業を行うことができる。いくつかの実施態様では、誘電体の前駆物質は分配後の作業中に重合される。スピンオン誘電体層は、用いられる誘電体の前駆物質および所望の実施態様に応じて、有機誘電体層または無機誘電体層であり得る。いくつかの実施態様では、スピンオン誘電体層を構築するために、複数の層を分配して硬化することができる。いくつかの実施態様では、一旦凝固すると基板１２２０のＣＴＥと一致するＣＴＥを有する誘電体を用いるのが有益であり得る。したがって、いくつかの実施態様では、平面層１２３０はスピンオンガラス層であり得る。
【０１０３】
いくつかの実施態様では、自己平坦化材料は高温硬化性ポリマーを含むことができる。適切な高温硬化性ポリマーの一例には、ポリイミドが含まれ得る。
【０１０４】
自己平坦化材料は、凝固するように硬化させることができ、実質的に平坦化された面を有する固体誘電体層を形成する。図１２Ｂは凝固後の平面層１２３０を示す。いくつかの実施態様では、平面層１２３０は、約１００℃と約４５０℃との間の約３７５℃などの温度で、約１時間の熱的焼鈍によって硬化させることができる。いくつかの実施態様では、単一の分配作業を遂行して平面層１２３０を形成することができる。いくつかの実施態様では、平面層１２３０を形成するために、複数の計量分配／分配後作業のサイクルを遂行することができる。固体平面層１２３０は、硬化後には、続いて堆積する薄膜スイッチングデバイスの基材を形成することができる。
【０１０５】
いくつかの実施態様では、自己平坦化材料の代わりに、任意の適切な絶縁材料に対して平坦化技法を適用して平面層１２３０を形成することができる。平坦化には、ラップ仕上げ、研削、化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）、異方性ドライエッチング、または別の適切な方法を含む１つまたは複数の作業が含まれ得る。
【０１０６】
図１２Ｃの例に示されるような特定の実施態様では、平面層１２３０の上に基層１２３５を堆積することができる。基層１２３５は、次に薄膜スイッチングデバイスを形成するための基底酸化物層として働くことができる。いくつかの実施態様では、基層１２３５はＳｉＯ２で製作され、ＣＶＤなどの当技術分野で既知の任意の堆積技法によって堆積され得る。基層１２３５は、平面層１２３０に対して実質的に平坦であるように等角的に堆積することができる。いくつかの実施態様では、薄膜スイッチングデバイスは、平面層１２３０の上に、基層１２３５を挟むことなく直接形成されてよい。
【０１０７】
図１２Ｄおよび図１２Ｅは、平面層１２３０および／または基層１２３５の上に薄膜スイッチングデバイス１２４０を製作するためのステップを示す。薄膜スイッチングデバイス１２４０は、薄膜ダイオードまたはａ−Ｓｉ  ＴＦＴなど、当技術分野で知られている任意のタイプのＴＦＴであり得る。図１２Ｄの例では、基層１２３５の上にゲート電極１２４２を堆積してパターニングすることができる。図１２Ｄの例に示されるようないくつかの実施態様では、ゲート電極１２４２はボトムゲート電極である。ｐｏｌｙ−Ｓｉ  ＴＦＴなどの他の実施態様では、ゲート電極１２４２はトップゲート電極（図示せず）であり得る。ゲート電極は、Ｃｒ、またはＡｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｄ、Ｗ、Ｔｉおよびそれらの合金などの任意数の異なる金属を含むことができる。ゲート電極１２４２は、積層構造に配置された異なる金属の２つ以上の層を含むことができる。いくつかの実施態様では、ゲート電極１２４２の厚さは約１０００Å〜約５０００Åであり得る。
【０１０８】
加えて、ゲート電極１２４２の上および周りに誘電体層１２４４を形成することができる。誘電体層１２４４は、ＴＦＴ  １２４０においてゲート絶縁体として働き得る。誘電体層１２４４は、ＳｉＮ、またはＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯＮ、ＴｉＯ２、もしくはハフニウム酸化物（ＨｆＯ２）などの異なる誘電材料の任意数を含むことができる。誘電体層１２４４は、積層構造に配置された異なる誘電材料の２つ以上の層を含むことができる。いくつかの実施態様では、誘電体層１２４４の厚さは約５００Å〜約５０００Åであり得る。
【０１０９】
誘電体層１２４４上に半導体層１２４６を形成することができる。いくつかの実施態様では、半導体層１２４６はａ−Ｓｉを含むことができる。図１２Ｄの例に示されるように、半導体層１２４６は、真性ａ−Ｓｉの上に形成されたｎ型ドープａ−Ｓｉの２重層を含むことができる。あるいは、いくつかの実施態様では、真性ａ−Ｓｉの上にｐ型ドープａ−Ｓｉの２重層を形成することができる。続いて、ゲート電極１２４２の上に、半導体層１２４６をパターニングして整列させることができる。
【０１１０】
図１２Ｅの例では、半導体層１２４６および誘電体層１２４４の上にソース／ドレイン金属１２４８を堆積することができる。いくつかの実施態様では、ソース／ドレイン金属１２４８は、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの３重層を含むことができる。リン酸、酢酸、および硝酸（「ＰＡＮ」）の酸混合物を用いてソース／ドレイン金属１２４８の一部分をウェットエッチングして、半導体層１２４６の一部分を露出させることができる。露出した半導体層１２４６をドライエッチングして、ａ−Ｓｉ  ＴＦＴ  １２４０を形成することができる。さらに、ソース／ドレイン金属１２４８を黒色マスク構造体１２２３のうち少なくとも１つと接続する導電性経路をもたらすように、バイア構造体１２５０を形成することができる。したがって、ＴＦＴ  １２４０はＥＭＳディスプレイ要素１２１０と電気通信することができる。
【０１１１】
図１２Ｆの例では、薄膜スイッチングデバイス１２４０の上に不活性化層１２６０を形成することができる。不活性化層１２６０は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＴｉＯ２、およびＨｆＯ２などの異なる誘電材料の任意数を含むことができる。図１２Ｆに示されたようないくつかの実施態様では、不活性化層１２６０は、ＳｉＮの上にＳｉＯ２の２重層を含む。ソース／ドレイン金属１２４８の一部分を露出するように、不活性化層１２６０に１つまたは複数の開口が形成されてよく、また、ゲート電極１２４２の一部分を露出するように、不活性化層１２６０および誘電体層１２４４に１つまたは複数の開口が形成されてよい。その上、犠牲層１２２５ａ、１２２５ｂ、および１２２５ｃをエッチャントに露出するように、エッチング開放穴が形成されてよい。犠牲層１２２５ａ、１２２５ｂ、および１２２５ｃをエッチングした後、ＥＭＳディスプレイ要素１２１０を動かせるように、ギャップ１２１９ａ、１２１９ｂおよび、１２１９ｃが形成される。
【０１１２】
図１３Ａ〜図１３Ｉは、薄膜スイッチングデバイスを有する別のディスプレイ装置を製造する様々な段階を示す断面図の例を示す。図１３Ａ〜図１３Ｃには、薄膜スイッチングデバイスの製造の様々な段階が示されている。図１３Ａの基板１３２０の上に半導体層１３４６を堆積してパターニングする。半導体層１３４６は、限定はしないが、ａ−Ｓｉ、ＬＴＰＳ、ならびにＩＧＺＯおよびＩＺＯなどの酸化物半導体材料を含むことができる。図１３Ｂにおいて、基板１３２０の上にゲート絶縁体１３４４ａおよび絶縁体１３４４ｂが堆積され得る。ゲート絶縁体１３４４ａは、基板１３２０と半導体層１３４６との上に堆積された酸化物層であり得る。ゲート絶縁体１３４４ａは、ＳｉＯ２などの高品質酸化物を含むことができる。ゲート絶縁体１３４４ａの上にゲート金属１３４２を堆積してパターニングすることができる。ゲート金属１３４２は、限定はしないが、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｄ、Ｗ、Ｔｉ、および他の適切な金属を含むことができる。ゲート絶縁体１３４４ａおよびゲート金属１３４２の上に絶縁体１３４４ｂを堆積することができる。絶縁体１３４４ｂは、高品質酸化物または低品質酸化物のいずれかを含むことができる。図１３Ｃにおいて、半導体層１３４６およびゲート金属１３４２の一部分を露出するために、１つまたは複数のバイアホールがゲート絶縁体１３４４ａおよび絶縁体１３４４ｂを通ってエッチングされ得る。さらに、図１３Ｃにおいて、半導体層１３４６の露出した部分とゲート金属１３４２を接触させるように、１つまたは複数のバイアホールの中にソース／ドレイン金属１３４８を堆積することができる。ソース／ドレイン金属１３４８は、限定はしないが、Ａｌ合金ならびにＭｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮの３重層を含むことができる。いくつかの実施態様では、半導体層１３４６、ゲート絶縁体１３４４ａ、絶縁体１３４４ｂ、ゲート金属１３４２、およびソース／ドレイン金属１３４８は、総体として、ａ−Ｓｉ  ＴＦＴ、ＬＴＰＳ  ＴＦＴ、半導体ポリマーＴＦＴ、および半導体酸化物ＴＦＴなどの薄膜スイッチングデバイスの少なくとも一部分を形成する。
【０１１３】
図１３Ｄにおいて、薄膜スイッチングデバイスの上に、スピンオンガラスの層などの平坦化された層１３３０を堆積することができる。いくつかの実施態様では、平坦化された層１３３０の厚さは約２５００Å〜約２００００Åであり得る。図１３Ｅにおいて、薄膜スイッチングデバイスのソース／ドレイン金属１３４８の一部分を露出するために、平坦化された層１３３０に１つまたは複数のバイアホールをエッチングすることができ、続いて、薄膜スイッチングデバイスが後続のＥＭＳディスプレイ要素と電気通信することができるように、金属１３５０を堆積してパターニングする。金属１３５０は、限定はしないが、ＭｏＣｒを含むことができる。
【０１１４】
図１３Ｆ〜図１３Ｉにおいて、平坦化された層１３３０および薄膜スイッチングデバイスの上に逆ＩＭＯＤなどのＥＭＳディスプレイ要素を形成することができる。逆ＩＭＯＤの形成において、層および副層の堆積、パターニング、およびエッチングのための様々なプロセスがあり得ることが理解されよう。たとえば、堆積は、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、熱的ＣＶＤ、ＡＬＤ、スピンオンコーティング、および電気めっきなどの様々な膜堆積プロセスによって達成することができる。マスク上のパターンを材料の層に転写するのに、フォトリソグラフィなどのパターニング技法を用いることができる。パターニングの後、不要な材料を除去するためにエッチングプロセスを遂行することができる。逆ＩＭＯＤの形成において、様々な層および副層は、電極、誘電体層、光学層、犠牲層、機械層、ミラー層、支柱、バス層、バッファ層、黒色マスク層などを含むことができる。
【０１１５】
図１３Ｆにおいて、ＥＭＳディスプレイ要素を形成するために、金属１３５０の一部分および平坦化された層１３３０の一部分の上に固定要素１３１５を堆積することができる。固定要素１３１５は、ＳｉＯ２および／またはＡｌＯｘなどの少なくとも１つの光学的に透明な材料を含むことができる。固定要素１３１５の一部分の上に第１の犠牲層１３２５ａを堆積することができる。第１の犠牲層１３２５ａは、限定はしないが、Ｍｏまたはａ−Ｓｉなどのエッチング可能な材料を含むことができる。犠牲層１３２５ａの別々の部分は、ＥＭＳディスプレイ要素によって生成された可視スペクトル光の別々の波長に別々の厚さが対応するように、別々の厚さに応じてパターニングされ得る。そのため、結果として得られるＥＭＳディスプレイ要素は、たとえば高ギャップディスプレイ要素、中ギャップディスプレイ要素、および低ギャップディスプレイ要素と称され得る。
【０１１６】
図１３Ｇにおいて、固定要素１３１５および第１の犠牲層１３２５ａの上に１つまたは複数の支柱１３１８を堆積してパターニングすることができる。支柱１３１８は、ＳｉＯ２／ＳｉＯＮ／  ＳｉＯ２の３重層などの１つまたは複数の酸化物で形成することができる。支柱１３１８は、固定要素１３１８と変形可能層１３１３との間を分離することができる。図１３Ｇにおいて、支柱１３１８の上には、Ａｌ合金などの反射性材料の上にＳｉＯＮなどの誘電材料を含み得る変形可能層１３１３が形成される。変形可能層１３１３は、第１の犠牲層１３２５ａの様々な部分にわたって様々な厚さを有することができる。たとえば、高ギャップデバイス、中ギャップデバイス、および低ギャップデバイスのための様々な厚さを有する変形可能層１３１３を形成するために、堆積およびエッチングを複数回繰り返すことができる。いくつかの他の実施態様では、高ギャップディスプレイ要素、中ギャップディスプレイ要素、および低ギャップディスプレイ要素の変形可能層１３１３は、実質的に同一の厚さであり得、高ギャップデバイス、中ギャップデバイス、および低ギャップデバイスと関連したＴＦＴは、それぞれのディスプレイ要素に対して別々の電圧を駆動する。
【０１１７】
図１３Ｈにおいて、変形可能層１３１３の上に第２の犠牲層１３２５ｂを堆積してパターニングすることができる。第２の犠牲層１３２５ｂは、限定はしないが、Ｍｏなどのエッチング可能な材料を含むことができる。第２の犠牲層１３２５ｂの上に堆積することができる部分反射層１３１６ａは、Ｃｒなどの部分的に反射性の材料を含むことができる。部分反射層１３１６ａの厚さは、約１０Å〜約１００Åであり得る。
【０１１８】
図１３Ｉにおいて、部分反射層１３１６ａと支柱１３１８の一部分との上にシェル層１３１６ｂを堆積することができる。シェル層１３１６ｂは、厚さが少なくとも１μｍのＳｉＯ２の層など、バッファ酸化物の１つまたは複数の層で製作することができる。いくつかの実施態様では、シェル層１３１６ａは黒色レジストの層も含むことができる。さらに、図１３Ｉにおいて、ＥＭＳディスプレイ要素を解放するために、ＸｅＦ２などのフッ素ベースのエッチャントが犠牲層１３２５ａおよび１３２５ｂを除去することができる。いくつかの実施態様では、ＥＭＳディスプレイ要素は逆ＩＭＯＤである。
【０１１９】
ＥＭＳディスプレイ要素は、カプセル化の様々な技法によってパッケージ化することができる。カプセル化技法には、マクロカプセル化および薄膜カプセル化が含まれ得る。薄膜カプセル化プロセスは、ＥＭＳディスプレイ要素の上に１つまたは複数の薄膜層を堆積させるステップを含むことができ、一方、マクロカプセル化は、基板上に用意されたデバイスに対して、カバーを接合し、かつ／または接着してパッケージを形成するステップを伴う。たとえば、ＥＭＳディスプレイ要素は、透明または不透明な乾燥剤を有するカバーガラスによってカプセル化され得る。いくつかの実施態様では、薄膜カプセル化技法によってＥＭＳディスプレイ要素をカプセル化することができ、シェル層１３１６ｂの上に光学的に透明な材料の１つまたは複数の層を等角的に堆積してＥＭＳディスプレイ要素を密封することができる。
【０１２０】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイス４０を示すシステムブロック図の例を示す。ディスプレイデバイス４０は、たとえば、セルラー電話または携帯電話であり得る。ただし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはディスプレイデバイス４０の軽微な変形が、テレビジョン、電子リーダーおよびポータブルメディアプレーヤなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。
【０１２１】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１と、ディスプレイ３０と、アンテナ４３と、スピーカー４５と、入力デバイス４８と、マイクロフォン４６とを含む。ハウジング４１は、射出成形および真空成形を含む様々な製造プロセスのうちのいずれかから形成され得る。さらに、ハウジング４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組合せを含む、様々な材料のうちのいずれかから製作され得る。ハウジング４１は、異なる色の、または異なるロゴ、ピクチャ、もしくはシンボルを含んでいる、他の取外し可能な部分と交換され得る、取外し可能な部分（図示せず）を含むことができる。
【０１２２】
ディスプレイ３０は、本明細書で説明する、双安定またはアナログディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、またはＴＦＴ  ＬＣＤなど、フラットパネルディスプレイ、あるいはＣＲＴまたは他の管デバイスなど、非フラットパネルディスプレイを含むように構成され得る。さらに、ディスプレイ３０は、本明細書で説明する干渉変調器ディスプレイを含むことができる。
【０１２３】
ディスプレイデバイス４０の構成要素は図１４Ｂに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、それの中に少なくとも部分的に密閉された追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合されたアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。トランシーバ４７はプロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は調整ハードウェア５２に接続される。調整ハードウェア５２は、信号を調整する（たとえば、信号をフィルタリングする）ように構成され得る。調整ハードウェア５２は、スピーカー４５およびマイクロフォン４６に接続される。プロセッサ２１は、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９にも接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８に、およびアレイドライバ２２に結合され、アレイドライバ２２は次にディスプレイアレイ３０に結合される。電源５０が、特定のディスプレイデバイス４０設計によって必要とされるすべての構成要素に電力を与えることができる。
【０１２４】
ネットワークインターフェース２７は、ディスプレイデバイス４０がネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと通信することができるように、アンテナ４３とトランシーバ４７とを含む。ネットワークインターフェース２７はまた、たとえば、プロセッサ２１のデータ処理要件を軽減するための、何らかの処理能力を有し得る。アンテナ４３は信号を送信および受信することができる。いくつかの実施態様では、アンテナ４３は、ＩＥＥＥ１６．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ１６．１１規格、あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇまたはｎを含むＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って、ＲＦ信号を送信および受信する。いくつかの他の実施態様では、アンテナ４３は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）標準によるＲＦ信号を送信および受信する。セルラー電話の場合、アンテナ４３は、３Ｇまたは４Ｇ技術を利用するシステムなどのワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ（登録商標））、ＧＳＭ（登録商標）／Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ（登録商標）  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＥＤＧＥ）、Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｔｒｕｎｋｅｄ  Ｒａｄｉｏ（ＴＥＴＲＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ｂ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）、発展型高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋）、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ＡＭＰＳ、または他の知られている信号を受信するように設計される。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号がプロセッサ２１によって受信され、プロセッサ２１によってさらに操作され得るように、その信号を前処理することができる。トランシーバ４７はまた、プロセッサ２１から受信された信号がアンテナ４３を介してディスプレイデバイス４０から送信され得るように、その信号を処理することができる。
【０１２５】
いくつかの実施態様では、トランシーバ４７は受信機によって置き換えられ得る。さらに、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１に送られるべき画像データを記憶または生成することができる画像ソースによって置き換えられ得る。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の全体的な動作を制御することができる。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像ソースから圧縮された画像データなどのデータを受信し、そのデータを生画像データに、または生画像データに容易に処理されるフォーマットに、処理する。プロセッサ２１は、処理されたデータをドライバコントローラ２９に、または記憶のためにフレームバッファ２８に送ることができる。生データは、一般に、画像内の各ロケーションにおける画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色、飽和、およびグレースケールレベルを含むことができる。
【０１２６】
プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理ユニットを含むことができる。調整ハードウェア５２は、スピーカー４５に信号を送信するための、およびマイクロフォン４６から信号を受信するための、増幅器およびフィルタを含み得る。調整ハードウェア５２は、ディスプレイデバイス４０内の個別構成要素であり得、あるいはプロセッサ２１または他の構成要素内に組み込まれ得る。
【０１２７】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生画像データをプロセッサ２１から直接、またはフレームバッファ２８から取ることができ、アレイドライバ２２への高速送信のために適宜に生画像データを再フォーマットすることができる。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９は、生画像データを、ラスタ様フォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができ、その結果、そのデータフローは、ディスプレイアレイ３０にわたって走査するのに好適な時間順序を有する。次いで、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送る。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９は、しばしば、スタンドアロン集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に関連付けられるが、そのようなコントローラは多くの方法で実装され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、またはハードウェアにおいてアレイドライバ２２と完全に一体化され得る。
【０１２８】
アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマットされた情報を受信することができ、ビデオデータを波形の並列セットに再フォーマットすることができ、波形の並列セットは、ディスプレイのピクセルのｘ−ｙ行列から来る、数百の、および時には数千の（またはより多くの）リード線に毎秒何回も適用される。
【０１２９】
いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、本明細書で説明するディスプレイのタイプのうちのいずれにも適している。たとえば、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（たとえば、ＩＭＯＤコントローラ）であり得る。さらに、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（たとえば、ＩＭＯＤディスプレイドライバ）であり得る。その上、ディスプレイアレイ３０は、従来のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（たとえば、ＩＭＯＤのアレイを含むディスプレイ）であり得る。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９はアレイドライバ２２と一体化され得る。そのような実施態様は、セルラーフォン、ウォッチおよび他の小面積ディスプレイなどの高集積システムでは一般的である。
【０１３０】
いくつかの実施態様では、入力デバイス４８は、たとえば、ユーザがディスプレイデバイス４０の動作を制御することを可能にするように、構成され得る。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、あるいは感圧膜または感熱膜を含むことができる。マイクロフォン４６は、ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスとして構成され得る。いくつかの実施態様では、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するために、マイクロフォン４６を介したボイスコマンドが使用され得る。
【０１３１】
電源５０は、当技術分野でよく知られている様々なエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。たとえば、電源５０は、ニッケルカドミウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーなどの充電式バッテリーであり得る。電源５０はまた、再生可能エネルギー源、キャパシタ、あるいはプラスチック太陽電池または太陽電池塗料を含む太陽電池であり得る。電源５０はまた、壁コンセントから電力を受け取るように構成され得る。
【０１３２】
いくつかの実施態様では、制御プログラマビリティがドライバコントローラ２９中に存在し、これは電子ディスプレイシステム中のいくつかの場所に配置され得る。いくつかの他の実施態様では、制御プログラマビリティがアレイドライバ２２中に存在する。上記で説明した最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素において、ならびに様々な構成において実施され得る。
【０１３３】
本明細書で開示する実施態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実施され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性が、概して機能に関して説明され、上記で説明した様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップにおいて示された。そのような機能がハードウェアで実施されるか、ソフトウェアで実施されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。
【０１３４】
本明細書で開示する態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、および回路を実施するために使用される、ハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチップまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、あるいは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実施することもできる。いくつかの実施態様では、特定のステップおよび方法が、所与の機能に固有である回路によって実行され得る。
【０１３５】
１つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示する構造を含むハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、およびそれらの上記構造の構造的等価物において、またはそれらの任意の組合せにおいて実施され得る。また、本明細書で説明した主題の実施態様は、１つまたは複数のコンピュータプログラムとして、すなわち、データ処理装置が実行するためにコンピュータ記憶媒体上に符号化された、またはデータ処理装置の動作を制御するための、コンピュータプログラム命令の１つまたは複数のモジュールとして、実施され得る。
【０１３６】
本開示で説明した実施態様への様々な修正は当業者には容易に明らかであり得、本明細書で定義した一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書で示した実施態様に限定されるものではなく、本明細書で開示する本開示、原理および新規の特徴に一致する、最も広い範囲を与られるべきである。「例示的」という単語は、本明細書ではもっぱら「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用される。本明細書に「例示的」と記載されたいかなる実施態様も、必ずしも他の実施態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。さらに、「上側」および「下側」という用語は、図の説明を簡単にするために時々使用され、適切に配向されたページ上の図の配向に対応する相対位置を示すが、実施されたＩＭＯＤの適切な配向を反映しないことがあることを、当業者は容易に諒解されよう。
【０１３７】
また、別個の実施態様に関して本明細書で説明されたいくつかの特徴は、単一の実施態様において組合せで実施され得る。また、逆に、単一の実施態様に関して説明した様々な特徴は、複数の実施態様において別個に、あるいは任意の好適な部分組合せで実施され得る。その上、特徴は、いくつかの組合せで働くものとして上記で説明され、初めにそのように請求されることさえあるが、請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、場合によってはその組合せから削除され得、請求される組合せは、部分組合せ、または部分組合せの変形形態を対象とし得る。
【０１３８】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が、示される特定の順序でまたは連続した順序で実行されることを、あるいはすべての図示の動作が実行されることを必要とするものとして理解されるべきでない。さらに、図面は、流れ図の形態でもう１つの例示的なプロセスを概略的に示し得る。ただし、図示されていない他の動作が、概略的に示される例示的なプロセスに組み込まれ得る。たとえば、１つまたは複数の追加の動作が、図示の動作のうちのいずれかの前に、後に、同時に、またはそれの間で、実行され得る。いくつかの状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利であり得る。その上、上記で説明した実施態様における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施態様においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきでなく、説明するプログラム構成要素およびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品において互いに一体化されるか、または複数のソフトウェア製品にパッケージングされ得ることを理解されたい。さらに、他の実施態様が以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、特許請求の範囲に記載の行為は、異なる順序で実行され、依然として望ましい結果を達成することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１２  干渉変調器、ピクセル
１４  可動反射層
１４ａ  反射副層
１４ｂ  支持層
１４ｃ  伝導性層
１６  光学スタック
１６ａ  光吸収体、副層
１６ｂ  誘電体、副層
１８  ポスト
１９  ギャップ
２０  基板
２１  プロセッサ
２２  アレイドライバ
２３  ブラックマスク構造
２４  行ドライバ回路
２５  犠牲層
２６  列ドライバ回路
２７  ネットワークインターフェース
２８  フレームバッファ
２９  ドライバコントローラ
３０  ディスプレイアレイ、ディスプレイ
３２  テザー
３４  変形可能層
３５  スペーサ層
４０  ディスプレイデバイス
４１  ハウジング
４３  アンテナ
４５  スピーカー
４６  マイクロフォン
４７  トランシーバ
４８  入力デバイス
５０  電力システム、電源
５２  調整ハードウェア
６０ａ  第１のライン時間
６０ｂ  第２のライン時間
６０ｃ  第３のライン時間
６０ｄ  第４のライン時間
６２  高いセグメント電圧
６４  低いセグメント電圧
７０  開放電圧
７２  高い保持電圧
７４  高いアドレス電圧
７６  低い保持電圧
７７  結合されたセンサコントローラ
７８  低いアドレス電圧
９００  ディスプレイ装置
９００ａ  画面
９００ｂ  後面
９１０  ＥＭＳディスプレイ要素
９１４  可動反射層
９１６  光学スタック
９１８  支柱
９１９  光学ギャップ
９２０  基板
９３０  平面層
９４０  薄膜スイッチングデバイス
１０００ａ  画面
１０００ｂ  後面
１０１０  ＩＭＯＤディスプレイ要素
１０１１  反射体
１０１１ａ  副層、第１のミラースタック
１０１１ｂ  副層、誘電体層
１０１１ｃ  副層、第２のミラースタック
１０１３  変形可能層
１０１３ａ  下部の変形可能層
１０１３ｂ  金属層
１０１３ｃ  上部の変形可能層
１０１４  可動反射構造体
１０１５  固定要素
１０１５ａ  誘電体層
１０１５ｂ  電極
１０１６  光学スタック
１０１９ａ  第１のギャップ
１０１９ｂ  第２のギャップ
１０１９ｃ  第３のギャップ
１０２０  基板
１０２１  平坦化層
１０２３  黒色マスク構造体
１０３０  平面層
１０３５  基層
１０４０  薄膜スイッチングデバイス
１０４２  ゲート金属
１０４４  ゲート絶縁体
１０４６  半導体層
１０４８  ソース／ドレイン金属
１０５０  バイア構造体
１０６０  不活性化層
１２１０  ＥＭＳディスプレイ要素
１２１１  反射体
１２１３  変形可能層
１２１５  固定要素
１２１６  光学スタック
１２１９ａ  ギャップ
１２１９ｂ  ギャップ
１２１９ｃ  ギャップ
１２２０  基板
１２２１  平坦化層
１２２３  黒色マスク構造体
１２２５ａ  第１の犠牲層
１２２５ｂ  第２の犠牲層
１２２５ｃ  第３の犠牲層
１２３０  平面層
１２３５  基層
１２４０  薄膜スイッチングデバイス
１２４２  ゲート電極
１２４４  誘電体層
１２４６  半導体層
１２４８  ソース／ドレイン金属
１２６０  不活性化層
１３１３  変形可能層
１３１５  固定要素
１３１６ａ  部分反射層
１３１６ｂ  シェル層
１３１８  支柱
１３２０  基板
１３２５ａ  第１の犠牲層
１３２５ｂ  第２の犠牲層
１３３０  平坦化された層
１３４２  ゲート金属
１３４４ａ  ゲート絶縁体
１３４４ｂ  絶縁体
１３４６  半導体層
１３４８  ソース／ドレイン金属
１３５０  金属
【図１】
2015522840.tif 000003
【図２】
2015522840.tif 000004
【図３】
2015522840.tif 000005
【図４】
2015522840.tif 000006
【図５Ａ】
2015522840.tif 000007
【図５Ｂ】
2015522840.tif 000008
【図６Ａ】
2015522840.tif 000009
【図６Ｂ】
2015522840.tif 000010
【図６Ｃ】
2015522840.tif 000011
【図６Ｄ】
2015522840.tif 000012
【図６Ｅ】
2015522840.tif 000013
【図７】
2015522840.tif 000014
【図８Ａ】
2015522840.tif 000015
【図８Ｂ】
2015522840.tif 000016
【図８Ｃ】
2015522840.tif 000017
【図８Ｄ】
2015522840.tif 000018
【図８Ｅ】
2015522840.tif 000019
【図９Ａ】
2015522840.tif 000020
【図９Ｂ】
2015522840.tif 000021
【図１０Ａ】
2015522840.tif 000022
【図１０Ｂ】
2015522840.tif 000023
【図１０Ｃ】
2015522840.tif 000024
【図１１】
2015522840.tif 000025
【図１２Ａ】
2015522840.tif 000026
【図１２Ｂ】
2015522840.tif 000027
【図１２Ｃ】
2015522840.tif 000028
【図１２Ｄ】
2015522840.tif 000029
【図１２Ｅ】
2015522840.tif 000030
【図１２Ｆ】
2015522840.tif 000031
【図１３Ａ】
2015522840.tif 000032
【図１３Ｂ】
2015522840.tif 000033
【図１３Ｃ】
2015522840.tif 000034
【図１３Ｄ】
2015522840.tif 000035
【図１３Ｅ】
2015522840.tif 000036
【図１３Ｆ】
2015522840.tif 000037
【図１３Ｇ】
2015522840.tif 000038
【図１３Ｈ】
2015522840.tif 000039
【図１３Ｉ】
2015522840.tif 000040
【図１４Ａ】
2015522840.tif 000041
【図１４Ｂ】
2015522840.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月22日(2014.7.22)
【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、
前記基板の上にあり、前記基板に面する画面および前記画面の反対側の後面を有する電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイ要素であって、
第１の電極を含み、前記基板の上にある光学スタックと、
第２の電極を含み、前記光学スタックの上にある固定要素と、
第３の電極を含み、前記光学スタックと前記固定要素との間にある可動反射構造体であって、第１のギャップによって前記光学スタックと分離され、第２のギャップによって前記固定要素と分離されている可動反射構造体とを備えるＥＭＳディスプレイ要素と、
前記ＥＭＳディスプレイ要素の前記後面に配置され、前記ＥＭＳディスプレイ要素と電気通信する薄膜スイッチングデバイスと、
前記薄膜スイッチングデバイスに面する平面を有し、前記ＥＭＳディスプレイ要素と前記薄膜スイッチングデバイスとの間に配設された平面層と、
前記平面層と前記薄膜スイッチングデバイスとの間の酸化物基層とを備える、ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記平面層が自己平坦化材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記平面層が、スピンオン誘電体および高温硬化性ポリマーのうち少なくとも１つを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記平面層がスピンオンガラスを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ＥＭＳディスプレイ要素が、反射性ディスプレイ要素、透過性ディスプレイ要素、および自発光要素のうちの１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記薄膜スイッチングデバイスが、薄膜トランジスタおよび薄膜ダイオードのうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記薄膜トランジスタがアモルファスシリコンを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記薄膜トランジスタがポリシリコンを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記平面層が約１μｍ〜約５μｍの厚さを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ＥＭＳディスプレイ要素が干渉変調器（ＩＭＯＤ）である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ＩＭＯＤが双安定である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ＩＭＯＤがアナログである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
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含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路と、
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラとをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記画像ソースモジュールが、受信機と、トランシーバと、送信機とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
入力データを受信し、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイスをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
基板と、
前記基板の上の電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイ要素であって、
前記基板の上の金属層と、
光学的に透明な材料を含み、前記金属層の上にある固定要素と、
前記固定要素の上に、第１のギャップによって前記固定要素から間隔をおいて配置された変形可能層と、
前記変形可能層の上に、第２のギャップによって前記変形可能層から間隔をおいて配置された部分反射層と、
酸化物を含み、前記部分反射層の上にあるシェル層とを備えるＥＭＳディスプレイ要素と、
前記ＥＭＳディスプレイ要素と前記基板との間に配設され、前記ＥＭＳディスプレイ要素と電気通信する薄膜スイッチングデバイスと、
前記ＥＭＳディスプレイ要素に面する平面を有し、前記薄膜スイッチングデバイスと前記ＥＭＳディスプレイ要素との間に配設された平面層とを備える、ディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記薄膜スイッチングデバイスが薄膜トランジスタを含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記薄膜トランジスタがアモルファスシリコンおよびポリシリコンのうち少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記平面層がスピンオンガラスを含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記ＥＭＳディスプレイ要素が逆干渉変調器（ＩＭＯＤ）である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
薄膜スイッチングデバイスを一体化したディスプレイ装置を形成する方法であって、
絶縁基板の上に、第１の電極を含む光学スタックを形成するステップと、
前記光学スタックの上に、第２の電極を含む固定要素を形成するステップと、
前記光学スタックと前記固定要素との間に、第３の電極を含む可動反射構造体を形成するステップであって、第１のギャップが前記可動反射構造体と前記光学スタックを分離し、第２のギャップが前記可動反射構造体と前記固定要素を分離し、前記光学スタック、前記固定要素、および前記可動反射構造体が、前記絶縁基板に面する画面および前記画面の反対側の後面を有するＥＭＳディスプレイ要素を形成するステップと、
前記固定要素の上に、前記ＥＭＳディスプレイ要素から離れる方に面する平面を有する平面層を形成するステップと、
前記平面層の上に酸化物基層を形成するステップと、
前記平面層の上に薄膜スイッチングデバイスを形成するステップとを含む、方法。
【請求項２４】
前記平面層を形成するステップが、前記ＥＭＳディスプレイ要素の前記後面の上にスピンオンガラスを堆積して前記平面層を形成するステップを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記平面層を形成するステップが、
前記ＥＭＳディスプレイ要素の前記後面の上に絶縁材料を堆積するステップと、
前記絶縁材料に対して化学的機械的平坦化を適用して前記平面層を形成するステップとを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記薄膜スイッチングデバイスを形成するステップが、前記平面層の上に薄膜トランジスタを形成するステップを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
基板と、
前記基板に面する画面および前記画面の反対側の後面を有する電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイ要素であって、
第１の電極を含み、前記基板の上にある光学スタックと、
第２の電極を含み、前記光学スタックの上にある固定要素と、
第３の電極を含み、前記光学スタックと前記固定要素との間にある可動反射構造体であって、第１のギャップによって前記光学スタックと分離され、第２のギャップによって前記固定要素と分離されている可動反射構造体とを備えるＥＭＳディスプレイ要素と、
前記ＥＭＳディスプレイ要素の前記後面に配置され、前記ＥＭＳディスプレイ要素と電気通信する薄膜スイッチングデバイスと、
前記ＥＭＳディスプレイ要素と前記薄膜スイッチングデバイスとの間の、前記薄膜スイッチングデバイスに面する面を平坦化するための手段と、
前記平坦化手段と前記薄膜スイッチングデバイスとの間に防湿バリアをもたらすための手段とを備える、ディスプレイ装置。
【請求項２８】
前記平坦化手段が自己平坦化材料を含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記自己平坦化材料がスピンオン誘電体および高温硬化性ポリマーのうち少なくとも１つを含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記平坦化手段が約１μｍ〜約５μｍの厚さを有する、請求項２７に記載の装置。
【国際調査報告】
2015522840.tif 000043
2015522840.tif 000044