(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の面を有し、前記第１の面の下に配置されたキャビティの上に吊り下げられたミラーと、
前記ミラーの前記第２の面の少なくとも中心部分に取り付けられた複数の支持体と、
前記複数の支持体によって前記キャビティの上に前記ミラーを吊り下げる複数の支柱であって、当該複数の支柱と複数の支持体とは同一材料の層から形成されている複数の支柱と、
前記ミラーから前記キャビティを横切って前記第１の面の反対側に配置される電極および光学スタックであって、前記電極の活性化が前記ミラーを前記電極に向かって移動させ、前記キャビティの寸法と干渉特性とを変化させるように配置される電極および光学スタックと、を備える、光変調器。
【請求項２】
前記ミラーの前記第２の面に隣接する前記複数の支柱に取り付けられたバス構造を備える、請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記電極および光学スタックの上に配置されたランディングパッドを備える、請求項１に記載の光変調器。
【請求項４】
前記ランディングパッドは前記ミラーの下に配置される、請求項３に記載の光変調器。
【請求項５】
前記ランディングパッドは前記複数の支持体に接触するように配置される、請求項３に記載の光変調器。
【請求項６】
第１および第２の面を有し、前記第１の面の下に配置されたキャビティの上に吊り下げられたミラーと、
前記ミラーの前記第２の面の少なくとも中心部分に取り付けられた複数の支持体と、
前記複数の支持体によって前記キャビティの上に前記ミラーを吊り下げる複数の支柱であって、複数の支柱プラグを有する複数の支柱と、
前記ミラーから前記キャビティを横切って前記第１の面の反対側に配置される電極および光学スタックであって、前記電極の活性化が前記ミラーを前記電極に向かって移動させ、前記キャビティの寸法と干渉特性とを変化させるように配置される電極および光学スタックと、を備える、光変調器。
【請求項７】
前記ミラーの前記第２の面に隣接する前記複数の支柱に取り付けられたバス構造を備える、請求項６に記載の光変調器。
【請求項８】
前記電極および光学スタックの上に配置されたランディングパッドを備える、請求項６に記載の光変調器。
【請求項９】
前記ランディングパッドは前記ミラーの下に配置される、請求項８に記載の光変調器。
【請求項１０】
前記ランディングパッドは前記複数の支持体に接触するように配置される、請求項８に記載の光変調器。
【請求項１１】
第１および第２の面を有し、前記第１の面の下に配置されたキャビティの上に吊り下げられたミラーと、
前記ミラーの前記第２の面の少なくとも中心部分に取り付けられた複数の支持体と、
前記複数の支持体によって前記キャビティの上に前記ミラーを吊り下げる複数の支柱と、
前記ミラーの前記第２の面に隣接する前記複数の支柱に取り付けられたバス構造と、
前記ミラーから前記キャビティを横切って前記第１の面の反対側に配置される電極および光学スタックであって、前記電極の活性化が前記ミラーを前記電極に向かって移動させ、前記キャビティの寸法と干渉特性とを変化させるように配置される電極および光学スタックと、を備える、光変調器。
【請求項１２】
前記複数の支柱は前記複数の支持体と同じ層から形成される、請求項１１に記載の変調器。
【請求項１３】
前記複数の支柱は複数の支柱プラグによって形成される、請求項１１に記載の変調器。
【請求項１４】
前記電極および光学スタックの上に配置されたランディングパッドを備える、請求項１１に記載の変調器。
【請求項１５】
透明な基板の背面に電極および光学スタックを形成することと、
前記電極および光学スタックの上に第１の犠牲層を堆積することと、
前記第１の犠牲層の上に複数のミラーを形成することと、
前記複数のミラーの上に第２の犠牲層を堆積することと、
前記複数のミラーに隣接して複数の支柱孔を形成することと、
複数の支柱プラグを形成するために平坦化層で前記複数の支柱孔を満たすことと、
前記複数の支柱プラグの上に可撓性の層を堆積して、前記可撓性の層から前記ミラーを吊り下げることと、
前記第１および第２の犠牲層を除去することと、を備える、光変調器を製造する方法。
【請求項１６】
前記複数の支柱プラグの上に配置された前記可撓性の層の上にバス構造を形成することを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記可撓性の層から前記ミラーを吊り下げることを備え、前記可撓性の層から前記ミラーを吊り下げることは、前記ミラーが、前記電極および光学スタックから所定の垂直位置において静止状態を呈するように、複数の支持体を形成することを更に備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記可撓性の層から前記ミラーを吊り下げることを備え、前記可撓性の層から前記ミラーを吊り下げることは、前記ミラーを、一定の電圧の印加時に前記電極および光学スタックに関して所定の位置に移動させる、複数の支持体を形成することを更に備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記電極および光学スタックの上にランディングパッドアレイを形成することを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
ランディングパッドを形成することは、前記ミラーの動き量を制御するために、異なる厚さのランディングパッドを形成することを更に備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
第１の犠牲層を堆積することは、前記第１の犠牲層を３つの厚さで堆積することを更に備え、一の変調器に対して堆積される厚さは、当該変調器の色指定に依存する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
透明な基板の背面に電極および光学スタックを形成することと、
前記電極および光学スタックの上に第１の犠牲層を堆積することと、
前記第１の犠牲層の上に複数のミラーを形成することと、
前記複数のミラーの上に第２の犠牲層を堆積することと、
前記複数のミラーに隣接して複数の支柱孔を形成することと、
可撓性の層を、前記可撓性の層が前記複数の支柱孔を充填するように、前記第２の犠牲層の上に堆積することと、
前記可撓性の層から前記ミラーを吊り下げるために、前記可撓性の層と前記ミラーとの間にアタッチメントが形成されるように、及び前記複数の支柱孔内の前記可撓性の層が複数の支柱を形成するように、前記可撓性の層をパターニング及びエッチングすることと、
前記第１、および第２の犠牲層を除去することと、を備える、光変調器を製造する方法。
【請求項２３】
前記複数の支柱の上にバス構造を形成することを備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記可撓性の層を堆積することは、前記ミラーが、前記電極および光学スタックから所定の垂直位置において静止状態を呈するように複数の支持体を提供するために、前記可撓性の層を堆積し、それをパターニングおよびエッチングすることを更に備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記可撓性の層から前記ミラーを吊り下げることを備え、前記可撓性の層から前記ミラーを吊り下げることは、前記ミラーを一定の電圧の印加時に前記電極および光学スタックに関して所定の位置に移動させる複数の支持体を形成するために、前記可撓性の層を堆積し、それをパターニングおよびエッチングすることを更に備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記電極および光学スタックの上にランディングパッドアレイを形成することを備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
ランディングパッドアレイを形成することは、前記ミラーの動き量を制御するために、異なる厚さのランディングパッドを形成することを更に備える、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
第１の犠牲層を堆積することは、前記第１の犠牲層を３つの厚さで堆積することを更に備え、１つの変調器に対して堆積される厚さは、当該変調器の色指定に依存する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
バス構造を形成することは、第３の犠牲層を前記可撓性の層の上に堆積することと、前記第３の犠牲層の上の導電層にバス構造を形成することとを備え、前記バス構造は前記複数の支柱の上に配置される、請求項１６記載の方法。
【請求項３０】
バス構造を形成することは、第３の犠牲層を前記可撓性の層の上に堆積することと、前記第３の犠牲層の上の導電層にバス構造を形成することとを備え、前記バス構造は前記複数の支柱の上に配置される、請求項２２記載の方法。
【請求項３１】
前記ミラーの前記第２の面の少なくとも前記中心部分に取り付けられた前記複数の支持体は、１つの中心支持体と該中心支持体を取り囲む４つの支持体を備える、請求項１記載の光変調器。
【請求項３２】
前記ミラーの前記第２の面の少なくとも前記中心部分に取り付けられた前記複数の支持体は、１つの中心支持体と該中心支持体を取り囲む４つの支持体を備える、請求項６記載の光変調器。
【請求項３３】
前記ミラーの前記第２の面の少なくとも前記中心部分に取り付けられた前記複数の支持体は、１つの中心支持体と該中心支持体を取り囲む４つの支持体を備える、請求１１記載の光変調器。
【請求項３４】
該支持体は、１つの中心支持体によって前記ミラーの前記第２の面に取り付けられた４つのストラップを備える、請求１記載の光変調器。
【請求項３５】
該支持体は、１つの中心支持体によって前記ミラーの前記第２の面に取り付けられた４つのストラップを備える、請求６記載の光変調器。
【請求項３６】
該支持体は、１つの中心支持体によって前記ミラーの前記第２の面に取り付けられた４つのストラップを備える、請求１１記載の光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００２年２月１９日に出願された米国特許出願第１０／０７８，２８２号の一部継続出願であり、これは２００１年１１月２１日に出願された出願第０９／９９１，３７８号の分割出願であり、これは現在放棄されている１９９６年１２月１９日に出願された出願第０８／７６９，９４７号の継続出願であり、これは現在、特許第５，８３５，２５５号になっている１９９４年５月５日に出願された出願第０８／２３８，７５０号の一部継続出願であり、またこれは現在放棄されている１９９５年１１月６日に出願された出願第０８／５５４，６３０号の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００２】
画像形成の用途に使用される空間光変調器は、多くの異なる形式で提供されている。透過型液晶装置（ＬＣＤ）変調器は、光を阻止または透過するように結晶性材料の捩れおよび／または配列を制御することによって光を変調する。反射型の空間光変調器は、画像形成面に反射される光の量を制御するために種々の物理的効果を利用する。このような反射型変調器の例は、反射型ＬＣＤとディジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ（商標））を含む。
【０００３】
空間光変調器の別の例は、ｉＭｏＤ（商標）といった、干渉によって光を変調する干渉応用変調器（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）である。ｉＭｏＤは、少なくとも１つの可動壁または偏向可能（ｄｅｆｌｅｃｔａｂｌｅ）壁を有するキャビティを使用する。通常は少なくとも部分的には金属で構成される上記の壁が、キャビティの前面に向かって動くにつれて、当該前面で観察される光の色に影響を及ぼす干渉が発生する。ｉＭｏＤは直視型装置であるので、前面は通常、観察者によって見られる画像が現れる面である。
【０００４】
一般にｉＭｏＤは、支持体の上に形成された膜から構成されるが、当該支持体は、画像の画素（ピクセル）を含む個々の機械的要素を定義する。黒と白の間で切り替わるディスプレイといったモノクロームディスプレイでは、１個のｉＭｏＤ要素は１ピクセルに対応するであろう。カラーディスプレイでは、３個のｉＭｏＤ要素が、各ピクセルを構成し得るが、各々が赤、緑、青に対応する。
【０００５】
個々のｉＭｏＤ要素は、所望のピクセル反射率を生成するために別々に制御される。通常は、キャビティの可動壁に電圧が印加されるが、これにより観察者によって見られるピクセルの色に順に（ｉｎ  ｔｕｒｎ）影響を及ぼす前面に、可動壁が静電的に引き寄せられる。しかしながら、ｉＭｏＤは膜に基づいているので、要素のエッジの周囲に、ある好ましくない人為的な影響が発生し得る。膜は前面に向かって偏向または変形するので、通常、膜は均一な平坦さを達成しない。前面にしっかり保持された十分に変形した膜から遠ざかるように湾曲する膜の部分は、前面から種々の距離で離間するが、これは好ましくない人為的な影響をもたらし得る。
【０００６】
ｉＭｏＤは通常、直視型装置として機能するので、キャビティの可動部分の背面は、画像品質に悪影響を及ぼさずに作動させ得る。これはまた、これらの装置の製造の別の面でより多くの自由を与え得る。
【発明の開示】
【０００７】
[概要]
本発明の一実施形態は、分離可能な変調器構成である。前記変調器は、キャビティの上の可撓性の層から吊り下げられたミラーを有する。前記可撓性の層はまた、前記ミラーのための支持体と支柱とを形成し得る。
【０００８】
分離可能な変調器構成の別の実施形態は、キャビティの上に吊り下げられたミラーを有する。前記ミラーは、可撓性の層と支持体と支柱とによって支持される。前記可撓性の層は、前記支持体を形成し、前記支柱の上に静止する。本実施形態では、前記支柱は前記可撓性の層とは別々に製造される。
【０００９】
更に別の実施形態では、可撓性の層の上にバス構造が形成される。前記バス構造は、支柱の全部または一部に電気的に接続され、また物理的に支持されるように配置される。
【００１０】
本発明は、図面を参照しながら本開示を読むことによって最もよく理解され得る。
【００１１】
[実施形態の詳細な説明]
図１は、干渉応用変調器の側面図を示す。変調器２は、透明な基板１０の上に配置されるが、これは通常ガラスである。１次（ｐｒｉｍａｒｙ）ミラー１２は、干渉応用変調器のアレイの個々の要素のアドレス指定を可能とする電極の表面に配置される。キャビティ１４の上には、２次（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ）ミラー１６が吊り下げられるが、これは膜１５の上に載っているか、膜１５の一部である。１３のような支持アームは、膜１５と同じ層の一部であっても、ミラー１６を支持しても、それを支柱１８に取り付けてもよい。支持アームと膜１５は可撓性を有する。これは、２次ミラー１６がキャビティ１４内に移動されることを可能にし、２次ミラーを１次ミラーに近づけ、それによってキャビティの干渉特性に影響を及ぼす。
【００１２】
一般に２次ミラーは、１次ミラーから離れる静止状態をとるが、この状態は「白い」（ｗｈｉｔｅ）状態または遠隔位置とも称され得る。「白い」状態またはＯＮ状態は、白以外の如何なる個別の色にもなり得ることが理解されなくてはならない。赤、緑、青といった多数の個別の彩色された要素で構成される如何なるピクセルでも、以下でより詳細に論じられるように観測者にとって白に見えることがあり得る。
【００１３】
２つのミラーが分離されるとき、画像内の結果的に得られるピクセルは、白またはＯＮに見える。一方のまたは他方のミラーに電圧が印加されると、キャビティ内に静電位が形成され、これが２次ミラーを１次ミラーの方に引き寄せる。ミラーの動きは、キャビティの寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を変化させる。「近接」位置においては、干渉効果によってモノクロームシステムで結果的に得られるピクセルが黒になる。あるいは、近接位置は、更に論じられるように、干渉が赤、緑、青といった光の他の色という結果になることを引き起こし得る。
【００１４】
キャビティ１４の干渉特性を変化させることは、透明基板１０の前面から、すなわち変調器が配置されている側とは反対の側から見られる画像が変化することを可能にする。例えば干渉応用変調器要素４に対応する画素（ピクセル）は、前面で見られる画像がモノクロームであれば、黒いピクセルとして現れ得る。カラー画像に関しては、前面で見られる各ピクセルごとに３個の干渉応用変調器要素が存在し得る。これは後で更に詳細に論じられるであろう。
【００１５】
図１の要素４に見られるように、支持アームのカーブが１次ミラーと２次ミラーとの間に変化する距離を生じさせ得る領域１７が存在する。この変化する距離は、観測されるピクセルのエッジの周囲のキャビティの干渉特性に順に（ｉｎ  ｔｕｒｎ）影響を及ぼし得る。この問題を軽減するために、背面支持体から２次ミラーを吊り下げることができる。
【００１６】
図２に見られるように、２次ミラー２４は、背面支持体２６によって１次ミラー２２の上に吊り下げられる。基板２０は、同じくガラスといった透過性基板である。図２に示す構成は、図１のような構成で発生するフリンジ効果をより良く制御し得る。更に、高架ライン２８は、制御配線（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ）を基板から離して配置する機会を与え、それによって透過性基板上におけるピクセルのために利用可能な活性領域（ａｃｔｉｖｅ  ａｒｅａ）を増加させ得る。
【００１７】
現行の実装（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ）より良好な性能を呈する干渉応用変調器の別の実施形態の断面図は、図３、４、５に示されている。図３で変調器１００は、膜４０によってキャビティの上に吊り下げられたミラー３８を備える。ガラス基板３０はその上に、電極層３２と、クロムなどの金属層で形成された光学スタック（ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｔａｃｋ）３４と、酸化物層３６とを有している。本実施形態では、膜４０は可撓性のある金属であり得、したがってここでは可撓性の層と称され得るが、支柱を形成する光学スタック層に接触する。
【００１８】
これに対して図４の変調器２００は、４２のような支柱プラグ（ｓｕｐｐｏｒｔ  ｐｏｓｔ  ｐｌｕｇｓ）を有するが、この上に可撓性の層４０が載っている。ミラー３８は、前述の変調器と同様にキャビティの上に吊り下げられたままになっているが、可撓性の層は可撓性の層と光学スタックとの間の孔を充填することによって支柱を形成しない。むしろ支柱は、後でより詳細に論じられるように平坦化材料で形成される。
【００１９】
図５には干渉応用要素の更に別の実施形態が示される。変調器３００のこの特定の実施形態は、図４の変調器２００に基づいているが、干渉応用変調器の他の構成はもちろん、実施形態１００または２００のいずれかとも共に作動するように適合させ得る。実施形態３００では、バス構造４４を形成するために金属または他の導電材料の特別な層が使用されている。これは、干渉応用変調器の背面に沿った信号ルーティングを可能にし、さもなければガラス基板上に形成されなくてはならなかったであろう多数の電極を、おそらくは除去するであろう。
【００２０】
図６ｃに戻ると、フォトレジスト層４８が堆積されて、適切にパターニングされる。この構造は、次にフォトレジストパターンで規定されたようにエッチングされて、図６ｄに示すように犠牲アイランドの上にミラーを形成する。次に図６ｅで第２の犠牲層５１が堆積される。次に図６ｆで、第２の犠牲層にフォトレジスト５２が塗布されて、パターニングされる。図６ｇで支柱のための５４ｂ、および支持体のための５４ａといった場所を形成するために、第１および第２の犠牲層４６、５１の一部分がエッチング除去され、フォトレジスト層が剥ぎ取られている。
【００２１】
カラーピクセルを形成する１つの方法は、キャビティ３つの異なる深さのキャビティから結果的に得られる静止カラーが赤、緑、青となるように、異なる深さのキャビティを構成することである。キャビティの干渉特性は、それらの深さによって直接影響される。これらの変化するキャビティ寸法に影響を及ぼすために、３層の犠牲層４６が堆積され得る。第１の層が堆積され、マスクされ、パターニングされて、各ピクセルを形成する３個の変調器のうちの１つの領域を画定するであろう。次に第２の層が堆積されるであろう。次に第２のマスクがこの層に塗布され（ａｐｐｌｉｅｄ）、そしてそれがパターニングされて、各ピクセルを形成する第２の変調器のみならず上記の確定された第１の変調器をも結合した領域を画定するであろう。最後に第３の犠牲層が塗布されるであろう。この第３の層は、その厚さが各ピクセルを形成する３個の変調器全てに含まれるので、パターニングされる必要はない。
【００２２】
ここに述べた３層の個々の堆積層は、必ずしも同じ厚さであるとは限らないであろう。これは、３層を組み合わせた厚さを有する各ピクセルのための１つの変調器と、２層を組み合わせた厚さを有する１つの変調器と、単一の犠牲層の厚さを有する１つの変調器という結果をもたらすであろう。犠牲層材料が除去されると、キャビティ寸法は３層の犠牲層を種々に組み合わせた厚さに従って変化し、赤、緑、青のような３つの異なる色が得られるであろう。
【００２３】
図６ｃに戻ると、フォトレジスト層４８が堆積されて、適切にパターニングされる。この構造は、次にフォトレジストパターンで規定されたようにエッチングされて、図６ｄに示すように犠牲アイランド５０の上にミラーを形成する。次に図６ｅで第２の犠牲層５１が堆積される。次に図６ｆで、第２の犠牲層にフォトレジスト５２が塗布されて、パターニングされる。図６ｇで支柱のための５４ｂ、および支持体のための５４ａといった場所を形成するために、第１および第２の犠牲層４６、５１の一部分がエッチング除去され、フォトレジスト層が剥ぎ取られている。
【００２４】
図３の変調器１００または図４の変調器２００のいずれかを製造する方法は、プロセスのこの時点で分岐する。支柱プラグ４２を有する図４の変調器２００は、図７ａから図７ｆに示すプロセスを有する。図７ａにおいて、図６ｇに示すような構造は、当該構造に平坦化層（ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）５６を加えている。平坦化材料は、場所５４ａおよび５４ｂを充填する。平坦化材料は図７ｂに示すように部分的に除去されて、支柱プラグ５８を形成する。次に可撓性の層が、これは機械層４０とも称され得るが、図７ｃの支柱プラグの上に塗布される。
【００２５】
図７ｄでフォトレジスト層６２が塗布され、パターニングされる。これは、可撓性の層４０をパターニングするためのエッチマスクとして使用される。図７ｅでは可撓性の層４０がパターニングされている。パターニングの効果は、ここに示す断面図においては顕著ではない。可撓性の層パターニングの実施形態を示す変調器要素の背面図は、図１０ａ、および１０ｂに関して論じられるであろう。最後に、もしバス層が使用されないのであれば、犠牲層は図７ｆにおいて一般的にはプラズマエッチングによって除去される。この結果得られる変調器２００は、キャビティ６０を有するが、この中でミラーが光学スタックの上に吊り下げられる。
【００２６】
図６ｇに戻り、変調器１００のためのプロセスについて論じる。図７ａで論じたような平坦化層を塗布する代わりに、図８ａに示すように第２の犠牲層５１と場所５４ａおよび５４ｂとに金属層４０が直接塗布される。これは、可撓性の層をして、可撓性の層が場所５４ｂを充填する支柱を形成させ、また可撓性の層が５４ａのような場所を充填する背面支持体を形成させる。このアプローチは、平坦化プロセスを除去するという利点を有するが、これは製造プロセスと、結果的に得られる構造との双方を単純化し得る。
【００２７】
いったん可撓性の層４０が塗布されると、図８ｂに示すように、可撓性の層４０をパターニングするためにフォトレジスト６２が使用される。図８ｃにおいて、この図では見分けられないが、可撓性の層４０は、更に論じられる変調器の独自の機械的特性を作り出すようにパターニングされている。最後に図８ｄでは、犠牲層は除去されており、変調器１００にキャビティ６０を形成している。本実施形態では背面バス構造（ｂａｃｋ  ｂｕｓｓｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）は使用されなかった。
【００２８】
背面バス構造を付加するためのプロセスの流れの一例が、図９ａから９ｃに示されている。図示のプロセスは、図７ｅおよび８ｃで形成された構造から、すなわち、可撓性の層のパターニング後であって、ただし犠牲層除去の前から始まる。説明の目的上、図７ｅのような支柱プラグを有する変調器の構成が使用されるが、図８ｃのように支柱プラグが存在しない実施形態にも同様に適用可能であろう。
【００２９】
図９ａにおいて、可撓性の層４０に第３の犠牲層６４が塗布される。図９ｂにおいて、フォトレジスト層６６が塗布される。次にフォトレジスト層はパターニングされ、６９のような孔を形成するためにこの構造はエッチングされる。図９ｃにおいて、導電性バス層６８が塗布され、当該バス層６８と可撓性の層４０との間に孔６９を介して接触を与える。これは、バス層６８上の信号が可撓性の層４０を制御するために使用できるように電気的接続を与える。
【００３０】
図９ｄにおいて、フォトレジスト層７０が塗布されてパターニングされる。図９ｅにおいて、バス層６８の残存部分が図９ｆのバス構造７１を形成するように、バス層６８がパターニングされ、エッチング、さもなければ除去される。図９ｆでは犠牲層も除去され、その結果バス構造７１とキャビティ６０とを有する変調器３００が得られる。
【００３１】
バス構造は、基板の観察側と可撓性の層の背面との間のミラーによって与えられる光学シールド（ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ）のために可能となる。これは、変調器の光学的特性と電気機械的特性とを分離する能力を与える。光学特性は、実施形態のいずれにおいても吊下げミラー３８を使用することで改善されるが、アドレス指定や当該アドレス指定の結果得られる動きといった電気機械的特性から分離される。この分離可能な変調器構成は、付加される可撓性の膜または構造の背面に対して実行される如何なるプロセスも変調器の光学性能に影響を及ぼさないようにするので、変調器の背面の使用に、より多くの自由を与える。
【００３２】
柔軟膜４０の背面で使用され得るパターンが、図１０ａおよび図１０ｂに示されている。これらの図は変調器の背面からのものであるが、先の図に示した変調器の上部としても見ることができる。図１０ａにおいて、犠牲層５２はパターニングされて、引き続いて柔軟層４０によって充填された４個の小さな支持体７６ａから７６ｄによって取り囲まれた、大きな中心背面支持体７４を形成する。層４０は、隣接する変調器要素からそれを分離するように、さもなければ支柱７２ａから７２ｂよりミラーを吊り下げるようにだけパターン化され、膜のエッジから除去されるであろう。
【００３３】
あるいは、図１０ｂにおいて柔軟層は、各支柱７２ａから７２ｄに接続された薄い直線状のストラップ７８ａから７８ｄを形成するようにパターニングされる。上記ストラップは、中心支持体７４によってミラーに取り付けられる。これら２つの代替手段は、数ある中でも、ミラーの動きの自由とこの動きの詳細な機械的特性とに影響を及ぼし得る。場合によっては、これは利点となり得る。
【００３４】
例えば、上述のカラー変調器の例では、３つの異なるキャビティ深さを形成するために、３つのマスキングおよび堆積プロセスが必要とされた。別の方法として、柔軟層と、支持構造と、柔軟層と支柱の間のインタフェースとの詳細な機械的特性を、種々の設計パラメータとプロセスパラメータによって変更することができる。これは、異なる色のピクセルに同じ深さのキャビティが使用されることを可能にする。種々の設計パラメータは、犠牲層の除去時にキャビティ内におけるミラーの静止位置を修正する。
【００３５】
図１１ａには、１つの可能なピクセル構成８０が示されている。この図は、基板の前面から観察者によって見られるものであって、９個の要素、すなわち、赤、緑、青の各色ごとに３個ずつ、から成る。図示のように、変調器８０２は青に、８０４は緑に、８０６は赤に対応し得る。これら３つの異なる色は、ミラーと光学スタックとの間の距離を変化させることによって達成され得る。これらの変調器に電圧が印加されると、これらは全て電極に向かって均一な距離を移動し得る、あるいはこれらは全て電極に向かって異なる距離を移動し得る。実際には、３個の変調器全てがキャビティ全体を横切り、これらを基板に直接接触させる近接位置に移動し得る。静止状態のキャビティの寸法は、図１１ｂ、図１１ｃ、図１１ｄにおいてそれぞれ垂直寸法（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）８２、８４、８６によって示されている。
【００３６】
例えば、結果として得られるピクセルの１つの色に対応する１つの変調器の１つのミラー３８ａは、製造されたとおりの（ａｓ−ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ）犠牲層より小さな距離８２にミラーを静止させるように設計された、背面支持体と柔軟層と支柱インタフェースとを有してもよい。別の色に対応する１つの変調器の第２のミラー３８ｂは、犠牲層が除去された後に、犠牲層の製造されたとおりの厚さ８４にミラーを静止させるように設計された、背面支持体と柔軟層と支柱インタフェースとを有してもよい。最後に、更に別の色に対応する別の変調器の第３のミラー３８ｃは、犠牲層の除去後に、犠牲層の製造されたとおりの厚さより大きな距離８６にミラーを静止させるように設計された、背面支持体と柔軟層と支柱インタフェースとを有してもよい。このようにして、これらの支持体の機械的特性および／または物理的制限（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｒｅｓｔｒａｉｎｔｓ）を制御することで、３つの異なるキャビティ寸法が得られ、こうして単一の厚さの犠牲材料を使用して３つの異なるピクセルカラーが生成される。
【００３７】
あるいは、変調器の全てが、犠牲層から解放され、全てが同じ位置に留まってもよい。柔軟層と支持体との異なる特性は、同じ電圧の印加時にミラーが異なる距離移動するように操作されてもよい。更に別の方法として、変調器が全て同じ構造を有するが、異なる色のために異なる電圧が印加されるようにしてもよい。
【００３８】
変調器の電気機械特性を光学特性から分離することによって与えられる自由に加えて、吊下げミラーは他の機会を与える。上述したように、吊下げミラーは膜の湾曲に起因して発生する可能性のある、好ましくない人為的な影響を軽減する。上述のように、ピクセルの黒の状態は、キャビティの前面の光学スタックに、ミラーを極めて近くまで、または直接接触させるように偏向させることによって、達成され得る。暗い状態を達成するこれらの方法は両者とも、欠点を有する可能性がある。極めて小さなギャップでミラーのアレイを静電的に保持することは、変調器が非常に高い精度で構成されることを必要とする可能性がある。ミラーが光学スタックに直接接触することを可能にすることは、設計者がミラー／光学スタック材料の、ある幾つかの相容れない組合せを使用することを防止する。
【００３９】
これらの制限を除去するために、変調器１００に適用される図１２ａに示すような小さなランディングパッド９０の配列を、酸化物層３６の上に製造することができる。このようなランディングパッドは、ｉＭｏＤのその他の層に使用されるのと同じ堆積およびリソグラフィ手法を使用して、一般的な薄膜プロセス適合材料で構成され得る。これらのランディングパッドは、ミラー３８全体の動作に影響を及ぼすようにキャビティ全体の前面に亘って分散配置されながら、本質的に人間の目には見えないように、十分に小さくすることができる。
【００４０】
幾つかの異なる目的が、これらのランディングパッドによって達成できる。ランディングパッドは、ミラー３８が酸化物層３６に接触することを防止するので、光学スタック材料の選択に完全な自由を与えることができる。実際に、絶縁性ランディングパッド９０は原理上、光学スタックの最上層が絶縁体よりもむしろ導体となることを可能にするであろう。ランディングパッドは、キャビティにおける電界分布を変化させることによってｉＭｏＤの機械的動作を変化させることができる。ランディングパッドは、ミラー３８がランディングパッドに当たるまでミラー３８が平らな状態に留まっており、次に電圧の上昇につれて、膜がそうするように、ミラー３８が曲がって、各ピクセルが多数の正確なカラー値（ｃｏｌｏｒ  ｖａｌｕｅ）を達成することを可能にするという一種のデュアルモードのような動作を可能にすることができる。
【００４１】
ミラー３８よりむしろ可撓性の層４０がランディングパッド９２に接触する第２のランディングパッド構成が、図１２ｂに示されている。このように、変調器は、可撓性の層がランディングパッドに接触する前と後という２つの別個の範囲の機械的動作を有する。これは、ランディングパッド９２の厚さによって設定される正確な均一性によって、ピクセルごとの多数の色が達成されることを可能にする。
【００４２】
このようにして、干渉応用変調器の製造と動作が、改善され得る。吊下げミラーは、画像内に結果的に得られるピクセルを生成するために使用可能な活性領域を増加させ、多くの発生し得る好ましくない人為的な影響を除去する。ミラー背面に取り付けられる支持構造もまた、製造プロセスに、より多くの自由を与える。背面支持体によって可能となる相互接続はまた、ガラス上に堆積されなくてはならない電極の数を減らし、利用可能なガラスの面積を大きくする結果をもたらし得る。光学特性の電気機械特性からの分離は、変調器の光学特性からの可撓膜の分離によって、以前には利用できなかった機会を与える結果をもたらし得る。
【００４３】
このようにしてここまで、干渉応用変調器のための方法と装置、およびそれらの製造方法に関する特定の実施形態が説明されてきたが、このような特定の参照事項が、添付の特許請求の範囲に記載の範囲を除いて、本発明の範囲に対する限定と見なされることは意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】干渉応用変調器の一実施形態を示す図である。
【図２】干渉応用変調器の別の実施形態を示す図である。
【図３】干渉応用変調器の断面図である。
【図４】干渉応用変調器の別の実施形態の断面図である。
【図５】可撓性の層の背後にアドレスバスを有する干渉応用変調器の一実施形態の断面図である。
【図６ａ】干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の初期の工程における変調器の断面図である。
【図６ｂ】干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の初期の工程における変調器の断面図である。
【図６ｃ】干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の初期の工程における変調器の断面図である。
【図６ｄ】干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の初期の工程における変調器の断面図である。
【図６ｅ】干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の初期の工程における変調器の断面図である。
【図６ｆ】干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の初期の工程における変調器の断面図である。
【図６ｇ】干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の初期の工程における変調器の断面図である。
【図７ａ】平坦化層を使用する干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の後期の工程における変調器の断面図である。
【図７ｂ】平坦化層を使用する干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の後期の工程における変調器の断面図である。
【図７ｃ】平坦化層を使用する干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の後期の工程における変調器の断面図である。
【図７ｄ】平坦化層を使用する干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の後期の工程における変調器の断面図である。
【図７ｅ】平坦化層を使用する干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の後期の工程における変調器の断面図である。
【図７ｆ】平坦化層を使用する干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の後期の工程における変調器の断面図である。
【図８ａ】平坦化層を有さない干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の後期の工程における変調器の断面図である。
【図８ｂ】平坦化層を有さない干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の後期の工程における変調器の断面図である。
【図８ｃ】平坦化層を有さない干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の後期の工程における変調器の断面図である。
【図８ｄ】平坦化層を有さない干渉応用変調器を製造するプロセスの一実施形態の後期の工程における変調器の断面図である。
【図９ａ】可撓性の層の背後にアドレスバス形成を有する干渉応用変調器を製造するプロセスの後期の工程の断面図である。
【図９ｂ】可撓性の層の背後にアドレスバスを有する干渉応用変調器を製造するプロセスの後期の工程の断面図である。
【図９ｃ】可撓性の層の背後にアドレスバスを有する干渉応用変調器を製造するプロセスの後期の工程の断面図である。
【図９ｄ】可撓性の層の背後にアドレスバスを有する干渉応用変調器を製造するプロセスの後期の工程の断面図である。
【図９ｅ】可撓性の層の背後にアドレスバスを有する干渉応用変調器を製造するプロセスの後期の工程の断面図である。
【図９ｆ】可撓性の層の背後にアドレスバスを有する干渉応用変調器を製造するプロセスの後期の工程の断面図である。
【図１０ａ】分離可能な干渉応用変調器の背面支持体の別の実施形態を示す図である。
【図１０ｂ】分離可能な干渉応用変調器の背面支持体の別の実施形態を示す図である。
【図１１ａ】ピクセルカラーが可撓性の層特性によって制御され得る干渉応用変調器の別の実施形態のレイアウトおよび断面図である。
【図１１ｂ】ピクセルカラーが柔軟層特性によって制御され得る干渉応用変調器の別の実施形態のレイアウトおよび断面図である。
【図１１ｃ】ピクセルカラーが柔軟層特性によって制御され得る干渉応用変調器の別の実施形態のレイアウトおよび断面図である。
【図１１ｄ】ピクセルカラーが柔軟層特性によって制御され得る干渉応用変調器の別の実施形態のレイアウトおよび断面図である。
【図１２ａ】可動ミラーと可撓性の層の電気機械的特性を修正するためにランディングパッドが使用される干渉応用変調器の実施形態の断面図である。
【図１２ｂ】可動ミラーと可撓性の層の電気機械的特性を修正するためにランディングパッドが使用される干渉応用変調器の実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図６ｆ】
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【図６ｇ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図９ｅ】
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【図９ｆ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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