(57)【要約】電気光学効果が特にはナノワイヤ又はナノチューブである屈曲可能な構成要素の屈曲を介して作り出されるよう、ディスプレイ装置が与えられる。屈曲可能な構成要素のアレイは、光路を有するディスプレイの範囲内に備えられる。これは、屈曲可能な構成要素が透明であり、基板に対して略垂直に方向付けられる場合に可能であるが、斜めに屈曲する場合は光を吸収する。ここでは偏光が使用されることが重要である。屈曲可能な構成要素は、望ましくは誘電体層の材料を介して電極から分離され、電場又は磁場の影響下で屈曲される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調システムであって、
基板と、
第１の範囲において前記基板から延び、屈曲及び非屈曲構造を有し、電場及び／又は磁場の影響下で屈曲され、ナノチューブ、ナノワイヤ、及び他のナノ構造の群から選択される、屈曲可能な構成要素と、
前記電場及び／又は磁場を生成する手段と、
を有し、
前記屈曲可能な構成要素は、前記第１の範囲に基板上で略均質に分布される、ことを特徴とする、
光変調システム。
【請求項２】
前記システムは、前記光路における全ての放射線が偏光されるよう、偏光手段を備えられる、ことを特徴とする、
請求項１記載の光変調システム。
【請求項３】
前記場を生成する前記手段は、第１及び第２の電極を有することと、誘電体層が前記屈曲可能な構成要素と前記電極との間に存在することと、を特徴とし、前記電極及び前記誘電体層は、前記基板の一部分であって、前記第１の範囲内でオーバーレイする関係で前記屈曲可能な構成要素に対して位置付けられる、
請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記第１及び第２の電極は、前記屈曲可能な構成要素を切り替えることができる一組の相互嵌合された電極を形成する、ことを特徴とする、
請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記屈曲可能な構成要素は、１乃至５０ｎｍの直径を有するナノ構造である、ことを特徴とする、
請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記ナノ構造は半導体材料を有する、ことを特徴とする、
請求項５記載のシステム。
【請求項７】
誘電体材料の流体層は、前記屈曲可能な構成要素が前記流体層に略埋め込まれるよう、前記基板上に存在する、ことを特徴とする、
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のシステム。
【請求項８】
電子装置は、ディスプレイであり、前記偏光手段を有する、
請求項２記載のシステム。
【請求項９】
前記ディスプレイは透過型であり、前記基板は透明である、
請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか一項記載のシステムを動作させる方法であって、
前記非屈曲構造に対して５乃至７０度の角度で前記屈曲可能な構成要素を屈曲させる段階を有し、
前記屈曲は、前記偏光の伝搬によって定められた平面において行われる、
方法。
【請求項１１】
前記屈曲は、交流を用いて電場の適用を介して達成される、ことを特徴とする、
請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を備えられた光変調システムに係る。基板とは、即ち、第１の範囲において基板から延び、屈曲及び非屈曲構造を有し、電場及び／又は磁場の影響下で屈曲され、また、ナノチューブ、ナノワイヤ、及び他のナノ構造の一群から選択され、電場及び／又は磁場を生成する手段を備えられる、屈曲可能な構成要素である。
【０００２】
本発明は更に、かかるシステムを作動させる方法に係る。
【背景技術】
【０００３】
かかるシステムは、独国特許発明第１００５９６８５Ａ号明細書（特許文献１）より既知である。既知の文献によれば、システムは、基板が光反射面又は光検出面を備えられた装置において具体化される。屈曲構成要素は、可能であればカーボン・ナノチューブであり、直接接着を介して第１の電極に接続される。第１の電極上及び屈曲可能な構成要素における電圧とは異なる第２の電極上の電圧の適用において、屈曲可能な構成要素は、第２の電極に向かってその先端で屈曲する。その後、構成要素は少なくとも表面の一部分を覆う被覆を形成する。それ故に、反射又は検出、そしてオンとオフとの間の相違がより少ない。
【０００４】
既知の装置の不利点は、構成要素を屈曲させるのに必要な領域が比較的広いことである。広い領域は、少なくとも部分的に面を覆うよう構成要素がある程度完全に屈曲されるべき（即ち基板に略平行である方向に対して垂直である構成）であることの結果である。大角度での屈曲は、更なる不利点を有する。構成要素に対して設定される機械的要求が非常に高いことである。
【特許文献１】独国特許発明第１００５９６８５Ａ号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
故に、本発明は、冒頭で言及された種類のシステムを与えることを目的とし、該システムにおいて屈曲に関する要求がより低い。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、屈曲可能な構成要素が第１の範囲に略均質に分布されることで達成される。「均質の」という語は、本出願の文中では、第１の範囲の全ての部分に対して十分同等である構成要素の分布である、と理解されるべきである。分布は、任意に、均一に、又は同様にされ得る。空の空間は、例えばかかる範囲がピクセルとして使用されている場合、近接する範囲の間に存在し得る。
【０００７】
本発明は、以下の見識に基づく。第１の見識は、構成要素が基板に対して略垂直に方向付けられている場合、少なくとも大体において該構成要素は透明であることである。故に、第１の範囲内の全面上に屈曲可能な構成要素を備えることが可能である。しかしながら、従来技術では、屈曲可能な構成要素は、電極の上部上に独占的に存在し、相当な角度で曲がらない限り光路が入らない。構成要素は、非屈曲構造においては光路の外側に存在する。対照的に、本発明によれば、屈曲可能な構成要素は、いかなる構造においても放射線が入る範囲内に存在する。
【０００８】
第２の見識は、構成要素は、小角度のみで屈曲された場合でも放射線を吸収するということである。
【０００９】
第３の見識は、構成要素は、必ずしも電極の一部分である必要はないが、第１の電極と第２の電極との間において電場及び／又は磁場を備えられる、ということである。構成要素の動作を決定付ける物理的原則は、エネルギ的に最も望ましい向きを得るよう電場及び／又は磁場に対する構成要素の配列である。
【００１０】
このようにして、屈曲可能な構成要素の屈曲は、入射光の方向に関連して部分的に誤って方向づけられた構成要素をとらえる際に限り必要とされる。故に、構成要素の隣にある光路を覆うよう、構成要素を完全に屈曲させる必要はない。屈曲角度は、一般的には５乃至８０°、望ましくは１５乃至６０°、更に望ましくは３０乃至４５°である。角度は、偏光の伝搬によって定められた平面で定義付けられる。これは、光の方向及び偏光方向に基づいて構成され得る平面である。光の方向は、望ましくは、基板の法線に対して略同一である。
【００１１】
低減された屈曲角度の結果として、機械的要求はより厳密ではなくなり、実用面での利点を有する。屈曲可能な構成要素がより短くてもよいだけではなく、構成要素の接着の問題が少なくなる。この接着性は、少なくとも２つの理由より容易になる。まず屈曲角度がより小さいこと、第２に屈曲に必要な電磁場がより小さいこと、であり、よってより低い圧が構成要素上に与えられ、特には、弱い部分を形成する面を有するインタフェースで与えられる。
【００１２】
本発明のシステムの第１の利点は、既知の装置と比較して小型化され得ることである。既知の装置では、屈曲可能な構成要素は、光路の範囲の外側且つ電極の範囲の外側であり、それとともに他の光学的目的には使用され得ない範囲を覆う。本発明のシステムでは、屈曲可能な構成要素は、完全に光学的に適切にされた面の範囲を覆い得る。
【００１３】
本発明のシステムの第２の利点は、必要とされる電場及び／又は磁場が低減され得ることである。
【００１４】
非常に望ましくは、偏光手段が存在する。放射線の偏光は、可視スペクトルにおける放射の吸収を増加させる。更に、屈曲可能な構成要素は、異方的に放射線を吸収する。即ち、吸収は、偏光に関する向きに依存する。
【００１５】
本発明の望ましい一実施例では、誘電体層が屈曲可能な構成要素と電極との間に存在する。この実施例では、屈曲可能な構成要素の屈曲は、使用される屈曲可能な構成要素の型に依存して双極子相互作用又は磁力作用に基づく。この屈曲の機構は、静電気屈曲である屈曲可能な構成要素を屈曲させる既知の機構とは完全に異なる。この屈曲機構に対しては、構成要素が電気的に接続され、望ましくは電極に直接取り付けられる必要がある。これは、電流のショート及び後続電流（ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ）の危険性を有し、制御されたスイッチングを困難にする。更に、特には構成要素が有機材料からなる場合、又はカーボンナノチューブ等が使用される場合、屈曲可能な構成要素が焼灼されるという危険性を有する。酸化アルミニウム、酸化シリコン、窒化シリコン、所謂高Ｋ材料等の従来の無機又は有機誘電体材料は全て使用され得る。本発明の更なる詳細において、屈曲は、交流に基づき駆動システムによって駆動される。これは、電場が備えられる必要がないため実施し易い。
【００１６】
更なる望ましい一実施例では、屈曲可能な構成要素をピクセル毎にアドレスする手段が存在する。かかるアドレス手段は既知であり、所望のパターンを作ることができる。ピクセルの解像度は、電極の寸法、及び特定の適用に対して所望された解像度に依存するのみであり、パターン転写（フォトリソグラフィ、印刷、スパッタリング、又はマスクを介した他の蒸着を有する）によって達成される。かかる適用は、制限されることなく、光学記録システム、照明システム、及びディスプレイ・システムを有する。
【００１７】
特に望ましい実施例では、第１及び第２の電極が、屈曲可能な構成要素をスイッチングすることができる一組の相互嵌合された電極を形成する。これは、電場を非常に効果的に提供することに繋がる。即ち、電極が相互嵌合されるため、その間に経路が形成される。経路の幅は小さくてよいが、同時に経路の長さは非常に長くなり得る。
【００１８】
所望された電場強度（Ｖ／μｍ）は、故に、より低い供給電圧を与えられ得る。特に望ましくは、第１及び第２の電極が基板の一部分を形成し、屈曲可能な構成要素が与えられ得る平面を作るよう平坦化材料の層を備えられる。相互嵌合された電極を使う場合、屈曲の方向は全ての位置で同一ではない。即ち、屈曲角度＋ｊ及び屈曲角度−ｊがある。しかしながら、これは吸収には無関係である。
【００１９】
屈曲可能な構成要素は、特にはナノ構造であり、該構造は、カーボン・ナノチューブ、金属又は半導体ナノワイヤ、及び、金属又は半導体ナノチューブ、又は磁気ナノワイヤ、又は（強）磁性材料で充たされたナノチューブ等である。ナノ構造は、望ましくは１５０ｎｍより小さく、更に望ましくは５０ｎｍより小さく、また更に望ましくは０．３乃至１０ｎｍである（一般的には最も小さい横方向の寸法での）直径を有する。ナノ構造は、望ましくは５ｎｍから１０マイクロｍの範囲内、望ましくは１０から５００ｎｍの範囲内、更に望ましくは５０から３００ｎｍの範囲内の長さを有する。半導体ナノワイヤは、相互遮蔽が非常に低減されるため、金属ナノワイヤと比較して好ましい。
【００２０】
ナノ構造及び特にカーボン・ナノチューブは、基板の表面に対する付着を強化するよう、フィクショナライズされ（ｆｉｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ）得る。これは、Ｌｉｕ外著、「Ｌａｎｇｍｕｉｒ」、１６（２０００年）、３５６９から既知である通り、Ａｕ等でできた面にこのようにして取り付けられ得るカーボン・ナノチューブに対して特に適切である。酸化物の面（ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ガラス）に対して適切なフィクショナライゼーションは、例えばＳｉＣｌ３又はＳｉ（ＯＲ）３であり、Ｒアルキル、望ましくはイソプロピル又はブチル、フェニルを有する。金の面に対する適切な機能性は、チオール又はチオールエーテル（Ｚ−ＳＨ，Ｚ−Ｓ−Ｓ−Ｚ，Ｚ−ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２−ＺでＺカーボン・ナノチューブを有する）である。プラチナの面に対する適切な機能性は、−ＯＨ又は−ＮＨ２等の塩基である。ＳｉＯ２でできた銀に対する適切な機能性は、−ＣＯＯＨ等の酸である。酸化されていないシリコンに対する適切な機能性は、Ｌ−エチレン基（−ＣＨ＝ＣＨ２）である。雲母に対する適切な機能性は、亜リン酸塩基又はアルキルジホニック（ａｌｋｙｌｄｉｐｈｏｎｉｃ）酸（ＰＯ３２−）である。
【００２１】
ナノワイヤ及びナノチューブは、テンプレートにおいて増大することによって有利に与えられる。テンプレートは、ナノ構造のパターンの容易で十分な制御可能である定義を可能にする。これは、
【００２２】
（外１）
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外著、「Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ」、１０１（１９９７年）、５４９７−５５０５から既知である。テンプレートは、望ましくは３から２００ｎｍの範囲内、望ましくは５乃至１５ｎｍの直径を有する気孔を備える。直径は、均一の直径を有するよう従来の技術で作られ得る。気孔は、気孔の直径の１−１０倍のオーダで互いに対してある距離を離され得る。気孔は、面に対して略垂直であり得、適切な状態を与えること又はｅビームまたはインプリンティング等での局所的な面の前処理によって横方向に整列される。ナノワイヤは、電気化学的増大及びＶＬＳ（蒸気−液体−固体）法等の既知の方法によって増大され得る。ナノワイヤの電気化学的増大は、ＩＩＩ−Ｖ材料、ＩＩ−ＶＩ材料、及び金属に対して可能である。ＶＬＳ法は、例えば、ＩＩＩ−Ｖ材料及びカーボン・ナノチューブに対して適切であり、一般的には４００から８０００℃の温度で達成される。これは、例えば、Ｍｏｒａｌｅｓ及びＬｉｅｂｅｒ著、「Ｓｃｉｅｎｃｅ」、２７９（１９９８年）、２０８−２１１より既知である。テンプレートは増大後に、ウェットエッチングまたはドライエッチング等を介して少なくとも部分的に取り除かれる。
【００２３】
しかしながら、他の増大法は除外されない。ナノワイヤは、所望されたパターンに従って半導体基板をエッチングすることによって更に与えられ得る。半導体基板、特にはシリコン基板の陽極エッチングは、大量の半導体ナノワイヤを与えるのに非常に適切な方法であり得る。
【００２４】
更に、ナノ構造は絶縁領域を有するよう増大され得ることが望ましい。この実施例では、ナノ構造と電極との間に個別の誘電体層が必要とされない。かかる絶縁領域は例えば、ＶＬＳ法の使用及びチャンバ内のガス組成の変化を介して実現され得る。
【００２５】
他の実施例では、絶縁流体は基板上にあり、ナノ構造は略そこに埋め込まれるようにされる。適切な流体は、液体、気体、及びガスを有する。流体は、望ましくはある程度粘性があり、反発力を与える。これは、屈曲角度のより正確な設定を可能にし得る。かかる多少の粘性の他の有利点は、絶縁流体には屈曲可能な構成要素のパターン上機械的な安定効果があることである。更に、流体は、屈曲可能な構成要素が互いに接着することを防ぐ。流体の材料及び粘度は、当業者の必要に応じて設定され得る。
【００２６】
一般的には、屈曲可能な構成要素は、電磁場の除去後に非屈曲構造に戻る。反発力を与える流体の使用の次に、戻りは、屈曲可能な構成要素および接着接触の剛性によって影響を与えられる。更に、非屈曲構造に戻ることができるよう電磁場の向きを反転させることが可能である。適切な一実施例では、第２の電極は、基板に対して平行な平面だが屈曲可能な構成要素の反対側に存在する。かかる第３の電極は、電場又は磁場を与えることができ、屈曲可能な構成要素を非屈曲構造を回復することに繋がる。
【００２７】
本発明の装置は、ディスプレイ、センサ、光学記録媒体、又はリーダ、光学カプラ、光ダイオード、レーザダイオード等の、いずれの光電子装置でもあり得る。
【００２８】
ディスプレイとしては、屈曲可能な構成要素の吸収は、電気光学効果をもたらす。ディスプレイは、反射性ディスプレイとして、また透過性ディスプレイとして、異なった手法で設計される。一般的には、ディスプレイは、複数のピクセルを備えられ、所望のパターンで屈曲可能な構成要素を与えることによって作られ得る。更に、駆動手段（ドライバ一体型回路等）及びアドレス手段（縦列および横列等）が存在する。アドレス手段は、基板に一体化され得る。駆動手段は、組立体を用いてディスプレイ上に備えられ得るか、同時に処理され得る。偏光手段は、特には透過型ディスプレイに適切である偏光器、及び偏光の源のいずれでもあってよい。偏光器は、偏光の源と組み合わせて適用され得、可視性を高める。
【００２９】
電気光学効果の可視性を高めるよう、装置は、１つ又はそれ以上の偏光層を有するか、それに組み合わされる。偏光の典型的には１つ又は２つである数、位置、向き、及び、円形又は線形、反射性又は吸収性等である使用される偏光器の型は、所望されるディスプレイの型に依存する。便利には、偏光器は、屈曲可能な構成要素の側又は屈曲可能な構成要素に向かって外方を向く側上で、単一基板に近接して位置付けられ得る。望ましくは線形の偏光器が使われる。
【００３０】
最も広い意味では、偏光器の材料の選択は本発明には必須でなく、いずれの従来の偏光器も適切に使用され得る。例えば、偏光器は、ヨウ素ドーピングされたポリ酢酸ビニルのフォイル等の従来の吸収偏光器、又は米国特許第６，０２５，８９７号明細書に開示されたブラッグ反射器等の従来の反射性偏光器フォイル、米国特許第５，５０６，７０４号明細書に開示されたコレステリック偏光器フィルムであり得る。これら従来の偏光器のほとんどは、既製品として入手可能であり、加圧で接着する光学接着剤等を使用して基板上にラミネート加工され得る。更に、その厚さは、典型的には数百μｍである。特に所望されるのは偏光器層であって、特には国際公開第０２／４２８３２号パンフレットより既知である液状塗料又は印刷の方法である、湿式蒸着方法によって得られ得る。
【００３１】
電気光学的効果の型に依存して、コントラスト又は視覚依存等の光学的性能は、遅延層を用いて更に強化され得る。従って、本発明に従った装置の望ましい一実施例は、１つ又それ以上の遅延層を有するか、又は組み合わされる。一般的には、遅延層は、透明な光学的異方性フィルムであり、特には屈折率において異方性である。典型的には、従来技術で既知の通り、遅延層はフィルムを延ばすことにより異方的に方向付けられるポリマから作られ得る。故に、複屈折で、一軸式又は二軸式に方向付けられたフィルムが得られる。かかる伸張指向のポリマ・フィルムは、加圧で接着する光学接着剤等を使って基板表面上にラミネート加工され得る。特に望ましくは、遅延層は、湿式化学蒸着方法によって得られ得る。明らかに、遅延層の厚さは、所望された遅延量に従って選択されるべきであり、例えば１／４λ、１／２λ等である。一般的には、遅延層の厚さは、０．０５から約１００μｍ変化する。ポリカーボネート・フォイル等の延ばされたポリマ・フォイルの形状における遅延層の場合、厚さは典型的には１０乃至１００μｍである一方、湿式化学蒸着された遅延層は、典型的には０．０５乃至１０μｍの厚さ、又は、特には０．１乃至５．０μｍ、又はより特には０．２乃至１．０μｍの厚さを有する。適切な遅延層は、国際公開第０２／４２８３２号パンフレットより既知である。
【００３２】
透過型ディスプレイの実施例においては、電極が透明であることが望ましい。これによって、基板は偏光器用の担体として使用され得る。適切な透明の導電性材料は、非常に薄い金属層であり、特には、オキシディック（ｏｘｉｄｉｃ）・コンダクタであり、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化ルテニウム、酸化鉛ルテニウム（Ｒｂ２Ｒｕ２Ｏ７）、ストロニウム・ランタン酸化コバルト（ｓｔｒｏｎｉｕｍ  ｌａｎｔｈａｎｅ  ｃｏｂａｌｔ  ｏｘｉｄｅ）、酸化レニウム、及び欧州特許第６８９２４９号明細書より既知である他の材料等である。あるいは、ポリ（３，４−エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の透明な導電性有機材料が使用され得る。
【００３３】
更に望ましくは、装置は、屈曲可能な構成要素がキャビティ内に存在するよう、屈曲可能な構成要素の側部上にカバーが備えられる。一般的には、スペーサがカバーと基板との間に存在し、スペーサがカバーの一部分であり得る。適切なカバーは、ガラス板、パウダー・ブラストによって形成される等のキャビティを有するガラス板、無機又は有機材料の板等である。更に、屈曲され得るカバー板が活用され得、所望の範囲で基板と接触するようにされる。カバーは望ましくは透明である。しかしながらこれは、光源がキャビティ内に存在し、基板が透明である場合は必須ではない。
【００３４】
ディスプレイにおいて、照射のスキームに関連する屈曲の時間制御を介して、グレイ・レベルが生成され得る。これを実現する第１の選択は、光源がパルス化されること、又はスキャナが使用されることである。第２の選択は、屈曲の角度の制御及び局所的変化を解してグレイ・レベルを備えることである。ここに、追加的電極が備えられ得る。かかる追加的な電極は、望ましくは第１の電極の組に対して垂直に位置付けられる。一組の相互嵌合電極を使用する場合、１つまたはそれ以上の追加的電極は、基板又は屈曲可能なパターンの上部のいずれかに備えられるか、又は、基板及びパターンの上部のいずれにも備えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明のこれらの及び他の面は、図面を参照して更に説明される。
【００３６】
図面は実寸大に描かれてはいなく、単に概略的なものである。ことなる図中の同様の参照符号は、同様の構成要素を示す。
【００３７】
図１は、本発明のディスプレイの第１の実施例の該略的図面を鳥瞰図で示す。図２及び図３は、線図的断面を示す。図１は、ただ１つのピクセルを示し、アドレス線は表示されない。図２及び図３は、ピクセルの一部分のみを示す。
【００３８】
図１は、この場合はガラスの基板である基板４を図示する。基板は、底面上に偏光器５を備えられ、反対側に電極１，２及び屈曲可能な構成要素３を備えられる。電極１，２は一体化され、第１の電極１は４本の指部を有し、第２の電極２は３本の指部を有する。しかしながら、指部の数は任意で選択され得、最適な経路を得るようにされる。電極１，２は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を有する。
【００３９】
図２中の断面は、ディスプレイ１０の層構造をより明確に図示する。実際、電極１，２は、ＳｉＯ２の誘電体層６で覆われる。この誘電体層は、ゾルゲル技術によって与えられ、テトラエトキシオルトシリケートが適用され、続いて硬化される。誘電体層６は二重機能性を有する。まず、基板４を平坦化させ、その後の屈曲可能な構成要素３の適用を単純化する。第２に、該層は、屈曲可能な構成要素３と電極１，２との間の絶縁隔壁としての役割をなす。それとともに、屈曲可能な構成要素３は、電場によってのみ影響を及ぼされ、電極１，２との直接の電気的接触にはよらない。誘電体層６は、化学蒸着又は他の蒸着方法によって適用され得る。しかしながら、その結果、別個の平坦化層を適用することが適切である。屈曲可能な構成要素３は、この場合、ＲがメチルであるＳｉ（ＯＲ）３基を有して機能的にされたカーボン・ナノチューブである。適切な末端基を有するカーボン・ナノチューブの機能化は、「Ｌａｎｇｍｕｉｒ」１６（２０００年）、３５６９−３５７３より既知である。ここでは、所望の長さの単一壁のカーボン・ナノチューブは、アルコールにおけるウルトラソニフィケーション（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）でサスペンドされる。カーボン・ナノチューブは、酸化によってカルボン酸末端基を与えられる。この末端基は、Ｓｉ（ＯＲ）４への化学反応を介して置き換えられる。パターン化された蒸着を達成するようフォトレジスト材料が基板上に与えられ、所望のパターンに従って展開される。続いて、フォトレジスト材料及び基板はプラズマ処理をされ、基板はより親水性に、フォトレジストはより疎水性にされる。適切な処理は、一連の酸素プラズマ処理、フッ素性のプラズマ処理、及び酸素プラズマ処理である。カーボン・ナノチューブの束は、別のカーボン・ナノチューブの間の疎水相互作用によって、表面に沿って整列する。フォトレジストの使用の代替として、他の材料のマスクが与えられ得るか、ナノチューブが所望のパターンに従って焼灼され得る。これは、所望の強度を有するレーザの束で行われ得る。
【００４０】
結果として生じたディスプレイは、透過型であり、偏光の適切な光源が与えられる。ここで、ガラスのカバー（図示せず）が、特にレーザ・ダイオードである光源が取り付けられたカーボン・ナノチューブの周囲に備えられる。ガラスのカバーは、本例においてパウダー・ブラストで作られた所望のパターンに従ってキャビティを備えられる。この場合、画像は、ディスプレイの基板側上に備えられる。あるいは、光は他の方向から入り得る。その場合、画像は、透明のカバーを介する等して上方から見られる。
【００４１】
適用された領域がゼロである場合、カーボン・ナノチューブは光の方向に対して垂直に整列され、この場合はまた基板表面に対する法線である。０，１−５Ｖ／μｍのオーダで磁界の強度を有する領域の適用の際、屈曲可能な構成要素は屈曲構造に対して屈曲する。数Ｈｚ乃至数ｋＨｚ、望ましくは５０Ｈｚの周波数を有する交流が、望ましくは使用される。
【００４２】
図４ｅは、本発明のディスプレイの一部分の第２の実施例の線図的断面を図示する。図４ａ−ｄは、その製造における段階を図示する。実際には、図４は、第１の電極１及び第２の電極２を有する１つのピクセルを図示する。これらの電極は、相互嵌合され、第１の電極１の各部分は、その他の部分に接続される。この場合、屈曲可能な構成要素３は、電気化学的に増大された半導体ナノワイヤである。屈曲可能な構成要素は、キャビティに与えられ、スペーサ８及びカバー９によって形成され、カバーはガラス板である。
【００４３】
本実施例における屈曲可能な構成要素３は、テンプレート増大を与えられ、図４ａ乃至図４ｄを参照して説明される。図４ａ中、複数の層の重層構造が備えられたあとの半製品のものが図示される。重層構造は、ガラスでできた基板４、電極１，２、及び窒化シリコン等のエッチング停止層６を有する。アルミニウム層１１がこの上に備えられる。
【００４４】
図４ｂは、気孔１３の初めがアルミニウム層１１に備えられた後の構造を図示する。これは、アルミニウムの陽極酸化エッチングによってなされ、すぐ後に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に転換される。アルミニウムの陽極酸化エッチングは、従来通りに行われる。気孔は、Ｏ２発生を用いてエッチング停止層６に拡張される。結果として、酸化アルミニウム層は３０％の他孔率を有する。気孔の量の半分は、微小孔からなり、気孔量の残り半分は直径１５ｎｍを有する中型気孔１３からなる。気孔の密度は５．１０１０／ｃｍ２のオーダである。その結果は図４ｃに図示される。
【００４５】
図４ｄは、更に複数の段階の後のものを図示する。第１に、中型気孔１３は、めっきベースとして薄い金属層を備えられる。特に望ましいのは、銀のゾルの湿式化学蒸着及びその後の硬化によって銀の層が備えられることであるが、化学蒸着が代替として使用され得る。その後、銅桿が望ましくは与えられる。これは、０．０１Ｍ  ＣＵＳＯ４溶液（１乃至２ｐＨ）を使用しＰＡＲ２７３Ａ（ＥＧ＆Ｇ  Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ）ポテンシオスタット／ガルバノスタットによって適用された標準的なカロメル電極（ＳＣＥ）に対して、−０．０５Ｖの一定電圧で１００秒間行われる。銅桿の長さは約３０ｎｍである。更なる電着段階が、銅イオンを蒸着するよう、ＳＣＥに対して−０．２Ｖの一定電圧で０．０１Ｍ  Ｈ２ＳＯ４の溶液にて適用され、１００秒間の蒸着後も気孔内にまだ存在し得る。この更なる電着段階は、その後金が使用される場合に所望される。続いて、層構造が、適切な電解液での浸漬において与えられ、ナノワイヤが展開される。Ｃｕナノワイヤは、ＣｕＳＯ４から展開され得、ＡｕナノワイヤはＫ４Ａｕ（ＣＮ）３から展開され得、Ｎｉナノワイヤは、ＮｉＳＯ４／ＮｉＣｌ２から展開され得、ＣｄＳｅナノワイヤは水中でＣｄＣｌ２及びＨ２ＳｅＯ３から展開され得る。この場合Ａｕが使用される。ＳＣＥに対して−１．００Ｖの一定電圧で銅の上部上に蒸着される。０．２６Ｍクエン酸及び０．６５Ｍ  ＫＯＨを有し、最終ｐＨが５乃至６である０．３２Ｍの金（Ｉ）シアン化合物の電解液が使用される。典型的な電流密度は、約７０μＡｃｍ−２の膜範囲である。全膜範囲は、０．６５ｃｍ２である。全気孔範囲（実際の蒸着範囲）は、この範囲の１０％と推測される。
【００４６】
続いて、酸化アルミニウム充填材が少なくとも部分的に溶解される。酸化アルミニウ充填材は、望ましくは、数ナノメートルの厚さを維持される。このことは結果として、基板に対するナノワイヤの接着の強化をもたらす。Ａｌ２Ｏ３のスペーサを維持するよう、マスクが適用され選択的にエッチングされるようにする。Ａｌ２Ｏ３のスペーサは多孔性であるが、側壁として使用されるよう十分に強い。しかしながら、多孔性の経路は、ナノワイヤ材料で満たされ得、その強度、またガス及び湿気に対する不浸透性が向上するようにされる。
【００４７】
最後に、カバー９は、スペーサ８の上部上に位置付けられ、ガラス・フリットで取り付けられる。その後、偏光器５が裏側に適用される。所望であれば、カバー９は、その面のいずれか一面、望ましくは屈曲可能な構成要素にむかって方向付けられた面に、電極層を備えられ得る。他の電極は、基板の一部として備えられ得る。更に、屈曲可能な構成要素４のキャビティは、液体で満たされ得る。
【００４８】
ナノワイヤにテンプレート増大を与える他の可能性もまた、可能である。特には、Ｐｔ又はＡｕ等の貴重な材料の層は、窒化シリコン層の上部上に備えられ得る。かかる層は、エッチング停止としての役割をなし、同時にめっきベースとして使用され得る。貴金属の層は、所望のパターンに従って構成され得、最終的には、追加的な電極として使用され得る。かかる場合には、貴金属の層は、電極１，２の間の領域に備えられ得る。それをもって、屈曲可能な構成要素３は電極１，２の上部上で伸張しない。
【００４９】
あるいは、貴金属の層又はＮｉ、Ｃｕ等の他の金属は、ナノワイヤを備えた後、及び酸化アルミニウム充填材の溶解後に取り除かれ得る。これは、ナノワイヤが（電気的に又はＶＬＳ法を用いて備えられた）半導体材料を有する場合に特に適切である。貴金属の層は、続いて、ナノワイヤに対して選択的にエッチングされ得る。即ち、ナノワイヤがエッチングに対して耐久マスクとしての役割をなす。ナノワイヤの機械的な安定性は問題ではなく、屈曲可能な構成要素としての適用に関しては一定の機械的安定性がいずれにしても要求される。
【００５０】
更なる実施例では、電極１，２が対向する側に備えられ、貴金属はガラスの上部上に直接与えられ得る。対抗する側は、カバー板の内側であり得る。最も望ましい実施例では、基板トランスファ法が活用される。この方法では、本来の基板が最終的に取り除かれ、酸化アルミニウム充填材が、上部側ではなく基板側から溶解される。
【００５１】
基板トランスファ法は、以下の段階を有する。：ナノワイヤの増大後、及び酸化アルミニウム充填材の溶解前に、誘電体材料の層及び電極が、充填材の上部上に備えられる。これは、湿式化学蒸着、スパッタリング、及び化学蒸着を有する薄膜処理によって適切に行われ得る。また更には、相互接続層、及びガラスまたはポリマ等でできた保護カバー層を備えられ得る。続いて、装置が裏を返され、基板、エッチング停止層又はめっきベース、及び酸化アルミニウム充填材が取り除かれる。ガラス基板の除去は、ガラスとエッチング停止層との間に備えられたＵＶ解除可能な接着剤層が、ＵＶスペクトルでの光線性照射で照射される際に達成され得る。
【００５２】
即ち、ディスプレイ装置は、電気光学効果が特にはナノワイヤまたはナノチューブである屈折可能な構成要素の屈折を介して作り出されるよう与えられる。屈曲可能な構成要素のアレイは、光路を有するディスプレイの範囲内に備えられる。これは、屈曲可能な構成要素が透明であり、基板に対して略垂直に方向付けられる場合に可能であるが、斜めに屈曲する場合は光を吸収する。ここでは、偏光が使用されることが重要である。屈曲可能な構成要素は、望ましくは誘電体層の材料を介して電極から分離され、電場又は磁場の影響下で屈曲される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のディスプレイの鳥瞰図を示す。
【図２】非屈曲構造における屈曲可能な構成要素を有する線図的断面図を示す。
【図３】屈曲構造における屈曲可能な構成要素を有する線図的断面図を示す。
【図４ａ】本発明のディスプレイの第２の実施例の製造における複数の段階の線図的断面図を示す。
【図４ｂ】本発明のディスプレイの第２の実施例の製造における複数の段階の線図的断面図を示す。
【図４ｃ】本発明のディスプレイの第２の実施例の製造における複数の段階の線図的断面図を示す。
【図４ｄ】本発明のディスプレイの第２の実施例の製造における複数の段階の線図的断面図を示す。
【図４ｅ】本発明のディスプレイの第２の実施例の製造における複数の段階の線図的断面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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