(57)【要約】  本開示は、電気機械ディスプレイデバイスに関するシステム、方法、および装置を提供する。一態様では、多段階干渉変調器（ＩＭＯＤ）が、異なる反射色を生成するために異なる位置に移動し得る可動反射体を含むことができる。ＩＭＯＤは、可動反射体の後面側に結合された、可動反射体に支持を提供する変形可能要素を含むことができる。変形可能要素は、休止位置に可動反射体をバイアスさせる復元力をもたらすことができる。ＩＭＯＤは、かみ合ったときに復元力を増大させるように構成された１つまたは複数の復元力修正部を含むことができる。可動反射体が接触位置に動かされたときに変形可能要素が復元力修正部に接触するように、復元力修正部は可動反射体と変形可能要素との間にあり得る。
2017504835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉変調器であって、
基板と、
前記基板によって支持された、部分的に反射性および部分的に透過性である光学スタックと、
前記光学スタックの上の、前記光学スタックに面する前面側と、前記前面側とは反対の後面側とを含む可動反射体であって、前記光学スタックおよび前記可動反射体がそれらの間に光キャビティを画定する、可動反射体と、
前記可動反射体の前記後面側に結合された、第１の位置に前記可動反射体をバイアスさせるための復元力をもたらすことが可能である変形可能要素と、
前記可動反射体と前記変形可能要素との間の復元力修正部であって、前記干渉変調器が、前記変形可能要素が前記復元力修正部と接触しているときに前記復元力修正部が前記変形可能要素の前記復元力を増大させるように構成された、復元力修正部と
を備える干渉変調器。
【請求項２】
前記復元力修正部が、前記可動反射体が前記第１の位置にあるときに前記変形可能要素が前記復元力修正部に接触しないように、前記可動反射体が第２の位置にあるときに前記変形可能要素が前記復元力修正部に接触するように、および前記可動反射体が第３の位置にあるときに前記変形可能要素が前記復元力修正部に接触するように構成され、前記第２の位置が、前記第１の位置と前記第３の位置との間にある、請求項１に記載の干渉変調器。
【請求項３】
前記変形可能要素が、前記可動反射体が前記第１の位置と前記第２の位置との間にあるときに、第１のばね定数を有し、変形可能要素が、前記可動反射体が前記第２の位置と前記第３の位置との間にあるときに、前記第１のばね定数よりも高い第２のばね定数を有する、請求項２に記載の干渉変調器。
【請求項４】
前記可動反射体が前記第１の位置にあるときに光の第１の色を反射することが可能であり、前記可動反射体が前記第２の位置にあるときに光の第２の色を反射することが可能であり、前記可動反射体が前記第３の位置にあるときに光の第３の色を反射することが可能である、請求項２に記載の干渉変調器。
【請求項５】
前記復元力が、前記変形可能要素が前記復元力修正部に接触していないときに前記変形可能要素の第１の長さによって少なくとも部分的に規定され、前記復元力が、前記変形可能要素が前記復元力修正部に接触しているときに前記変形可能要素の第２の長さによって少なくとも部分的に規定され、前記第２の長さが前記第１の長さよりも短い、請求項１に記載の干渉変調器。
【請求項６】
前記復元力が、前記復元力修正部が前記変形可能要素と接触しているときに前記変形可能要素の第１の領域によって少なくとも部分的に規定され、前記復元力が、前記復元力修正部が前記変形可能要素と接触していないときに前記変形可能要素の前記第１の領域および第２の領域によって少なくとも部分的に規定される、請求項１に記載の干渉変調器。
【請求項７】
前記光キャビティの上の前記可動反射体を支持する支柱をさらに備え、前記復元力修正部が、前記支柱から概して水平に延びる突出部を含む、請求項１に記載の干渉変調器。
【請求項８】
前記可動反射体の前記前面側に垂直な線が、前記復元力修正部と交差する、請求項１に記載の干渉変調器。
【請求項９】
前記光学スタックに向かって、および前記光学スタックから離れて前記可動反射体を選択的に作動させることが可能である、請求項１に記載の干渉変調器。
【請求項１０】
前記復元力修正部と前記可動反射体との間にフレキシブル要素をさらに備え、前記フレキシブル要素が、前記可動反射体が前記光学スタックから離れて作動されたときに前記復元力を増大させることが可能である、請求項９に記載の干渉変調器。
【請求項１１】
前記可動反射体が、前記可動反射体が前記光学スタックから離れて作動されたときに前記復元力を増大させるために屈曲することが可能である、請求項９に記載の干渉変調器。
【請求項１２】
追加の復元力修正部をさらに備え、前記変形可能要素が、前記可動反射体と前記追加の復元力修正部との間にあり、前記追加の復元力修正部が、前記可動反射体が前記光学スタックから離れて作動されたときに前記復元力を増大させることが可能である、請求項９に記載の干渉変調器。
【請求項１３】
第２の復元力修正部をさらに備え、前記変形可能要素が、前記可動反射体が第１の接触位置にあるときに前記復元力修正部に接触することが可能であり、前記変形可能要素が、前記可動反射体が前記第１の接触位置を過ぎてたわんでいるときに前記第２の復元力修正部に接触することが可能であり、前記第２の復元力修正部が、前記変形可能要素が前記第２の復元力修正部に接触しているときに前記復元力をさらに増大させる、請求項１に記載の干渉変調器。
【請求項１４】
前記可動反射体が、電極を含み、前記変形可能要素が、前記可動反射体の前記電極に電気的に結合された導電部分を含む、請求項１に記載の干渉変調器。
【請求項１５】
前記可動反射体の前記前面側が、前記電極を含み、前記可動反射体が、前記可動反射体の前記後面から前記可動反射体の前記前面に延びる導電層を含む、請求項１４に記載の干渉変調器。
【請求項１６】
請求項１の干渉変調器をそれぞれ含む複数のディスプレイ素子と、
前記複数のディスプレイ素子と通信することが可能であり、画像データを処理することが可能であるプロセッサと、
前記プロセッサと通信することが可能であるメモリデバイスと
を備える装置。
【請求項１７】
前記複数のディスプレイ要素に少なくとも１つの信号を送ることが可能なドライバ回路と、
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ことが可能なコントローラと
をさらに備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記プロセッサに前記画像データを送ることが可能な画像ソースモジュールをさらに備え、前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６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伝達することが可能な入力デバイス
をさらに備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
基板と、
前記基板によって支持された、部分的に反射性および部分的に透過性である光学スタックと、
光を反射するための、前記光学スタックの上に配置された、前記光学スタックに面する前面側と、前記前面側とは反対の後面側とを含む可動光反射手段であって、前記光学スタックおよび前記可動光反射手段がそれらの間に光キャビティを画定する、可動光反射手段と、
第１の位置に前記可動光反射手段をバイアスさせるための、前記可動光反射手段の前記後面側に結合されたバイアス手段と、
前記バイアス手段の復元力を修正するための、前記可動光反射手段と前記バイアス手段との間にある復元力修正手段と
を備える干渉変調器。
【請求項２１】
前記可動光反射手段が可動反射体を含み、前記バイアス手段が変形可能要素を含み、または前記復元力修正手段が復元力修正部を含む、請求項２０に記載の干渉変調器。
【請求項２２】
干渉変調器を製造する方法であって、
基板の上に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１の犠牲層を形成するステップと、
前記第１の犠牲層の上に可動反射体を形成するステップであって、前記可動反射体が、前記光学スタックに面する前面側と、前記前面側とは反対の後面側とを有する、ステップと、
前記可動反射体の上に第２の犠牲層を形成するステップと、
前記第２の犠牲層の上に復元力修正部を形成するステップと、
前記復元力修正部の上に第３の犠牲層を形成するステップと、
前記第３の犠牲層の上に変形可能要素を形成するステップと、
前記光学スタックと前記可動反射体との間に第１のギャップを作るために前記第１の犠牲層を除去するステップと、
前記可動反射体と前記復元力修正部との間に第２のギャップを作るために前記第２の犠牲層を除去するステップと、
前記復元力修正部と前記変形可能要素との間に第３のギャップを作るために前記第３の犠牲層を除去するステップと
を含み、
前記変形可能要素が、第１の位置に前記可動反射体をバイアスさせるための復元力をもたらすことが可能になるように、前記犠牲層を除去すると前記可動反射体の前記後面側に前記変形可能要素が結合され、前記干渉変調器が、前記変形可能要素が前記復元力修正部と接触しているときに前記復元力修正部が前記復元力を増大させるように構成された、方法。
【請求項２３】
前記第１の犠牲層を除去し、前記第２の犠牲層を除去し、前記第３の犠牲層を除去するために、単一のエッチャントが使用される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記変形可能要素の上に第４の犠牲層を形成するステップと、
前記第４の犠牲層の上にカプセル化層を形成するステップと、
前記変形可能要素と前記カプセル化層との間に第４のギャップを作るために前記第４の犠牲層を除去するステップと
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記犠牲層へのアクセスを提供するために前記カプセル化層を通る穴を形成するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記可動反射体を形成するステップが、電極を形成するステップを含み、前記変形可能要素を形成するステップが、前記電極に電気的に結合された導電層を形成するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像を表示するための電気機械システムおよびディスプレイデバイスに関し、より詳細には、大きい安定的動き範囲を有する多状態またはアナログ干渉変調器（ＩＭＯＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械システム（ＥＭＳ）は、電気的および機械的な要素と、アクチュエータと、トランスデューサと、センサと、ミラーおよび光学フィルムなどの光学的構成要素と、電子回路とを有するデバイスを含む。ＥＭＳデバイスまたはＥＭＳ要素は、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（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（ＮＥＭＳ：ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）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。
【０００３】
ＥＭＳデバイスの１種は干渉変調器（ＩＭＯＤ）と呼ばれる。ＩＭＯＤ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。いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤディスプレイ素子は、導電性プレートの対を含み得、その対の一方または両方は、全体的にまたは部分的に、透明および／または反射性であり、適切な電気信号を印加すると相対運動が可能であり得る。たとえば、一方のプレートは、基板よりも上もしくは基板上に堆積され、または基板によって支持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。一方のプレートの別のプレートに対する位置は、ＩＭＯＤディスプレイ素子に入射する光の光学干渉を変化させることがある。ＩＭＯＤベースのディスプレイデバイスは、広範囲の適用例を有しており、特に表示能力がある製品の場合、既存の製品を改善し、新しい製品を作製する際に使用されることが予期される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＩＭＯＤによって、２つのプレート間の距離を変えることによって、様々な色が出力され得る。ＩＭＯＤによっては、プレートの一方または両方は、限られた安定的動き範囲を有することがある。たとえば、場合によっては、２つのプレート間の距離がしきい値を下回るときに、２つのプレートは完全閉位置に移行することがある。限られた安定的動き範囲は、ＩＭＯＤによって確実に生成され得る色を限定し得る。したがって、大きい安定的動き範囲を有するＩＭＯＤが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のシステム、方法、およびデバイスは、各々いくつかの革新的態様を有し、それらのうちの単一の態様が、単独で、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。
【０００６】
本開示で説明する主題の発明的一態様は、干渉変調器において実装され得、干渉変調器は、基板と、基板によって支持された、部分的に反射性および部分的に透過性であり得る光学スタックと、光学スタックの上の可動反射体とを含み得る。可動反射体は、光学スタックに面する前面側と、前面側とは反対の後面側とを含み得る。光学スタックおよび可動反射体は、それらの間に光キャビティを画定し得る。干渉変調器は、可動反射体の後面側に結合された変形可能要素を含み得る。変形可能要素は、第１の位置に可動反射体をバイアスさせるための復元力をもたらすことが可能であり得る。干渉変調器は、可動反射体と変形可能要素との間に復元力修正部を含み得、干渉変調器は、変形可能要素が復元力修正部と接触しているときに復元力修正部が変形可能要素の復元力を増大させるように構成され得る。
【０００７】
いくつかの実装形態では、復元力修正部は、可動反射体が第１の位置にあるときに変形可能要素が復元力修正部に接触しないように、可動反射体が第２の位置にあるときに変形可能要素が復元力修正部に接触するように、および可動反射体が第３の位置にあるときに変形可能要素が復元力修正部に接触するように構成され得、第２の位置は、第１の位置と第３の位置との間にあり得る。
【０００８】
いくつかの実装形態では、変形可能要素は、可動反射体が第１の位置と第２の位置との間にあるときに、第１のばね定数を有し得、変形可能要素は、可動反射体が第２の位置と第３の位置との間にあるときに、第１のばね定数よりも高い第２のばね定数を有し得る。
【０００９】
いくつかの実装形態では、干渉変調器は、可動反射体が第１の位置にあるときに光の第１の色を反射することが可能であり得、干渉変調器は、可動反射体が第２の位置にあるときに光の第２の色を反射することが可能であり得、干渉変調器は、可動反射体が第３の位置にあるときに光の第３の色を反射することが可能であり得る。
【００１０】
いくつかの実装形態では、復元力は、変形可能要素が復元力修正部に接触していないときに変形可能要素の第１の長さによって少なくとも部分的に規定され得、復元力は、変形可能要素が復元力修正部に接触しているときに変形可能要素の第２の長さによって少なくとも部分的に規定され得、第２の長さは第１の長さよりも短くてよい。
【００１１】
いくつかの実装形態では、復元力は、復元力修正部が変形可能要素と接触しているときに変形可能要素の第１の領域によって少なくとも部分的に規定され得、復元力は、復元力修正部が変形可能要素と接触していないときに変形可能要素の第１の領域および第２の領域によって少なくとも部分的に規定され得る。
【００１２】
いくつかの実装形態では、干渉変調器は、光キャビティの上の可動反射体を支持する支柱を含み得、復元力修正部は、支柱から概して水平に延びる突出部を含み得る。
【００１３】
いくつかの実装形態では、可動反射体の前面側に垂直な線が、復元力修正部と交差し得る。
【００１４】
いくつかの実装形態では、干渉変調器は、光学スタックに向かって、および光学スタックから離れて可動反射体を選択的に作動させることが可能であり得る。
【００１５】
いくつかの実装形態では、干渉変調器は、復元力修正部と可動反射体との間にフレキシブル要素を含み、フレキシブル要素は、可動反射体が光学スタックから離れて作動されたときに復元力を増大させることが可能であり得る。
【００１６】
いくつかの実装形態では、可動反射体は、可動反射体が光学スタックから離れて作動されたときに復元力を増大させるために屈曲することが可能であり得る。
【００１７】
いくつかの実装形態では、干渉変調器は、追加の復元力修正部を含み得、変形可能要素は、可動反射体と追加の復元力修正部との間にあり得、追加の復元力修正部は、可動反射体が光学スタックから離れて作動されたときに復元力を増大させることが可能であり得る。
【００１８】
いくつかの実装形態では、干渉変調器は、第２の復元力修正部を含み得る。変形可能要素は、可動反射体が第１の接触位置にあるときに復元力修正部に接触することが可能であり得、変形可能要素は、可動反射体が第１の接触位置を過ぎてたわんでいるときに第２の復元力修正部に接触することが可能であり得、第２の復元力修正部は、変形可能要素が第２の復元力修正部に接触しているときに復元力をさらに増大させ得る。
【００１９】
いくつかの実装形態では、可動反射体は、電極を含み得、変形可能要素は、可動反射体の電極に電気的に結合された導電部分を含み得る。
【００２０】
いくつかの実装形態では、可動反射体の前面側は、電極を含み得、可動反射体は、可動反射体の後面から可動反射体の前面に延び得る導電層を含み得る。
【００２１】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、干渉変調器をそれぞれ含む複数のディスプレイ素子と、複数のディスプレイ素子と通信することが可能であるプロセッサとを含む装置において実装され得る。プロセッサは、画像データを処理することが可能であり得る。装置は、プロセッサと通信することが可能であるメモリデバイスを含み得る。
【００２２】
いくつかの実装形態では、装置は、複数のディスプレイ素子に少なくとも１つの信号を送ることが可能なドライバ回路と、ドライバ回路に画像データの少なくとも一部分を送ることが可能なコントローラとを含み得る。
【００２３】
いくつかの実装形態では、装置は、プロセッサに画像データを送ることが可能な画像ソースモジュールを含み得、画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００２４】
いくつかの実装形態では、装置は、入力データを受信し、プロセッサに入力データを伝達することが可能な入力デバイスを含み得る。
【００２５】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、基板と、基板によって支持された光学スタックとを含む、干渉変調器において実装され得る。光学スタックは、部分的に反射性および部分的に透過性であり得る。干渉変調器は、光を反射するための可動手段を含み得、可動光反射手段は、光学スタックの上に配置され得る。可動光反射手段は、光学スタックに面する前面側と、前面側とは反対の後面側とを含み得る。光学スタックおよび可動光反射手段は、それらの間に光キャビティを画定し得る。干渉変調器は、第１の位置に可動光反射手段をバイアスさせるための手段を含み得る。バイアス手段は、可動光反射手段の後面側に結合され得る。干渉変調器は、バイアス手段の復元力を修正するための手段を含み得、復元力修正手段は、可動光反射手段とバイアス手段との間にあり得る。
【００２６】
いくつかの実装形態では、可動光反射手段は可動反射体を含み得、バイアス手段は変形可能要素を含み得、かつ／または復元力修正手段は復元力修正部を含み得る。
【００２７】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、干渉変調器を製造する方法において実装され得る。方法は、基板の上に光学スタックを形成するステップと、光学スタックの上に第１の犠牲層を形成するステップと、第１の犠牲層の上に可動反射体を形成するステップとを含み得る。可動反射体は、光学スタックに面する前面側と、前面側とは反対の後面側とを有し得る。方法は、可動反射体の上に第２の犠牲層を形成するステップと、第２の犠牲層の上に復元力修正部を形成するステップと、復元力修正部の上に第３の犠牲層を形成するステップと、第３の犠牲層の上に変形可能要素を形成するステップと、光学スタックと可動反射体との間に第１のギャップを作るために第１の犠牲層を除去するステップと、可動反射体と復元力修正部との間に第２のギャップを作るために第２の犠牲層を除去するステップと、復元力修正部と変形可能要素との間に第３のギャップを作るために第３の犠牲層を除去するステップとを含み得る。変形可能要素が、第１の位置に可動反射体をバイアスさせるための復元力をもたらすように構成されるように、犠牲層を除去すると可動反射体の後面側に変形可能要素が結合され得る。
【００２８】
いくつかの実装形態では、干渉変調器は、変形可能要素が復元力修正部と接触しているときに復元力修正部が復元力を増大させるように構成され得る。
【００２９】
いくつかの実装形態では、第１の犠牲層を除去し、第２の犠牲層を除去し、第３の犠牲層を除去するために、単一のエッチャントが使用される。
【００３０】
いくつかの実装形態では、方法は、変形可能要素の上に第４の犠牲層を形成するステップと、第４の犠牲層の上にカプセル化層を形成するステップと、変形可能要素とカプセル化層との間に第４のギャップを作るために第４の犠牲層を除去するステップとを含み得る。
【００３１】
いくつかの実装形態では、方法は、犠牲層へのアクセスを提供するためにカプセル化層を通る穴を形成するステップを含み得る。
【００３２】
いくつかの実装形態では、可動反射体を形成するステップは、電極を形成するステップを含み得、変形可能要素を形成するステップは、電極に電気的に結合された導電層を形成するステップを含み得る。
【００３３】
本開示で説明する主題の１つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明において示されている。本開示において提供されている例は主にＥＭＳベースディスプレイおよびＭＥＭＳベースディスプレイに関して説明しているが、本明細書で提供される概念は、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）ディスプレイ、および電界放出ディスプレイなどの他の種類のディスプレイに適用することができる。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】
【００３４】
【図１】ＩＭＯＤディスプレイデバイスのディスプレイ素子の系列または配列内の２つの隣接する干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイ素子を示す等角図である。
【図２】ＩＭＯＤディスプレイ素子の３つの素子×３つの素子配列を含むＩＭＯＤベース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である。
【図３Ａ】ＩＭＯＤディスプレイ素子の様々な実装形態の断面図である。
【図３Ｂ】ＩＭＯＤディスプレイ素子の様々な実装形態の断面図である。
【図３Ｃ】ＩＭＯＤディスプレイ素子の様々な実装形態の断面図である。
【図３Ｄ】ＩＭＯＤディスプレイ素子の様々な実装形態の断面図である。
【図３Ｅ】ＩＭＯＤディスプレイ素子の様々な実装形態の断面図である。
【図４】ＩＭＯＤディスプレイまたはディスプレイ素子に対する製造プロセスを示す流れ図である。
【図５Ａ】ＩＭＯＤディスプレイまたはディスプレイ素子を製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図５Ｂ】ＩＭＯＤディスプレイまたはディスプレイ素子を製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図５Ｃ】ＩＭＯＤディスプレイまたはディスプレイ素子を製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図５Ｄ】ＩＭＯＤディスプレイまたはディスプレイ素子を製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図５Ｅ】ＩＭＯＤディスプレイまたはディスプレイ素子を製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図６Ａ】ＥＭＳ要素の配列とバックプレートとを含む電気機械システム（ＥＭＳ）パッケージの一部分の概略分解部分斜視図である。
【図６Ｂ】ＥＭＳ素子の配列とバックプレートとを含む電気機械システム（ＥＭＳ）パッケージの一部分の概略分解部分斜視図である。
【図７】多状態ＩＭＯＤの例示的な実装形態の断面図である。
【図８】可動反射体が接触位置に作動される、図７の多状態ＩＭＯＤの断面図である。
【図９】可動反射体が接触位置を過ぎて作動される、図７の多状態ＩＭＯＤの断面図である。
【図１０】線形ばねを有するＩＭＯＤに関する例示的な実装形態および非線形ばねを有するＩＭＯＤに関する例示的な実装形態の復元力を示すグラフである。
【図１１】線形ばねを有するＩＭＯＤに関する別の例示的な実装形態および複数の非線形性を有する非線形ばねを有するＩＭＯＤに関する別の例示的な実装形態の復元力を示すグラフである。
【図１２】複数の非線形性を有する非線形ばねを有する多状態ＩＭＯＤの例示的な実装形態の断面図である。
【図１３】多状態ＩＭＯＤの別の例示的な実装形態の断面図である。
【図１４】多状態ＩＭＯＤの別の例示的な実装形態の断面図である。
【図１５】フレキシブル可動反射体を有する図１４のＩＭＯＤの断面図である。
【図１６】多状態ＩＭＯＤの別の例示的な実装形態の断面図である。
【図１７】作動位置における図１６のＩＭＯＤの断面図である。
【図１８】多状態ＩＭＯＤに対する製造プロセスの例示的な実装形態を示す流れ図である。
【図１９Ａ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図１９Ｂ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図１９Ｃ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図１９Ｄ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図１９Ｅ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図１９Ｆ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図１９Ｇ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図１９Ｈ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図１９Ｉ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図１９Ｊ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図１９Ｋ】多状態ＩＭＯＤを製作するプロセスにおける様々な段階の断面図である。
【図２０Ａ】複数のＩＭＯＤディスプレイ素子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である。
【図２０Ｂ】複数のＩＭＯＤディスプレイ素子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である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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。
【００３６】
以下の説明は、本開示の発明的態様について説明する目的で、いくつかの実装形態を対象とする。ただし、本明細書の教示が多数の異なる方法で適用されてもよいことを、当業者は容易に認識されよう。説明する実装形態は、動いていようと（ビデオなど）静止していようと（静止画像など）、および文字であろうと図であろうと絵であろうと、画像を表示するように構成可能ないかなるデバイス、装置、またはシステムでも実装され得る。より具体的には、説明する実装形態は、携帯電話、マルチメディアインターネットに対応したセルラー電話、携帯型テレビ受像機、無線デバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線電子メール受信機、ハンドヘルドコンピュータまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノート型コンピュータ、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、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機／ナビゲータ、カメラ、デジタルメディアプレーヤ（ＭＰ３プレーヤなど）、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子書籍端末（たとえば電子書籍リーダー）、コンピュータ用モニタ、自動車のディスプレイ（走行距離計ディスプレイおよび速度計ディスプレイなどを含む）、コックピット制御装置および／またはディスプレイ、カメラ視野のディスプレイ（乗り物の後方監視カメラのディスプレイなど）、電子写真、電子広告板または電光サイン、プロジェクタ、建築構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダまたはカセットプレーヤ、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、包装（微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）アプリケーションを含む電気機械システム（ＥＭＳ）アプリケーションならびに非ＥＭＳアプリケーションにおいてなど）、芸術的構造（宝石または衣服への画像の表示など）、ならびに様々なＥＭＳデバイスなどであるがこれらに限定されない様々な電子デバイスに含まれても、関連付けられもよいことが企図されている。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、無線周波数フィルタ、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、運動検知デバイス、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、非ディスプレイアプリケーションにおいて使用することもできる。したがって、本教示は、単に図に示す実装形態に限定されるものではなく、代わりに、当業者には容易に明らかになるであろう広い適用性を有する。
【００３７】
多状態またはアナログＩＭＯＤでは、様々な異なる色（たとえば、赤、緑、青、白、および／または黒）を生成するために（たとえば、１つまたは複数の電極に異なるレベルの電圧を印加することによって）様々な異なる位置に可動反射体が駆動され得る。可動反射体は、光キャビティの高さよりも小さい安定的移動範囲を有し得る。たとえば、印加電圧が増大するにつれて、可動反射体は電極に向かって引っ張られ得る。安定的動き範囲内では、可動反射体は、（たとえば、印加電圧を変えることによって）様々な異なる位置に適切に保持され得る。ある点では、可動反射体は不安定点に達し、不安定点では、可動反射体上の静電力は、可動反射体を支持する機構によって提供される復元力よりも大きい。この点では、可動反射体は、（たとえば、光学ギャップが閉じられる）完全作動位置に作動し得る。
【００３８】
本明細書で開示する様々な実装形態は、大きい安定的動き範囲を有する多状態ＩＭＯＤに関する。ＩＭＯＤは、可動反射体を支持する１つまたは複数の変形可能要素を含み得、変形可能要素は、休止位置に向かって可動反射体をバイアスさせることができる。可動反射体は一般に、可動ミラー（または単にミラー）と呼ばれることもある。可動反射体が休止位置から離れて移動するとき、変形可能要素は、可動反射体に非線形復元力をもたらすことができる。可動ミラーが電極に近づけられ、静電力が増大するにつれて、非線形復元力も増大し、それによって、可動ミラーの安定的動き範囲を拡張することができる。可動ミラーの安定的動き範囲を拡張すると、ＩＭＯＤによって確実に生成され得る色の範囲が増大し得る。変形可能要素は、可動反射体の後面に結合され得る。したがって、変形可能要素は、ビハインドミラーヒンジと呼ばれ得る。変形可能要素が可動反射体の後ろに配設され得るので、可動反射体は、ＩＭＯＤ面積の大部分を充填することができ、ＩＭＯＤおよび／またはＩＭＯＤを含むディスプレイのフィルファクタが改善され得る。ディスプレイのフィルファクタは、ディスプレイの光学活性面積とディスプレイの全面積との比と定義され得る。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され得る。
【００３９】
様々な実装形態では、多状態ＩＭＯＤは、変形可能要素によってもたらされた復元力を変更するように構成され得る復元力修正部を含むことができる。たとえば、可動反射体が休止位置に、または休止位置の近くにあるとき、復元力修正部は変形可能要素と接触していないことがある。可動反射体が接触位置に動かされたとき、可動反射体は復元力修正部と接触することができる。可動反射体が接触位置を過ぎて動かされたとき、復元力修正部は変形可能要素の復元力を増大させることができる。復元力は、接触位置において非線形であり得る。１つまたは複数の変形可能要素は、たとえば、１つまたは複数の片持ちばねとして機能することができる。変形可能要素が復元力修正部と接触していないとき、変形可能要素は、第１のばね定数を有することができ、変形可能要素が復元力修正部と接触しているとき、変形可能要素は、第１のばね定数よりも高い第２のばね定数を有することができる。復元力修正部は、可動反射体の後ろに配置され得る。たとえば、復元力修正部は、可動反射体と変形可能要素との間に配置され得る。いくつかの実装形態では、復元力修正部は、変形可能要素と可動反射体との間の空間へ延びる概して水平の突出部であり得る。復元力修正部は、可動反射体に支持を提供する支柱から延び得る。いくつかの実装形態では、変形可能要素は、復元力修正部の上のロケーションにおける支柱から延び得る。
【００４０】
いくつかの実装形態では、可動反射体は、第１の方向に（たとえば、光学スタックに向かって）および第２の方向に（たとえば、光学スタックから離れて）作動され得る。第１の方向および第２の方向にＩＭＯＤを作動させることによって、追加の色が生成され得る。可動反射体が第１の方向および／または第２の方向に作動されたとき、変形可能要素は非線形復元力を生成することができる。いくつかの実装形態では、第１の突出部が変形可能要素の下にあってよく、可動反射体が下方に（たとえば、光学スタックに向かって）作動されたときに復元力を修正することができる。第２の突出部が変形可能要素の上にあってよく、可動反射体が上方に（たとえば、光学スタックから離れて）作動されたときに復元力を修正することができる。いくつかの実装形態では、可動反射体と復元力修正部との間にフレキシブル要素があってよく、フレキシブル要素は、可動反射体が上方に（たとえば、光学スタックから離れて）移動するにつれて可動反射体と復元力修正部との間で圧縮され、それによって休止位置に向かって復元力を増大させ得る。いくつかの実装形態では、可動反射体はフレキシブルであってよく、可動反射体が屈曲すると、休止位置に向かって復元力が増大し得る。
【００４１】
本開示で説明する主題の特定の実装形態は、以下の潜在的な利点のうちの１つまたは複数を実現するために実装され得る。たとえば、本明細書で開示する様々なＩＭＯＤは、広範囲の色を生成するために使用され得る。場合によっては、原色（たとえば、赤、緑、および青）を生成するために単一のＩＭＯＤが使用され得、ディスプレイデバイス上に画像を表示するのに有用であり得る色のセットを生成するために、原色が（空間的または時間的に）組み合わせられ得る。場合によっては、単一のＩＭＯＤが、ディスプレイデバイス上に画像を表示するのに有用であり得る色のセットをＩＭＯＤが生成することができるように、多数の位置に安定的に作動され得る。たとえば、ＩＭＯＤは、３個、５個、１０個、２５個、５０個、１００個、１０００個、またはより多くの位置に安定的に作動され得、いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤは、ほぼ無限大に等しい複数の位置に安定的に作動され得る。本明細書で開示する様々な実装形態は、大きいフィルファクタを有するディスプレイを生成するために使用され得る。大きいフィルファクタは、ディスプレイの明るさを改善することができ、画像品質を改善することができる。
【００４２】
説明する実装形態が適用され得る好適なＥＭＳデバイスもしくは装置またはＭＥＭＳデバイスもしくは装置の一例は、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／または反射するように実装され得る干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイ素子を組み込み得る。ＩＭＯＤディスプレイ素子は、部分光吸収体、吸収体に対して可動である反射体、および吸収体と反射体との間に少なくとも部分的に画定された光共振キャビティを含むことができる。いくつかの実装形態では、反射体は、２つ以上の異なる位置に移動でき、これによって光共振キャビティのサイズを変更でき、それによりＩＭＯＤの反射率に影響を及ぼす。ＩＭＯＤディスプレイ素子の反射率スペクトルは、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、様々な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調整され得る。光共振キャビティを変更する１つの方法は、吸収体に対する反射体の位置を変更することによるものである。
【００４３】
図１は、ＩＭＯＤディスプレイデバイスのディスプレイ素子の系列または配列内の２つの隣接する干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイ素子を示す等角図である。ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、１つまたは複数の、ＭＥＭＳなどの干渉ＥＭＳディスプレイ素子を含む。これらのデバイスでは、干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子が、明状態または暗状態のいずれかで構成され得る。明（「緩和」、「オープン」、または「オン」など）状態では、ディスプレイ素子は入射可視光の大部分を反射する。逆に、暗（「作動」、「クローズ」、または「オフ」など）状態では、ディスプレイ素子は入射可視光をほとんど反射しない。ＭＥＭＳディスプレイ素子は、黒および白に加えて、カラーディスプレイを可能にする光の特定の波長で主として反射するように構成することができる。いくつかの実装形態では、複数のディスプレイ素子を使用することによって、様々な原色の明度およびグレーの色合いを実現することができる。
【００４４】
ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、行と列に配置される場合があるＩＭＯＤディスプレイ素子の配列を含むことができる。配列内の各ディスプレイ素子は、エアギャップ（光学ギャップ、キャビティ、または光共振キャビティとも呼ばれる）を形成するために互いから可変および制御可能な距離のところに配置された可動反射層（すなわち、機械層とも呼ばれる可動層）および固定部分反射層（すなわち固定層）などの反射層および半反射層からなる少なくとも１対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。たとえば、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、ある距離に配置され得る。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、可動反射層の位置および入射光の波長に応じて、強め合うようにおよび／または弱め合うように干渉し、各ディスプレイ素子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。いくつかの実装形態では、ディスプレイ素子は、作動されていないとき反射状態にあり、可視スペクトル内の光を反射し、かつ作動されているとき暗状態にあり、可視域内で光を吸収するおよび／または弱め合うように干渉することができる。しかし、他のいくつかの実装形態では、ＩＭＯＤディスプレイ素子は、作動されていないときは暗状態になり、作動されているときは反射状態になることができる。いくつかの実装形態では、印加電圧の導入により、ディスプレイ素子を駆動して状態を変更させることができる。他のいくつかの実装形態では、電荷の印加により、ディスプレイ素子を駆動して状態を変更させることができる。
【００４５】
図１の配列の図示された部分は、ＩＭＯＤディスプレイ素子１２の形態で、２つの隣接する干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を含む。（図示のような）右側のディスプレイ素子１２では、可動反射層１４は、光学スタック１６の近くの、光学スタック１６に隣接する、または光学スタック１６に接触した作動位置に示されている。右側のディスプレイ素子１２にわたって印加された電圧Ｖｂｉａｓは、可動反射層１４を移動させるにも、作動位置に維持するにも十分である。（図示のような）左側のディスプレイ素子１２では、可動反射層１４は、部分反射層を含む光学スタック１６からの、（設計パラメータに基づいてあらかじめ決定され得る）ある距離における緩和位置に示されている。左側のディスプレイ素子１２にわたって印加された電圧Ｖ０は、右側のディスプレイ素子１２の位置などの作動位置まで可動反射層１４を作動させるには不十分である。
【００４６】
図１では、ＩＭＯＤディスプレイ素子１２の反射特性が、概して、ＩＭＯＤディスプレイ素子１２に入射する光１３と、左側のディスプレイ素子１２から反射する光１５とを示す矢印を用いて示されている。ディスプレイ素子１２に入射する光１３の大部分は、透明基板２０を通して、光学スタック１６の方に透過され得る。光学スタック１６に入射する光の一部は、光学スタック１６の部分反射層を透過され得、一部は反射され、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の一部は、可動反射層１４から反射され得、透明基板２０に向かって（およびそれを通って）戻り得る。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干渉（強め合うおよび／または弱め合う）が、デバイスの視点側または基板側のディスプレイ素子１２から反射される光１５の波長の強度を部分的に決定することになる。いくつかの実装形態では、透明基板２０は、ガラス基板（カラスプレートまたはパネルと呼ばれることもある）であり得る。ガラス基板は、たとえば、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、石英、パイレックス（登録商標）、または他の好適なガラス材料であるか、または、それらを含み得る。いくつかの実装形態では、ガラス基板は、０．３、０．５、または０．７ミリメートルの厚さを有し得るが、いくつかの実装形態では、ガラス基板は、より厚い（数十ミリメートルなど）か、またはより薄い（０．３ミリメートル未満など）可能性がある。いくつかの実装形態では、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）基板などの、非ガラス基板が使用され得る。そのような実装形態では、非ガラス基板は、０．７ミリメートル未満の厚さを有する可能性があるが、基板は、設計考慮事項に応じてより厚くなり得る。いくつかの実装形態では、金属箔またはステンレス鋼ベースの基板などの不透明基板が使用され得る。たとえば、固定反射層と部分的に透過性および部分的に反射性である可動層とを含む逆ＩＭＯＤベースのディスプレイは、基板の反対側から図１のディスプレイ素子１２として見られるように構成され得、不透明基板によって支持され得る。
【００４７】
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。いくつかの実装形態では、光学スタック１６は、導電性であり、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、種々の金属（たとえばクロムおよび／またはモリブデン）、半導体、および誘電体などの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、層のそれぞれは、単一の材料または材料の組合せから形成され得る。いくつかの実装形態では、光学スタック１６の特定の部分は、部分光吸収体と導電体の両方の役割を果たす半透明の単一厚の金属または半導体を含むことができるが、より導電性の高い異なる層または（たとえば、光学スタック１６またはディスプレイ素子の他の構造の）部分がＩＭＯＤディスプレイ素子間で信号をバス送信する役割を果たすことができる。光学スタック１６は、１つまたは複数の導電層または導電／部分吸収層を覆う１つまたは複数の絶縁層または誘電体層を含むこともできる。
【００４８】
いくつかの実装形態では、光学スタック１６の層のうちの少なくともいくつかは、以下でさらに記載されるように、平行ストリップにパターン化することができ、ディスプレイデバイス内の行電極を形成することができる。当業者によって理解されるように、「パターン化」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。いくつかの実装形態では、アルミニウム（Ａｌ）などの高い導電性および反射性の材料が可動反射層１４に使用される場合があり、これらのストリップはディスプレイデバイス内の列電極を形成することができる。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、図示された支柱１８などの担体の上に堆積された列と、支柱１８間に配置された介在する犠牲材料とを形成することができる。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。いくつかの実装形態では、支柱１８間のスペースは、約１〜１０００μｍであり得、ギャップ１９は、約１０，０００オングストローム（Å）未満であり得る。
【００４９】
いくつかの実装形態では、各ＩＭＯＤディスプレイ素子は、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、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として考えることができる。電圧が印加されないとき、可動反射層１４は、図１の左側のディスプレイ素子１２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との間にギャップ１９がある。しかしながら、電位差、すなわち電圧が、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、対応するディスプレイ素子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。印加電圧がしきい値を超える場合、可動反射層１４は、変形して光学スタック１６の近くに移動するかまたは光学スタック１６と逆の方向に移動することができる。図１の右側の作動ディスプレイ素子１２によって示されるように、光学スタック１６内の誘電体層（図示せず）は、短絡を防止し、層１４と１６の間の分離距離を制御することができる。この挙動は、印加される電位差の極性にかかわらず同じであり得る。アレイ内の一連のディスプレイ素子は、いくつかの例では「行」または「列」と呼ばれることがあるが、一方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは任意であることが、当業者には容易に理解されよう。言い換えると、いくつかの向きでは、行は列と見なされ、列は行と見なされ得る。いくつかの実装形態では、行が「コモン」ラインと呼ばれることがあり、列が「セグメント」ラインと呼ばれることがあり、またはその逆もある。その上、ディスプレイ素子は、直交する行と列（「配列」）に均等に構成されても、またはたとえば互いに対してある特定の位置のオフセットを有する（「モザイク」）非線形構成に構成されてもよい。「配列」および「モザイク」という用語は、どちらも構成を指すことができる。したがって、ディスプレイは「配列」または「モザイク」を含むと言及されるが、素子自体は、どのような場合でも、互いに直交するように構成されたり均一な分布に配置されたりする必要はないが、非対称の形状および不均一に分布された素子を有する構成を含むことができる。
【００５０】
図１は、ＩＭＯＤディスプレイ素子の３つの素子×３つの素子配列を含むＩＭＯＤベース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である。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、または他の任意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。
【００５１】
プロセッサ２１は、配列ドライバ２２と通信するように構成され得る。配列ドライバ２２は、たとえばディスプレイ配列またはパネル３０に信号を提供する行ドライバ回路２４および列ドライバ回路２６を含むことができる。図１に示されるＩＭＯＤディスプレイデバイスの断面は、図２では線１−１によって示される。図２は、わかりやすくするためにＩＭＯＤディスプレイ素子の３×３配列を示しているが、ディスプレイ配列３０は、非常に多数のＩＭＯＤディスプレイ素子を含むことができ、列と異なる数のＩＭＯＤディスプレイ素子を行に有してもよいし、行と異なる数のＩＭＯＤディスプレイ素子を列に有してもよい。
【００５２】
ＩＭＯＤディスプレイおよびディスプレイ素子の構造の詳細は大きく変化し得る。図３Ａ〜図３Ｅは、ＩＭＯＤディスプレイ素子の様々な実装形態の断面図である。図３Ａは、可動反射層１４を形成する基板２０と略直交して延びる支持体１８に金属材料のストリップが堆積される、ＩＭＯＤディスプレイ素子の断面図である。図３Ｂでは、各ＩＭＯＤディスプレイ素子の可動反射層１４は、略正方形または略長方形の形状をしており、連結部３２において、隅部においてまたはその近くで支持体に取り付けられる。図３Ｃでは、可動反射層１４は、形状が略正方形または略長方形であり、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の周辺を囲んで基板２０に直接的または間接的に接続することができる。これらの接続は、本明細書では、「一体型」支持体または支持支柱１８の実装形態と呼ばれる。図３Ｃに示される実装形態は、可動反射層１４の光学的機能の、その機械的機能からの分離に由来する追加の利点を有し、機械的機能は変形可能層３４によって実行される。この分離により、可動反射層１４に使用される構造設計および材料ならびに変形可能層３４に使用される構造設計および材料は、互いに独立して最適化可能である。
【００５３】
図３Ｄは、可動反射層１４が反射副層１４ａを含むＩＭＯＤディスプレイ素子の別の断面図である。可動反射層１４は、支持支柱１８などの支持構造上に載る。支持支柱１８は、可動反射層１４の、下方の静止電極からの分離をもたらし、下方の静止電極は、図示のＩＭＯＤディスプレイ素子内の光学スタック１６の一部とすることができる。たとえば、可動反射層１４が弛緩位置にあるとき、ギャップ１９が可動反射層１４と光学スタック１６との間に形成される。可動反射層１４は、電極として作用するように構成され得る導電層１４ｃと、支持層１４ｂとを含むこともできる。この例では、導電層１４ｃは、基板２０から遠位にある支持層１４ｂの片側に配置され、反射副層１４ａは、基板２０の近位にある支持層１４ｂの他方の側に配置される。いくつかの実装形態では、反射副層１４ａは、導電性とすることができ、支持層１４ｂと光学スタック１６の間に配置可能である。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。いくつかの実装形態では、支持層１４ｂは、たとえばＳｉＯ２／ＳｉＯＮ／ＳｉＯ２の３層スタックなどの層のスタックとすることができる。反射副層１４ａと導電層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。誘電体支持層１４ｂの上下に導電層１４ａおよび１４ｃを用いることにより、応力のバランスをとり、導電性の向上をもたらすことができる。いくつかの実装形態では、反射副層１４ａおよび導電層１４ｃは、特定の応力プロファイルを可動反射層１４内で達成するなどの様々な設計目的のために、異なる材料から形成されてよい。
【００５４】
図３Ｄに示されるように、いくつかの実装形態は、黒色マスク構造２３または暗膜層も含むことができる。この黒色マスク構造２３は、周辺光または迷光を吸収するために、光学的に不活性な領域（たとえば、ディスプレイ素子の間または支持支柱１８の下）に形成され得る。黒色マスク構造２３はまた、光がディスプレイの不活性な部分から反射されるかまたはディスプレイの不活性な部分を透過するのを阻止することによってディスプレイデバイスの光学的特性を向上させ、それによりコントラスト比を増加させることができる。さらに、黒色マスク構造２３の少なくともいくつかの部分は、導電性とすることができ、電気ブッシング層（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｂｕｓｓｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）として機能するように構成可能である。いくつかの実装形態では、行電極は、接続された行電極の抵抗を減少させるために黒色マスク構造２３に接続され得る。黒色マスク構造２３は、堆積技法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。黒色マスク構造２３は、１つまたは複数の層を含むことができる。いくつかの実装形態では、黒色マスク構造２３は、エタロン構造であっても、または干渉スタック構造であってもよい。たとえば、いくつかの実装形態では、干渉スタックの黒色マスク構造２３は、光吸収体の役割を果たすモリブデンクロム（ＭｏＣｒ）層と、ＳｉＯ２層と、反射体およびブッシング層の役割を果たすアルミニウム合金とを含み、それぞれ約３０〜８０Å、５００〜１０００Å、および５００〜６０００Åの範囲の厚さを有する。１つまたは複数の層は、たとえばＭｏＣｒ層およびＳｉＯ２層の場合はテトラフルオロメタン（すなわち四フッ化炭素、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。このような干渉スタックの黒色マスク構造２３では、導電性吸収体は、各行または各列の光学スタック１６内の下方の静止電極の間で信号を伝送するかまたはバスで送るために使用され得る。いくつかの実装形態では、スペーサ層３５は、概して光学スタック１６内の電極（すなわち導体）（吸収体層１６ａなど）を黒色マスク構造２３内の導電層から電気的に分離する役割を果たすことができる。
【００５５】
図３Ｅは、可動反射層１４が自己支持性であるＩＭＯＤディスプレイ素子の別の断面図である。図３Ｄでは、可動反射層１４と構造的および／または物質的に異なる支持支柱１８が示されているが、図３Ｅの実装形態は、可動反射層１４と一体化された支持支柱を含む。そのような一実装形態では、可動反射層１４は、下にある光学スタック１６と複数の場所で接触し、可動反射層１４の湾曲は、ＩＭＯＤディスプレイ素子にかかる電圧が作動を引き起こすのに不十分なときに可動反射層１４が図３Ｅの非作動位置に戻るのに十分な支持を提供する。このようにして、可動反射層１４の、基板または光学スタック１６と接触するように下方に湾曲または屈曲する部分は、「一体型」支持支柱と見なされ得る。光学スタック１６の一実装形態は、複数の異なる層を含むことができ、本明細書では明確にするために、光吸収体１６ａと誘電体１６ｂとを含むように示されている。いくつかの実装形態では、光吸収体１６ａは、静止電極と部分反射層の両方の役割を果たすことができる。いくつかの実装形態では、光吸収体１６ａは、可動反射層１４よりも一桁薄い厚さとすることができる。いくつかの実装形態では、光吸収体１６ａは反射副層１４ａよりも薄い。
【００５６】
図３Ａから図３Ｅに示される実装形態などの実装形態では、ＩＭＯＤディスプレイ素子は、透明基板２０の前側、この例ではＩＭＯＤディスプレイ素子が形成される側とは反対の側から画像が見られる直視型デバイスの一部を形成する。これらの実装形態では、デバイスの背面部分（すなわち、たとえば、図３Ｃ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、いくつかの実装形態では、バス構造（図示されていない）は、電圧アドレス指定およびこのようなアドレス指定から生じる動きなどの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機能を提供する可動反射層１４の後ろに含まれ得る。
【００５７】
図４は、ＩＭＯＤディスプレイまたはディスプレイ素子に対する製造プロセス８０を示す流れ図である。図５Ａ〜図５Ｅは、ＩＭＯＤディスプレイまたはディスプレイ素子を製作するための製造プロセス８０における様々な段階の断面図である。いくつかの実装形態では、製造プロセス８０は、ＩＭＯＤディスプレイまたはディスプレイ素子など、１つまたは複数のＥＭＳデバイスを製造するために実装され得る。そのようなＥＭＳデバイスの製造はまた、図４に示されていない他のブロックをも含み得る。プロセス８０は、ブロック８２において、基板２０の上に光学スタック１６を形成することによって始まる。図５Ａは、基板２０上で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、図１を参照して上記で説明した材料のようなガラスまたはプラスチックなどの透明基板であってよい。基板２０は、フレキシブルであってよくまたは比較的固くて屈曲しなくてもよく、光学スタック１６の効率的な形成を容易にするために、洗浄などの事前準備プロセスにかけられていてもよい。上記で説明したように、光学スタック１６は、導電性、部分的透明性、部分的反射性、および部分的吸収性であり得、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。
【００５８】
図５Ａ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、いくつかの他の実装形態では、より多いまたはより少ない副層が含まれ得る。いくつかの実装形態では、副層１６ａおよび１６ｂのうちの１つは、組み合わされた導体／吸収体副層１６ａなど、光吸収特性と導電特性の両方で構成され得る。いくつかの実装形態では、副層１６ａおよび１６ｂの一方は、モリブデンクロム（モリクロム（ｍｏｌｙｃｈｒｏｍｅ）またはＭｏＣｒ）、または好適な複素屈折率を有する他の材料を含み得る。さらに、副層１６ａおよび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。いくつかの実装形態では、副層１６ａおよび１６ｂのうちの１つは、１つまたは複数の下のある金属層および／または酸化物層（１つまたは複数の反射層および／または導電層など）の上に堆積された上部副層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。いくつかの実装形態では、副層１６ａおよび１６ｂは図５Ａ〜図５Ｅにおいていくぶん厚く見えるが、光吸収層など、光学スタックの副層のうちの少なくとも１つは、（たとえば、本開示に示す他の層に対して）極めて薄くてよい。
【００５９】
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除去される（ブロック９０参照）ので、犠牲層２５は、得られたＩＭＯＤディスプレイ素子には示されていない。図５Ｂ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上での犠牲層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５Ｅ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、二フッ化キセノン（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（スパッタリングなど、多くの異なる技法を含むＰＶＤ）、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。
【００６０】
プロセス８０はブロック８６において続き、支持支柱１８など支持構造の形成を伴う。支持支柱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、支持支柱１８を形成するために開口中に材料（ポリマー、または酸化ケイ素などの無機材料など）を堆積させることを含み得る。いくつかの実装形態では、犠牲層中に形成された支持構造開口は、支持支柱１８の下側端部が基板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５Ｃ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５Ｅは、光学スタック１６の上側表面と接触している支持支柱１８の下側端部を示している。支持支柱１８、または他の支持構造は、犠牲層２５の上に支持構造材料の層を堆積させること、および犠牲層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パターニングすることによって形成され得る。支持構造は、図５Ｃ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／または支持支柱１８のパターニングは、マスキ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、代替パターニング方法によっても実行され得る。
【００６１】
プロセス８０はブロック８８において続き、図５Ｄ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／またはエッチングステップとともに、たとえば、（アルミニウム、アルミニウム合金、または他の反射性材料など）反射層堆積を含む１つまたは複数の堆積ステップを採用することによって形成され得る。可動反射層１４は、たとえば、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。可動反射層１４は、導電性であり、導電層と呼ばれることがある。いくつかの実装形態では、可動反射層１４は、図５Ｄに示すように複数の副層１４ａ、１４ｂおよび１４ｃを含み得る。いくつかの実装形態では、副層１４ａおよび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。いくつかの実装形態では、機械的副層は誘電材料を含み得る。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ＩＭＯＤディスプレイ素子内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はない。犠牲層２５を含んでいる部分的に作製されたＩＭＯＤディスプレイ素子は、本明細書では「非解放（ｕｎｒｅｌｅａｓｅｄ）」ＩＭＯＤと呼ばれることもある。
【００６２】
プロセス８０は、ブロック９０において続き、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、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から生じる蒸気など、気体または蒸気の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。犠牲材料は、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。ウェットエッチングおよび／またはプラズマエッチングなどの他のエッチング方法も使用され得る。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ディスプレイ素子は、本明細書では「解放」ＩＭＯＤと呼ばれることがある。
【００６３】
いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤベースのディスプレイなど、ＥＭＳコンポーネントまたはデバイスのパッケージングは、ＥＭＳコンポーネントを損傷から（機械的干渉または潜在的に損傷を引き起こす物質などから）保護するように構成され得るバックプレート（あるいは、バックプレーン、バックガラス、または埋め込みガラスと称される）を含み得る。バックプレートは、限定はしないが、ドライバ回路、プロセッサ、メモリ、相互接続配列、防湿材、製品ハウジング、および同様のものを含む、様々なコンポーネントに対する構造的支持も提供し得る。いくつかの実装形態では、バックプレートの使用により、コンポーネントの集積化が容易になり、それにより、携帯型電子デバイスの容積、重量、および／または製造原価が低減され得る。
【００６４】
図６Ａおよび図６Ｂは、ＥＭＳ要素およびバックプレート９２の配列３６を含む、ＥＭＳパッケージ９１の一部の概略分解部分斜視図である。図６Ａは、バックプレート９２のいくつかの部分をわかりやすく示すためにバックプレート９２の２隅を切り取って示されているが、図６Ｂは、隅を切り取らずに示されている。ＥＭＳ配列３６は、基板２０、支持支柱１８、および可動層１４を含み得る。いくつかの実装形態では、ＥＭＳ配列３６は、透明基板上の１つまたは複数の光学スタック部分１６を有するＩＭＯＤディスプレイ素子の配列を含むことができ、可動層１４は、可動反射層として実装され得る。
【００６５】
バックプレート９２は、本質的に平坦であるか、または少なくとも１つの起伏のある表面を有することができる（たとえば、バックプレート９２は、陥凹部および／または突起部を有するように形成され得る）。バックプレート９２は、透明であろうと不透明であろうと、導電性であろうと絶縁性であろうと、任意の適切な材料から作成され得る。バックプレート９２に適した材料としては、ガラス、プラスチック、セラミック、ポリマー、積層体、金属、金属箔、コバール、およびめっきコバールがあるが、これらに限定されない。
【００６６】
図６Ａおよび図６Ｂに示されているように、バックプレート９２は、バックプレート９２内に部分的にまたは全体的に埋め込まれ得る、１つまたは複数のバックプレート構成要素９４ａおよび９４ｂを含み得る。図６Ａでわかるように、バックプレート構成要素９４ａは、バックプレート９２に埋め込まれている。図６Ａおよび図６Ｂでわかるように、バックプレート構成要素９４ｂは、バックプレート９２の表面に形成された陥凹部９３内に配設される。いくつかの実装形態では、バックプレート構成要素９４ａおよび／または９４ｂは、バックプレート９２の表面から突き出る可能性がある。バックプレート構成要素９４ｂは、基板２０に面するバックプレート９２の側面に配設されるが、他の実装形態では、バックプレート構成要素は、バックプレート９２の反対側に配設され得る。
【００６７】
バックプレート構成要素９４ａおよび／または９４ｂは、トランジスタ、キャパシタ、インダクタ、抵抗器、ダイオード、スイッチ、および／またはパッケージ化されたＩＣ、標準ＩＣ、もしくはディスクリートＩＣなどの集積回路（ＩＣ）などの、１つまたは複数の能動電気構成要素または受動電気構成要素を含み得る。様々な実装形態で使用され得るバックプレート構成要素の他の例には、アンテナ、電池、および電気的、接触式、光学的、もしくは化学的なセンサまたは薄膜堆積デバイスなどのセンサがある。
【００６８】
いくつかの実装形態では、バックプレート構成要素９４ａおよび／または９４ｂは、ＥＭＳ配列３６の一部分と導通することができる。トレース、バンプ、支柱、またはビアなどの導電性構造は、バックプレート９２または基板２０の一方または両方に形成され得、互いにまたは他の導電性構成要素と接触して、ＥＭＳ配列３６とバックプレート構成要素９４ａおよび／または９４ｂとの間に電気接続を形成し得る。たとえば、図６Ｂは、ＥＭＳ配列３６内の可動層１４から上方に延びる電気接点９８と整列可能な、バックプレート９２上の１つまたは複数の導電性ビア９６を含む。いくつかの実装形態では、バックプレート９２は、バックプレート構成要素９４ａおよび／または９４ｂをＥＭＳ配列３６の他の構成要素から電気的に絶縁する１つまたは複数の絶縁層も含み得る。バックプレート９２が蒸気透過性材料から形成されるいくつかの実装形態では、バックプレート９２の内表面は、蒸気バリア（図示せず）で被覆され得る。
【００６９】
バックプレート構成要素９４ａおよび９４ｂは、ＥＭＳパッケージ９１に入り得る湿気を吸収するように作用する１つまたは複数の乾燥剤を含み得る。いくつかの実装形態では、乾燥剤（またはゲッターなどの他の吸湿材料）は、たとえば接着材によりバックプレート９２に装着された（またはその中に形成された凹部内の）シートとして、任意の他のバックプレート構成要素とは別に提供され得る。あるいは、乾燥剤はバックプレート９２に統合されてよい。いくつかの他の実装形態では、乾燥剤は、たとえばスプレー塗装、スクリーン印刷、または任意の他の適切な方法によって、他のバックプレート構成要素の上で直接的にまたは間接的に適用され得る。
【００７０】
いくつかの実装形態では、ＥＭＳ配列３６および／またはバックプレート９２は、バックプレート構成要素とディスプレイ素子との間の距離を維持するために機械的スタンドオフ９７を含み、それによって、それらの構成要素間の機械的干渉を防止することができる。図６Ａおよび図６Ｂに示される実装形態では、機械的スタンドオフ９７は、ＥＭＳ配列３６の支持支柱１８と整列したバックプレート９２から突き出す支柱として形成される。代替的に、またはそれに加えて、レールまたは支柱などの機械的スタンドオフは、ＥＭＳパッケージ９１の縁に沿って設けることができる。
【００７１】
図６Ａおよび図６Ｂに示されていないが、ＥＭＳ配列３６を部分的または完全に取り巻くシールを設けることができる。バックプレート９２および基板２０とともに、シールはＥＭＳ配列３６を囲む保護キャビティを形成することができる。シールは、従来のエポキシベースの接着剤などの、半気密シールとすることができる。いくつかの他の実装形態では、シールは、薄膜金属溶接またはガラスフリットなどの密閉シールであってよい。いくつかの他の実装形態では、シールの材料として、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、ポリウレタン、液体スピンオンガラス、ハンダ、ポリマー、プラスチック、または他の材料が挙げられる。いくつかの実装形態では、機械的スタンドオフを形成するために、強化されたシール材が使用され得る。
【００７２】
代替実装形態では、シールリングは、バックプレート９２または基板２０の一方または両方のいずれかの延長部を含み得る。たとえば、シールリングは、バックプレート９２の機械的延長部（図示せず）を含み得る。いくつかの実装形態では、シールリングは、Ｏリングまたは他の環状部材などの別個の部材を含むことができる。
【００７３】
いくつかの実装形態では、ＥＭＳ配列３６とバックプレート９２は、互いに取り付けられるまたは結合される前に別個に形成される。たとえば、基板２０の縁は、上記で説明したように、バックプレート９２の縁に取り付けられ、これに対してシール可能である。代替として、ＥＭＳ配列３６およびバックプレート９２は、ＥＭＳパッケージ９１として形成され、互いに接合可能である。いくつかの他の実装形態では、ＥＭＳパッケージ９１は、堆積によってＥＭＳ配列３６の上でバックプレート９２の構成要素を形成することによるなど、任意の他の適切な方法で作製され得る。
【００７４】
図７は、多状態ＩＭＯＤ１００の例示的な実装形態の断面図である。図７のＩＭＯＤ１００は、本明細書で開示する様々な他の実装形態と同様または同一の特徴を含むことができ、ＩＭＯＤ１００に関して説明する特徴は、本明細書で開示する様々な他の実装形態に組み込まれ得る。図７のＩＭＯＤ１００は、基板１２０の上の光学スタック１１６を含むことができる。光学スタック１１６の上に可動反射体１１４があり得る。可動反射体１１４は、光学スタック１１６から離間され得、可動反射体１１４と光学スタック１１６との間に光キャビティ１１９があり得る。光学スタック１１６は、本明細書で説明するように、１つまたは複数の層を含むことができる。いくつかの実装形態では、光学スタック１１６は第１の電極を含むことができ、可動反射体１１４は第２の電極を含むことができる。光学スタック１１６に向かって可動反射体１１４を引っ張ることができる静電力を生成するために、第１の電極および第２の電極に電圧が印加され得る。
【００７５】
可動反射体１１４は、前面側１１０および後面側１１２を含むことができる。前面側１１０は、光学スタック１１６の方に面し、可動反射体１１４の前面側１１０は、高反射性であり得る。光学スタック１１６は部分的に反射性および部分的に透過性であり得、可動反射体１１４から、および光学スタック１１６から反射された光は、可動反射体１１４の位置および光キャビティ１１９のサイズに応じて様々な色を生成するように組み合わさり得る。たとえば、光学スタック１１６から、および可動反射体１１４から反射された光は、光キャビティ１１９のサイズに少なくとも部分的に左右される色による光学応答を生成する強め合う干渉および／または弱め合う干渉に直面し得る。様々な色（たとえば、赤、緑、青、白、および／または黒）がＩＭＯＤ１００によって、（たとえば、電極に印加される電圧を変えることによって）異なる位置に可動反射体１１４を配置することによって生成され得る。
【００７６】
可動反射体１１４は、１つまたは複数の変形可能要素１３４によって支持され得る。変形可能要素１３４は可動反射体１１４の上にあり得る。変形可能要素１３４は、可動反射体１１４の後面側１１２に結合され得る。変形可能要素１３４は、可動反射体１１４の上にある（たとえば、可動反射体１１４の前面側１１０に対してよりも、後面側１１２に対してより近い）ロケーションから延び得る。いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤ１００は、可動反射体１１４に支持を提供し得る支柱１１８を含むことができる。支柱１１８は、（たとえば、基板１２０から、および／または光学スタック１１６から）概して上方に延び得る。変形可能要素１３４は、可動反射体１１４の上にある支柱１１８上のロケーションから延び得る。可動反射体１１４の後面側１１２は、変形可能要素１３４の方に面し得る。図７では、支柱１１８および変形可能要素１３４は別個の構成要素として示されているが、いくつかの実装形態では、支柱１１８および変形可能要素１３４は一体化され得る。たとえば、１つまたは複数の変形可能要素１３４は、支柱１１８の１つまたは複数の変形可能部分であり得る。たとえば、支柱１１８の変形可能部分は、十分な変形を可能にするほど十分に薄くてよい。支柱１１８は、（たとえば、基板１２０から、および／または光学スタック１１６から）概して上方に延び得、可動反射体１１４の後面側１１２に支柱１１８が結合されるように湾曲することができる。本明細書で説明するように、可動反射体１１４の後面側１１２に変形可能要素１３４を配置することによって、ＩＭＯＤ１００の（およびディスプレイ素子にＩＭＯＤ１００を使用するディスプレイの）フィルファクタが改善され得る。
【００７７】
ＩＭＯＤは、複数の変形可能要素１３４を含むことができ、それらは、複数の接続ロケーションにおいて可動反射体１１４の後面側１１２に結合され得る。接続ロケーションは、可動反射体１１４の後面側１１２の中心から離間され得、それにより可動反射体１１４に、改善された安定性がもたらされ得る。変形可能要素１３４と可動反射体１１４との間の接続ロケーションを可動反射体の中心から離間することで、可動反射体１１４の不均一な作動（たとえば、可動反射体１１４の１つの側が、可動反射体１１４の別の側よりも大きく移動する）を阻止または防止することができる。いくつかの実装形態では、可動反射体１１４への変形可能要素１３４の接続点の間の距離は、１つの接続点と可動反射体１１４の縁との間の距離よりも大きい。いくつかの実装形態では、接続ロケーション間の距離は、可動反射体１１４の幅の約２５％以上、可動反射体１１４の幅の約３３％以上、可動反射体１１４の幅の約５０％以上、可動反射体１１４の幅の約９０％以下、可動反射体１１４の幅の約７５％以下、および／または可動反射体１１４の幅の約５０％以下であり得る。
【００７８】
可動反射体１１４が図７に示す休止位置から移動したときに、変形可能要素１３４は復元力をもたらすことができる。復元力は、図７に示す休止位置または緩和位置または非作動位置の方へ可動反射体１１４をバイアスさせることができる。ＩＭＯＤ１００は、変形可能要素１３４が非線形復元力をもたらすように構成され得る。たとえば、ＩＭＯＤ１００は、１つまたは複数の復元力修正部１４０を含み得る。復元力修正部１４０は、可動反射体１１４と変形可能要素１３４との間にあり得る。復元力修正部１４０は、支柱１１８から、たとえば、可動反射体１１４の上および／または変形可能要素１３４の起点となる支柱１１８上のロケーションの下にある支柱１１８上のロケーションから概して水平に延び得る。復元力修正部１４０は、支柱１１８とは別個の構成要素として示されているが、いくつかの実装形態では、復元力修正部１４０は、（たとえば、支柱１１８の本体から概して水平に延びる突出部または他の構成要素として）支柱１１８と一体であり得る。復元力修正部１４０は、可動反射体１１４の真後ろにあり得る。たとえば、可動反射体１１４の前面側１１０および／または後面側１１２に垂直である線１４１が、復元力修正部１４０と交差し得る。支柱１１８および／または可動反射体１１４に対して他の角度にある（たとえば、可動反射体１１４の方に傾斜した、または可動反射体１１４から離れて傾斜した）復元力修正部も可能である。支柱１１８に対する復元力修正部１４０の角度は、約４５°〜約１３５°（たとえば、約８０°〜約１００°）であり得る。復元力修正部１４０は、復元力修正部１４０がかみ合った（たとえば、変形可能要素１３４が復元力修正部１４０に接触した）ときに変形可能要素１３４の復元力を増大させるように構成され得る。
【００７９】
図８は、可動反射体１１４が接触位置または第１の作動位置に作動される、図７の多状態ＩＭＯＤ１００の断面図である。可動反射体１１４が光学スタック１１６に向かって作動されると、変形可能要素１３４は、少なくとも１つの変形可能要素１３４が少なくとも１つの復元力修正部１４０と接触するまで、復元力修正部１４０の方に引き寄せられ得る。図８の接触位置は、接触が最初に変形可能要素１３４と復元力修正部１４０との間で行われる位置であり得る。図９は、可動反射体が接触位置を過ぎてまたは第２の作動状態で作動される、図７の多状態ＩＭＯＤの断面図である。ＩＭＯＤ１００は、変形可能要素１３４が復元力修正部と接触しているときに（たとえば、図９に示すように、可動反射体１１４が接触位置を過ぎて作動されたときに）復元力修正部１４０が変形可能要素１３４の復元力を増大させるように構成され得る。たとえば、変形可能要素１３４の材料、厚さ、および／もしくは形状、復元力修正部１４０の材料、厚さ、および／もしくは形状、復元力修正部１４０のサイズ、復元力修正部１４０と変形可能要素１３４との間の接触面積の量、ならびに／または復元力修正部１４０の端部を過ぎて内側に延びる変形可能要素１３４の量など、復元力修正部１４０が変形可能要素１３４の復元力を増大させることを可能にする構成に、ＩＭＯＤ１００の様々な態様が寄与し得る。また、ＩＭＯＤ１００は、変形可能要素１３４が復元力修正部と接触しているときに復元力修正部１４０が変形可能要素１３４の復元力を増大させるように、適切な力を加えるように構成され得る。たとえば、ＩＭＯＤ１００に印加される電圧および／またはＩＭＯＤ１００における電極の構成（たとえば、電極のサイズ、ロケーション、および／または材料）は、変形可能要素１３４が復元力修正部と接触しているときに復元力修正部１４０が変形可能要素１３４の復元力を増大させるように構成され得る。
【００８０】
変形可能要素１３４は、片持ちばねとして動作することができ、変形可能要素１３４が復元力修正部１４０とかみ合っているかどうかに応じて変化するばね定数を有し得る。可動反射体１１４が休止位置（図７）から接触位置（図８）に移動するとき、変形可能要素１３４は復元力修正部１４０と接触しておらず、変形可能要素１３４の第１のばね定数は、第１の長さ１３６（たとえば、変形可能要素１３４の変形可能な全長）によって少なくとも部分的に規定され得る。変形可能要素１３４が復元力修正部１４０と接触しているとき、変形可能要素１３４の変形可能な実効長は、第２の長さ１３８に短縮され得る。可動反射体１１４が接触位置を過ぎて（図９）作動されたとき、第２の長さ１３８は、（たとえば片持ちばねのより短い実効長に起因して）第１のばね定数よりも高い第２のばね定数で追加の復元力をもたらすように変形する。休止位置（図７）と接触位置（図８）との間で、第１のばね定数は、（たとえば、復元力修正部１４０から内側の）変形可能要素１３４の第１の部分１３５と（たとえば、復元力修正部１４０の真上の）変形可能要素１３４の第２の部分１３７の両方によって少なくとも部分的に規定され得る。可動反射体１１４が接触位置を過ぎて（図９）作動されたとき、第２のばね定数は、変形可能要素１３４の第２の部分１３７ではなく、変形可能要素１３４の第１の部分１３５によって少なくとも部分的に規定され得る。
【００８１】
多状態ＩＭＯＤ１００は、異なる安定位置に異なる色を生成するように構成され得る。たとえば、いくつかの実装形態では、休止位置（図７）は、第１の色応答（たとえば、赤）を生成することができ、接触位置（図８）は、第２の色応答（たとえば、緑）を生成することができ、図９に示す位置は、第３の色応答（たとえば、青）を生成することができる。ＩＭＯＤ１００の構成に応じて、図７〜図９に示す位置によって様々な他の色が生成され得、可動反射体１１４の様々な他の位置において様々な他の色が生成され得る。たとえば、ＩＭＯＤ１００は、可動反射体の休止位置において、または異なる位置において、白、広帯域、または白応答を生成することができる。いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤ１００は、たとえば、光キャビティ１１９が取り除かれ、可動反射体１１４が光学スタック１１６に接触するように完全に作動される閉位置または第３の作動位置（図示せず）において、黒または暗応答を生成することができる。多くの変形形態が可能である。いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤ１００は、３個、５個、１０個、２５個、５０個、１００個、１０００個、またはより多くの色応答を生成するのに十分な安定位置に作動され得、いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤ１００は、ほぼ無限大に等しい複数の安定位置に作動され得、それによりＩＭＯＤ１００は、ＩＭＯＤ１００の安定的動き範囲にわたって実質的に連続的に配置可能となり得る。
【００８２】
図１０は、線形ばねを有するＩＭＯＤに関する例示的な実装形態および非線形ばねを有するＩＭＯＤに関する例示的な実装形態の復元力を示すグラフである。線２０２は、復元力修正部１４０を含まないＩＭＯＤの線形復元力を示している。可動反射体１１４が休止位置２０４から離れてたわむと、１つまたは複数の変形可能要素１３４によってもたらされる復元力は線形的に増大し得る。可動反射体１１４の電極が（たとえば、光学スタック１１６における）対応する電極に近づけられると、静電力は非線形的に（たとえば、指数関数的に）増大し得る。可動反射体１１４がたわむと、可動反射体１１４は、線形復元力が静電力を打ち消すことが可能ではない不安定位置に達し、可動反射体１１４は、閉位置に作動し得る。図１０に示す非線形ばねは、復元力修正部１４０がかみ合う位置では線形ばねよりも強い復元力をもたらし、それによって、線形ばね実装形態の場合には不安定になる安定位置に可動反射体１１４が配置され得るように安定的動き範囲を拡張することができる。図１０では、ロケーション２０４は、図７の休止位置に対応することができ、ロケーション２０６は、図８の接触位置に対応することができ、ロケーション２０８は、図９に示す可動反射体のたわみの量に対応することができる。
【００８３】
多くの変形形態が可能である。たとえば、いくつかの実装形態では、復元力は、複数の非線形性を含むことができる。たとえば、図１１は、線形ばねを有するＩＭＯＤに関する別の例示的な実装形態および複数の非線形性を有する非線形ばねを有するＩＭＯＤに関する例示的な実装形態の復元力を示すグラフである。図１２は、複数の非線形性を有する非線形ばねを有する多状態ＩＭＯＤ１０２の例示的な実装形態の断面図である。図１２のＩＭＯＤ１０２は、本明細書で開示する様々な他の実装形態と同様または同一の特徴を含むことができ、ＩＭＯＤ１０２に関して説明する特徴は、本明細書で開示する様々な他の実装形態に組み込まれ得る。ＩＭＯＤ１０２は、図７〜図９に関して説明した復元力修正部１４０と同様の復元力修正部１４０を含むことができる。ＩＭＯＤ１０２は、第２の復元力修正部１４２を含むことができ、第２の復元力修正部１４２は、変形可能要素１３４が第２の復元力修正部１４２と接触する第２の接触位置に可動反射体１１４が作動されたときに、変形可能要素１３４の復元力をさらに修正する（たとえば、増大させる）ように構成され得る。
【００８４】
図１１を参照すると、可動反射体１１４は、休止位置２０４から第１の接触位置２０６にたわむことができる。第１の接触位置２０６では、変形可能要素１３４は、復元力修正部１４０と接触することができ、本明細書で説明するように、ばね定数および復元力が増大し得る。位置２０８では、可動反射体１１４は、接触位置２０６を過ぎた安定位置にたわむことができる。可動反射体１１４が第２の接触位置２１０に達したとき、１つまたは複数の変形可能要素１３４は、第２の復元力修正部１４２と接触することができる。第２の復元力修正部１４２は、復元力修正部１４０に関連する本明細書での説明と同様の方法で復元力を修正するように構成され得る。たとえば、第２の復元力修正部１４２との接触により、変形可能要素１３４の変形可能な実効長は短縮し得、そのばね定数は増大し得る。第２の復元力修正部１４２を含めることによって、可動反射体１１４の安定的動き範囲はさらに拡張され得、ＩＭＯＤ１０２に追加の安定的光学応答をもたらすことができる。たとえば、可動反射体１１４は、第２の接触位置２１０を過ぎた、可動反射体１１４を安定的に維持するように静電力を打ち消すのに十分な復元力を有し得る位置２１２に作動され得る。
【００８５】
たとえば、変形可能要素１３４が様々な復元力修正部に接触すると復元力に３個、４個、５個、またはより多くの非線形性を含むＩＭＯＤを製作するために、追加の復元力修正部が追加され得る。図１２は、第２の復元力修正部１４２および復元力修正部１４０を別個の要素として示しているが、それらは単一の要素に組み込まれてよい。たとえば、突出部は、追加の復元力修正部を生成するために１個、２個、３個、またはより多くの段階を含む段階形状を有することができる。第２の復元力修正部１４２の少なくとも１つのパラメータは、復元力修正部１４０のパラメータとは異なり得る（たとえば、長さ、変形可能要素１３４からの距離、支柱１１８に対する角度、厚さ、材料など）。図１２に示す実装形態では、長さおよび変形可能要素１３４からの距離は異なる。
【００８６】
図１３は、多状態ＩＭＯＤ１０４の別の例示的な実装形態の断面図である。図１３のＩＭＯＤ１０４は、本明細書で開示する様々な他の実装形態と同様または同一の特徴を含むことができ、ＩＭＯＤ１０４に関して説明する特徴は、本明細書で開示する様々な他の実装形態に組み込まれ得る。いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤ１０４は、可動反射体１１４を第１の方向に（たとえば、光学スタック１１６に向かって）および第２の方向に（たとえば、光学スタック１１６から離れて）作動させるように構成され得る。たとえば、ＩＭＯＤ１０４は、（たとえば、可動反射体１１４の上および変形可能要素１３４の上にある蓋１４６に）第３の電極を含むことができる。第３の電極は、（上記で説明した）可動反射体１１４にある第２の電極と相互作用するように構成され得、または可動反射体１１４は、可動反射体１１４を移動させるために第３の電極と相互作用するように構成された追加の電極を含み得る。可動反射体１１４を下方（たとえば、光学スタック１１６に向かって）と上方（たとえば、光学スタック１１６から離れて）の両方に作動させることによって、追加の光学応答が選択され得る。
【００８７】
いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤ１０４は、追加の復元力修正部１４４を含むことができ、追加の復元力修正部１４４は、可動反射体１１４が上方に（たとえば、光学スタック１１６から離れて）作動されると復元力修正部１４４が復元力を増大させ得ることを除いて、本明細書で説明した復元力修正部１４０と同様の方法で機能することができる。多くの変形形態が可能である。追加の復元力修正部１４４は、復元力修正部１４０と同じであり得、または復元力修正部１４４の少なくとも１つのパラメータは、復元力修正部１４０のパラメータとは異なり得る（たとえば、長さ、変形可能要素１３４からの距離、支柱１１８に対する角度、厚さ、材料など）。いくつかの実装形態では、復元力修正部１４０はＩＭＯＤ１０４から省かれ得る。いくつかの実装形態では、蓋１４６は、追加の復元力修正部１４０として使用され得る。たとえば、蓋１４６は、可動反射体１１４が上方接触位置に向かって上方へ作動されたときに変形可能要素１３４が蓋１４６の裏面に接触するように配置され得る。変形可能要素１３４と蓋１４６との間の接触により、上記の説明と同様の方法で復元力が増大し得る。復元力修正部１４４は、図１３では支柱１１８から延びるように示されているが、蓋１４６から下方に突出してよい。
【００８８】
図１４は、多状態ＩＭＯＤ１０６の別の例示的な実装形態の断面図である。図１４のＩＭＯＤ１０６は、本明細書で開示する様々な他の実装形態と同様または同一の特徴を含むことができ、ＩＭＯＤ１０６に関して説明する特徴は、本明細書で開示する様々な他の実装形態に組み込まれ得る。いくつかの実装形態では、たとえば、可動反射体１１４の電極と蓋１４６の電極との間に電圧を印加することによって、または変形可能要素１３４における電極と蓋１４６の電極との間に電圧を印加することによって、可動反射体１１４が（図１４に示す）上方接触位置に向かって上方へ作動されたときに、可動反射体１１４は１つまたは複数の復元力修正部１４０に接触することができる。場合によっては、復元力修正部１４０は、可動反射体１１４を停止させることができ、可動反射体１１４が図１４の上方接触位置を過ぎて作動するのを阻止または防止することができる。
【００８９】
いくつかの実装形態では、可動反射体１１４はフレキシブルであり得る。図１５は、フレキシブル可動反射体１１４を有する図１４のＩＭＯＤ１０６の断面図である。可動反射体１１４は、可動反射体１１４が上方接触位置にあるときに１つまたは複数の復元力修正部１４０に接触するように構成され得る１つまたは複数の第１の部分（たとえば、外側部分１１１）を含むことができる。可動反射体１１４の第２の部分（たとえば、中心部分１１３）は、（たとえば、図１５に示すように）上方接触位置を過ぎて作動され得、それにより可動反射体１１４は屈曲または変形し得る。たとえば、外側部分１１１は、上方接触位置にとどまり得る一方、中心部分１１３は、上方接触位置を過ぎて上方に延び得る。休止位置から上方接触位置に移動したとき、復元力は、片持ちばねとして機能することができる変形可能要素１３４（たとえば、それの変形可能な全長）によって少なくとも部分的に規定され得る。可動反射体１１４の中心部分１１３が、上方接触位置を過ぎて作動されたとき、復元力は、変形可能要素１３４（たとえば、それの変形可能な全長）のほか、可動反射体１１４自体の変形によって少なくとも部分的に規定され得る。可動反射体１１４が変形されたとき（図１５）、可動反射体１１４は、可動反射体を非変形位置（図１４）に戻す形でバイアスさせる復元力を発揮することができる。可動反射体１１４が上方向および／または下方向に作動されたとき、ＩＭＯＤ１０６は非線形復元力を有することができる。
【００９０】
いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤ１０６は、可動反射体１１４が変形位置にあるときに（図１５）２重の光学応答を有し得る。たとえば、可動反射体１１４が変形されたとき、キャビティの高さは、可動反射体１１４の外側部分１１１よりも中心部分１１３の方が大きいことがある。中心部分１１３は、第１の色を出力するように構成され得、外側部分１１１は、第１の色とは異なる第２の色を出力するように構成され得る。いくつかの実装形態では、２つの色が混ざって、ＩＭＯＤ１０６にとって効果的なハイブリッド色を作り得る。たとえば、外側部分１１１は赤を生成することができ、中心部分１１３は緑を生成することができ、これらの色は、黄色に見えるように人間の視覚系によって空間的に混ぜられ得る。可動反射体１１４の異なる部分によって生成された色のそのような混合により、ＩＭＯＤディスプレイ素子に追加の色選択がもたらされ得る。
【００９１】
図１６は、多状態ＩＭＯＤ１０８の別の例示的な実装形態の断面図である。図１６のＩＭＯＤ１０８は、本明細書で開示する様々な他の実装形態と同様または同一の特徴を含むことができ、ＩＭＯＤ１０８に関して説明する特徴は、本明細書で開示する様々な他の実装形態に組み込まれ得る。ＩＭＯＤ１０８は、可動反射体１１４が上方向に作動されたときに非線形復元力をもたらすように構成され得る１つまたは複数のフレキシブル要素１４８を含むことができる。フレキシブル要素１４８は、可動反射体１１４と復元力修正部１４０との間に配置され得る。たとえば、フレキシブル要素１４８は、可動反射体１１４の後面側１１２に（たとえば、それの外側部分において）結合され得る。図１６に示されていないが、いくつかの実装形態では、フレキシブル要素１４８は、同じくまたは代替的に、復元力修正部１４０に（たとえば、それの裏面に）結合され得る。図１６はフレキシブル要素１４８を、可動反射体１１４および復元力修正部１４０とは別個の要素として示しているが、いくつかの実装形態では、フレキシブル要素１４８は、可動反射体１１４または復元力修正部１４０と一体であり得る。たとえば、フレキシブル要素１４８は、可動反射体１１４のフレキシブル部分または復元力修正部１４０のフレキシブル部分であり得る。
【００９２】
図１６は、休止位置における可動反射体１１４を示している。図１７は、作動位置における図１６のＩＭＯＤ１０８の断面図である。図１７では、フレキシブル要素１４８は部分的に圧縮されており、それにより、本明細書で説明する他の実装形態と同様に復元力が増大し得る。可動反射体１１４が休止位置から（たとえば、可動反射体１１４の電極と蓋１４６の電極との間に電圧を印加することによって、または変形可能要素１３４における電極と蓋１４６の電極との間に電圧を印加することによって、フレキシブル要素１４８が可動反射体１１４と復元力修正部１４０の両方と接触している）上方接触位置に移動すると、復元力は、上記で説明したように片持ちばねとして機能することができる変形可能要素１３４（たとえば、それの変形可能な全長）によって少なくとも部分的に規定され得る。可動反射体１１４が上方接触位置を過ぎて上方に作動されたとき、フレキシブル要素１４８は、可動反射体１１４と復元力修正部１４０との間で圧縮され得、その結果、可動反射体１１４を休止位置または非作動位置に向かってバイアスさせる追加の復元力が生じ得る。ＩＭＯＤ１０８は、それが上方向に作動されたときに非線形復元力を有し得、それにより、本明細書で説明する他の実装形態と同様に、上方向で可動反射体１１４の安定的動き範囲が増大し得る。
【００９３】
本明細書で説明する復元力修正部のうちの２つ以上の組合せも可能である。たとえば、ＩＭＯＤは、復元力修正部１４０、１４２、および１４４のうちの２つ以上、フレキシブル可動反射体１１４、ならびにフレキシブル要素１４８を（たとえば、（たとえば、図１２に示すように）復元力修正部１４０および１４２を単独で、またはフレキシブル可動反射体１１４および／もしくはフレキシブル要素１４８と組み合わせて、（たとえば、図１３に示すように）復元力修正部１４０および１４４を単独で、またはフレキシブル可動反射体１１４および／もしくはフレキシブル要素１４８と組み合わせて、復元力修正部１４０、１４２および１４４を単独で、またはフレキシブル可動反射体１１４および／もしくはフレキシブル要素１４８と組み合わせて、など）含むことができる。追加の復元力修正部により、ＩＭＯＤの安定位置の数が増大し得るが、製造の複雑性が増し得る。
【００９４】
図１８は、多状態ＩＭＯＤに対する製造プロセス３００の例示的な実装形態を示す流れ図である。図１９Ａ〜図１９Ｋは、多状態ＩＭＯＤ４００（図１９Ｋ）を製作するためのプロセス３００における様々な段階の断面図である。方法３００およびＩＭＯＤ４００は、本明細書で開示する様々な他の実装形態と同様または同一の特徴を含むことができ、方法３００およびＩＭＯＤ４００に関して説明する特徴は、本明細書で開示する様々な他の実装形態に組み込まれ得る。製造プロセス３００は、図１８に示されていない追加のブロックおよび本明細書で詳細には説明していない追加の特徴を含むことができる。プロセス３００の多くのブロックおよび特徴は、図４に関して説明したブロックおよび特徴と同様または同一であり得る。したがって、図４に関して説明した特徴の多くは、プロセス３００の説明では繰り返さない。
【００９５】
プロセス３００は、ブロック３０２において、基板４２０の上に光学スタック４１６を形成することによって始まり得る。図１９Ａは、基板４２０上で形成された光学スタック４１６の一例を示している。基板４２０は、図１を参照して上記で説明した材料のようなガラスまたはプラスチックなどの透明基板であってよい。基板４２０は、フレキシブルであってよくまたは比較的固くて屈曲しなくてもよく、光学スタック４１６の効率的な形成を容易にするために、洗浄などの事前準備プロセスにかけられていてもよい。上記で説明したように、光学スタック４１６は、導電性、部分的透明性、部分的反射性、および部分的吸収性であり得、たとえば、透明基板４２０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。
【００９６】
いくつかの実装形態では、（たとえば、光学スタック４１６を形成する前に）基板４２０の部分の上にブラックマトリックス４１５があり得る。図１９Ａは、基板４２０上の例示的なブラックマトリックス４１５を示している。ブラックマトリックス４１５は、多層構造を含むことができる。たとえば、ブラックマトリックス４１５は、場合によってはＩＭＯＤ４００の可視領域に広がり得る（約６０オングストローム〜約１００オングストローム、または約８０オングストロームの厚さを有し得る）酸化アルミニウムまたはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）層を含むことができる。ブラックマトリックス４１５はまた、（約４０オングストローム〜約６０オングストローム、または約５０オングストロームの厚さを有し得る）モリブデンクロム（ＭｏＣｒ）層、（約５００オングストローム〜約１０００オングストローム、または約７５０オングストロームの厚さを有し得る）二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層、および（約４００オングストローム〜約６００オングストローム、または約５００オングストロームの厚さを有し得る）アルミニウム銅（ＡｌＣｕ）層を含むことができる。本明細書で説明する様々な例示的な材料および厚さに関して、多くの変形形態が可能である。たとえば、ブラックマトリックス４１５のＳｉＯ２層の厚さは、ＳｉＯ２層および／または部分反射体層（ＭｏＣｒ）の光学定数（たとえば、ｎ（屈折率）およびｋ（減衰係数））に依存し得、部分反射体層（ＭｏＣｒ）の厚さにも依存し得る。ＭｏＣｒの代わりに、部分反射体層にクロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの他の材料が使用されてよい。ＳｉＯ２層と部分反射体層の両方の厚さは、部分反射体層およびＳｉＯ２層の光学定数に依存し得る。いくつかの実装形態では、ＡｌＣｕ層は、改善された導電性をもたらし得る約３０００オングストローム〜約５０００オングストロームの厚さを有することができ、約１ミクロンから約２ミクロンの間の厚さを有する平坦層（たとえば、スピンオンガラス（ＳＯＧ））がＡｌＣｕ層の上に配設され得る。いくつかの実装形態では、平坦層（たとえば、ＳＯＧ）が省略される場合などに、ＡｌＣｕ層は約３００オングストロームから約１０００オングストロームの間の厚さを有し得る。ＭｏＣｒ層、ＳｉＯ２層およびＡｌＣｕ層は、ＩＭＯＤ４００の可視領域を少なくとも部分的に画定するためにエッチング除去され得る。
【００９７】
図１９Ａでは、光学スタック４１６は、以下で説明するように副層を有する多層構造を含むが、いくつかの他の実装形態では、より多いまたはより少ない副層が含まれ得る。いくつかの実装形態では、副層のうちの１つは、組み合わされた導体／吸収体副層など、光吸収特性と導電特性の両方で構成され得る。いくつかの実装形態では、副層の一方は、モリブデンクロム（モリクロムまたはＭｏＣｒ）、または好適な複素屈折率を有する他の材料を含み得る。副層のうちの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。いくつかの実装形態では、副層のうちの１つは、１つまたは複数の下層にある金属層および／または酸化物層（１つまたは複数の反射層および／または導電層など）の上に堆積された上部副層など、絶縁層または誘電体層であり得る。光学スタック４１６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。いくつかの実装形態では、光吸収層など、光学スタックの副層のうちの少なくとも１つは、（たとえば、本開示に示す他の層に対して）極めて薄くてよい。
【００９８】
光学スタックは、たとえば、（約７５０オングストローム〜約１２５０オングストローム、約３００オングストローム〜約３０００オングストローム、または約１０００オングストロームの厚さを有し得る）ＳｉＯ２層、（約４０００オングストローム〜約６０００オングストローム、または約５０００オングストローム、または約１ミクロン〜約２ミクロンの厚さを有し得る）スピンオンガラス（ＳＯＧ）層、および（約７５０オングストローム〜約１２５０オングストローム、約３００オングストローム〜約３０００オングストローム、または約１０００オングストロームの厚さを有し得る）別のＳｉＯ２層を含むことができる。これらの層は、下の層（たとえば、ブラックマトリックス４１５）を平坦化することができる。ＳｉＯ２層は、ＳＯＧ層と周囲の層との間にバッファをもたらすことができる。光学スタック４１６は（金属など、導電性材料であり得る）電極を含むことができる。電極として（約４０オングストローム〜約６０オングストローム、または約５０オングストロームの厚さを有し得る）クロム（Ｃｒ）層が使用されてよく、電極層（たとえば、Ｃｒ）の上に（約７５オングストローム〜約１２５オングストローム、または約１００オングストロームの厚さを有し得る）ＳｉＯ２層があり得る。
【００９９】
プロセス３００はブロック３０４において続き、光学スタック４１６の上の犠牲層４２５の形成を伴う。犠牲層４２５は、キャビティ４１９を形成するために後で除去される（ブロック３１６参照）ので、犠牲層４２５は、図１９Ｋにおける得られたＩＭＯＤ４００には示されていない。図１９Ａは、光学スタック４１６の上に形成された犠牲層４２５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４１６上での犠牲層４２５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４１９（図１９Ｋ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（α−Ｓｉ）など、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）エッチング可能材料の堆積を含み得るが、発射（ｌａｕｎｃｈｉｎｇ）および他の要因も、キャビティ４１９のサイズに寄与し得る。犠牲層４２５の厚さは、たとえば、約２６００オングストローム〜約４６００オングストローム、または約３６００オングストロームであり得る。犠牲材料、および本明細書で説明する様々な他の層の堆積は、物理気相堆積（スパッタリングなど、多くの異なる技法を含むＰＶＤ）、プラズマ促進化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、熱化学気相堆積（熱ＣＶＤ）、スピンコートプロセス、スリットコートプロセス、スプレーコートプロセス、またはローラーコートプロセスなど、堆積技法を使用して行われ得る。
【０１００】
プロセス３００はブロック３０６において続き、可動反射体４１４の形成を伴う。可動反射体４１４は、１つまたは複数のパターニング、マスキング、および／またはエッチングステップとともに、たとえば、（アルミニウム、アルミニウム合金、または他の反射性材料など）反射層堆積を含む１つまたは複数の堆積ステップを採用することによって形成され得る。可動反射体４１４は、たとえば、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１つまたは複数の層を含み得る。可動反射体４１４は、導電層を含み得る。いくつかの実装形態では、可動反射体４１４は複数の副層を含み得る。いくつかの実装形態では、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、別の副層は、それの機械的特性のために選択された機械的副層（たとえば、支持副層または補強材副層）を含み得る。いくつかの実装形態では、機械的副層は誘電材料を含み得る。
【０１０１】
図１９Ｂは、犠牲層４２５の上の可動反射体４１４を示している。可動反射体４１４は、（約２００オングストローム〜約４００オングストローム、または約３００オングストロームであり得る）酸化チタン（ＴｉＯ２）層、（約４００オングストローム〜約８００オングストローム、または約６００オングストロームであり得る）ＳｉＯ２層、および（約２００オングストローム〜約４００オングストローム、約２００オングストローム〜約５００オングストローム、または約３００オングストロームの厚さを有し得る）ＡｌＣｕ層であり得る導電層を含むことができる。いくつかの実装形態では、導電層（たとえば、ＡｌＣｕ層）はまた、高反射性であり得る。それらの層の上に、可動反射体４１４は、（約７５００オングストローム〜約１２，５００オングストローム、約５０００オングストローム〜約１５，０００オングストローム、または約１０，０００オングストロームの厚さを有し得る）シリコン窒化酸化物（ＳｉＯＮ）層であり得る構造層（たとえば、補強材層）、別の導電層、たとえば、（約２００オングストローム〜約４００オングストローム、約２００オングストローム〜約５００オングストローム、または約３００オングストロームの厚さを有し得る）ＡｌＣｕ層であり得る別の導電層、（約４００オングストローム〜約８００オングストローム、または約６００オングストロームであり得る）別のＳｉＯ２層、および（約２００オングストローム〜約４００オングストローム、または約３００オングストロームであり得る）別のＴｉＯ２層を含むことができる。
【０１０２】
補強材層の反対側にあり得る導電層（たとえば、ＡｌＣｕ）、および導電層は（たとえば、可動反射体４１４の各側において）互いに接触すること、または場合によっては互いに電気的に導通していることがある。いくつかの実装形態では、可動反射体４１４の後面によって受け取られた電荷は、補強材層の他方の側にある導電層の間の電気接続を介して、可動反射体４１４の前面に中継され得る。多くの変形形態が可能である。いくつかの実装形態では、電極は、（たとえば、補強材層の下の）可動反射体４１４の前面側にはない。たとえば、可動反射体４１４上の電極は、（たとえば、補強材層の上の）可動反射体４１４の後面にあり得、静電力は、動作中に可動反射体４１４を作動させるために可動反射体４１４の補強材層を通過し得る。
【０１０３】
プロセス３００は、ブロック３０８に進むことができ、可動反射体４１４の上の第２の犠牲層４２６の形成を伴う。図１９Ｃは、パターニング後における可動反射体４１４の上の第２の犠牲層４２６を示している。第２の犠牲層４２６は、第１の犠牲層４２５と同様の材料から、第１の犠牲層４２５と同様のプロセスを使用して形成され得るか、または第２の犠牲層４２６の少なくとも１つのパラメータは、第１の犠牲層４２５のそのパラメータとは異なり得る（たとえば、厚さ、材料、平坦性など）。第２の犠牲層４２６は、以下で説明するように可動反射体４１４と復元力修正部４４０との間にギャップを形成するのに好適な厚さを有し得る。第２の犠牲層は、たとえば、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）であってよく、約２６００オングストローム〜約４６００オングストローム、約１０００オングストローム〜約５０００オングストローム、または約３６００オングストロームの厚さを有し得る。
【０１０４】
プロセス３００は、ブロック３１０に進むことができ、第２の犠牲層４２６の上の復元力修正部４４０の形成を伴う。図１９Ｄは、第２の犠牲層４２６の上の復元力修正部４４０を示している。復元力修正部４４０は、補強材層を含み得、補強材層は、それの一方または両方の側にバッファ層を有し得る。たとえば、復元力修正部４４０は、（約１５０オングストローム〜約３５０オングストローム、または約２５０オングストロームの厚さを有し得る）ＳｉＯ２層、ＳｉＯＮを含み得、かつ／または約４０００オングストローム〜約６０００オングストローム、または約５０００オングストロームの厚さを有し得る補強材層、および（約１５０オングストローム〜約３５０オングストローム、または約２５０オングストロームの厚さを有し得る）別のＳｉＯ２層を含むことができる。ＳｉＯＮは、それの（たとえば、引張応力または圧縮応力の）応力抵抗性が広範囲にわたって調整され得るので、補強材層に使用され得る。ＳｉＯ２層は、硬化層（たとえば、ＳｉＯＮ）を保護することができる。たとえば、ＳｉＯ２はエッチャント材料（たとえば、ＸｅＦ２）に対して、ＳｉＯＮよりも良好な抵抗性を有し得るので、（たとえば、ＸｅＦ２または他のエッチャント材料から）ＳｉＯＮ材料を保護するために、ＳｉＯＮ材料の上、下、周囲などにＳｉＯ２材料は配設され得る。いくつかの実装形態では、復元力修正部４４０はかなりの剛性を有し得る。たとえば、復元力修正部４４０は、通常動作中に復元力修正部４４０が、ＩＭＯＤ４００の動作に影響を与える形で屈曲しまたは曲がることがないほど十分な剛性を有し得る。変形可能要素４３４、可動反射体４１４、および／またはＩＭＯＤ４００の他の特徴が復元力修正部４４０に押しつけられたとき、復元力修正部４４０のいかなる屈曲または曲げも、ＩＭＯＤ４００によって出力された光の色を変えることがないほど十分に小さいものであり得る。多くの変形形態が可能である。いくつかの実装形態では、変形可能要素４３４、可動反射体４１４、および／またはＩＭＯＤ４００の他の特徴が復元力修正部４４０に押しつけられたときに、復元力修正部４４０が弾性的に屈曲することができるように、復元力修正部４４０はフレキシブルに作られ得る。復元力修正部４４０の屈曲は、いくつかの実装形態では、（たとえば、休止位置に向かって可動反射体４１４をバイアスさせる）復元力を増大させ得る。
【０１０５】
プロセス３００は、ブロック３１２に進むことができ、復元力修正部４４０の上の第３の犠牲層４２７の形成を伴う。図１９Ｅは、復元力修正部４４０の上の第３の犠牲層４２７を示している。第３の犠牲層４２７は、第１の犠牲層４２５および／もしくは第２の犠牲層４２６と同様の材料から、第１の犠牲層４２５および／もしくは第２の犠牲層４２６と同様のプロセスを使用して形成され得るか、または第３の犠牲層４２７の少なくとも１つのパラメータは、第１の犠牲層４２５および／もしくは第２の犠牲層４２６のそのパラメータとは異なり得る（たとえば、厚さ、材料、平坦性など）。第３の犠牲層４２７は、本明細書で説明するように復元力修正部４４０と変形可能要素４３４との間にギャップを形成するのに好適な厚さを有し得る。第３の犠牲層４２７は、たとえば、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）であってよく、約１０００オングストローム〜約２０００オングストローム、または約１５００オングストロームの厚さを有し得る。
【０１０６】
プロセス３００は、ブロック３１４に進むことができ、変形可能要素４３４の形成を伴う。図１９Ｆは、第３の犠牲層４２７の上の変形可能要素４３４を示している。変形可能要素４３４が（たとえば、休止位置に可動反射体４１４をバイアスさせるための）本明細書で説明するような復元力をもたらすことができるように、変形可能要素４３４が弾性的に屈曲し、曲げることを可能にする材料および厚さで、変形可能要素４３４は作られ得る。変形可能要素４３４は、可動反射体４１４の後面側に結合され得る。いくつかの実装形態では、変形可能要素は、可動反射体４１４の電極に電気的に接続され得る導電層を含み得る。いくつかの実装形態では、変形可能要素４３４は、ＳｉＯ２であり得る、約１５０オングストローム〜約３５０オングストローム、または約２５０オングストロームの厚さを有し得るバッファ層、ＳｉＯＮであり得る、約７５０オングストローム〜約１２５０オングストローム、または約１０００オングストロームの厚さを有し得る構造層、ＡｌＣｕであり得る、約２００オングストローム〜約４００オングストローム、または約３００オングストロームの厚さを有し得る導電層を含むことができる。導電層の上では、変形可能要素４３４は、ＳｉＯＮであり得る、約７５０オングストローム〜約１２５０オングストローム、または約１０００オングストロームの厚さを有し得る構造層、およびＳｉＯ２であり得る、約１５０オングストローム〜約３５０オングストローム、または約２５０オングストロームの厚さを有し得るバッファ層を含むことができる。導電層の各側の酸化物層は、たとえば、熱膨張係数の差に起因して応力のバランスをとるのを支援することができ、それにより休止位置の安定性を改善することができる。ＳｉＯＮは、それの（たとえば、引張応力または圧縮応力の）応力抵抗性が広範囲にわたって調整され得るので、構造層に使用され得る。ＳｉＯ２層は、構造層（たとえば、ＳｉＯＮ）を、エッチャント材料（たとえば、ＸｅＦ２）などから保護することができる。
【０１０７】
場合によっては、プロセス３００はブロック３１６に進むことができ、以下でより詳細に説明するように、犠牲層４２５、４２６および４２７が除去され得る。場合によっては、プロセスは、ＩＭＯＤ４００の構造を少なくとも部分的にカプセル化するように進むことができる。図１９Ｇを参照すると、変形可能要素４３４の上に第４の犠牲層４２８があり得る。第４の犠牲層４２８は、第１の犠牲層４２５、第２の犠牲層４２６および／もしくは第３の犠牲層４２７と同様の材料から、第１の犠牲層４２５、第２の犠牲層４２６および／もしくは第３の犠牲層４２７と同様のプロセスを使用して形成され得るか、または第４の犠牲層４２８の少なくとも１つのパラメータは、第１の犠牲層４２５、第２の犠牲層４２６および／もしくは第３の犠牲層４２７のそのパラメータとは異なり得る（たとえば、厚さ、材料、平坦性など）。第４の犠牲層４２８は、以下で説明する、カプセル化層４５０を変形可能要素４３４から離間するのに好適な厚さを有し得る。第４の犠牲層４２８は、たとえば、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）であってよく、約１０００オングストローム〜約２０００オングストローム、または約１５００オングストロームの厚さを有し得る。
【０１０８】
図１９Ｈを参照すると、第４の犠牲層４２８の上にカプセル化層４５０があり得る。カプセル化層４５０は、ＳｉＯ２であり得る、約１５０オングストローム〜約３５０オングストローム、または約２５０オングストロームの厚さを有し得るバッファ層、およびＳｉＯＮであり得る、約４０００オングストローム〜約６０００オングストローム、または約５０００オングストロームの厚さを有し得る構造層を含むことができる。図１９Ｉを参照すると、カプセル化層４５０の上に上部金属層４５２があり得る。上部金属層４５２は、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム銅（ＡｌＣｕ）であってよく、約３０００オングストローム〜約１２，０００オングストローム、または約５０００オングストローム〜約１０，０００オングストロームの厚さを有し得る。図１９Ｊを参照すると、上部金属層４５２の上にパッシベーション層４５４があり得る。パッシベーション層４５４は、ＳｉＯＮを含むことができ、約４０００オングストローム〜約６０００オングストローム、または約５０００オングストロームの厚さを有し得る。パッシベーション層４５４の上に、（たとえば、１０００オングストローム〜約２０００オングストローム、または約１５００オングストロームの厚さを有する）ＳＯＧを含むことができる平坦化層４５８があり得る。平坦化層４５８の上に、（たとえば、７５０オングストロームから１２５０オングストロームの間、または約１０００オングストロームの厚さを有する、ＳｉＯ２を含む）キャッピング層４５６があり得る。
【０１０９】
図１９Ｋを参照すると、（たとえば、平坦化層４５８の上に）薄膜トランジスタが含まれ得る。たとえば、ＩＭＯＤ４００は、ドレイン４６０およびソース４６２を含むことができる。たとえば、ＩＭＯＤ４００の特徴の間で電気接続を確立するために、ＩＭＯＤ構造内に（ビア４６６などの）ビアが形成され得る。たとえば、可動反射体４１４の電極は、変形可能要素４３４における導電層を介して、かつビア４６６を通ってドレイン４６０に電気的に結合され得る。
【０１１０】
いくつかの実装形態では、犠牲層４２５、４２６、４２７および４２８を除去できるように、ＩＭＯＤ構造の層を通じて解放穴４６４が作られ得る。変形可能要素４３４とカプセル化層４５０との間にギャップをもたらすために、第４の犠牲層４２８が除去され得る。ブロック３１６において、復元力修正部４４０と変形可能要素４３４との間に第３のギャップを作るために、第３の犠牲層４２７が除去され得る。プロセス３００のブロック３２０において、光学スタック４１６と可動反射体４１４との間に第１のギャップを作るために、第１の犠牲層４２５が除去され得る。ブロック３１８において、可動反射体４１４と復元力修正部４４０との間に第２のギャップを作るために、第２の犠牲層４２６が除去され得る。犠牲層４２５、４２６、４２７および４２８を１つまたは複数のエッチャントにさらすことによって、犠牲層４２５、４２６、４２７および４２８は除去され得る。犠牲層４２５、４２６、４２７および４２８は、単一のエッチャントによって一緒に除去され得る。犠牲層４２５、４２６、４２７および４２８は、プロセス３００の単一の段階として除去され得る。場合によっては、犠牲層４２５、４２６、４２７および４２８は、２つ以上のエッチャントによって、またはプロセス３００の２つ以上の段階によって除去され得る。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、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から生じる蒸気など、気体または蒸気のエッチャントに犠牲層４２５、４２６、４２７および４２８をさらすことによって除去され得る。ウェットエッチングおよび／またはプラズマエッチングなどの他のエッチング方法も使用され得る。犠牲材料４２５、４２６、４２７および４２８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ディスプレイ素子は、本明細書では「解放」ＩＭＯＤ４００と呼ばれることがある。
【０１１１】
いくつかの実装形態では、上記で説明したプロセス３００の様々な部分は、省略、並べ替えおよび修正ができる。たとえば、いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤ４００はカプセル化されず、図１９Ｇ〜図１９Ｋに関して説明した様々な特徴が省略され得る。例示的な実装形態で詳細に記載された材料の代わりに、様々な材料が用いられてよく、記載された層の厚さは、詳細に説明された範囲から変わり得る。プロセス３００およびＩＭＯＤ４００に関して説明した様々な特徴は、本明細書で説明した特徴の一部を省略する実装形態において使用され得る。たとえば、変形可能要素４３４および／または可動反射体４１４は、復元力修正部４４０を含まないプロセス３００における例と同様に形成され得る。いくつかの実装形態では、変形可能要素４３４における導電層を介して、可動反射体４１４の後面側に電気接続がもたらされ得る。いくつかの実装形態では、本明細書で説明したように、電気接続が可動反射体４１４の後面側から可動反射体４１４の前面側に拡張され得る。これらの特徴は、プロセス３００およびＩＭＯＤ４００に関して説明した他の特徴を含まない実装形態に組み込まれ得る。
【０１１２】
図２０Ａおよび図２０Ｂは、複数のＩＭＯＤディスプレイ素子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である。ディスプレイデバイス４０は、たとえば、スマートフォン、セルラー電話または携帯電話であり得る。しかし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはそのわずかな変形形態も、テレビ、コンピュータ、タブレット、電子書籍リーダー、ハンドヘルドデバイスおよび携帯型メディアデバイスなどの種々のタイプのディスプレイデバイスを例示するものである。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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、本明細書において説明するように、ＩＭＯＤベースのディスプレイを含むことができる。
【０１１５】
ディスプレイデバイス４０の構成要素は図２０Ａ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はネットワークインターフェース２７を含んでおり、ネットワークインターフェース２７はアンテナ４３を含んでおり、アンテナ４３はトランシーバ４７に結合され得る。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に表示されることのある画像データのソースであり得る。したがって、ネットワークインターフェース２７は、画像ソースモジュールの一例であるが、プロセッサ２１および入力デバイス４８も、画像ソースモジュールの働きをすることができる。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、（信号をフィルタリングするか、または別の方法で操作するなど）信号を調整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に接続され得る。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にも接続され得る。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８および配列ドライバ２２に結合されてよく、配列ドライバ２２は、次いでディスプレイ配列３０に結合され得る。図２０Ａに明示されていない要素を含む、ディスプレイデバイス４０における１つまたは複数の要素は、メモリデバイスとして機能するように構成され、プロセッサ２１と通信するように構成され得る。いくつかの実装形態では、電源５０は、特定のディスプレイデバイス４０の設計における実質的にすべての構成要素に電力を提供することができる。
【０１１６】
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。いくつかの実装形態では、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、ｎを含むＩＥＥＥ８０２．１１規格、およびそれらのさらなる実装形態に従って、ＲＦ信号を送信および受信する。いくつかの他の実装形態では、アンテナ４３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に従って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、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）／汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、拡張データＧＳＭ（登録商標）環境（ＥＤＧＥ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ（登録商標）  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、地上基盤無線（ＴＥＴＲＡ：Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｔｒｕｎｋｅｄ  Ｒａｄｉｏ）、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＋：Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ＡＭＰＳ、または３Ｇ、４Ｇもしくは５Ｇ技術を利用するシステムなど、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他の既知の信号を受信するように設計され得る。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号を、プロセッサ２１によって受信でき、さらにプロセッサ２１によって操作できるように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を、アンテナ４３を介してディスプレイデバイス４０から送信できるように処理することができる。
【０１１７】
いくつかの実装形態では、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、いくつかの実装形態では、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、圧縮された画像データなどのデータを、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受信し、そのデータを生の画像データへ、または生の画像データに素早く変換できるフォーマットへと処理する。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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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、配列ドライバ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。いくつかの実装形態では、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、ディスプレイ配列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配列ドライバ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施され得る。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配列ドライバ２２と完全に一体化され得る。
【０１２０】
配列ドライバ２２は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ２９から受信でき、ディスプレイのディスプレイ素子のｘｙ行列から来る、数百、場合によっては数千（またはそれ以上）のリード線に毎秒多数回印加される波形の並列のセットにビデオデータを再フォーマットすることができる。
【０１２１】
いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９、配列ドライバ２２、およびディスプレイ配列３０は、本明細書に記載されたディスプレイのタイプのうちのいずれかに適している。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（ＩＭＯＤディスプレイ素子コントローラなど）とすることができる。さらに、配列ドライバ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（ＩＭＯＤディスプレイ素子ドライバなど）とすることができる。さらに、ディスプレイ配列３０は、従来のディスプレイ配列または双安定ディスプレイ配列（ＩＭＯＤディスプレイ素子の配列を含むディスプレイなど）とすることができる。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９は配列ドライバ２２と一体化することができる。そのような実装形態は、高集積システム、たとえば、モバイルフォン、ポータブル電子デバイス、ウォッチまたは小面積ディスプレイにおいて、有用であることがある。
【０１２２】
いくつかの実装形態では、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することができる。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話機のキーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー（ｒｏｃｋｅｒ）、タッチセンシティブスクリーン、ディスプレイ配列３０と一体化されたタッチセンシティブスクリーン、または感圧膜もしく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。いくつかの実装形態では、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。
【０１２３】
電源５０は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またはリチウムイオンバッテリなどの充電式バッテリとすることができる。充電式バッテリを使用する実装形態では、充電式バッテリは、たとえば、壁コンセントあるいは光起電性デバイスまたは配列から来る電力を使用して充電可能であり得る。代替的には、充電式バッテリはワイヤレス充電可能とすることができる。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とすることもできる。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することもできる。
【０１２４】
いくつかの実装形態では、制御プログラマビリティは、電子ディスプレイシステム内のいくつかの場所に位置することができるドライバコントローラ２９内に存在する。いくつかの他の実装形態では、制御プログラマビリティが配列ドライバ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。
【０１２５】
本明細書で使用する、項目のリストの「少なくとも１つ」を参照するフレーズは、単一のメンバを含む、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃ、およびａ−ｂ−ｃを包含するものである。
【０１２６】
本明細書で開示する実装形態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。
【０１２７】
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配列（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、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などのコンピューティングデバイスの組合せとして実施することもできる。いくつかの実装形態では、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。
【０１２８】
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装形態は、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、実装され得る。
【０１２９】
本開示で説明した実装形態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装形態に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書で示した実装形態に限定されるものではなく、本開示と、本明細書で開示する原理および新規の特徴とに一致する、最も広い範囲を与えられるべきである。さらに、「上の（ｕｐｐｅｒ）」および「下の（ｌｏｗｅｒ）」という用語が、図を説明しやすくするために使用されることがあり、適切に配向されたページ上の図の向きに対応する相対的位置を示し、たとえば、実施されるＩＭＯＤディスプレイ素子の適切な向きを反映しなくてもよいことは、当業者には容易に理解されるであろう。
【０１３０】
また、別個の実装形態に関して本明細書で説明されたいくつかの特徴は、単一の実装形態において組合せで実施され得る。また、逆に、単一の実装形態に関して説明した様々な特徴は、複数の実装形態において別個に、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。
【０１３１】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、そのような動作は、望ましい結果を達成するために、示される特定の順序でまたは順番に実行される必要がないこと、またはすべての例示される動作が実行される必要があるとは限らないことは、当業者は容易に認識されよう。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、上記で説明した実装形態における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実装形態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、他の実装形態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】
【０１３２】
１２  干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイ素子
１３  入射する光
１４  可動反射層
１４ａ  反射副層、導電層
１４ｂ  反射副層、誘電体支持層
１４ｃ  反射副層、導電層
１５  反射する光
１６  光学スタック
１６ａ  吸収体層
１６ｂ  誘電体
１８  支柱
１９  ギャップ
２０  基板
２１  プロセッサ
２２  配列ドライバ
２３  黒色マスク構造
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、ディスプレイ配列
３２  連結部
３４  変形可能層
３５  スペーサ層
３６  ＥＭＳ配列
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  電源
５２  調整ハードウェア
９１  ＥＭＳパッケージ
９２  バックプレート
１００  多状態ＩＭＯＤ、ＩＭＯＤ
１０２  多状態ＩＭＯＤ、ＩＭＯＤ
１０４  多状態ＩＭＯＤ、ＩＭＯＤ
１０６  多状態ＩＭＯＤ、ＩＭＯＤ
１０８  多状態ＩＭＯＤ、ＩＭＯＤ
１１０  前面側
１１１  外側部分
１１２  後面側
１１３  中心部分
１１４  可動反射体、フレキシブル可動反射体
１１６  光学スタック
１１８  支柱
１１９  光キャビティ
１２０  基板
１３４  変形可能要素
１３５  第１の部分
１３６  第１の長さ
１３７  第２の部分
１３８  第２の長さ
１４０  復元力修正部
１４１  線
１４２  第２の復元力修正部、復元力修正部
１４４  追加の復元力修正部、復元力修正部
１４６  蓋
１４８  フレキシブル要素
２０２  線
２０４  ロケーション、休止位置
２０６  ロケーション、第１の接触位置、接触位置
２０８  ロケーション、位置
２１０  第２の接触位置
２１２  位置
３００  製造プロセス、プロセス、方法
４００  多状態ＩＭＯＤ、ＩＭＯＤ、「解放」ＩＭＯＤ
４１４  可動反射体
４１５  ブラックマトリックス
４１６  光学スタック
４１９  キャビティ
４２０  基板、透明基板
４２５  犠牲層、第１の犠牲層、犠牲材料
４２６  第２の犠牲層、犠牲層、犠牲材料
４２７  第３の犠牲層、犠牲層、犠牲材料
４２８  第４の犠牲層、犠牲層、犠牲材料
４３４  変形可能要素
４４０  復元力修正部
４５０  カプセル化層
４５２  上部金属層
４５４  パッシベーション層
４５６  キャッピング層
４５８  平坦化層
４６０  ドレイン
４６２  ソース
４６４  解放穴
４６６  ビア
【図１】
2017504835.tif 000003
【図２】
2017504835.tif 000004
【図３Ａ】
2017504835.tif 000005
【図３Ｂ】
2017504835.tif 000006
【図３Ｃ】
2017504835.tif 000007
【図３Ｄ】
2017504835.tif 000008
【図３Ｅ】
2017504835.tif 000009
【図４】
2017504835.tif 000010
【図５Ａ】
2017504835.tif 000011
【図５Ｂ】
2017504835.tif 000012
【図５Ｃ】
2017504835.tif 000013
【図５Ｄ】
2017504835.tif 000014
【図５Ｅ】
2017504835.tif 000015
【図６Ａ】
2017504835.tif 000016
【図６Ｂ】
2017504835.tif 000017
【図７】
2017504835.tif 000018
【図８】
2017504835.tif 000019
【図９】
2017504835.tif 000020
【図１０】
2017504835.tif 000021
【図１１】
2017504835.tif 000022
【図１２】
2017504835.tif 000023
【図１３】
2017504835.tif 000024
【図１４】
2017504835.tif 000025
【図１５】
2017504835.tif 000026
【図１６】
2017504835.tif 000027
【図１７】
2017504835.tif 000028
【図１８】
2017504835.tif 000029
【図１９Ａ】
2017504835.tif 000030
【図１９Ｂ】
2017504835.tif 000031
【図１９Ｃ】
2017504835.tif 000032
【図１９Ｄ】
2017504835.tif 000033
【図１９Ｅ】
2017504835.tif 000034
【図１９Ｆ】
2017504835.tif 000035
【図１９Ｇ】
2017504835.tif 000036
【図１９Ｈ】
2017504835.tif 000037
【図１９Ｉ】
2017504835.tif 000038
【図１９Ｊ】
2017504835.tif 000039
【図１９Ｋ】
2017504835.tif 000040
【図２０Ａ】
2017504835.tif 000041
【図２０Ｂ】
2017504835.tif 000042
【国際調査報告】
2017504835.tif 000043
2017504835.tif 000044
2017504835.tif 000045