(57)【要約】  本開示は、ラミネートフィルムがマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）構造のアレイを密閉するシステム、方法および装置を提供する。一観点では、ＭＥＭＳ装置は、デバイス領域とデバイス領域を囲む縁領域とを有する基板と、基板上のデバイス領域にあるＭＥＭＳ構造のアレイとを含む。保護層は、ＭＥＭＳ構造のアレイの上に配置される。ラミネートフィルムは、保護層の上に、および縁領域において密封を形成するために基板と接触して配置され、ここで、ラミネートフィルムは、デバイス領域において基板とラミネートフィルムとの間に空洞を形成する。ラミネートフィルムは、ＭＥＭＳ構造のアレイに背を向けた水分遮断層と、ＭＥＭＳ構造のアレイの方に向いた乾燥剤層とを含む。
2017501892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置であって、前記装置は下記を備える、
デバイス領域と前記デバイス領域を囲む縁領域とを有する基板と、
前記基板上の前記デバイス領域にあるＭＥＭＳ構造のアレイと、
ＭＥＭＳ構造の前記アレイの上の保護層と、
前記保護層の上の、前記縁領域において密封を形成するために前記基板と接触しているラミネートフィルム、ここで、前記ラミネートフィルムが、前記デバイス領域において前記基板と前記ラミネートフィルムとの間に空洞を形成し、ここにおいて、前記ラミネートフィルムが、
ＭＥＭＳ構造の前記アレイに背を向けた防湿層と、
ＭＥＭＳ構造の前記アレイの方に向いた乾燥剤層と、
を含む。
【請求項２】
前記ラミネートフィルムが、前記ラミネートフィルムと前記保護層との間のエアギャップを画定する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ラミネートフィルムが、前記保護層の直接上にある、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記保護層が、前記保護層を通って延びた１つまたは複数の穴を含み、ここにおいて、前記ラミネートフィルムが、前記１つまたは複数の穴を覆う、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記乾燥剤層が、前記基板の前記縁領域まで前記デバイス領域に連続的に広がる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳ構造の各々の間のピッチが、約２０ミクロンから約８０ミクロンの間である、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記ラミネートフィルムが、前記基板の前記デバイス領域において約３０ミクロンよりも大きい厚さを有し、前記基板の前記縁領域において約３０ミクロンよりも薄い厚さを有する、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記ラミネートフィルムが、前記基板の前記縁領域において乾燥剤層を含まない、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記ラミネートフィルムが、１つまたは複数の接着剤層をさらに含み、ここにおいて、前記１つまたは複数の接着剤層の少なくとも一部が、前記縁領域において前記基板と接触している、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記ラミネートフィルムが、１５０℃で２時間後に重量損失によって約１％未満の脱ガスを有する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記縁領域にある前記接着剤層が、４０℃および９０％の湿度で１００ミクロン幅の密封を横切って約４０ｇ／ｍ2／日未満の水蒸気の透過率を有する、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記保護層が、約１ミクロンより大きい厚さを有する、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記ＭＥＭＳ構造の各々が、
前記基板の上の固定電極と、
前記静止電極の上の可動電極と、
前記静止電極と前記可動電極との間のギャップと、
を含む、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記ラミネートフィルムおよび前記基板が、カバープレートなしにＭＥＭＳデバイスパッケージを形成するためにＭＥＭＳ構造の前記アレイを密閉する、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置を製造する方法であって、前記方法は下記を備える、
基板を設けること、ここにおいて、前記基板が、デバイス領域と前記デバイス領域を囲む縁領域とを含む、と、
前記基板上の前記デバイス領域にＭＥＭＳ構造のアレイを設けることと、
ＭＥＭＳ構造の前記アレイの上に保護層を設けることと、
前記縁領域において密封を形成するために前記保護層の上におよび前記基板上にフィルムをラミネートすることと、
前記フィルムをラミネートするとき、前記デバイス領域において前記基板と前記フィルムとの間に空洞を形成すること、ここにおいて、前記フィルムが、
ＭＥＭＳ構造の前記アレイに背を向けた防湿層と、
ＭＥＭＳ構造の前記アレイの方に向いた乾燥剤層と、
を含む。
【請求項１６】
前記フィルムをラミネートすることが、前記保護層の直接上に前記フィルムをラミネートすることを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記フィルムをラミネートすることが、ホットロールラミネータを使用することを含み、前記ホットロールラミネータが、１つまたは複数の凹部を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィルムをラミネートすることが、ヒートプレスラミネータを使用することを含み、前記ヒートプレスラミネータが、１つまたは複数の凹部を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記乾燥剤層が、前記基板の前記縁領域まで前記デバイス領域に連続的に広がる、請求項１５から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記ＭＥＭＳ構造の各々の間のピッチが、約２０ミクロンから約８０ミクロンの間である、請求項１５から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記フィルムが、前記基板の前記縁領域においてより、前記デバイス領域においてより厚くなる、請求項１５から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記フィルムが、接着剤層をさらに含み、ここにおいて、前記接着剤層の少なくとも一部が、前記縁領域において前記基板と接触している、請求項１５から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置であって、前記装置は下記を備える、
デバイス領域と前記デバイス領域を囲む縁領域とを有する基板と、
前記基板上の前記デバイス領域にあるＭＥＭＳ構造のアレイと、
ＭＥＭＳ構造の前記アレイの上で前記ＭＥＭＳ構造を保護するための手段と、
前記保護手段の上の、前記縁領域において前記基板と接触しているラミネートによって密封するための手段、ここで、前記密封手段が、前記デバイス領域において前記密封手段と前記基板との間に空洞を形成し、ここにおいて、前記密封手段が、
ＭＥＭＳ構造の前記アレイに背を向けた、湿気の通過を制限するための手段と、
ＭＥＭＳ構造の前記アレイの方に向いた、湿気を除去するための手段と、
を含む。
【請求項２４】
前記密封手段が、前記密封手段と前記保護手段との間のエアギャップを画定する、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記密封手段が、前記保護手段の直接上にある、請求項２３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
[0001]本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年１２月１２日に出願された「ＭＥＭＳ  ＥＮＣＡＰＳＵＬＡＴＩＯＮ  ＢＹ  ＭＵＬＴＩＬＡＹＥＲ  ＦＩＬＭ  ＬＡＭＩＮＡＴＩＯＮ」と題する米国出願第１４／１０４，９１５号（代理人整理番号ＱＵＡＬＰ２１４／１３４０５７）の優先権を主張する。
【０００２】
[0002]本開示は、デバイスパッケージングに関し、より詳細には、マイクロ電気機械システムおよびデバイスのデバイスパッケージングに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]電気機械システム（ＥＭＳ：electromechanical system）は、電気的および機械的要素と、アクチュエータと、トランスデューサと、センサーと、ミラーおよび光学膜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：microelectromechanical system）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／もしくは堆積された材料層の部分をエッチング除去するかまたは層を追加する、他の微細加工プロセスを使用して、電気機械要素が作成され得る。
【０００４】
[0004]１つのタイプのＥＭＳデバイスは干渉変調器（ＩＭＯＤ：interferometric modulator）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ディスプレイ要素が導電性プレートのペアを含み得、導電性プレート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、適切な電気信号の印加時に相対運動が可能であり得る。たとえば、一方のプレートが、基板の上に堆積されたか、基板上に堆積されたか、または基板によって支持された固定層を含み得、他方のプレートが、エアギャップによって固定層から分離された反射膜を含み得る。別のプレートに対するあるプレートの位置は、ＩＭＯＤディスプレイ要素に入射する光の光学干渉を変化させることができる。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、既存の製品を改善し、新しい製品、特にディスプレイ能力をもつ製品を作成する際に使用されることが予期される。
【０００５】
[0005]ＥＭＳデバイスのパッケージングは、環境からデバイスの機能ユニットを保護することができ、システム構成要素の機械的サポートを行うことができ、電気相互接続のためのインターフェースを与えることができ、パッケージ内でのデバイス動作のために指定された環境を与えることができる。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]本開示のシステム、方法およびデバイスは、それぞれいくつかの発明の観点を有し、それらのうちの単一の観点が、本明細書で開示する望ましい属性を単独で担当するとは限らない。
【０００７】
[0007]本開示で説明する主題の１つの発明の観点は、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ：microelectromechanical systems）装置において実装され得る。本装置は、デバイス領域とデバイス領域を囲む縁領域とを有する基板と、基板上のデバイス領域にあるＭＥＭＳ構造のアレイと、ＭＥＭＳ構造のアレイの上の保護層と、保護層の上の、縁領域において密封を形成するために基板と接触しているラミネートフィルム（laminated film）とを含む。ラミネートフィルムは、デバイス領域において基板とラミネートフィルムとの間に空洞を形成する。ラミネートフィルムは、ＭＥＭＳ構造のアレイに背を向けた水分遮断層と、ＭＥＭＳ構造のアレイの方に向いた乾燥剤層とを含む。
【０００８】
[0008]いくつかの実装形態では、本装置は、エアギャップを含むことができ、ここで、ラミネートフィルムは、ラミネートフィルムと保護層との間のエアギャップを画定する。いくつかの実装形態では、ラミネートフィルムは、保護層の直接上にある。いくつかの実装形態では、乾燥剤層は、基板の縁領域までデバイス領域に連続的に広がる。いくつかの実装形態では、ラミネートフィルムは、基板のデバイス領域において約３０ミクロンより大きい厚さを有し、基板の縁領域において約３０ミクロンよりも薄い厚さを有する。いくつかの実装形態では、ラミネートフィルムおよび基板は、カバープレートのないＭＥＭＳデバイスパッケージを形成するようにＭＥＭＳ構造のアレイを密閉する。
【０００９】
[0009]本開示で説明する主題の別の発明の観点は、ＭＥＭＳ装置を製造する方法において実装され得る。本方法は、基板を与えること、ここで、基板は、デバイス領域とデバイス領域を囲む縁領域とを含む、と、基板上のデバイス領域にＭＥＭＳ構造のアレイを設けることと、ＭＥＭＳ構造のアレイの上に保護層を設けることと、縁領域において密封を形成するために保護層の上におよび基板上にフィルムをラミネートすること（laminating）と、フィルムをラミネートするとき、デバイス領域において基板とフィルムとの間に空洞を形成することと、を含む。フィルムは、ＭＥＭＳ構造のアレイに背を向けた水分遮断層と、ＭＥＭＳ構造のアレイの方に向いた乾燥剤層とを含む。
【００１０】
[0010]本開示で説明する主題の別の発明の観点は、ＭＥＭＳ装置において実装され得る。本装置は、デバイス領域とデバイス領域を囲む縁領域とを有する基板と、基板上のデバイス領域にあるＭＥＭＳ構造のアレイと、ＭＥＭＳ構造のアレイの上でＭＥＭＳ構造を保護するための手段と、保護手段の上の、縁領域において基板と接触しているラミネート（lamination）によって密封するための手段と、を含む。密封手段は、デバイス領域において密封手段と基板との間に空洞を形成する。密封手段は、ＭＥＭＳ構造のアレイに背を向けた、湿気の通過を制限するための手段と、ＭＥＭＳ構造のアレイの方に向いた、湿気を除去するための手段と、を含む。
【００１１】
[0011]いくつかの実装形態では、密封手段は、密封手段と保護手段との間のエアギャップを画定する。いくつかの実装形態では、密封手段は、保護手段の直接上にある。
【００１２】
[0012]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が、添付の図面および以下の説明に記載されている。本開示で提供する例は、主にＥＭＳおよびＭＥＭＳベースのディスプレイに関して説明されるが、本明細書で提供する概念は、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、他のタイプのディスプレイに適用され得る。他の特徴、観点、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。以下の図の相対的な寸法は縮尺通りに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】
【００１３】
【図１】[0013]干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスのディスプレイ要素のシリーズまたはアレイ中の２つの隣接するＩＭＯＤディスプレイ要素を示す等角図。
【図２】[0014]ＩＭＯＤディスプレイ要素の３要素×３要素アレイを含むＩＭＯＤベースの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。
【図３Ａ】[0015]電気機械システム（ＥＭＳ）要素のアレイと裏板とを含むＥＭＳパッケージの一部分の概略分解部分斜視図。
【図３Ｂ】電気機械システム（ＥＭＳ）要素のアレイと裏板とを含むＥＭＳパッケージの一部分の概略分解部分斜視図。
【図４】[0016]ＭＥＭＳ構造のアレイをもつＭＥＭＳ装置の断面概略図の一例を示す図。
【図５】[0017]基板上のＭＥＭＳ構造の断面概略図の一例を示す図。
【図６Ａ】[0018]ＭＥＭＳアレイ上の多層ラミネートフィルムの断面概略図の一例を示す図。
【図６Ｂ】[0019]図６Ａ中のＭＥＭＳアレイ上の多層ラミネートフィルムの平面図の一例を示す図。
【図７】[0020]ＭＥＭＳ装置を製造する方法の例示的な流れ図。
【図８】[0021]いくつかの実装形態による、ＭＥＭＳアレイの上にフィルムをラミネートするための製造機器の断面概略図の一例を示す図。
【図９Ａ】[0022]いくつかの実装形態による、ＭＥＭＳアレイの上にフィルムをラミネートするためのホットロールラミネータ（hot roll laminator）の断面概略図の一例を示す図。
【図９Ｂ】[0023]いくつかの実装形態による、ＭＥＭＳアレイの上にフィルムをラミネートするためのヒートプレスラミネータ（heat press laminator）の断面概略図の一例を示す図。
【図１０Ａ】[0024]複数のＩＭＯＤディスプレイ要素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。
【図１０Ｂ】複数のＩＭＯＤディスプレイ要素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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[0025]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。
【００１５】
[0026]以下の説明は、本開示の発明の観点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得ることを、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）、およびテキストであろうと、グラフィックであろうと、絵であろうと、画像を表示するように構成され得る任意のデバイス、装置、またはシステムにおいて実装され得る。より詳細には、説明する実施形態は、限定はしないが、携帯電話、マルチメディアインターネット対応セルラー電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、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、クロック、計算器、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子リーディングデバイス（たとえば、電子リーダー）、コンピュータモニタ、自動車ディスプレイ（オドメータおよびスピードメータディスプレイなどを含む）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（車両における後部ビューカメラのディスプレイなど）、電子写真、電子ビルボードまたは標示、プロジェクタ、アーキテクチャ構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダまたはプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、パーキングメータ、（マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）適用例を含む電気機械システム（ＥＭＳ）適用例、ならびに非ＥＭＳ適用例などにおける）パッケージング、審美構造物（１つの宝飾品または衣類上の画像のディスプレイなど）、ならびに様々なＥＭＳデバイスなど、様々な電子デバイス中に含まれるかまたはそれらに関連付けられ得ると考えられる。また、本明細書の教示は、限定はしないが、電子スイッチングデバイス、無線周波フィルタ、センサー、加速度計、ジャイロスコープ、動き感知デバイス、磁力計、コンシューマーエレクトロニクスのための慣性構成要素、コンシューマーエレクトロニクス製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動方式、製造プロセスおよび電子テスト機器など、非ディスプレイ適用例において使用され得る。したがって、本教示は、単に図に示す実装形態に限定されるものではなく、代わりに、当業者に容易に明らかになるであろう広い適用性を有する。
【００１６】
[0027]たとえば、本明細書で説明する開示する実装形態は、ＭＥＭＳデバイスパッケージ、およびラミネートフィルムを使用してそのようなパッケージを密閉することに関する。ＭＥＭＳ装置は、基板と、基板上のＭＥＭＳ構造のアレイと、ＭＥＭＳ構造のアレイの上の保護層と、保護層の上のラミネートフィルムとを含むことができる。基板は、デバイス領域とデバイス領域を囲む縁領域とを含むことができる。ラミネートフィルムは、基板の縁領域において密封を形成するために基板に接触することができ、ラミネートフィルムは、基板のデバイス領域において基板とラミネートフィルムとの間に空洞を形成することができる。いくつかの実装形態では、ラミネートフィルムは、ＭＥＭＳ構造のアレイに背を向けた水分遮断層と、ＭＥＭＳ構造のアレイの方に向いた乾燥剤層とを含む複数の層を有することができる。ラミネートフィルムは、カバープレートまたはバックプレートを使用せずに、および薄膜封止を使用せずにＭＥＭＳデバイスパッケージを形成するようにＭＥＭＳ装置を密閉することができる。
【００１７】
[0028]いくつかの実装形態では、ラミネートフィルムは、ラミネートフィルムと保護層との間にエアギャップを残すために保護層の上に配置され得るか、またはラミネートフィルムは、保護層の直接上に配置され得る。ラミネートフィルムが保護層の直接上に配置される場合、ラミネートフィルムは、保護層中の１つまたは複数の穴を塞ぐことができる。いくつかの実装形態では、防湿層および乾燥剤層に加えて、ラミネートフィルムはまた、基板の縁領域において基板と少なくとも一部分が接触しているＭＥＭＳ構造のアレイの方に向いた接着剤層を含むことができる。ラミネートフィルムの特性は、低脱ガス性と水蒸気の低透過率性とを有するように選定され得る。さらに、ラミネートフィルムの厚さは、基板の縁領域においてよりもデバイス領域においてより厚くなり得る。
【００１８】
[0029]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ように実装され得る。ラミネートフィルムを使用してＭＥＭＳ構造のアレイをパッケージングすることは、比較的軽い重量とスモールフォームファクタとを達成することができる。スモールフォームファクタは、ディスプレイおよびイメージングセンサーなどのインピクセルデバイス応用のために有利であり得る。スモールフォームファクタはまた、ピクセルと、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、蓄積キャパシタ、または抵抗などの電子的構成要素との間の相互接続のためのオンパネルまたはインチップ統合ソリューションのために有利であり得る。単一の基板にわたるラミネートでＭＥＭＳ構造のアレイをパッケージングすることは、高スループットをもたらし、コストがかかる材料および複雑な製作プロセスの使用を回避することができる。さらに、ラミネートフィルムは、デバイスパッケージ中により多くの使用可能な領域を設けるために、デバイスパッケージの縁領域において比較的狭い空間を占有し得る。ラミネートフィルムは、湿気を吸収する乾燥剤層を含む複数の層を有することができる。いくつかの実装形態では、これにより、乾燥剤をＭＥＭＳデバイスパッケージの縁領域に沿って、またはＭＥＭＳデバイスパッケージ中の他の場所に置かなければならないことが回避され得る。さらに、ラミネートフィルムは、汚染ガスから保護するための低脱ガス性と、湿気進入から保護するための水蒸気の低透過率性とを有することができる。
【００１９】
[0030]説明する実装形態が適用され得る好適なＥＭＳまたはＭＥＭＳデバイスまた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／または反射するために実装され得る干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイ要素を組み込むことができる。ＩＭＯＤディスプレイ要素は、部分光吸収体（absorber）と、吸収体に対して可動である反射体（reflector）と、吸収体と反射体との間に画定された光共振キャビティと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され得、このことは、光共振キャビティのサイズを変化させ、それによってＩＭＯＤの反射率（reflectance）に影響を及ぼすことができる。ＩＭＯＤディスプレイ要素の反射スペクトルは、異なる色を生成するために可視波長にわたってシフトされ得るかなり広いスペクトルバンドをもたらすことができる。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、吸収体に関して反射体の位置を変更することによる方法である。
【００２０】
[0031]図１は、干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスのディスプレイ要素のシリーズまたはアレイ中の２つの隣接するＩＭＯＤディスプレイ要素を示す等角図である。ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、１つまたは複数の干渉ＥＭＳディスプレイ要素、たとえば干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素を含む。これらのデバイスでは、干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素は、明状態または暗状態のいずれかに構成され得る。明（「緩和」、「開」または「オン」など）状態では、ディスプレイ要素は入射可視光の大部分を反射する。逆に、暗（「作動」、「閉」または「オフ」など）状態では、ディスプレイ要素は入射可視光をほとんど反射しない。ＭＥＭＳディスプレイ要素は、黒および白に加えて、主にカラーディスプレイを可能にする光の特定の波長で反射するように構成され得る。いくつかの実装形態では、複数のディスプレイ要素を使用することによって、原色の様々な強度およびグレーの様々な濃淡が達成され得る。
【００２１】
[0032]ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、行と列に構成され得るＩＭＯＤディスプレイ要素のアレイを含むことができる。アレイ中の各ディスプレイ要素は、（光ギャップ、キャビティまたは光共振キャビティとも呼ばれる）エアギャップを形成するように互いから可変で制御可能な距離をおいて配置された、可動反射層（すなわち、機械層とも呼ばれる可動層）と固定部分反射層（すなわち、固定層）など、少なくとも反射層と半反射層のペア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距離をおいて配置され得る。第２の位置、すなわち、作動位置では、可動反射層は、部分反射層により近接して配置され得る。２つの層から反映する入射光は、可動反射層の位置と入射光の波長と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、ディスプレイ要素ごとに全体的な反射または無反射状態のいずれかをもたらすことができる。いくつかの実装形態では、ディスプレイ要素は、作動していないときに反射状態にあり、可視スペクトル内の光を反射し得、また、作動しているときに暗状態にあり、可視範囲内の光を吸収し、および／または弱め合うようにそれに干渉し得る。ただし、いくつかの他の実装形態では、ＩＭＯＤディスプレイ要素は、作動していないときに暗状態にあり、作動しているときに反射状態にあり得る。いくつかの実装形態では、印加電圧の導入が、状態を変更するようにディスプレイ要素を駆動することができる。いくつかの他の実装形態では、印加電荷が、状態を変更するようにディスプレイ要素を駆動することができる。
【００２２】
[0033]図１中のアレイの図示の部分は、ＩＭＯＤディスプレイ要素１２の形態の２つの隣接する干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素を含む。（図示のような）右側のディスプレイ要素１２では、可動反射層１４は、光学スタック１６の近くの、それに隣接する、またはそれに接触する作動位置に示されている。右側のディスプレイ要素１２の両端間に印加された電圧Ｖbiasは、可動反射層１４を移動させ、またそれを作動位置に維持するのに十分である。（図示のような）左側のディスプレイ要素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（設計パラメータに基づいてあらかじめ決定され得る）ある距離をおいた緩和位置に示されている。左側のディスプレイ要素１２の両端間に印加された電圧Ｖ0は、右側のディスプレイ要素１２の作動位置などの作動位置への可動反射層１４の作動を引き起こすには不十分である。
【００２３】
[0034]図１では、ＩＭＯＤディスプレイ要素１２の反射特性が、概して、ＩＭＯＤディスプレイ要素１２に入射する光１３と、左側のディスプレイ要素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。ディスプレイ要素１２に入射する光１３の大部分は透明基板２０を透過し、光学スタック１６に向かい得る。光学スタック１６に入射する光の一部分は光学スタック１６の部分反射層を透過し得、一部分は反射され、透明基板２０を通って戻ることになる。光学スタック１６を透過した光１３の部分は、可動反射層１４から反射され、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（強め合うおよび／または弱め合う）干渉が、デバイスの閲覧側または基板側のディスプレイ要素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（ガラスプレートまたはパネルと呼ばれることがある）ガラス基板であり得る。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（数十ミリメートルなど）より厚いことも（０．３ミリメートル未満など）より薄いこともある。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、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いことがある。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、不透明基板が使用され得る。たとえば、固定反射層と、部分透過性で部分反射性である可動層とを含む逆方向（reverse）ＩＭＯＤベースのディスプレイは、図１のディスプレイ要素１２として基板の反対側から見られるように構成され得、不透明基板によってサポートされ得る。
【００２４】
[0035]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、部分反射層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、電気伝導性があり、部分的に透明で部分反射性であり、たとえば、透明基板２０上に上記の層のうちの１つまたは複数を堆積させることによって、作製され得る。電極層は、様々な金属、たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）など、様々な材料から形成され得る。部分反射層は、様々な金属（たとえば、クロムおよび／またはモリブデン）、半導体、および誘電体など、部分反射性である様々な材料から形成され得る。部分反射層は、材料の１つまたは複数の層から形成され得、それらの層の各々は、単一の材料または材料の組合せから形成され得る。いくつかの実装形態では、光学スタック１６のいくつかの部分は、部分光吸収体と電気導体の両方として働く、金属または半導体の単一の半透明の膜（thickness）を含むことができるが、一方で（たとえば、光学スタック１６の、またはディスプレイ要素の他の構造の）異なる、電気的により伝導性の高い層または部分が、ＩＭＯＤディスプレイ要素間で信号をバスで運ぶ（bus）ように働くことができる。光学スタック１６は、１つまたは複数の導電層または電気伝導性／部分吸収層をカバーする、１つまたは複数の絶縁層または誘電体層をも含むことができる。
【００２５】
[0036]いくつかの実装形態では、光学スタック１６の層の少なくともいくつかは、以下でさらに説明するように、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。当業者によって理解されるように、「パターニング」という用語は、本明細書では、マスキングプロセスならびにエッチングプロセスを指すために使用される。いくつかの実装形態では、アルミニウム（Ａｌ）などの高伝導性および反射性材料が可動反射層１４のために使用され得、これらのストリップはディスプレイデバイスにおける列電極を形成し得る。可動反射層１４は、図示されたポスト１８など、支持体の上に堆積された列と、ポスト１８間に位置する介在する犠牲材料とを形成するために、（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平行ストリップのシリーズとして形成され得る。犠牲材料がエッチング除去されると、画定されたギャップ１９または光キャビティが可動反射層１４と光学スタック１６との間に形成され得る。いくつかの実装形態では、ポスト１８間の間隔は約１〜１０００μｍであり得、一方でギャップ１９は約１０，０００オングストローム（Å）未満であり得る。
【００２６】
[0037]いくつかの実装形態では、各ＩＭＯＤディスプレイ要素は、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見なされ得る。電圧が印加されないとき、可動反射層１４は、図１中の左側のディスプレイ要素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要素における行電極と列電極との交差部に形成されたキャパシタは帯電し、静電力がそれらの電極を引き合わせる。印加された電圧がしきい値を超える場合、可動反射層１４は、変形し、光学スタック１６の近くにまたはそれに対して移動することができる。光学スタック１６内の誘電体層（図示せず）が、図１中の右側の作動ディスプレイ要素１２によって示されるように、短絡を防ぎ、層１４と層１６との間の分離距離を制御し得る。その挙動は、印加電位差の極性にかかわらず同じであり得る。いくつかの事例ではアレイ中のディスプレイ要素のシリーズが「行」または「列」と呼ばれることがあるが、ある方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは恣意的であることを、当業者は容易に理解されよう。言い換えれば、いくつかの配向では、行は列と見なされ得、列は行であると見なされ得る。いくつかの実装形態では、行は「コモン」ラインと呼ばれることがあり、列は「セグメント」ラインと呼ばれることがあり、その逆も同様である。さらに、ディスプレイ要素は、直交する行および列に一様に配置されるか（「アレイ」）、または、たとえば、互いに対して一定の位置オフセットを有する、非線形構成で配置され得る（「モザイク」）。「アレイ」および「モザイク」という用語は、いずれかの構成を指すことがある。したがって、ディスプレイは、「アレイ」または「モザイク」を含むものとして言及されるが、その要素自体は、いかなる事例においても、互いに直交して配置される必要がなく、または一様な分布で配置される必要がなく、非対称形状および不均等に分布された要素を有する配置を含み得る。
【００２７】
[0038]図２は、ＩＭＯＤディスプレイ要素の３要素×３要素アレイを含むＩＭＯＤベースの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、または任意の他のソフトウェアアプリケーションを含む、１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成され得る。
【００２８】
[0039]プロセッサ２１は、アレイドライバ２２と通信するように構成され得る。アレイドライバ２２は、たとえばディスプレイアレイまたはパネル３０に信号を与える行ドライバ回路２４と列ドライバ回路２６とを含むことができる。図２には、図１に示されたＩＭＯＤディスプレイデバイスの断面が線１−１によって示されている。図２は明快のためにＩＭＯＤディスプレイ要素の３×３アレイを示しているが、ディスプレイアレイ３０は、極めて多数のＩＭＯＤディスプレイ要素を含んでいることがあり、列におけるＩＭＯＤディスプレイ要素の数とは異なる数のＩＭＯＤディスプレイ要素を行において有し得、その逆も同様である。
【００２９】
[0040]図３Ａおよび図３Ｂは、ＥＭＳ要素のアレイ３６と裏板９２とを含むＥＭＳパッケージ９１の一部分の概略分解部分斜視図である。図３Ａは、裏板９２の特定の部分をより良く示すために裏板９２の２つの隅が切り取られて示されている一方、図３Ｂは、隅が切り取られずに示されている。ＥＭＳアレイ３６は、基板２０と、支持ポスト１８と、可動層１４とを含むことができる。いくつかの実装形態では、ＥＭＳアレイ３６は、透明基板上に１つまたは複数の光学スタック１６を有するＩＭＯＤディスプレイ要素のアレイを含むことができ、可動層１４は、可動反射層として実装され得る。
【００３０】
[0041]裏板９２は、基本的に平面とすることができ、または少なくとも１つの輪郭形成された（contoured）表面を有することができる（たとえば、裏板９２は、凹みおよび／または突出を伴って形成され得る）。裏板９２は、透明であるか不透明であるか、導電性であるか絶縁性であるかを問わず、任意の好適な材料で作られ得る。裏板９２に好適な材料としては、限定はしないが、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。
【００３１】
[0042]図３Ａおよび図３Ｂに示すように、裏板９２は、裏板９２に部分的にまたは全体的に埋め込まれ得る１つまたは複数の裏板構成要素９４ａおよび９４ｂを含み得る。図３Ａでわかるように、裏板構成要素９４ａは裏板９２に埋め込まれる。図３Ａおよび図３Ｂでわかるように、裏板構成要素９４ｂは、裏板９２の表面に形成された凹み９３内に配置される。いくつかの実装形態では、裏板構成要素９４ａおよび／または９４ｂは、裏板９２の表面から突出し得る。裏板構成要素９４ｂは、裏板９２の、基板２０に面した側に配置されるが、他の実装形態では、裏板構成要素は裏板９２の反対側に配置され得る。
【００３２】
[0043]裏板構成要素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、ダイオード、スイッチ、などの１つまたは複数の能動または受動電気構成要素、および／またはパッケージングされた集積回路（ＩＣ）、標準もしくはディスクリートＩＣ、を含むことができる。様々な実装形態で使用され得る裏板構成要素の他の例としては、アンテナ、バッテリー、電気センサー、タッチセンサー、光学センサーもしくは化学センサーなどのセンサーまたは薄膜堆積デバイス（thin-film deposited device）がある。
【００３３】
[0044]いくつかの実装形態では、裏板構成要素９４ａおよび／または９４ｂは、ＥＭＳアレイ３６の部分と電気通信し得る。トレース、バンプ、ポストまたはビアなどの導電性構造は、裏板９２または基板２０の一方または両方に形成されてよく、ＥＭＳアレイ３６と裏板構成要素９４ａおよび／または９４ｂとの間に電気接続を形成するために互いまたは他の導電性構成要素と接触し得る。たとえば、図３Ｂは、ＥＭＳアレイ３６内の可動層１４から上方に延びる電気接点９８と整合し得る、裏板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、裏板９２はまた、ＥＭＳアレイ３６の他の構成要素から裏板構成要素９４ａおよび／または９４ｂを電気絶縁する１つまたは複数の絶縁層を含むことができる。裏板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、裏板９２の内表面は蒸気バリア（図示せず）でコーティングされ得る。
【００３４】
[0045]裏板構成要素９４ａおよび／または９４ｂは、ＥＭＳパッケージ９１に入り得る湿気を吸収するように働く１つまたは複数の乾燥剤を含むことができる。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湿気吸収材料）が、たとえば、接着剤により裏板９２に装着された（またはその中に形成された凹み内の）シートとして、任意の他の裏板構成要素とは別個に提供され得る。代替的に、乾燥剤は裏板９２に統合され得る。いくつかの他の実装形態では、乾燥剤は、たとえば、スプレーコーティング、スクリーン印刷、または任意の他の好適な方法によって、他の裏板構成要素の上で直接的にまたは間接的に適用され得る。
【００３５】
[0046]いくつかの他の実装形態では、ＥＭＳアレイ３６および／または裏板９２は、裏板構成要素とディスプレイ要素との間の距離を維持し、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ための機械的なスタンドオフ（standoff）９７を含むことができる。図３Ａおよび図３Ｂに示す実装形態では、機械的なスタンドオフ９７は、ＥＭＳアレイ３６の支持ポスト１８と整合した裏板９２から突出したポストとして形成される。代替的にまたは追加として、レールまたはポストなどの機械的なスタンドオフは、ＥＭＳパッケージ９１の縁に沿って設けられ得る。
【００３６】
[0047]図３Ａおよび図３Ｂに示されていないが、ＥＭＳアレイ３６を部分的にまたは完全に取り囲むシールが設けられ得る。裏板９２および基板２０とともに、シールは、ＥＭＳアレイ３６を密閉する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であり得る。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などの気密シールであり得る。いくつかの他の実装形態では、シールは、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、はんだ、ポリマー、プラスチック、または他の材料を含み得る。いくつかの実装形態では、機械的なスタンドオフを形成するために強化されたシーリング材が使用され得る。
【００３７】
[0048]代替実装形態では、シールリングは、裏板９２または基板２０のいずれか一方または両方の延長部を含むことができる。たとえば、シールリングは、裏板９２の機械的延長部（図示せず）を含むことができる。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。
【００３８】
[0049]いくつかの実装形態では、ＥＭＳアレイ３６および裏板９２は、互いに取り付けられる前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、上述のように裏板９２の縁に取り付けられ、シールされ得る。代替的に、ＥＭＳアレイ３６および裏板９２は、ＥＭＳパッケージ９１として形成され、互いに接合され得る。いくつかの他の実装形態では、ＥＭＳパッケージ９１は、任意の他の好適な方法で、たとえば、堆積によってＥＭＳアレイ３６の上で裏板９２の構成要素を形成することによって、作製され得る。
【００３９】
[0050]ＭＥＭＳおよび他のＥＭＳ構造は、環境的影響力に耐え、湿気および他の環境要因の進入を制限するようにパッケージングされ得る。ＭＥＭＳ構造は、温度、圧力、湿度、汚染物質、振動、および衝撃を含む様々な環境要因に反応する要素を有し得る。たとえば、ＭＥＭＳデバイスへの湿気の侵入は、「張り付き（stiction）」をもたらし得、張り付きは、可動層がＭＥＭＳデバイス中の基板または固定層に張り付く傾向を指し得る。これは、ＭＥＭＳデバイスについての重要な信頼性問題になり得る。ＭＥＭＳデバイスは、気密シールの使用によって、または場合によっては水蒸気の透過率の低い材料を適用することによって湿気の侵入から保護され得る。以下の説明がＭＥＭＳデバイスをパッケージングすることに言及するが、様々な実装形態は、他のタイプのＥＭＳ構造をパッケージングすることを含み、パッケージは、他のタイプのＥＭＳ構造を含む。
【００４０】
[0051]いくつかのＭＥＭＳデバイスは、基板とカバープレートまたはバックプレートとの間にシーラントを適用することによって、デバイスパッケージ中に密封され得る。ただし、シーラントおよびカバープレートの使用は、比較的厚く重いデバイスパッケージをもたらし得る。デバイスパッケージの縁に沿ったシーラントは望ましくない厚い縁をもたらし得る。さらに、そのような方法で製造されたデバイスパッケージは、低いスループットを有すること、比較的高価な材料を使用すること、機械的強度が不十分になること、高すぎる脱ガス性を有すること、および／または湿気進入に透過的になりすぎることがある。
【００４１】
[0052]いくつかのＭＥＭＳデバイスは、密封薄膜封止を適用することによってデバイスパッケージ中に密封され得る。ただし、そのような方法で製造されたデバイスパッケージは、低いスループットを有し得、物理蒸着（ＰＶＤ：physical vapor deposition）、化学蒸着（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）、スピンコーティング、および／または硬化プロセスなど、比較的コストがかかるプロセスによって製造される。
【００４２】
[0053]ＭＥＭＳデバイスまたはＭＥＭＳ構造は、装置またはデバイスパッケージではアレイとして構成され得る。装置は、複数のＭＥＭＳ構造のアレイを含むことができる。たとえば、ディスプレイは、ＩＭＯＤを含む、ＭＥＭＳ構造などのいくつかのピクセルデバイスを含むピクセルアレイを含むことができる。マトリックス化されたアクティブスイッチおよびドライバ、ならびに蓄積／検知キャパシタおよび抵抗器などの受動デバイスなどの他の構成要素が含まれ得る。
【００４３】
[0054]装置は、比較的高いスループット、低コスト、軽量性、狭額縁、および薄型のフォームファクタを達成しながら、環境要因および外力から保護するデバイスパッケージ中に密封され得るＭＥＭＳ構造のアレイを含むことができる。さらに、デバイスパッケージは、カバープレートまたはバックプレートを使用せずに、および薄膜封止を使用せずに密封され得る。
【００４４】
[0055]図４に、ＭＥＭＳ構造のアレイをもつＭＥＭＳ装置の断面概略図の一例を示す。ＭＥＭＳ装置４００は、基板４１０と、基板４１０上のＭＥＭＳ構造４２０のアレイと、ＭＥＭＳ構造４２０のアレイの上のラミネートフィルム４３０とを含むことができる。ラミネートフィルム４３０は、ＭＥＭＳ構造４２０のアレイを密閉するために、基板４１０とラミネートフィルム４３０との間に密封を形成することができる。
【００４５】
[0056]いくつかの実装形態では、基板４１０は、透明材料と不透明材料とを含む、任意の数の異なる基板材料で作られ得る。たとえば、基板４１０は、ガラス、プラスチック、または他の透明材料で作られた透明基板であり得る。（ガラスプレートまたはパネルと呼ばれることがある）ガラス基板は、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、フォトガラス、石英、パイレックス、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。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、非ガラス基板が使用され得る。いくつかの実装形態では、基板４１０は、約１０ミクロンから約１１００ミクロンの間の厚さを有し得る。基板４１０の厚さは実装形態により異なり得る。
【００４６】
[0057]複数のＭＥＭＳ構造４２０が基板４１０上でアレイに構成され得る。ＭＥＭＳ構造４２０の各々は、環境要因および外力の影響を受けやすいことがある電気部分、光学部分、および機械的稼働部分を含むことができる。保護層４２２は、ＭＥＭＳ構造４２０の上にアレイで配置され得る。いくつかの実装形態では、保護層４２２は、約１〜３ミクロンよりも厚いなど、比較的厚くなり得、誘電材料を含むことができる。より厚い保護層も可能である。いくつかの実装形態では、保護層４２２は、第１の誘電体層（たとえば、０．５〜２．０ミクロンの厚さ）と、第１の誘電体の上の金属膜（たとえば、０．５ミクロンの厚さ）と、金属膜の上の第２の誘電体層（たとえば、０．５〜２．０ミクロンの厚さ）とを含み得る層のスタックである。保護層４２２は、１つまたは複数の穴４２４を含むことができる。１つまたは複数の穴４２４は、エッチャントが通り抜けるための通路を与え、１つまたは複数の犠牲層をエッチングすることを可能にするリリース穴であり得る。１つまたは複数の穴４２４は、その後塞がれるか、または密封され得る。いくつかの実装形態では、保護層４２２は、さらに、１つまたは複数の穴４２４を塞ぐための随意のキャップ４２６を含む。たとえば、キャップ４２６は、穴４２４の周りのはんだリングを画定し、はんだをリフローして、穴４２４をつぶして塞ぐことによって作られ得る。いくつかの実装形態では、穴は、ラミネートフィルム４３０を使用して「塞がれる」かまたは「密封される」。ＭＥＭＳ構造４２０および保護層４２２の例について、図５に関して以下でより詳細に説明する。
【００４７】
[0058]ラミネートフィルム４３０は、保護層４２２の上に、したがって、ＭＥＭＳ構造４２０のアレイの上に配置され得る。いくつかの実装形態では、ラミネートフィルム４３０は、保護層４２２の直接上にラミネートされ、１つまたは複数の穴４２４を覆い得る。いくつかの実装形態では、ラミネートフィルム４３０は、ラミネートフィルム４３０と保護層４２２との間にエアギャップ４３２を画定し、それによって、「エアバブル」を作成するためにラミネートされ得る。図４中の例に示したように、ラミネートフィルム４３０は、ラミネートフィルム４３０と保護層４２２との間にエアギャップ４３２を確定するためにキャップ４２６の上にラミネートされ得る。キャップ４２６がないいくつかの実装形態では、ラミネートフィルム４３０は、保護層４２２と直接接触し、保護層４２２中の穴４２４を密封する。エアバブルを用いる実装形態では、穴４２４は、塞がれずに残され得る。
【００４８】
[0059]基板４１０は、デバイス領域４１０ａとデバイス領域４１０ａを囲む縁領域４１０ｂとを含み得る。ＭＥＭＳ構造４２０のアレイは、デバイス領域４１０ａ中に配置され得る。基板４１０と接触しているラミネートフィルム４３０は、基板４１０の縁領域４１０ｂ中で密封を形成することができる。ラミネートフィルム４３０は、ＭＥＭＳデバイスパッケージを形成するために、ＭＥＭＳ構造４２０のアレイを密閉する。いくつかの実装形態では、ラミネートフィルム４３０は、ディスプレイデバイスにバックカバーを与え、基板４１０は、ディスプレイデバイスにフロントカバーを与える。
【００４９】
[0060]いくつかの実装形態では、指タッチなどの外力が、ラミネートフィルム４３０に圧力を加えることができる。外力は、基板４１０を含むＭＥＭＳ装置４００の任意の部分に加えられ得る。基板４１０に加えられた外力は、ＭＥＭＳ構造４２０の上の保護層４２２をラミネートフィルム４３０に対して押し付け得る。いくつかの実装形態では、外力は、ラミネートフィルム４３０を圧縮するために、ラミネートフィルム４３０に対して直接加えられ得る。ラミネートフィルム４３０は、外力に抵抗することが可能であり得るが、外力があるしきい値を越えて増加する場合、ラミネートフィルム４３０は、外力に耐えることができず、ＭＥＭＳ構造４２０のアレイを十分に保護することができないことがある。ラミネートフィルム４３０の圧縮は、ＭＥＭＳ構造４２０のいずれかの１つまたは複数の部分に損傷を生じ得る。しかしながら、ＭＥＭＳ装置４００中のいくつかの設計変数は、ＭＥＭＳ構造４２０のアレイの密度、保護層４２２の厚さおよび／またはキャップ４２６の厚さを構成することなど、ＭＥＭＳ構造４２０のアレイをさらに保護するように構成され得る。
【００５０】
[0061]外力に抵抗するＭＥＭＳ装置４００の能力は、ＭＥＭＳ構造４２０のアレイの密度に依存することができる。ＭＥＭＳ構造４２０のアレイの密度が高くなればなるほど、外力がＭＥＭＳ構造４２０のアレイにわたってより多く分散され得、ＭＥＭＳ構造４２０のアレイは、より多くの外力に耐えることができる。ＭＥＭＳ構造４２０のアレイの密度は、ＭＥＭＳ構造４２０のアレイのピッチを調整することによってチューニングされ得る。いくつかの実装形態では、ＭＥＭＳ構造４２０の各々の間のピッチは、約２０ミクロンから約８０ミクロンの間であり得る。ピッチは、ＭＥＭＳ構造の各々の間の中心間距離を指すことができる。したがって、ＭＥＭＳ構造４２０の各々の間のピッチを小さくすると、ＭＥＭＳ装置４００の外圧に対する抵抗を改善することができる。
【００５１】
[0062]ＭＥＭＳ装置４００の外力に対する抵抗は、保護層４２２の厚さを調整することによってさらに増加され得る。いくつかの実装形態では、保護層４２２の厚さは約３ミクロンよりも厚くなり得る。
【００５２】
[0063]図５に、基板上のＭＥＭＳ構造の断面概略図の一例を示す。ＭＥＭＳ構造５００は、基板５１０の上の固定電極５２０と固定電極５２０の上の可動電極５４０とを含むことができ、ここで、固定電極５２０および可動電極５４０は、それらの間にギャップ５５０を画定する。ヒンジまたはテザー（tether）５３０は、可動電極５４０をサポートするために可動電極５４０と基板５１０との間に配置され得る。いくつかの実装形態では、ＭＥＭＳ構造５００は、アナログまたは多状態ＩＭＯＤなどのＩＭＯＤであり得る。
【００５３】
[0064]保護層５６０は、ＭＥＭＳ構造５００の上に配置され得、ここで、保護層５６０は、穴５７０を有し得る。穴５７０は、犠牲材料を除去するためにエッチャントに通路を与えるリリース穴であり得る。犠牲材料の除去は、ギャップ５５０の形成を生じる。保護層５６０は、テザー５３０の一部分の上に形成され、可動電極５４０の上に広がり得る。
【００５４】
[0065]いくつかの実装形態では、ギャップ５５０は、さらに、可動電極５４０と保護層５６０との間の空間５５５を含み得る。可動電極５４０は、ギャップ５５０を横切って固定電極５２０に向けて移動するように構成され得る。いくつかの実装形態では、可動電極５４０はまた、空間５５５を横切って保護層５６０に向けて移動するように構成され得る。可動電極５４０は、静電引力によって保護層５６０または固定電極５２０に向けて作動し得る。
【００５５】
[0066]いくつかの実装形態では、固定電極５２０は、光学スタックの一部であり得、ここで、光スタックは、導電性であるか、または導電層を含み得る。光スタックはまた、可視光の少なくとも部分的な吸収であるか、または光吸収材料を含むことができる。いくつかの実装形態では、固定電極５２０は、同じく導電性である光吸収材料を含むことができる。吸収材料は、約２０Åから約１００Åの間の厚さを有することができ、モリブデンクロム（ＭｏＣｒ）などの導電性材料で作られ得る。
【００５６】
[0067]可動電極５４０は、導電性であるか、または導電層を含み得る。いくつかの実装形態では、可動電極は、反射層など、１つまたは複数の層を含み得る。反射層自体は、誘電体副層および金属副層など、１つまたは複数の副層を含むことができる。誘電体副層は、可動電極５４０に構造剛性を与えることができ、亜酸化窒素、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、および窒化ケイ素などの誘電材料で作られ得る。金属副層は、アルミニウム、銅、アルミニウム銅合金、または他の導電性材料で作られ、約１００Åから約５００Åの間の厚さを有することができる。いくつかの実装形態では、反射層は、固定電極５２０中の光吸収材料で光を干渉的に変調するためのミラーを与えることができる。
【００５７】
[0068]ヒンジまたはテザー５３０は、可動電極５４０が固定電極５２０または保護層５６０に向けて作動することを可能にするために曲がるか、または場合によっては変形することが可能であり得る。可動電極５４０は、作動中に固定電極５２０または保護層５６０に実質的に平行のままであり得る。テザー５３０は、可動電極５４０の周りに対称的に配置され得る。いくつかの実装形態では、テザー５３０は、アルミニウムおよびチタン、またはシリコン、酸化物、窒化物、およびオキシナイトライドなどの他の材料などの金属で作られ得る。
【００５８】
[0069]可動電極５４０と固定電極５２０との間のギャップ距離は、ＭＥＭＳ構造５００の反射特性に影響を及ぼし得る。いくつかの実装形態では、可動電極５４０は、ギャップ５５０を横切って３つ以上の位置に移動することができる。可動電極５４０の位置に応じて、光の異なる波長が基板５１０を通して反射して戻され得、これは、異なる色の見た目を与えることができる。たとえば、可動電極５４０は、赤緑青の色スペクトル内の色を反射するように構成され得る。電圧が保護層５６０中の電極または固定電極５２０中の電極のいずれかに印加されるとき、可動電極５４０は、保護層５６０または固定電極５２０のいずれかに向けて異なる位置に移動し得る。いくつかの実装形態では、ＭＥＭＳ構造５００は、３端末デバイスであり得、これは、ＭＥＭＳ構造５００が、固定電極５２０、可動電極５４０、および保護層５６０の各々の中に電極を備え得ることを意味する。
【００５９】
[0070]保護層５６０は、ＭＥＭＳ構造５００に構造剛性保護を与えることができ、１つまたは複数の誘電材料を含むことができる。たとえば、保護層５６０は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、または他の好適な誘電材料を含むことができる。保護層５６０は、導電層を含む１つまたは複数の層を含むことができる。導電層は、アルミニウム銅などの金属を含むことができる。いくつかの実装形態では、保護層５６０は、約１ミクロンよりも厚い、約３ミクロンよりも厚い、約１ミクロンから約３ミクロンの間、または約３ミクロンから約１０ミクロンの間など、比較的厚くなり得る。
【００６０】
[0071]図６Ａに、ＭＥＭＳアレイ上の多層ラミネートフィルムの断面概略図の一例を示す。ラミネートフィルム６００は、防湿層６５０および乾燥剤層６４０を含む複数の層を含むことができる。防湿層６５０は、基板６１０上のアレイＭＥＭＳ構造６２０に背を向けていることがあり、したがって、防湿層６５０は、周囲環境に露出され得る。乾燥剤層６４０は、基板６１０上のＭＥＭＳ構造６２０のアレイの方に向いていることがある。いくつかの実装形態では、ラミネートフィルム６００は、さらに、１つまたは複数の接着剤層６３０ａおよび／または６３０ｂを含む。第１の接着剤層６３０ａは、基板６１０と乾燥剤層６４０との間にあり得、第２の接着剤層６３０ｂは、乾燥剤層６４０と防湿層６５０との間にあり得る。したがって、乾燥剤層６４０は、２つの接着剤層６３０ａおよび６３０ｂの間にはさまれ得る。第１の接着剤層６３０ａの部分は、基板６１０と接触していることがある。
【００６１】
[0072]いくつかの実装形態では、防湿層６５０は、金属または金属箔などの無機材料を含むことができる。たとえば、防湿層６５０は、アルミニウムで作られ得る。金属は、概して、水を通さないので、防湿層６５０は、外部周囲環境に面して位置し得る。いくつかの実装形態では、防湿層６５０は、約１ミクロンから約３０ミクロンの間など、または約１０ミクロンから約３０ミクロンの間など、約１ミクロンよりも厚くなり得る。
【００６２】
[0073]いくつかの実装形態では、乾燥剤層６４０は、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、シリカゲル、モンモリロナイト粘土、分子篩、ゼオライト、または硫酸カルシウムを含む任意の好適な乾燥剤材料で作られ得る。いくつかの実装形態では、乾燥剤層６４０は、デバイス領域６１０ａの上に配置され、基板６１０の縁領域６１０ｂまでデバイス領域６１０ａに連続的に広がり得る。乾燥剤層６４０は、縁領域６１０ｂを覆わず、ここで、密封は、基板６１０を用いて形成される。したがって、ラミネートフィルム６００は、基板６１０の縁領域６１０ｂにおいて乾燥剤または乾燥剤層を含まない。乾燥剤層６４０は、湿気および汚染物質ガスを吸収して、ＭＥＭＳ構造６２０のアレイへのそのような物質の進入を低減し得る。図６Ａ中の例に示すように、縁領域６１０ｂからデバイス領域６１０ａに向けて防湿層６５０と基板６１０との間に入るあらゆる湿気および汚染物質ガスは、乾燥剤層６４０によって吸収され得る。したがって、湿気および汚染物質ガスは、第１の接着剤層６３０ａとＭＥＭＳ構造６２０のアレイとの間のインターフェースにおいて乾燥剤層６４０によって吸収され得る。
【００６３】
[0074]いくつかの実装形態では、１つまたは複数の接着剤層６３０ａおよび／または６３０ｂが、それの機械的強度、熱に対する抵抗力、湿気に対する抵抗力、および脱ガスへの抵抗力のために選択され得る。いくつかの実装形態では、１つまたは複数の接着剤層６３０ａおよび／または６３０ｂは、ガラス上に付着するそれの能力のために選択され得る。１つまたは複数の接着剤層６３０ａおよび／または６３０ｂはまた、乾燥剤層６４０を含んでいるそれの能力のために選択され得る。比較的低い水蒸気に対する透過性をもち、低い脱ガス性をもつ１つまたは複数の接着剤層６３０ａおよび／または６３０ｂも選択され得る。たとえば、１つまたは複数の接着剤層６３０ａおよび／または６３０ｂは、Ｔｙｖｅｋ（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）またはポリエチレンを含むことができる。他の接着剤は、１液型または２液型エポキシ、ポリウレタン、ホットメルト接着剤（ＨＭＡ：hot-melt adhesive）、および１液型または２液型アクリレートを含むことができる。いくつかの実装形態では、接着剤層６３０ａおよび６３０ｂのいずれかの厚さは、約２０ミクロン未満など、または約１０ミクロン未満など、約５０ミクロン未満になり得る。
【００６４】
[0075]第１の接着剤層６３０ａは、基板６１０のデバイス領域６１０ａと縁領域６１０ｂとの上に配置され得る。第１の接着剤層６３０ａは、デバイス領域６１０ａ中のＭＥＭＳ構造６２０のアレイを覆い、縁領域６１０ｂ中で基板６１０と接触していることがある。第１の接着剤層６３０ａの一部は、基板６１０の縁領域６１０ｂに沿って密封または密封リングを形成し得る。第２の接着剤層６３０ｂは、デバイス領域６１０ａ中で防湿層６５０と乾燥剤層６４０との間に配置され得る。
【００６５】
[0076]図６Ｂに、図６Ａ中のＭＥＭＳアレイ上の多層ラミネートフィルムの平面図の一例を示す。図６Ｂでは、乾燥剤層６４０および第２の接着剤層６３０ｂは、基板６１０のデバイス領域６１０ａの上にあり、防湿層６５０および第１の接着剤層６３０ａは、基板６１０のデバイス領域６１０ａおよび縁領域６１０ｂの上にある。乾燥剤層６４０は、縁領域６１０ｂを覆わず、ここで、密封が形成される。防湿層６５０および第１の接着剤層６３０ａは、ＭＥＭＳ構造６２０のアレイを密閉するために、基板６１０のデバイス領域６１０ａの周りに外周または密封リングを形成することができる。縁領域６１０ｂにおいて基板６１０と接触している防湿層６５０と第１の接着剤層６３０ａとは、約２ｍｍ未満の比較的狭い縁を形成することができる。
【００６６】
[0077]いくつかの実装形態では、複数の層を用いるラミネートフィルム６００は、接着剤層しか用いないシーラント構造または接着剤層と水分遮断層との組合せを用いるシーラント構造よりも、湿気進入および脱ガスに対して増加した保護をもつシーラント構造を与えることができる。いくつかの実装形態では、ラミネートフィルム６００は、１５０℃で２時間後に重量損失によって約１％未満の脱ガスを有し得る。いくつかの実装形態では、ラミネートフィルム６００は、４０℃および９０％の湿度で１００ミクロン幅の膜を横切って約１０-5ｇ／ｍ2／日未満の水蒸気の透過率を有し得る。いくつかの実装形態では、縁領域にある接着剤層６３０ａおよび６３０ｂは、４０℃および９０％の湿度で１００ミクロン幅の膜（図６Ａ中の縁領域６１０ｂにおける膜を参照）を横切って約４０ｇ／ｍ2／日未満の水蒸気の透過率を有し得る。いくつかの実装形態では、縁領域にある接着剤層６３０ａおよび６３０ｂは、４０℃および９０％の湿度で１００ミクロン幅の膜（図６Ａ中の縁領域６１０ｂにおける膜を参照）を横切って約１０ｇ／ｍ2／日未満の水蒸気の透過率を有し得る。
【００６７】
[0078]防湿層６５０と第１の接着剤層６３０ａとの間の乾燥剤層６４０を含む多層膜構造の使用は、湿気進入および脱ガスに対してそのような増加した保護を与えることができる。防湿層と接着剤層との間に乾燥剤層を有する多層膜構造の一例は、日本、東京にある共同印刷株式会社からのＭｏｉｓｔＣａｔｃｈ（商標）に発見され得る。
【００６８】
[0079]ラミネートフィルム６００は、ラミネートフィルム６００の厚さが縁領域６１０ｂ中でよりもデバイス領域６１０ａ中でより厚くなるように、ＭＥＭＳ構造６２０のアレイおよび基板６１０の上に配置され得る。たとえば、ラミネートフィルム６００は、デバイス領域６１０ａの上に乾燥剤層６４０を含むことができるが、縁領域６１０ｂ中に乾燥剤層６４０を含まず、その結果、ラミネートフィルム６００の厚さは、デバイス領域６１０ａの上よりも縁において薄くなる。言い換えれば、デバイス領域６１０ａにおける厚さと縁領域６１０ｂにおける厚さの比率は１：１よりも大きくなる。いくつかの実装形態では、縁領域６１０ｂにおけるラミネートフィルム６００の厚さは、約５０ミクロン未満など、約３０ミクロン未満など、または約５ミクロンから約３０ミクロンの間など、約１００ミクロン未満になり得る。いくつかの実装形態では、デバイス領域６１０ａにおけるラミネートフィルム６００の厚さは、約５０ミクロンよりも厚いなど、約３０ミクロンよりも厚いなど、または約３０ミクロンから約１００ミクロンの間など、約１００ミクロンよりも厚くなり得る。たとえば、ラミネートフィルム６００は、約１０ミクロンから約５０ミクロンの間または約３０ミクロン〜約５０ミクロンの厚さを有する防湿層６５０と、約３０ミクロンから約１００ミクロンの間の厚さを有する乾燥剤層６４０と、各々が約１０ミクロンから約３０ミクロンの間の厚さを有する１つまたは複数の接着剤層６３０とを有することができる。
【００６９】
[0080]いくつかの実装形態では、ラミネートフィルム６００は、縁領域６１０ｂに広がるラミネートフィルム６００の幅を指すことができる密封幅を画定することができる。ラミネートフィルム６００は、比較的狭い密封幅を与えることができる。比較的狭い密封幅により、ディスプレイデバイスの表示領域において使用可能な／閲覧可能な領域を増加することを可能にできる。たとえば、密封幅は、約１ｍｍ未満、または０．５ｍｍから約３ｍｍの間になり得る。いくつかの実装形態では、密封幅は、約３ｍｍよりも広くなり得る。
【００７０】
[0081]図７に、ＭＥＭＳ装置を製造する方法の例示的な流れ図を示す。図７に示されていない追加の段階も存在し得ることを、当業者ならば容易に理解されよう。たとえば、犠牲層、ブラックマスク層、バス層など、下または上にある層を堆積する追加のプロセスが存在し得ることを容易に理解されよう。いくつかの実装形態は、異なる順序でおよび／または図７に示したステップとは異なるか、それより少ないか、またはそれに追加のステップとともにステップを実行し得る。図７について、図８および図９を参照して説明し得る。
【００７１】
[0082]プロセス７００のブロック７１０において、基板が与えられ、ここで、基板は、デバイス領域と、デバイス領域を囲む縁領域とを含む。基板は、ガラスなどの透明材料を含む、任意の数の異なる基板材料で作られ得る。いくつかの実装形態では、基板は、その上に形成される集積回路、能動デバイス、または受動デバイスを含み得る。
【００７２】
[0083]プロセス７００のブロック７２０において、ＭＥＭＳ構造のアレイが、基板上のデバイス領域に設けられる。ＭＥＭＳ構造の各々は、いくつかの光学構成要素、機械構成要素、および電気構成要素を含むことができる。いくつかの実装形態では、ＭＥＭＳ構造の各々は、ＩＭＯＤなどの反射型ディスプレイ要素のためのものであり得る。ＩＭＯＤは、アナログまたは多状態ＩＭＯＤであり得る。
【００７３】
[0084]ＭＥＭＳ構造を形成することは、一連の堆積ステップ、パターニングステップ、エッチングステップ、および／または平坦化ステップを含むことができる。いくつかの実装形態では、堆積ステップは、ＰＶＤ、ＣＶＤ、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ：plasma enhanced chemical vapor deposition）、原子層蒸着（ＡＬＤ：atomic layer deposition）、電気めっき、およびスピンコーティングなど、任意の好適な堆積技法を使用して実行され得る。フォトリソグラフィなどのパターニング技法は、マスク上のパターンを材料の層に転送するために使用され得る。エッチングプロセスは、不要な材料を除去するために、パターニングの後に実行され得る。
【００７４】
[0085]いくつかの実装形態では、ＭＥＭＳ構造を形成することは、固定電極を堆積することを含み、ここで、固定電極は、光吸収材料を含むことができる。固定電極は、いくつかの実装形態に従って光スタックの一部であり得る。ＭＥＭＳ構造を形成することは、さらに、固定電極の上に犠牲層を堆積することを含むことができる。犠牲層は、限定はしないが、モリブデンまたはアモルファスシリコンなどのエッチング可能材料を含むことができる。堆積される犠牲層の厚さは、ＭＥＭＳ構造をリリースするときに形成されるギャップの所望のサイズに対応することができる。１つまたは複数のテザーまたはヒンジは、固定電極および犠牲層の上に堆積およびパターニングされ得る。テザーは、１つまたは複数の酸化物から形成され得、固定電極と可動電極との間に分離を与え得る。可動電極は、テザーの上におよび犠牲層の上に堆積およびパターニングされ得る。可動電極は、アルミニウム合金などの反射性材料で作られ反射層を含む１つまたは複数の層を含み得る。いくつかの実装形態では、ＭＥＭＳ構造の上に保護層を設ける前に、別の犠牲層が、可動電極の上に堆積およびパターニングされ得る。ＭＥＭＳ構造は、犠牲層の除去まで固定が解除されない。
【００７５】
[0086]プロセス７００のブロック７３０において、ＭＥＭＳ構造のアレイの上の保護層が設けられる。いくつかの実装形態では、保護層は、保護層を通って延びた１つまたは複数の穴を含む。保護層を形成するために、１つまたは複数の層が、テザーの上、ならびに犠牲層または可動電極の上に堆積およびパターニングされ得る。１つまたは複数の層は、誘電体層および／または導電層を含むことができる。保護層は、保護層を通って延びた１つまたは複数のリリース穴を設けるようにパターニングされ得る。保護層は、製造プロセスが完了した後に可動電極が移動することができる保護空洞を設けるために柱と天井とを含むことができる。いくつかの実装形態では、保護層は、約１〜３ミクロンよりも厚い厚さを有するなど、比較的厚くなり得る。より厚い保護層も可能である。いくつかの実装形態では、保護層は、約０．５〜約２．０ミクロンの厚さの誘電体層、第１の誘電体層の上の約０．５ミクロンの厚さの金属膜、および金属膜の上の約０．５〜約２．０ミクロンの厚さの第２の誘電体層などの層のスタックであり得る。
【００７６】
[0087]いくつかの実装形態では、犠牲層がエッチングによって除去され得る。たとえば、フッ化キセノン（ＸｅＦ2）などのフッ素ベースのエッチャントが、ＭＥＭＳ構造中の犠牲層を除去するために保護層のリリース穴を通して導入され得る。犠牲層をエッチングすると、ＭＥＭＳ構造がリリースされ、可動電極と固定電極との間にギャップが形成され得る。いくつかの実装形態では、可動電極と保護層との間に別のギャップが形成され得る。
【００７７】
[0088]いくつかの実装形態では、キャップが保護層の上に堆積およびパターニングされ得る。キャップは、保護層中のリリース穴を塞ぎ得る。いくつかの実装形態では、キャップは、保護層に構造剛性を増すための追加の厚さを与え得る。キャップは、誘電材料で作られ得る。
【００７８】
[0089]ブロック７４０において、縁領域において密封を形成するために保護層の上におよび基板上にフィルムがラミネートされる。いくつかの実装形態では、フィルムをラミネートすることは、保護層の直接上にフィルムをラミネートすることを含むことができる。ラミネートは、キャップと接触していることがあり、ここで、キャップがリリース穴を塞ぐ働きをするか、またはラミネートがリリース穴自体を塞ぐことができる。いくつかの実装形態では、フィルムをラミネートすることは、フィルムと保護層との間にエアギャップまたはエアバブルを形成するために保護層の上にフィルムをラミネートすることを含むことができる。
【００７９】
[0090]図８に、いくつかの実装形態による、ＭＥＭＳアレイの上にフィルムをラミネートするための製造機器の断面概略図の一例を示す。いくつかの実装形態では、フィルム８３０は、ホットロールラミネータ８００を使用してラミネートされ得る。ホットロールラミネータ８００は、第１および第２のローラー８４０ａおよび８４０ｂを含むことができる。いくつかの実装形態では、第１および第２のローラー８４０ａおよび８４０ｂは、ゴムで作られ得る。シリコンなどの他の材料が使用され得る。動作中、第１および第２のローラー８４０ａおよび８４０ｂは、加熱され、回転される。第１および第２のローラー８４０ａおよび８４０ｂは、基板８１０を引き出すために、矢印によって示されるように反対方向に回転する。基板８１０は、その上に形成されるＭＥＭＳ構造８２０のアレイを含むことができる。
【００８０】
[0091]基板８１０が第１および第２のローラー８４０ａおよび８４０ｂを通して引かれる際に、フィルム８３０は、加熱され、ＭＥＭＳ構造８２０のアレイの表面上に圧縮される。第１および第２のローラー８４０ａおよび８４０ｂによって加えられる圧力は、ＭＥＭＳ構造８２０を破砕または損傷することなしにＭＥＭＳ構造８２０のアレイのシーリングを容易にするように構成され得る。第１および第２のローラー８４０ａおよび８４０ｂの速度は、ＭＥＭＳ構造８２０のアレイを密封するためのフィルム８３０の完全なラミネートを保証するように調整され得る。図８に示すラミネートプロセスは、スループットを増加させ、コストを低減するために連続処理を行うように構成され得る。
【００８１】
[0092]しかしながら、いくつかの事例では、ラミネートのための機器は、１つまたは複数のＭＥＭＳ構造を損傷しうる方法で１つまたは複数のＭＥＭＳ構造に圧力を加えることができる。たとえば、図８では、基板８１０が第１および第２のローラー８４０ａおよび８４０ｂを通して引かれる際に、ＭＥＭＳ構造８２０のうちのいくつかが破砕されるか、あるいは損傷し得る。第１および第２のローラー８４０ａおよび８４０ｂは、基板８１０に加えられる圧力を一貫して制御することができないことがある。
【００８２】
[0093]ＭＥＭＳ構造８２０に加えられた圧力を分散させ、ＭＥＭＳ構造８２０への損傷の可能性を低減するために、ＭＥＭＳ構造の各々の間のピッチが低減され得るか、またはＭＥＭＳ構造の各々の保護層および／またはキャップの厚さが増加され得る。いくつかの実装形態では、ＭＥＭＳ構造の各々の間のピッチは、約２０ミクロンから約８０ミクロンの間であり得る。いくつかの実装形態では、保護層の厚さは１〜３ミクロンよりも厚くなり得る。
【００８３】
[0094]アクティブ領域中のＭＥＭＳ構造に対する圧力は、ローラーをパターニングすることによって低減され得る。図９Ａに、いくつかの実装形態による、ＭＥＭＳアレイの上にフィルムをラミネートするためのホットロールラミネータの断面概略図の一例を示す。圧力をより良く制御するために、ローラー９４０をもつホットロールラミネータ９００は、凹部９５０付きで設計され得る。凹部９５０は、ローラー９４０によって保持されたプレート上にパターニングされ得る。フィルム９３０は、ローラー９４０の周りにラッピングされ、基板９１０上にラミネートされるためにほどかれ得る。ローラー９４０が、基板９１０の非アクティブ領域９２０ｂに圧力を加え、基板９１０のアクティブ領域９２０ａにほとんど圧力を加えないように、凹部９５０は選択的に位置決めされ得る。ローラー９４０の硬さおよび凹部９５０の深さは、ローラー９４０によって加えられる圧力の量を調整することができる。したがって、ローラー９４０から加えられる圧力は、基板９１０のアクティブ領域９２０ａ中のＭＥＭＳ構造の上で低減され得、したがって、それらが破砕されるか、あるいは損傷する可能性は低い。
【００８４】
[0095]図９Ｂに、いくつかの実装形態による、ＭＥＭＳアレイの上にフィルムをラミネートするためのヒートプレスラミネータの断面概略図の一例を示す。フィルム９３０に圧力を瞬時に加えるために、ヒートプレスラミネータ９０５は、１つまたは複数の凹部９５５をもつヒートプレス９４５を含むことができる。凹部９５５は、基板９１０の非アクティブ領域９２０ｂに圧力を加え、基板９１０のアクティブ領域９２０ａにほとんど圧力を加えないように構成され得る。加えられた圧力は、基板９１０のアクティブ領域９２０ａ中のＭＥＭＳ構造を破砕あるいは損傷することなしにＭＥＭＳアレイ上にフィルム９３０をラミネートすることができる。ヒートプレスラミネータ９０５は、基板９１０上にフィルムをラミネートするために、切抜きをもつスタンプのように挙動することができる。
【００８５】
[0096]いくつかの実装形態では、図９Ａおよび図９Ｂで説明したものなど、凹部を有するホットロールラミネータまたはヒートプレスラミネータは、保護層とラミネートフィルムとの間にエアギャップまたはエアバブルを形成するために基板上でＭＥＭＳ構造のアレイをカプセル化することができる。ラミネートフィルムは、ＭＥＭＳ構造の上の保護層との接点を回避し得る。したがって、ラミネートフィルムは、ＭＥＭＳ構造の上の保護層中でリリース穴を塞がずに残し得る。
【００８６】
[0097]いくつかの実装形態では、ＭＥＭＳアレイの上にフィルムをラミネートすることは、真空ラミネートを使用して実行され得る。ＭＥＭＳ構造のアレイをもつ基板は、エアがポンピングされるチャンバ中に置かれ得る。エアがチャンバの外にポンピングされると、フィルムは、圧力差によりＭＥＭＳ構造のアレイの直接上にまたは保護層上に押圧され得る。したがって、フィルムは、ＭＥＭＳ構造のアレイを密閉するために、ＭＥＭＳ構造のアレイの直接上に、または、保護層上にラミネートされ得る。
【００８７】
[0098]図７に戻ると、プロセス７００のブロック７５０において、フィルムをラミネートするとき、デバイス領域における基板とフィルムとの間の空洞が形成され、ここで、フィルムは、ＭＥＭＳ構造のアレイに背を向けた防湿層とＭＥＭＳ構造のアレイの方に向いた乾燥剤層とを含む。いくつかの実装形態では、デバイス領域における基板とフィルムとの間の空洞は、ＭＥＭＳ構造の各々の固定電極と可動電極との間に形成されたギャップ、ならびにリリース時にＭＥＭＳ構造の各々の可動電極と保護層との間に形成されたギャップを含むことができる。
【００８８】
[0099]フィルムは、接着剤層をさらに含む多層膜であり得る。接着剤層の少なくとも一部分は、縁領域において密封を形成するために基板に接触することができる。乾燥剤層は、基板の縁領域までデバイス領域に連続的に広がることができる。いくつかの実装形態では、プロセス７００は、基板のデバイス領域においてラミネートされるときのフィルムの厚さが縁領域においてラミネートされるときのフィルムの厚さよりも厚くなるように、ラミネートより前にフィルムをパターニングすることを含むことができる。
【００８９】
[0100]図１０Ａおよび図１０Ｂは、複数のＩＭＯＤディスプレイ要素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。ただし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはそれの軽微な変形は、テレビジョン、コンピュータ、タブレット、電子リーダー、ハンドヘルドデバイスおよびポータブルメディアデバイスなど、様々なタイプのディスプレイデバイスをも示す。
【００９０】
[0101]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、射出成形と真空成形と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作られ得る。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。
【００９１】
[0102]ディスプレイ３０は、本明細書で説明する、双安定またはアナログディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、またはＴＦＴ  ＬＣＤなど、フラットパネルディスプレイ、あるいはＣＲＴまたは他の管デバイスなど、非フラットパネルディスプレイを含むように構成され得る。さらに、ディスプレイ３０は、本明細書で説明するＩＭＯＤベースのディスプレイを含むことができる。
【００９２】
[0103]ディスプレイデバイス４０の構成要素が図１０Ａに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、それの中に少なくとも部分的に密閉された追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合され得るアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。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上に表示され得る画像データのため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として働き得る。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、（信号をフィルタ処理するかまたはさもなければ操作するなど）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とマイクロフォン４６とに接続され得る。プロセッサ２１はまた、入力デバイス４８とドライバコントローラ２９とに接続され得る。ドライバコントローラ２９はフレームバッファ２８とアレイドライバ２２とに結合され得、アレイドライバ２２はディスプレイアレイ３０に結合され得る。図１０Ａに特に示されていない要素を含む、ディスプレイデバイス４０中の１つまたは複数の要素が、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が、特定のディスプレイデバイス４０設計において実質的にすべての構成要素に電力を与えることができる。
【００９３】
[0104]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、３Ｇ、４Ｇまたは５Ｇ技術を利用するシステムなどのワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標）：Global System for Mobile communications）、ＧＳＭ／汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ：General Packet Radio Service）、拡張データＧＳＭ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（登録商標））、エボリューションデータオプティマイズド（ＥＶ−ＤＯ：Evolution Data Optimized）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  ＲｅｖＡ、ＥＶ−ＤＯ  ＲｅｖＢ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ：High Speed Packet Access）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ：High Speed Downlink Packet Access）、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ：High Speed Uplink Packet Access）、発展型高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋：Evolved High Speed Packet Access）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ（登録商標）：Long Term Evolution）、ＡＭＰＳ、または他の知られている信号を受信するように設計され得る。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号がプロセッサ２１によって受信され、プロセッサ２１によってさらに操作され得るように、それらの信号を前処理することができる。トランシーバ４７はまた、プロセッサ２１から受信された信号がアンテナ４３を介してディスプレイデバイス４０から送信され得るように、それらの信号を処理することができる。
【００９４】
[0105]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、ネットワークインターフェース２７または画像ソースから圧縮された画像データなどのデータを受信し、そのデータを生画像データに、または生画像データに容易に処理され得るフォーマットに、処理する。プロセッサ２１は、処理されたデータをドライバコントローラ２９に、または記憶のためにフレームバッファ２８に送ることができる。生データは、一般に、画像内の各ロケーションにおける画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色、飽和およびグレースケールレベルを含むことができる。
【００９５】
[0106]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。
【００９６】
[0107]ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生画像データをプロセッサ２１から直接、またはフレームバッファ２８から取ることができ、アレイドライバ２２への高速送信のために適宜に生画像データを再フォーマットすることができる。いくつかの実装形態では、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、ディスプレイアレイ３０にわたって走査するのに好適な時間順序を有する。次いで、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送る。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９は、しばしば、スタンドアロン集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に関連付けられるが、そのようなコントローラは多くの方法で実装され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、またはハードウェアにおいてアレイドライバ２２と完全に一体化され得る。
【００９７】
[0108]アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマットされた情報を受信することができ、ビデオデータを波形の並列セットに再フォーマットすることができ、波形の並列セットは、ディスプレイのディスプレイ要素のｘ−ｙ行列から来る、数百の、および時には数千の（またはより多くの）リード線に毎秒何回も印加される。
【００９８】
[0109]いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、本明細書で説明するディスプレイのタイプのうちのいずれにも適している。たとえば、ドライバコントローラ２９は従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（ＩＭＯＤディスプレイ要素コントローラなど）であり得る。さらに、アレイドライバ２２は従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（ＩＭＯＤディスプレイ要素ドライバなど）であり得る。その上、ディスプレイアレイ３０は従来のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（ＩＭＯＤディスプレイ要素のアレイを含むディスプレイなど）であり得る。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９はアレイドライバ２２と一体化され得る。そのような実装形態は、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。
【００９９】
[0110]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、構成され得る。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、ディスプレイアレイ３０と一体化されたタッチセンシティブスクリーン、あるいは感圧膜または感熱膜を含むことができる。マイクロフォン４６は、ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスとして構成され得る。いくつかの実装形態では、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を介した音声コマンドが使用され得る。
【０１００】
[0111]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ーまたはリチウムイオンバッテリーなどの充電式バッテリーであり得る。充電式バッテリーを使用する実装形態では、充電式バッテリーは、たとえば、壁コンセント（wall socket）あるいは光起電性デバイスまたはアレイから来る電力を使用して充電可能であり得る。代替的に、充電式バッテリーはワイヤレス充電可能であり得る。電源５０はまた、再生可能エネルギー源、キャパシタ、あるいはプラスチック太陽電池または太陽電池塗料を含む太陽電池であり得る。電源５０はまた、壁コンセントから電力を受け取るように構成され得る。
【０１０１】
[0112]いくつかの実装形態では、電子ディスプレイシステム中のいくつかの場所に置かれ得るドライバコントローラ２９中に制御プログラマビリティが存在する。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アレイドライバ２２中に存在する。上記で説明した最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素において、ならびに様々な構成において実施され得る。
【０１０２】
[0113]本明細書で使用する、項目のリスト「のうちの少なくとも１つ」を指す句は、単一のメンバーを含む、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と、ｂと、ｃと、ａ−ｂと、ａ−ｃと、ｂ−ｃと、ａ−ｂ−ｃとを包含するものとする。
【０１０３】
[0114]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、またはその両方の組合せとして実装され得る。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装されるか、ソフトウェアで実装されるかは、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。
【０１０４】
[0115]本明細書で開示する観点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、および回路を実装するために使用される、ハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチップまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装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。プロセッサはまた、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せなどのコンピューティングデバイスの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装され得る。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。
【０１０５】
[0116]１つまたは複数の観点では、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装され得る。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、実施され得る。
【０１０６】
[0117]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、「上側」および「下側」という用語は、図の説明を簡単にするために時々使用され、適切に配向されたページ上の図の配向に対応する相対位置を示すが、たとえば、実装されたＩＭＯＤディスプレイ要素の適切な配向を反映しないことがあることを、当業者は容易に諒解されよう。
【０１０７】
[0118]別個の実装形態に関して本明細書で説明し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装され得る。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。
【０１０８】
[0119]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を、あるいはすべての図示の動作が実行される必要があるとは限らないことを、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される動作は、異なる順序で実行されてよく、それでも望ましい結果を達成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
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