(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を供給する照明源と、
照明光を受けてコリメートするコリメーティングレンズと、
複数のレンズレットのアレイを有し、前記コリメーティングレンズから照明光を受けるマイクロレンズアレイと、
複数のピクセルアパーチャが貫通するアパーチャプレートであって、前記複数のピクセルアパーチャが、前記マイクロレンズアレイの前記複数のレンズレットと位置合せされ、前記マイクロレンズアレイの前記複数のレンズレットからの照明光を受けるアパーチャプレートと、
前記マイクロレンズアレイとは前記アパーチャプレートに関して反対側に配置されたマイクロエレクトリカルメカニカル反射体アレイであって、照明光を受け、反射させるために、前記複数のピクセルアパーチャと位置合せして反射体を支持する複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータを含み、該複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、ディスプレイドライバによって供給される駆動信号により前記反射体の向きを選択的に変えて、照明光を前記ピクセルアパーチャに戻すように反射し、または照明光を前記アパーチャプレートに向けるように反射するマイクロエレクトリカルメカニカル反射体アレイと、
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータを現状態に保持するための、前記ディスプレイドライバとは別個のストレージドライバに接続されたすべてのマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータについての共通ストレージ電極と、
マイクロエレクトリカルメカニカル光変調器を通過する照明光を受けるディスプレイ画面と
を備えたことを特徴とするマイクロエレクトリカルメカニカル光ディスプレイシステム。
【請求項２】
前記コリメーティングレンズからの照明光を受け、照明光を前記マイクロレンズアレイに向けて送るように配置された、ビームスプリッタを含む選択的反射体をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項３】
前記反射体によって前記ピクセルアパーチャに戻るように反射された照明光は、前記ビームスプリッタを含む前記選択的反射体を介して、前記ディスプレイ画面まで送られることを特徴とする請求項２に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項４】
前記マイクロエレクトリカルメカニカル反射体アレイは平面基板上に形成され、前記複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、ある状態で前記基板および前記反射体と平行になるアクチュエータアーム上で前記反射体を支持することを特徴とする請求項１に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項５】
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは静電マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項６】
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、第１の方向状態および第２の方向状態を有し、それらの一方のみが静電活動化を必要とすることを特徴とする請求項５に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項７】
前記複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、固有残留応力を有するバイモルフとして形成されるアクチュエータアーム上で前記反射体を支持することを特徴とする請求項５に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項８】
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、前記アクチュエータアームの前記固有残留応力に抗して作動する静電活動化を有することを特徴とする請求項７に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項９】
前記照明源は１つの光源のみを含むことを特徴とする請求項１に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記ディスプレイ画面は透過型ディスプレイ画面であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記照明源は単色であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項１２】
前記照明源は多色であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記照明源は、相異なる連続する時間枠にわたって、照明光の相異なる色域を供給することを特徴とする請求項１２に記載の光ディスプレイシステム。
【請求項１４】
照明光を受けて収束させる複数のレンズレットのアレイを有するマイクロレンズアレイと、
複数のピクセルアパーチャが貫通するアパーチャプレートであって、前記複数のピクセルアパーチャは、前記マイクロレンズアレイの前記複数のレンズレットと位置合せされ、前記複数のレンズレットからの照明光を受けるアパーチャプレートと、
前記マイクロレンズアレイとは前記アパーチャプレートに関して反対側に配置されたマイクロエレクトリカルメカニカル反射体アレイであって、照明光を受け、反射させるために、前記複数のピクセルアパーチャと位置合せして反射体を支持する複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータを含み、該複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータが、ディスプレイドライバによって供給される駆動信号により前記反射体の向きを選択的に変えて、照明光を前記ピクセルアパーチャに戻すように反射し、または照明光を前記アパーチャプレートに向けるように反射するマイクロエレクトリカルメカニカル反射体アレイと、
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータを現状態に保持するための、前記ディスプレイドライバとは別のストレージドライバに接続されたすべてのマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータについての共通ストレージ電極と
を備えたことを特徴とするマイクロエレクトリカルメカニカル光ディスプレイエンジン。
【請求項１５】
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは静電マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータであることを特徴とする請求項１４に記載の光ディスプレイエンジン。
【請求項１６】
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、第１の方向状態および第２の方向状態を有し、それらの一方のみが静電活動化を必要とすることを特徴とする請求項１５に記載の光ディスプレイエンジン。
【請求項１７】
前記複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、固有残留応力を有するバイモルフとして形成されるアクチュエータアーム上で前記反射体を支持することを特徴とする請求項１５に記載の光ディスプレイエンジン。
【請求項１８】
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、前記アクチュエータアームの前記固有残留応力に抗して作動する静電活動化を有することを特徴とする請求項１７に記載の光ディスプレイエンジン。
【請求項１９】
照明光を受けて収束させる複数のレンズレットのアレイを有するマイクロレンズアレイと、
複数のピクセルアパーチャが貫通するアパーチャプレートであって、前記複数のピクセルアパーチャが、前記マイクロレンズアレイの前記複数のレンズレットと位置合せされ、前記複数のレンズレットからの照明光を受けるアパーチャプレートと、
前記マイクロレンズアレイとは前記アパーチャプレートに関して反対側に配置されたマイクロエレクトリカルメカニカル反射体アレイであって、照明光を受け、反射させるために、前記複数のピクセルアパーチャと位置合せして反射体を支持する複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータを含み、前記複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、ディスプレイドライバによって供給される駆動信号により前記反射体の向きを選択的に変えて、照明光を前記ピクセルアパーチャに戻すように反射し、または照明光を前記アパーチャプレートに向けるように反射するマイクロエレクトリカルメカニカル反射体アレイと、
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータを現状態に保持するための、前記ディスプレイドライバとは別のストレージドライバに接続されたすべてのマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータについての共通ストレージ電極と
を備えたマイクロエレクトリカルメカニカル光ディスプレイエンジンであって、
前記マイクロエレクトリカルメカニカル反射体アレイが平面基板上に形成され、前記複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータが、ある状態で前記基板および前記反射体と平行になるアクチュエータアーム上で前記反射体を支持することを特徴とするマイクロエレクトリカルメカニカル光ディスプレイエンジン。
【請求項２０】
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは静電マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータであることを特徴とする請求項１９に記載の光ディスプレイエンジン。
【請求項２１】
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、第１の方向状態および第２の方向状態を有し、それらの一方のみが静電活動化を必要とすることを特徴とする請求項２０に記載の光ディスプレイエンジン。
【請求項２２】
前記複数のマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、固有残留応力を有するバイモルフとして形成されるアクチュエータアーム上で前記反射体を支持することを特徴とする請求項２０に記載の光ディスプレイエンジン。
【請求項２３】
前記マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータは、前記アクチュエータアームの前記固有残留応力に抗して作動する静電活動化を有することを特徴とする請求項２２に記載の光ディスプレイエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスプレイシステム及び光ディスプレイエンジンに関し、より詳細には、マイクロエレクトリカルメカニカルシステム(MEMS)光変調器を利用する反射型ディスプレイシステムに係る光ディスプレイシステム及び光ディスプレイエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイなどのフラットパネル光ディスプレイシステムはよく知られており、広く使用されている。多くのこのようなディスプレイ(例えば液晶ディスプレイ)は、偏光照明光を必要とする。一般に、照明光の偏光により光は著しく減衰し、それによってディスプレイの輝度が低下し、または比較的高価な光構成部品が必要となる。さらに、このようなディスプレイの有するコントラスト比は一般に低く、このことは、イメージの明瞭度とイメージ全体の品質を低下させる。さらに、このようなディスプレイは、一般に複雑な、または困難な製造工程を必要とする。
いくつかの文献に上述のような従来の技術に関連した技術内容が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】
米国特許第６，６５０，４６０号明細書
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシステムには上述したような種々の問題があり、さらなる改善が望まれている。
【０００４】
そこで本発明の目的は、従来装置の性能を改善することができるマイクロエレクトリカルメカニカルシステム(MEMS)光変調器を利用した光ディスプレイシステム及び光ディスプレイエンジンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、光を変調するためにマイクロエレクトリカルメカニカルシステム(MEMS)アクチュエータを利用するマイクロエレクトロメカニカル光ディスプレイシステムを含む。当技術分野で周知の通り、MEMSアクチュエータは、従来の半導体(例えばCMOS)製造工程で半導体基板上に形成される超小型構成部品の制御を実現する。MEMSシステムおよびMEMSアクチュエータは、マイクロマシンドシステムオンチップ(micromachined systems-on-a-chip)と呼ばれることもある。
【０００６】
一実施形態では、本発明によるMEMS光ディスプレイシステムは、照明光を供給する照明源と、照明光を受け、その照明光から、コリメートした照明光を形成するコリメーティングレンズと、レンズレット（lenslet）アレイを有しかつコリメーティングレンズから照明光を受けるマイクロレンズアレイとを含む。この集束マイクロレンズアレイは、照明光を、アパーチャプレート中のピクセルアパーチャのアレイを通じて、アパーチャプレートの反対側に配置されたマイクロエレクトリカルメカニカル反射体アレイに向けて送る。
【０００７】
マイクロエレクトリカルメカニカル反射体アレイは、ピクセルアパーチャのアレイと位置合せして反射体を支持するマイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータのアレイを含む。マイクロエレクトリカルメカニカルアクチュエータのアレイは、反射体を選択的に配向して、(ディスプレイイメージの一部を形成するために)ピクセルアパーチャを通じて照明光を戻し、または(ブロックするために)アパーチャプレートに向けて送る。ピクセルアパーチャを通過して戻る照明光は、マイクロレンズアレイおよびビームスプリッタを通過して、ディスプレイ画面まで送られる。
【０００８】
本発明によるMEMS光ディスプレイシステムは、偏光照明光を用いずに動作可能であり、それによって偏光照明光の光減衰が解消され、または偏光照明光の費用が不要となる。加えて、MEMS反射体とアパーチャプレートとの協働によって光を完全にブロックまたは変調することができ、それによって非常に高いコントラスト比を有するディスプレイイメージが得られる。さらに、このようなMEMSアクチュエータは、従来のCMOS回路製造工程で製造することができる。
【０００９】
本発明のさらなるの目的および利点は、添付の図面を参照しながら行われる、本発明の好適実施形態の詳細な説明から明らかとなろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
本発明を理解する助けとなるよう、図１〜１５を参照しながら、MUMP工程（MUMPｓ process）を用いてマイクロメカニカルデバイスを製造する一般的手順を説明する。
【００１２】
MUMP工程は３層のコンフォーマルポリシリコンを提供し、この３層のコンフォーマルポリシリコンをエッチングして所望の物理的構造を作成する。POLY０と呼ぶ第１層は支持ウェハに結合され、それぞれPOLY１およびPOLY２と呼ぶ第２層と第３層はメカニカル層である。このメカニカル層は、層を分離し、工程中に除去される犠牲層を使用することによって、下にある構造と分離することができる。
【００１３】
添付の図に、MEMS Technology Applications Center、３０２１ Cornwallis Road、Research Triangle Park、North Carolinaによって提供されるマイクロモータを構築するための一般的工程を示す。
【００１４】
図１において、MUMP工程は、１００mmのn型シリコンウェハ１０から始まる。ウェハ表面は、POCI ３をドーパント源として使用して、標準的な拡散炉でリンを用いて高濃度にドープされる。これにより、その後でウェハ上に取り付けられる静電デバイスからシリコンへの電荷の貫通が減少する。次に、６００nm LPCVD（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）窒化シリコン層１２を電気的分離層としてシリコン上に付着させる。シリコンウェハおよび窒化シリコン層は基板を形成する。
【００１５】
次に、５００nm LPCVDポリシリコン被膜POLY０ １４を基板上に付着させる。次いでPOLY０層１４をフォトリソグラフィでパターン形成する。この工程は、後でPOLY０層にパターンを転写する目的で、POLY０層をフォトレジスト１６で被覆し、マスク(図示せず)でフォトレジストを露光し、露光したフォトレジストを現像して、所望のエッチングマスクを生成することを含む(図２)。フォトレジストをパターン形成した後、POLY０層１４を反応性イオンエッチング(RIE)システムでエッチングする(図３)。
【００１６】
図４を参照すると、LPCVDにより、２.０μmホスホシリケイト(phosphosilicate)ガラス(PSG)犠牲層１８が、POLY０層１４上と窒化物層１２の露出部分上に付着する。本明細書中で第１酸化物(First Oxide)と呼ぶこのPSG層は、工程の終わりに除去され、ポリシリコンPOLY１の第１メカニカル層(以下で説明する)が、その下にある構造、すなわちPOLY０および窒化シリコン層から剥離される。DIMPLESマスクを用いてこの犠牲層をリソグラフィでパターン形成し、RIEにより第１酸化物層中に深さ７５０nmのくぼみ２０を形成する(図５)。次いでウェハを第３マスク層ANCHOR１でパターン形成し、エッチングして(図６)、第１酸化物層からPOLY０層に延びるアンカ穴２２が得られる。ANCHOR１の穴は、次のステップでPOLY１層２４によって充填されることになる。
【００１７】
ANCHOR１のエッチングの後、ポリシリコンの第１構造層(POLY１)２４を厚さ２.０μm付着させる。次いで薄い２００nmPSG層２６をPOLY１層２４の上に付着させ、ウェハをアニールして(図７)、PSG層からのリンでPOLY１層をドープする。アニールにより、POLY１層中の応力も減少する。POLY１層およびPSGマスキング層２４、２６をリソグラフィでパターン形成し、POLY１層の構造を形成する。POLY１層のエッチングの後(図８)、フォトレジストをはがし、残りの酸化物マスクをRIEで除去する。
【００１８】
POLY１層２４をエッチングした後、第２PSG層(以下「第２酸化物(Second Oxide)」と呼ぶ)２８を付着させる(図９)。異なる目的を有する２つの異なるエッチングマスクを使用して、第２酸化物をパターン形成する。
【００１９】
第１に、POLY１_POLY２_VIAエッチング(３０で示す)により、第２酸化物中にPOLY１層２４に至るエッチング穴を設ける。このエッチングにより、POLY１層と後続のPOLY２層との間の機械接続および電気接続が得られる。POLY１_POLY２_VIA層をリソグラフィでパターン形成し、RIEでエッチングする(図１０)。
【００２０】
第２に、ANCHOR２エッチング(３２で示す)を提供して、第１酸化物層１８および第２酸化物層２８と、POLY１層２４の両方を１ステップでエッチングする(図１１)。ANCHOR２エッチングでは、POLY１_POLY２_VIAエッチングと同様に、第２酸化物層をリソグラフィでパターン形成し、RIEでエッチングする。図１１に、POLY１_POLY２_VIAエッチングとANCHOR２エッチングがどちらも完了した後のウェハ断面図を示す。
【００２１】
次いで第２構造層POLY２ ３４を厚さ１.５μm付着させ、その後にPSGを２００nm付着させる。次いでウェハをアニールし、POLY２層をドープして、その残留被膜応力を軽減する。次に、POLY２層を第７のマスクを用いてリソグラフィでパターン形成して、PSGおよびPOLY２層をRIEでエッチングする。次いで、フォトレジストをはがすことができ、マスキング酸化物を除去する(図１３)。
【００２２】
MUMP工程での最終的な付着層は、プロービング、ボンディング、および電気的経路指定を実現し、高反射率ミラー面を提供する０.５μm金属層３６である。第８のマスクを用いてウェハをリソグラフィでパターン形成し、リフトオフ技法を用いて金属を付着させ、パターン形成する。最終的な未剥離の例示的構造を図１４に示す。
【００２３】
最後に、周知の方法を用いてウェハに犠牲層の剥離および試験を施す。図１５に、犠牲酸化物を剥離した後のデバイスを示す。
【００２４】
好適実施形態では、本発明のデバイスは、MUMP工程により上述のステップに従って製造される。しかし、本発明のデバイスは、図１〜１５の一般的工程で図示する特定のマスクを利用するのではなく、本発明の構造に特有のマスクを使用する。さらに、MUMP工程についての上記のステップは、MEMS Technology Applications Centerによって指示されるように変更される可能性がある。製造工程は本発明の一部ではなく、本発明を作成するのに使用することができるいくつかのプロセスのうちの１つに過ぎない。
【００２５】
図１６は、本発明によるマイクロエレクトリカルメカニカル構造(MEMS)光ディスプレイシステム５０の概略側面図である。ディスプレイシステム５０は、光源５２と、照明光を集光レンズ５８に向けて送る反射体５４とを含む。ビームスプリッタ６０は集光レンズ５８から照明光を受け、その光を、レンズレット６４の２次元アレイ(１次元のみ図示)を有するマイクロレンズアレイ６２に向けて反射する。マイクロレンズアレイ６２のレンズレット６４は照明光を受け、その光を、アパーチャプレート６８中のアパーチャ６６を通じてマイクロエレクトリカルメカニカル構造(MEMS)反射変調器７０に集束させる。マイクロレンズアレイ６２は、プラスチックレンズの成形アレイ、またはホロレンズとも呼ばれるホログラフィックレンズのアレイとして形成することができ、あるいは従来のガラスレンズの組立てアレイとすることもできる。
【００２６】
MEMS反射変調器７０は、アパーチャプレート６８中の対応するアパーチャ６６の反対側に配置されるマイクロエレクトリカルメカニカル構造(MEMS)反射体７２の２次元アレイを有する。各MEMS反射体７２はピクチャ要素すなわちピクセルに対応し、イメージ制御信号に従ってアパーチャ６６を通じて照明光を選択的に反射し、それによってディスプレイイメージを形成するようにディスプレイコントローラ７８で別々に制御可能である。例えば、各MEMS反射体７２は、所与のピクセル期間についての対応するピクセルの輝度に比例して、そのアパーチャ６６を通じて光をある時間だけ送り返す。アパーチャ６６を通じてMEMS反射体７２が反射した光は、レンズレット６４およびビームスプリッタ６０を通過して、透過型ディスプレイ画面８６の背面８４まで送られ、閲覧者８８がその光を見る。代替の実施形態では、透過型ディスプレイ画面８６上に所望のイメージサイズを提供するように、ビームスプリッタ６０と透過型ディスプレイ画面８６の間に投影レンズアレイを配置して、光場を拡大または縮小することができる。MEMS反射変調器７０、アパーチャプレート６８、およびマイクロレンズアレイ６２は、広範な応用例のためのコンパクトかつ効率的に製造することができるディスプレイエンジン９０とみなすことができる。
【００２７】
MEMS光ディスプレイシステム５０は、一般に入手可能な液晶ディスプレイと比べていくつかの利点を有する。例えばMEMS反射変調器７０は、液晶セルの典型的な動作とは対照的に、照明光を偏光する必要がない。これにより、偏光に通常伴う費用や光減衰が解消される。さらに、典型的な液晶セルが光を著しく減衰させるのに対して、MEMS反射変調器７０は、非変調光をほぼ減衰させずに通すことができる。同様に、MEMS反射変調器７０は、液晶セルよりずっと高いコントラスト比を実現することができる。光はアパーチャ６６を通じて無損失に反射するか、またはアパーチャプレート６８で完全にブロックされて、光の完全な変調が実現されるからである。最後に、MEMS反射変調器７０は、液晶ディスプレイに関して通常は必要となる複雑な工程を必要とせずに、従来のCMOS回路技法で製造することができる。
【００２８】
一実施形態では、例えば、MEMS反射変調器７０は、アパーチャ６６の対応する２００×２００アレイを通過する光を制御するために、MEMS反射体７２の２００×２００アレイを含むことができる。この実施形態では、例えば、マイクロレンズアレイ６２は、焦点距離約１mmをそれぞれ有する２００×２００レンズレット６４を含むことができ、アパーチャ６６は、間隔が約５０μmの、適切で規則的なアレイに配置することができる。このような実施形態でのMEMS反射変調器７０は、寸法１cm×１cmを有することができる。マイクロレンズアレイ６２のレンズレット６４により倍率約２.５が得られると、ディスプレイ画面８６は寸法約２.５cm×２.５cm、すなわち約１インチ×１インチを有することができる。
【００２９】
図１７は、多色照明源１５２および関連する反射体１５４の一実施形態を示すマイクロエレクトリカルメカニカル構造(MEMS)光ディスプレイシステム１５０の概略側面図である。ディスプレイシステム５０の構成要素と概して同じMEMS光ディスプレイシステム１５０の構成要素は、同じ参照符号で示す。
【００３０】
照明源１５２は、概して一列に配置され、かつそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を生成する複数(例えば３つ)の色成分光源(例えばランプ)１５６Ｒ、１５６Ｇ、および１５６Ｂを含む。MEMS反射体７２を別々に制御するディスプレイコントローラ１５８も、色成分光源１５６Ｒ、１５６Ｇ、および１５６Ｂを別々に活動化（activate）する。ディスプレイコントローラ１５８が色成分光源１５６Ｒ、１５６Ｇ、および１５６Ｂを次々に活動化する間、ディスプレイコントローラ１５８は、赤色、緑色、および青色のイメージ成分に対応するMEMS反射体７２に制御信号を印加し、それによってフィールド順次式の方法で色成分イメージを形成する。
【００３１】
例えば、レート１８０Hzで生成される色成分イメージは、イメージフレームレート６０Hzを実現することができる。１つの例示的実施形態では、２００×２００多色ピクセルのディスプレイでは、レンズレット６４の２０４×２０４アレイを有するマイクロレンズアレイ６２を使用して、表示全域を形成する光の相異なる色成分が取る相異なる光路を補償することができる。アパーチャプレート６８およびMEMS反射変調器７０は、それぞれ対応するアパーチャ６６および反射体７２のアレイを含む。代替の実施形態として、当技術分野で周知の通り、スピニングカラーホイールおよび白色光源によって、複数の連続する照明色を得ることができることを理解されたい。
【００３２】
図１８および１９は、MEMS反射体７２を制御するための、それぞれ活動化状態および弛緩状態の例示的MEMSアクチュエータ１７０の概略側面図である。図１８は、関連するアパーチャ６６の後ろで、光伝播方向１７２に対して概して垂直に配向されるMEMS反射体７２を示す。この活動化されたディスプレイONの状態では、アパーチャ６６を通過する方向に向けて送られる照明光は、MEMS反射体７２によって反射され、アパーチャ６６を通じて戻り、ディスプレイイメージ中に含められる。図１９は、光伝播方向１７２に対して傾斜した向きに配向されるMEMS反射体７２を示す。この弛緩したディスプレイOFFの状態では、アパーチャ６６を通過する方向に向けて送られる照明光は、MEMS反射体７２によってアパーチャプレート６８の固体領域に向けて反射されて、ディスプレイイメージからはブロックされ、除外される。
【００３３】
図２０は、MEMSアクチュエータ１７０の平面図であり、図２１および２２は、それぞれ活動化状態および弛緩状態のMEMSアクチュエータ１７０の側面図である。MEMSアクチュエータ１７０は、MEMS反射体７２を制御するのに使用することができる様々なMEMSアクチュエータのうちの１つである。
【００３４】
MEMSアクチュエータ１７０は静電アクチュエータの一実施形態であり、基板１７６(例えば基板１０または窒化物層１２、図示せず)に固定された構造アンカ１７４(図２１および２２)を含む。カンチレバー式たわみアーム１７８の一端１７７はアンカ１７４に固定され、またはアンカ１７４と一体的に形成され、かつMEMS反射体７２(例えば金製)を支持する自由パドル端または浮動パドル端１８０まで延びる。たわみアーム１７８は、半導体(例えばポリシリコン)アームベース１８１と、アームベース１８１の半導体(例えばポリシリコン)以外の材料の残留応力層１８２とを含む。
【００３５】
残留応力層１８２は、アームベース１８１の半導体(例えばポリシリコン)材料の膨張係数とは異なる膨張係数を有するように選択された材料(例えば金)で形成される。図示する実施形態では、残留応力層１８２は、アームベース１８１の上面に形成される。アームベース１８１と、金および残留応力層１８２の熱膨張係数が異なることにより、たわみアーム１７８がバイモルフとして特徴付けられる。
【００３６】
任意選択のたわみスコア（score）１８４は、アームベース１８１の上面に延在し、アームベース１８１の長手方向を部分的または完全に横切って延びる(前者を図示)。たわみスコア１８４は、互いに間隔を置いて配置され、たわみアーム１７８の長手方向に対して、概して垂直である。一実施形態では、残留応力層１８２は、任意選択のたわみスコア１８４が存在するとき、たわみスコア１８４相互間に形成される。
【００３７】
MEMSアクチュエータ１７０は、たわみアーム１７８に沿い、かつたわみアーム１７８の下で、間隔を置いて基板１７６内または基板１７６上に形成された１つまたは複数の静電活動化（activation）電極１９０を含む。活動化電極１９０およびたわみアーム１７８は、それぞれアクチュエータコントローラ１９２および１９４に電気的に接続される。任意選択のメモリまたはロック電極２００は、浮動パドル端１８０の下に形成され、任意選択のメモリコントローラ１９８に電気的に接続される。
【００３８】
図２１に示す、活動化されたディスプレイONの状態では、相補信号または電気的状態が、アクチュエータコントローラ１９２および１９４によって活動化電極１９０およびたわみアーム１７８に印加され、それらの間に静電引力が与えられる。活動化電極１９０とたわみアーム１７８との間の静電引力は、たわみアーム１７８を基板１７６に対して概して水平に保持する役割を果たす。次いで、メモリ電極２００に接続された任意選択のメモリコントローラ１９８を別個に活動化することは、相補信号が活動化電極１９０に供給され、たわみアーム１７８が弛緩した後であっても、たわみアーム１７８を基板１７６に対して概して水平に保持する役割を果たす。
【００３９】
たわみアーム１７８から基板１７６に向かって延びる離間したくぼみ２０２により、たわみアーム１７８が、活動化されたディスプレイON状態で、基板１７６と離間した関係に保持される。くぼみ２０２は、基板１７６の絶縁体(例えば窒化物層)と接触する。パドル端１８０の端部のところのくぼみ２０２もまた、活動化されたディスプレイONの状態で、反射体７２を水平に(すなわち基板１７６と平行に)保ち、かつたわみアーム１７８をメモリ電極２００と離間した状態に保つ。
【００４０】
図２２に示す、弛緩したディスプレイOFFの状態では、相補信号または電気的状態が、アクチュエータコントローラ１９２および１９４によってそれぞれ活動化電極１９０およびたわみアーム１７８に印加されず、または相補信号が、アクチュエータ１７０を活動化するのに不十分である。同様に、任意選択のメモリコントローラ１９８は活動化されない。したがって、図２１に示すように、アームベース１８１と残留応力層１８２の間の残留応力は、たわみアーム１７８を、下にある基板１７６の面外に湾曲させ、傾斜させ、または「カール」させる働きをする。
【００４１】
一実施形態では、弛緩したディスプレイOFFの状態での反射体７２は、基板１７６に対して約１２度の向きに静止する。一実施形態では、アクチュエータ１７０を活動化または解放する(すなわち、弛緩したディスプレイOFFの状態と、活動化されたディスプレイONの状態との間で変化させる)のに、遷移時間約１msが必要である。この遷移時間は変更することができ、大幅に削減できることを理解されたい。
【００４２】
図２３は、アクチュエータ１７０の動作を示すための、ストレージ能力またはメモリ能力を有するアクチュエータ１７０の２×２アレイ２１０の概略図である。アレイ２１０の動作は、以下の活動化信号または制御信号を参照して記述される。
Vse=記憶電極電圧
Ry=行yに対するミラーアーム電圧
Cx=列xに対する作動電極電圧
【００４３】
１つの例示的実施形態として、活動化されたディスプレイONの状態に対する、アレイ２１０中の位置CxRy(例えば位置C１R２)での単一アクチュエータ１７０の作動は、行活動化電圧(例えば+６０ボルト)を行電極Ry(例えばR２)に印加し、行電極Ryが行活動化電圧を行中の各アクチュエータのたわみアーム１７８に送達することによって実施される。列活動化電圧(例えば-６０ボルト)は列電極Cx(例えばC１)に印加され、列電極Cxは、列活動化電圧を列中の各アクチュエータ１７０の活動化電極に送達する。これらの例示的な行と列の活動化電圧により、アレイ２１０中の位置CxRy(例えば位置C１R２)のアクチュエータ１７０で、たわみアーム１７８と活動化電極１９０との間に電圧差１２０ボルトが確立される。作動には少なくとも１１４ボルトの電圧差が必要であり、アクチュエータ１７０を活動化するには１２０ボルトの差で十分である。
【００４４】
たわみアーム１７８に送達される行活動化電圧に対する差を確立するために、メモリ電圧またはストレージ電圧をメモリ電極２００に印加する場合、活動化電圧は一時的に印加するだけでよい。具体的には、たわみアーム１７８をメモリ電極２００に向かって反らせ、メモリ電極２００がたわみアーム１７８を保持するのに十分なだけ長く(例えば一実施形態では１ms)活動化電圧を印加するだけでよい。
【００４５】
行電極Ryと列電極Cx以外の行電極と列電極を中間電位(例えば一実施形態では０ボルト)に保持して、活動化行電極Ryに行活動化電圧を印加し、列電極Cxに列活動化電圧を印加することは、位置CxRyのアクチュエータ１７０だけを活動化させる働きをする。例えばRy=+６０ボルトかつCx=-６０ボルトでは、行Ryと列Cx中の他のアクチュエータ１７０はそれぞれ、作動には不十分な、６０ボルトの電圧差しか受けない。さらに、ストレージ電極またはメモリ電極２００を通電すると、具体的に活動化されないすべてのアクチュエータ１７０は、以前の状態を保持することになる。例えば、ストレージ電極またはメモリ電極２００には、電圧+６０ボルトを通電することができる。このようなメモリ電位またはストレージ電位は、すべてのストレージ電極２００と、具体的に活動化されず、アドレス指定されないアクチュエータ１７０との間に、ディスプレイONの状態にそれらを保持するのに十分な、少なくとも２５ボルトの差を確立する。
【００４６】
アクチュエータ１７０は、活動化されたディスプレイONの状態の場合に反射体７２が水平な(すなわち基板１７６に平行な)位置に移動する作動(または活動化)状態と、弛緩したディスプレイOFFの状態の場合に反射体７２が水平な(すなわち基板１７６に平行な)位置から解放され、面外にカールする解放状態と、作動後に反射体７２が水平な(すなわち基板１７６に対して平行な)位置に保持されるストレージ状態を有するとみなすことができる。作動状態とストレージ状態は、以下の式で表すことができる。
Axy=|Ry-Cx|=ミラーRxCyに対する作動電位差
Hxy=|Ry-Vse|=Ry上のミラーに対するストレージ電極を介する保持電位差
(解放状態からの)作動
ミラーは、Axy>１１４ボルトの場合にのみ作動(ダウン)状態に遷移する
(作動状態からの)解放
ミラーは、Axy<５３ボルトかつHxy<２５ボルトの場合にのみ解放(アップ)状態に遷移する
【００４７】
ストレージ
ミラーは、以下の場合にのみ現状態を保持する
状態=作動の場合、Axy>５３ボルトまたはHxy>２５ボルト
状態=解放の場合、Axy<１１４ボルト
【００４８】
図２４は、ストレージ能力またはメモリ能力を有するアクチュエータ１７０の５０×５０アレイ２３０の断片的な概略図である。アレイ２３０は、対応する行ドライバ２３４に結合された５０個の行電極２３２と、対応する列ドライバ２３８に結合された５０個の列電極２３６と、メモリドライバ２４２に接続されたすべてのアクチュエータ１７０についての共通ストレージ電極２４０とを使用する。行ドライバ２３４と列ドライバ２３８は、各電極２３２および２３６についての個々のドライバを含むことができ、または電極間で多重化された、より少ない数のドライバを含むことができることを理解されたい。ドライバ２３４、２３８、および２４２、ならびに他の電子回路は、複雑さ、パッケージング、および経済性に応じて、基板１７６上に形成することができ、または別々の装置として形成することができる。ディスプレイプロセッサ２４４は、ディスプレイ入力２４６からディスプレイ信号を受け取り、対応する制御信号をドライバ２３４、２３８、および２４２に供給する。
【００４９】
この実施形態では、行ドライバ２３４は、０ボルトと+６０ボルトの間で切り換わり、列ドライバ２３８は、０と、+６０と、-６０ボルトの間で切り換わる。ストレージ電極ドライバ２４２は、０ボルトと+６０ボルトの間で切り換わる。アクチュエータ１７０を順次アドレス指定する場合、アレイ２３０内のすべてのアクチュエータ１７０をアドレス指定するのに、約５０×５０×１ms、すなわち２.５秒必要である。アドレス指定する必要があるのは、状態変化が必要な反射体７２を備えるアクチュエータ１７０だけであることを理解されたい。したがって、アドレス指定すべきアクチュエータが全アクチュエータ１７０よりも少ない場合、必要な時間は短くなる。５０個の行ドライバ２３４と５０個の列ドライバ２３８を使用する場合、その行または列は同時にアドレス指定することができ、行または列中のアクチュエータ１７０が並列に活動化され、それによってアレイアドレス指定期間が約５０msに低減される。
【００５０】
図２５は、行順次アドレス指定方法２５０の流れ図である。この方法を、上述のアクチュエータ１７０およびアレイ２３０の例示的実施形態を参照しながら説明する。行順次アドレス指定方法２５０は、アクチュエータ１７０およびアレイ２３０の他の実施形態に容易に適応させることができることを理解されたい。
【００５１】
ステップ２５２は「全クリア」ステップを示す。このステップでは、例えばアレイ２５０内のすべてのアクチュエータ１７０の反射体７２が、弛緩したノーディスプレイ状態に戻る。ステップ２５２の全クリアは任意選択であり、以下の駆動電圧で表すことができる。
Vse=Ry=Cx=０ボルト(すべてのxとyについて)
【００５２】
ステップ２５４は「アームストレージ」ステップを示す。このステップでは、ストレージドライバ２４２が、すべてのアクチュエータ１７０についてのストレージ電極２４０を活動化または通電する。ステップ２５４のアームストレージは、以下の駆動電圧で表すことができる。
Vse=+６０ボルト
【００５３】
ステップ２５４は、+６０ボルトをストレージ電極２４０に印加し、その結果、活動化された任意のアクチュエータ１７０が、解放されるまで、活動化されたディスプレイONの状態に保持される。ストレージ電極２４０の活動化は、弛緩状態のアクチュエータ１７０を活動化するには不十分であるので、このステップは、弛緩したディスプレイOFFの状態のアクチュエータに影響を及ぼさない。
【００５４】
ステップ２５６は「開始」ステップを示す。このステップでは、行または列(例えば行)のカウンタを値「１」に初期化する。ステップ２５８では、アレイ２３０内のアクチュエータ１７０の第１行に行カウンタ"i"をセットする。開始ステップ２５６は、以下のように表すことができる。
Set"i"=１
【００５５】
ステップ２５８は「Row-iセット」ステップを示す。このステップでは、すべてのアクチュエータ１７０についてのストレージ電極２４０を、ストレージドライバ２４２で活動化または通電する。ステップ２５８のRow-iセットは以下の駆動電圧で表すことができる。
Set Ry=i=+６０ボルト
Cx=データ状態（Ry=iC１,Ry=iC２,...,Ry=iC５０について）
Row-i(Ry=i=+６０ボルト)内のアクチュエータ１７０を活動化するために、Cx=-６０ボルトをセットすると、以下の活動化の差が得られる。
(Ax,y=i=|６０-(-６０)|=１２０ボルト=>ミラーが作動する)
Row-I(Ry=i=+６０ボルト)内のアクチュエータ１７０を解放するために、Cx=+６０ボルトをセットすると、以下の解放の差が得られる。
(Ax,y=j=|６０-６０|=０ボルト,Hx,y=j=|６０-６０|=０ボルト(保持されない))
Row-i(Ry≠i=０ボルト)以外のミラーでは、
Ax,y≠i=|０-Rx|(０または６０)ボルト    作動には不十分
Hx,y≠i=|０-６０|=６０ボルト            状態を保持するのに十分
Hx,y=i=０ボルトであるので、このステップではRow-i内に保持機能が存在しないことに留意されたい。したがって、ステップ２５８は、Row-i中のアクチュエータ１７０の状態を、必要な新しい位置にセットする(または以前に作動し、保持した状態を、必要な新しい位置に解放する)。
【００５６】
ステップ２６０は「すべて保持」ステップを示す。このステップでは、すべての行電極および列電極を中間電位(例えば０ボルト)に設定し、すべてのアクチュエータ１７０についてのストレージ電極２４０を、現在の状態を保持するのに十分なストレージドライバ２４２で活動化または通電する。すべて保持ステップ２６０は、以下の駆動電圧で表すことができる。
すべてのRy=０ボルト、かつすべてのCx=０ボルト
Hxy=６０ボルト
【００５７】
ステップ２６２は「行増分」ステップを示す。このステップでは、カウンタ「i」をカウント１だけ増分する。ステップ２６２は、すべての行をアドレス指定するまで(例えば、カウント「i」=５０まで)反復的にステップ２５８に戻る。ステップ２６２の後にステップ２６２が続く。
【００５８】
ステップ２６４は、ステップ２５６に戻る「反復」ステップを示す。
【００５９】
上述の例示的実施形態では、たわみアーム１７８と活動化電極１９０との間の活動化電位が１１４ボルトよりも大きいと、弛緩状態のカールしたたわみアーム１７８を基板１７６へ引き寄せるのに十分な静電力が確立される。その結果、くぼみ２０２が基板１７６に対して引き寄せられ、反射体７２が水平になり、名目上０度となり、活動化されたディスプレイONの状態になる。
【００６０】
図２６は、印加電圧差に対するアクチュエータ１７０のヒステリシス特性を示すグラフ２８０である。図２６に示すように、アクチュエータ１７０は、約１１４ボルトでの活動化の後、アクチュエータ１７０を解放するために印加電圧差を５３ボルト未満に降下させる必要があるようなヒステリシス効果を示す。
【００６１】
底部の水平部分２８２は、弛緩した上向きの状態から、活動化された下向きの状態にたわみアーム１７８を移動するために、活動化電極１９０とたわみアーム１７８との間の電圧差を約１１４ボルトに上昇させる必要があることを示す。この遷移を垂直部分２８４で示す。上部の水平部分２８６は、次いで活動化された下向きの状態から、弛緩した上向きの状態にたわみアーム１７８を移動するために、約５３ボルトまで電圧差を降下させる必要があることを示す。この遷移を垂直部分２８８で示す。
【００６２】
ストレージ活動化部分２９０は、ストレージ電極２４０の活動化を示し、活動化電極１９０とたわみアーム１７８との間の電圧差が５３ボルト未満に降下しても、たわみアーム１７８が依然として活動化された下向きの状態にあることを示す。図示する実施形態では、ストレージ電極２４０の活動化は、ストレージ電極２４０とたわみアーム１７８との間の２５ボルトを超える電圧差(例えば６０ボルト)を含む。一方、ストレージ非活動化部分２９２は、ストレージ電極２４０が活動化されない(例えば０ボルト)ことを示し、活動化電極１９０とたわみアーム１７８との間の電圧差が５３ボルト未満に降下したとき、たわみアーム１７８が、弛緩した上向きの状態に戻ることを示す。
【００６３】
アクチュエータ１７０のヒステリシスにより、ストレージ電極２４０を使用せずに、アクチュエータ１７０を活動化された下向きの状態に操作および保持することが可能となることを理解されたい。このような操作は、行と列の駆動電圧に関してより厳密な許容を必要とし、かつ工程または製造のばらつきに敏感となる可能性があり、動作障害を引き起こす可能性がある。それでも、ストレージ電極２４０を使用せずにアクチュエータ１７０を動作させることができ、それによりレイアウトがより単純になり、ストレージドライバの要件が不要となる。
【００６４】
例示的MUMPs製造工程を参照すると、アームベース１８１は、Poly２層上にパターン形成された１.５μm厚のポリシリコンの単一クランプカンチレバーとして形成することができる。活動化電極１９０はPoly０層から形成することができる。Anchorlを有するPoly２層中にくぼみ２０２(すなわち、２μm Oxide１層中の穴)を形成して、離隔２μmを与えることができ、それによって、たわみアーム１７８の底面の大半が、作動したときに活動化電極１９０と電気的に接触することが防止される。残留応力層１８２は、０.５μm厚の金の層として形成することができる。反射体７２もまた、光学的反射率を増大させるために金で被覆することができる。
【００６５】
たわみアーム１７８のパドル端１８０は、アーム１７８の残りの部分に特有の残留応力によるカーリングに抵抗するように形成することができる。図２７は、例えばPoly２(すなわち、アームベース１８１の材料)の１.５μm厚の層３０２、(くぼみ２０２を含む)Poly１の２μm厚の層３０４、ならびに層３０２と３０４の間に封入されたOxide２の０.７５μm厚の層３０６の、比較的厚い複合構造３００として形成された一実施形態のパドル端１８０の概略断面図である。
【００６６】
好適実施形態の説明の一部で、前述のMUMP製造工程のステップを参照している。しかし前述のように、MUMPは、広範なMEMSデバイス設計に対処する一般的な製造工程である。したがって、本発明のために具体的に設計される製造工程は、異なるステップ、追加のステップ、異なる寸法および厚さ、ならびに異なる材料を含むことがあり得る。このような特定の製造工程は、フォトリソグラフィ工程の技術分野の技術者の知識の範囲内にあり、本発明の一部ではない。
【００６７】
本発明者等の発明の原理を適用することができる多くの可能な実施形態に鑑みて、詳細な実施形態は単なる例に過ぎず、本発明者等の発明の範囲を限定するものと解釈すべきでないことを理解されたい。むしろ本発明者は、頭記の特許請求の範囲およびその均等物の範囲および趣旨内に包含される可能性のあるすべての実施形態を本発明者の発明として主張する。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、従来装置の性能を改善することができるマイクロエレクトリカルメカニカルシステム(MEMS)光変調器を利用した光ディスプレイシステム及び光ディスプレイエンジンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図２】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図３】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図４】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図５】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図６】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図７】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図８】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図９】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図１０】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図１１】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図１２】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図１３】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図１４】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図１５】マイクロエレクトリカルメカニカルデバイスを製作するための、従来技術で周知の一般的なマルチユーザMEMS工程の断面図であり、図示する従来技術の構造および工程が見やすいようにクロスハッチングを省略した図である。
【図１６】本発明によるマイクロエレクトリカルメカニカル(MEMS)光ディスプレイシステムの一実施形態の図である。
【図１７】本発明によるマイクロエレクトリカルメカニカル(MEMS)光ディスプレイシステムの別の実施形態の図である。
【図１８】  MEMS反射体を制御するための、活動化状態の例示的MEMSアクチュエータの概略側面図である。
【図１９】  MEMS反射体を制御するための、弛緩状態の例示的MEMSアクチュエータの概略側面図である。
【図２０】図１６の光ディスプレイシステムで使用するMEMSアクチュエータの平面図である。
【図２１】  図２０のMEMSアクチュエータの活動化状態の側面図である。
【図２２】  図２０のMEMSアクチュエータの弛緩状態の側面図である。
【図２３】記憶能力またはメモリ能力を有するアクチュエータの２×２アレイの概略図である。
【図２４】記憶能力またはメモリ能力を有するアクチュエータの５０×５０アレイの概略図である。
【図２５】行順次アドレス指定方法の流れ図である。
【図２６】印加電圧差に対するMEMSアクチュエータのヒステリシス特性を示すグラフの図である。
【図２７】複合構造を有するMEMSアクチュエータのミラー部分の概略断面図である。
【符号の説明】
１０  シリコンウェハ、基板
１２  窒化シリコン層、窒化物層
１４  LPCVDポリシリコン被膜POLY０、POLY０層
１６  フォトレジスト
１８  犠牲層、第１酸化物層
２０  くぼみ
２２  アンカ穴
２４  POLY１層、ポリシリコンの第１構造層、PSGマスキング層
２６  PSGマスキング層、PSG層
２８  第２PSG層、第２酸化物層
３０  POLY１_POLY２_VIAエッチング
３２  ANCHOR２エッチング
３４  第２構造層POLY２
３６  金属層
５０、１５０  マイクロエレクトリカルメカニカル構造(MEMS)光ディスプレイシステム
５２  光源
５４、１５４  反射体
５８  集光レンズ
６０  ビームスプリッタ
６２  マイクロレンズアレイ
６４  レンズレット
６６  アパーチャ
６８  アパーチャプレート
７０  マイクロエレクトリカルメカニカル構造(MEMS)反射変調器
７２  マイクロエレクトリカルメカニカル構造(MEMS)反射体
７８、１５８  ディスプレイコントローラ
８４  透過型ディスプレイ画面の背面
８６  透過型ディスプレイ画面
８８  閲覧者
９０  ディスプレイエンジン
１５２  照明源
１５６Ｒ、１５６Ｇ、１５６Ｂ  色成分光源
１７０  MEMSアクチュエータ
１７６  基板
１７４  構造アンカ
１７７  アームの一端
１７８  たわみアーム
１８０  浮動パドル端
１８１  半導体アームベース
１８２  残留応力層
１８４  たわみスコア
１９０  静電活動化電極
１９２、１９４  アクチュエータコントローラ
１９６  メモリまたはロック電極
１９８  メモリコントローラ
２００  メモリ電極
２０２  くぼみ
２１０  アクチュエータ１７０の２×２アレイ
２３０  アクチュエータ１７０の５０×５０アレイ
２３２  行電極
２３４  行ドライバ
２３６  列電極
２３８  列ドライバ
２４０  共通記憶電極
２４２  記憶ドライバ
２４４  ディスプレイプロセッサ
２４６  ディスプレイ入力
２８０  ヒステリシス特性を示すグラフ
３００  複合構造
３０２  Poly２の１.５μm厚の層
３０４  Poly１の２μm厚の層
３０６  Oxide２の０.７５μm厚の層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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