(57)【要約】  本開示は、光吸収構造体に関するシステム、方法、および装置を提供する。一態様では、光吸収構造体は、金属層と、金属層に接触した半導体層とを有する。各層は、最大で約５０ｎｍの厚みを有する。金属層は、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを含み得る。半導体層は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の層を含み得る。光吸収構造体は、表示素子のアレイを支持する基板を有するディスプレイ装置に含まれ得る。光吸収構造体は、金属層と接触している誘電体層と、半導体層と接触している厚い金属層とを含み得る。別の態様では、光吸収構造体は、金属層と、金属層に接触したＩＴＯ層とを有する。ＩＴＯ層の厚みは約１００ｎｍ未満であり得る。
2016508234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層と、
前記金属層に接触する半導体層と、
を含む光吸収構造体を含む装置であって、前記金属層と前記半導体層の各々が約５０ｎｍ以下の厚みを有する、装置。
【請求項２】
可視スペクトルの少なくとも一部分にわたる、かつ、前記光吸収構造体に対して垂直な軸に関して約４５°の入射角の範囲にわたる、前記光吸収構造体の反射率が約１５％未満である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記金属層が、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、Ｍｏ含有合金、およびアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記半導体層が、シリコン（Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、およびゲルマニウム（Ｇｅ）の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記金属層が、ある原色に対応する光を吸収するように構成され、前記半導体層が、異なる原色に対応する光を吸収するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記光吸収構造体がさらに、前記金属層に接触した誘電体層を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記光吸収構造体がさらに、前記半導体層に接触した第２の金属層を含み、前記第２の金属が前記金属層より大きな厚みを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記半導体層の第１の半導体表面が、前記金属層の第１の金属表面と接触しており、前記光吸収構造体がさらに、
前記第１の金属表面の反対側にある前記金属層の第２の金属表面と接触している誘電体層と、
前記第１の半導体表面の反対側にある前記半導体層の第２の半導体表面と接触している第２の金属層とを含み、前記第２の金属が前記金属層より大きな厚みを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の金属層が、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｏ含有合金の少なくとも１つを含み、Ａｌおよび前記誘電体層が、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）とインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の少なくとも１つを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記金属層と前記半導体層の少なくとも１つが、約２５ｎｍ以下の厚みを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
表示素子のアレイを含むディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスとをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの信号を前記ディスプレイに送信するように構成されたドライバ回路をさらに含み、前記コントローラが、前記画像データの少なくとも一部分を前記ドライバ回路に送信するようにさらに構成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記画像データを前記プロセッサに送信するように構成された画像源モジュールをさらに含み、前記画像源モジュールが、受信機、送受信機、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサに通信するように構成された入力デバイスをさらに含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記表示素子が電気機械システム（ＥＭＳ）表示素子を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
表示素子の前記アレイを支持するように構成される第１の基板と、
前記第１の基板から分離された第２の基板とをさらに含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１の基板、前記第２の基板、および前記表示素子の少なくとも１つが、前記光吸収構造体を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
光吸収構造体を製造する方法であって、
約５０ｎｍ未満の厚みの金属層と半導体層の一方を、基板上に堆積するステップと、
前記金属層と前記半導体層の前記一方の頂部に、約５０ｎｍ未満の厚みの第２の層を直接堆積するステップであって、前記第２の層が前記金属層と前記半導体層の他方に対応する、ステップとを含む、方法。
【請求項１９】
可視スペクトルの少なくとも一部分にわたる、かつ４５°の入射角の範囲にわたる、前記光吸収構造体の反射率が最大で約１５％である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記金属層が、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、Ｍｏ含有合金、およびアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記半導体層が、シリコン（Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、およびゲルマニウム（Ｇｅ）の少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記金属層が、ある原色に対応する光を吸収するように構成され、前記半導体層が、異なる原色に対応する光を吸収するように構成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
誘電体層を堆積するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
約１００ｎｍより大きな厚みを有する第２の金属層を堆積するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
約５０ｎｍ以下の厚みを有する金属層と、
前記金属層に接触した第２の層であって、約１００ｎｍ以下の厚みを有するインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層、および約２００ｎｍ以下の厚みを有する高屈折率誘電体層の１つを含む、第２の層と
を含む光吸収構造体を含む装置であって、前記高屈折率誘電体層の屈折率が約１．７以上である、装置。
【請求項２６】
可視スペクトルの少なくとも一部分にわたる、かつ、前記光吸収構造体に対して垂直な軸に関して約４５°の入射角の範囲にわたる、前記光吸収構造体の反射率が約１５％未満である、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記金属層が、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、Ｍｏ含有合金、およびアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記第２の層が、約７０ｎｍ以下の厚みを有する前記ＩＴＯ層を含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
前記第２の層が、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化チタン（ＴｉＯ２）の少なくとも１つを含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項３０】
前記光吸収構造体がさらに、前記第２の層に接触した第２の金属層を含み、前記第２の金属が前記金属層より大きな厚みを有する、請求項２５に記載の装置。
【請求項３１】
前記第２の層の第１の表面が、前記金属層の第１の金属表面と接触しており、前記光吸収構造体がさらに、
前記第１の金属表面の反対側にある前記金属層の第２の金属表面と接触している誘電体層と、
前記第１の表面の反対側にある前記第２の層の第２の表面と接触している第２の金属層とを含み、前記第２の金属が前記金属層より大きな厚みを有する、請求項２５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれる、２０１２年１２月２１日に出願された「ＩＮＴＥＲＦＥＲＯＭＥＴＲＩＣ  ＬＩＧＨＴ  ＡＢＳＯＲＢＩＮＧ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ  ＦＯＲ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題する米国有用出願第１３／７２５，２７２号の優先権を主張する。
【０００２】
本開示は電気機械システム（ＥＭＳ）の分野に関し、具体的には、ディスプレイ装置において使用するための光吸収構造体に関する。
【背景技術】
【０００３】
いくつかのディスプレイデバイスは、バックライトからの光の漏洩を減らし、周辺環境から発生した光の視聴者の方への反射を減らすための、光吸収層を組み込む。そのような光吸収層のディスプレイデバイスへの組込みは、ディスプレイデバイスの画像品質を改善するように機能する。従来の光吸収層には、いくつかの欠点があった。具体的には、光吸収層は時々、不適切なレベルの光吸収をもたらすことがあり、約２０％から約３０％の反射率を示す。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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革新的態様を有し、それらの態様のうちのいずれの１つも、本明細書で開示されている望ましい属性に単独で関与することはない。
【０００５】
本開示で説明される主題の１つの革新的態様は、金属層と金属層に接触した半導体層とを有する光吸収構造体を含む、装置において実装され得る。金属層と半導体層の各々は、約５０ｎｍ以下の厚みを有する。いくつかの実装形態では、金属層と半導体層の各々は、約２５ｎｍ以下の厚みを有する。いくつかの実装形態では、可視スペクトルの少なくとも一部分にわたる、かつ、光吸収構造体に対して垂直な軸に関して約４５°の入射角の範囲にわたる、光吸収構造体の反射率は、約１５％未満である。
【０００６】
いくつかの実装形態では、金属層は、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、Ｍｏ含有合金、およびアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを含む。いくつかの実装形態では、半導体層は、シリコン（Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、およびゲルマニウム（Ｇｅ）の少なくとも１つを含む。
【０００７】
いくつかの実装形態では、金属層は、ある原色に対応する光を吸収するように構成され、半導体層は、異なる原色に対応する光を吸収するように構成される。いくつかの実装形態では、光吸収構造体は、金属層に接触した誘電体層を含む。いくつかの実装形態では、光吸収構造体は、半導体層に接触した第２の金属層を含む。いくつかの実装形態では、第２の金属層は、金属層より大きな厚みを有する。いくつかの実装形態では、半導体層の第１の半導体表面は、金属層の第１の金属表面と接触している。光吸収構造体は、第１の金属表面の反対側にある金属層の第２の金属表面に接触した誘電体層と、第１の半導体表面の反対側にある半導体層の第２の半導体表面に接触した第２の金属層とを含む。第２の金属層は、金属層より大きな厚みを有する。いくつかの実装形態では、誘電体層は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）およびインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の１つを含む。いくつかの実装形態では、第２の金属層は少なくとも１００ｎｍの厚みを有する。いくつかの実装形態では、誘電体層は、約３０ｎｍを超えかつ約３００ｎｍ未満の厚みを有する。
【０００８】
いくつかの実装形態では、装置は、表示素子のアレイを含むディスプレイと、画像データを処理するように構成されるプロセッサと、プロセッサと通信するように構成されるメモリデバイスとを含む。いくつかの実装形態では、装置は、少なくとも１つの信号をディスプレイに送るように構成されるドライバ回路を含み、プロセッサはさらに、画像データの少なくとも一部分をドライバ回路に送るように構成される。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ように構成される画像ソースモジュールを含む。いくつかのそのような実装形態では、画像ソースモジュールは、受信機と、送受信機と、送信機の少なくとも１つを含む。いくつかの実装形態では、装置は、入力データを受け取り入力データをプロセッサに伝えるように構成される、入力デバイスを含む。
【０００９】
いくつかの実装形態では、表示素子は、電気機械システム（ＥＭＳ）表示素子を含む。いくつかの実装形態では、表示素子はマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）表示素子を含む。いくつかの実装形態では、表示素子は光変調器を含む。
【００１０】
いくつかの実装形態では、装置はさらに、表示素子のアレイを支持するように構成される第１の基板と、第１の基板から分離された第２の基板とを含む。いくつかの実装形態では、第１の基板、第２の基板、および表示素子の少なくとも１つが、光吸収構造体を含む。
【００１１】
本開示で説明される主題の別の革新的態様は、光吸収構造体を製造する方法において実装され得る。約５０ｎｍ未満の厚みを有する金属層と半導体層の一方が、基板に堆積される。金属層と半導体層の他方に相当し、約５０ｎｍの厚みを有する第２の層は、基板に堆積される金属層と半導体層の一方の頂部に直接堆積される。いくつかの実装形態では、可視スペクトルの少なくとも一部分にわたる、かつ４５°の入射角の範囲にわたる、光吸収構造体の反射率は、最大で約１５％である。いくつかの実装形態では、金属層は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｏ含有合金、およびＡｌの少なくとも１つを含む。
【００１２】
いくつかの実装形態では、半導体層は、Ｓｉ、ａ−Ｓｉ、およびＧｅの少なくとも１つを含む。いくつかの実装形態では、金属層は、ある原色に対応する光を吸収するように構成され、半導体層は、異なる原色に対応する光を吸収するように構成される。いくつかの実装形態では、方法は、誘電体層を堆積するステップを含む。いくつかの実装形態では、方法は、約１００ｎｍより大きな厚みを有する第２の金属層を堆積するステップを含む。
【００１３】
本開示で説明される主題の別の革新的態様は、約５０ｎｍ以下の厚みを有する金属層を有する光吸収構造体を含む装置において実装され得る。光吸収構造体はまた、金属層に接触した第２の層を含む。第２の層は、約１００ｎｍ以下の厚みを有するＩＴＯ層と、約２００ｎｍ以下の厚みを有する高屈折率誘電体層の１つであり得る。高屈折率誘電体層の屈折率は、約１．７以上である。いくつかの実装形態では、可視スペクトルの少なくとも一部分にわたる、かつ、光吸収構造体に対して垂直な軸に関して約４５°の入射角の範囲にわたる、光吸収構造体の反射率は、約１５％未満である。いくつかの実装形態では、金属層は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｏ含有合金、およびＡｌの少なくとも１つを含む。いくつかの実装形態では、ＩＴＯ層は、約７０ｎｍ以下の厚みを有する。いくつかの実装形態では、第２の層は、ＳｉＮｘおよび酸化チタン（ＴｉＯ２）の１つを含む。
【００１４】
いくつかの実装形態では、光吸収構造体はまた、ＩＴＯ層に接触した第２の金属層を含む。第２の金属層は、金属層より大きな厚みを有する。いくつかの実装形態では、第２の層の第１の表面は金属層の第１の金属表面と接触している。いくつかのそのような実装形態では、光吸収構造体は、第１の金属表面の反対側にある金属層の第２の金属表面に接触した誘電体層を含む。第２の金属層は、第１の表面の反対側にある第２の層の第２の表面と接触している。第２の金属層は、金属層より大きな厚みを有する。
【００１５】
本明細書で説明する主題の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す。本概要で提供する例は、主にＭＥＭＳ方式ディスプレイに関して説明するが、本明細書で提供する概念は、他のタイプのディスプレイ、たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイおよび電界放出ディスプレイ、ならびに他の非ディスプレイＭＥＭＳデバイス、たとえば、ＭＥＭＳマイクロフォン、センサ、および光スイッチ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ろう。以下の図の相対寸法は、一定の縮尺で描かれてはいない場合があることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】直視マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）方式ディスプレイ装置の例示的な概略図である。
【図１Ｂ】ホストデバイスの例示的なブロック図である。
【図２Ａ】例示的なシャッター式光変調器の例示的な透視図である。
【図２Ｂ】回転アクチュエータシャッター式光変調器の例示的な断面図である。
【図２Ｃ】例示的な非シャッター式マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）光変調器の例示的な断面図である。
【図２Ｄ】エレクトロウェッティング式光変調アレイの例示的な断面図である。
【図３Ａ】制御マトリクスの例示的な概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａの制御マトリクスに接続されたシャッター式光変調器アレイの例示的な透視図である。
【図４Ａ】二重アクチュエータシャッターアセンブリの例示的な図である。
【図４Ｂ】二重アクチュエータシャッターアセンブリの例示的な図である。
【図５】シャッター式光変調器を組み込むディスプレイ装置の例示的な断面図である。
【図６】ディスプレイのＭＥＭＳダウン構成において使用するための、光変調器基板および開口プレートの例示的な断面図である。
【図７】例示的なＭＥＭＳダウン式ディスプレイ装置を示す図である。
【図８】例示的な複数層の光吸収構造体を示す図である。
【図９】例示的な複数層の光吸収構造体を示す図である。
【図１０Ａ】光吸収構造体を含む開口層の例示的な断面を示す図である。
【図１０Ｂ】様々な入射角にわたる、開口層の表面に入射する可視光の反射率のシミュレーション結果を示す例示的なグラフである。
【図１１Ａ】光吸収構造体を含むシャッターの例示的な断面を示す図である。
【図１１Ｂ】様々な入射角にわたる、シャッターの表面に入射する可視光の反射率のシミュレーション結果を示す例示的なグラフである。
【図１２Ａ】光吸収構造体を含むシャッターの例示的な断面を示す図である。
【図１２Ｂ】様々な入射角にわたる、シャッターの表面に入射する可視光の反射率のシミュレーション結果を示す例示的なグラフである。
【図１３Ａ】ディスプレイのＭＥＭＳダウン構成において使用するための、光変調器基板および開口プレートの例示的な断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示されるディスプレイの部分の例示的な断面を示す図である。
【図１４Ａ】複数の表示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の例である。
【図１４Ｂ】複数の表示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の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
以下の説明は、本開示の革新的態様を説明する目的で、いくつかの実装形態を対象とする。しかしながら、当業者は、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容易に認識するだろう。説明される実装形態は、動いているか（ビデオのような）静止しているか（静止画のような）にかかわらず、かつ、文字か、グラフィックか、または写真かにかかわらず、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。より具体的には、説明される実装形態は、限定はされないが、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、移動テレビ受信機、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／ナビゲーター、カメラ、デジタルメディアプレーヤー（ＭＰ３プレーヤーのような）、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、時計、電卓、テレビモニター、フラットパネルディスプレイ、電子書籍デバイス（たとえば、電子書籍リーダー）、コンピュータモニター、自動車用ディスプレイ（オドメーターおよび速度計のディスプレイなどを含む）、コクピット制御装置および／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（車両の後方カメラのディスプレイのような）、電子写真、電光掲示板または電子看板、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、カセットレコーダーまたはプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ＶＣＲ、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯／乾燥機、パーキングメーター、パッケージング（マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）用途、さらには非ＥＭＳ用途を含む電気機械システム（ＥＭＳ）用途などにおける）、美的構造物（宝飾品または衣服への画像の表示のような）、および種々のＥＭＳデバイスのような、種々の電子デバイスに含まれてよく、またはそれらと関連付けられてよい。本明細書の教示はまた、限定はされないが、電子スイッチングデバイス、高周波フィルタ、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、動き検知デバイス、磁力計、民生用電子機器向けの慣性構成要素、民生用電子製品の部品、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、および電子試験装置のような、非ディスプレイ用途で使用され得る。したがって、本教示は、図のみにおいて示される実装形態に限定されることは意図されず、代わりに、当業者に容易に明らかとなるような広い適用可能性を有する。
【００１９】
本開示は、改善された光吸収をもたらす光吸収構造体に関する。光吸収構造体は、金属層と、金属層に接触した半導体層とを含む。いくつかの実装形態では、光吸収構造体は、金属層と、金属層に接触したインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層とを含む。いくつかの実装形態では、光吸収構造体は、金属層と、金属層に接触した高屈折率誘電体層とを含む。いくつかの実装形態では、高屈折率誘電体層は、約１．７以上の屈折率を有し得る。いくつかの実装形態では、高屈折率誘電体層は、窒化シリコン（ＳｉＮ）または酸化チタン（ＴｉＯ２）であってよく、またはそれらを含む。
【００２０】
光吸収構造体は、光吸収構造体内で反射された光の弱め合う干渉とともに、構成材料中での光の吸収によって、高いレベルの光吸収をもたらす。構成材料による光の吸収と、光吸収構造体内で反射される光の弱め合う干渉の発生との両方が、構成材料の厚みに依存する。このため、層の厚みは、光吸収構造体の全体的な吸収特性が改善されるように選択される。いくつかの実装形態では、金属層と半導体層の少なくとも一方は、最大で約５０ｎｍの厚みを有する。いくつかの実装形態では、金属層と半導体層の各々は、最大で約５０ｎｍの厚みを有し得る。いくつかの実装形態では、層の少なくとも１つの厚みは約１０ｎｍ未満である。金属層とＩＴＯ層とを含むいくつかの実装形態では、金属層とＩＴＯ層の少なくとも一方は、最大で約５０ｎｍの厚みを有する。いくつかの実装形態では、ＩＴＯ層は、最大で約１００ｎｍの厚みを有し得る。いくつかの実装形態では、金属層の厚みは約１０ｎｍ未満である。いくつかの実装形態では、高屈折率誘電体層は、約２００ｎｍ未満の厚みを有する。
【００２１】
いくつかの実装形態では、金属層は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびモリブデン（Ｍｏ）から選択される金属を含む。いくつかの実装形態では、半導体層は、シリコン（Ｓｉ）およびゲルマニウム（Ｇｅ）から選択される半導体を含む。たとえば、金属層はＴｉの層であってよく、半導体層はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の層であってよい。いくつかの実装形態では、金属層は、ある原色（または原色のあるセット）に対応する光を吸収するように構成され、半導体層は、異なる原色（または異なる原色のセット）に対応する光を吸収するように構成される。いくつかの実装形態では、金属層と半導体層の各々は、１つまたは複数の原色の光の一部を吸収するように構成される。いくつかの実装形態では、金属層と半導体層の各々は、同じ色に対応する光の部分を吸収するように構成される。いくつかの実装形態では、可視スペクトルの少なくとも一部分にわたる、かつ４５°の入射角の範囲にわたる、光吸収構造体の反射率は、約１５％以下である。すなわち、光吸収構造体は、光吸収構造体に入射する光の約８５％以上を吸収することができる。いくつかの実装形態では、同じ範囲の入射角にわたる、可視スペクトルにわたる光吸収構造体の反射率は、約５％にすぎない。
【００２２】
いくつかの実装形態では、光吸収構造体は、ディスプレイデバイスに組み込まれる。そのような実装形態では、光吸収構造体は、ディスプレイデバイスの１つまたは複数の表面に含まれ得る。たとえば、光吸収構造体は、ディスプレイのバックライトに面する、光変調器の後向きの表面に含まれ得る。このようにして、光変調器によって遮断されるバックライトからの光は、光吸収構造体によって吸収され得る。光変調器の後向きの表面で反射されたあらゆる光は、バックライトと光変調器との間に配置される基板の前向きの表面に衝突し得る。したがって、光吸収構造体が含まれ得る別の例示的な位置は、ディスプレイの視聴者に面する、基板の前向きの表面である。
【００２３】
いくつかの実装形態では、光吸収構造体は、バックプレート回路の一部である、１つまたは複数の電子部品を形成し得る。そのような電子部品の例は、電気相互接続、スイッチ、トランジスタ、およびキャパシタを含む。いくつかのそのような実装形態では、光吸収構造体は、その上に電子部品が形成される基板の部分を含み得る。たとえば、基板に形成される電気相互接続は、基板と、約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みを有する第１の導電層と、５ｎｍ〜２０ｎｍの厚みを有する第１の金属層と、約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みを有する第２の導電層と、１５０ｎｍ〜３００ｎｍの厚みを有する第２の金属層と、約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みを有する第３の導電層と、５ｎｍ〜２０ｎｍの厚みを有する第３の金属層と、５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みを有する第４の導電層とを含む、光吸収構造体の一部であり得る。いくつかの実装形態では、金属層は、ＭｏまたはＭｏ含有合金であり、またはこれらを含む。いくつかの実装形態では、導電層はＩＴＯであり、またはＩＴＯを含む。
【００２４】
本開示で説明される主題の特定の実装形態は、次の潜在的な利点の１つまたは複数を実現するように実装され得る。上で説明されたように、光吸収構造体の構成材料による光の吸収と、光吸収構造体内で反射される光の弱め合う干渉の発生とが、改善された光の吸収をもたらす。結果として、いくつかの実装形態では、そのような光吸収構造体の反射率は、約１０％未満となることがあり、いくつかの場合には約５％未満となることがある。そのような光吸収構造体を含むディスプレイは、改善されたコントラスト比とともに、改善された視野角を達成し得る。ディスプレイのコントラスト比を改善することによって、ディスプレイの色純度およびシャープネスが改善する。結果として、そのような光吸収構造体を含むディスプレイは、改善された画像品質を提供することができる。
【００２５】
コントラスト比を改善することに加えて、本明細書で開示される光吸収構造体のいくつかを使用することは、ディスプレイを製造するプロセスを簡単にすることもできる。たとえば、Ａｌは一般にいくつかの望ましい特性を有するが、ＥＭＳシャッターのようないくつかのディスプレイ構造では、その高度に反射的な性質により使用することが難しいことがわかっている。しかしながら、本明細書で開示されるように、ディスプレイは、Ａｌをシャッターに組み込むことができるだけではなく、光吸収構造体の一部としてそのＡｌを使用することもできる。したがって、ディスプレイは、材料の望ましい特性を利用することが可能であり、同時に、それを使用して材料固有のより望ましくない特性を打ち消すことが可能である。
【００２６】
いくつかの実装形態では、光吸収構造体は、バックプレート回路の一部である、１つまたは複数の電子部品を形成し得る。電子部品は一般に、電子部品を反射的にする導電層を含むので、光吸収構造体の一部として電子部品を形成することは、電子部品に衝突するディスプレイ内の光を吸収することによって、電子部品の反射率を下げることができ、このことは、ディスプレイのコントラスト比を改善する。
【００２７】
図１Ａは、ＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００の概略図を示している。ディスプレイ装置１００は、行および列に配列された複数の光変調器１０２ａ〜１０２ｄ（全体として「光変調器１０２」）を含む。ディスプレイ装置１００において、光変調器１０２ａおよび１０２ｄは開状態にあり、光を通させる。光変調器１０２ｂおよび１０２ｃは閉状態にあり、光の通過を妨げる。光変調器１０２ａ〜１０２ｄの状態を選択的にセットすることによって、ディスプレイ装置１００は、１つのランプまたは複数のランプ１０５で照射された場合、バックライト付きディスプレイ用の画像１０４を形成するのに利用することができる。別の実装形態では、装置１００は、装置の前面から発する周辺光の反射によって、画像を形成することができる。別の実装形態では、装置１００は、ディスプレイの前面に配置された１つのランプまたは複数のランプからの光の反射によって、すなわちフロントライトを使用して、画像を形成することができる。
【００２８】
いくつかの実装形態では、各光変調器１０２は、画像１０４中の画素１０６に対応する。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置１００は、複数の光変調器を利用して、画像１０４中の画素１０６を形成することができる。たとえば、ディスプレイ装置１００は、３つの色固有光変調器１０２を含み得る。特定の画素１０６に対応する色固有光変調器１０２のうちの１つまたは複数を選択的に開くことによって、ディスプレイ装置１００は、画像１０４中のカラー画素１０６を生成することができる。別の例では、ディスプレイ装置１００は、画像１０４中のルミナンスレベルを提供するために、画素１０６ごとに２つ以上の光変調器１０２を含む。画像に関して、「画素」は、画像の解像度によって定義される最も小さいピクチャ要素に対応する。ディスプレイ装置１００の構造構成要素に関して、「画素」という用語は、画像の単一画素を形成する光を変調するのに使用される、機械構成要素と電気構成要素との組合せを指す。
【００２９】
ディスプレイ装置１００は、投影型アプリケーションで通常見出される結像光学素子を含まなくてよいという点で、直視型ディスプレイである。投影型ディスプレイでは、ディスプレイ装置の表面に形成される画像は、スクリーンまたは壁に投影される。ディスプレイ装置は、投影画像よりもかなり小さい。直視型ディスプレイでは、ユーザは、光変調器を含み、場合によってはディスプレイ上で見られる輝度および／またはコントラストを増強するためのバックライトまたはフロントライトを含むディスプレイ装置を直接見ることによって、画像を見る。
【００３０】
直視型ディスプレイは、透過モードまたは反射モードのいずれかで動作し得る。透過型ディスプレイでは、光変調器は、ディスプレイの後ろに配置された１つのランプまたは複数のランプから発する光をフィルタリングし、または選択的に遮断する。場合によっては、各画素を均一に照明できるように、ランプからの光は、光ガイドまたは「バックライト」に注入される。透過直視型ディスプレイは、光変調器を含む一方の基板がバックライトのすぐ上に配置されるサンドイッチアセンブリ配列を円滑にするように、透明基板またはガラス基板の上に構築されることが多い。
【００３１】
各光変調器１０２は、シャッター１０８および開口１０９を含むことができる。画像１０４中の画素１０６を照明するために、シャッター１０８は、見ている人に向かって光が開口１０９を通るように配置される。画素１０６を未点灯のまま保つために、シャッター１０８は、光が開口１０９を通過するのを妨げるように配置される。開口１０９は、各光変調器１０２中の反射材料または光吸収材料を通じてパターニングされた開きによって画定される。
【００３２】
ディスプレイ装置は、シャッターの移動を制御するための、基板と、光変調器とに接続された制御マトリクスも含む。制御マトリクスは、画素の行ごとに、少なくとも１つの書込み許可相互接続１１０（「スキャンライン相互接続」とも呼ばれる）と、各画素列に対する１つのデータ相互接続１１２と、すべての画素に、または少なくとも、ディスプレイ装置１００中の複数の列と複数の行の両方にある画素に共通電圧を与える１つの共通相互接続１１４とを含む、一連の電気相互接続（たとえば、相互接続１１０、１１２および１１４）を含む。適切な電圧（「書込み許可電圧、ＶＷＥ」）の印加に応じて、所与の画素行に対する書込み許可相互接続１１０は、行中の画素を、新規シャッター移動命令を受諾するように準備する。データ相互接続１１２は、新規移動命令を、データ電圧パルスの形で伝達する。データ相互接続１１２に印加されるデータ電圧パルスは、いくつかの実装形態において、シャッターの静電的な移動に直接寄与する。いくつかの他の実装形態では、データ電圧パルスは、スイッチ、たとえばトランジスタ、または、データ電圧よりも通常、規模が高い別個の作動電圧の、光変調器１０２への印加を制御する他の非線形回路要素を制御する。次いで、これらの作動電圧を印加した結果、シャッター１０８の静電駆動移動が生じる。
【００３３】
図１Ｂは、ホストデバイス１２０（すなわち、セルフォン、スマートフォン、ＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤー、タブレット、電子リーダーなど）のブロック図の一例を示している。ホストデバイス１２０は、ディスプレイ装置１２８、ホストプロセッサ１２２、環境センサ１２４、ユーザ入力モジュール１２６、および電源を含む。
【００３４】
ディスプレイ装置１２８は、複数のスキャンドライバ１３０（「書込み許可電圧源」とも呼ばれる）、複数のデータドライバ１３２（「データ電圧源」とも呼ばれる）、コントローラ１３４、共通ドライバ１３８、ランプ１４０〜１４６、ランプドライバ１４８、および、図１Ａに示される光変調器１０２のような表示素子のアレイ１５０を含む。スキャンドライバ１３０は、スキャンライン相互接続１１０に書込み許可電圧を印加する。データドライバ１３２は、データ相互接続１１２にデータ電圧を印加する。
【００３５】
ディスプレイ装置のいくつかの実装形態では、データドライバ１３２は、特に画像１０４のルミナンスレベルがアナログ方式で導出されるべきである場合、表示素子のアレイ１５０にアナログデータ電圧を提供するように構成される。アナログ動作において、光変調器１０２は、ある範囲の中間電圧がデータ相互接続１１２を通して印加されると、シャッター１０８における、ある範囲の中間開状態が生じ、その結果、ある範囲の中間照明状態または画像１０４におけるルミナンスレベルが生じるように設計される。他の場合には、データドライバ１３２は、２つ、３つまたは４つのデジタル電圧レベルの縮小セットのみをデータ相互接続１１２に印加するように構成される。これらの電圧レベルは、デジタル方式で、シャッター１０８の各々に対して、開状態、閉状態、または他の不連続状態（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｓｔａｔｅ）をセットするように設計される。
【００３６】
スキャンドライバ１３０およびデータドライバ１３２は、デジタルコントローラ回路１３４（「コントローラ１３４」とも呼ばれる）に接続される。コントローラはデータを、行および画像フレームでグルーピングされた所定のシーケンスに編成されて、ほぼ直列方式でデータドライバ１３２に送る。データドライバ１３２は、直列並列データコンバータと、レベルシフティングと、一部のアプリケーション向けにはデジタルアナログ電圧コンバータとを含み得る。
【００３７】
ディスプレイ装置は、場合によっては、共通電圧源とも呼ばれる１組の共通ドライバ１３８を含む。いくつかの実装形態において、共通ドライバ１３８は、たとえば、一連の共通相互接続１１４に電圧を供給することによって、表示素子のアレイ１５０内のすべての表示素子にＤＣ共通電位を提供する。いくつかの他の実装形態では、共通ドライバ１３８は、コントローラ１３４からのコマンドに従って、表示素子のアレイ１５０に対し電圧パルスまたは信号、たとえば、アレイ１５０の複数の行および列中のすべての表示素子の同時作動を駆動および／または開始することが可能であるグローバル作動パルスを出す。
【００３８】
異なるディスプレイ機能のためのドライバ（たとえば、スキャンドライバ１３０、データドライバ１３２、および共通ドライバ１３８）はすべて、コントローラ１３４によって時間同期される。コントローラからのタイミングコマンドが、ランプドライバ１４８と、表示素子のアレイ１５０内の特定の行の書込み許可およびシーケンシングと、データドライバ１３２からの電圧の出力と、表示素子作動を可能にする電圧の出力とにより、赤、緑および青および白色ランプ（それぞれ１４０、１４２、１４４、および１４６）の照明を調整する。
【００３９】
コントローラ１３４は、シャッター１０８の各々が、新規画像１０４に適した照明レベルにリセットされ得るためのシーケンシングまたはアドレス指定方式を決定する。新規画像１０４は、周期的間隔でセットされ得る。たとえば、ビデオディスプレイの場合、カラー画像１０４またはビデオフレームは、１０〜３００ヘルツ（Ｈｚ）の範囲の周波数でリフレッシュされる。いくつかの実装形態において、アレイ１５０への画像フレームの設定は、交替画像フレームが、赤、緑および青など、交替する一連の色で照射されるように、ランプ１４０、１４２、１４４、および１４６の照明と同期される。それぞれの色のための画像フレームは、カラーサブフレームと呼ばれる。フィールド順次式カラー方法と呼ばれるこの方法では、カラーサブフレームが、２０Ｈｚを超過する周波数で交替される場合、人間の脳は、交替するフレーム画像を、広い連続する範囲の色を有する画像の知覚に平均する。代替実装形態では、原色をもつ４つ以上のランプが、ディスプレイ装置１００において利用されてよく、赤、緑、および青以外の原色を利用する。
【００４０】
ディスプレイ装置１００が、開状態と閉状態との間のシャッター１０８のデジタル切替えのために設計されるいくつかの実装形態において、コントローラ１３４は、前述のように、時分割グレースケールの方法によって画像を形成する。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置１００は、画素ごとに複数のシャッター１０８を使用することによって、グレースケールを提供することができる。
【００４１】
いくつかの実装形態において、画像状態１０４についてのデータは、コントローラ１３４によって、表示素子アレイ１５０に、スキャンラインとも呼ばれる個々の行の順次アドレス指定によりロードされる。シーケンス中の行またはスキャンラインごとに、スキャンドライバ１３０は、アレイ１５０のその行について、書込み許可相互接続１１０に書込み許可電圧を印加し、続いて、データドライバ１３２が、選択された行中の各列について、所望のシャッター状態に対応するデータ電圧を供給する。このプロセスは、アレイ１５０中のすべての行についてデータがロードされるまで繰り返す。いくつかの実装形態において、データローディングのための選択された行のシーケンスは、線形であり、アレイ１５０中の上から下に進む。いくつかの他の実装形態では、選択された行のシーケンスは、視覚的アーティファクトを最小限にするために擬似ランダム化される。また、いくつかの他の実装形態では、シーケンシングはブロックで編成され、この場合、ブロックに対して、画像状態１０４の特定の一部のみについてのデータが、たとえば、シーケンス中のアレイ１５０の５行おきにのみアドレス指定することによってアレイ１５０にロードされる。
【００４２】
いくつかの実装形態において、アレイ１５０に画像データをロードするためのプロセスは、アレイ１５０中の表示素子を作動させるプロセスとは、時間的に分離される。これらの実装形態において、表示素子アレイ１５０は、アレイ１５０中の各表示素子に対するデータメモリ要素を含むことができ、制御マトリクスは、メモリ要素に記憶されたデータに従って、シャッター１０８の同時作動を開始するためのトリガ信号を、共通ドライバ１３８から搬送するためのグローバル作動相互接続を含み得る。
【００４３】
代替実装形態では、表示素子のアレイ１５０と、表示素子を制御する制御マトリクスとが、方形の行および列以外の構成で配列され得る。たとえば、表示素子は、六角形アレイまたは曲線をなす行および列で配列され得る。概して、本明細書で使用するスキャンラインという用語は、書込み許可相互接続を共有する、任意の複数の表示素子を指すものである。
【００４４】
ホストプロセッサ１２２は全般的に、ホストの動作を制御する。たとえば、ホストプロセッサ１２２は、ポータブル電子デバイスを制御するための汎用または専用プロセッサであり得る。ホストデバイス１２０内に含まれるディスプレイ装置１２８に対して、ホストプロセッサ１２２は、画像データならびにホストに関する追加データを出力する。そのような情報は、環境センサからのデータ、たとえば周辺光もしくは温度、ホストに関する情報、たとえば、ホストの動作モードもしくはホストの電源に残っている電力量、画像データの内容に関する情報、画像データのタイプに関する情報、および／または画像を選択する際に使用するディスプレイ装置に関する指示を含み得る。
【００４５】
ユーザ入力モジュール１２６は、ユーザの個人的好みをコントローラ１３４に直接、またはホストプロセッサ１２２を介して伝える。いくつかの実装形態では、ユーザ入力モジュール１２６は、ユーザが「色をより濃く」、「コントラストをより良好に」、「電力をより低く」、「輝度を増して」、「スポーツ」、「生のアクション」、または「アニメーション」などの個人的好みをプログラムしているソフトウェアによって制御される。いくつかの他の実装形態では、これらの好みは、スイッチまたはダイヤルなどのハードウェアを使用して、ホストに入力される。コントローラへの複数のデータ入力はコントローラ１３４に対し、最適な画像化特性に対応する様々なドライバ１３０、１３２、１３８および１４８にデータを提供するように指示する。
【００４６】
環境センサモジュール１２４も、ホストデバイス１２０の一部として含まれ得る。環境センサモジュール１２４は、温度および／または周辺の採光条件など、周辺環境に関するデータを受信する。センサモジュール１２４は、デバイスが屋内またはオフィス環境で動作しているのか、明るい昼光の中の屋外環境で動作しているのか、夜間の屋外環境で動作しているのかを区別するようにプログラムされ得る。センサモジュール１２４は、コントローラ１３４が周辺環境に応答して表示条件を最適化できるように、この情報をディスプレイコントローラ１３４に通信する。
【００４７】
図２Ａは、例示的なシャッター式光変調器２００の透視図を示している。シャッター式光変調器２００は、図１Ａの直視型ＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００への組込みに適している。光変調器２００は、アクチュエータ２０４に結合されたシャッター２０２を含む。アクチュエータ２０４は、２つの別個のコンプライアント電極ビームアクチュエータ２０５（「アクチュエータ２０５」）から形成され得る。シャッター２０２は、一方では、アクチュエータ２０５に結合する。アクチュエータ２０５は、表面２０３に対して実質的に平行である運動面における表面２０３の上方で、シャッター２０２を横方向に移動する。シャッター２０２の反対側は、アクチュエータ２０４によって加えられる力に対向する復元力を与えるスプリング２０７に結合する。
【００４８】
各アクチュエータ２０５は、シャッター２０２をロードアンカ２０８に接続するコンプライアントロードビーム２０６を含む。ロードアンカ２０８は、コンプライアントロードビーム２０６とともに、機械的サポートとして働き、シャッター２０２を、表面２０３に近接して懸架されたまま保つ。表面２０３は、光を通過させるための１つまたは複数の開口穴２１１を含む。ロードアンカ２０８は、コンプライアントロードビーム２０６とシャッター２０２とを表面２０３に物理接続し、ロードビーム２０６を、バイアス電圧、一部の事例ではグランドに電気接続する。
【００４９】
基板がＳｉのような不透過性のものである場合、基板２０４を通して穴アレイをエッチングすることによって、基板に開口穴２１１が形成される。基板２０４がガラスやプラスチックのような透明なものである場合、基板２０３に堆積された遮光材料の層に開口穴２１１が形成される。開口穴２１１は概して、円形、楕円、多角形、蛇状、または形状が不規則でよい。
【００５０】
各アクチュエータ２０５は、各ロードビーム２０６に隣接して配置されたコンプライアント駆動ビーム２１６も含む。駆動ビーム２１６は、一方の端部において、駆動ビーム２１６の間で共有される駆動ビームアンカ２１８に結合する。各駆動ビーム２１６の他端は、自由に移動する。各駆動ビーム２１６は、駆動ビーム２１６の自由端と、ロードビーム２０６の固定端との近くのロードビーム２０６に最接近するように湾曲される。
【００５１】
動作時、光変調器２００を組み込むディスプレイ装置は、駆動ビームアンカ２１８を介して駆動ビーム２１６に電位を印加する。第２の電位が、ロードビーム２０６に印加され得る。駆動ビーム２１６とロードビーム２０６との間の得られる電位差は、駆動ビーム２１６の自由端を、ロードビーム２０６の固定端の方に引き付け、ロードビーム２０６のシャッター端を、駆動ビーム２１６の固定端の方に引き付け、そうすることによって、シャッター２０２を、駆動アンカ２１８に向かって横に駆動する。コンプライアント部材２０６は、ビーム２０６および２１６の電位にわたる電圧が除去されたとき、ロードビーム２０６がシャッター２０２をその初期位置に押し戻すように、スプリングとして働き、ロードビーム２０６に蓄えられた応力を解放する。
【００５２】
光変調器２００などの光変調器は、電圧が除去された後にシャッターをその休止位置に戻すための、スプリングなどの受動復元力を組み込む。他のシャッターアセンブリは、「開」および「閉」アクチュエータの２種セット、ならびにシャッターを開状態または閉状態のいずれかに移動させるための「開」および「閉」電極の別個のセットを組み込むことができる。
【００５３】
制御マトリクスによりシャッターおよび開口のアレイを制御して、画像が生じるようにし、多くの場合、適切なルミナンスレベルで画像を移動させるための様々な方法がある。一部のケースでは、制御は、ディスプレイの周囲にあるドライバ回路に接続された行および列相互接続の受動マトリクスアレイを用いて遂行される。他のケースでは、速度、ディスプレイのルミナンスレベルおよび／または電力消散性能を向上させるために、切替えおよび／またはデータ記憶要素を、アレイ（いわゆるアクティブマトリクス）の各画素中に含めることが適切である。
【００５４】
ディスプレイ装置１００は、代替実装形態では、上で説明されたシャッターアセンブリ２００のような、横方向シャッター式光変調器以外の表示素子を含む。たとえば、図２Ｂは、回転アクチュエータシャッター式光変調器２２０の例示的な断面図を示す。回転アクチュエータシャッター式光変調器２２０は、図１ＡのＭＥＭＳ式ディスプレイ装置１００の代替実装形態への組込みに適している。回転アクチュエータ式光変調器は、固定電極の反対側に配設され、電界の印加に伴ってシャッターとして機能するように特定の方向に移動するようにバイアスされた、可動電極を含む。いくつかの実装形態では、光変調器２２０は、基板２２８と絶縁層２２４との間に配設された平面電極２２６と、絶縁層２２４に取り付けられた固定端部２３０を有する可動電極２２２とを含む。印加電圧がまったくない場合に、可動電極２２２の可動端部２３２は、固定端部２３０の方へ自由に回転して、回転状態をもたらす。電極２２２と電極２２６との間に電圧を印加すると、可動電極２２２は展開し、絶縁層２２４に対して横になり、それにより光が基板２２８を通るのを遮断するシャッターとして働く。可動電極２２２は、電圧が除去された後、弾性復元力によって回転状態に戻る。回転状態の方へのバイアスは、異方性応力状態を含むように可動電極２２２を製造することによって達成され得る。
【００５５】
図２Ｃは、例示的な非シャッター式ＭＥＭＳ光変調器２５０の例示的な断面図を示す。光タップ変調器２５０は、図１ＡのＭＥＭＳ式ディスプレイ装置１００の代替実装形態への組込みに適している。光タップは、減衰全反射（ＴＩＲ）の原理に従って動作する。すなわち、光２５２が光ガイド２５４にもたらされると、干渉がない状況において、光２５２はたいてい、ＴＩＲが原因で、光ガイド２５４の前面または後面を通って光ガイド２５４を脱出することができない。光タップ２５０は、十分に高い屈折率を有するタップ要素２５６を含むので、タップ要素２５６が光ガイド２５４と接触したことに応答して、タップ要素２５６に隣接した光ガイド２５４の表面に衝突した光２５２は、光ガイド２５４から脱出してタップ要素２５６を通って視聴者の方に向かい、それにより、画像の形成に寄与する。
【００５６】
いくつかの実装形態では、タップ要素２５６は、柔軟な透明材料のビーム２５８の一部として形成される。電極２６０は、ビーム２５８の一方の側の部分を被覆する。対向する電極２６２が、光ガイド２５４上に配設される。電極２６０および２６２にわたって電圧を印加することによって、光ガイド２５４に対するタップ要素２５６の位置は、光ガイド２５４から光２５２を選択的に抽出するように制御され得る。
【００５７】
図２Ｄは、エレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０の例示的な断面図を示す。エレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０は、図１ＡのＭＥＭＳ式ディスプレイ装置１００の代替実装形態への組込みに適している。光変調アレイ２７０は、光キャビティ２７４上に形成された複数のエレクトロウェッティング式光変調セル２７２ａ〜ｄ（全体として「セル２７２」）を含む。光変調アレイ２７０はまた、セル２７２に対応するカラーフィルタ２７６のセットを含む。
【００５８】
各セル２７２は、水（または他の透明な導電性または有極性の流体）２７８の層、光吸収オイル２８０の層、（たとえば、ＩＴＯから作られた）透明電極２８２、および光吸収オイル２８０の層と透明電極２８２との間に位置する絶縁層２８４を含む。本明細書で説明される実装形態では、電極はセル２７２の後面の一部分を占める。
【００５９】
セル２７２の後面の残りは、光キャビティ２７４の前面を形成する反射開口層２８６から形成される。反射開口層２８６は、反射性金属、または誘電体鏡を形成する薄膜の積層体のような、反射性材料から形成される。セル２７２ごとに、光が通過するのを可能にするように反射開口層２８６中に開口が形成される。セルの電極２８２は、開口中に、かつ、別の誘電体層によって分離された反射開口層２８６を形成する材料の上に、堆積される。
【００６０】
光キャビティ２７４の残りは、反射開口層２８６に近接して配置された光ガイド２８８と、反射開口層２８６の反対側の光ガイド２８８の一方の側にある第２の反射層２９０とを含む。一連の光リダイレクタ２９１は、光ガイドの後面上に、第２の反射層に近接して形成される。光リダイレクタ２９１は、拡散反射体または鏡面反射体のいずれかであり得る。ＬＥＤなどの１つまたは複数の光源２９２が、光ガイド２８８に光２９４を注入する。
【００６１】
代替実装形態では、追加の透明基板（図示せず）が光ガイド２８８と光変調アレイ２７０との間に配置される。この実装形態では、反射開口層２８６は、光ガイド２８８の表面上ではなく追加の透明基板上に形成される。
【００６２】
動作中、セル（たとえば、セル２７２ｂまたは２７２ｃ）の電極２８２に電圧を印加すると、セル中の光吸収オイル２８０はセル２７２の一部分に集まる。その結果、光吸収オイル２８０は、反射開口層２８６中に形成された開口を光が通過するのをもはや遮断しない（たとえば、セル２７２ｂおよび２７２ｃ参照）。次いで開口におけるバックライトから脱出した光は、セルを通り、カラーフィルタのセット２７６中の対応するカラーフィルタ（たとえば、赤、緑または青）を通って脱出して、画像中に色画素を形成することが可能である。電極２８２が接地されるとき、光吸収オイル２８０は、反射開口層２８６中の開口を覆い、開口を通過しようとするあらゆる光２９４を吸収する。
【００６３】
電圧がセル２７２に印加されたときにオイル２８０が集まる領域は、画像の形成に関して無駄な空間となる。この領域は、電圧が印加されるかまたはされないかに関係なく、非透過的である。したがって、反射開口層２８６の反射部分を含めないと、この領域は、反射部分を含めていれば画像の形成に寄与するために使用され得る光を吸収する。一方、反射開口層２８６を含めると、反射開口層を含めなければ吸収されているであろうこの光は、異なる開口を通じた今後の脱出のために、光ガイド２９０に逆反射される。エレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０は、本明細書で説明されるディスプレイ装置に含めるのに適した非シャッター式ＭＥＭＳ変調器の唯一の例ではない。他の形式の非シャッター式ＭＥＭＳ変調器も同様に、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書で説明される様々な形式のコントローラ機能によって制御され得る。
【００６４】
図３Ａは、制御マトリクス３００の例示的な概略図を示している。制御マトリクス３００は、図１ＡのＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置１００に組み込まれた光変調器を制御するのに適している。図３Ｂは、図３Ａの制御マトリクス３００に接続されたシャッター式光変調器アレイ３２０の透視図を示している。制御マトリクス３００は、画素アレイ３２０（「アレイ３２０」）をアドレス指定することができる。各画素３０１は、アクチュエータ３０３によって制御される、図２Ａのシャッターアセンブリ２００などの弾性シャッターアセンブリ３０２を含み得る。各画素は、開口３２４を含む開口層３２２も含み得る。
【００６５】
制御マトリクス３００は、シャッターアセンブリ３０２が形成される基板３０４の表面に、拡散または薄膜堆積電気回路として組み立てられる。制御マトリクス３００は、制御マトリクス３００中の画素３０１の各行に対するスキャンライン相互接続３０６と、制御マトリクス３００中の画素３０１の各列に対するデータ相互接続３０８とを含む。各スキャンライン相互接続３０６は、書込み許可電圧源３０７を、対応する画素３０１の行中の画素３０１に電気接続する。各データ相互接続３０８は、データ電圧源３０９（「Ｖｄソース」）を、対応する画素の列中の画素３０１に電気接続する。制御マトリクス３００中で、Ｖｄソース３０９は、シャッターアセンブリ３０２の作動に使用されるエネルギーの大部分を提供する。このように、データ電圧源、Ｖｄソース３０９は、作動電圧源としても働く。
【００６６】
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、画素アレイ３２０中の各画素３０１または各シャッターアセンブリ３０２に対して、制御マトリクス３００は、トランジスタ３１０とキャパシタ３１２とを含む。各トランジスタ３１０のゲートは、画素３０１が置かれているアレイ３２０中の行のスキャンライン相互接続３０６に電気接続される。各トランジスタ３１０のソースは、それに対応するデータ相互接続３０８に電気接続される。各シャッターアセンブリ３０２のアクチュエータ３０３は、２つの電極を含む。各トランジスタ３１０のドレインは、対応するキャパシタ３１２の１つの電極、および対応するアクチュエータ３０３の電極のうちの１つと並列に電気接続される。シャッターアセンブリ３０２内のキャパシタ３１２の他方の電極およびアクチュエータ３０３の他方の電極は、共通または接地電位に接続される。代替実装形態では、トランジスタ３１０は、半導体ダイオードおよび／または金属絶縁体金属サンドイッチ型スイッチ素子で置き換えることができる。
【００６７】
動作時、画像を形成するために、制御マトリクス３００は、各スキャンライン相互接続３０６にＶｗｅを順に印加することによって、シーケンス中のアレイ３２０中の各行を書込み可能にする。書込み可能にされた行に対して、行中の画素３０１のトランジスタ３１０のゲートへのＶｗｅの印加により、トランジスタ３１０を通してデータ相互接続３０８に電流が流れて、シャッターアセンブリ３０２のアクチュエータ３０３に電位が印加される。行が書込み可能にされている間、データ電圧Ｖｄが、データ相互接続３０８に選択的に印加される。アナロググレースケールを与える実装形態では、各データ相互接続３０８に印加されるデータ電圧は、書込み可能にされたスキャンライン相互接続３０６とデータ相互接続３０８との交差に置かれた画素３０１の所望の輝度との関係で変えられる。デジタル制御方式を提供する実装形態では、データ電圧は、比較的低規模の電圧（すなわち、グランドに近い電圧）になるように、またはＶａｔ（作動閾電圧）を満たし、もしくは超えるように選択される。データ相互接続３０８へのＶａｔの印加に応答して、対応するシャッターアセンブリ内のアクチュエータ３０３が作動し、シャッターアセンブリ３０２内のシャッターを開く。データ相互接続３０８に印加された電圧は、制御マトリクス３００が行にＶｗｅを印加するのをやめた後でも、画素３０１のキャパシタ３１２に蓄えられたまま留まる。したがって、シャッターアセンブリ３０２が作動するのに十分な程長い時間、行において電圧Ｖｗｅを待ち、保持する必要はなく、そのような作動は、書込み許可電圧が行から除去された後も進行し得る。キャパシタ３１２は、アレイ３２０内のメモリ要素としても機能し、画像フレームの照明のために作動命令を記憶する。
【００６８】
アレイ３２０の画素３０１ならびに制御マトリクス３００は、基板３０４上に形成される。アレイ３２０は、基板３０４上に配設された開口層３２２を含み、開口層３２２は、アレイ３２０中のそれぞれの画素３０１に対する１組の開口３２４を含む。開口３２４は、各画素中のシャッターアセンブリ３０２と整列される。いくつかの実装形態では、基板３０４は、ガラスまたはプラスチックなどの透明材料から作られる。いくつかの他の実装形態では、基板３０４は、不透過性材料から作られるが、この場合、穴がエッチングされて開口３２４を形成する。
【００６９】
シャッターアセンブリ３０２は、アクチュエータ３０３とともに、双安定にされ得る。すなわち、シャッターは、いずれかの位置にシャッターを保持するための電力がほとんどまたはまったく要求されることなく、少なくとも２つの均衡位置（たとえば開または閉）に存在し得る。より具体的には、シャッターアセンブリ３０２は、機械的に双安定であり得る。シャッターアセンブリ３０２のシャッターが正しい位置でセットされると、その位置を維持するのに、電気エネルギーまたは保持電圧は要求されない。シャッターアセンブリ３０２の物理要素に対する機械的圧力が、シャッターを所定の場所で保持し得る。
【００７０】
シャッターアセンブリ３０２はまた、アクチュエータ３０３とともに、電気的に双安定にされ得る。電気的に双安定のシャッターアセンブリでは、シャッターアセンブリの作動電圧を下回る電圧範囲が存在し、この電圧範囲は、（シャッターが開または閉のいずれかの状態で）閉アクチュエータに印加されると、シャッターに対向力が加えられたとしても、アクチュエータを閉のまま、かつシャッターを所定の位置で保持する。対向力は、図２Ａに示すシャッター式光変調器２００内のスプリング２０７などのスプリングによって加えることができ、または対向力は、「開」もしくは「閉」アクチュエータなどの対向アクチュエータによって加えることができる。
【００７１】
光変調器アレイ３２０は、画素ごとに単一のＭＥＭＳ光変調器を有するものとして示されている。各画素中に複数のＭＥＭＳ光変調器が設けられる他の実装形態も可能であり、そうすることによって、各画素中の単なる２進「オン」または「オフ」光学状態以上のものを可能にする。画素中の複数のＭＥＭＳ光変調器が設けられ、光変調器の各々に関連付けられた開口３２４が不等面積をもつ符号化面積分割グレースケールのいくつかの形が可能である。
【００７２】
いくつかの他の実装形態では、ローラー式光変調器２２０、光タップ２５０、またはエレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０、ならびに他のＭＥＭＳ式光変調器が、光変調器アレイ３２０内のシャッターアセンブリ３０２の代わりに用いられ得る。
【００７３】
図４Ａおよび図４Ｂは、二重アクチュエータシャッターアセンブリ４００の例示的な図を示している。図４Ａに示す二重アクチュエータシャッターアセンブリ４００は、開状態にある。図４Ｂは、閉状態にある二重アクチュエータシャッターアセンブリ４００を示している。シャッターアセンブリ２００とは対照的に、シャッターアセンブリ４００は、シャッター４０６の両側にアクチュエータ４０２および４０４を含む。各アクチュエータ４０２および４０４は、独立に制御される。第１のアクチュエータ、シャッター開アクチュエータ４０２は、シャッター４０６を開くのを担当する。第２の対向アクチュエータ、シャッター閉アクチュエータ４０４は、シャッター４０６を閉じるのを担当する。アクチュエータ４０２および４０４は両方とも、コンプライアントビーム電極アクチュエータである。アクチュエータ４０２および４０４は、シャッターがその上方で懸架されている開口層４０７に対して実質的に平行な平面にあるシャッター４０６を駆動することによって、シャッター４０６を開閉する。シャッター４０６は、アクチュエータ４０２および４０４に取り付けられたアンカ４０８によって、開口層４０７の少し上方で懸架される。シャッター４０６の移動軸に沿って、シャッター４０６の両端に取り付けられたサポートの含有により、シャッター４０６の面外運動が低減され、基板に対して実質的に平行な平面への運動が制限される。図３Ａの制御マトリクス３００との類似性によって、シャッターアセンブリ４００とともに使用するのに適した制御マトリクスは、対向するシャッター開アクチュエータ４０２およびシャッター閉アクチュエータ４０４の各々につき、１つのトランジスタおよび１つのキャパシタを含み得る。
【００７４】
シャッター４０６は、光が通り得る２つのシャッター開口４１２を含む。開口層４０７は、３つの開口４０９からなるセットを含む。図４Ａにおいて、シャッターアセンブリ４００は開状態にあり、したがって、シャッター開アクチュエータ４０２は作動しており、シャッター閉アクチュエータ４０４はその弛緩位置にあり、シャッター開口４１２の中心線が開口層の開口４０９のうちの２つの中心線と一致する。図４Ｂにおいてシャッターアセンブリ４００は閉状態に移されており、したがって、シャッター開アクチュエータ４０２はその弛緩位置にあり、シャッター閉アクチュエータ４０４は作動しており、シャッター４０６の遮光部分は今では、開口４０９（点線として示す）を通る光の透過を遮断するための所定の位置にある。
【００７５】
各開口は、その周囲に、少なくとも１つの辺をもつ。たとえば、方形開口４０９は、４つの辺をもつ。円形、楕円、卵型、または他の湾曲開口が開口層４０７に形成される代替実装形態では、各開口は、単一辺のみを有し得る。いくつかの他の実装形態では、開口は、数学的な意味において分離され、または独立する必要はなく、連結されてよい。すなわち、開口の一部または成形断面が、各シャッターとの対応を維持し得る間、これらのセクションのいくつかは、開口の単一の連続外周が複数のシャッターによって共有されるように連結され得る。
【００７６】
様々な出口角をもつ光を、開状態にある開口４１２および４０９に通すために、開口層４０７中の開口４０９の対応する幅またはサイズよりも大きい幅またはサイズをシャッター開口４１２に与えることが有利である。閉状態において光が漏れるのを効果的に阻止するために、シャッター４０６の遮光部分が開口４０９と重なるのが好ましい。図４Ｂは、シャッター４０６内の遮光部分の辺と、開口層４０７内に形成される開口４０９の１つの辺との間の所定の重複４１６を示す。
【００７７】
静電アクチュエータ４０２および４０４は、その電圧変位挙動により、シャッターアセンブリ４００に双安定特性が与えられるように設計される。シャッター開アクチュエータおよびシャッター閉アクチュエータの各々について、作動電圧を下回る電圧範囲が存在し、この電圧範囲は、そのアクチュエータが閉状態である（シャッターは開または閉のいずれかである）間に印加されると、対向アクチュエータに作動電圧が印加された後でも、アクチュエータを閉じたまま、かつシャッターを所定の位置に保持する。そのような対向力に対してシャッターの位置を維持するのに必要とされる最小電圧は、維持電圧Ｖｍと呼ばれる。
【００７８】
図５は、シャッター式光変調器（シャッターアセンブリ）５０２を組み込むディスプレイ装置５００の例示的な断面図を示している。各シャッターアセンブリ５０２は、シャッター５０３とアンカ５０５とを組み込む。アンカ５０５とシャッター５０３との間で接続されると、表面の少し上でシャッター５０３を懸架するのを助けるコンプライアントビームアクチュエータについては図示していない。シャッターアセンブリ５０２は、プラスチックまたはガラスなどで作られた基板などの、透明基板５０４上に配設される。基板５０４上に配設された後ろ向き反射層、反射膜５０６が、シャッターアセンブリ５０２のシャッター５０３の閉位置の下に置かれた複数の表面開口５０８を画定する。反射膜５０６は、表面開口５０８を通らない光を、ディスプレイ装置５００の後ろに向かって逆反射する。反射開口層５０６は、スパッタリング、蒸発、イオンめっき、レーザアブレーション、または化学気相堆積（ＣＶＤ）を含むいくつかの堆積技法によって薄膜方式で形成された含有物をもたない微粒金属膜であり得る。いくつかの他の実装形態では、後ろ向き反射層５０６は、誘電鏡などの鏡から形成され得る。誘電鏡は、高および低屈折指数の材料を交互に繰り返す誘電薄膜の積層として組み立てられ得る。シャッターが自由に移動する反射膜５０６からシャッター５０３を分離する垂直ギャップは、０．５〜１０ミクロンの範囲内である。垂直ギャップの規模は、図４Ｂに示す重複４１６など、閉状態における、シャッター５０３の辺と、開口５０８の辺との間の横の重複よりも小さいのが好ましい。
【００７９】
ディスプレイ装置５００は、基板５０４を平面光ガイド５１６から分離する随意のディフューザ５１２および／または随意の輝度増強膜５１４を含む。光ガイド５１６は、透明材料、すなわちガラス材料またはプラスチック材料を含む。光ガイド５１６は、１つまたは複数の光源５１８によって照射され、バックライトを形成する。光源５１８は、たとえば、限定はしないが、白熱電球、蛍光灯、レーザ、または発光ダイオード（ＬＥＤ）でよい。反射体５１９は、ランプ５１８から光ガイド５１６に光を向けるのを助ける。前向き反射膜５２０が、バックライト５１６の後ろに配設され、シャッターアセンブリ５０２に向かって光を反射する。シャッターアセンブリ５０２のうちの１つを通らない、バックライトからの光線５２１などの光線は、バックライト５１５に戻され、膜５２０から再度反射される。この方式において、第１のパス上に画像を形成するためにディスプレイ装置５００を離れることができない光は、リサイクルし、シャッターアセンブリアレイ５０２中の他の開いた開口の透過のために利用可能にすることができる。そのような光リサイクルは、ディスプレイの照明効率を上げることがわかっている。
【００８０】
光ガイド５１６は、ランプ５１８から開口５０８の方に、したがってディスプレイの前面の方に光を向け直す１組の幾何学的光リダイレクタまたはプリズム５１７を含む。光リダイレクタ５１７は、交替で断面が三角形、台形になる、または湾曲することができる形状をもつ光ガイド５１６のプラスチック本体内に成形することができる。プリズム５１７の密度は概して、ランプ５１８からの距離とともに増大する。
【００８１】
いくつかの実装形態では、開口層５０６は、光吸収材料で作ることができ、代替実装形態では、シャッター５０３の表面は、光吸収材料または光反射材料のいずれかでコーティングすることができる。いくつかの他の実装形態では、開口層５０６は、光ガイド５１６の表面に直接堆積され得る。いくつかの実装形態では、開口層５０６は、（後で説明するＭＥＭＳダウン構成の場合のように）シャッター５０３およびアンカ５０５と同じ基板上に配設される必要はない。
【００８２】
いくつかの実装形態では、光源５１８は、異なる色、たとえば、赤、緑、および青色のランプを含み得る。人間の脳が、異なる色の画像を単一の多色画像に平均するのに十分なレートで、異なる色のランプで画像を連続して照明することによって、カラー画像が形成され得る。様々な色固有画像が、シャッターアセンブリアレイ５０２を使って形成される。別の実装形態では、光源５１８は、３つよりも多い異なる色をもつランプを含む。たとえば、光源５１８は、赤、緑、青および白色ランプまたは赤、緑、青および黄色ランプを有し得る。いくつかの他の実装形態では、光源５１８は、シアン、マゼンタ、黄色および白色ランプまたは赤、緑、青および白色ランプを有し得る。いくつかの他の実装形態では、追加のランプが光源５１８に含まれ得る。たとえば、５つの色を使用する場合、光源５１８は、赤、緑、青、シアンおよび黄色ランプを含み得る。いくつかの他の実装形態では、光源５１８は、白、オレンジ、青、紫および緑色ランプまたは白、青、黄色、赤およびシアン色ランプを含み得る。６つの色を使用する場合、光源５１８は、赤、緑、青、シアン、マゼンタおよび黄色ランプまたは白、シアン、マゼンタ、黄色、オレンジおよび緑色ランプを含み得る。
【００８３】
カバープレート５２２は、ディスプレイ装置５００の前面を形成する。カバープレート５２２の後ろ側は、コントラストを増すために、ブラックマトリクス５２４でカバーされ得る。代替実装形態では、カバープレートは、カラーフィルタ、たとえば、シャッターアセンブリ５０２のうちの異なるものに対応する、固有の赤、緑、および青フィルタを含む。カバープレート５２２は、シャッターアセンブリ５０２から所定の距離だけ離れて支えられ、ギャップ５２６を形成する。ギャップ５２６は、機械的サポートもしくはスペーサ５２７によって、かつ／またはカバープレート５２２を基板５０４に付着させる粘着シール５２８によって維持される。
【００８４】
粘着シール５２８は、流体５３０を封じ込める。流体５３０は、好ましくは約１０センチポアズを下回る粘度、好ましくは約２．０を上回る比誘電率、および約１０４Ｖ／ｃｍを上回る誘電破壊強度で工作される。流体５３０は、潤滑油としても働き得る。いくつかの実装形態では、流体５３０は、高い表面湿潤性をもつ疎水性液体である。代替実装形態では、流体５３０は、基板５０４の屈折指数よりも大きい、または小さい屈折指数をもつ。
【００８５】
機械的光変調器を組み込むディスプレイは、数百、数千、または場合によっては数百万の可動要素を含み得る。いくつかのデバイスでは、要素が移動するたびに、静止摩擦が要素のうちの１つまたは複数を無効にする機会が生じる。この移動は、（流体５３０とも呼ばれる）流体にすべての部品を入れ、ＭＥＭＳディスプレイセルの流体空間またはギャップ内に（たとえば接着剤で）流体を密閉することによって、促進される。流体５３０は通常、摩擦係数が低く、粘度が低く、長期的に劣化の影響が最小である。ＭＥＭＳ方式ディスプレイアセンブリが流体５３０用に液体を含むとき、液体は少なくとも部分的に、ＭＥＭＳ方式光変調器の可動部のうちのいくつかを囲む。いくつかの実装形態では、作動電圧を下げるために、液体は、７０センチポアズを下回る粘度を有する。いくつかの他の実装形態では、液体は、１０センチポアズを下回る粘度を有する。７０センチポアズを下回る粘度を有する液体は、４，０００グラム／モルを下回るか、または場合によっては４００グラム／モルを下回る低分子量を有する材料を含み得る。そのような実装形態に好適であり得る流体５３０は、限定はしないが、脱イオン水、メタノール、エタノールおよび他のアルコール、パラフィン、オレフィン、エーテル、シリコンオイル、フッ素化シリコンオイル、または他の天然もしくは合成の溶剤もしくは潤滑油を含む。有用な流体は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、たとえば、ヘキサメチルジシロキサンおよびオクタメチルトリシロキサン、またはアルキルメチルシロキサン、たとえば、ヘキシルペンタメチルジシロキサンであり得る。有用な流体はアルカン、たとえば、オクタンまたはデカンであり得る。有用な流体はニトロアルカン、たとえば、ニトロメタンであり得る。有用な流体は芳香族化合物、たとえば、トルエンまたはジエチルベンゼンであり得る。有用な流体はケトン、たとえば、ブタノンまたはメチルイソブチルケトンであり得る。有用な流体はクロロカーボン、たとえば、クロロベンゼンであり得る。有用な流体はクロロフルオロカーボン、たとえば、ジクロロフルオロエタンまたはクロロトリフルオロエチレンであり得る。これらのディスプレイアセンブリについて考えられる他の流体には、酢酸ブチルおよびジメチルホルムアミドが含まれる。これらのディスプレイアセンブリについてのさらに他の有用な流体には、ハイドロフルオロエーテル、ペルフルオロポリエーテル、ハイドロフルオロポリエーテル、ペンタノール、およびブタノールが含まれる。例示的な適切なハイドロフルオロエーテルには、エチルノナフルオロブチルエーテルおよび２−トリフルオロメチル−３−エトキシドデカフルオロヘキサン（２−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌ−３−ｅｔｈｏｘｙｄｏｄｅｃａｆｌｕｏｒｏｈｅｘａｎｅ）が含まれる。
【００８６】
板金または成形プラスチックアセンブリブラケット５３２は、カバープレート５２２と、基板５０４と、バックライト５１５と、他の構成要素部とを合わせて、辺の周りに保持する。アセンブリブラケット５３２は、複合ディスプレイ装置５００に剛性を加えるために、ねじまたは刻みタブで取り付けられる。いくつかの実装形態において、光源５１８は、エポキシポッティング化合物によって、所定の場所に成形される。反射体５３６は、光ガイド５１６の辺から漏れた光を光ガイド５１６に戻すのを助ける。シャッターアセンブリ５０２およびランプ５１８に制御信号ならびに電力を与える電気相互接続は、図５に示していない。
【００８７】
いくつかの他の実装形態では、図２Ａ〜図２Ｄに示されるように、ローラー式光変調器２２０、光タップ２５０、またはエレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０、ならびに他のＭＥＭＳ方式光変調器が、ディスプレイ装置５００内のシャッターアセンブリ５０２の代わりに用いられ得る。
【００８８】
ディスプレイ装置５００は、ＭＥＭＳアップ構成と呼ばれ、ＭＥＭＳ方式光変調器が、基板５０４の前面、すなわち見ている人の方を向く表面に形成される。シャッターアセンブリ５０２は、反射開口層５０６のすぐ上に構築される。ＭＥＭＳダウン構成と呼ばれる代替実装形態において、シャッターアセンブリは、反射開口層が形成される基板とは別個の基板上に配設される。複数の開口を画定する反射開口層が形成される基板は、本明細書では、開口プレートと呼ばれる。ＭＥＭＳダウン構成において、ＭＥＭＳ方式光変調器を収容する基板は、ディスプレイ装置５００におけるカバープレート５２２に取って代わり、上部基板の後面、すなわち見ている人に背を向けて、光ガイド５１６の方を向く表面にＭＥＭＳ方式光変調器が配置されるように配向される。ＭＥＭＳ方式光変調器は、そうすることによって、反射開口層５０６にあるギャップに直接対向して、かつギャップにわたって配置される。ギャップは、開口プレートと、ＭＥＭＳ変調器が形成される基板とを接続する一連のスペーサポストによって維持することができる。いくつかの実装形態において、スペーサは、アレイ中の各画素内に、または各画素の間に配設される。ＭＥＭＳ光変調器を、それに対応する開口から分離するギャップまたは距離は、好ましくは１０ミクロン未満、または重複４１６など、シャッターと開口との間の重複よりも小さい距離である。
【００８９】
図６は、ディスプレイのＭＥＭＳダウン構成において使用するための、光変調器基板および開口プレートの例示的な断面図を示す。ディスプレイアセンブリ６００は、変調器基板６０２と開口プレート６０４とを含む。ディスプレイアセンブリ６００はまた、シャッターアセンブリ６０６および反射開口層６０８のセットを含む。反射開口層６０８は、開口６１０を含む。変調器基板６０２と開口プレート６０４との間の所定のギャップまたは分離は、スペーサ６１２および６１４の対向するセットによって維持される。スペーサ６１２は、変調器基板６０２上に、または変調器基板６０２の一部として形成される。スペーサ６１４は、開口プレート６０４上に、または開口プレート６０４の一部として形成される。組立中に、２つの基板６０２および６０４は、変調器基板６０２上のスペーサ６１２がそれらのそれぞれのスペーサ６１４と接触するように、整合される。
【００９０】
この説明のための例の分離または距離は、８ミクロンである。この分離を確立するために、スペーサ６１２は２ミクロンの高さであり、スペーサ６１４は６ミクロンの高さである。代替的に、スペーサ６１２と６１４の両方が、４ミクロンの高さであってもよく、または、スペーサ６１２が６ミクロンの高さであり得ると同時に、スペーサ６１４が２ミクロンの高さである。実際は、スペーサの全高が所望の分離Ｈ１２を確立する限り、スペーサの高さの任意の組合せが利用され得る。
【００９１】
スペーサを基板６０２と６０４の両方の上に設け、次いで組立中にそれらが整合または嵌合されることは、材料および処理コストに関する利点を有する。８ミクロンよりも大きいスペーサのような、極めて高いスペーサを設けることは、フォトイメージング可能なポリマーの硬化、露光、および現像のために比較的長い時間を必要とし得るので、コストがかかり得る。ディスプレイアセンブリ６００の場合のような嵌合するスペーサの使用は、基板の各々の上でのより薄いポリマーの被覆の使用を可能にする。
【００９２】
別の実装形態では、変調器基板６０２上に形成されるスペーサ６１２は、シャッターアセンブリ６０６を形成するために使用されたのと同じ材料およびパターニングブロックから形成され得る。たとえば、シャッターアセンブリ６０６のために利用されたアンカも、スペーサ６１２と同様の機能を実行することができる。この実装形態では、スペーサを形成するためのポリマー材料の別個の塗布は必要とされず、スペーサのための別個の露光マスクは必要とされない。
【００９３】
ＥＭＳ式ディスプレイデバイスのコントラスト比を改善するために、ディスプレイの様々な表面は、望ましくない反射の強度を下げるための光吸収構造体を含み得る。たとえば、ディスプレイ内の表面は、ディスプレイのバックライトから漏洩した、または他のディスプレイデバイスの表面から望ましくないことに反射された光を吸収する、光吸収構造体を含み得る。しかしながら、既存の光吸収構造体は、不適切なレベルの光吸収をもたらし、約２０％から約３０％ほどの反射率を示す。本明細書で説明されるように、互いに接触した金属層と半導体層とを含む光吸収構造体は、改善されたレベルの光吸収をもたらす。たとえば、そのような光吸収構造体は、約２０％未満からいくつかの場合には約５％ほどにまで及ぶ、反射率レベルを示し得る。結果として、ディスプレイ装置がそのような光吸収構造体を組み込むとき、ディスプレイ装置は、増大したコントラスト比を達成することができる。
【００９４】
コントラスト比を改善することに加えて、本明細書で開示される光吸収構造体のいくつかを使用することは、ディスプレイを製造するプロセスを簡単にすることもできる。Ａｌを使用することは製造プロセスを簡単にするが、それでも、既存のディスプレイは、Ａｌの代わりにＴｉを使用して製造されるシャッターを組み込む。これは、Ａｌの比較的高い反射率が、受け入れられない画像品質をもたらすであろう、不適切なレベルの光吸収、または別の言い方をすると非常に高い光反射率をもたらすからである。しかしながら、互いに接触した金属層と半導体層とを含む光吸収構造体を形成することによって、改善されたレベルの光吸収が達成され得る。具体的には、半導体層と接触したＡｌ層を含む光吸収構造体を形成することによって、そのようなディスプレイの製造は簡略化され得ると同時に、改善されたコントラスト比、したがって改善された画像品質を達成する。
【００９５】
図７は、ＭＥＭＳダウン式ディスプレイ装置７００の一部分を示す。ディスプレイ装置７００は、図６に示されるディスプレイ装置６００と同様のＭＥＭＳダウン構成を有する。ＭＥＭＤダウン構成は、視聴者から離れた方向に面した基板の後面上に形成される、ＭＥＭＳ式光変調器を含む。ディスプレイ装置７００は、複数の開口を定義する光遮断層７２０を含む。光遮断層７２０は、ディスプレイ装置７００の前方を形成するＭＥＭＳ基板７２１に堆積される。ＭＥＭＳ基板７２１は、光変調器のセットを支持する。少なくとも１つの光変調器は、光遮断層７２０によって定義される開口の各々に対応する。光変調器の各々は、シャッター７１０のような光遮断要素を含む。ディスプレイはまた、ギャップによってＭＥＭＳ基板７２１から離隔される、開口層７０２を含む。シャッター７１０の後向きの表面７１２は、開口層７０２の前向きの表面７０４の方に面する。開口層７０２の前向きの表面７０４は、ディスプレイ装置７００の視聴者の方に面する。開口層７０２は、光遮断層７２０によって定義される開口に対応する、開口のセットを定義する。
【００９６】
バックライト７０８からの光は、シャッター７１０の位置に少なくとも一部基づいて、開口層７０２中の開口と、光遮断層７２０の対応する開口とを通過することができる。シャッター７１０が開位置にあるとき（図示せず）、バックライト７０８からの光は、シャッター７１０によって妨げられることなく、開口層７０２中の開口と、光遮断層７２０中の対応する開口とを通過することができる。シャッター７１０が閉位置にあるとき、バックライト７０８からの光７４０は、シャッター７１０の後向きの表面７１２によって、光吸収層７２０中の開口を通過することを妨げられ得る。
【００９７】
ディスプレイ装置７００の様々な表面はまた、光吸収構造体７３０を含む。光吸収構造体７３０は、シャッター７１０によって遮断される光の再反射を減らし、そうされなければこの光の再反射はディスプレイから漏洩し、ディスプレイのコントラスト比を下げ得る。具体的には、シャッター７１０の後向きの表面７１２は、光吸収構造体７３０を含む。シャッター７１０上の光吸収構造体７３０は、シャッター７１０によって遮断される光７４０が開口層７０２に向かって反射するのを防ぐことを助ける。開口層７０２の前向きの表面７０４はまた、光吸収構造体７３０を含む。開口層７０２上の光吸収構造体７３０は、シャッター７１０で反射する光７５０を吸収し、光７５０がディスプレイ装置７００に向かって反射すること、および場合によってはディスプレイ装置７００から出るように反射することを防ぐ。
【００９８】
いくつかの実装形態では、ディスプレイ装置７００の他の表面はまた、光吸収構造体７３０を含み得る。たとえば、視聴者の方を向いたシャッター７１０の前向きの表面は、光吸収構造体７３０を含み得る。別の例として、バックライト７０８の方に面したＭＥＭＳ基板７２１の後向きの表面はまた、光吸収構造体７３０を含み得る。さらなるいくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置７００は、シャッター７１０の後向きの表面７１２の上のみに、または、開口層７０２の前向きの側面７０４の上のみに、光吸収構造体７３０を含み得る。
【００９９】
図８は、例示的な光吸収構造体８００を示す。いくつかの実装形態では、光吸収構造体８００は、図７に示される光吸収構造体７３０として使用され得る。いくつかの実装形態では、光吸収構造体８００は、電気機械システム（ＥＭＳ）光変調器、液晶セル、光タップ、またはエレクトロウェッティングセルを使用して光を変調することによって画像を生成する任意のディスプレイ装置、さらには、プラズマディスプレイまたは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイのような、光を選択的に放出することによって画像を生成するディスプレイ装置に、組み込まれ得る。光吸収構造体８００はまた、光検出器から、エネルギーハーベスティングデバイス、他のタイプのディスプレイデバイスなどにわたる、多数の他のデバイスに組み込まれ得る。
【０１００】
光吸収構造体８００は、薄い金属層８０２、第２の光吸収層８０４、およびベース金属８０６を含む。薄い金属層８０２は、第２の光吸収層８０４の第１の表面と接触しており、一方、第１の表面の反対側にある第２の光吸収層８０４の第２の表面はベース金属８０６と接触している。
【０１０１】
光吸収構造体８００は、薄い金属層８０２、第２の光吸収層８０４、およびベース金属８０６の吸収的な特性が一部には原因となって、高いレベルの光吸収をもたらす。加えて、光吸収構造体８００は、弱め合う干渉により層間反射がかなり低減されるように構成される。光吸収の全体のレベルは、材料の各々の特性、それらの屈折率、およびそれらの厚みに依存する。したがって、光吸収構造体８００によってもたらされる弱め合う干渉の程度は、材料の構成層の厚みを調整することによって上げられ得る。したがって、金属層８０２、第２の光吸収層８０４、およびベース金属８０６の１つまたは複数の厚みは、改善された光吸収の特性を生み出すように調整される。材料の厚みの様々な組合せを繰り返しシミュレーションするように構成される最適化ソフトウェアの使用によって、特定の厚みが選択され得る。そのようなシミュレーションの結果であるいくつかの例が、図１０Ａ〜図１２Ｂに関してさらに説明される。
【０１０２】
図８に示される例では、金属層８０２はＴｉであってよく、またはＴｉを含む。Ｔｉは、高いレベルの光吸収をもたらし得る。その上、Ｔｉは、ＭＥＭＳ式ディスプレイ装置の製造プロセスのような製造プロセスとの適合性に関して、さらなる利益をもたらし得る。１つまたは複数の原色に対する所望の光吸収をもたらし得る他の適切な金属および合金は、Ｔｉの代わりに、またはＴｉと組み合わせて使用され得る。いくつかのそのような金属および合金の例は、Ａｌ、Ｍｏ、およびＭｏ含有合金（たとえば、Ｍｏとタングステン（Ｗ）の合金およびＭｏとクロム（Ｃｒ）の合金）を含む。
【０１０３】
図８に示されるように、第２の光吸収層８０４は、ａ−Ｓｉ、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉなどの形態のＳｉ、またはそのような形態の組合せであってよく、またはそれらを含む。ａ−Ｓｉの形態のＳｉのようなＳｉは、それ自体が光の吸収をもたらし得る。その上、Ｓｉは、ＭＥＭＳ式ディスプレイ装置の製造プロセスのような製造プロセスとの適合性に関して、さらなる利益をもたらし得る。所望の光吸収をもたらし得る他の適切な金属は、Ｓｉの代わりに、またはＳｉと組み合わせて使用され得る。いくつかのそのような半導体の例は、Ｇｅまたは他の第４族元素を含む。いくつかの実装形態では、第２の光吸収層８０４はＩＴＯであってよく、またはＩＴＯを含む。いくつかの他の実装形態では、第２の光吸収層８０４は、高屈折率の誘電体材料、たとえば、ＳｉＮｘまたは酸化チタン（ＴｉＯ２）であってよく、またはそれらを含む。
【０１０４】
いくつかの実装形態では、金属層８０２および第２の光吸収層８０４に対する材料の選択は、光吸収構造体の全体的な光吸収にも影響を与え得る。具体的には、いくつかの金属材料は、ある材料と対にされると透過性が低くなり得る。したがって、光吸収構造体８００に含める材料を選択するとき、個々の層の厚みを調整することだけではなく、他の層に対して層の各々において使用される材料のタイプに対しても、考慮が行われるべきである。たとえば、Ａｌは、別の材料、たとえばポリシリコンまたはＩＴＯである、またはそれらを含む第２の光吸収層８０４と対照的に、ａ−Ｓｉから作られる半導体層と対にされると、反射性が低くなり得る。同様に、Ｔｉは、半導体材料、たとえばａ−Ｓｉである、またはそれを含む半導体層と対照的に、ＩＴＯまたはＳｉＮｘから作られる層と対にされると、反射性が低くなり得る。
【０１０５】
図８をさらに参照すると、金属層８０２は、光吸収構造体８００によって吸収され得る入射光８０８に面する、入射光対面表面８０７を有する。第２の光吸収層８０４は、薄い金属層８０２の下に配設され、入射光からさらに離れている。入射光８０８は、入射光対面表面８０７に垂直な軸に対して入射角θで光吸収構造体８００に衝突する。図８には示されないが、１つまたは複数の追加の層が、光学的機能、または機械的機能もしくは電気的機能のような他の機能を提供するために、光吸収構造体８００の上に含まれ得る。
【０１０６】
光吸収構造体８００の動作の間、入射光８０８のある部分が、薄い金属層８０２を通過するときに薄い金属層８０２によって吸収される。金属層は、非常に吸収的であるが、非常に反射的でもあり得る。第２の光吸収層８０４を薄い金属層８０２と組み合わせることによって、薄い金属層８０２による光吸収は増強される。これは、一部は、金属層８０２と第２の光吸収層８０４の境界において発生する弱め合う干渉の発生によるものである。弱め合う干渉は、薄い金属層８０２と第２の光吸収層８０４の各々における光の透過と反射を調整することができる。薄い金属層８０２によって反射または吸収されず、薄い金属層８０２の中へ透過した光は、第２の光吸収層８０４へと透過する。薄い金属層８０２を透過した光の一部は、薄い金属層８０２と第２の光吸収層８０４との境界において反射される。この反射された光の一部は、金属層８０２によって吸収される。反射された光の一部は、金属層８０２を透過した入射光と弱め合うように干渉し、これによって、光吸収構造体による光吸収を増強する。加えて、金属層８０２を通って第２の光吸収層８０４の中へ透過する光の一部は、第２の光吸収層の材料によって吸収される。第２の光吸収層８０４の中に透過した残りの光の実質的にすべてが、第２の光吸収層８０４を通ってベース層８０６の中へ透過し、ベース層８０６によって吸収される。
【０１０７】
第２の光吸収層８０４は比較的薄いことがあり、同時に、得られる光吸収構造体８００による高いレベルの光吸収という性質を与える。上で説明されたように、第２の光吸収層８０４は半導体材料であってよく、または半導体材料を含み得る。いくつかのそのような実装形態では、半導体層８０４の厚みは、最大で約５０ｎｍ、たとえば、最大で約３０ｎｍまたは最大で約１５ｎｍであり得る。いくつかの実装形態では、半導体層８０４の厚みは、最低で約１５ｎｍ、たとえば、最低で約１ｎｍまたは最低で約１ｎｍ未満であり得る。
【０１０８】
いくつかの実装形態では、第２の光吸収層８０４はＩＴＯ層であってよく、またはそれを含み得る。いくつかのそのような実装形態では、ＩＴＯ層の厚みは、２００ｎｍ未満、約１００ｎｍ未満、約７０ｎｍ未満、または約５０ｎｍ未満であり得る。いくつかの実装形態では、第２の光吸収層８０４は、高屈折率誘電体層であってよく、またはそれを含み得る。いくつかのそのような実装形態では、誘電体層の厚みは、３００ｎｍ未満、約２００ｎｍ未満、または約１００ｎｍ未満であり得る。
【０１０９】
光吸収構造体８００は、低減されたレベルの光反射率を提供できる。いくつかの実装形態では、可視スペクトル（たとえば、４００ｎｍから７００ｎｍ）の少なくとも一部分にわたる、かつ、約４５°の範囲の入射角にわたる、入射光に対する光吸収構造体８００の反射率。いくつかの実装形態では、入射角の範囲は４５°より大きくてよく、たとえば最大で６０°であってよい。いくつかの他の実装形態では、入射角の範囲は４５°より小さくてよい。
【０１１０】
図９は、例示的な複数層の光吸収構造体９００を示す。光吸収構造体９００は、図７に示される光吸収構造体７３０として使用され得る。いくつかの実装形態では、光吸収構造体９００は、ＥＭＳ光変調器、液晶セル（ＬＣＤのような）、光タップ、またはエレクトロウェッティングセルを使用して光を変調することによって画像を生成する任意のディスプレイ装置、さらには、プラズマディスプレイまたはＯＬＥＤディスプレイのような、光を選択的に放出することによって画像を生成するディスプレイ装置に、組み込まれ得る。光吸収構造体９００はまた、光検出器から、エネルギーハーベスティングデバイス、他のタイプのディスプレイデバイスなどにわたる、多数の他のデバイスに組み込まれ得る。
【０１１１】
光吸収構造体９００は、４層の積層体であるという点で、図８に示される光吸収構造体８００と同様である。光吸収構造体９００は、薄い金属層９０４と、薄い金属層９０４に接触した半導体層９０６とを含む。図８に示される光吸収構造体８００とは対照的に、光吸収構造体９００はまた、薄い金属層９０４と接触した誘電体層９０２を含む。誘電体層９０２は、半導体層９０６に接触する薄い金属層９０４の表面の反対側の薄い金属層９０４の表面に沿って、薄い金属層９０４と接触している。さらに、光吸収構造体９００はまた、薄い金属層９０４に接触する半導体層９０６の表面の反対側の半導体層９０６の表面に沿って半導体層９０６と接触している、薄い金属層９０８を含む。いくつかの実装形態では、薄い金属層９０８は、光を吸収することが可能な任意のベース層であり得る。そのようなベース層で使用され得る材料の例は、金属、ａ−Ｓｉのような半導体、および他の光吸収材料を含む。
【０１１２】
光吸収構造体９００は、材料の構成層による光の吸収によって、かつ、光吸収構造体９００内で発生する弱め合う干渉と光吸収構造体９００内で反射される光とが原因で、高いレベルの光吸収をもたらす。材料の層によりもたらされる光吸収の程度は、一般にその厚みに比例する。光吸収構造体９００によってもたらされる弱め合う干渉の程度は、材料の構成層の厚みを調整することによって上げられ得る。いくつかの実装形態では、材料の構成層の厚みは、材料内で反射される光の位相の入射光の位相からのずれが１８０°または１８０°前後であるように、調整され得る。したがって、層９０２〜９０８の各々の厚みは、改善された光吸収特性を生み出すように調整される。材料の厚みの様々な組合せを繰り返しシミュレーションするように構成される最適化ソフトウェアの使用によって、特定の厚みが選択され得る。
【０１１３】
図９に示される例では、誘電体層９０２はＩＴＯであってよく、またはＩＴＯを含み得る。誘電体層９０２として使用され得る他の例示的な材料は、ＳｉＮｘを含む。いくつかの実装形態では、誘電体層は、高い屈折率を有する誘電体材料、たとえば、約１．７以上の屈折率を有する材料であってよく、またはそれを含み得る。高屈折率の誘電体材料の例は、ＳｉＮｘおよびＴｉＯ２を含む。
【０１１４】
いくつかの実装形態では、誘電体層９０２の厚みは、誘電体の材料に依存し得る。たとえば、いくつかの実装形態では、誘電体層９０２がＩＴＯである場合、またはＩＴＯを含む場合、誘電体層の厚みは１００ｎｍ以下であり得る。しかしながら、誘電体層がＳｉＮｘである場合、またはＳｉＮｘを含む場合、誘電体層９０２の厚みは２００ｎｍ以下であり得る。一般に、誘電体層９０２の厚みは３０ｎｍと３００ｎｍの間、５０ｎｍと２５０ｎｍの間、または６０ｎｍと１００ｎｍの間であり得る。誘電体層９０２の厚みおよび材料は、誘電体層が薄い金属層９０４の中への光の透過を増やすように、選択され得る。別の言い方をすると、誘電体層は、薄い金属層９０４から反射される光の量が減らされるように、選択される。
【０１１５】
薄い金属層９０４はＴｉであってよく、またはＴｉを含む。Ｔｉは、１つの原色、すなわち赤色光に対応する光の高いレベルの吸収をもたらす。その上、Ｔｉは、ＭＥＭＳ式ディスプレイ装置の製造プロセスのような製造プロセスとの適合性に関して、さらなる利益をもたらし得る。１つまたは複数の原色に対する所望の光吸収をもたらし得る他の適切な金属および合金は、Ｔｉの代わりに、またはＴｉと組み合わせて使用され得る。いくつかのそのような金属および合金の例は、Ａｌ、Ｍｏ、およびＭｏ含有合金（たとえば、ＭｏとＷの合金およびＭｏとＣｒの合金）を含む。いくつかの実装形態では、金属層９０４の厚みは、約５０ｎｍ未満、約３０ｎｍ未満、約１５ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、または約１ｎｍ未満であり得る。
【０１１６】
半導体層９０６は、ａ−Ｓｉ、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉなどの形態のＳｉ、またはそのような形態の組合せであってよく、またはそれらを含む。１つまたは複数の原色に対する所望の光吸収をもたらし得る他の適切な半導体は、Ｓｉの代わりに、またはＳｉと組み合わせて使用され得る。いくつかのそのような半導体の例は、Ｇｅまたは他の第４族元素を含む。いくつかの実装形態では、半導体層９０６は、ＩＴＯの層と置き換えられ得る。そのような実装形態では、ＩＴＯ層の厚みは、約２００ｎｍ未満、約１００ｎｍ未満、または約７０ｎｍ未満であり得る。いくつかの実装形態では、半導体層９０６は、高屈折率の誘電体材料である、またはそれを含む、高屈折率誘電体層と置き換えられ得る。そのような誘電体材料の例は、ＳｉＮｘおよびＴｉＯ２を含む。いくつかのそのような実装形態では、高屈折率誘電体層の厚みは、約３００ｎｍ未満、約２００ｎｍ未満、または約１００ｎｍ未満であり得る。
【０１１７】
いくつかの実装形態では、半導体層９０６の厚みは、約５０ｎｍ未満、約３０ｎｍ未満、約１５ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、または約１ｎｍ未満であり得る。半導体層９０６の厚みは、いくつかの実装形態では、薄い金属層９０４の厚みより大きくてよい。いくつかの他の実装形態では、半導体層９０６の厚みは、薄い金属層９０４の厚みより小さくてよく、または実質的に同じであってよい。
【０１１８】
厚い金属層９０８はＴｉであってよく、またはＴｉを含む。いくつかの実装形態では、厚い金属層９０８および薄い金属層９０４は、同じ材料であってよく、または同じ材料を含み得る。いくつかの他の実装形態では、厚い金属層９０８は、薄い金属層９０４の材料とは異なる材料であってよく、またはそれを含む。いくつかの実装形態では、厚い金属層９０８の厚みは、厚い金属層が実質的に不透明であるように十分に厚くてよい。すなわち、金属層９０８を通過するほとんどすべての光は、金属層９０８によって反射されるか吸収されるかのいずれかであるので、光は実質的に、厚い金属層を完全に通過することはできない。いくつかの実装形態では、厚い金属層９０８の厚みは、約５０ｎｍより大きく、約１００ｎｍより大きく、約１５０ｎｍより大きく、約２００ｎｍより大きく、または約３００ｎｍより大きい。いくつかの実装形態では、厚い金属層９０８の厚みは、約１０００ｎｍ未満、約５００ｎｍ未満、約２００ｎｍ未満、または約１５０ｎｍ未満である。
【０１１９】
図９をさらに参照すると、誘電体層９０２は、光吸収構造体９００によって吸収され得る入射光９０１に面する、入射光対面表面９０３を有する。誘電体層９０２は、シリコンオイルまたは他の作動流体から図８に示される金属層８０２へ進む光の透過と比較して、薄い金属層９０４の中へ進む入射光９０１の透過を誘電体層９０２が増やすように、選択される。誘電体層９０２に隣接した薄い金属層９０４は、２つの機能を実行するように構成される。第１に、薄い金属層９０４は、誘電体層９０２から入射する光の一部を吸収する。第２に、薄い金属層９０４は、薄い金属層９０４によって反射される光の量が減るように、半導体層９０６への残りの光の透過を増やす。薄い金属層９０４に隣接した半導体層９０６も、同じ機能を実行するように構成される。具体的には、半導体層９０６は、薄い金属層９０４から入射する光の一部を吸収し、厚い金属層９０８への残りの光の透過を増やすように構成される。加えて、層の各々は、層間反射が最小になるように構成される。言い換えると、層の各々は、２つの隣接する層の境界で反射される光の量が最小になるような大きさにされる。層間反射を最小にするために、層で使用される材料は、互いに光学的に整合するように構成され得る。したがって、材料、具体的には、材料の屈折率および厚みは、光吸収を増やし、光吸収構造体から反射される光の量を減らすように、選択される。図９には示されないが、１つまたは複数の追加の層が、光学的機能、または機械的機能もしくは電気的機能のような他の機能を提供するために、光吸収構造体９００の上に含まれ得る。光学的機能または他の機能を提供するために、１つまたは複数の追加の層も、光吸収構造体９００の下に含まれ得る。
【０１２０】
光吸収構造体９００は、低減されたレベルの光反射率を提供できる。いくつかの実装形態では、可視スペクトル（たとえば、４００ｎｍから７００ｎｍ）の少なくとも一部分にわたる、かつ、約４５°の範囲の入射角にわたる、入射光に対する光吸収構造体９００の反射率。いくつかの実装形態では、入射角の範囲は４５°より大きくてよく、たとえば最大で６０°であってよい。いくつかの他の実装形態では、入射角の範囲は４５°より小さくてよい。
【０１２１】
上で説明されたように、光吸収構造体は、誘電体のような非導電性の材料、または半導体もしくはＩＴＯのような導電性の材料である、またはそれらを含む、頂部被覆層を含み得る。いくつかのディスプレイでは、ディスプレイは、図７に示される開口層７０２のような開口層が導電性の頂部層を含み得るように構成される。いくつかのそのような実装形態では、半導体またはＩＴＯのような導電性の材料であり得る、またはそれを含む、頂部被覆層を含む光吸収構造体は、開口層の上に配置される。その上、いくつかのディスプレイは、図７に示されるシャッター７１０のようなシャッターの頂部層が非導電性であるように構成される。いくつかのそのような実装形態では、シャッターの上に配置される光吸収構造体は、非導電性の高屈折率の誘電体材料のような、非導電性の頂部被覆層を含み、その材料の例はＳｉＮｘおよびＴｉＯ２を含む。
【０１２２】
図１０Ａは、光吸収構造体１０２０を含む開口層１０００の例示的な断面を示す。光吸収構造体１０２０は、図９に示される光吸収構造体９００と同様の４層の積層体として実装される。開口層１０００は、開口層１０００の前面１０２４が視聴者の方に面するように、ディスプレイ装置に組み込まれ得る。
【０１２３】
ＭＥＭＳダウン構成では、開口層１０００の前面１０２４はまた、ディスプレイに対応する光変調器に面し、一方、底面１０２６はバックライトのような光源に面する。たとえば、開口層１０００は、図７に示されるディスプレイ装置７００において開口層７０２として組み込まれ得る。そのような実装形態では、前面１０２４は、開口層７０２の前面７０４に対応する。
【０１２４】
開口層１０００は、様々な層がその上に堆積されるガラス基板１００２を含む。ガラス基板の頂部の第１の層は、Ａｌの層１００４である。Ｔｉの第１の層１００６が、Ａｌの層１００４の頂部に堆積される。ａ−Ｓｉの第１の層１００８が、Ｔｉの層１００６の頂部に堆積される。Ｔｉの第２の層１０１０が、ａ−Ｓｉの層１００８に堆積される。ＩＴＯの層１０１２が、Ｔｉの第２の層１０１０に堆積される。
【０１２５】
光吸収構造体１０２０は、ともに４層の積層体であるという点で、図９に示される光吸収構造体９００と同様である。光吸収構造体１０２０は、Ｔｉの第１の層１００６、ａ−Ｓｉの層１００８、Ｔｉの第２の層１０１０、およびＩＴＯ層１０１２を含む。第１のＴｉ層１００６は、光が第１のＴｉ層１００６を透過しないように不透明である。いくつかの実装形態では、第１のＴｉ層は、光が第１のＴｉ層１００６を完全に通過するのを防ぐのに十分厚くなければならない。いくつかの実装形態では、第１のＴｉ層１００６は約２００ｎｍの厚みを有する。Ｔｉの第２の層１０１０は約６ｎｍの厚さである。ａ−Ｓｉの層１００８は約１３ｎｍの厚さである。ＩＴＯ層は約６６ｎｍの厚さである。本明細書で説明されるように、光吸収構造体１０２０の光吸収特性は、光吸収構造体１０２０の構成層の選択された厚みに基づいて変化し得る。したがって、いくつかの実装形態では、異なる光吸収特性を達成するために、他の厚みが選択され得る。光吸収構造体１０２０の上および下に含まれる追加の層は、他の機能を提供するように構成され得る。たとえば、Ａｌの層１００４は、光をバックライトに向かって反射することによって、光再利用機能を提供することができる。いくつかの実装形態では、Ａｌの代わりに他の高反射性の材料が使用され得る。光吸収構造体１０２０は、光遮断機能を提供することができる。いくつかの実装形態では、ＩＴＯ層はまた、その電気伝導度の特性により利用され得る。
【０１２６】
開口層１０００に光吸収構造体１０２０を組み込むことは、光吸収構造体１０２０の光吸収特性を変えないが、材料の選択および追加の層の厚みは、開口層の全体的な光吸収特性を変え得る。したがって、開口層に含める材料の様々な層を選択するとき、光吸収構造体１０２０の光吸収特性だけではなく、開口層１０００の全体的な光吸収特性に対して考慮が行われるべきである。
【０１２７】
図１０Ｂは、様々な入射角にわたる、開口層の表面に入射する可視光の反射率のシミュレーション結果を示す例示的なグラフ１０５０を示す。表面は、図１０Ａに示される開口層１０００の前面１０２４に対応する。グラフ１０５０は、米国アリゾナ州ツーソンに本社があるＢｒｅａｕｌｔ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，  Ｉｎｃ．により開発された、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｐｒｏｇｒａｍ  （ＡＳＡＰ（登録商標））シミュレーションソフトウェアによって生成された一連のカーブ１０５２〜１０６２を含む。カーブ１０５２〜１０６０は、様々な入射角にわたる、表面に入射する光の反射率に対応する。
【０１２８】
具体的には、グラフ１０５０は、４０°の入射角で表面に入射した光のある範囲の波長（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の反射率を示す第１のカーブ１０５２、３０°の入射角に対応する第２のカーブ１０５４、２０°の入射角に対応する第３のカーブ１０５６、１０°の入射角に対応する第４のカーブ１０５８、および０°の入射角に対応する第５のカーブ１０６０を含む。０°と４５°の間の入射角の範囲に対する、表面に入射した光の明順応反射率は、約４３０ｎｍと約６８０ｎｍの間の波長において、約５％未満である。
【０１２９】
図１１Ａは、光吸収構造体１１２０を含むシャッター１１００の例示的な断面を示す。光吸収構造体１１２０は、図９に示される光吸収構造体９００と同様の４層の積層体として実装される。シャッター１１００は、シャッター１１００の前面１１２４が視聴者の方に面し、一方シャッター１１００の後面１１２６がバックライトおよび開口層の対応する前面に面するように、ディスプレイ装置に組み込まれ得る。
【０１３０】
ＭＥＭＳダウン構成では、シャッター１１００の前面１１２４はまた、視聴者の方に面し、一方後面１１２６はバックライトのような光源に面する。たとえば、シャッター１１００は、図７に示されるディスプレイ装置７００においてシャッター７１０として組み込まれ得る。そのような実装形態では、後面１１２６は、シャッター７１０の後面７１２に対応する。光１１４０は、シャッター１１００の後面１１２６に入射するバックライトからの光に対応する。
【０１３１】
シャッター１１００は、ＳｉＮｘの層１１０２、ＳｉＮｘの層１１０２の上のＡｌの第１の層１１０４、Ａｌの第１の層１１０４の上のａ−Ｓｉの第１の層１１０６、ａ−Ｓｉの第１の層１１０６の上のＡｌの第２の層１１０８、およびＡｌの第２の層１１０８の上のａ−Ｓｉの第２の層１１１０を含む。ａ−Ｓｉの第２の層１１１０は、光吸収構造体１１２０がその上に形成され得る、シャッター１１００の機械的な基礎として機能する。光吸収構造体１１２０は、ＳｉＮｘの層１１０２、Ａｌの第１の層１１０４、ａ−Ｓｉの層１１０６、およびＡｌの第２の層１１０８を含む。ＳｉＮｘの層１１０２は約１９０ｎｍの厚さである。Ａｌの第１の層１１０４は約８ｎｍの厚さである。ａ−Ｓｉの第１の層１１０６は約２５ｎｍの厚さである。Ａｌの第２の層１１０８は約１４０ｎｍの厚さである。ａ−Ｓｉの第２の層１１１０は約４８０ｎｍの厚さである。光吸収構造体１１２０の上に含まれる追加の層は、誘電体のパッシベーション、構造的な剛性、および光遮断機能を含む、他の機能を提供するように構成され得る。いくつかの実装形態では、ＳｉＮｘのような非導電性の誘電体が、ＩＴＯのような導電性の誘電体の代わりに使用される。たとえば、シャッターは、非導電性の誘電体層を有する光吸収構造体を含み得る。そのような実装形態では、これは、非導電性の誘電体層を所望または利用する他のディスプレイ構成要素とともにシャッターが製造されるからである。
【０１３２】
図１１Ｂは、様々な入射角にわたる、シャッター１１００の表面に入射する可視光の反射率のシミュレーション結果を示す例示的なグラフ１１５０を示す。表面は、図１１Ａに示されるシャッター１１００の後面１１２６に対応する。グラフは、ＡＳＡＰ（登録商標）シミュレーションソフトウェアによって生成される一連のカーブ１１５２〜１１６２を含む。カーブ１１５２〜１１６２は、０°と４５°の間の入射角の範囲にわたる、表面に入射する光の反射率に対応する。
【０１３３】
具体的には、グラフ１１５０は、４５°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第１のカーブ１１５２、４０°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第２のカーブ１１５４、３０°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第３のカーブ１１５６、２０°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第４のカーブ１１５８、１０°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第５のカーブ１１６０、０°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第６のカーブ１１６２を含む。０°と４５°の間の入射角の範囲に対する、表面に入射した光の明順応反射率は、約６％と約１３．７％との間にある。
【０１３４】
図１２Ａは、光吸収構造体１２２０を含むシャッター１２００の例示的な断面を示す。光吸収構造体１２２０は、４層の積層体として実装される。図１１Ａに示されるシャッター１１００と同様に、シャッター１２００は、シャッター１２００の前面１２２４が視聴者の方に面し、一方でシャッター１２００の後面１２２６がバックライトおよび開口層の対応する前面に面するように、ディスプレイ装置に組み込まれ得る。光１２４０は、シャッター１２００の後面１２２６に入射するバックライトからの光に対応する。
【０１３５】
図１１Ａに示されるシャッター１１００と対照的に、シャッター１２００は、ＳｉＮｘの層１２０２、ＳｉＮｘの層１２０２の上のＴｉの第１の層１２０４、Ｔｉの第１の層１２０４の上のａ−Ｓｉの第１の層１２０６、ａ−Ｓｉの第１の層１２０６の上のＴｉの第２の層１２０８を含む、光吸収構造体１２２０を含む。シャッター１２４０はまた、Ａｌの第２の層１２０８の上のａ−Ｓｉの第２の層１２１０を含む。このａ−Ｓｉの第２の層１２１０は、光吸収構造体１２２０がその上に形成され得る、シャッター１１００の機械的な基礎として機能する。ＳｉＮｘの層１２０２は約１８０ｎｍの厚さである。Ｔｉの第１の層１２０４は約５ｎｍの厚さである。ａ−Ｓｉの第１の層１２０６は約１１ｎｍの厚さである。Ｔｉの第２の層１２０８は約２００ｎｍの厚さである。ａ−Ｓｉの第２の層１１１０は約４８０ｎｍの厚さである。光吸収構造体１２２０の上に含まれる任意の追加の層は、誘電体のパッシベーション、構造的な剛性、および光遮断機能を含む、他の機能を提供するように構成され得る。
【０１３６】
図１２Ｂは、異なる入射角にわたる、シャッター１２００の表面に入射する可視光の反射率のシミュレーション結果を示す例示的なグラフ１２５０を示す。表面は、図１２Ａに示されるシャッター１２００の後面１２２６に対応する。グラフは、ＡＳＡＰ（登録商標）シミュレーションソフトウェアによって生成される一連のカーブ１２５２〜１２６２を含む。カーブ１２５２〜１２６２は、０°と４５°の間の入射角の範囲にわたる、表面に入射する光の反射率に対応する。
【０１３７】
具体的には、グラフ１２５０は、４５°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第１のカーブ１２５２、４０°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第２のカーブ１２５４、３０°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第３のカーブ１２５６、２０°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第４のカーブ１２５８、１０°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第５のカーブ１２６０、０°の入射角で表面に入射する光の反射率を示す第６のカーブ１２６２を含む。０°と４５°の間の入射角の範囲に対する、表面に入射した光の明順応反射率は、約１．６％と７．４％との間にある。
【０１３８】
周辺の反射率およびディスプレイのコントラスト比は、周辺光が相互作用する表面の反射率に依存する。加えて、コントラスト比は、ディスプレイ装置内の構成要素の反射率にも依存する。
【０１３９】
図１３Ａは、ディスプレイアセンブリ１３００の例示的な断面図を示す。ディスプレイアセンブリ１３００は、ＭＥＭＳダウン構成において使用するための変調器基板１３０２と開口プレート１３０４とを含む。ディスプレイアセンブリ１３００はまた、光吸収層１３１０の頂部に形成された光反射層１３１２を含む、シャッターアセンブリ１３０６と開口層１３０８のセットを含む。開口層１３０８は、開口１３１４を含み、開口プレート１３０４に形成される。変調器基板１３０２は、視聴者に面した前面とバックライト１３２８に面した後面とを有する。いくつかの実装形態では、前面は、反射防止層で被覆され得る。変調器基板１３０２の後面は、光吸収層１３２０で被覆されてよく、開口１３２２は光吸収層１３２０を貫通して形成される。
【０１４０】
スイッチ、トランジスタ１３２５のようなトランジスタ、キャパシタ、および電気相互接続１３２６のような相互接続を含む、様々な電子部品が、シャッターアセンブリ１３０６を制御するバックプレーン回路を形成する。これらの部品はまた、開口１３２２の間の変調器基板１３０２の後面上の領域を占有する。したがって、これらの電子部品のいくつかは、ディスプレイの前方に面し得る。これらの電子部品の多くは導電性の材料で構成されるので、反射的である傾向がある。したがって、周辺光がディスプレイの前方と相互作用するとき、光は、変調器基板１３０２または背後の電子部品で、視聴者に向かって反射し得る。電気相互接続はバックプレーン回路の大半を形成するので、それらの反射性はディスプレイの全体的な周辺反射性を大きくする傾向がある。
【０１４１】
実際に、ディスプレイ装置中に形成される電気相互接続は、ディスプレイ内の電気相互接続の位置とは無関係に、ディスプレイのコントラスト比に悪影響を与え得る。これは、ディスプレイ装置内の光が電気相互接続でディスプレイの前方に向かって反射し得るからである。
【０１４２】
いくつかの実装形態では、電気相互接続は、光吸収構造体であってよく、または光吸収構造体を含み得る。いくつかの他の実装形態では、電気相互接続は、より大きな光吸収構造体の一部であり得る。図１３Ａに示されるように、電気相互接続１３２６自体が光吸収構造体である。したがって、電気相互接続１３２６は、電気相互接続として機能するだけではなく、電気相互接続１３２６の前向きの表面と相互作用する周辺光、さらには、電気相互接続１３２６の後向きの表面と相互作用するディスプレイ内の光も吸収する。
【０１４３】
いくつかの実装形態では、他の電子部品の１つまたは複数、たとえば、トランジスタ１３２５のようなトランジスタ、キャパシタ、およびスイッチも、光吸収構造体であることがあり、または光吸収構造体を含むことがある。いくつかの他の実装形態では、これらの電子部品の１つまたは複数は、より大きな光吸収構造体の一部であり得る。すなわち、光吸収構造体を形成する層は、様々な電子部品の層の１つまたは複数として機能し得る。いくつかの実装形態では、トランジスタ１３２５のようなトランジスタの電極、キャパシタの金属プレート、バス線、および相互接続１３２６のような相互接続は、そのような光吸収構造体の層の１つまたは複数によって形成され得る。このようにして、電子部品は、バックプレーン回路に関する特定の機能を提供できるだけではなく、光吸収をもたらすようにも機能することができる。電気相互接続１３２６は、光吸収構造体であるように、すなわち、低い反射率を有するように構成される。光吸収構造体として形成される電気相互接続１３２６の追加の詳細が、図１３Ｂに関して以下で与えられる。
【０１４４】
図１３Ｂは、図１３Ａに示されるディスプレイ１３００の部分１３９０の例示的な断面を示す。部分１３９０は、変調器基板１３０２の一部分を含む。変調器基板１３０２は、その上に反射防止層１３５２が被覆される前面と、その上に電気相互接続１３２６が形成される後面とを有する。
【０１４５】
電気相互接続１３２６は、約１％未満の光反射率を有する。いくつかの実装形態では、電気相互接続１３２６は、約０．５％未満の光反射率を有し得る。
【０１４６】
いくつかの実装形態では、電気相互接続１３２６は、バックライト１３２８に面した変調器基板１３０２の後面上に形成され得る。電気相互接続１３２６は、第１の導電層１３６２、第１の金属層１３６４、第２の導電層１３６６、第２の金属層１３６８、第３の導電層１３７０、第３の金属層１３７２、および第４の導電層１３７４を含む、複数層の積層体を含む。この例では、第１の導電層１３６２は、一方の側で変調器基板１３０２と接触しており、反対側で第１の金属層１３６４に接触する。第２の導電層１３６６は第１の金属層１３６４の頂部に積層され、第２の金属層１３６８は第２の導電層１３６６の頂部に積層され、第３の導電層１３７０は第２の金属層１３６８の頂部に積層され、第３の金属層１３７２は第３の導電層１３７０の頂部に積層され、第４の導電層１３７４は第３の金属層１３７２の頂部に積層される。
【０１４７】
いくつかの実装形態では、第１の金属層１３６４、第２の導電層１３６６、および第２の金属層１３６８が、電気相互接続１３２６の前向きの光吸収部分１３８０を形成する。前向きの光吸収部分１３８０は、電気相互接続１３２６の前面１３９７と相互作用する周辺光の吸収に寄与する。第２の金属層１３６８、第３の導電層１３７０、第３の金属層１３７２が、電気相互接続１３２６の後向きの光吸収部分１３８５を形成する。後向きの光吸収部分１３８５は、電気相互接続１３２６の後面１３９８と相互作用するディスプレイセル内の光の吸収に寄与する。
【０１４８】
いくつかの実装形態では、周辺光１３５０が相互作用する、電気相互接続１３２６の前向きの光吸収部分１３８０は、約０．２％のような、約０．１％から約１．０％の反射率を有し得る。さらに、バックライト１３２８からの光１３５１が相互作用する、電気相互接続１３２６の後向きの光吸収部分１３８５は、約０．０４％のような、約０．０１％から約０．１％の反射率を有し得る。
【０１４９】
いくつかの実装形態では、第１の導電層１３６２はＩＴＯであり、またはＩＴＯを含んでよく、約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みを有する。第１の金属層１３６４は、約５ｎｍ〜２０ｎｍの厚みを有するＭｏまたはＭｏ含有合金であり、またはそれらを含み得る。第２の導電層１３６６はＩＴＯであり、またはＩＴＯを含んでよく、約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みを有する。第２の金属層１３６８は、ＭｏまたはＭｏ含有合金であり、またはそれらを含んでよく、約１５０ｎｍ〜３００ｎｍの厚みを有する。第３の導電層１３７０はＩＴＯであり、またはＩＴＯを含んでよく、約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みを有する。第３の金属層１３７２は、約５ｎｍ〜２０ｎｍの厚みを有するＭｏまたはＭｏ含有合金であり、またはそれらを含み得る。第４の導電層１３７４はＩＴＯであり、またはＩＴＯを含んでよく、約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みを有する。
【０１５０】
いくつかの実装形態では、第１の導電層１３６２はＩＴＯであり、またはＩＴＯを含んでよく、約７０ｎｍの厚みを有する。第１の金属層１３６４は、約１０ｎｍの厚みを有するＭｏまたはＭｏ含有合金であり、またはそれらを含み得る。第２の導電層１３６６はＩＴＯであり、またはＩＴＯを含んでよく、約７０ｎｍの厚みを有する。第２の金属層１３６８は、ＭｏまたはＭｏ含有合金であり、またはそれらを含んでよく、約２００ｎｍの厚みを有する。第３の導電層１３７０はＩＴＯであり、またはＩＴＯを含んでよく、約７０ｎｍの厚みを有する。第３の金属層１３７２は、約１０ｎｍの厚みを有するＭｏまたはＭｏ含有合金であり、またはそれらを含み得る。第４の導電層１３７４はＩＴＯであり、またはＩＴＯを含んでよく、約７０ｎｍの厚みを有する。
【０１５１】
いくつかの実装形態では、第１の金属層１３６４、第２の金属層１３６８、および第３の金属層１３７２は、ＭｏまたはＭｏ含有合金の代わりに、またはそれらと組み合わせて、１つまたは複数の原色に対する所望の光吸収をもたらし得る、他の適切な金属および合金であってよく、またはそれらを含み得る。いくつかのそのような金属の例は、Ａｌ、Ｔｉ、および粗いＴｉを含む。いくつかの実装形態では、第１の金属層１３６４、第２の金属層１３６８、または第３の金属層１３７２の１つまたは複数は、ＭｏまたはＭｏ含有合金を含み得るが、第１の金属層１３６４、第２の金属層１３６８、または第３の金属層１３７２の他の層は、別の金属または金属含有合金を含み得る。
【０１５２】
いくつかの実装形態では、第１の金属層１３６４、第２の金属層１３６８、または第３の金属層１３７２と、第１の導電層１３６２、第２の導電層１３６６、第３の導電層１３７０、または第４の導電層１３７４に対する材料の厚みも、電気相互接続１３２６の全体的な光吸収に影響を与え得る。光吸収の全体のレベルは、材料の各々の特性、それらの屈折率、およびそれらの厚みに依存する。したがって、電気相互接続１３２６によってもたらされる弱め合う干渉の程度は、材料の構成層の厚みを調整することによって上げられ得る。したがって、金属層１３６４、１３６８、および１３７２と、導電層１３６２、１３６６、１３７０、および１３７４の１つまたは複数の厚みは、改善された光吸収の特性を生み出すように調整される。材料の厚みの様々な組合せを繰り返しシミュレーションするように構成される最適化ソフトウェアの使用によって、特定の厚みが選択され得る。
【０１５３】
いくつかの実装形態では、第１の金属層１３６４、第２の金属層１３６８、または第３の金属層１３７２と、第１の導電層１３６２、第２の導電層１３６６、第３の導電層１３７０、または第４の導電層１３７４に対する材料の選択も、電気相互接続１３２６の全体的な光吸収に影響を与え得る。具体的には、いくつかの金属材料は、ある材料と対にされると透過性が低くなり得る。したがって、電気相互接続１３２６に含める材料を選択するとき、個々の層の厚みを調整することだけではなく、他の層に対して層の各々において使用される材料のタイプに対しても、考慮が行われるべきである。
【０１５４】
いくつかの実装形態では、電気相互接続１３２６は、図１３Ｂに示される層の１つまたは複数を含まないことがある。たとえば、いくつかの実装形態では、光吸収構造は、電気相互接続１３２６を形成するために使用される、より少数または多数の導電層または金属層を使用して形成され得る。いくつかの実装形態では、電気相互接続１３２６の前向きの光吸収部分１３８０は、第２の導電層１３６６および第２の金属層１３６８を含み得るが、電気相互接続１３２６の後向きの光吸収部分１３８５は、第２の金属層１３６８および第３の導電層１３７０を含み得る。したがって、電気相互接続１３２６は３つの層、すなわち、第２の導電層１３６６、第２の金属層１３６８、および第３の導電層１３７０を含み得る。
【０１５５】
いくつかの他の実装形態では、電気相互接続１３２６の前向きの光吸収部分１３８０は、第１の金属層１３６４、第２の導電層１３６６、および第２の金属層１３６８を含み得るが、電気相互接続１３２６の後向きの光吸収部分１３８５は、第２の金属層１３６８、第３の導電層１３７０、および第３の金属層１３７２を含み得る。そのような実装形態では、電気相互接続１３２６は５つの層、すなわち、第１の金属層１３６４、第２の導電層１３６６、第２の金属層１３６８、第３の導電層１３７０、および第３の金属層１３７２を含む。いくつかのそのような実装形態では、前向きの光吸収部分１３８０と後向きの光吸収部分１３８５の１つまたは両方は、１つまたは複数の追加の導電層を含み得る。たとえば、前向きの光吸収部分１３８０は第１の導電層１３６２を含んでよく、または、後向きの光吸収部分１３８５は第４の導電層１３７４を含んでよい。
【０１５６】
いくつかの他の実装形態では、前向きの光吸収部分１３８０と後向きの光吸収部分１３８５は、異なる数の層を含み得る。たとえば、前向きの光吸収部分１３８０は４つの層、すなわち、第１の導電層１３６２、第１の金属層１３６４、第２の導電層１３６６、および第２の金属層１３６８を含み得るが、後向きの光吸収部分１３８５は３つの層、すなわち、第２の金属層１３６８、第３の導電層１３７０、および第３の金属層１３７２を含み得る。
【０１５７】
いくつかの実装形態では、電気相互接続１３２６を形成する層の厚みは、改善された光吸収特性を生み出すように調整され得る。材料の厚みの様々な組合せを繰り返しシミュレーションするように構成される最適化ソフトウェアの使用によって、特定の厚みが選択され得る。
【０１５８】
図１３Ｂは、光吸収構造体として機能する例示的な電気相互接続を示すが、金属層を有する他の電子部品も、電気相互接続１３２６の層の１つまたは複数を組み込むことによって、低い反射率を有し得る。たとえば、トランジスタの金属層またはキャパシタの金属プレートのような電子部品の金属層は、電気相互接続１３２６の１つまたは複数の層を使用して形成され得る。一例では、トランジスタ１３２５のようなトランジスタのゲートは、電気相互接続１３２６を形成するために使用される材料の同様の積層体から形成され得る。たとえば、トランジスタのゲートは、電気相互接続１３２６の前向きの光吸収部分１３８０を形成する材料、すなわち、層１３６８、１３６６、および１３６４から形成され得る。結果として、トランジスタでの周辺光反射が低減され、ディスプレイのコントラスト比が改善される。いくつかの実装形態では、トランジスタ１３２５の残りの端子は、周辺光に曝されるかディスプレイにより生成された光に曝されるかに応じて、前向きの光吸収部分１３８０および／または後向きの光吸収部分１３８５で使用される材料の積層体から形成されてよく、またはそれらを含み得る。このようにして、トランジスタ１３２５は、光吸収構造体としても機能することができ、トランジスタ１３２５の前向きの表面での周辺光の反射と、トランジスタ１３２５の後向きの表面でのディスプレイ内の光の反射を減らす。
【０１５９】
いくつかの実装形態では、光吸収構造体として機能するように構成されるバックプレーン回路の電子部品の少なくとも一部分は、図５に示されるディスプレイ装置５００の透明基板５０５のような、ＭＥＭＳアップディスプレイ装置の後方基板上に形成され得る。いくつかのそのような実装形態では、光吸収構造体は、暗い金属層、金属ベース層、および高度に反射的な誘電体層を含み得る。暗い金属層は、比較的低反射率の金属、たとえば、Ｔｉ、Ｍｏ、または黒色Ｃｒであってよく、またはそれらを含み得る。金属ベース層は、比較的厚い金属層であり得る。たとえば、金属ベース層は、少なくとも１５０ｎｍの厚みを有し得る。いくつかの実装形態では、金属ベース層は、Ａｌ、Ｔｉ、ＭｏまたはＭｏ含有合金であってよく、またはこれらを含み得る。光吸収構造体は、ガラス基板であり得る透明基板上に形成され得るので、層の高度に反射的な誘電積層体がガラスの頂部に形成され、金属ベース層が層の誘電積層体上に形成され、暗い金属層が金属ベース層上に形成される。いくつかの他の実装形態では、光吸収構造体は、電気相互接続１３２６を形成するために使用される材料の同様の積層体から形成され得る。具体的には、光吸収構造体は、電気相互接続１３２６を形成するために使用される前向きの光吸収部分１３８０で使用される材料の積層体を含み得る。
【０１６０】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、複数の表示素子を含むディスプレイデバイス４０を示す例示的なシステムブロック図の例である。このディスプレイデバイス４０はたとえば、スマートフォン、携帯電話またはモバイル電話であってもよい。しかしながら、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはそれらのわずかな変形は、テレビジョン、タブレット、電子書籍端末、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のような様々なタイプのディスプレイデバイスも例示している。
【０１６１】
ディスプレイデバイス４０は、筐体４１と、ディスプレイ３０と、アンテナ４３と、スピーカ４５と、入力デバイス４８と、マイクロフォン４６とを含む。筐体４１は、射出成形および真空成形を含む種々の製造プロセスのいずれかによって形成され得る。加えて、筐体４１は、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がそれらに限らない種々の材料のいずれかから作られ得る。筐体４１は、異なる色の、または異なるロゴ、絵、もしくは記号を含む、他の取外し可能な他の部分と交換され得る取外し可能な部分（図示せず）を含み得る。
【０１６２】
ディスプレイ３０は、本明細書で説明されるように、双安定ディスプレイまたはアナログディスプレイを含む種々のディスプレイのいずれかであり得る。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、エレクトロルミネセント（ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ＳＴＮ方式液晶ディスプレイ（ＳＴＮ  ＬＣＤ）もしくは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＬＣＤのようなフラットパネルディスプレイ、またはブラウン管（ＣＲＴ）もしくは他の管デバイスのような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。
【０１６３】
ディスプレイデバイス４０の構成要素が図１４Ａに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、筐体４１を含み、ディスプレイデバイス４０内に少なくとも部分的に密閉された追加の構成要素を含み得る。たとえば、ディスプレイデバイス４０は、送受信機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に表示され得る画像データの源であり得る。したがって、ネットワークインターフェース２７は、画像源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も画像源モジュールとして機能し得る。送受信機４７は、条件付けハードウェア５２に接続されたプロセッサ２１に接続されている。条件付けハードウェア５２は、信号を条件付ける（たとえば、信号をフィルタリングする、または別様に操作する）ように構成され得る。条件付けハードウェア５２は、スピーカ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はまた、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９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およびアレイドライバ２２に結合されてよく、アレイドライバ２２はディスプレイアレイ３０に結合されてよい。図１４Ａで特に示されない要素を含む、ディスプレイデバイス４０の中の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、かつプロセッサ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の設計において実質的にすべての構成要素に電力を供給することができる。
【０１６４】
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がネットワークを通じて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と送受信機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いくつかの処理機能を有し得る。アンテナ４３は、信号を送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）、ＩＥＥＥ１６．１１（ｂ）、またはＩＥＥＥ１６．１１（ｇ）を含むＩＥＥＥ１６．１１標準、あるいはＩＥＥＥ８０１．１１ａ、ＩＥＥＥ８０１．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０１．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０１．１１ｎを含むＩＥＥＥ８０１．１１標準、およびそのさらなる実装形態に従ってＲＦ信号を送受信する。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信号を送受信する。携帯電話の場合、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）／Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  （ＧＰＲＳ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ（登録商標）  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  （ＥＤＧＥ）、Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｔｒｕｎｋｅｄ  Ｒａｄｉｏ  （ＴＥＴＲＡ）、Ｗｉｄｅｂａｎｄ−ＣＤＭＡ  （Ｗ−ＣＤＭＡ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  （ＥＶ−ＤＯ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ｂ、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ  （ＨＳＰＡ）、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ  （ＨＳＤＰＡ）、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ  （ＨＳＵＰＡ）、Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ  （ＨＳＰＡ＋）、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のような、ワイヤレスネットワーク内で通信するのに使用される他の公知の信号を受信するように設計され得る。送受信機４７は、アンテナ４３から受信された信号がプロセッサ２１によって受信されさらに操作され得るように、受信された信号を前処理することができる。送受信機４７はまた、プロセッサ２１から受信された信号がディスプレイデバイス４０からアンテナ４３を介して送信され得るように、受信された信号を処理することができる。
【０１６５】
いくつかの実装形態では、送受信機４７は受信機と置き換えられ得る。加えて、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に送信すべき画像データを記憶または生成することのできる画像源と置き換えられ得る。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作全体を制御し得る。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または画像源から受信し、データを処理して生画像データまたは生の画像データへと容易に処理され得るフォーマットへ変換する。プロセッサ２１は、処理されたデータを、記憶するためにドライバコントローラ２９またはフレームバッファ２８に送ることができる。生データは通常、画像内の各位置での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、彩度、およびグレースケールレベルを含み得る。
【０１６６】
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み得る。条件付けハードウェア５２は、信号をスピーカ４５に送信し、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。条件付けハードウェア５２は、ディスプレイデバイス４０内の個別の構成要素であってもよく、プロセッサ２１もしくは他の構成要素内に組み込まれてもよい。
【０１６７】
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から直接取り込むことができ、またはフレームバッファ２８から取り込むことができ、かつ生画像データをアレイドライバ２２への高速送信のために適切に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状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、したがって、ドライバコントローラ２９は、ディスプレイアレイ３０全体をスキャンするのに適した時間順を有する。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、スタンドアロンの集積回路（ＩＣ）としてのシステムプロセッサ２１と関連付けられることが多いが、そのようなコントローラは多数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に埋め込まれても、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれても、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てもよい。
【０１６８】
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、ディスプレイの表示素子のｘ−ｙマトリクスからの数百本、場合によっては数千本（またはそれよりも多く）のリード線に１秒当たりに何度も印加される波形の類似したセットへと、ビデオ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、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、ディスプレイモジュールの一部である。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、ディスプレイモジュールの一部である。
【０１６９】
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、本明細書で説明されるいずれタイプのディスプレイにも適切である。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（たとえば、図１に関して上で説明されたコントローラ１３４）であり得る。加えて、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（たとえば、図３Ｂに示される光変調器アレイ３２０のような、表示素子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と一体化されてもよい。そのような実装形態は、高度に集積されたシステム、たとえば、携帯電話、ポータブル電子デバイス、腕時計または小面積ディスプレイにおいて有益であり得る。
【０１７０】
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の動作を制御するのを可能にするように構成され得る。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードもしくは電話キーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチ感知スクリーン、ディスプレイアレイ３０と一体化されたタッチ感知スクリーン、または圧力感知膜もしくは熱感知膜を含み得る。マイクロフォン４６は、ディスプレイデバイス４０用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、マイクロフォン４６を通じた音声コマンドが、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するために使用され得る。
【０１７１】
電源５０は、種々のエネルギー貯蔵デバイスを含み得る。たとえば、電源５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池のような再充電可能電池であり得る。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、再生可能なエネルギー源、コンデンサ、またはプラスチック太陽電池もしくは塗料型太陽電池を含む太陽電池であってもよい。電源５０は、壁付きコンセントから電力を受けるように構成され得る。
【０１７２】
いくつかの実装形態では、電子ディスプレイシステム内のいくつかの場所に配置され得るドライバコントローラ２９に制御プログラム性が存在する。いくつかの他の実装形態では、アレイドライバ２２に制御プログラム性が存在する。上で説明された最適化は、任意の数のハードウェア構成要素および／またはソフトウェア構成要素ならびに様々な構成において実施され得る。
【０１７３】
本明細書で使用される場合、項目の列挙「の少なくとも１つ」に言及する語句は、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。例として、「ａ、ｂ、またはｃの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃ、およびａ−ｂ−ｃを包含することが意図される。
【０１７４】
本明細書で開示した実装形態に関連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のプロセスは、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装され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性は、全体的にそれらの機能に関して説明し、上述の様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびプロセスにおいて示してきた。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、またはソフトウェアとして実装されるかは、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。
【０１７５】
本明細書で開示した態様に関連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プロセッサもしくは汎用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）もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または、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で、実装または実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサ、また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、もしくは状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、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つもしくは複数のマイクロプロセッサ、また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、特定のプロセスおよび方法は、所与の機能に固有の回路によって実行され得る。
【０１７６】
１つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示した構造およびそれらの構造の同等物を含む、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、ファームウェアにおいて、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。本明細書で説明した対象の実装形態はまた、１つまたは複数のコンピュータプログラム、すなわち、データ処理装置による実行のために、またはデータ処理装置の動作を制御するために、コンピュータ記憶媒体上に符号化された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。
【０１７７】
ソフトウェアで実装される場合、機能は、１つまたは複数の命令もしくはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶され、または、コンピュータ可読媒体を介して送信され得る。本明細書で開示された方法またはアルゴリズムのプロセスは、コンピュータ可読媒体上に存在し得る、プロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールで実施され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送が可能にされ得る任意の媒体を含むコンピュータ通信媒体との両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または、命令もしくはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを記憶するために使用され得るとともに、コンピュータによってアクセスされ得る任意の他の媒体を含み得る。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれ得る。本明細書で使用される場合、ディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイディスクを含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は、通常、磁気的にデータを再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、レーザで光学的にデータを再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲の中に含まれるべきである。加えて、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る、機械可読媒体および／またはコンピュータ可読媒体上のコードおよび／または命令の１つまたは任意の組合せまたはセットとして存在し得る。
【０１７８】
本開示で説明した実装形態の様々な修正形態が当業者にはすぐに理解でき、本明細書に定める一般的原理は、本開示の趣旨または範囲から離れることなく他の実装形態に適用できる。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示す実装形態に限定されることを意図しておらず、本開示、この原理および本明細書で開示する新規の特徴と合致する最大の範囲を認めるものである。
【０１７９】
さらに、当業者は、「上側」および「下側」という用語が、図の説明を簡単に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方位に対応する相対位置を示しており、実装される任意のデバイスの適切な方位を反映していない場合があることを容易に諒解する。
【０１８０】
個別の実装形態との関連で本明細書で説明しているいくつかの特徴は、単一の実装形態において組合せで実装されてもよい。反対に、単一の実装形態との関連で説明している様々な特徴は、複数の実装形態で個別に、または任意の適切な副組合せで実装されてもよい。さらに、特徴は一定の組合せで機能するものとして上述され、当初はそういうものとして特許請求されることもあるが、特許請求される組合せによる１つまたは複数の特徴は、場合によっては、当該組合せにより実施可能であり、特許請求される組合せは、副組合せまたは副組合せの変形を対象にし得る。
【０１８１】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これについては、所望の結果を達成するために、そのような動作を示された特定の順序でもしくは順次に実行すること、またはすべての示された動作を実行することを要求するものとして理解すべきではない。さらに、図面は、１つまたは複数の例示的なプロセスをフロー図の形式で概略的に示し得る。しかしながら、図示されていない他の動作を、概略的に示す例示的なプロセスに組み込むことができる。たとえば、１つまたは複数の追加の動作は、示された動作のいずれかの前、示された動作のいずれかの後、示された動作のいずれかと同時に、または示された動作のいずれかの間に実行され得る。いくつかの状況において、マルチタスキングおよび並列処理は有利であり得る。また、上述の実装形態における様々なシステム構成要素の分離については、すべての実装形態でかかる分離を要求するものとして理解すべきではなく、説明されるプログラム構成要素およびシステムは一般に単一のソフトウェア製品への統合、または複数のソフトウェア製品へのパッケージ化が可能であると理解されたい。さらに、他の実装形態も、以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、請求項に記載のアクションは、異なる順序で実行されながらもなお、望ましい結果を達成することが可能である。
【符号の説明】
【０１８２】
２１  プロセッサ
２２  アレイドライバ
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  ディスプレイアレイ
４０  ディスプレイデバイス
４１  筐体
４３  アンテナ
４５  スピーカ
４６  マイクロフォン
４７  送受信機
４８  入力デバイス
５０  電源
５２  条件付けハードウェア
１００  直視型ＭＥＭＳ方式ディスプレイ装置、ディスプレイ装置、装置
１０２  光変調器、色固有光変調器
１０２ａ  光変調器
１０２ｂ  光変調器
１０２ｃ  光変調器
１０２ｄ  光変調器
１０４  画像、新規画像、カラー画像、画像状態
１０５  ランプ
１０６  画素、カラー画素
１０８  シャッター
１０９  開口
１１０  書込み許可相互接続、相互接続、スキャンライン相互接続
１１２  データ相互接続、相互接続
１１４  共通相互接続、相互接続
１２０  ホストデバイス
１２２  ホストプロセッサ
１２４  環境センサ、環境センサモジュール、センサモジュール
１２６  ユーザ入力モジュール
１２８  ディスプレイ装置
１３０  スキャンドライバ、ドライバ
１３２  データドライバ、ドライバ
１３４  コントローラ、デジタルコントローラ回路
１３８  共通ドライバ、ドライバ
１４０  ランプ
１４２  ランプ
１４４  ランプ
１４６  ランプ
１４８  ランプドライバ、ドライバ
２００  シャッター式光変調器、光変調器、シャッターアセンブリ
２０２  シャッター
２０３  基板、表面
２０４  基板、アクチュエータ
２０５  コンプライアント電極ビームアクチュエータ、アクチュエータ
２０６  コンプライアントロードビーム、ロードビーム、コンプライアント部材、ビーム
２０７  スプリング
２０８  ロードアンカ
２１１  開口穴
２１６  コンプライアント駆動ビーム、駆動ビーム、ビーム
２１８  駆動ビームアンカ、駆動アンカ
３００  制御マトリクス
３０１  画素
３０２  弾性シャッターアセンブリ、シャッターアセンブリ
３０３  アクチュエータ
３０４  基板
３０６  スキャンライン相互接続
３０７  書込み許可電圧源
３０８  データ相互接続
３０９  データ電圧源、Ｖｄソース
３１０  トランジスタ
３１２  キャパシタ
３２０  シャッター式光変調器アレイ、画素アレイ、アレイ、光変調器アレイ
３２２  開口層
３２４  開口
４００  二重アクチュエータシャッターアセンブリ、シャッターアセンブリ
４０２  アクチュエータ、シャッター開アクチュエータ、静電アクチュエータ
４０４  アクチュエータ、シャッター閉アクチュエータ、静電アクチュエータ
４０６  シャッター
４０７  開口層
４０８  アンカ
４０９  開口、方形開口
４１２  シャッター開口、開口
４１６  重複
５００  ディスプレイ装置、複合ディスプレイ装置
５０２  シャッター式光変調器、シャッターアセンブリ、シャッターアセンブリアレイ
５０３  シャッター
５０４  透明基板、基板
５０５  アンカ
５０６  後ろ向き反射層、反射膜、反射開口層、開口層
５０８  表面開口、開口
５１２  ディフューザ
５１４  輝度増強膜
５１６  平面光ガイド、光ガイド
５１７  光リダイレクタまたはプリズム
５１８  ランプ、光源
５１９  反射体
５２０  前向き反射膜、膜
５２１  光線
５２２  カバープレート
５２４  ブラックマトリクス
５２６  ギャップ
５２７  スペーサ
５２８  粘着シール
５３０  流体
５３２  板金または成形プラスチックアセンブリブラケット、アセンブリブラケット
５３６  反射体
６０４  開口プレート
７００  ＭＥＭＳダウン式ディスプレイ装置
７０２  開口層
７０４  前向きの表面
７０８  バックライト
７１０  シャッター
７１２  後向きの表面
７２０  光遮断層
７２１  ＭＥＭＳ基板
７３０  光吸収構造体
７４０  光
７５０  光
１０２０  光吸収構造体
１０５０  グラフ
１０５２  カーブ
１０５４  カーブ
１０５６  カーブ
１０５８  カーブ
１０６０  カーブ
【図１Ａ】
2016508234.tif 000003
【図１Ｂ】
2016508234.tif 000004
【図２Ａ】
2016508234.tif 000005
【図２Ｂ】
2016508234.tif 000006
【図２Ｃ】
2016508234.tif 000007
【図２Ｄ】
2016508234.tif 000008
【図３Ａ】
2016508234.tif 000009
【図３Ｂ】
2016508234.tif 000010
【図４Ａ】
2016508234.tif 000011
【図４Ｂ】
2016508234.tif 000012
【図５】
2016508234.tif 000013
【図６】
2016508234.tif 000014
【図７】
2016508234.tif 000015
【図８】
2016508234.tif 000016
【図９】
2016508234.tif 000017
【図１０Ａ】
2016508234.tif 000018
【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
2016508234.tif 000020
【図１１Ｂ】
2016508234.tif 000021
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
2016508234.tif 000023
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
2016508234.tif 000026
【図１４Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月23日(2015.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００ｎｍより大きな厚みを有する第１の金属層と、
前記第１の金属層に接触する半導体層であって、１００ｎｍ以下の厚みを有する、半導体層と、
前記半導体層に接触する第２の金属層であって、５０ｎｍ以下の厚みを有する、第２の金属層と、
を含む光吸収構造体を含む、装置。
【請求項２】
可視スペクトルの少なくとも一部分にわたる、かつ、前記光吸収構造体に対して垂直な軸に関して約４５°の入射角の範囲にわたる、前記光吸収構造体の反射率が約１５％未満である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記金属層の少なくとも１つが、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、Ｍｏ含有合金、およびアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記半導体層が、シリコン（Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、およびゲルマニウム（Ｇｅ）の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記金属層の少なくとも１つが、ある原色に対応する光を吸収するように構成され、前記半導体層が、異なる原色に対応する光を吸収するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記光吸収構造体がさらに、前記金属層に接触した誘電体層を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記半導体層の第１の半導体表面が、前記金属層の第１の金属表面と接触しており、前記第２の金属層が前記第１の半導体表面の反対側にある前記半導体層の第２の半導体表面と接触しており、前記光吸収構造体がさらに、
前記第１の金属表面の反対側にある前記金属層の第２の金属表面と接触している誘電体層を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第２の金属層が、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｍｏ含有合金の少なくとも１つを含み、Ａｌおよび前記誘電体層が、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）とインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の少なくとも１つを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の金属層と前記半導体層の少なくとも１つが、約２５ｎｍ以下の厚みを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
表示素子のアレイを含むディスプレイと、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスとをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの信号を前記ディスプレイに送信するように構成されたドライバ回路をさらに含み、前記コントローラが、前記画像データの少なくとも一部分を前記ドライバ回路に送信するようにさらに構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記画像データを前記プロセッサに送信するように構成された画像源モジュールをさらに含み、前記画像源モジュールが、受信機、送受信機、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサに通信するように構成された入力デバイスをさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記表示素子が電気機械システム（ＥＭＳ）表示素子を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
表示素子の前記アレイを支持するように構成される第１の基板と、
前記第１の基板から分離された第２の基板とをさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の基板、前記第２の基板、および前記表示素子の少なくとも１つが、前記光吸収構造体を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
光吸収構造体を製造する方法であって、
１００ｎｍより大きな厚みを有する第１の金属層を基板上に堆積するステップと、
１００ｎｍ以下の厚みを有する半導体層を前記第１の金属層上に堆積するステップと、
５０ｎｍ以下の厚みを有する第２の金属層を前記半導体層の頂部に直接堆積するステップとを含む、方法。
【請求項１８】
可視スペクトルの少なくとも一部分にわたる、かつ４５°の入射角の範囲にわたる、前記光吸収構造体の反射率が最大で約１５％である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記金属層の少なくとも１つが、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、Ｍｏ含有合金、およびアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記半導体層が、シリコン（Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、およびゲルマニウム（Ｇｅ）の少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記金属層の少なくとも１つが、ある原色に対応する光を吸収するように構成され、前記半導体層が、異なる原色に対応する光を吸収するように構成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
誘電体層を堆積するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
約５０ｎｍ以下の厚みを有する金属層と、
前記金属層に接触した第２の層であって、約１００ｎｍ以下の厚みを有するインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層、および約２００ｎｍ以下の厚みを有する高屈折率誘電体層の１つを含む、第２の層と
を含む光吸収構造体を含む装置であって、前記高屈折率誘電体層の屈折率が約１．７以上である、装置。
【請求項２４】
可視スペクトルの少なくとも一部分にわたる、かつ、前記光吸収構造体に対して垂直な軸に関して約４５°の入射角の範囲にわたる、前記光吸収構造体の反射率が約１５％未満である、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記金属層が、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、Ｍｏ含有合金、およびアルミニウム（Ａｌ）の少なくとも１つを含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記第２の層が、約７０ｎｍ以下の厚みを有する前記ＩＴＯ層を含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
前記第２の層が、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）と酸化チタン（ＴｉＯ２）の少なくとも１つを含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項２８】
前記光吸収構造体がさらに、前記第２の層に接触した第２の金属層を含み、前記第２の金属が前記金属層より大きな厚みを有する、請求項２３に記載の装置。
【請求項２９】
前記第２の層の第１の表面が、前記金属層の第１の金属表面と接触しており、前記光吸収構造体がさらに、
前記第１の金属表面の反対側にある前記金属層の第２の金属表面と接触している誘電体層と、
前記第１の表面の反対側にある前記第２の層の第２の表面と接触している第２の金属層とを含み、前記第２の金属が前記金属層より大きな厚みを有する、請求項２３に記載の装置。
【国際調査報告】
2016508234.tif 000028
2016508234.tif 000029
2016508234.tif 000030
2016508234.tif 000031