(57)【要約】  本開示は、シャッターアセンブリのために複数の誘電体コーティングを設けるためのシステム、方法および装置を提供する。複数の誘電体コーティングは、外部誘電体コーティングおよび１つまたは複数の内部誘電体コーティングを含む。外部誘電体コーティングは、１つまたは複数の内部誘電体コーティングの電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有する。より低い電気的トラップ密度は、シャッターアセンブリの様々な表面の上の電荷の蓄積の量を低減する。電荷の蓄積におけるこの低減はまた、シャッターアセンブリの正しくない動作を引き起こすことがある静電力を低減する。
2016503191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配設された、光を通すための複数の開口を画定する光遮断層と、
画像データに反応して、前記複数の開口のうちの少なくとも１つを通って伝播する光を変調するように構成された少なくとも１つの光変調器と、
前記光遮断層の少なくとも一部の上、前記基板に実質的に平行な前記少なくとも１つの光変調器の表面の上、および前記基板に実質的に垂直な前記少なくとも１つの光変調器の表面の上に配設された第１の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の上に直接かつ実質的に共形に配設された、前記第１の誘電体層の電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有する第２の誘電体層とを備える、装置。
【請求項２】
前記第１の誘電体層が、前記第２の誘電体層より厚い、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の誘電体層が化学気相堆積材料を含み、前記第２の誘電体層が原子層堆積材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光変調器が浸漬される流体をさらに備え、それによって前記流体が前記第２の誘電体層と接触している、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
少なくとも１つの光変調器から受け取った変調光を前記装置の前面に透過するためのカバープレートをさらに備え、前記第２の誘電体層が、前記少なくとも１つの光変調器に面する前記カバープレートの一部の上に追加的に配設される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つの光変調器から受け取った変調光を前記装置の前面に透過するためのカバープレートをさらに備え、前記第１の誘電体層および前記第２の誘電体層が、前記少なくとも１つの光変調器に面する前記カバープレートの一部の上に配設される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の誘電体層の厚さが、約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲内にある、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第２の誘電体層の厚さが、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲内にある、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記光遮断層および前記少なくとも１つの光変調器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備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ディスプレイが、
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と、
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構成されたコントローラとをさらに含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ディスプレイが、
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９に記載の装置。
【請求項１２】
前記ディスプレイが、
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９に記載の装置。
【請求項１３】
シャッターアセンブリを形成するための方法であって、
シャッターおよび前記シャッターに結合されたアクチュエータを含むシャッターアセンブリを基板上に形成するステップと、
前記シャッターアセンブリおよび前記基板の上に第１の誘電体層を堆積するステップと、
前記第１の誘電体層の上に実質的に共形に、前記第１の誘電体層の電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有する第２の誘電体層を堆積するステップとを含む、方法。
【請求項１４】
前記第１の誘電体層を堆積するステップが、前記基板に実質的に平行な前記シャッターアセンブリの表面の上および前記基板に実質的に垂直な前記シャッターアセンブリの表面の上に前記第１の誘電体層を堆積するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の誘電体層を第１の厚さに堆積するステップと、前記第２の誘電体層を第２の厚さに堆積するステップとをさらに含み、前記第１の厚さが前記第２の厚さより大きい、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記シャッターアセンブリを流体に浸漬するステップをさらに含み、それによって前記流体が前記第２の誘電体層と接触している、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記シャッターによってディスプレイ装置の前面に進むことを可能にされた変調光を透過するように構成されたカバープレートを設けるステップと、前記シャッターアセンブリに面するように構成された前記カバープレートの一部の上に前記第１の誘電体層を堆積するステップとをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記シャッターアセンブリに面する前記カバープレートの前記一部の上に堆積された前記第１の誘電体層の上に前記第２の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１９】
前記シャッターアセンブリを形成するステップが、
前記基板上に型を形成するステップと、
前記型の上に前記シャッターアセンブリを形成するステップと、
前記シャッターアセンブリを解放するために前記型を除去するステップとを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の誘電体材料を堆積するステップと、前記型を除去する前に前記第２の誘電体材料を堆積するステップとをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の誘電体材料を堆積するステップと、前記型を除去した後で前記第２の誘電体材料を堆積するステップとをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の誘電体層を堆積するステップが、約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲内の前記第１の誘電体層の厚さを形成するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の誘電体層を堆積するステップが、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲内の前記第２の誘電体層の厚さを形成するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の誘電体層を堆積するステップが、前記第１の誘電体層を堆積するために化学気相堆積技術を利用するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第２の誘電体層を堆積するステップが、前記第２の誘電体層を堆積するために原子層堆積技術を利用するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２６】
光を通すための複数の開口を画定するための、基板上に配設された光遮断手段と、
画像データに反応して、前記複数の開口のうちの少なくとも１つを通って伝播する光を変調するための光変調手段と、
前記光遮断手段の少なくとも一部の上および第１の絶縁層を設けるために前記光変調手段の表面の上に配設された第１の誘電体手段と、
第２の絶縁層を設けるために前記第１の誘電体手段の上に実質的に共形に配設された第２の誘電体手段とを含み、前記第２の誘電体手段の電気的トラップ密度が前記第１の誘電体手段の電気的トラップ密度より小さい、ディスプレイ装置。
【請求項２７】
前記第２の誘電体手段が、前記第１の誘電体手段より厚い、請求項２６に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２８】
前記光変調手段の移動を促進するための潤滑手段をさらに含み、前記潤滑手段が、前記第２の誘電体手段と接触している、請求項２６に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２９】
前記光変調手段から受け取った変調光を通すためのカバー手段をさらに含み、前記第２の誘電体手段が、前記光変調手段に面する前記カバー手段の一部の上に追加的に配設される、請求項２６に記載のディスプレイデバイス。
【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示的に組み込まれる、２０１２年１２月１９日に出願した「ＤＩＳＰＬＡＹ  ＤＥＶＩＣＥ  ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＮＧ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＬＡＹＥＲＳ」と題する米国特許出願第１３／７１９，６４８号に対する優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、電気機械システム（ＥＭＳ）に関する。詳細には、本開示は、複数の誘電体層を有するＥＭＳディスプレイデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
ディスプレイデバイスは、開口プレート内に形成された開口の上を開位置と閉位置との間でシャッターを移動させるための電気機械システム（ＥＭＳ）シャッターアセンブリのアレイを含み得る。光を供給するためのバックライトが開口プレートの後ろに配置され、それによってシャッターが開位置にあるときに、シャッターが、開口を通ってディスプレイデバイスの前面に向かって光が伝播するのを可能にする。典型的な製造プロセスの間に、シャッターアセンブリおよび開口プレートは、パッケージ化などの後続の製造ステップからそれらを保護するために、パッシベーション層（たとえば、誘電体層）でコーティングされる。パッシベーション層はまた、シャッターアセンブリのいくつかの導電部の絶縁を提供する。それぞれのシャッターおよびシャッター作動要素を含むシャッターアセンブリは、シャッターの移動を円滑にし、スティクションの確率を低減するために流体に浸漬させられる。流体はまた、ディスプレイデバイスの光学性能を改善する。
【０００４】
ディスプレイデバイスの製造または動作の間に、電荷が、ディスプレイデバイスの様々な表面の上に蓄積することがある。詳細には、電荷は、シャッターおよび開口プレート上に堆積されたパッシベーション層の表面上に不均一に蓄積することがある。さらに、アルゴリズム／回路要件によるシャッター／電極の非対称駆動が、結果として、シャッター作動要素の１つまたは複数の部分の上に蓄積された電荷における差異をもたらすことがある。すなわち、要素を作動しているシャッターの一方の表面上に、他方の面上より多くの電荷が蓄積することがある。電荷の不均一な蓄積は、結果として、シャッターに加えられる静電力をもたらすことがある。これは、シャッターの作動の速度を遅くすることから、シャッターが一時的もしくは永久的に開位置もしくは閉位置に固着するかまたは開口プレートに固着することに至るまでの、ディスプレイデバイスの動作における不良を引き起こすことがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のシステム、方法、およびデバイスは、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。
【０００６】
本開示で説明する主題の１つの発明的態様は、基板上に配設された、光を通すための複数の開口を画定する光遮断層を有する装置内で実装され得る。装置はまた、画像データに反応して、複数の開口のうちの少なくとも１つを通って伝播する光を変調するように構成された少なくとも１つの光変調器と、光遮断層の少なくとも一部分の上および基板に実質的に平行な少なくとも１つの光変調器の表面の上および基板に実質的に垂直な少なくとも１つの光変調器の表面の上に堆積された第１の誘電体層と、第１の誘電体層の上に直接かつ実質的に共形に配設された、第１の誘電体層の電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有する第２の誘電体層とを含む。
【０００７】
いくつかの実装形態では、第１の誘電体層は、第２の誘電体層より厚い。いくつかの実装形態では、第１の誘電体層は化学気相堆積材料を含み、第２の誘電体層は原子層堆積材料を含む。いくつかの実装形態では、装置は、少なくとも１つの光変調器が浸漬される流体を含み、それによって流体は第２の誘電体層と接触している。
【０００８】
いくつかの実装形態では、装置はまた、少なくとも１つの光変調器から受信された変調光を装置の前面に透過するためのカバープレートを含み、第２の誘電体層が、少なくとも１つの光変調器に面するカバープレートの一部の上に追加的に配設される。いくつかの他の実装形態では、装置は、少なくとも１つの光変調器から受信された変調光を装置の前面に透過するためのカバープレートを含み、第１の誘電体層および第２の誘電体層が、少なくとも１つの光変調器に面するカバープレートの一部の上に配設される。
【０００９】
いくつかの実装形態では、第１の誘電体層の厚さは、約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲内にある。いくつかの実装形態では、第２の誘電体層の厚さは、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲内にある。
【００１０】
いくつかの実装形態では、装置はまた、光遮断層および少なくとも１つの光変調器と、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、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有するディスプレイを含む。いくつかの実装形態では、ディスプレイは、ディスプレイに少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路と、ドライバ回路に画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラとをさらに含む。いくつかの他の実装形態では、このディスプレイは、プロセッサに画像データを送るように構成された画像源モジュールをさらに含み、画像源モジュールは、受信機、送受信機、および送信機のうちの少なくとも１つを備える。いくつかの実装形態では、ディスプレイは、入力データを受信し、入力データを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。
【００１１】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、シャッターアセンブリを形成するための方法において実施され得、方法は、シャッターおよびシャッターに結合されたアクチュエータを含むシャッターアセンブリを基板上に形成するステップと、シャッターアセンブリおよび基板の上に第１の誘電体層を堆積するステップと、第１の誘電体層の上に実質的に共形に、第１の誘電体層の電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有する第２の誘電体層を堆積するステップとを含む。
【００１２】
いくつかの実装形態では、第１の誘電体層を堆積するステップは、基板に実質的に平行なシャッターアセンブリの表面の上および基板に実質的に垂直なシャッターアセンブリの表面の上に第１の誘電体層を堆積するステップを含む。
【００１３】
いくつかの実装形態では、方法は、第１の誘電体層を第１の厚さに堆積するステップと第２の誘電体層を第２の厚さに堆積するステップとをさらに含み、第１の厚さは第２の厚さより大きい。いくつかの実装形態では、方法は、シャッターアセンブリを流体に浸漬するステップをさらに含み、それによって流体は第２の誘電体層と接触している。
【００１４】
いくつかの実装形態では、方法は、変調光を透過して、シャッターによってディスプレイ装置の前面に進むことを可能にするように構成されたカバープレートを設けるステップと、シャッターアセンブリに面するように構成されたカバープレートの一部の上に第１の誘電体層を堆積するステップとをさらに含む。いくつかのそのような実装形態では、方法は、シャッターアセンブリに面するカバープレートの一部の上に堆積された第１の誘電体層の上に第２の誘電体層を堆積するステップをさらに含む。
【００１５】
いくつかの実装形態では、シャッターアセンブリを形成するステップは、基板上に型を形成するステップと、型の上にシャッターアセンブリを形成するステップと、型を除去してそれによってシャッターアセンブリを解放するステップとを含む。いくつかのそのような実装形態では、方法は、第１の誘電体材料を堆積するステップと、型を除去する前に第２の誘電体材料を堆積するステップをさらに含む。いくつかの他の実装形態では、方法は、第１の誘電体材料を堆積するステップと、型を除去した後で第２の誘電体材料を堆積するステップをさらに含む。
【００１６】
いくつかの実装形態では、第１の誘電体層を堆積するステップは、約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲内の第１の誘電体層の厚さを形成するステップを含む。いくつかの実装形態では、第２の誘電体層を堆積するステップは、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲内の第２の誘電体層の厚さを形成するステップを含む。
【００１７】
いくつかの実装形態では、第１の誘電体層を堆積するステップは、第１の誘電体層を堆積するために化学気相堆積技術を利用するステップを含む。いくつかの実装形態では、第２の誘電体層を堆積するステップは、第２の誘電体層を堆積するために原子層堆積技術を利用するステップを含む。
【００１８】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、光を通すための複数の開口を画定するための、基板上に配設された光遮断手段を有する装置内に実装され得る。装置は、画像データに対応して、複数の開口のうちの少なくとも１つを通って伝播する光を変調するための光変調手段と、第１の絶縁層を設けるために光遮断手段の少なくとも一部の上および光変調手段の表面の上に配設された第１の誘電体手段と、第２の絶縁層を設けるために第１の誘電体手段の上に実質的に共形に配設された第２の誘電体手段とをさらに含み、第２の誘電体手段の電気的トラップ密度は第１の誘電体手段の電気的トラップ密度より小さい。いくつかの実装形態では、第２の誘電体手段は、第１の誘電体手段より厚い。
【００１９】
いくつかの実装形態では、装置はまた、光変調手段の移動を促進するための潤滑手段を含み、潤滑手段は、第２の誘電体手段と接触している。いくつかの実装形態では、装置はまた、光変調手段から受け取った変調光を通すためのカバー手段を含み、第２の誘電体手段は、光変調手段に面するカバー手段の一部の上に追加的に配設される。
【００２０】
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】
【００２１】
【図１Ａ】直視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２】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６Ａ】例示的な複合シャッターアセンブリの構築の段階の断面図である。
【図６Ｂ】例示的な複合シャッターアセンブリの構築の段階の断面図である。
【図６Ｃ】例示的な複合シャッターアセンブリの構築の段階の断面図である。
【図６Ｄ】例示的な複合シャッターアセンブリの構築の段階の断面図である。
【図６Ｅ】例示的な複合シャッターアセンブリの構築の段階の断面図である。
【図７Ａ】狭い側壁ビームを有する例示的なシャッターアセンブリの構築の段階の等角図である。
【図７Ｂ】狭い側壁ビームを有する例示的なシャッターアセンブリの構築の段階の等角図である。
【図７Ｃ】狭い側壁ビームを有する例示的なシャッターアセンブリの構築の段階の等角図である。
【図７Ｄ】狭い側壁ビームを有する例示的なシャッターアセンブリの構築の段階の等角図である。
【図８】単一の層のパッシベーション層を有する例示的なディスプレイ装置の断面図である。
【図９】多層保護コーティングを有する例示的なディスプレイ装置の断面図である。
【図１０】多層保護コーティングを有する別の例示的なディスプレイ装置の断面図である。
【図１１】多層保護コーティングを有するさらなる例示的なディスプレイ装置の断面図である。
【図１２】ディスプレイ装置の１つまたは複数の部分の上に複数の誘電体層を設けるための例示的なプロセスのフロー図である。
【図１３Ａ】表示素子のセットを含むディスプレイデバイスを示す例示的なシステムブロック図である。
【図１３Ｂ】表示素子のセットを含むディスプレイデバイスを示す例示的なシステムブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
以下の説明は、本開示の発明的態様を説明するためのいくつかの実装形態を対象とする。しかしながら、本明細書の教示は、多数の様々な方法で適用され得ることを、当業者は容易に認識するであろう。説明する実装形態は、動いている（ビデオなど）か静止している（静止画像）かにかかわらず、またテキストか、グラフィックか、図かにかかわらず、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内に実装され得る。より詳細には、説明する実装形態は、限定はしないが、携帯電話、マルチメディアインターネット対応携帯電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機／ナビゲータ、カメラ、デジタルメディアプレーヤ（ＭＰ３プレーヤなど）、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、時計、計算機、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子読み取りデバイス（電子書籍など）、コンピュータモニタ、自動車用ディスプレイ（走行距離計および速度計のディスプレイなどを含む）、コックピット制御機器および／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（車両内のリアビューカメラのディスプレイなど）、電子写真、電子掲示板または看板、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、カセットレコーダまたはプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯／乾燥機、パーキングメータ、（微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）用途を含む電気機械システム（ＥＭＳ）用途ならびに非ＥＭＳ用途などにおけるような）パッケージ化、美的構造（一片の宝石または衣服の上への画像の表示など）、および多様なＥＭＳデバイスなど、多様な電子デバイスに含まれ得るかまたは関連付けられ得ることが考えられる。本明細書の教示はまた、限定はしないが、電子スイッチデバイス、無線周波数フィルタ、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、動作検知デバイス、磁力計、家庭用電子機器のための慣性コンポーネント、家庭用電子機器製品のパーツ、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、および電子試験機器など、非ディスプレイ用途において使用され得る。したがって、教示は、図に示される実装形態だけに限定されることを意図されているのではなく、当業者に容易に明らかとなる広い利用可能性を有することを意図されている。
【００２４】
ディスプレイ装置は、画像データに対応して画像を描写するための複数の電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスを含み得る。ＥＭＳデバイスは、ナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、またはより大きいスケールの電気機械システムのデバイスを含み得る。ディスプレイ装置は、基板の上に形成され、シャッターおよびシャッターに結合されたアクチュエータを含むＥＭＳシャッターアセンブリを利用し得る。シャッターアセンブリおよび基板の上に堆積されたパッシベーション層上への電荷の望ましくない不均一な蓄積は、シャッターアセンブリおよび基板の上に複数の誘電体層を堆積することによって低減され得る。
【００２５】
いくつかの実装形態では、これらの誘電体層は、外部誘電体層および内部誘電体層を含む。内部誘電体層は、シャッターアセンブリおよび基板の上に直接堆積され得、外部誘電体層は、内部誘電体層の上に堆積され得る。外部誘電体層は、内部誘電体層の電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有し得る。外部誘電体層はまた、内部誘電体層の表面共形性より高い表面共形性を有する。外部誘電体層は、シャッターが浸漬される流体と接触状態にあり得る。外部誘電体層のより低い電気的トラップ密度は、シャッターアセンブリおよび基板の上の電荷の蓄積を低減する。低下した電荷の蓄積は、シャッターと基板との間に発生することがある静電力の大きさを低下させる。（シャッターアセンブリの様々な他の構成要素に加えて）シャッターに加えられる静電力の大きさが低減されるので、シャッターの望ましくない動作のリスクもまた低減される。いくつかの実装形態では、複数の誘電体層は、３つ以上の誘電体層を含み得る。そのような実装形態では、複数の誘電体層は、最外側の誘電体層が所望の共形性および所望の電気的トラップ密度を達成するように堆積される。
【００２６】
いくつかの実装形態では、外部誘電体層の厚さは、内部誘電体層の厚さより小さい。いくつかの実装形態では、カバープレートもまた、電荷の蓄積を低減するために１つまたは複数の誘電体層で堆積される。カバープレート上のこれらの誘電体層は、シャッターアセンブリおよび基板上に堆積される誘電体層と同様であってよい。
【００２７】
本開示で説明する主題の特定の実装形態は、以下の潜在的な利点のうちの１つまたは複数を実現するように実装され得る。シャッターアセンブリおよび基板の上の複数の誘電体層の堆積は、シャッターアセンブリ上の電荷の蓄積および望ましくない静電力を低減する。具体的には、より低い電気的トラップ密度を有する外部誘電体層は、シャッターアセンブリが浸漬される流体と接触しているように構成される。外部誘電体層のより低い電気的トラップ密度によって、シャッターアセンブリの様々な部分の上の電荷の蓄積が低減される。
【００２８】
いくつかの実装形態では、複数の誘電体層もまた、基板に対向しかつシャッターアセンブリの近傍にあるカバープレートの上に堆積される。したがって、カバープレートの上の電荷の蓄積もまた低減される。これは、さらに、シャッターアセンブリとカバープレートとの間の望ましくない静電力を低減する。
【００２９】
１つまたは複数の内部誘電体層は流体と接触していないので、それらはより低いコストの材料および堆積技術で形成され得る。したがって、内部誘電体層は、シャッターアセンブリに対して特定の誘電破壊強度を与えるためにより厚く作製され得る。
【００３０】
図１Ａは、直視型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から１０２ｄ（一般的に「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から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、装置の前面からの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。
【００３１】
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中の輝度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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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口部によって画定される。
【００３５】
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。
【００３６】
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、タブレット、電子リーダー、ネットブック、ノートブックなど）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。
【００３７】
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から１４６、ランプドライバ１４８、および、図１Ａに示す光変調器１０２などの表示素子のアレイ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。
【００３８】
ディスプレイ装置のいくつかの実装形態において、データドライバ１３２は、特に画像１０４の輝度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における輝度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、または他の個別の状態をセットするように設計される。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。いくつかの実装形態では、ランプは発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００４２】
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から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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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」、「ライブアクション」、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１３４への複数のデータ入力はコントローラに対し、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。
【００４９】
環境センサモジュール１２４も、ホストデバイス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。
【００５０】
図２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。
【００５１】
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。
【００５２】
基板がシリコンのような不透過性のものである場合、基板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、蛇行状、または形状が不規則でよい。
【００５３】
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の固定端との近くで、ロードビーム２０６に最接近するように湾曲される。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、適切な輝度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、ディスプレイの輝度レベルおよび／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。
【００５７】
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２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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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との交差位置に置かれた画素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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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値の「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。
【００６５】
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の上方で小さな間隔で懸架される。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を含むことにより、シャッター４０６の面外運動が低減され、運動が基板に対して実質的に平行な平面へ閉じ込められる。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。
【００６６】
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の遮光部分はこの場合、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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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、表面の上で短い距離でシャッター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して戻す。反射開口層５０６は、スパッタリング、蒸着、イオンプレーティング、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術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、高および低屈折率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から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。
【００７１】
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。
【００７２】
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、代替可能に断面が三角形、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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作製される。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、高い表面濡れ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の屈折率よりも大きい、または小さい屈折率をもつ。
【００７７】
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浸漬し、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、シリコーンオイル、フッ化シリコーンオイル、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、パー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が含まれる。
【００７８】
薄板金属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。
【００７９】
いくつかの他の実装形態では、図２Ａから図２Ｄに示すように、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。
【００８０】
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。
【００８１】
図６Ａから図６Ｅは、例示的な複合シャッターアセンブリの構築の段階の断面図を示している。図６Ａは、完成された複合シャッターアセンブリ６００の例示的な断面図を示している。シャッターアセンブリ６００は、シャッター６０１、２つのコンプライアントビーム６０２、ならびに基板６０３および開口層６０６の上に構築されたアンカ構造体６０４を含む。複合シャッターアセンブリ６００の要素は、第１の機械層６０５、導体層６０７、第２の機械層６０９、および封入誘電体６１１を含む。機械層６０５または６０９の一方または両方は、シャッターアセンブリ６００の主要ロードベアリングおよび機械的作動部材として働くので、機械層６０５または６０９のうちの少なくとも１つは、０．１５ミクロンを上回る厚さで堆積され得るが、いくつかの実装形態では、機械層６０５および６０９はより薄い場合がある。機械層６０５および６０９の材料の候補として、限定はしないが、金属、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、もしくはそれらの合金、誘電体材料、たとえば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、もしくは窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、または半導体材料、たとえばダイヤモンドライクカーボン、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）もしくはそれらの合金が含まれる。導体層６０７などの層のうちの少なくとも１つは、作動要素との間で電荷を授受するように導電性であるべきである。材料の候補として、限定はしないが、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｎｄもしくはそれらの合金、または半導体材料、たとえば、ダイヤモンドライクカーボン、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅもしくはそれらの合金がある。いくつかの実装形態では、半導体層を用いて、半導体にリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ホウ素（Ｂ）、またはＡｌなどの不純物をドープする。図６Ａは、同様の厚さおよび機械的特性を有する機械層６０５および６０９が導体層６０７の両側に堆積された複合物のサンドイッチ構成を示している。いくつかの実装形態では、サンドイッチ構造は、堆積後に残っている応力および／または温度変動によって課せられる応力がシャッターアセンブリ６００の曲げ、反りまたは他の変形を引き起こさないようにするのを助ける。
【００８２】
いくつかの実装形態では、シャッターアセンブリ６００の外側が導体層から形成される一方、シャッターアセンブリ６００の内側が機械層から形成されるように、複合シャッターアセンブリ６００の層の順序が逆にされ得る。
【００８３】
シャッターアセンブリ６００は、封入誘電体６１１を含み得る。いくつかの実装形態では、シャッター６０１、アンカ６０４、およびビーム６０２のすべての露出した下面、上面、および側面が均一にコーティングされるように、誘電体のコーティングが共形に適用され得る。そのような薄膜は、熱酸化によって、かつ／またはＡｌ２Ｏ３、酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２もしくはＳｉ３Ｎ４などの絶縁体のコンフォーマルＣＶＤによって、または原子層堆積を通じて同様の材料を堆積することによって成長し得る。誘電体コーティング層は、１０ｎｍから１ミクロンの範囲内の厚さで加えられ得る。いくつかの実装形態では、誘電体コーティングを側壁に堆積するために、スパッタリングおよび蒸着が使用され得る。
【００８４】
図６Ｂから図６Ｅは、図６Ａに示すシャッターアセンブリ６００を形成するために使用される例示的なプロセスのいくつかの中間製造段階の結果の例示的な断面図を示している。いくつかの実装形態では、シャッターアセンブリ６００は、図３Ａおよび図３Ｂに示す制御マトリクスのような薄膜トランジスタのアクティブマトリクスアレイなどの既存の制御マトリクスの上に構築される。
【００８５】
図６Ｂは、シャッターアセンブリ６００を形成する例示的なプロセスの最初の段階の結果の断面図を示す。図６Ｂに示されるように、犠牲層６１３が堆積されパターニングされる。いくつかの実装形態では、ポリイミドが犠牲層材料として使用される。他の犠牲層材料の候補には、限定はされないが、ポリアミド、フルオロポリマー、ベンゾシクロブテン、ポリフェニルキノキシレン、パリレン、またはポリノルボルネンがある。これらの材料は、粗い表面を平坦化し、２５０℃を上回る処理温度で機械的完全性を維持する能力、ならびにエッチングおよび／または除去中の熱分解の容易さを理由に選ばれる。他の実装形態では、犠牲層６１３は、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルエチレンおよびフェノール樹脂またはノボラック樹脂などのフォトレジストから形成される。いくつかの実装形態で使用される代替犠牲層材料としてＳｉＯ２があり、これは、その除去に使用されるフッ化水素酸溶液に対して他の電子層または構造層が耐性を有する限り、優先的に除去され得る。１つのそのような適した耐性材料として、Ｓｉ３Ｎ４がある。別の代替犠牲層材料としてＳｉがあり、これは、大半の金属およびＳｉ３Ｎ４など、その除去に使用されるフッ素プラズマまたはフッ化キセノン（ＸｅＦ２）に対して電子層または構造層が耐性を有する限り、優先的に除去され得る。さらに別の代替犠牲層材料としてＡｌがあり、これは、濃縮水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液など、強力なアルカリ溶液に対して他の電子層または構造層が耐性を有する限り、優先的に除去され得る。適した材料には、たとえば、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、ＴａおよびＳｉがある。さらに別の代替犠牲層材料としてＣｕがあり、これは、硝酸溶液または硫酸溶液に対して他の電子層または構造層が耐性を有する限り、優先的に除去され得る。そのような材料には、たとえば、Ｃｒ、Ｎｉ、およびＳｉがある。
【００８６】
次に犠牲層６１３は、アンカ領域６０４に穴またはビアを露出させるようにパターニングされる。ポリイミドまたは他の非感光性材料を犠牲層材料として用いる実装形態では、犠牲層材料は感光剤を含むように作られてよく、それにより、ＵＶフォトマスクを通じて露光する領域を現像液中で優先的に除去することができる。他の材料から形成された犠牲層は、フォトレジストの追加層において犠牲層６１３をコーティングし、フォトレジストをフォトパターニングし、最後にフォトレジストをエッチングマスクとして使用することによってパターニングされ得る。犠牲層６１３は、代替的に、ＳｉＯ２またはＣｒなどの金属の薄層であり得るハードマスクにより犠牲層６１３をコーティングすることによってパターニングされ得る。次いでフォトパターンが、フォトレジストおよび湿式化学エッチングによってハードマスクに転写される。ハードマスクに現像されるパターンは、深くて狭いアンカ穴を犠牲層６１３に与えるために使用され得る乾式化学エッチング技術、異方性エッチング技術、またはプラズマエッチング技術に対して耐性があり得る。
【００８７】
アンカ領域６０４が犠牲層６１３中に開かれた後、表面の酸化物層を除去するために、露出した下にある導電面６１４を化学的に、またはプラズマのスパッタリング効果によってエッチングすることができる。そのようなコンタクトエッチング段階により、下にある導電面６１４とシャッター材料とのオーム接触を改善することができる。犠牲層６１３のパターニングの後、フォトレジスト層またはハードマスクが、溶剤洗浄法または酸エッチング法のいずれかを使用して除去され得る。
【００８８】
次に、図６Ｃに示すように、シャッターアセンブリ６００を構築するためのプロセスにおいて、シャッター材料が堆積される。シャッターアセンブリ６００は、複数の薄膜、すなわち第１の機械層６０５、導体層６０７および第２の機械層６０９から構成される。いくつかの実装形態では、第１の機械層６０５はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層であり、導体層６０７はＡｌであり、第２の機械層６０９はａ−Ｓｉである。第１の機械層６０５、導体層６０７および第２の機械層６０９は、犠牲層６１３に物理的劣化が生じる温度を下回る温度で堆積される。たとえば、ポリイミドは約４００℃を上回る温度で分解する。したがって、いくつかの実装形態では、第１の機械層６０５、導体層６０７および第２の機械層６０９は、約４００℃を下回る温度で堆積され、ポリイミドを犠牲層材料として使用することを可能にする。いくつかの実装形態では、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）は、約２５０から約３５０℃の範囲の温度でシランガスからプラズマ強化化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって、応力が比較的少ない状態において、約０．１５から約３ミクロンの範囲の厚さに成長可能であるので、第１の機械層６０５および第２の機械層６０９にとって有用な機械材料である。そのような実装形態のうちのいくつかでは、ａ−Ｓｉが約１オームｃｍを下回る抵抗率で成長し得るように、ドーパントとしてホスフィンガス（ＰＨ３）が使用される。代替実装形態では、同様のＰＥＣＶＤ技術が、第１の機械層６０５としてＳｉ３Ｎ４、シリコンリッチなＳｉ３Ｎ４もしくはＳｉＯ２材料の堆積に、または第１の機械層６０５のためにダイヤモンドライクカーボン、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＣｄＴｅもしくは他の半導体材料の堆積に使用され得る。ＰＥＣＶＤ堆積技術の利点として、堆積が非常に共形になり得る、すなわち、様々な傾斜面または狭いビアホールの内面をコーティングし得る。犠牲層材料に切り込まれたアンカまたはビアホールがほぼ垂直な側壁を呈しているとしても、ＰＥＣＶＤ技術は、アンカの下水平面と上水平面との間に実質的に連続したコーティングを実現することができる。
【００８９】
ＰＥＣＶＤ技術に加えて、第１の機械層６０５および第２の機械層６０９の成長のために利用可能な代替の適した技術には、ＲＦまたはＤＣスパッタリング、金属有機ＣＶＤ、蒸着、電気めっきまたは無電解めっきが含まれる。
【００９０】
導体層６０７には、いくつかの実装形態では、Ａｌなどの金属薄膜が利用される。いくつかの他の実装形態では、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、またはＴａなどの代替金属が選択され得る。そのような導電性材料を含めることは、２つの目的を果たす。それは、シャッター６０１の全体的なシート抵抗を軽減するほか、ａ−Ｓｉは、シャッター６０１のいくつかの実装形態で使用され得るように、約２ミクロン未満の厚さである場合に、可視光をある程度透過し得るので、シャッター６０１を可視光が通るのを妨げるのを助ける。導電性材料は、スパッタリングによって、またはより共形に、ＣＶＤ、電気めっきもしくは無電解めっきによって、堆積され得る。
【００９１】
図６Ｄは、シャッターアセンブリ６００の形成に使用される次の１組の処理段階の結果を示している。第１の機械層６０５、導体層６０７、および第２の機械層６０９がフォトマスクされ、エッチングされる一方、犠牲層６１３は依然として基板６０３上にある。第１に、フォトレジスト材料が施され、次いでフォトマスクを通して露出され、次いで現像されてエッチマスクが形成される。次いでアモルファスシリコン、Ｓｉ３Ｎ４、およびＳｉＯ２が、フッ素ベースのプラズマ化学でエッチングされ得る。ＳｉＯ２機械層はまた、ＨＦ湿式化学を使用してエッチングでき、導体層６０７におけるいずれの金属も、湿式化学または塩素ベースのプラズマ化学反応のいずれかを使用してエッチングできる。
【００９２】
フォトマスクを通じて付与されるパターン形状は、シャッターアセンブリ６００のアクチュエータおよびシャッター６０１における剛性、コンプライアンス、電圧応答などの機械的特性に影響を及ぼす場合がある。シャッターアセンブリ６００は、断面で示すコンプライアントビーム６０２を含む。各コンプライアントビーム６０２は、幅がシャッター材料の全体的な高さまたは厚さを下回るように形成される。いくつかの実装形態では、ビーム寸法比は約１．４：１以上に、コンプライアントビーム６０２が幅よりも高くまたは厚くなるように維持される。
【００９３】
シャッターアセンブリ６００を構築するための例示的な製造プロセスの後続段階の結果が、図６Ｅに示されている。犠牲層６１３が除去されて、アンカポイントを除いて基板６０３からすべての可動部が解放される。いくつかの実装形態では、ポリイミド犠牲材料が酸素プラズマにおいて除去される。犠牲層６１３に使用された他のポリマー材料も、酸素プラズマにおいて、または場合によっては熱分解によって除去され得る。いくつかの犠牲層材料（ＳｉＯ２など）は、湿式化学エッチングによって、または気相エッチングによって除去され得る。
【００９４】
図６Ａに結果が示されている最終プロセスにおいて、封入誘電体６１１がシャッターアセンブリ６００のすべての露出面に堆積される。いくつかの実装形態では、シャッター６０１およびビーム６０２のすべての下面、上面および側面がＣＶＤを使用して均一にコーティングされるように、封入誘電体６１１は共形に施されてよい。いくつかの他の実装形態では、シャッター６０１の上面および側面のみがコーティングされる。いくつかの実装形態では、Ａｌ２Ｏ３が封入誘電体６１１に使用され、約１０から約１００ナノメートルの範囲内の厚さで原子層堆積によって堆積される。
【００９５】
最後に、反スティクションコーティングがシャッター６０１およびビーム６０２の表面に施され得る。これらのコーティングは、アクチュエータの２つの独立したビーム間の不要な貼り付きまたは粘着を防止する。適したコーティングは、炭素膜（グラファイトとダイヤモンド状の両方）ならびにフルオロポリマーおよび／または低蒸気圧潤滑油ならびにクロロシラン、炭化水素クロロシラン、過フッ化炭化水素クロロシラン、たとえばメトキシ終端化シラン、パーフルオロ化、アミノシラン、シロキサンおよびカルボン酸ベースのモノマーおよび化学種を含む。これらのコーティングは、分子蒸気への露出、またはＣＶＤによる前駆体化合物の分解のいずれかによって施され得る。スティクション防止コーティングは、絶縁表面のフッ化、シラン化、シロキサン化、または水素化におけるような、シャッター表面の化学変換によって作成されてもよい。
【００９６】
ＭＥＭＳ方式シャッターディスプレイにおいて使用するのに適したアクチュエータの種類の１つとして、ディスプレイ基板に対して横であるか、またはディスプレイ基板の面内であるシャッター運動を制御するためのコンプライアントアクチュエータビームが含まれる。そのようなシャッターアセンブリの作動に用いられる電圧は、アクチュエータビームがよりコンプライアントになるにつれて低下する。作動している運動の制御はまた、面外運動に対して面内運動が優先または促進されるようにビームが形成される場合に改善する。それによって、いくつかの実装形態では、コンプライアントアクチュエータビームは、ビームが幅よりも高くまたは厚くなるような方形断面を有する。
【００９７】
特定の平面内の曲げに対する長い方形ビームの剛性は、その平面におけるそのビームの最も薄い寸法の３乗に比例する。したがって、面内運動の作動電圧を下げるためにコンプライアントビームの幅を縮小することは有利である。しかしながら、従来型のフォトリソグラフィ機器を使用してシャッターおよびアクチュエータ構造体を画定し、組み立てるとき、ビームの最小幅は光学素子の解像度に限定され得る。そして、狭い特徴体によりフォトレジストにおいてパターンを画定するようにフォトリソグラフィ機器が開発されてきたものの、そのような機器は高価であり、単一の露出においてパターニングが達成され得るエリアは限られている。ガラスまたは他の透明基板の大型パネルでの経済的フォトリソグラフィでは、パターニング解像度または最小特徴体サイズは通常、数ミクロンに限定される。
【００９８】
図７Ａから図７Ｄは、狭い側壁ビームを有する例示的なシャッターアセンブリ７００の構築の段階の等角図である。この代替プロセスは、コンプライアントアクチュエータビーム７１８および７２０ならびにコンプライアントスプリングビーム７１６（「側壁ビーム７１６、７１８および７２０」と総称される）をもたらし、側壁ビーム７１６、７１８および７２０の幅は、大きいガラスパネルに対する従来型のリソグラフィの限度を大きく下回る。図７Ａから図７Ｄに示すプロセスでは、シャッターアセンブリ７００のコンプライアントビームは、犠牲材料から作られる型上の側壁特徴体として形成される。このプロセスは側壁ビームプロセスと呼ばれる。
【００９９】
側壁ビーム７１６、７１８および７２０を有するシャッターアセンブリ７００を形成するプロセスは、図７Ａに示すように、第１の犠牲材料７０１の堆積およびパターニングで始まる。第１の犠牲材料７０１において画定されるパターンは、開口部またはビア７０２を作り、最終的には開口部またはビア７０２の中に、シャッターアセンブリ７００のアンカが形成される。第１の犠牲材料７０１の堆積およびパターニングは、図６Ａから図６Ｅに関して説明した堆積およびパターニングについて述べたものと概念的に類似しており、類似の材料および技術を使用する。
【０１００】
側壁ビーム７１６、７１８および７２０を形成するプロセスは、第２の犠牲材料７０５の堆積およびパターニングで続く。図７Ｂは、第２の犠牲材料７０５のパターニング後に作られた型７０３の形状を示している。型７０３はまた、第１の犠牲材料７０１およびその以前に画定されたビア７０２を含む。図７Ｂにおける型７０３は、２つの別個の水平レベルを含む。型７０３の下水平レベル７０８は、第１の犠牲材料７０１の上面によって確立されており、第２の犠牲材料７０５がエッチング除去されているエリアにおいてアクセス可能である。型７０３の上水平レベル７１０は、第２の犠牲材料７０５の上面によって確立されている。図７Ｂに示す型７０３はまた、実質的に垂直な側壁７０９を含む。第１の犠牲材料７０１および第２の犠牲材料７０５として使用するための材料が、図６Ａから図６Ｅの犠牲層６１３に関して上で説明されている。
【０１０１】
側壁ビーム７１６、７１８および７２０を形成するプロセスは、図７Ｃに示すように、犠牲型７０３の露出面のすべてへのシャッター材料の堆積およびパターニングで続く。シャッター７１２を形成する際に使用するのに適した材料については、図６Ａから図６Ｅの第１の機械層６０５、導体層６０７、および第２の機械層６０９に関して上述している。シャッター材料は、約２ミクロン未満の厚さで堆積される。いくつかの実装形態では、シャッター材料は、約１．５ミクロン未満の厚さを有するように堆積される。いくつかの他の実装形態では、シャッター材料は、約１．０ミクロン未満の厚さを有するように、また約０．１０ミクロンほどの薄さで堆積される。堆積後、シャッター材料（上述したように、いくつかの材料の複合物であり得る）は、図７Ｃに示すようにパターニングされる。第１に、シャッター材料上にフォトレジストマスクが堆積される。次いでフォトレジストはパターニングされる。フォトレジストに現れるパターンは、シャッター材料が後続のエッチング段階の後、シャッター７１２の領域に、かつアンカ７１４に留まるように設計される。
【０１０２】
製造プロセスは、異方性エッチングを施すことで継続し、その結果、図７Ｃに示す構造が生じる。シャッター材料の異方性エッチングは、基板７２６に対して、または基板７２６に近接した電極に対して電圧バイアスがかけられたプラズマ環境において実行される。バイアスされた基板７２６（電界が基板７２６の表面に対して直角である）により、基板７２６に対してほぼ直角な角度で基板７２６の方へイオンが加速する。そのような加速したイオンとエッチング化学物質とが相まって、エッチング速度は、基板７２６の平面に垂直である方向において、基板７２６に対して平行な方向と比較して格段に速くなる。フォトレジストによって保護された領域におけるシャッター材料のアンダーカットエッチングは、それによって大幅に取り除かれる。加速したイオンの軌道に対して実質的に平行である型７０３の垂直な側壁７０９に沿って、シャッター材料は異方性エッチングからもかなり保護される。そのような保護された側壁シャッター材料は、シャッター７１２を支えるための側壁ビーム７１６、７１８、および７２０を形成する。上水平面７１０または下水平面７０８などの型７０３の他の（フォトレジストで保護されていない）水平面に沿って、シャッター材料は、エッチングによって実質的に完全に除去されている。
【０１０３】
側壁ビーム７１６、７１８および７２０を形成するために使用される異方性エッチングは、基板７２６の電気バイアスまたは基板７２６に極めて近接した電極の電気バイアスのための設備が供給される限り、ＲＦまたはＤＣのいずれかのプラズマエッチングデバイスで達成され得る。ＲＦプラズマエッチングの場合、励起回路の接地板から基板ホルダを切り離すことによって、基板電位がプラズマにおいて浮動可能になり、等価セルフバイアスが取得され得る。いくつかの実装形態では、炭素と水素の両方および／または炭素とフッ素の両方がエッチングガス中の成分であるトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、パーフルオロブテン（Ｃ４Ｆ８）、またはクロロホルム（ＣＨＣｌ３）などのエッチングガスを提供することが可能である。再び基板７２６の電圧バイアスを通じて達成される、方向性プラズマと組み合わされたとき、解放された炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）および／またはフッ素（Ｆ）の原子が、受動型または保護型の準ポリマーコーティングを作り上げる場所となる垂直な側壁７０９の方へ移動することができる。この準ポリマーコーティングはさらに、側壁ビーム７１６、７１８および７２０をエッチングまたは化学攻撃から保護する。
【０１０４】
側壁ビーム７１６、７１８および７２０を形成するプロセスは、第２の犠牲材料７０５および第１の犠牲材料７０１の残余を除去することで完了する。その結果は図７Ｄに示されている。犠牲材料を除去するプロセスは、図６Ｅに関して説明したプロセスと同様である。型７０３の垂直な側壁７０９上に堆積された材料は、側壁ビーム７１６、７１８および７２０として留まる。側壁ビーム７１６は、アンカ７１４をシャッター７１２に機械的に接続するスプリングとして働くとともに、受動的復元力をもたらし、コンプライアントビーム７１８および７２０から形成されたアクチュエータによって加えられた力に対抗する。アンカ７１４は、開口層７２５に接続する。側壁ビーム７１６、７１８および７２０は、高く、狭い。型７０３の表面から形成される側壁ビーム７１６、７１８および７２０の幅は、堆積されたシャッター材料の厚さと同程度である。いくつかの実装形態では、側壁ビーム７１６の幅は、シャッター７１２の厚さと同じになる。いくつかの他の実装形態では、ビーム幅は、シャッター７１２の厚さの約１／２のみとなる。側壁ビーム７１６、７１８および７２０の高さは、第２の犠牲材料７０５の厚さによって、または言い換えれば、図７Ｂに関して説明したパターニング動作中に作成された型７０３の深さによって決定される。堆積されたシャッター材料の厚さが約２ミクロン未満になるように選択される限り、図７Ａから図７Ｄに示すプロセスは、非常に狭いビームの作成に好適である。実際、多くの適用例では、０．１から２．０ミクロンの範囲の厚さが非常に適している。従来型のフォトリソグラフィは、図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃに示すパターニングされる特徴体を、格段に大きい寸法に限定し、たとえば、許容される最小分解特徴体は２ミクロンまたは５ミクロン以上となる。
【０１０５】
図７Ｄは、上述のプロセスにおける解放動作後に形成されたシャッターアセンブリ７００の等角図を示しており、高いアスペクト比の断面を有するコンプライアントビームがもたらされている。第２の犠牲材料７０５の厚さが、たとえば、シャッター材料の厚さの約４倍よりも大きい限り、結果的に、ビーム高とビーム幅の比は同様の比、すなわち、約４：１よりも大きくなる。
【０１０６】
上記には示していないが、図７Ｃに至るプロセスの一部として含まれる随意の段階は、コンプライアントロードビーム７２０をコンプライアント駆動ビーム７１８から分離または分断するための側壁ビーム材料の等方性エッチングを伴う。たとえば、ポイント７２４におけるシャッター材料が、等方性エッチングを使用して側壁から除去されている。等方性エッチングでは、エッチング速度がすべての方向において実質的に同じであるので、ポイント７２４などの領域における側壁材料はもはや保護されない。等方性エッチングは、バイアス電圧が基板７２６に印加されない限り、通常のプラズマエッチング機器において達成され得る。等方性エッチングはまた、湿式化学または気相エッチング技術を使用して達成され得る。この随意の第４のマスキングおよびエッチング段階に先立って、側壁ビーム材料は、型７０３における凹部特徴体の外周に基本的に連続して存在する。第４のマスキングおよびエッチング段階を使用して、側壁材料を分離、分割し、別個のビーム７１８および７２０を形成する。ポイント７２４におけるビーム７１８および７２０の分離は、フォトレジストの供給およびマスクを通じた露光の第４のプロセスを通じて達成される。この場合におけるフォトレジストパターンは、分離ポイント７２４を除くすべてのポイントで等方性エッチングに対して側壁ビーム材料を保護するように設計される。
【０１０７】
側壁プロセスの最終段階として、封入誘電体が側壁ビーム７１６、７１８および７２０の外面の周りに堆積される。
【０１０８】
型７０３の垂直な側壁７０９上に堆積されたシャッター材料を保護するために、また実質的に均一の断面の側壁ビーム７１６、７１８および７２０を作るために、いくつかの特定のプロセスガイドラインに従い得る。たとえば、図７Ｂにおいて、側壁７０９は、できるだけ垂直に作られ得る。垂直な側壁７０９および／または露出面における傾斜は、異方性エッチングの影響を受けやすくなる。いくつかの実装形態では、垂直な側壁７０９は、異方性方式による第２の犠牲材料７０５のパターニングなどの図７Ｂにおけるパターニング動作によって作られ得る。第２の犠牲層７０５のパターニングとともに追加のフォトレジストコーティングまたはハードマスクを使用することにより、フォトレジストの過度の損耗を軽減しながら、第２の犠牲材料７０５の異方性エッチングにおいて強いプラズマおよび／または高い基板バイアスを使用することができるようになる。垂直な側壁７０９はまた、ＵＶ露光中に焦点深度を制御するように注意され、レジストの最終硬化中に過度の収縮が回避される限り、フォトイメージ可能な犠牲材料において作られ得る。
【０１０９】
側壁ビーム処理中に役立つ別のプロセスガイドラインは、シャッター材料の堆積の共形性に関係する。型７０３の表面は、垂直か水平かを問わず、それらの表面の方位に関係なく、同様の厚さのシャッター材料で覆われ得る。そのような共形性は、ＣＶＤにより堆積するときに達成され得る。具体的には、次の共形技術が用いられ得る。ＰＥＣＶＤ、低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）、および原子層または自己限定層堆積（ＡＬＤ）。上記のＣＶＤ技術では、薄膜の成長速度は、ソース原子の方向性フラックスに表面を露出させるのとは対照的に、表面の反応速度によって制限され得る。いくつかの実装形態では、垂直面上で成長する材料の厚さは、水平面上で成長する材料の厚さの少なくとも５０％である。代替的に、シャッター材料は、めっきの前に表面をコーティングする金属シード層が提供された後、無電解めっきまたは電気めっきによって溶液から共形に堆積され得る。
【０１１０】
図８は、単一の層のパッシベーション層を有する例示的なディスプレイ装置８００の断面図を示す。具体的には、図８は、シャッターアセンブリ８０３の誘電体層８０２の上の電荷の蓄積８０１を有するディスプレイ装置８００を示す。ディスプレイ装置８００は、カバープレート８０４、シャッターアセンブリ８０３、開口層８０５、透明基板８０６、バックライト８０７、および光源８０８を含む。光源８０８は、光をバックライト８０９内に導く。バックライト８０９からの光は、開口層８０５内に形成された１つまたは複数の開口８１０を通り、ディスプレイ装置８００の前面に面するカバープレート８０４に向かって伝播する。カバープレート８０４は、ディスプレイ装置８００のコントラスト比を改善するためにディスプレイデバイスの前面からの周辺光を吸収するための光吸収層８１２を含む。開口層８０５および光吸収層８１２は、光遮断層と総称され得る。
【０１１１】
シャッターアセンブリ８０３は、アクチュエータ８１４およびアンカ８１５によって開口層８０５の上で懸架されたシャッター８１３を含む。アクチュエータ８１４は、シャッター８１３が閉位置において開口８１０を実質的に覆い、開位置において開口８１０を覆わないように、開口８１０の上のシャッター８１３を移動するように作動される。シャッターアセンブリ８０３は、潤滑をもたらし、スティクションの確率を低減するために、流体８１６に浸漬される。
【０１１２】
シャッターアセンブリ８０３および開口層８０５は、パッシベーションをもたらすために誘電体層８０２でコーティングされる。誘電体層８０２は、シャッターアセンブリ８０３および開口層８１０に保護および絶縁をもたらす。たとえば、パッシベーション層８０２は、後続の製造プロセスおよびパッケージ化プロセスからの保護をもたらし得る。同じく、誘電体層８０２は、シャッターアセンブリ８０３に組み込まれている通電導体に対する絶縁をもたらし得る。
【０１１３】
しかしながら、誘電体層８０２は、その表面の上の電荷の蓄積または蓄積を経験することがある。たとえば、図８は、シャッター８１３をコーティングする誘電体層８０２の表面上の電荷の蓄積８０１を示す。この電荷の蓄積８０１は、次に、結果として不等に帯電した表面の間に静電力を生じる。たとえば、静電力は、シャッター８１３と開口層８０５との間の電荷の蓄積の差によって生成され得る。これらの静電力は、シャッター８１３の作動の速度が遅くなること、シャッター８１３が一次的もしくは永久的に望ましくない開位置もしくは閉位置もしくは中間位置に固着することなど、ディスプレイデバイスの動作における不良を引き起こすことがある。電荷の蓄積の差はまた、アクチュエータ８１４の様々な構成要素の間（たとえば、駆動ビームとロードビームとの間）で発生することがある。この電荷の蓄積の差はまた、ディスプレイデバイスの動作における不良につながることがある静電力を生成することがある。
【０１１４】
図８は、シャッター８０４の一部の上にだけ電荷の蓄積８０１を示しているが、電荷の蓄積は、誘電体コーティング８０２でコーティングされたディスプレイデバイス８００の任意の部分において発生することがあることを理解されたい。たとえば、電荷の蓄積は、シャッター８１３、アクチュエータ８１４、アンカ８１５の上に堆積された誘電体コーティング８０２の上、または誘電体材料８０２でコーティングされたシャッターアセンブリ８０３の任意の他の部分の上で発生することがある。さらに、図８に示す電荷の蓄積８０１は負の電荷を含むが、電荷の蓄積は、代わりに正の電荷を含むことがあることも理解されたい。
【０１１５】
電荷の蓄積８０１は、典型的には、誘電体層８０２の表面上に電気的トラップが存在することおよび流体８１６中に可動電荷が存在することの結果である。電気的トラップ密度が高いほど、電荷の蓄積８０１が大きくなる。誘電体層８０２の上に形成された電気的トラップ密度は、部分的に、誘電体層８０２の中で使用される誘電体材料の関数である。典型的には、パッシベーションの段階は、材料コストおよび処理コストがより低いこと、ならびにそれらが堆積され得る速度がより大きいことによって、高い電気的トラップ密度を有する誘電体材料を使用する。
【０１１６】
電気的トラップ密度はまた、誘電体層８０２の堆積において利用される技術によって影響を受けることがある。たとえば、化学気相堆積（ＣＶＤ）またはプラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）など、誘電体層８０２の堆積に利用される典型的な技術は、結果としてより高い電気的トラップ密度を有する誘電体層８０２をもたらすことがある。
【０１１７】
図９から図１２を参照して以下で説明するように、電気的トラップ密度、および次に電荷の蓄積８０１は、複数の誘電体の層を利用することによって低減され得る。電荷の蓄積８０１を低減することによって、シャッターアセンブリ８０３の望ましくない動作のリスクが低減され得る。
【０１１８】
図９は、多層保護コーティングを有する例示的なディスプレイ装置９００の断面図を示す。詳細には、図９に示すディスプレイ装置９００は、図８に示すディスプレイ装置８００の構成要素のすべてを含む。しかし、対照的に、ディスプレイ装置９００では、シャッターアセンブリ８０３および開口層８０５は、第１の内部誘電体層（ＩＤＬ）９０２及び第１の外部誘電体層（ＯＤＬ）９０３の２つの誘電体層でコーティングされる。２つの誘電体層の堆積は、第１のＯＤＬ  ９０３が第１のＩＤＬ  ９０２の上に堆積されるように、パッシベーションの段階の間に遂行される。したがって、第１のＯＤＬ  ９０３は、流体８１６と接触している。図９に示す実装形態では、パッシベーションの段階は、シャッターアセンブリ８０３がその上に形成される犠牲型から、シャッターアセンブリ８０３が解放された後で遂行される。そのため、２つの誘電体層は、シャッターアセンブリ８０３の実質的にすべての露出面をコーティングする。たとえば、２つの誘電体層は、基板８０６に実質的に平行なシャッター８１３の表面、および同じく、基板８０６に実質的に垂直な表面を覆う。さらに、２つの誘電体層は、アクチュエータ８１４、アンカ８１５、および開口層８０５をコーティングする。しかしながら、いくつかの他の実装形態では、パッシベーションの段階は、シャッターアセンブリ８０３の解放の前に遂行されることもある。そのような実装形態では、シャッターアセンブリ８０３のいくつかの部分だけが２つの誘電体材料でコーティングされることになる。
【０１１９】
第１のＩＤＬ  ９０２および第１のＯＤＬ  ９０３は、異なる特性を有する誘電体材料を利用し得る。具体的には、第１のＯＤＬ  ９０３に使用される誘電体材料と関連付けられた電気的トラップ密度は、第１のＩＤＬ  ９０２に使用される誘電体材料と関連付けられた電気的トラップ密度より大幅に小さい。たとえば、第１のＯＤＬ  ９０３に使用される誘電体材料の電気的トラップ密度は約１０１０ｃｍ−２ｅＶ−１まで低くなり得るが、第１のＩＤＬ  ９０２に使用される誘電体材料の電気的トラップ密度は約１０１４ｃｍ−２ｅＶ−１まで高くなり得る。第１のＯＤＬ  ９０３は、限定ではなく、高品質酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、高品質酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、または高品質ＳｉＮｘなどの誘電体材料を利用し得る一方で、第１のＩＤＬ  ９０２は、限定ではなく、水素化窒化ケイ素（ＳｉＮｘ：Ｈ）、ＴｉＯ２、ＨｆＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、または酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ２）などの誘電体材料を利用し得る。いくつかの実装形態では、窒化ケイ素などの同様の誘電体材料が、第１のＩＤＬ  ９０２と第１のＯＤＬ  ９０３の両方に使用され得る。そのような実装形態では、しかしながら、第１のＯＤＬ  ９０３に使用される誘電体材料の電気的トラップ密度は、第１のＩＤＬ  ９０２に使用される同様の誘電体材料の電気的トラップ密度より低い。ＩＤＬ  ９０２とＯＤＬ  ９０３の両方に使用される同様の誘電体材料に対する、異なる電気的トラップ密度は、堆積技術、温度、およびプラズマ条件などの因子を操作することによって達成され得る。
【０１２０】
第１のＯＤＬ  ９０３は、より低い電気的トラップ密度を有するので、シャッターアセンブリ８０３の様々な部分の上の電荷の蓄積もまた低減される。たとえば、ディスプレイ装置９００内のシャッター８１３の上の電荷の蓄積は、図８のディスプレイ装置８００上に示す電荷の蓄積８０１と比較して相対的に低くなる。同様に、アクチュエータ８１４、アンカ８１５および基板８０６の上の電荷の蓄積もまた低減されることになる。シャッターアセンブリ８０３および基板８０６の様々な部分の上の電荷の蓄積におけるこの低減は、これらの部分の間の電圧差を低減する。その結果、これらの電圧差によって生成される静電力もまた低減される。望ましくない静電力が低減されることによって、シャッターアセンブリ８０３の望ましくない動作のリスクも低減される。
【０１２１】
いくつかの実装形態では、第１のＩＤＬ  ９０２を堆積するために使用される堆積技術は、第１のＯＤＬ  ９０３を堆積するために使用される堆積技術と異なることがある。たとえば、第１のＩＤＬ  ９０２は、ＣＶＤまたはＰＥＣＶＤなどの技術を使用して堆積され得る一方で、第１のＯＤＬ  ９０３は、原子層堆積（ＡＬＤ）などの堆積技術を使用して堆積され得る。いくつかの他の実装形態では、同様の堆積技術が、第１のＩＤＬ  ９０２と第１のＯＤＬ  ９０３の両方を堆積するために使用され得る。
【０１２２】
いくつかの実装形態では、第１のＩＤＬ  ９０２の厚さは、第１のＯＤＬ  ９０３の厚さより大きい。典型的には、相対的に薄い第１のＯＤＬ  ９０３は、電荷の蓄積を低減するのに十分である。そのため、第１のＯＤＬ  ９０３が、ＡＬＤなどのよりコストがかかり時間を消費する技術を使用して堆積される実装形態では、薄い第１のＯＤＬ  ９０３は、依然として、かなりのコストまたは追加の処理時間を負担することなく堆積され得る。そのような実装形態では、第１のＩＤＬ  ９０２は、次に、ＣＶＤおよびＰＥＣＶＤなどのあまり高価でなくより速い堆積技術を使用して、第１のＩＤＬ  ９０２と第１のＯＤＬ  ９０３との組み合わされた厚さがディスプレイ装置９００の誘電破壊強度仕様を満たすような特定の厚さまで堆積され得る。たとえば、ＩＤＬ  ９０２は約１０ｎｍから約３００ｎｍの厚さに堆積され得、ＯＤＬ  ９０３は約１ｎｍから約１００ｎｍの厚さに堆積され得る。第１のＩＤＬ  ９０２は、図８の誘電体層８０２に対して利用されるものと同じ材料および堆積技術を利用し得る。
【０１２３】
いくつかの実装形態では、第１のＩＤＬ  ９０２および第１のＯＤＬ  ９０３に加えて１つまたは複数の誘電体層が、シャッターアセンブリ８０３および基板８０６の上に堆積され得る。これらの追加の誘電体層は、追加の電気的絶縁をもたらすために使用され得る。典型的には、追加の誘電体層は、最小の電気的トラップ密度を有する誘電体層が、それが流体８１６と接触していられるように最後に堆積されるように堆積される。
【０１２４】
流体８１６中の可動電荷は、シャッター８１３の作動中に生成される電界の存在下で、流体８１６の中で移動することができる。しかし、これらの電荷は、誘電体の表面に電気的トラップが存在するので、シャッター８１３およびアクチュエータ８１４上に堆積された誘電体の表面上（または、さらに言えば誘電体コーティングを有するディスプレイデバイス８００の任意の構成要素上）に蓄積し得る。その結果、蓄積された電荷はもはや、電界に応答して流体中を移動することはできない。いくつかの状況下で、電荷の蓄積は、シャッター８１３の作動と非作動を繰り返す間に発生する、電界の極性の反復的変化によっていっそう悪化する（すなわち、増加する）ことがある。
【０１２５】
しかし、低いトラップ密度を有する誘電体が使用される場合には、誘電体の表面上の電荷の蓄積は著しく低減される。さらに、低いトラップ密度を有する誘電体の上の電荷の蓄積は、電界の極性の反復的変化によって電荷が消散するので、実際にはなおいっそう低減することがある。そのため、異なる電気的トラップ密度を有する誘電体を有する２つの表面は、同じ電界を経験しているときでも、時間がたつにつれて蓄積される電荷の大きさが異なることがある。蓄積する電荷の異なる大きさは、結果としてシャッター８１３の動作に影響を与えることがある電界を生じる。
【０１２６】
したがって、最小の電気的トラップ密度を有する誘電体を最後に堆積することによって、表面は、同じ低電気的トラップ密度の誘電体でコーティングされる。その結果、電荷の蓄積が低減されるばかりでなく、いくらかの電荷の蓄積が発生する場合でも、様々な表面の上のそのような蓄積の大きさは相対的に同様になる。これは、結果としてシャッター８１３に働く電界の大きさの低減をもたらし、そのためシャッター８１３の望ましくない動作のリスクの低減をもたらす。
【０１２７】
典型的には、第１のＩＤＬ  ９０２および第１のＯＤＬ  ９０３に使用される材料は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘ：Ｈ、ＴｉＯ２、ＨｆＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ２、およびＬａ２Ｏ２など、実質的に透明な材料を含む。その結果、第１のＩＤＬ  ９０２および／または第１のＯＤＬ  ９０３は、開口８１０を通って伝播する光を実質的に遮断することなく、図９に示すように開口８１０の上に延びることができる。
【０１２８】
図１０は、多層保護コーティングを有する別の例示的なディスプレイ装置１０００の断面図を示す。ディスプレイ装置１０００は、カバープレート８０４および光遮断層８１２上に、本明細書に含まれる多層保護コーティングを含むこと以外は、図９に示すディスプレイ装置９００と実質的に同じである。より詳細には、カバープレート８０４および光遮断層８１２は、第２の内部誘電体層（第２のＩＤＬ）１００２および第２の外部誘電体層（第２のＯＤＬ）１００３でコーティングされる。ディスプレイ装置１０００もまた、図９のディスプレイ装置９００と同様に、シャッターアセンブリ８０３および基板８０６の上に堆積された内部誘電体層、第１のＩＤＬ  ９０２および外部誘電体層、第１のＯＤＬ  ９０３を含む。
【０１２９】
シャッターアセンブリ８０３に面する第２のＯＤＬ  １００３は、流体８１６と直接接触している。第１のＯＤＬ  ９０３と同様に、第２のＯＤＬ  １００３は、相対的に低い電気的トラップ密度を有する。そのため、第２のＯＤＬ  １００３は、ディスプレイ装置１０００のカバープレート８０４付近の電荷の蓄積を低減する。いくつかの実装形態では、第２のＩＤＬ  １００２および第２のＯＤＬ  １００３は、それぞれ、図９の第１のＩＤＬ  ９０２および第１のＯＤＬ  ９０３に対して上記で説明したものと同様の、材料を利用し得、同様の厚さを有し得、堆積技術を使用して堆積され得る。シャッターアセンブリ８０３の上に堆積される第１のＯＤＬ  ９０３とカバープレート８０４および光遮断層８１２の上に堆積される第２のＯＤＬ  １００３の両方に対して同様の材料および堆積技術を利用する１つの利点は、いくらかの電荷の蓄積が発生する場合でも、そのような電荷の蓄積はこれらの両層上で同様となることである。同様の電荷の蓄積を有することで、シャッター８１３とカバープレート８０４または光遮断層８１２との間の電圧差および静電力が低減される。
【０１３０】
いくつかの実装形態では、カバープレート８０４は、第２のＩＤＬ  １００２および第２のＯＤＬ  １００３に加えて誘電体層を含むことがある。いくつかの実装形態では、第２のＩＤＬ  １００２および第２のＯＤＬ  １００３は、それらが、カバープレート８０４を通る光路を遮ることなく光遮断層８１２によって画定されたカバープレート８０４の露出部分をコーティングし得るように、実質的に透明な材料を含み得る。
【０１３１】
図１１は、多層保護コーティングを有するさらなる例示的なディスプレイ装置１１００の断面図を示す。ディスプレイ装置１１００は、カバープレート８０４および光遮断層８１２上に、単一の保護コーティングを含むこと以外は、図９に示すディスプレイ装置９００と実質的に同じである。より詳細には、カバープレート８０４および光遮断層は、第３の誘電体層１１０３でコーティングされる。第３の誘電体層１１０３は、流体８１６と接触している。図１０のディスプレイ装置１０００と違って、ディスプレイデバイス１１００は、カバープレート８０４上の第２のＩＤＬ  １００２などの内部誘電体層を含まない。第３の誘電体層１１０３は、同様の厚さを有する材料を利用し得、上記で説明した図９および図１０の第１のＯＤＬ  ９０３および第２のＯＤＬ  １００３に対して利用されるものと同様の技術を使用して堆積され得る。第３の誘電体層１１０３は実質的に透明の材料を含み得、そのため光遮断層８１２によって覆われないカバープレート８０４の部分の上に堆積され得る。
【０１３２】
複数の誘電体層の堆積についての上記の説明は、ＭＥＭＳアップ構成を有するディスプレイ装置（たとえば、図９から図１１）に関連して説明した。上記のように、ＭＥＭＳアップ構成では、シャッターアセンブリは、基板の前面、すなわち見ている人に面する表面上に形成される。たとえば、図９を参照すると、シャッターアセンブリ８０３は、基板８０６の表面に面する前面によって形成され、（アンカ８１５を介して）支えられる。しかしながら、上記で説明した複数の誘電体堆積技術は、ディスプレイ装置がＭＥＭＳダウン構成で形成される実装形態に等しく適用され得ることに留意されたい。同じく上記のように、ＭＥＭＳダウン構成では、シャッターアセンブリは、前基板の後ろ向きの表面上に形成される。たとえば、図９のディスプレイ装置９００がＭＥＭＳダウン構成に修正される場合、シャッターアセンブリ８０３は、カバープレート８０４の後ろ向きの表面の上に形成され、その表面によって支えられる。開口層８０５は、シャッターアセンブリ８０３とカバープレート８０４との間に配設される。そのような修正されたＭＥＭＳダウン構成では、２つの誘電体層９０２および９０３は、シャッターアセンブリ８０３と開口層８０５の両方、およびカバープレート８０４の露出部分の上に堆積される。
【０１３３】
図１２は、ディスプレイ装置の１つまたは複数の部分の上に複数の誘電体層を設けるための例示的なプロセスのフロー図を示す。詳細には、プロセス１２００は、複数の開口を有する基板上にシャッターアセンブリを形成するステップを含み、シャッターアセンブリはシャッターに結合されたアクチュエータを含む（段階１２０１）。プロセスはまた、シャッターアセンブリおよび基板の上に第１の誘電体層を堆積するステップ（段階１２０２）と、第１の誘電体層の上に実質的に共形に、第１の誘電体層の電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有する第２の誘電体層を堆積するステップ（段階１２０２）とを含む。図１２に示すプロセス１２００は、以下でさらに説明される。
【０１３４】
上記のように、プロセス１２００は、基板の上にシャッターアセンブリを形成するステップ（段階１２０１）を含む。適切なシャッター形成プロセスの２つの例が、図６Ａから図６Ｅおよび図７Ａから図７Ｄに関連して上記で説明された。これらのシャッター製作プロセスにおける最終段階は解放ステップであり、シャッターアセンブリがその上に形成される犠牲型が除去され、それによってシャッターアセンブリが解放される。
【０１３５】
続いて、プロセス１２００は、シャッターアセンブリおよび基板の上に第１の誘電体層を堆積するステップを含む（段階１２０２）。このプロセス段階の結果は、上記で説明した図９において見ることができ、第１のＩＤＬ  ９０２が、シャッターアセンブリ８０３の表面の実質的にすべての上、および基板８０６の上に堆積されている。第１のＩＤＬ  ９０２はまた、開口８１０を含む開口層８０５の上にも堆積されている。第１のＩＤＬ  ９０２は実質的に透明であるので、それは、開口８１０を通って伝播する光が、シャッター９０４およびディスプレイ装置９００の前面に向かって通過することを可能にすることができる。第１のＩＤＬ  ９０２の堆積は、限定なしに、ＣＶＤまたはＰＥＣＶＤなどの堆積技術を使用して遂行され得る。第１のＩＤＬ  ９０２は、限定なしに、ＳｉＮｘ：Ｈ、ＳｉＮｘ、ＴｉＯ２、ＨｆＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、またはＴａ２Ｏ５、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ２、およびＬａ２Ｏ２などの材料を含み得る。
【０１３６】
第１の誘電体層の堆積に続いて、プロセス１２００は、第２の誘電体層を堆積するステップを含む（段階１２０３）。この段階についても、第１のＩＤＬ  ９０２の上に実質的に共形に堆積された第２の誘電体層、第１のＯＤＬ  ９０３を示す図９に関連して上記で説明した。さらに、上記のように、第１のＯＤＬ  ９０３は、第１のＩＤＬ  ９０２の電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有する。第１のＯＤＬ  ９０３の堆積は、限定なしに、ＡＬＤなどの堆積技術を使用して遂行され得る。第１のＯＤＬ  ９０３は、限定なしに、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、またはＳｉＮｘ（第１のＩＤＬ  ９０２に使用される材料の電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有する）などの材料を含み得る。第１のＯＤＬ  ９０３もまた実質的に透明であり、光が開口８１０を通って伝播することを可能にする。
【０１３７】
いくつかの実装形態では、１つまたは複数の追加の誘電体層が、第２の誘電体層の上に堆積され得る（段階１２０３）。これらの追加の誘電体層は、堆積の共形性を改善するか、または最外側の誘電体層の電気的トラップ密度を低減するために堆積され得る。
【０１３８】
いくつかの実装形態では、シャッターアセンブリの上に第１の誘電体層を堆積するステップ（段階１２０２）は、シャッターアセンブリが解放される前に遂行され得る。これは、第１の誘電体層が堆積される一方で、シャッターアセンブリは、依然として犠牲型によって支えられていることを意味する。シャッターアセンブリは犠牲型と接触しているので、シャッターアセンブリのいくらかの表面だけが、第１の誘電体材料の堆積に対して露出されることになる。次に、第２の誘電体材料が、第１の誘電体層の上に堆積され得（段階１２０３）、シャッターアセンブリの露出面が第２の誘電体層でコーティングされる。考えられるパターニングステップの後、シャッターアセンブリを解放するために犠牲型が除去される。結果としてもたらされた、解放されたシャッターアセンブリは、２つの誘電体層でコーティングされたシャッターアセンブリの表面のサブセットだけを有することになる。これは、コーティングされていない表面の上に電荷が蓄積するリスクを高めることがある。しかし、シャッターアセンブリが解放される前にその上に２つの誘電体層を堆積することによって、比較的薄く、あまり堅くないアクチュエータビームが作成される。より薄くかつあまり堅くないビームは、作動電圧の低減、およびシャッターの動作速度の向上の利点を提供する。いくつかの実装形態では、これらの利点は、コーティングされていない表面の上に電荷が蓄積するリスクが増加する可能性を上回ることができる。そのような実装形態では、したがって、第１および第２の誘電体層の堆積は、シャッターアセンブリを解放する前に遂行され得る。
【０１３９】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、表示素子のセット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、コンピュータ、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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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）ディスプレイ、ＯＬＥＤ、スーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）ディスプレイ、ＬＣＤ、もしくは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、またはブラウン管（ＣＲＴ）もしくは他のチューブデバイスなどの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。加えて、ディスプレイ３０は、本明細書で説明するように、機械的光変調器方式ディスプレイを含み得る。
【０１４２】
ディスプレイデバイス４０の構成要素が図１３Ａ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、調整用ハードウェア５２に接続されたプロセッサ２１に接続されている。調整用ハードウェア５２は、信号を調整する（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。調整用ハードウェア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１３Ａ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。
【０１４３】
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ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎを含むＩＥＥＥ８０２．１１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）、ＧＳＭ／Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  （ＧＰＲＳ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  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。
【０１４４】
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処理する。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。
【０１４５】
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。調整用ハードウェア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。調整用ハードウェア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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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並列なセットへと、ビデオデータを再フォーマットすることができる。
【０１４８】
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の種類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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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が可能な電池であり得る。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はまた、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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
本明細書で使用するように、項目のリスト「のうちの少なくとも１つ」に関する語句は、単一のメンバーを含めて、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃ、およびａ−ｂ−ｃを包含することを意図している。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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、請求項に記載の動作は、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】
【０１６１】
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  調整用ハードウェア
１００  ディスプレイ装置
１０２  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
１０５  ランプ
１０６  画素
１０８  シャッター
１０９  開口
１１０  書込み許可相互接続
１１２  データ相互接続
１１４  共通相互接続
１２０  ホストデバイス
１２２  ホストプロセッサ
１２４  環境センサ
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
１３２  データドライバ
１３４  コントローラ
１３８  共通ドライバ
１４０  ランプ
１４２  ランプ
１４４  ランプ
１４６  ランプ
１４８  ランプドライバ
１５０  表示素子アレイ
２００  シャッター式光変調器
２０２  シャッター
２０３  表面
２０４  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
２０６  コンプライアントロードビーム
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
２１８  駆動ビームアンカ
２２０  ローラー式光変調器
２５０  光タップ
２７０  エレクトロウェッティング式光変調アレイ
３００  制御マトリクス
３０１  画素
３０２  弾性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
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
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
４０２  シャッター開アクチュエータ
４０４  シャッター閉アクチュエータ
４０６  シャッター
４０７  開口層
４０８  アンカ
４０９  開口
４１２  シャッター開口
４１６  重複
５００  ディスプレイ装置
５０２  シャッター式光変調器
５０３  シャッター
５０４  透明基板
５０５  アンカ
５０６  後ろ向き反射層
５０８  表面開口
５１２  ディフューザ
５１４  輝度増強膜
５１６  光ガイド
５１７  光リダイレクタまたはプリズム
５１８  光源
５１９  反射体
５２０  前向き反射膜
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  アセンブリブラケット
５３６  反射体
６００  複合シャッターアセンブリ
６０１  シャッター
６０２  コンプライアントビーム
６０３  基板
６０４  アンカ構造体
６０５  第１の機械層
６０６  開口層
６０７  導体層
６０９  第２の機械層
６１１  封入誘電体
６１３  犠牲層
６１４  下にある導電面
７００  シャッターアセンブリ
７０１  第１の犠牲材料
７０２  開口またはビア
７０３  犠牲型
７０５  第２の犠牲材料
７０８  下水平面
７０９  垂直な側壁
７１０  上水平面
７１２  シャッター
７１４  アンカ
７１６  コンプライアントスプリングビーム
７１８  コンプライアントアクチュエータビーム
７２０  コンプライアントアクチュエータビーム
７２４  ポイント
７２５  開口層
７２６  基板
８０１  電荷の蓄積
８０２  誘電体層
８０３  シャッターアセンブリ
８０４  カバープレート
８０５  開口層
８０６  透明基板
８０８  光源
８０９  バックライト
８１０  開口
８１２  光吸収層
８１３  シャッター
８１４  アクチュエータ
８１５  アンカ
８１６  流体
９００  ディスプレイ装置
９０２  第１の内部誘電体層（ＩＤＬ）
９０３  第１の外部誘電体層（ＯＤＬ）
９０４  シャッター
１０００  ディスプレイ装置
１００２  第２の内部誘電体層（第２のＩＤＬ）
１００３  第２の外部誘電体層（第２のＯＤＬ）
１１００  ディスプレイ装置
１１０３  第３の誘電体層
【図１Ａ】
2016503191.tif 000003
【図１Ｂ】
2016503191.tif 000004
【図２】
2016503191.tif 000005
【図３Ａ】
2016503191.tif 000006
【図３Ｂ】
2016503191.tif 000007
【図４Ａ】
2016503191.tif 000008
【図４Ｂ】
2016503191.tif 000009
【図５】
2016503191.tif 000010
【図６Ａ】
2016503191.tif 000011
【図６Ｂ】
2016503191.tif 000012
【図６Ｃ】
2016503191.tif 000013
【図６Ｄ】
2016503191.tif 000014
【図６Ｅ】
2016503191.tif 000015
【図７Ａ】
2016503191.tif 000016
【図７Ｂ】
2016503191.tif 000017
【図７Ｃ】
2016503191.tif 000018
【図７Ｄ】
2016503191.tif 000019
【図８】
2016503191.tif 000020
【図９】
2016503191.tif 000021
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年3月3日(2015.3.3)
【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】
基板上に配設された、光を通すための複数の開口を画定する光遮断層と、
画像データに反応して、前記複数の開口のうちの少なくとも１つを通って伝播する光を変調するように構成された少なくとも１つの微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）光変調器と、
前記光遮断層の少なくとも一部の上、前記基板に実質的に平行な前記少なくとも１つのＭＥＭＳ光変調器の表面の上、および前記基板に実質的に垂直な前記少なくとも１つのＭＥＭＳ光変調器の表面の上に配設された第１の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の上に直接かつ実質的に共形に配設された、前記第１の誘電体層の電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有する第２の誘電体層と、
前記少なくとも１つのＭＥＭＳ光変調器が浸漬される流体であって、それによって前記流体が前記第２の誘電体層と接触している、流体とを備え、
前記第１の誘電体層が、前記第２の誘電体層より厚い、装置。
【請求項２】
少なくとも１つのＭＥＭＳ光変調器から受け取った変調光を前記装置の前面に透過するためのカバープレートをさらに備え、前記第２の誘電体層が、前記少なくとも１つのＭＥＭＳ光変調器に面する前記カバープレートの一部の上に追加的に配設される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも１つのＭＥＭＳ光変調器から受け取った変調光を前記装置の前面に透過するためのカバープレートをさらに備え、前記第１の誘電体層および前記第２の誘電体層が、前記少なくとも１つのＭＥＭＳ光変調器に面する前記カバープレートの一部の上に配設される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の誘電体層の厚さが、約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲内にある、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の誘電体層の厚さが、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲内にある、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記光遮断層および前記少なくとも１つのＭＥＭＳ光変調器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備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ディスプレイが、
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と、
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構成されたコントローラとをさらに含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ディスプレイが、
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６に記載の装置。
【請求項９】
前記ディスプレイが、
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６に記載の装置。
【請求項１０】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）シャッターアセンブリを形成するための方法であって、
シャッターおよび前記シャッターに結合されたアクチュエータを含む微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）シャッターアセンブリを基板上に形成するステップと、
前記ＭＥＭＳシャッターアセンブリおよび前記基板の上に第１の誘電体層を第１の厚さに堆積するステップと、
前記第１の誘電体層の上に実質的に共形に、前記第１の誘電体層の電気的トラップ密度より低い電気的トラップ密度を有する第２の誘電体層を第２の厚さに堆積するステップであって、前記第１の厚さが前記第２の厚さより大きい、堆積するステップと、
前記ＭＥＭＳシャッターアセンブリを流体に浸漬するステップであって、それによって前記流体が前記第２の誘電体層と接触している、浸漬するステップとを含む、方法。
【請求項１１】
前記第１の誘電体層を堆積するステップが、前記基板に実質的に平行な前記ＭＥＭＳシャッターアセンブリの表面の上および前記基板に実質的に垂直な前記ＭＥＭＳシャッターアセンブリの表面の上に前記第１の誘電体層を堆積するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記シャッターによってディスプレイ装置の前面に進むことを可能にされた変調光を透過するように構成されたカバープレートを設けるステップと、前記ＭＥＭＳシャッターアセンブリに面するように構成された前記カバープレートの一部の上に前記第１の誘電体層を堆積するステップとをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＭＥＭＳシャッターアセンブリに面する前記カバープレートの前記一部の上に堆積された前記第１の誘電体層の上に前記第２の誘電体層を堆積するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＭＥＭＳシャッターアセンブリを形成するステップが、
前記基板上に型を形成するステップと、
前記型の上に前記ＭＥＭＳシャッターアセンブリを形成するステップと、
前記ＭＥＭＳシャッターアセンブリを解放するために前記型を除去するステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の誘電体材料を堆積するステップと、前記型を除去する前に前記第２の誘電体材料を堆積するステップとをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の誘電体材料を堆積するステップと、前記型を除去した後で前記第２の誘電体材料を堆積するステップとをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の誘電体層を堆積するステップが、約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲内の前記第１の誘電体層の厚さを形成するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の誘電体層を堆積するステップが、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲内の前記第２の誘電体層の厚さを形成するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の誘電体層を堆積するステップが、前記第１の誘電体層を堆積するために化学気相堆積技術を利用するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の誘電体層を堆積するステップが、前記第２の誘電体層を堆積するために原子層堆積技術を利用するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【国際調査報告】
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2016503191.tif 000028
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