(57)【要約】  本開示は、電気機械システム（ＥＭＳ）ディスプレイデバイスに粒子が入るのを防ぐためのシステム、方法および装置を提供する。一態様では、装置は、プレートと、少なくとも１つのＥＭＳデバイスを支持する基板と、プレートと基板を結合して、その間の空洞、および流体を受け取るための少なくとも１つのポートを画定するシールと、ポートとＥＭＳデバイスとの間に配設されたフィルタとを含む。フィルタは、基板の表面およびプレートの表面のうちの少なくとも１つの上に形成された、受け取った流体を通過させ、ＥＭＳデバイスからの流体中で運ばれる非流体粒子を抑制させるようなサイズのギャップを画定する要素を含む。
2016511836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレートと、
少なくとも１つの電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスを支持する基板と、
前記プレートおよび前記基板を、それらの間の空洞、および流体を受け取るための少なくとも１つのポートを画定するように結合するシールと、
前記ポートと前記ＥＭＳデバイスとの間に配設され、前記基板の表面および前記プレートの表面のうちの少なくとも１つの上に形成された要素を有するフィルタであって、前記受け取った流体が通過するのを可能にし、非流体粒子が前記ＥＭＳデバイスからの前記流体中で運ばれるのを抑制するようなサイズのギャップを画定するフィルタと、を含む装置。
【請求項２】
前記要素が、前記基板上に形成されるとともに、前記画定されたギャップを設けるように横方向に離間された複数の隣接ポストを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記要素が、障壁の一部を形成するように、前記基板の前記表面および前記プレートの前記表面のうちの少なくとも１つの上に一体に形成されたスペーサを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記要素が、前記受け取った流体の流れを少なくとも１つの壁に対して向けるためのチャネルを形成するように離間された少なくとも２つの壁を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記要素が、前記プレート上に形成された第１の壁と、前記基板上に形成された第２の壁とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記要素が、前記プレート上に形成された第１の壁と、前記基板上に形成された第２の壁とを含み、前記第１の壁および前記第２の壁が、前記少なくとも１つのポートを中心とする同心壁を形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスが、液晶および微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）構成要素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ＭＥＭＳ構成要素が、シャッター、鏡およびマイクロ流体構成要素の群から選択される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記画定されたギャップが、少なくとも約１マイクロメートルの幅を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記プレートおよび前記基板が、ディスプレイを形成し、
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】
前記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、
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラとをさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに備え、前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項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】
流体充填されたデバイスを製造する方法であって、
プレートを設けるステップと、
基板を設けるステップであって、前記基板が電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスを有するステップとを含み、
前記プレートおよび前記基板のうちの少なくとも１つが、フィルタを含み、前記フィルタが、前記基板の表面および前記プレートの表面のうちの少なくとも１つの上に、一体に形成されたフィルタ要素を設けること、および前記フィルタ要素を、前記基板または前記プレートの周辺エッジに近接して置き、破片が前記フィルタ要素を通過するのを抑制するようなサイズのギャップを画定するように、前記フィルタ要素を離間させることによって形成される、方法。
【請求項１５】
前記フィルタ要素を形成するステップが、前記基板上に複数のポストを形成するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記フィルタ要素を形成するステップが、前記プレートの前記表面上にスペーサを一体に形成するステップを含み、前記スペーサが、前記基板および前記基板上に形成された少なくとも１つのスペーサのうちの少なくとも１つと接触する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記スペーサを形成するステップが少なくとも２つの壁を形成し、流体の流れを、前記２つの壁のうちの少なくとも１つに対して向けるための屈曲部を有するチャネルを形成するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィルタ要素を形成するステップが、前記プレート上に第１の壁を形成するステップと、前記基板上に第２の壁を形成するステップとを含み、前記プレートと前記基板とが結合されると、前記第１の壁および前記第２の壁が、障壁を形成するように横方向に隣接して配設される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
プレートと、
基板上に形成された少なくとも１つの電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスを支持する基板と、
前記プレートおよび前記基板を、それらの間の空洞、および前記空洞への流体を受け取るための少なくとも１つのポートを画定するように結合するシールと、
前記少なくとも１つのポートにおいて、前記空洞に注入される前記流体をフィルタリングするための手段であって、フィルタリングするための前記手段が、前記基板の表面および前記プレートの表面のうちの少なくとも１つの上に一体に形成され、フィルタリングするための前記手段が、前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスからの前記流体中の非流体粒子を抑制する、手段と、を含む装置。
【請求項２０】
フィルタリングするための前記手段が、前記基板上に形成されるとともに、ギャップを画定するように横方向に離間された複数の隣接ポストを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
フィルタリングするための前記手段が、障壁の一部を形成するように、前記プレートの前記表面上に一体に形成されたスペーサを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
フィルタリングするための前記手段が、前記受け取った流体の流れを、少なくとも１つのフィルタリング壁に対して向けるチャネルを形成するように離間された少なくとも２つの壁を含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
フィルタリングするための前記手段が、前記プレート上に形成された第１の壁と、前記基板上に形成された第２の壁とを含み、前記第１の壁と前記第２の壁との間の分離が、前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスからの前記流体中の前記非流体粒子を抑制するギャップを画定する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】
フィルタリングするための前記手段が、前記プレート上に形成された第１の壁と、前記基板上に形成された第２の壁とを含み、前記第１の壁および前記第２の壁が、前記少なくとも１つのポートを中心とする同心環状壁を形成する、請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気機械システム（ＥＭＳ）およびデバイスに関し、詳細には、粒子がＥＭＳディスプレイデバイスに入るのを防止することに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械システム（ＥＭＳ）は、電気および機械要素と、アクチュエータと、トランスデューサと、センサと、鏡および光学フィルムなどの光学構成要素と、電子機器とを有するデバイスを含む。ＥＭＳデバイスまたは要素は、マイクロスケールおよびナノスケールを含むが、それに限定されるわけではない、様々な規模で製造され得る。たとえば、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスは、約１ミクロンから数百ミクロン以上にわたるサイズを有する構造を含み得る。ナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）デバイスは、たとえば、数百ナノメートルよりも小さいサイズを含む、１ミクロンよりも小さいサイズを有する構造を含み得る。電気機械要素は、堆積、エッチング、リソグラフィ、ならびに／あるいは基板および／または堆積材料層の部品をエッチング除去する、もしくは電気および電気機械デバイスを形成するための層を追加する他のマイクロマシニングプロセスを使って作成され得る。
【０００３】
ＭＥＭＳ光変調器を組み込んだデバイスは、数百、数千、または場合によっては数百万の移動要素を含み得る。デバイス内の移動要素が故障すると、デバイスは結局、正しく機能することができない。移動要素の故障の１つの原因は、静止摩擦である。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可能性がある。この移動は、作動流体（流体とも呼ばれる）にすべての部品を浸し、ＭＥＭＳセルの流体空間またはギャップ内に流体を密閉することによって、促進され、静止摩擦が低減される。流体は通常、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。数千または数百万の移動要素の故障の様々な原因を識別し、故障率を低下させると、デバイス寿命を長くすることができる。
【０００４】
この流体は、摩擦を低減してデバイスの寿命を長くする助けになりうるが、流体は、問題も引き起こし得る。たとえば、汚れた流体は、他の問題に加え、デバイスの移動部品中に留まる粒子をもち込み得る。
【０００５】
したがって、可動ＥＭＳデバイスの寿命を向上させるシステムおよび方法が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のシステム、方法およびデバイスは、それぞれいくつかの発明的態様を有し、それらのうちの単一の態様だけが、本明細書で開示する望ましい属性に関与するとは限らない。
【０００７】
本開示で説明する主題の１つの発明的態様は、プレートと、少なくとも１つの電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスを支持する基板と、プレートと基板を結合して、それらの間の空洞および流体を受け取るための少なくとも１つのポートを画定するシールと、ポートとＥＭＳデバイスとの間に配設されたフィルタであって、基板の表面およびプレートの表面のうちの少なくとも１つの上に形成された、受け取った流体が通過するのを、およびＥＭＳデバイスからの流体中で運ばれる非流体粒子を抑制するのを可能にするようなサイズのギャップを画定する要素を有するフィルタとを含む装置中に実装され得る。
【０００８】
いくつかの実装形態では、要素は、基板上に形成された複数の隣接ポストを含んでよく、ポストは、画定されたギャップを設けるように横方向に離間される。いくつかの実装形態では、要素は、障壁の一部を形成するように、基板の表面およびプレートの表面のうちの少なくとも１つの上に一体に形成されたスペーサを含み得る。要素は、受け取った流体の流れを少なくとも１つの壁に対して向けるためのチャネルを形成するように離間された少なくとも２つの壁を含み得る。
【０００９】
いくつかの実装形態では、要素は、プレート上に形成された第１の壁と、基板上に形成された第２の壁とを含み得る。第１の壁と第２の壁との間の分離が、ギャップを画定し得る。いくつかの実装形態では、要素は、プレート上に形成された第１の壁と、基板上に形成された第２の壁とを含み、第１の壁と第２の壁は、少なくとも１つのポートを中心とする同心壁を形成する。
【００１０】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、プレートを設けるステップと、基板を設けるステップであって、基板が電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスを有し、プレートおよび基板のうちの少なくとも１つがフィルタを含み、フィルタが、一体に形成されたフィルタ要素を基板の表面およびプレートの表面のうちの少なくとも１つの上に設けることによって形成されるステップと、フィルタ要素を、基板またはプレートの周辺エッジに近接して置くステップと、破片がフィルタ要素を通過するのを抑制するようなサイズのギャップを画定するように、フィルタ要素を離間させるステップとを含む、流体充填されたデバイスを製造する方法において実装され得る。いくつかの実装形態では、破片は、どの非流体粒子も含み得る。
【００１１】
いくつかの実装形態では、フィルタ要素を形成するステップは、基板上に複数のポストを形成するステップを含み得る。いくつかの実装形態では、フィルタ要素を形成するステップは、プレートの表面上にスペーサを一体に形成するステップを含み得る。スペーサは、基板および基板上に形成された少なくとも１つのスペーサのうちの少なくとも１つと接触する。スペーサを形成するステップは、流体の流れを２つの壁のうちの少なくとも１つに対して向けるための屈曲部を有するチャネルを形成するように、少なくとも２つの壁を形成するステップを含み得る。いくつかの実装形態では、フィルタ要素を形成するステップは、プレート上に第１の壁を形成するステップと、基板上に第２の壁を形成するステップとを含んでよく、プレートと基板が結合されると、第１の壁と第２の壁は、障壁を形成するように、横方向に隣接して配設される。
【００１２】
本開示の主題の別の発明的態様は、プレートと、その上に形成された、少なくとも１つの電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスを支持する基板と、プレートと基板を結合して、その間の空洞、および空洞への流体を受け取るための少なくとも１つのポートを画定するシールと、少なくとも１つのポートにおいて空洞に注入される流体をフィルタリングするための手段とを含む装置において実装され得る。フィルタリングするための手段は、基板の表面およびプレートの表面のうちの少なくとも１つの上に一体に形成され、フィルタリングするための手段は、少なくとも１つのＥＭＳデバイスからの流体中の非流体粒子を抑制する。
【００１３】
いくつかの実装形態では、フィルタリングするための手段は、基板上に形成されるとともにギャップを画定するように横方向に離間された複数の隣接ポストを含み得る。いくつかの実装形態では、フィルタリングするための手段は、障壁の一部を形成するように、プレートの表面上に一体に形成されたスペーサを含み得る。いくつかの実装形態では、フィルタリングするための手段は、受け取った流体の流れを、少なくとも１つのフィルタリング壁に対して向けるチャネルを形成するように離間された少なくとも２つの壁を含み得る。いくつかの実装形態では、フィルタリングするための手段は、プレート上に形成された第１の壁と、基板上に形成された第２の壁とを含んでよく、第１の壁および第２の壁は、横方向に隣接して配設される。いくつかの実装形態では、フィルタリングするための手段は、プレート上に形成された第１の壁と、基板上に形成された第２の壁とを含んでよく、第１の壁および第２の壁は、少なくとも１つのポートを中心とする同心環状壁を形成し得る。
【００１４】
本開示で説明する主題の１つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明において示す。本開示で提供する例は、主にＥＭＳおよび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、および電界放出ディスプレイに適用することができる。他の特徴、態様および利点は、説明、図面および特許請求の範囲から明らかになろう。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】
【００１５】
【図１Ａ】例示的なディスプレイ装置の等角図である。
【図１Ｂ】図１Ａのディスプレイ装置のブロック図である。
【図２Ａ】図１Ａのディスプレイ装置への組込みに適した例示的なシャッター式光変調器の斜視図である。
【図２Ｂ】図１Ａのディスプレイ装置への組込みに適したローラーシェード式光変調器の断面図である。
【図２Ｃ】図１Ａのディスプレイ装置の代替実装形態への組込みに適した光タップ式光変調器の断面図である。
【図２Ｄ】図１Ａのディスプレイ装置の代替実装形態への組込みに適したエレクトロウェッティング式光変調器の断面図である。
【図３Ａ】図１Ａのディスプレイ装置に組み込まれた光変調器の制御に適した制御マトリクスの概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａの制御マトリクスに接続された例示的なシャッター式光変調器アレイの斜視図である。
【図４Ａ】開状態にある、例示的な二重作動式シャッターアセンブリの平面図である。
【図４Ｂ】閉状態にある、例示的な二重作動式シャッターアセンブリの平面図である。
【図５】例示的なシャッター式ディスプレイ装置の断面図である。
【図６】シールと流体充填ポートとを含む例示的なディスプレイを示す図である。
【図７】２つのタイプのフィルタ要素を含むフィルタの例を示す図である。
【図８Ａ】２つのタイプのフィルタ要素を含むフィルタの例を示す図である。
【図８Ｂ】例示的なフィルタ要素および破片粒子の断面図である。
【図９Ａ】アーチ形フィルタ要素を有するフィルタの例を示す図である。
【図９Ｂ】例示的なフィルタ要素および破片粒子の断面図である。
【図１０Ａ】チャネルを形成するフィルタの例を示す図である。
【図１０Ｂ】例示的なフィルタ要素および破片粒子の断面図である。
【図１１Ａ】２つのタイプのフィルタ要素を含むフィルタの例を示す図である。
【図１１Ｂ】例示的なフィルタ要素の断面図である。
【図１２】フィルタを含むデバイスを製造するための例示的方法のフロー図である。
【図１３Ａ】複数の光変調器ディスプレイ要素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】複数の光変調器ディスプレイ要素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】
【００１６】
様々な図面における類似の参照符号および記号は、類似の要素を示している。
【００１７】
以下の説明は、本開示の発明的態様について説明する目的で、いくつかの実装形態を対象とする。ただし、本明細書の教示が多数の異なる方法で適用され得ることは、当業者には容易に認識されよう。説明する実装形態は、動いている（ビデオなど）か、動いていない（静止画像など）かにかかわらず、および、テキストであるか、グラフィックであるか、絵であるかにかかわらず、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施され得る。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セルラー電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機／ナビゲータ、カメラ、デジタルメディアプレーヤ（ＭＰ３プレーヤなど）、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、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、電子リーディングデバイス（たとえば、電子リーダー）、コンピュータモニタ、自動車用ディスプレイ（オドメーターディスプレイ、および速度計ディスプレイなどを含む）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（車両中のリアビューカメラのディスプレイなど）、電子写真、電子掲示板または標示、プロジェクタ、アーキテクチャ構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダまたはプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、パーキングメーター、パッケージング（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ＭＥＭＳ用途におけるものなど）、美的構造物（１つの宝飾品または衣類上の画像のディスプレイなど）、ならびに様々なＥＭＳデバイスなど、様々な電子デバイス中に含まれるか、またはそれに関連付けられ得ることが企図される。本明細書の教示はまた、限定はしないが、電子スイッチングデバイス、無線周波フィルタ、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、動作感知デバイス、磁力計、家電製品のための慣性構成要素、家電製品の部品、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、および電子試験機器など、非ディスプレイ適用例においても使用され得る。したがって、本教示は、単に図に示す実装形態に限定されることを意図しておらず、代わりに、当業者に容易に明らかになるであろう広い適用性を有する。
【００１８】
本開示は、ディスプレイまたは他のマイクロ流体デバイスに入る微小非流体粒子の数を低減するようにフィルタを一体に形成するために提供されるシステムおよび方法を含む。たとえば、いくつかの実装形態では、システムおよび方法は、約１マイクロメートルの小ささの幅または直径を有する非流体粒子をフィルタリングするために提供される。いくつかの実装形態では、システムは、複数のＥＭＳデバイスを含み得る装置を提供する。いくつかの実装形態では、ＥＭＳデバイスは流体によって囲まれる。この目的のために、装置は、ＥＭＳデバイスを支持する基板を含んでよく、プレートが基板の上に置かれ、空洞を形成するように基板にシールされ得る。プレートは、シールによって基板に結合されてよく、シールは、流体を受け取るためのポートを含み得る。ＥＭＳデバイスは、その空洞内に収納されてよく、シールは、ＥＭＳデバイスを囲む流体のための流体密封室を提供し得る。ポートとＥＭＳデバイスとの間に、フィルタが配設されてよい。フィルタは、基板上またはプレート上に一体に形成された要素を有する。流体中にあり得る粒子を隣接要素の間のギャップが捕えるのに十分に小さくなり、粒子が流体によってＥＭＳデバイスに運ばれるのを防止するように、要素が密集される。いくつかの実装形態では、要素は基板上に形成され、いくつかの実装形態では、要素はプレート上に形成され、いくつかの実装形態では、要素は、基板上およびプレート上に形成される。
【００１９】
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。ディスプレイ中の非流体粒子の数を低減すると、これらの破片粒子の存在により故障する移動要素の数を減らすことができる。破片は、ＥＭＳデバイスなどの移動要素を動きにくくし、装置を損傷してしまう場合がある。
【００２０】
さらに、ＭＥＭＳシャッターや液晶などの光変調器を使うディスプレイの品質および信頼性は、ディスプレイの活性領域中の不要な粒子の量を低減することによって高めることができる。一例では、ディスプレイは、基板と、基板に固定され得るとともにディスプレイの表示面を形成する透明プレートとを含む。プレートと基板との間の充填ポートにおいて流体が注入され、基板および透明プレートの一方または両方の上の充填ポートの近くに、１つまたは複数のフィルタ要素が形成される。フィルタ要素は、たとえば、ＭＥＭＳ構成要素または液晶を収納しているディスプレイのメインセクションに破片が入るのを抑制し、または遮断する。破片粒子を抑制し、または遮断することによって、フィルタは、粒子が、ディスプレイ中の移動要素を動きにくくするのを、またはディスプレイの表示面に付着するのを防止する。破片は、任意の非流体粒子を含む。
【００２１】
さらに、ＭＥＭＳシャッターまたは液晶など、光変調器を使うディスプレイに、ディスプレイを作るためのプロセスへのいかなる作製ステップも追加せずに、フィルタ要素が追加されてよい。一例では、フィルタ要素は、ＭＥＭＳシャッターの作製中に基板上に形成される。追加作製ステップを避けることにより、作製コストのいかなる増加も最小限になり、いかなる起こり得る作製効率低下もなくなる。
【００２２】
図１Ａは、例示的なディスプレイ装置１００の等角図である。ディスプレイ装置１００は、ＭＥＭＳベースのディスプレイであり、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。閉状態または開状態のうちの１つにおいて、光変調器１０２は、たとえば、および限定なしで、光を遮断し、反射し、吸収し、フィルタリングし、偏光し、回折し、または他の方法で光の特性または経路を変えることによって、光学経路中の光と干渉する。
【００２３】
ディスプレイ装置１００は、結像光学素子を必要としないという点で、直視型ディスプレイである。ユーザは、ディスプレイ装置１００を直接見ることによって、画像を見る。代替実装形態では、ディスプレイ装置１００は投写型ディスプレイに組み込まれる。そのような実装形態では、ディスプレイは、スクリーン上または壁の上に光を投影することによって画像を形成する。投影用途において、ディスプレイ装置１００は、投影画像１０４よりもかなり小さい。
【００２４】
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、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実装形態は、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。
【００２５】
各光変調器１０２は、シャッター１０８および開口１０９を含む。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、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。
【００２６】
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。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。
【００２７】
図１Ｂは、図１Ａのディスプレイ装置のブロック図１５０である。図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、上述したディスプレイ装置１００の要素に加え、ブロック図１５０に示すように、ディスプレイ装置１００は、複数のスキャンドライバ１５２（「書込み許可電圧源」とも呼ばれる）と複数のデータドライバ１５４（「データ電圧源」とも呼ばれる）とを含む。スキャンドライバ１５２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１５４は、データ相互接続１１２にデータ電圧を印加する。
【００２８】
スキャンドライバ１５２およびデータドライバ１５４は、デジタルコントローラ回路１５６（「コントローラ１５６」とも呼ばれる）に接続される。コントローラ１５６は、着信画像信号１５７を、ディスプレイ１００の空間アドレス指定およびグレースケール性能に適したデジタル画像形式に処理する入力処理モジュール１５８を含む。画像を再生成する能力により、コントローラ１５６の制御下で光を通過させ、遮断することが可能な光変調器１０２が部分的にオンになる。各画像の画素の場所およびグレースケールデータは、データが必要に応じてデータドライバ１５４に供出されるように、フレームバッファ１５９に記憶される。データドライバは、変調器１０２を開閉して、通常、いくつかの実装形態では、数千または数百万の光変調器の動作を通して、光を空間的に変調することによって、画像を作成する。コントローラ１５６によって命令される、開き、または閉じるための光変調器１０２のうちの１つまたは複数の故障は、画像を作成するためのディスプレイの能力を妨げる。
【００２９】
ディスプレイ装置１００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１５３を含む。いくつかの実装形態において、共通ドライバ１５３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、光変調器のアレイ１０３内のすべての光変調器に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１５３は、コントローラ１５６からのコマンドに従って、光変調器のアレイ１０３に対し電圧パルスまたは信号、たとえば、アレイ１０３の複数の行および列中のすべての光変調器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大域作動パルスを出す。
【００３０】
異なるディスプレイ機能のためのドライバ（スキャンドライバ１５２、データドライバ１５４、および共通ドライバ１５３など）はすべて、コントローラ１５６内のタイミング制御モジュール１６０によって時間同期される。モジュール１６０からのタイミングコマンドが、ランプドライバ１６８と、画素のアレイ１０３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１５４からの電圧の出力と、光変調器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１６２、１６４、１６６、および１６７）の照明を調整する。
【００３１】
コントローラ１５６は、アレイ１０３内のシャッター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１０３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１６２、１６４、および１６６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。
【００３２】
ディスプレイ１００は、タイミング制御モジュール１６０、フレームバッファ１５９、スキャンドライバ１５２、データドライバ１５４、ならびにドライバ１５３および１６８を含む複数の機能ブロックを含む。各ブロックは、区別可能なハードウェア回路および／または実行可能コードのモジュールのいずれかを表すように理解されてよい。いくつかの実装形態では、機能ブロックは、回路基板および／またはケーブルを用いて互いに接続された個別のチップまたは回路として提供される。代替として、これらの回路のうちの多くは、ガラスまたはプラスチックの同じ基板上で、画素アレイ１０３とともに製造され得る。いくつかの他の実装形態では、ブロック図１５０にある複数の回路、ドライバ、プロセッサ、および／または制御機能は、単一のシリコンチップ内で互いと統合されてよく、チップは次いで、透明基板保持画素アレイ１０３に直接接合される。
【００３３】
コントローラ１５６は、コントローラ１５６内で実装されるアドレス指定、カラー、および／またはグレースケールアルゴリズムを、特定の用途の必要に応じて切り替えるようにするためのプログラミングリンク１８０を含む。コントローラ１５６は、ランプならびに光変調器作動に必要とされる電力を提供する電源入力１８２も含む。
【００３４】
図２Ａは、図１ＡのＭＥＭＳ式ディスプレイ装置への組込みに適した例示的なシャッター式光変調器の斜視図である。シャッター式光変調器２００（シャッターアセンブリ２００とも呼ばれる）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。
【００３５】
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。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。
【００３６】
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。
【００３７】
表面２０３は、光を通過させるための１つまたは複数の開口２１１を含む。シャッターアセンブリ２００が、たとえばシリコンで作られた不透明基板上に形成される場合、表面２０３は基板の表面であり、開口２１１は、基板を通して穴のアレイをエッチングすることによって形成される。シャッターアセンブリ２００が、たとえばガラスまたはプラスチックで作られた透明基板上に形成される場合、表面２０３は、基板上に堆積された遮光層の表面であり、開口は、穴２１１のアレイ中に表面２０３をエッチングすることによって形成される。開口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。
【００３８】
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。
【００３９】
弾性シャッターアセンブリとも呼ばれるシャッターアセンブリ２００は、電圧が除去された後にシャッターをその休止または弛緩位置に戻すための、スプリングなどの受動復元力を組み込む。いくつかの弾性復元機構および様々な静電結合が、静電アクチュエータ、すなわち一例にすぎないシャッターアセンブリ２００中に示すコンプライアントビームの中に、またはそれらとともに設計されてよい。
【００４０】
弾性シャッターアセンブリ内のアクチュエータ２０５は、閉位置または作動位置と弛緩位置との間で動作することとなる。ただし、設計者は、アクチュエータ２０５がその弛緩位置にあるときはいつでも、シャッターアセンブリ２００が「開」状態にある、すなわち、光を通過し、または「閉」状態にある、すなわち、光を遮断するように、開口２１１を位置することを選ぶことができる。説明の目的で、以下では、本明細書で説明する弾性シャッターアセンブリは、その弛緩状態において開であるように設計されると仮定される。
【００４１】
多くの場合は、制御電子機器が開状態および閉状態の各々にシャッターを静電的に駆動することが可能であるように、「開」アクチュエータおよび「閉」アクチュエータの２種セットが、シャッターアセンブリの一部として設けられ得る。
【００４２】
ディスプレイ装置１００は、代替実装形態では、上述のシャッターアセンブリ２００などの横方向シャッター式光変調器以外の光変調器を含む。たとえば、図２Ｂは、図１Ａのディスプレイ装置への組込みに適したローラーシェード式光変調器の断面図である。ローリング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を生じ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および絶縁層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。
【００４３】
図２Ｃは、図１Ａのディスプレイ装置への組込みに適した光タップ式光変調器の断面図である。光タップは、減衰全内部反射の原理に従って作用する。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はそのほとんどの部分について、全内部反射のために光ガイド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を有するので、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を脱出してタップ要素２５６を通り、見ている人の方に向かい、それにより、画像の形成がもたらされる。
【００４４】
いくつかの構成では、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コーティングする。対向する電極２６０が、光ガイド２５４上に配設される。電極２６０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。
【００４５】
図２Ｄは、図１Ａのディスプレイ装置の代替実装形態への組込みに適したエレクトロウェッティング式光変調器の断面図である。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〜２７２ｄ（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１組のカラーフィルタ２７６を含む。
【００４６】
各セル２７２は、水（または他の透明な導電性もしくは極性の流体）の層２７８、光吸収オイルの層２８０、（たとえば、酸化インジウムスズから作られた）透明電極２８２、および光吸収オイルの層２８０と透明電極２８２との間に位置する絶縁層２８４を含む。
【００４７】
切替え速度を増すために、エレクトロウェッティングディスプレイ中の２つの液体構成要素２７８および２８０のうちの少なくとも１つが、任意選択で７０センチポアズ未満または１０センチポアズ未満もの低粘度を有するべきである。２つの液体構成要素のうちの少なくとも１つが、４０００グラム／モル未満、またはより具体的には、４００グラム／モル未満の分子量を有する材料を含む場合、より低い粘度が可能にされてもよい。適切な低粘度流体は、水、アルコール、フッ化シリコーンオイル、ポリジメチルシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、オクタン、およびジエチルベンゼンを含む。
【００４８】
好適な作動流体は、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剤を含む。有用な作動流体は、ポリジメチルシロキサン、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、またはアルカン、たとえばオクタンやデカン、またはニトロアルカン、たとえばニトロメタン、または芳香族化合物、たとえばトルエンやジエチルベンゼン、またはケトン、たとえばブタノンやメチルイソブチルケトン、またはクロロカーボン、たとえばクロロベンゼン、また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もしくはクロロトリフルオロエチレン、または酢酸ブチルもしくはジメチルホルムアミドであり得る。油脂は、シアン、マゼンタ、および黄色などの特定の色において、、または黒色インクを作成するためにより広いスペクトルに渡って、光吸収を増大させるための染料と混合されうる。
【００４９】
多くの実装形態にとって、上記流体の混合物を組み込むことが有利である。たとえば、混合物が一定の範囲の分子量の分子を含む場合、アルカンの混合物またはポリジメチルシロキサンの混合物が有用であり得る。異なる族の流体または異なる特性をもつ流体を混合することによって、特性を最適化することも可能である。たとえば、ヘキサメチルジシロキサンの表面濡れ特性は、低粘度のブタノンと組み合わされて、改良流体を作成することができる。
【００５０】
光変調アレイ２７０はまた、光ガイド２８８と、光ガイド２８８に光２９４を注入する１つまたは複数の光源２９２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、前向きの反射層２９０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。変調アレイ２７０は、光線２９４が、セル２７２を、および観察者に向かって通過するようにするために、セル２７２の各々に対して１つの開口である、一連の開口にパターニングされた開口層２８６を含む。
【００５１】
いくつかの構成では、開口層２８６は、パターニングされた開口を通るのを除いて、光の通過を遮断するための光吸収材料を含む。別の実装形態では、開口層２８６は、表面開口を通過しない光を、反射して光ガイド２８８の後ろに戻す反射材料を含む。光ガイドに戻った後、反射光は、前向き反射層２９０によってさらにリサイクルされ得る。
【００５２】
動作時、セルの電極２８２に電圧を印加すると、セル内の光吸収オイル２８０が、セル２７２の一部分に移動し、または集中する。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遮断しなくなる（たとえば、セル２７２ｂおよび２７２ｃ参照）。次いで開口における光ガイド２８８を脱出した光は、セルを通り、１組のカラーフィルタ２７６中の対応するカラー（たとえば、赤、緑または青）フィルタを通って脱出して、画像中にカラー画素を形成することができる。電極２８２が接地されたとき、光吸収オイル２８０は、（セル２７２ａでのように）その前の位置に戻り、反射開口層２８６中の開口をカバーし、開口を通過しようとする光２９４を吸収する。
【００５３】
ローラー式光変調器２２０、光タップ２５０、およびエレクトロウェッティング式光変調アレイ２７０だけが、本明細書で説明する様々な実装形態において包含するのに適したＭＥＭＳ光変調器の例であるわけではない。他のＭＥＭＳ光変調器が存在してよく、本明細書で説明する実装形態に有用に組み込まれ得ることが理解されよう。
【００５４】
図３Ａは、図１Ａのディスプレイ装置に組み込まれた光変調器を制御するのに適した制御マトリクスの概略図である。図３Ｂは、図３Ａの制御マトリクス３００に接続された例示的なシャッター式光変調器アレイの斜視図である。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を含む。各画素は、開口３２４を含む開口層３２２も含む。
【００５５】
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得る。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とを含み得る。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（「Ｖｄソース」）３０９を、対応する画素３０１の列中の画素３０１に電気接続する。制御マトリクス３００中で、データ電圧Ｖｄは、シャッターアセンブリ３０２の作動に必要な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３０９は、作動電圧源としても働く。
【００５６】
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。
【００５７】
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３０２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に必要な期間だけ、作動命令を記憶する。
【００５８】
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、ガラスやプラスチックなどの透明材料、または可視スペクトルの光を通す何らかの他の材料で作られる。別の実装形態では、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。
【００５９】
シャッターアセンブリ３０２の構成要素は、同じ基板上で、制御マトリクス３００と同時に、または後続処理ステップにおいて処理される。制御マトリクス３００中の電気構成要素は、液晶ディスプレイ用の薄膜トランジスタアレイの製造と共通する多くの薄膜技術を使って製造される。シャッターアセンブリは、マイクロマシニングの分野と同様の技術を使って、またはマイクロ機械（すなわち、ＭＥＭＳ）デバイスの製造から製造される。たとえば、シャッターアセンブリ３０２は、化学気相堆積プロセスによって堆積された、アモルファスシリコンの薄膜から形成され得る。
【００６０】
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。
【００６１】
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に、かつシャッターを所定の位置に保持する。対向力は、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。
【００６２】
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。
【００６３】
いくつかの他の実装形態では、ローラー式光変調器、光タップ、またはエレクトロウェッティング式光変調アレイ、ならびに他のＭＥＭＳ方式光変調器が、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。
【００６４】
図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ開状態および閉状態にある、例示的な二重作動式シャッターアセンブリの平面図である。光変調器４００は、デュアルアクチュエータシャッターアセンブリの例であり、図４Ａでは、開状態で示されている。図４Ｂは、閉状態にあるデュアルアクチュエータシャッターアセンブリ４００の図である。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、運動を基板に対して実質的に平行な平面に閉じ込める。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。
【００６５】
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、かつ開口４１２および４０９の中心線が一致する。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、かつシャッター４０６の遮光部分はこのとき、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。
【００６６】
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に形成されるいくつかの実装形態では、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。
【００６７】
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と重なるように配置され得る。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。
【００６８】
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のままに、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。
【００６９】
図５は、例示的なシャッター式ディスプレイ装置の断面図である。各シャッターアセンブリは、シャッター５０３とアンカ５０５とを組み込んでいる。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、透明基板５０４上に配設され、プラスチックまたはガラスで作られ得る。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を含むいくつかの気相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。別の実装形態では、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作製される。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、約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くてもよい。
【００７０】
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／または随意の輝度強化膜５１４を含む。光ガイドは、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の経路上に画像を形成するためにディスプレイ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５０２のアレイ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。
【００７１】
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。
【００７２】
代替実装形態では、開口層５０６は、光吸収材料で作ることができ、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。いくつかの他の実装形態では、開口層５０６は、（後で説明するＭＥＭＳダウン構成を参照）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。
【００７３】
いくつかの実装形態では、光源５１８は、異なる色、たとえば、赤色、緑色、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５０２のアレイを使用して形成される。別の実装形態では、光源５１８は、４つ以上の異なる色を有するランプを含む。たとえば、光源５１８は、赤色、緑色、青色および白色ランプ、または赤色、緑色、青色および黄色ランプを有し得る。
【００７４】
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、固有の赤色、緑色、および青色フィルタを含む。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、キャビティ５２６を形成する。キャビティ５２６は、機械的サポートもしくはスペーサ５２７によって、および／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。
【００７５】
作動流体５３０が空洞５２６中に配設され、粘着シール５２８は作動流体５３０を密閉する。作動流体５３０は、約１０センチポアズを下回り得る粘度、約２．０を上回り得る比誘電率、および約１０４Ｖ／ｃｍを上回る絶縁破壊強度で作られる。作動流体５３０は、潤滑剤としても働き得る。いくつかの実装形態では、作動流体５３０は、高い表面濡れ性をもつ疎水性液体である。いくつかの他の実装形態では、作動流体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有する。
【００７６】
ＭＥＭＳ方式ディスプレイアセンブリが作動流体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を囲む。作動電圧を下げるために、液体は、７０センチポアズ、または１０センチポアズをも下回り得る粘度を有する。７０センチポアズを下回る粘度をもつ液体は、４０００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。好適な作動流体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剤、あるいは上述した低粘度流体のうちのいずれをも含む。多くの実装形態にとって、上記流体の混合物を組み込むことが有利である。
【００７７】
いくつかの実装形態では、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５１６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、ねじまたはインデントタブで固定される。いくつかの実装形態では、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。
【００７８】
いくつかの他の実装形態では、ローラー式光変調器、光タップ、またはエレクトロウェッティング式光変調アレイ、ならびに他のＭＥＭＳ方式光変調器が、ディスプレイアセンブリ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。
【００７９】
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上に形成される。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では、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とは反対を向き、バックライト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、反射開口層からの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され得る。いくつかの実装形態では、スペーサは、アレイ中の各画素内に、または各画素間に配設される。ＭＥＭＳ光変調器を、それらの対応する開口から分離するギャップまたは距離は、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ってもよい。
【００８０】
流体充填ポートの近くにフィルタを含めることによって、流体充填プロセス中に非流体粒子がディスプレイまたは他のマイクロ流体デバイスに入るのを低減するためのシステムおよび方法が提供される。一例では、ディスプレイは、互いと結合された基板およびプレートを含み、流体は、充填ポートにおいて基板とプレートとの間の空洞に注入される。複数のフィルタ要素が、基板およびプレートの一方または両方において、充填ポートの近くに配置され得る。いくつかの実装形態では、フィルタ要素は、充填ポートの近くに一体に形成され得る。フィルタ要素は、破片を抑制し、または遮断し、電気機械システム（ＥＭＳ）または液晶を収納するディスプレイのメインセクションに入る非流体粒子の数を低減する。
【００８１】
図６は、シールと流体充填ポートとを含む例示的なディスプレイを示す。非流体粒子６０６は、ディスプレイ６００のエッジ周辺、またはディスプレイのシールのすぐ外側に存在し得る。非流体粒子６０６は破片であり、ガラスディスプレイがダイシングされ、研磨され、または適当なサイズにカットされたときに形成されたガラス粒子破片を含み得る。非流体粒子は、ディスプレイ６００の部品の一般的な取扱いからの破片または周辺環境からの破片を含み得る。さらに、いくつかの非流体粒子は、ディスプレイを充填するのに使われる前の流体中に存在し得る。図６に示すディスプレイ６００の部分は、１つの充填ポート６０４を有するが、ディスプレイ６００は、複数の充填ポートを有してよく、使われる充填ポートの数、サイズおよび場所は、ディスプレイ６００の充填プロセスおよび特性によって変わる。図６に示すように、流体６０８がオイル充填ポート６０４においてディスプレイにもち込まれると、いくつかの非流体粒子６０６も、ディスプレイにもち込まれ得る。
【００８２】
いくつかの実装形態では、ディスプレイ６００は、基板と、ガラスやプラスチックプレートなどのプレートとを含む。基板は、１つまたは複数のＥＭＳ構成要素を含み得る。ＥＭＳ構成要素は、１つまたは複数のＭＥＭＳ構成要素を含み得る。いくつかの実装形態では、ＥＭＳ構成要素は、ＭＥＭＳシャッターアセンブリ、たとえば、図３に示すシャッターアセンブリ３０２である。上述したように、ディスプレイ６００は、数百または数千のシャッターアセンブリ３０２または他のＥＭＳ構成要素を有することができ、これらのＥＭＳ構成要素は、密閉環境または流体充填環境内で動作していてよい。ＥＭＳ構成要素は、たとえば、材料を追加し、または除去するように基板をマシニングまたはエッチングすることによって、基板上に一体に形成されてよく、そうすることによってＥＭＳ構成要素を形成する。別の実装形態では、ＥＭＳ構成要素は基板上に存在する。ＥＭＳ構成要素の例は、シャッター、ロールシャッター、光タップ変調器、鏡、および他のマイクロ流体構成要素を含む。
【００８３】
基板およびプレートはシール６０２と結合され、そうすることによって、基板とプレートとの間の空洞を画定する。様々な実装形態において、シールは、エポキシシール、エポキシ樹脂、またはガラスフリット材料であり得る。さらに、シールは、空洞への流体の注入を可能にするように、１つまたは複数の充填ポート穴を画定することができる。空洞は、基板とプレートとの間の空間であり、シールによって輪郭をとられる。シールの小さい部分が、最初に、流体が空洞に入るために通り得るポートを設けるために開けたままにされる。空洞が流体で実質的に充填された後、ポートは密閉され、流体がポートを通って空洞から漏れるのを防止する。充填ポート穴は、紫外線光および空洞中の流体の沸点未満の温度への露出のうちの１つまたは複数によって硬化され得る密閉材で密閉される。いくつかの実装形態では、流体は油脂である。図６に示すように、流体は、充填ポート穴６０４において空洞中にもち込まれる。流体は、１つまたは複数の破片粒子６０６と接触する場合があり、破片粒子をディスプレイ６００に運ぶ。破片粒子６０６は、ＭＥＭＳ構成要素を動きにくくし、ディスプレイ６００を損傷する場合がある。
【００８４】
図７は、２つのタイプのフィルタ要素を含むフィルタの例を示す。図７に示すディスプレイ７００の部分は、シール７０２と、充填ポート７０４と、第１のフィルタ要素７１０および第２のフィルタ要素７１２とを含む。流体７０８が、充填ポート７０４においてディスプレイに注入される。フィルタは、充填ポート７０４の近くのディスプレイの内側に配置されて、非流体粒子７０６がディスプレイ７００に入るとき、および非流体粒子７０６がディスプレイ７００の本体の内側のＥＭＳ構成要素に達する前に、粒子を抑制する。いくつかの実装形態では、フィルタは、ポスト、列、隆起部または他の突出部など、１つまたは複数のフィルタ要素を含み得る。フィルタ要素は、ディスプレイの基板およびプレートのうちの少なくとも１つにおいて一体に形成され、基板またはプレートと同じ材料で形成され得る。フィルタ要素は、開口プレートスペーサまたは隆起部とＭＥＭＳ載置領域とを含み得る。一例では、第１のフィルタ要素７１０は開口プレートスペーサであり、第２のフィルタ要素７１２は載置領域である。載置領域は、ディスプレイの活性領域中の載置領域をコーティングするのに使われるビーム層と同様のビーム層でコーティングされ得る。フィルタ用に、およびディスプレイの活性領域中で使われる載置領域は、同時に構築され得る。フィルタ要素は、良好な粘着力を有する材料で構築され得る。様々な実装形態において、フィルタ要素は、ガラス、シリコン、フォトポリマーを含む材料、シリコン、ケイ酸塩、ケイ酸塩ガラス、または別のタイプのガラスで形成され得る。
【００８５】
いくつかの代替実装形態では、フィルタは、全体が、または実質的に全体が、基板上に一体に形成され、第１のフィルタ要素および第２のフィルタ要素は感光性フォトポリマーで形成される。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素７１０は、第２のフィルタ要素７１２と同じ材料で形成され、他の実装形態では、第１のフィルタ要素は、第２のフィルタ要素とは異なる材料で形成される。基板上のフィルタ要素は、プレート上のフィルタ要素と同じ方法で形成され得る。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素および第２のフィルタ要素のうちの１つまたは複数は、ビーム層カプセル化モールドレジストであり、一特徴によると、カプセル化フィルタ要素は、解放中にアッシングしない。アッシングとは、特定の有機材料を除去し、またはアッシングするプラズマプロセスに対して使われる用語である。解放は、ＭＥＭＳ構造を後に残す犠牲ポリマー層の除去である。いくつかの実装形態では、ポリマー層は、ビーム層またはアッシングしない何らかの材料で完全にコーティングされる場合、カプセル化されたままであり、構造に機械強度を追加する。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素および第２のフィルタ要素は、材料の組合せで様々に形成される。
【００８６】
いくつかの実装形態では、ディスプレイに流体が注入されると、非流体粒子がフィルタ要素７１０および７１２に付着する場合があり、ディスプレイ７００の本体の内側のＥＭＳ構成要素に達する非流体粒子７０６の数を低減する。別の実装形態では、フィルタ要素は、フィルタ要素７１０と７１２との間のギャップを通過するには大きすぎる非流体粒子に対する障壁を形成し、非流体粒子は、ディスプレイに向けてフィルタを通過するのを抑制される。
【００８７】
フィルタは、第１のフィルタ要素７１０と第２のフィルタ要素７１２とを含む。第１のフィルタ要素７１０および第２のフィルタ要素７１２はスペーサでありうる。第１のフィルタ要素７１０および第２のフィルタ要素７１２は、ディスプレイ中の充填ポート７０４を囲むパターンで配設される。第１のフィルタ要素７１０は、充填ポート７０４に比較的接近して、第２のフィルタ要素７１２の内側に配設される。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素７１０は、ディスプレイ７００の基板上に形成され、基板からディスプレイ７００のプレートまで伸びる。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素７１０は、基板上に一体に形成され得る。他の実装形態では、第１のフィルタ要素７１０は、プレート上に形成され、プレートから基板まで伸びる。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素７１０は、プレート上に一体に形成され得る。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素７１０は、基板からある距離に延設するが、プレートと接することはなく、またはプレートからある距離に延設するが、基板と接することはない。第１のフィルタ要素７１０の間の第１のギャップ７１４は、その間に流体を通過させる。ただし、非流体粒子７０６は、第１のフィルタ要素７１０の間を通過するのを遮断される。いくつかの実装形態では、第１のギャップ７１０は、約１マイクロメートル未満の幅である。一特徴によると、非流体粒子が第１のフィルタ要素７１０または第２のフィルタ要素７１２によって抑制されると、粒子は、第１のフィルタ要素７１０または第２のフィルタ要素７１２において、実質的に永久に、所定の場所に留まる。
【００８８】
第２のフィルタ要素７１２は、第１のフィルタ要素７１０に隣接して配設されて示され、ギャップ７１４を通過し得る非流体粒子に対する追加障壁を提供する。いくつかの実装形態では、第２のフィルタ要素７１２は、ディスプレイ７００の基板上に形成され、基板からディスプレイ７００のプレートまで伸びる。いくつかの実装形態では、第２のフィルタ要素７１２は、基板上に一体に形成され得る。いくつかの他の実装形態では、第２のフィルタ要素７１２は、プレート上に形成され、プレートから基板まで伸びる。いくつかの実装形態では、第２のフィルタ要素７１２は、プレート上に一体に形成され得る。いくつかの実装形態では、第２のフィルタ要素７１２は、基板からある距離に延設するが、プレートと接することはなく、またはプレートからある距離に延設するが、基板と接することはない。第２のフィルタ要素７１２の間の第２のギャップ７１６は、その間に流体を通過させる。ただし、非流体粒子７０６は、第２のフィルタ要素７１２の間を通過するのを抑制される。いくつかの実装形態では、第２のギャップ７１６は、約５、４、３、２、または１マイクロメートル未満の幅である。
【００８９】
いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素７１０は基板上に形成され、第２のフィルタ要素７１２はプレート上に形成される。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素７１０は基板上に一体に形成され、第２のフィルタ要素７１２はプレート上に一体に形成される。いくつかの実装形態では、プレートは開口プレートである。第１のフィルタ要素７１０および第２のフィルタ要素７１２は、ディスプレイの反対側（すなわち、基板またはプレート）と接するように、空洞の深さに延設してもよく、ディスプレイの反対側に向かう距離の一部に延設するだけでもよい。第１のフィルタ要素と第２のフィルタ要素との間には、空間またはギャップがあり得る。いくつかの実装形態では、ギャップは、最大で約１マイクロメートルである。別の実装形態では、第１のフィルタ要素７１０はプレート上に形成され、第２のフィルタ要素７１２は基板上に形成される。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素７１０はプレート上に一体に形成され、第２のフィルタ要素７１２は基板上に一体に形成される。
【００９０】
図７に示すように、第１のフィルタ要素７１０は円筒形であり、第２のフィルタ要素７１２は実質的に矩形である。様々な実装形態において、第１のフィルタ要素７１０および第２のフィルタ要素７１２のうちの１つまたは複数は、楕円形、立方体状、三角形、錐体状、円筒形、矩形、または他のどの形状であってもよい。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素７１０および第２のフィルタ要素７１２のうちの１つまたは複数は、複数の辺を有してよく、結果として、上面図は、五角形、六角形、七角形、または八角形などの多角形状を有する。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素７１０のうちの１つまたは複数は、他の第１のフィルタ要素７１０とは異なる形状を有し、第１のフィルタ要素７１０の各々が、異なる形状を有し得る。いくつかの実装形態では、第２のフィルタ要素７１２のうちの１つまたは複数は、他の第２のフィルタ要素７１２とは異なる形状を有し、第２のフィルタ要素７１２の各々が、異なる形状を有し得る。
【００９１】
図８Ａは、２つのタイプのフィルタ要素を含むフィルタの例を示す。図８Ａに示すディスプレイ８００の部分は、シール８０２と、充填ポート８０４と、第１のフィルタ要素８１０および第２のフィルタ要素８１２とを含む。流体８０８が、充填ポート８０４においてディスプレイに注入される。フィルタは、充填ポート８０４の近くのディスプレイの内側に配置されて、非流体粒子８０６がディスプレイ８００に入るとき、および非流体粒子８０６がディスプレイ８００の本体の内側の電気機械構成要素に達する前に、粒子を遮断し、または抑制する。
【００９２】
図８Ｂは、例示的なフィルタ要素および破片粒子の断面図である。第２のフィルタ要素８１２は、第１のフィルタ要素８１０の上に重ねられる。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素８１０は基板上に形成され、第２のフィルタ要素８１２はプレート上に形成される。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素８１０および第２のフィルタ要素８１２の一方または両方が一体に形成される。基板およびプレートが互いと結合されると、第１のフィルタ要素８１０および第２のフィルタ要素８１２は、フィルタ列を形成するように整列する。いくつかの他の実装形態では、第１のフィルタ要素８１０はプレート上に形成され、第２のフィルタ要素８１２はプレート上に形成される。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素８１０および第２のフィルタ要素８１２の一方または両方がプレート上に一体に形成される。いくつかの実装形態では、一方の基板においてフィルタを露光画定する能力は、フォトリソグラフィ方法で達成可能な最小ライン幅に制限される。たとえば、フィルタ要素は、約３マイクロメートルの幅であるが、フィルタ要素の幅は、当業者であれば容易に諒解するように、設計パラメータに基づいて変わり得る。
【００９３】
第１のフィルタ要素８１０の間の第１のギャップ８１４は、その間に流体を通過させる。ただし、非流体粒子８０６は、第１のフィルタ要素８１０の間を通過するのを抑制される。様々な実装形態において、第１のギャップ８１０は約１マイクロメートルの幅であってよく、第１のギャップ８１０は、約１マイクロメートル未満の幅であってよい。第２のフィルタ要素８１２の間の第２のギャップ８１６は、流体に、第２のフィルタ要素８１２の間を通過させる。第２のギャップ８１６は、非流体粒子８０６が第２のフィルタ要素８１２の間を通過するのを抑制するように離間され得る。たとえば、第２のギャップ８１６は約１マイクロメートルの幅であってもよく、第２のギャップ８１６は、約１マイクロメートル未満の幅であってもよい。一特徴によると、非流体粒子が第１のフィルタ要素８１０または第２のフィルタ要素８１２によって抑制されると、粒子は、第１のフィルタ要素８１０または第２のフィルタ要素８１２において、実質的に永久に、所定の場所に留まる。
【００９４】
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、第１のフィルタ要素８１０は円筒形であり、第２のフィルタ要素８１２よりも大きい直径または幅を有する。第２のフィルタ要素８１２は実質的に矩形であり、第１のフィルタ要素８１０よりも小さい幅を有する。いくつかの実装形態では、図８Ｂに示すように、隅８１８および棚状部８２０が、より大きい第１のフィルタ要素８１０上に、より小さい第２のフィルタ要素８１２を配置させることによって作成される。隅８１８および棚状部８２０は、粒子がディスプレイの本体に入るのを抑制されるとき、非流体粒子が所定の場所に保持される可能性がある空間である。他の実装形態によると、第１のフィルタ要素８１０および第２のフィルタ要素８１２は、図７の第１のフィルタ要素７１０および第２のフィルタ要素７１２を参照して上述したように、他のどの形状も有し得る。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素８１０は、第２のフィルタ要素８１２よりも小さくてよい。
【００９５】
図９Ａは、アーチ形フィルタ要素を有するフィルタの例を示す。図９Ａに示すディスプレイ９００の部分は、第１のフィルタ要素９１０ａと、第２のフィルタ要素９１２ａと、第３のフィルタ要素９１０ｂと、第４のフィルタ要素９１２ｂとを含むフィルタを有する。ディスプレイ９００は、シール９０２と充填ポート９０４とを含む。流体９０８が、充填ポート９０４においてディスプレイに注入され得る。フィルタは、充填ポート９０４の近くのディスプレイの内側に配置されて、非流体粒子がディスプレイ９００に入るとき、および非流体粒子がディスプレイ９００の本体の内側の電気機械構成要素に達する前に、粒子を抑制する。図９Ａに示すように、第１のフィルタ要素９１０ａ、第２のフィルタ要素９１２ａ、第３のフィルタ要素９１０ｂおよび第４のフィルタ要素９１２ｂはアーチ形状であり、充填ポート９０４を中心とする同心半円を形成する。アーチ形状半円形フィルタ要素９１０ａ、９１２ａ、９１０ｂおよび９１２ｂの各々は、プレートおよび基板のうちの１つにおいて壁を形成する。同心半円形フィルタ要素９１０ａ、９１２ａ、９１０ｂおよび９１２ｂは、横方向に隣接している。第１のフィルタ要素９１０ａ、第２のフィルタ要素９１２ａ、第３のフィルタ要素９１０ｂおよび第４のフィルタ要素９１２ｂは、反対表示面（すなわち、基板またはプレート）に向かって伸びるが、反対面と接することはなく、流体がフィルタによって通過するための空間を残す。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素９１０ａおよび第３のフィルタ要素９１０ｂは基板上に形成され、第２のフィルタ要素９１２ａおよび第４のフィルタ要素９１２ｂはプレート上に形成される。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素９１０ａおよび第３のフィルタ要素９１０ｂは基板上に一体に形成され、第２のフィルタ要素９１２ａおよび第４のフィルタ要素９１２ｂはプレート上に一体に形成される。別の実装形態によると、第１のフィルタ要素９１０ａおよび第３のフィルタ要素９１０ｂはプレート上に一体に形成され、第２のフィルタ要素９１２ａおよび第４のフィルタ要素９１２ｂは基板上に一体に形成される。基板およびプレートが互いと結合されると、第１のフィルタ要素９１０ａ、第２のフィルタ要素９１２ａ、第３のフィルタ要素９１０ｂ、および第４のフィルタ要素９１２ｂの各々は、同心半円内で互いから離間される。
【００９６】
図９Ｂは、例示的なフィルタ要素および破片粒子の断面図である。図９Ｂに示すように、第１のフィルタ要素９１０ａおよび第３のフィルタ要素９１０ｂは基板上に形成され、第２のフィルタ要素９１２ａおよび第４のフィルタ要素９１２ｂはプレート上に形成される。図９Ｂに示すように、フィルタ要素９１０ａ、９１２ａ、９１０ｂ、および９１２ｂは、交互パターンで並べられる。具体的には、基板上に形成された第１のフィルタ要素９１０ａは、充填ポート９０４に最も近く、次いで第１のギャップ９１４ａ、次いで、プレート上に形成された第２のフィルタ要素９１２ａ、次いで第２のギャップ９１４ｂ、次いで、基板上に形成された第３のフィルタ要素９１０ｂ、次いで、第３のギャップ９１４ｃおよびプレート上に形成された第４のフィルタ要素９１２ｂがある。いくつかの実装形態によると、第１のギャップ９１４ａ、第２のギャップ９１４ｂ、および第３のギャップ９１４ｃのうちの少なくとも１つは、最大約１マイクロメートルの幅である。様々な実装形態において、フィルタ要素９１０ａ、９１０ｂ、９１２ａ、および９１２ｂは様々な高さを有する。たとえば、第１のフィルタ要素９１０ａおよび第３のフィルタ要素９１０ｂは、第１のフィルタ要素９１０ａおよび第３のフィルタ要素９１０ｂが第１のギャップ９１４ａ、第２のギャップ９１４ｂ、および第３のギャップ９１４ｃによって離間されていない場合、それらが第２のフィルタ要素９１２ａおよび第４のフィルタ要素９１２ｂと重なるように、図９Ｂに示すよりも高くてよい。別の実装形態では、第１のフィルタ要素９１０ａおよび第３のフィルタ要素９１０ｂは、図９Ｂに示すよりも短くてよい。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素９１０ａおよび第３のフィルタ要素９１０ｂは、異なる高さを有する。同様に、第２のフィルタ要素９１２ａおよび第４のフィルタ要素９１２ｂは、図９Ｂに示すよりも高くても短くてもよく、第２のフィルタ要素９１２ａは、第４のフィルタ要素９１２ｂとは異なる高さを有し得る。
【００９７】
いくつかの実装形態では、図９Ａおよび図９Ｂに示すフィルタ要素の設計は、第１のギャップ９１４ａ、第２のギャップ９１４ｂ、および第３のギャップ９１４ｃが約１マイクロメートルであるか、または約１マイクロメートル未満であり得るので、約１マイクロメートルの寸法を有する粒子を捕えることができる。様々な実装形態において、第１のギャップ９１４ａ、第２のギャップ９１４ｂおよび第３のギャップ９１４ｃは各々、異なる幅を有してよく、一例では、第１のギャップ９１４ａ、第２のギャップ９１４ｂおよび第３のギャップ９１４ｃのうちの少なくとも１つは、約１マイクロメートルであるか、または約１マイクロメートル未満である幅を有する。ギャップ９１４ａ、９１４ｂ、および９１４ｃの幅は、ディスプレイのアセンブリの精度に依存し得る。
【００９８】
図９Ａおよび図９Ｂに示すフィルタ要素９１０ａ、９１０ｂ、９１２ａおよび９１２ｂは半円形である。ただし、他の実装形態では、フィルタ要素９１０ａ、９１０ｂ、９１２ａおよび９１２ｂのうちの１つまたは複数は、任意の曲線アーチ形状、１つまたは複数の直線辺を含む多辺形状、および１つまたは複数の曲線辺を含む多辺形状など、他のどの形状を有してもよい。いくつかの実装形態では、フィルタ要素９１０ａ、９１０ｂ、９１２ａおよび９１２ｂのうちの１つまたは複数は、シール９０２と接触しない場合があり、シールとフィルタ要素９１０ａ、９１０ｂ、９１２ａまたは９１２ｂとの間には、小さい空間があり得る。
【００９９】
図１０Ａは、チャネルを形成するフィルタの例を示す。図１０Ａに示すディスプレイ１０００の部分は、第１のフィルタ要素１０１０ａ、第２のフィルタ要素１０１０ｂ、第３のフィルタ要素１０１２ａ、および第４のフィルタ要素１０１２ｂを含む、チャネル１０１４の形のフィルタを有する。ディスプレイ１０００は、シール１００２と充填ポート１００４とを含む。流体１００８は、充填ポート１００４においてディスプレイに注入され、チャネル１０１４の経路に従ってディスプレイ１０００の本体に入る。フィルタ要素１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１２ａ、および１０１２ｂは、伸長された要素または壁である。第１のフィルタ要素１０１０ａは、第２のフィルタ要素１０１０ｂに横方向に隣接し、第３のフィルタ要素１０１２ａは、第４のフィルタ要素１０１２ｂに横方向に隣接し、フィルタ要素１０１０ａおよび１０１０ｂ、ならびに１０１２ａおよび１０１２ｂは、チャネル１０１４を形成するように離間される。フィルタ要素１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１２ａ、および１０１２ｂは、非流体粒子１００６が充填ポート１００４においてディスプレイ１０００に入るとき、および非流体粒子１００６が、ディスプレイ１０００の本体の内側の電気機械構成要素に達する前に、粒子１００６を抑制する。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素１０１０ａおよび第２のフィルタ要素１０１０ｂは基板上に一体に形成され、第３のフィルタ要素１０１２ａおよび第４のフィルタ要素１０１２ｂはプレート上に一体に形成される。
【０１００】
図示するチャネル１０１４は、５つのＬ字形屈曲部を含み、いくつかの隅が生じる。一特徴によると、流体１００８がチャネル１０１４を通って移動すると、流体中の非流体粒子１００６が、チャネルの辺および隅と接触し、フィルタ要素１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１２ａおよび１０１２ｂに付着する。図１０Ａに示すように、チャネル１０１４中の５つの隅のうちの３つが、非流体粒子１００６を含む。一特徴によると、非流体粒子１００６がフィルタ要素１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１２ａ、１０１２ｂにおいて止まると、非流体粒子１００６は、フィルタ要素１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１２ａ、１０１２ｂにおける所定の場所に留まる。チャネル１０１４は、５つの屈曲部を示すが、他の実装形態では、チャネル１０１４は任意の数の屈曲部を含み得る。さらに、チャネル１０１４上の屈曲部はＬ字形であり、約９０度の角度を向いているが、他の実装形態では、屈曲部は、他のどの角度を形成してもよい。たとえば、屈曲部は約４５度の角度を形成してもよく、屈曲部は、約１２０度の角度を形成してもよい。他の実装形態では、屈曲部は丸みがあってよく、屈曲部はアーチ形状であってよい。
【０１０１】
チャネル１０１４は幅１０１６を有する。幅１０１６は、約３マイクロメートル未満、約３マイクロメートル、約５マイクロメートル、約１０マイクロメートル、または約１０マイクロメートルを超えてもよい。幅１０１６は、チャネルの長さに伴って変わり得る。
【０１０２】
図１０Ｂは、例示的なフィルタ要素および破片粒子の断面図である。図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、第１のフィルタ要素１０１０ａは、第３のフィルタ要素１０１２ａよりも大きい幅を有する。いくつかの実装形態では、隅１０１８および棚状部１０２０は、大きい方の第１のフィルタ要素１０１０ａ上に小さい方の第３のフィルタ要素１０１２ａを配置することによって作成される。隅１０１８および棚状部１０２０は、非流体粒子が止まるとともに所定の場所に保持される可能性がある空間であり、非流体粒子がディスプレイの本体に入るのを防止する。いくつかの他の実装形態では、第１のフィルタ要素１０１０ａおよび第３のフィルタ要素１０１２ａは他の形状およびサイズを有してよく、第１のフィルタ要素１０１０ａおよび第３のフィルタ要素１０１２ａは、互いに対して異なるサイズを有してよい。たとえば、第１のフィルタ要素１０１０ａは、第３のフィルタ要素１０１２ａよりも小さくてよい。
【０１０３】
いくつかの実装形態では、基板とプレートとの間に配置されたフィルタギャップのサイズは、フィルタ要素の間の距離を調整することによるよりも、フィルタ要素の高さを調整することによって、正確に制御され得る。一例では、メインシールの高さは、エポキシ中のスペーサを使うことによって制御される。
【０１０４】
図１１Ａは、２つのタイプのフィルタ要素を含むフィルタの例を示す。フィルタ要素は、第１のフィルタ要素１１１２と第２のフィルタ要素１１１４とを含む。第１のフィルタ要素１１１２および第２のフィルタ要素１１１４は、ディスプレイの基板およびプレートのうちの少なくとも１つの上に一体に形成され、基板またはプレートと同じ材料で形成され得る。図１１Ａの例に示すように、第１のフィルタ要素１１１２は、１つの連続するフィルタ要素を形成する。フィルタ要素１１１２および１１１４は、ディスプレイに流体を注入するための流体充填ポートとして開いたままであるシール１１０２中の空間の周囲に配置される。一例では、第１のフィルタ要素１１１２はディスプレイのプレート上に形成され、第２のフィルタ要素１１１４はディスプレイの基板上に形成される。
【０１０５】
図１１Ｂは、例示的なフィルタ要素の断面図である。図１１Ｂは、図１１Ａの第１のフィルタ要素１１１２および第２のフィルタ要素１１１４を示し、ディスプレイ全体の周囲のシールであるシール１１０２も示す。断面図に示すように、シール１１０２は、第１の高さ「ａ」１１０４を有する。第１のフィルタ要素１１１２は第２の高さ「ｂ１」１１０６を有し、第２のフィルタ要素１１１４は第３の高さ「ｂ２」１１０８を有する。第１のフィルタ要素１１１２と第２のフィルタ要素１１１４との間の空間１１１０は、第１の高さ「ａ」１１０４から第２の高さ「ｂ１」１１０６を引き、第３の高さ「ｂ２」１１０８を引いたものである。いくつかの実装形態では、第１のフィルタ要素１１１２と第２のフィルタ要素１１１４との間の空間１１１０は、約１マイクロメートルであるか、または約１マイクロメートル未満である。１つの適用例によると、シール１１０２はエポキシシールである。一特徴によると、空間１１１０の高さは、１マイクロメートルの１０分の１に制御され得る。
【０１０６】
図１２は、フィルタを含むデバイスを製造するための例示的方法のフロー図である。ブロック１２０２で、プレートが設けられる。いくつかの実装形態では、プレートは、ディスプレイ用のガラスプレートである。ブロック１２０４で、基板が設けられる。いくつかの実装形態では、基板は、ディスプレイ用の基板であり得る。ブロック１２０６で、プレートおよび基板のうちの少なくとも１つの上にフィルタが形成される。フィルタは、基板の表面およびプレートの表面のうちの少なくとも１つの上にフィルタ要素を設けることによって形成される。フィルタ要素は、プレートまたは基板の形成と同時に形成され得る。たとえば、フィルタ要素は、ＥＭＳデバイスが基板上に形成されるのと同時に、基板上に形成され得る。別の例では、フィルタ要素は、他の構造がプレート上に形成されるのと同時に、プレート上に形成され得る。フィルタ要素は、基板およびプレートの一方または両方の上に一体に形成され得る。フィルタ要素は、破片がフィルタ要素を通過するのを抑制するようなサイズのギャップを画定するように離間される。いくつかの実装形態では、ギャップは、約１マイクロメートル以上の幅または直径を有する破片を抑制する。いくつかの他の実装形態では、ギャップは、約１マイクロメートル未満の幅または寸法を有する破片を抑制する。
【０１０７】
流体充填されたデバイスを形成するために、ブロック１２０８で、方法１２００は、プレートおよび基板をシールと結合してデバイスを形成し、プレートと基板との間の空洞を開いたままにしておく。流体充填ポートは、フィルタに近接して、開いたままにされる。デバイスの空洞がブロック１２１０において流体で充填された後、流体充填ポートは、ブロック１２１２で密閉される。
【０１０８】
いくつかの実装形態によると、フィルタ要素を形成することは、基板上またはプレート上に複数のポストを一体に形成することを含んでよく、図７または図８Ａ〜図８Ｂに示すフィルタと同様のフィルタが得られる。いくつかの実装形態では、フィルタ要素を形成することは、プレートの表面上に隆起部を一体に形成することを含み、やはり、図７または図８Ａ〜図８Ｂに示すフィルタと同様のフィルタが得られる。隆起部は基板と接触してよく、隆起部は、基板上に形成された１つまたは複数のポストと接触してよい。いくつかの実装形態では、隆起部を形成することは、流体の流れを２つの壁のうちの少なくとも１つに対して向けるための屈曲部を有するチャネルを形成するように、少なくとも２つの壁を形成することを含み、図１０Ａ〜図１０Ｂに示すフィルタと同様のフィルタが得られうる。
【０１０９】
いくつかの実装形態では、フィルタ要素を形成することは、プレートと基板が結合されると、第１の壁と第２の壁が横方向に隣接して配設されて、図９Ａ〜図９Ｂに示すフィルタなどのフィルタを形成するように、プレート上に第１の壁を形成することおよび基板上に第２の壁を形成することを含む。
【０１１０】
いくつかの実装形態によると、図９Ａ、９Ｂ、および図１０は、粒子捕獲がフォトリソグラフィ限界に依存しない実装形態を示す。いくつかの適用例では、典型的なディスプレイプロセスにおけるリソグラフィ限界は約３マイクロメートルである。図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、および図１１Ｂの実装形態は、約３マイクロメートルよりも小さい粒子をフィルタリングするように設計され得る。１つの適用例によると、図７、図８Ａおよび図８Ｂに示す実装形態は、約３マイクロメートルよりも大きい粒子のフィルタリングに使われ得る。プレートとの基板の整列は、約３マイクロメートルの幅であるギャップを画定するのに使われ得る。いくつかの実装形態では、図７、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、および図１１Ｂに示される実装形態のうちの２つ以上を組み合わせたフィルタが使われてよく、たとえば、約１マイクロメートルであるか、または約１マイクロメートルよりも大きい寸法を有する粒子をフィルタリングすることによって、約３マイクロメートルよりも小さい粒子をフィルタリングするように設計され得る。いくつかの実装形態では、変化するピッチをもつ一連のフィルタ要素が、約１マイクロメートルであるか、または約１マイクロメートル未満であるギャップを作成するのに使われ得る。いくつかの実装形態では、スペーサの高さは、図１１Ｂに示すようにギャップを作成するように調整されてよく、ギャップのサイズは、マイクロメートルの１０分の１に制御されてよい。図１１Ｂに示すギャップのサイズは、１マイクロメートル未満であり得る。いくつかの実装形態では、ポリマースペーサは、約１マイクロメートル、約１．５マイクロメートル、または約１．５マイクロメートルを超える幅を有するギャップを可能にするようにパターニングされ得る。他の実装形態では、プレートとの基板の整列は、１マイクロメートル未満の幅のギャップを画定するのに使われ得る。
【０１１１】
上述したディスプレイは、コンピュータシステム、セルラーフォン、ワイヤレスデバイス、電子リーダー、ネットブック、ノートブック、タブレットまたは視覚ディスプレイを含む他のどのデバイスにおいても使われ得る。図１３Ａおよび図１３Ｂは、本明細書で説明したディスプレイとの使用に適したタイプのディスプレイデバイスおよびコントローラの例である。特に、図１３Ａおよび図１３Ｂは、本明細書で説明したようにディスプレイを含み得る１つのそのようなディスプレイデバイス１３４０を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス１３４０は、たとえば、スマートフォン、セルラー電話または携帯電話であり得る。ただし、ディスプレイデバイス１３４０の同じ構成要素またはその若干異なる形態はまた、テレビ、コンピュータ、タブレット、電子リーダー、ハンドヘルドデバイス、およびポータブルメディアデバイスなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。
【０１１２】
ディスプレイデバイス１３４０は、ハウジング１３４１、ディスプレイ１３３０、アンテナ１３４３、スピーカ１３４５、入力デバイス１３４８およびマイクロフォン１３４６を含む。ハウジング１３４１は、射出成形および真空成形など、様々な製造プロセスのうちのいずれかから形成され得る。さらに、ハウジング１３４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組合せを含む、様々な材料のうちのいずれかから形成され得る。ハウジング１３４１は、異なる色の、または異なるロゴ、ピクチャもしくはシンボルを含む他の取外し可能な部分と交換され得る取外し可能な部分（図示せず）を含み得る。
【０１１３】
ディスプレイ１３３０は、本明細書で説明したように、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様々なデバイスのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ１３３０はまた、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤもしくはＴＦＴ  ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、または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１３３０は、本明細書で説明するように、光変調器方式ディスプレイを含み得る。
【０１１４】
ディスプレイデバイス１３４０の構成要素は、図１３Ａに概略的に示されている。ディスプレイデバイス１３４０は、ハウジング１３４１を含んでおり、その中に少なくとも部分的に収容された追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス１３４０はネットワークインターフェース１３２７を含んでおり、ネットワークインターフェース１３２７はアンテナ１３４３を含んでおり、アンテナ１３４３はトランシーバ１３４７に結合され得る。ネットワークインターフェース１３２７は、ディスプレイデバイス１３４０に表示されることのある画像データのソースであり得る。したがって、ネットワークインターフェース１３２７は、画像ソースモジュールの一例であるが、プロセッサ１３２１および入力デバイス１３４８も、画像ソースモジュールの働きをすることができる。トランシーバ１３４７はプロセッサ１３２１に接続され、プロセッサ１３２１は調整ハードウェア１３５２に接続される。調整ハードウェア１３５２は、（信号をフィルタリングするか、または別の方法で操作するなど）信号を調整するように構成され得る。調整ハードウェア１３５２は、スピーカ１３４５およびマイクロフォン１３４６に接続され得る。プロセッサ１３２１は、入力デバイス１３４８およびドライバコントローラ１３２９にも接続され得る。ドライバコントローラ１３２９は、フレームバッファ１３２８およびアレイドライバ１３２２に結合されてよく、アレイドライバ１３２２は、次いでディスプレイアレイ１３３０に結合され得る。図１３Ａに明示されていない要素を含む、ディスプレイデバイス１３４０における１つまたは複数の要素は、メモリデバイスとして機能するように構成され、プロセッサ１３２１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１３５０は、特定のディスプレイデバイス１３４０の設計における実質的にすべての構成要素に電力を提供することができる。
【０１１５】
ネットワークインターフェース１３２７は、ディスプレイデバイス１３４０がネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと通信できるように、アンテナ１３４３およびトランシーバ１３４７を含む。ネットワークインターフェース１３２７はまた、たとえば、プロセッサ１３２１のデータ処理要件を緩和するためのいくつかの処理能力を有し得る。アンテナ１３４３は、信号を送信および受信することができる。いくつかの実装形態では、アンテナ１３４３は、ＩＥＥＥ  １６．１１規格、たとえばＩＥＥＥ  １６．１１（ａ）、（ｂ）、もしくは（ｇ）、またはＩＥＥＥ  ８０２．１１規格、たとえばＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、およびそのさらなる実装形態に従って、ＲＦ信号を送信および受信する。いくつかの他の実装形態では、アンテナ１３４３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に従ってＲＦ信号を送信および受信する。セルラー電話の場合、アンテナ１３４３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／汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、地上基盤無線（ＴＥＴＲＡ：Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｔｒｕｎｋｅｄ  Ｒａｄｉｏ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ｂ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）、発展型高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋：Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ＡＭＰＳ、または３Ｇ、４Ｇもしくは５Ｇ技術を利用するシステムなど、ワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される他の既知の信号を受信するように設計され得る。トランシーバ１３４７は、アンテナ１３４３から受信された信号を、プロセッサ１３２１によって受信でき、さらにプロセッサ１３２１によって操作できるように前処理することができる。トランシーバ１３４７はまた、プロセッサ１３２１から受信された信号を、アンテナ１３４３を介してディスプレイデバイス１３４０から送信できるように処理することができる。
【０１１６】
いくつかの実装形態では、トランシーバ１３４７は、受信機によって置き換えられ得る。さらに、いくつかの実装形態では、ネットワークインターフェース１３２７は、プロセッサ１３２１に送られることになる画像データを記憶または生成することができる画像ソースによって置き換えられ得る。プロセッサ１３２１は、ディスプレイデバイス１３４０の動作全体を制御することができる。プロセッサ１３２１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１３２７または画像ソースから受信し、そのデータを生の画像データへ、または生の画像データに素早く変換できるフォーマットへと処理する。プロセッサ１３２１は、処理されたデータをドライバコントローラ１３２９に、または記憶のためにフレームバッファ１３２８に送ることができる。生データは通常、画像内の各ロケーションにおける画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色、彩度およびグレースケールレベルを含み得る。
【０１１７】
プロセッサ１３２１は、ディスプレイデバイス１３４０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。調整ハードウェア１３５２は、スピーカ１３４５に信号を送信するための、およびマイクロフォン１３４６から信号を受信するための増幅器およびフィルタを含み得る。調整ハードウェア１３５２は、ディスプレイデバイス１３４０内の個別構成要素であってよく、またはプロセッサ１３２１もしくは他の構成要素に組み込まれてもよい。
【０１１８】
ドライバコントローラ１３２９は、プロセッサ１３２１によって生成された生画像データを、直接プロセッサ１３２１から、またはフレームバッファ１３２８から取得でき、かつ生画像データをアレイドライバ１３２２への高速送信に向けて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１３２９は、生画像データを、ディスプレイアレイ１３３０でスキャンするのに適した時間的順序を有するように、ラスタ様フォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができる。次いで、ドライバコントローラ１３２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ１３２２に送る。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ１３２９は、独立型集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ１３２１に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、多くの方法で実装され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ１３２１中に埋め込まれること、ソフトウェアとしてプロセッサ１３２１中に埋め込まれること、またはアレイドライバ１３２２とハードウェアで完全に統合されることがある。
【０１１９】
アレイドライバ１３２２は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ１３２９から受信することができ、ビデオデータを、ディスプレイ要素のディスプレイのｘ−ｙマトリクスから来る数百、場合によっては数千（またはそれよりも多く）のリード線に１秒当たり多数回適用される波形の並列セットに再フォーマットすることができる。
【０１２０】
いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ１３２９、アレイドライバ１３２２、およびディスプレイアレイ１３３０は、本明細書で説明するタイプのディスプレイのいずれにも適している。たとえば、ドライバコントローラ１３２９は、従来型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（光変調器ディスプレイ要素コントローラなど）であり得る。さらに、アレイドライバ１３２２は、従来型のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（光変調器ディスプレイ要素ドライバなど）であり得る。その上、ディスプレイアレイ１３３０は、従来型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（光変調器ディスプレイ要素のアレイを含むディスプレイなど）であり得る。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ１３２９は、アレイドライバ１３２２と統合され得る。そのような実装形態は、高集積システム、たとえば、携帯電話、ポータブル電子デバイス、ウォッチまたは小面積ディスプレイにおいて有用であり得る。
【０１２１】
いくつかの実装形態では、入力デバイス１３４８は、たとえば、ユーザがディスプレイデバイス１３４０の動作を制御することを可能にするように構成され得る。入力デバイス１３４８は、ＱＷＥＲＴＹキーパッドもしくは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、ディスプレイアレイ１３３０と統合されたタッチセンシティブスクリーン、または感圧性もしくは感熱性の膜を含むことができる。マイクロフォン１３４６は、ディスプレイデバイス１３４０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１３４６を介したボイスコマンドが、ディスプレイデバイス１３４０の動作を制御するために使用され得る。
【０１２２】
電源１３５０は、様々なエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。たとえば、電源１３５０は、ニッケルカドミウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーなどの充電式バッテリーであり得る。充電式バッテリーを使用した実装形態では、充電式バッテリーは、たとえば、壁コンセントまたは光起電デバイスもしく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１３５０は、再生可能エネルギー源、キャパシタ、またはプラスチック太陽電池もしくは太陽電池塗料を含む太陽電池であってもよい。電源１３５０はまた、壁コンセントから電力を受け取るように構成され得る。
【０１２３】
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位置し得るドライバコントローラ１３２９に制御プログラマビリティが存在する。いくつかの他の実装形態では、アレイドライバ１３２２に制御プログラマビリティが存在する。上述の最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素において、および様々な構成で実施され得る。
【０１２４】
本明細書で使用するように、項目の一覧「のうちの少なくとも１つ」を指す語句は、単一の構成を含む、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃ、およびａ−ｂ−ｃを包含するように意図される。
【０１２５】
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ステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得る。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、回路およびステップ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。
【０１２６】
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、特定のステップおよび方法は、所与の機能に固有の回路によって実行され得る。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。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、たとえば、実装されるＩＭＯＤディスプレイ要素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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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、そのような動作が示された特定の順序でもしくは順次に実行されることも、すべての示された動作が実行されることも必要とされるわけではないことが、当業者には容易に認識されよう。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】
【０１３１】
１００  ディスプレイ装置
１０２  光変調器
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ  光変調器
１０３  光変調器のアレイ
１０４  画像
１０６  画素
１０８、２０２、４０６、５０３  シャッター
１０９、３２４  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
１５２  スキャンドライバ
１５３  共通ドライバ
１５４  データドライバ
１５６  コントローラ
１５７  着信画像信号
１５８  入力処理モジュール
１５９  フレームバッファ
１６０  タイミング制御モジュール
１６２、１６４、１６６、１６７  ランプ
１６８  ランプドライバ
１８０  プログラミングリンク
１８２  電源入力
２００  シャッター式光変調器
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
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
２２２  可動電極
２２４  絶縁層
２２６  平面電極
２２８  基板
２３０  固定端部
２３２  可動端部
２５０  光タップ
２５２  光
２５４  光ガイド
２５６  タップ要素
２５８  ビーム
２６０  電極
２７０  エレクトロウェッティング式光変調アレイ
２７２  セル
２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、２７２ｄ  エレクトロウェッティング式光変調セル
２７４  光キャビティ
２７６  カラーフィルタ
２７８  液体構成要素
２８０  光吸収オイル
２８２  透明電極
２８４  絶縁層
２８６  開口層
２８８  光ガイド
２９０  反射層
２９１  光リダイレクタ
２９２  光源
２９４  光
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  光変調器アレイ
３２２、４０７  開口層
４００  デュアル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
４０８、５０５  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  シャッターアセンブリ
５０４  透明基板、基板
５０６  反射開口層
５０８  表面開口
５１２  ディフューザ
５１４  輝度強化膜
５１６  平面光ガイド
５１７  幾何学的光リダイレクタ
５１８  光源
５１９、５３６  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  キャビティ、空洞
５２７  機械的サポート
５２８  粘着シール
５３０  作動流体、流体
５３２  アセンブリブラケット
６００  ディスプレイ
６０２  シール
６０４  充填ポート
６０６  非流体粒子
６０８  流体
７００  ディスプレイ
７０２  シール
７０４  充填ポート
７０６  非流体粒子
７０８  流体
７１０  第１のフィルタ要素
７１２  第２のフィルタ要素
７１４  第１のギャップ
７１６  第２のギャップ
８００  ディスプレイ
８０２  シール
８０４  充填ポート
８０６  非流体粒子
８０８  流体
８１０  第１のフィルタ要素
８１２  第２のフィルタ要素
８１４  第１のギャップ
８１６  第２のギャップ
８１８  隅
８２０  棚状部
９００  ディスプレイ
９０２  シール
９０４  充填ポート
９０８  流体
９１０ａ  第１のフィルタ要素
９１０ｂ  第３のフィルタ要素
９１２ａ  第２のフィルタ要素
９１２ｂ  第４のフィルタ要素
９１４ａ  第１のギャップ
９１４ｂ  第２のギャップ
９１４ｃ  第３のギャップ
１０００  ディスプレイ
１００２  シール
１００４  充填ポート
１００６  非流体粒子
１００８  流体
１０１０ａ  第１のフィルタ要素
１０１０ｂ  第２のフィルタ要素
１０１２ａ  第３のフィルタ要素
１０１２ｂ  第４のフィルタ要素
１０１４  チャネル
１０１６  幅
１０１８  隅
１０２０  棚状部
１１０２  シール
１１１０  空間
１１１２  第１のフィルタ要素
１１１４  第２のフィルタ要素
１３２１  プロセッサ
１３２２  アレイドライバ
１３２７  ネットワークインターフェース
１３２８  フレームバッファ
１３２９  ドライバコントローラ
１３３０  ディスプレイアレイ
１３４０  ディスプレイデバイス
１３４１  ハウジング
１３４３  アンテナ
１３４５  スピーカ
１３４６  マイクロフォン
１３４７  トランシーバ
１３４８  入力デバイス
１３５０  電源
１３５２  調整ハードウェア
【図１Ａ】
2016511836.tif 000003
【図１Ｂ】
2016511836.tif 000004
【図２Ａ】
2016511836.tif 000005
【図２Ｂ】
2016511836.tif 000006
【図２Ｃ】
2016511836.tif 000007
【図２Ｄ】
2016511836.tif 000008
【図３Ａ】
2016511836.tif 000009
【図３Ｂ】
2016511836.tif 000010
【図４Ａ】
2016511836.tif 000011
【図４Ｂ】
2016511836.tif 000012
【図５】
2016511836.tif 000013
【図６】
2016511836.tif 000014
【図７】
2016511836.tif 000015
【図８Ａ】
2016511836.tif 000016
【図８Ｂ】
2016511836.tif 000017
【図９Ａ】
2016511836.tif 000018
【図９Ｂ】
2016511836.tif 000019
【図１０Ａ】
2016511836.tif 000020
【図１０Ｂ】
2016511836.tif 000021
【図１１Ａ】
2016511836.tif 000022
【図１１Ｂ】
2016511836.tif 000023
【図１２】
2016511836.tif 000024
【図１３Ａ】
2016511836.tif 000025
【図１３Ｂ】
2016511836.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月26日(2015.8.26)
【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】
プレートと、
少なくとも１つの電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスを支持する基板であって、前記プレートおよび前記基板が少なくとも部分的に前記ＥＭＳデバイスを収納する空洞を画定する、基板と、
流体を受け取ることが可能な少なくとも１つのポートであって、前記プレートと前記基板との間の場所において前記空洞に接続された、少なくとも１つのポートと、
前記少なくとも１つのポートと前記ＥＭＳデバイスとの間に配設されたフィルタと、を含む装置であって、
前記フィルタが、前記プレート上に形成された１つまたは複数の第１のフィルタ要素と、前記基板上に形成された１つまたは複数の対応する第２のフィルタ要素とを含み、
前記１つまたは複数の第１のフィルタ要素が各々、
前記基板を向く第１の表面と、
前記第１の表面と前記プレートとの間にわたる１つまたは複数の第１の側壁と、
前記第１の表面と、前記１つまたは複数の第１の側壁との交差によって画定される１つまたは複数の第１の隅とを有し、
前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素が各々、
前記プレートを向く第２の表面と、
前記第２の表面と前記プレートとの間にわたる１つまたは複数の第２の側壁と、
前記第２の表面と、前記１つまたは複数の第２の側壁との交差によって画定される１つまたは複数の第２の隅とを有し、
前記流体中で運ばれる非流体粒子が、ａ）前記１つまたは複数の第１の隅、ｂ）前記１つまたは複数の第２の隅、ならびにｃ）前記１つまたは複数の第１の隅および前記１つまたは複数の第２の隅からなる群から選択された少なくとも１つの隅によって、所定の場所に保持可能である、装置。
【請求項２】
前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素が、前記基板上に形成されるとともに、画定されたギャップを設けるように、互いから横方向に離間された複数の隣接ポストを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記１つまたは複数の第１のフィルタ要素、前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素、ならびに前記１つまたは複数の第１のフィルタ要素および前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素からなる群から選択されたフィルタ要素が、障壁の一部を形成するように、前記基板の前記表面および前記プレートの前記表面のうちの少なくとも１つの上に一体に形成されたスペーサを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記１つまたは複数の第１のフィルタ要素および前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素が各々、前記受け取った流体の流れを、前記壁のうちの少なくとも１つに対して向けるように構成されたチャネルを形成するように離間された少なくとも２つの壁を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記１つまたは複数の第１のフィルタ要素が、前記プレート上に形成された第１の壁を含み、前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素が、前記基板上に形成された第２の壁を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の壁および前記第２の壁が、前記少なくとも１つのポートを中心とする同心壁を形成する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスが、液晶および微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）構成要素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ＭＥＭＳ構成要素が、シャッター、鏡およびマイクロ流体構成要素からなる群から選択される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記１つまたは複数の第１のフィルタ要素および前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素が、少なくとも約１マイクロメートルの幅を有するギャップを画定する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記プレートおよび前記基板が、ディスプレイの少なくとも一部を形成し、前記装置が、
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】
前記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、
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラとをさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記プロセッサに前記画像データを送ることが可能な画像ソースモジュールであって、前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機からなる群から選択された少なくとも１つの項目を含む画像ソースモジュールをさらに含む、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】
流体充填されたデバイスを製造する方法であって、
プレートを設けるステップと、
基板を設けるステップと、
前記基板上に電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスを設けるステップと、
１つまたは複数の第１のフィルタ要素を、前記プレートの周辺エッジに近接して形成するステップであって、各第１のフィルタ要素が、
前記基板と前記プレートが合わせて組み立てられると前記基板を向くように構成された第１の表面と、
前記第１の表面と前記プレートとの間にわたる１つまたは複数の第１の側壁と、
前記第１の表面と、前記１つまたは複数の第１の側壁との交差によって画定される１つまたは複数の第１の隅とを有する、ステップと、
１つまたは複数の第２のフィルタ要素を、前記基板の周辺エッジに近接して形成するステップであって、各第２のフィルタ要素が、
前記基板と前記基板が合わせて組み立てられると前記プレートを向くように構成された第２の表面と、
前記第２の表面と前記基板との間にわたる１つまたは複数の第２の側壁と、
前記第２の表面と、前記１つまたは複数の第２の側壁との交差によって画定される１つまたは複数の第２の隅とを有する、ステップと、
前記基板と前記プレートを合わせて組み立てるステップであって、
前記１つまたは複数の第１のフィルタ要素および前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素がフィルタを形成し、
前記流体中で運ばれる非流体粒子が、ａ）前記１つまたは複数の第１の隅、ｂ）前記１つまたは複数の第２の隅、ならびにｃ）前記１つまたは複数の第１の隅および前記１つまたは複数の第２の隅からなる群から選択された少なくとも１つの隅によって、所定の場所に保持可能であるように組み立てるステップと、を含む方法。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素を形成するステップが、前記基板上に複数のポストを形成するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記１つまたは複数の第１のフィルタ要素を形成するステップが、前記プレート上にスペーサを一体に形成するステップを含み、前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素を形成するステップが、前記基板上にスペーサを一体に形成するステップを含み、前記１つまたは複数の第１のフィルタ要素中に含まれる前記スペーサの前記第１の表面が、前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素中に含まれる前記スペーサの前記第２の表面と接触する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板上に前記スペーサを形成するステップが少なくとも２つの壁を形成し、前記チャネルを流れた流体を、前記２つの壁のうちの少なくとも１つに対して流れさせる少なくとも１つの屈曲部を有する経路に従うチャネルを画定するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つまたは複数の第１のフィルタ要素を形成するステップが、前記プレート上に第１の壁を形成するステップを含み、前記１つまたは複数の第２のフィルタ要素を形成するステップが、前記基板上に第２の壁を形成するステップを含み、前記プレートと前記基板が結合されると、前記第１の壁および前記第２の壁が、障壁を形成するように互いから横方向にずらして配置される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
プレートと、
基板上に形成された少なくとも１つの電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスを支持する基板であって、前記プレートと前記基板とが、少なくとも部分的に、前記ＥＭＳデバイスを収納する空洞を画定する、基板と、
流体を受け取ることが可能な少なくとも１つのポートであって、前記プレートと前記基板との間の場所において前記空洞に接続された少なくとも１つのポートと、
前記少なくとも１つのポートにおいて、前記空洞に注入される前記流体をフィルタリングするための手段であって、フィルタリングするための前記手段が、前記プレートの表面上に一体に形成された第１のフィルタリング手段と、前記基板の表面上に一体に形成された第２のフィルタリング手段とを含む、手段と、を含む装置であって、
フィルタリングするための前記手段が、前記流体中の非流体粒子が前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスに達するのを抑制し、
前記第１のフィルタリング手段および前記第２のフィルタリング手段が併せて、前記プレートおよび前記基板に概して並行する平面に少なくとも１つのエッジを設け、
前記少なくとも１つのエッジが、非流体粒子が所定の場所で保持可能である隅を形成する、装置。
【請求項２０】
前記第２のフィルタリング手段が、前記基板上に形成されるとともに、ギャップを画定するように横方向に離間された複数の隣接ポストを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第２のフィルタリング手段が、障壁の一部を形成するように、前記プレートの前記表面上に一体に形成されたスペーサを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１のフィルタリング手段および前記第２のフィルタリング手段が各々、前記受け取った流体の流れを、前記壁のうちの少なくとも１つに対して向けるように構成されたチャネルを形成するように離間された少なくとも２つの壁を含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１のフィルタリング手段が、前記プレート上に形成された第１の壁を含み、
前記第２のフィルタリング手段が、前記基板上に形成された第２の壁を含み、
前記第１の壁と前記第２の壁とが、前記流体中の前記非流体粒子が前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスに達するのを抑制するギャップを画定するように、互いからずらして配置される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１のフィルタリング手段が、前記プレート上に形成された第１の壁を含み、
前記第２のフィルタリング手段が、前記基板上に形成された第２の壁を含み、
前記第１の壁および前記第２の壁が、前記少なくとも１つのポートを中心とする同心環状壁を形成する、請求項１９に記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３Ａ】
2016511836.tif 000027
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３Ｂ】
2016511836.tif 000028
【国際調査報告】
2016511836.tif 000029
2016511836.tif 000030
2016511836.tif 000031
2016511836.tif 000032
2016511836.tif 000033