JP2004326072A

JP2004326072A - 干渉ディスプレイ装置を製造する方法

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Publication number: JP2004326072A
Application number: JP2003400309A
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Inventors: Wen-Jian Lin; リンウェンジャン
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Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2004-11-18
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Abstract

【課題】
【解決手段】干渉ディスプレイ装置を製造する方法が開示される。第１の壁および犠牲層が基板上に順番に形成され、穴が第１の壁および犠牲層に形成される。第１のフォトレジスト層が犠牲層にスピンコートされ、穴を充填する。第１の腕部を有する支柱が、第１のフォトレジスト層をパターン形成することによって形成される。少なくとも第２のフォトレジストがスピンコートによって形成される。第２の腕部が、第２のフォトレジスト層をパターン形成することによって第１の腕部上に形成される。第２の壁が犠牲層および支柱上に形成される。第１および第２の腕部の応力が熱プロセスによって除去される。腕部の位置は移動され、従って、第１の壁と第２の壁との間の距離が規定される。最後に犠牲層が除去される。

Description

本発明は、光学干渉ディスプレイを製造する方法に関連する。より詳細には、本発明は、腕部の支柱を備える光学干渉ディスプレイを製造する方法に関する。

平面ディスプレイは軽量で小型であるということから、可搬型およびスペース上の制限を伴うディスプレイの市場において極めて普及している。これまで、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＯＬＥＤ）およびプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などを含む平面ディスプレイとともに、光学干渉ディスプレイの態様が研究されている。

特許文献１は、平面ディスプレイに使用され得る可視光のディスプレイ装置のアレイを開示している。従来技術のディスプレイ装置の断面図を図示している図１について説明する。すべての光学干渉ディスプレイ装置１００は、２つの壁１０２および１０４を含む。支柱１０６はこれらの２つの壁１０２および１０４を支持し、空洞１０８が後に形成される。これらの２つの壁１０２と１０４との間の距離、すなわち空洞１０８の長さはＤである。壁１０２および１０４の一方は、可視光を部分的に吸収する吸収率を備える半透過性／半反射性の層であり、他方は、電圧が印加された時に変形可能な光反射性の層である。入射光が壁１０２または１０４を通過し空洞１０８に到着した時に、全部の可視光スペクトルにおいて、公式１．１に一致する波長を備える可視光だけが建設的干渉を生じ放出され得る。すなわち、

２Ｄ＝Ｎλ （１．１）

式中、Ｎは自然数である。

空洞１０８の長さＤが波長の任意の自然数倍の半分に等しい時、建設的干渉が生み出され、シャープな光波が放出される。その間に、観測者が入射光の方向を追従すれば、波長λ１を備える反射光が観察され得る。従って、ディスプレイ装置１００は「オン」である。

第１の壁１０２は、基板、吸収層および誘電層よりなる半透過性／半反射性電極である。第１の壁１０２を通過する入射光は、吸収層によって部分的に吸収される。基板は、ＩＴＯガラスまたはＩＺＯガラスといった導電性透明材料から作られる。吸収層は、アルミニウム、クロムまたは銀などの金属で作られる。誘電層は、酸化シリコン、シリコンニトライトまたは金属酸化物で作られる。金属酸化物は、吸収層の一部を直接酸化することによって得ることができる。第２の壁１０４は、変形可能な反射性電極である。それは電圧を印加することによって上下に移動する。第２の壁１０４は一般に、誘電性材料／導電性透明材料、または金属／導電性透明材料で作られる。

図２は、電圧を印加した後の従来技術のディスプレイ装置の断面図を図示している。図２に示すように、電圧によって駆動されている間、壁１０４は変形し、静電気の引力のために壁１０２方向に落下する。この時、壁１０２と１０４との間の距離、すなわち空洞１０８の長さは、厳密に０ではないが、ｄであり、それは０になり得る。公式１．１においてＤの代わりにｄを使用した場合、λ２である公式１．１を満たす波長を備える可視光だけが、建設的干渉を生じ、壁１０４に反射されて、壁１０２を通過できる。波長λ２を備える光に関して高光吸収率を有する壁１０２により、可視光スペクトルの全部の入射光はろ波され、従って、入射光の方向を追従する観測者は、可視光スペクトルのいかなる反射光も見ることはできない。この時、ディスプレイ装置１００は「オフ」である。

再び図１について説明すれば、それはディスプレイ装置１００の支柱１０６が一般にネガ型フォトレジスト材料で作られることを示している。また、図３Ａ〜３Ｃについて説明すれば、それらは従来技術のディスプレイ装置を製造する方法を図示している。図３Ａにおいて、第１の壁１０２および犠牲層１１０が透明基板１０９上に順番に形成された後、穴１１２が壁１０２および犠牲層１１０に形成される。穴１１２はその中に支柱を形成するために適する。次に、ネガ型フォトレジスト層１１１が犠牲層１１０上にスピンコートされて、穴１１２を充填する。ネガ型フォトレジスト層１１１を形成する目的は、第１の壁１０２と第２の壁（図示せず）との間に支柱を形成することである。背面露光プロセスが、矢線１１３で示された方向で、穴１１２のネガ型フォトレジスト層１１１に実行される。犠牲層１１０は、背面露光プロセスの要求条件を満たすために、不透明材料、一般には金属材料で作られなければならない。

図３Ｂについて説明すれば、未露光のネガ型フォトレジスト層を除去した後に支柱１０６が穴１１２に残ることを示している。その後、壁１０４が犠牲層１１０および支柱１０６上に形成される。図３Ｃについて説明すれば、犠牲層１１０がリリースエッチングプロセスによって除去されて空洞１１４を形成する。空洞１１４の長さＤは犠牲層１１０の厚さである。従って、異なる波長を有する光の反射を制御する目的を達成するために、異なるディスプレイ装置の異なるプロセスにおいて、犠牲層の異なる厚さが使用されなければならない。

電圧操作によって制御されるディスプレイ装置１００よりなるアレイは、単色平面ディスプレイには十分であるが、カラー平面ディスプレイには十分ではない。従来技術の方法は、従来技術のマトリックスカラー平面ディスプレイの断面図を図示している図４に示すように、異なる長さの空洞を備える３つのディスプレイ装置よりなるピクセルを製造することである。３つのディスプレイ装置３０２、３０４および３０６が、基板３００上にアレイとしてそれぞれ形成される。ディスプレイ装置３０２、３０４および３０６は、ディスプレイ装置３０２、３０４および３０６の空洞の異なる長さにより、例えば赤色光、緑色光および青色光である異なる波長を有する光の色に入射光３０８を反射することができる。アレイに配列されたディスプレイ装置のために異なる反射ミラーを使用する必要はない。より重要なことは、良好な解像度が付与され、全部の光の色の間の明るさが均一であることである。しかし、異なる長さの空洞を有する３つのディスプレイ装置が個別に製造される必要がある。

図５Ａ〜５Ｄについて説明すれば、それらは従来技術のマトリックスカラー平面ディスプレイを製造する方法の断面図を図示している。図５Ａにおいて、第１の壁３１０および第１の犠牲層３１２が透明基板３００上に順番に形成された後、穴３１４、３１６、３１８および３２０が、ディスプレイ装置３０２、３０４および３０６が形成される所定位置を規定するために、第１の壁３１０および犠牲層３１２上に形成される。その後、第２の犠牲層３２２が、第１の犠牲層３１２上および穴３１４、３１６、３１８および３２０内にコンフォーマルに形成される。

図５Ｂでは、穴３１４および３１６の間ならびに穴３１８および３２０内の第２の犠牲層３２２がフォトリソグラフィエッチングプロセスによって除去された後、第３の犠牲層３２４が第１の犠牲層３１２および第２の犠牲層３２２上ならびに穴３１４、３１６、３１８および３２０内にコンフォーマルに形成される。

図５Ｃについて説明すれば、穴３１８および３２０の第３の犠牲層３２４は残されるが、第３の犠牲層３２４の残りはフォトリソグラフィエッチングプロセスによって除去される。次に、ネガ型フォトレジストが、第１の犠牲層３１２、第２の犠牲層３２２および第３の犠牲層３２４ならびに穴３１４、３１６、３１８および３２０にスピンコートされ、全部の穴を充填してネガ型フォトレジスト層３２６を形成する。ネガ型フォトレジスト層３２６の目的は、第１の壁３１０と第２の壁（図示せず）との間に支柱（図示せず）を形成することである。

図５Ｄについて説明すれば、それは、透明基板３００の方向で、穴３１４、３１６、３１８および３２０のネガ型フォトレジスト層３２６に背面露光プロセスが実行されることを示している。背面露光プロセスの要求条件のために、少なくとも犠牲層１１０は不透明材料、一般に金属材料で作られなければならない。未露光のネガ型フォトレジスト層３２６を除去した後、支柱３２８が穴３１４、３１６、３１８および３２０に残される。その後、第２の壁３３０が、第１の犠牲層３１２、第２の犠牲層３２２、第３の犠牲層３２４および支柱３２８をコンフォーマルに覆う。

その後、第１の犠牲層３１２、第２の犠牲層３２２および第３の犠牲層３２４はリリースエッチングプロセスによって除去されて、図４に図示されたディスプレイ装置３０２、３０４および３０６を形成し、ここにおいて３つのディスプレイ装置３０２、３０４および３０６の長さｄ１、ｄ２およびｄ３はそれぞれ、第１の犠牲層３１２、第２の犠牲層３２２および第３の犠牲層３２４の厚さである。従って、光の異なる波長の反射を制御するために、異なるディスプレイ装置の異なるプロセスにおいて、犠牲層の異なる厚さが使用されなければならない。

ディスプレイ装置３０２、３０４および３０６の空洞の長さを規定するために従来技術のマトリックスカラー平面ディスプレイの製造には、少なくとも３つのフォトリソグラフィエッチングプロセスが必要とされる。背面露光と協働して支柱を形成するために、犠牲層の作製には金属材料を使用しなければならない。複雑な製造プロセスのコストは高く、歩留りは複雑な製造プロセスのために高めることができない。

従って、高解像度、高輝度、単純なプロセスおよび高い歩留りを伴うカラー光学干渉ディスプレイを製造するために、光学干渉ディスプレイ装置構造を製造する単純な方法を提供することは重要な課題である。

米国特許第５８３５２５５号明細書

従って、本発明の目的は、光学干渉ディスプレイ装置構造を製造する方法を提供することであり、その方法は、カラー光学干渉ディスプレイを製造するために適しており、高解像度および高輝度を付与する。

本発明の別の目的は、カラー光学干渉ディスプレイを製造するために適格な光学干渉ディスプレイ装置構造を製造する方法を提供することであり、その方法は単純で容易な製造プロセスおよび高い歩留りを備える。

本発明のさらに別の目的は、支柱を備えるカラー光学干渉ディスプレイを製造するために適格な光学干渉ディスプレイ装置構造を製造する方法を提供することである。

本発明の上述の目的に従って、本発明の好ましい１実施形態は、光学干渉ディスプレイ装置構造を製造する方法を提供する。第１の壁および犠牲層が透明基板上に順番に形成された後、穴が第１の壁および犠牲層に形成される。穴はその中に支柱を形成するために適する。次に、第１のフォトレジスト層が犠牲層上にスピンコートされて、穴を充填する。フォトリソグラフィプロセスがフォトレジスト層をパターン形成して、その支持および腕部が支柱に使用される、腕部を備える支持を画成するとともに、第１の支持層の長さを規定する。その後、少なくとも第２のフォトレジスト層が、第２の支持層を画成するために第１のフォトレジスト層および犠牲層上にスピンコートされ、第１および第２の支持層は腕部を形成する。マスクの助成を伴うフォトレジスト層の露光により、犠牲層はもはや金属などといった不透明材料で作られなくてもよく、一般的な誘電性材料もまた犠牲層を作るために使用される。

第２の壁が犠牲層および支柱上に形成された後、支柱はベーキングされる。腕部は応力作用によって生じる支持のピボットとして変位を生起し得、支持に隣接する腕部の端は少ない変位を有するが、腕部の他方の端はより大きな変位を有する。腕部の変位は第２の壁の位置を変更し得る。その後、犠牲層は空洞を形成するためにリリースエッチングプロセスによって除去され、空洞の長さＤは腕部の変位のため犠牲層の厚さに等しくなくなり得る。

異なる長さと厚さとの比を有する腕部は、腕部の厚さの差異により異なる量の応力を有し、腕部によって生じる変位および方向はベーキングの間に変化し得る。従って、異なる長さと厚さとの比を有する腕部は、従来技術において反射光の異なる波長を制御するためにディスプレイ装置の各種プロセスにおいて使用される犠牲層の異なる厚さの代わりに、空洞の長さを制御するために使用され得る。上記の方法には多くの利点がある。まず第一に、コストが劇的に低減する。従来技術の空洞の厚さは犠牲層の厚さであり、犠牲層はプロセスの最後に除去される必要がある。しかし、空洞の長さは本発明における腕部の上方変位を使用することによって増大し、その結果、空洞の長さは、同じ長さの空洞を形成する間に犠牲層の厚さが大幅に減少する場合でさえ、犠牲層の厚さよりも大きくなる。従って、犠牲層を製造するために使用される材料は著しく低減される。第二に、プロセス時間が短縮される。従来技術における金属犠牲層のリリースエッチングプロセスは、犠牲層が支柱間の空間に浸透しなければならないエッチングガスによって除去されることから、多くの時間を消費する。本発明はマスクを前面露光に利用するので、犠牲層は、従来技術における金属などといった不透明材料に代わり、誘電性材料といった透明材料で作ることができる。さらに、犠牲層により使用される厚さが大幅に縮小され得るので、リリースエッチングプロセスに要する時間もまた大幅に減少され得る。その上、誘電性材料の使用はリリースエッチングプロセスも加速し、その結果リリースエッチングプロセスに要する時間は減少する。第三に、腕部の長さは光学干渉ディスプレイ装置の有効反射面積を縮小し得る。カラー光学干渉ディスプレイが異なる長さの腕部を有する支柱によってのみ形成される場合、光学干渉ディスプレイ装置の有効反射面積が異なるので、反射光の強度に変動が起こり得る。さらに、支柱がフォトレジスト材料で作られる場合、一般にスピンコートによって形成されるフォトレジスト層の厚さは制限される。熱プロセスおよび変位の後、第２の壁を支持するための構造強度は十分ではないかもしれない。従って、支柱の腕部の厚さの変動は、腕部の長さと厚さとの比を変化させ、腕部の応力を変化させる。それは、異なる色の光を有する光学干渉ディスプレイ装置の有効反射面積を互いにより近づけ、腕部の構造強度も強化する。ベーキング後、異なる光学干渉ディスプレイ装置は腕部の変位による異なる長さの空洞を有し、その結果、反射光は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）光といった異なる波長を備えて変化し、異なる色の光を得る。

本発明の別の目的に従って、本発明の好ましい１実施形態は、マトリックスカラー平面ディスプレイ構造を製造する方法を提供する。個々のマトリックスカラー平面ディスプレイ装置は３つの光学干渉ディスプレイ装置を有する。第１の壁および犠牲層が透明基板上に順番に形成された後、穴が第１の壁および犠牲層に形成される。穴はその中に支柱を形成するために適し、支柱は第１、第２および第３の光学干渉ディスプレイ装置を画成するために使用される。次に、第１のフォトレジスト層が犠牲層上にスピンコートされ、穴を充填する。フォトリソグラフィプロセスがフォトレジスト層をパターン形成して、第１の支持層を備える支持を画成する。第１の支持層を備える支持は支柱に使用され、腕部の長さを規定する。その後、第２のフォトレジスト層が第１のフォトレジスト層および犠牲層上にスピンコートされて、穴を充填する。第２および第３の光学干渉ディスプレイ装置の第１の支持層上に配置された第２のフォトレジスト層は、第２の支持層を形成するためにフォトリソグラフィプロセスによって残される。その後、第３のフォトレジスト層が、第１のフォトレジスト層、第２のフォトレジスト層および犠牲層上にスピンコートされ、穴を充填する。第３の光学干渉ディスプレイ装置の第２の支持層上に配置された第３のフォトレジスト層は、第３の支持層を形成するためにフォトリソグラフィプロセスによって残される。第１の支持層は第１の光学干渉ディスプレイ装置の第１の腕部を形成し、第１および第２の支持層は第２の光学干渉ディスプレイ装置の第２の腕部を形成し、第１、第２および第３の支持層は第３の光学干渉ディスプレイ装置の第３の腕部を形成する。３つの光学干渉ディスプレイ装置の腕部は、長さは同じであるが厚さが異なる。マスクの助成を伴うフォトレジスト層の露光により、犠牲層はもはや金属などといった不透明材料で作られなくてもよく、一般的な誘電性材料もまた犠牲層を作るために使用される。

第２の壁が犠牲層および支柱上に形成された後、支柱はベーキングされる。３つの光学干渉ディスプレイ装置の腕部は、長さと厚さとの比が異なり、従って応力が異なる。熱プロセスの後、３つの光学干渉ディスプレイ装置の腕部は変位が異なる。腕部は応力作用によって生じる支持のピボットとして変位を生起し得、支持に隣接する腕部の端は少ない変位を有するが、腕部の他方の端はより大きな変位を有する。腕部の変位は第２の壁の位置を変更し得る。その後、犠牲層は空洞を形成するためにリリースエッチングプロセスによって除去され、空洞の長さＤは腕部の変位のため犠牲層の厚さに等しくなくなり得る。

第１の壁は第１の電極であり、第２の壁は第２の電極である。光学干渉ディスプレイ装置の個々の腕部は、長さおよび応力が異なる。従って、ベーキング後、個々の光学干渉ディスプレイ装置は腕部の異なる変位のために異なる長さの空洞を有し、その結果、反射光は、赤色、緑色および青色光といった異なる波長を備えて変化し、異なる色の光を得て、従ってマトリックスカラー平面ディスプレイ構造を得る。

本発明によって開示された光学干渉ディスプレイ装置のアレイから構成されるカラー平面ディスプレイによれば、高解像度および高輝度が得られ、個々の光学干渉ディスプレイ装置は有効反射面積が同様であるとともに、プロセスが単純であり歩留りが高い。本発明は、均一な色調、高解像度、高輝度、アレイを形成する間の単純なプロセスおよび高い歩留りを有するだけでなく、加工中のアバンダンスを増大させ光学干渉カラー平面ディスプレイの歩留りを高める、光学干渉ディスプレイ装置を開示することが理解されよう。

上述の概略的説明および以下の詳細な説明はともに例示であり、特許請求する本発明のさらなる解説を付与するように意図されていることを理解しなければならない。
本発明の上記および他の特徴、態様および利益は、以下の添付図面の説明とともに、好適な実施形態の以下の説明を読むことによってより十分に理解されるであろう。

光学干渉ディスプレイ装置構造の多くの情報を提供するために、本発明における光学干渉ディスプレイ装置構造を説明するために第１の実施形態をここに提示する。さらに、光学干渉ディスプレイ装置のアレイによって形成される光学干渉カラー平面ディスプレイのさらなる説明を付与するために第２の実施形態が提示される。

図６Ａ〜６Ｃは、本発明の好ましい実施形態に従った光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法を図示している。初めに図６Ａについて説明すれば、第１の電極５０２および犠牲層５０６が透明基板５０１上に順番に形成される。犠牲層５０６は、誘電性材料といった透明材料、または金属材料といった不透明材料で作ることができる。穴５０８が第１の電極５０２および犠牲層５０６にフォトリソグラフィエッチングプロセスによって形成される。穴５０８は、その中に支柱を形成するために適する。

次に、第１の材料層５１０が犠牲層５０６に形成され、穴５０８を充填する。第１の材料層５１０は支柱を形成するために適し、第１の材料層５１０は一般に、フォトレジストといった感光性材料、またはポリエステル、ポリアミドなどといった非感光性ポリマー材料を使用する。材料層５１０を形成するために非感光性材料が使用される場合、第１の材料層５１０に支柱を画成するためにフォトリソグラフィエッチングプロセスが必要になる。この実施形態では、第１の材料層５１０を形成するために感光性材料が使用されるので、フォトリソグラフィエッチングプロセスは第１の材料層５１０をパターン形成するために要求されるだけである。

図６Ｂについて説明すれば、支柱５１２がフォトリソグラフィプロセスの間に第１の材料層５１０をパターン形成することによって画成される。支柱５１２は、穴５０８に配置された支持５１４を有し、支柱５１２は第１の支持層５１２１および５１２２を有する。また、同じフォトリソグラフィプロセスは第１の支持層５１２１および５１２２の長さも規定する。次に、第２の材料層（図示せず）が犠牲層５０６ならびに第１の支持層５１２１および５１２２上に形成される。その後、犠牲層５０６上の第２の材料層は、第１の支持層５１２１および５１２２上に第２の支持層５１２３および５１２４を形成するために、フォトリソグラフィプロセスによってパターン形成され除去される。従って、第１の支持層５１２１および第２の支持層５１２３は第１の腕部５１６を形成し、第１の支持層５１２２および第２の支持層５１２４は第１の腕部５１８を形成する。第２の電極５０４が犠牲層５０６および支柱５１２上に形成される。

次に、図６Ｃについて説明する。ベーキングといった熱プロセスが実行される。支柱５１２の第１の腕部５１６および第２の腕部５１８は、応力作用によって生じる支持５１４のピボットとして変位を生起し得、支持５１４に隣接する第１の腕部５１６および第２の腕部５１８の端は少ない変位を有するが、第１の腕部５１６および第２の腕部５１８の他方の端はより大きな変位を有する。第１の腕部５１６および第２の腕部５１８の変位は、第２の電極５０４の位置を変更し得る。その後、犠牲層５０６は、空洞５２０を形成するためにリリースエッチングプロセスによって除去される。

第１の材料層５１０がフォトレジスト材料で作られる場合、スピンコートされるフォトレジスト層は厚さに関して制限される。従って、第１の支持層５１２１および５１２２は少ない構造強度を有し得る。第２の支持層５１２３および５１２４を形成することによって、第１の支持層５１２１および５１２２は厚さが増大されてそれぞれの構造強度を強化する。

図６Ａ〜６Ｃによって例示されたように作られた光学干渉ディスプレイ装置は、図６Ｄに図示されており、それは本発明の好ましい１実施形態の光学干渉ディスプレイ装置の断面図を示している。色可変ピクセルユニットとしてよい光学干渉ディスプレイ装置５００は、少なくとも第１の電極５０２および第２の電極５０４よりなり、第１の電極５０２および第２の電極５０４は互いにほぼ平行して構成されている。第１の電極５０２および第２の電極５０４は、狭帯域ミラー、広帯域ミラー、非金属ミラー、またはそれらの組合せとすることができる。

支柱５１２は第１の電極５０２および第２の電極５０４を支持する。支柱５１２の第１の腕部５１６および第２の腕部５１８は、上方に上がっている。空洞の長さは、従来技術においては光学干渉ディスプレイ装置構造の犠牲層の厚さである。犠牲層の厚さがＤであれば、空洞の長さもＤである。この実施形態では、支柱５１２によって支持された第１の電極５０２と第２の電極５０４との間に空洞５２０が形成される。支柱５１２は第１の腕部５１６および第２の腕部５１８を有する。第１の腕部５１６および第２の腕部５１８の長さと厚さとの比はその応力を決定し、点線５１６'および点線５１８'は、第１の腕部５１６および第２の腕部５１８の熱プロセスを実行する前の位置を指示している。熱プロセスの実行後、第１の腕部５１６および第２の腕部５１８は変位を生じることができ、従って、第２の電極５０４の位置は点線５０４'によって指示された元の位置から変化し、第１の電極５０２と第２の電極５０４との間の空洞５２０の長さＤ'は元の長さＤから変化する。空洞５２０の長さが変更されるので、反射光の周波数は、空洞５２０の長さに従って変化する。一般に、支柱５１２がポリアミド化合物で作られる場合、第１の腕部５１６および第２の腕部５１８の長さと厚さとの比は５〜５０であり、空洞５２０の長さＤ'は犠牲層の厚さの長さＤの約１．５〜３倍である。当然、第１の腕部５１６および第２の腕部５１８の長さと厚さとの比は、ベーキングされた空洞５２０の長さＤ'を犠牲層の厚さより小さくするために変更することができる。

本発明において、支柱５１２を形成するために適格な材料は、ポジ型フォトレジスト、ネガ型フォトレジストおよび、アクリル樹脂やエポキシ樹脂といったあらゆる種類のポリマーを含む。

図７Ａ〜７Ｆは、本発明の第２の好ましい実施形態に従ってマトリックスカラー平面ディスプレイ構造を製造する方法を図示している。まず図７Ａについて説明すれば、第１の電極６０２および犠牲層６０４が透明基板６０１上に順番に形成される。犠牲層６０４は、誘電性材料といった透明材料、または金属材料といった不透明材料で作ることができる。穴６０６、６０８、６１０および６１２が、第１の電極６０２および犠牲層６０４にフォトリソグラフィエッチングプロセスによって形成され、穴６０６、６０８、６１０および６１２は、その中に支柱を形成するために適する。

次に、材料層６１４が犠牲層６０４上に形成されて、穴６０６、６０８、６１０および６１２を充填する。光学干渉ディスプレイ装置６３０は穴６０６および６０８によって画成され、光学干渉ディスプレイ装置６３２は穴６０８および６１０によって画成され、光学干渉ディスプレイ装置６３４は穴６１０および６１２によって画成される。材料層６１４は、支柱を形成するために適し、一般にフォトレジストといった感光性材料、またはポリエステル、ポリアミドなどといった非感光性ポリマー材料で作られる。第１の材料層６１４を形成するために非感光性材料が使用される場合、第１の材料層６１４上に支柱を画成するためにフォトリソグラフィエッチングプロセスが必要になる。この実施形態では、第１の材料層６１４を形成するために感光性材料が使用されるので、フォトリソグラフィエッチングプロセスは第１の材料層６１４をパターン形成するために要求されるだけである。

図７Ｂについて説明する。フォトリソグラフィプロセスが第１の材料層６１４をパターン形成して、支柱６１６、６１８、６２０および６２２を画成する。支柱６１６、６１８、６２０および６２２は、穴６０６、６０８、６１０および６１２にそれぞれ配置された支持６１６１、６１８１、６２０１および６２２１を有する。また、支柱６１６、６１８、６２０および６２２は、第１の支持層６１６２、６１８２、６１８３、６２０２、６２０３および６２２２も有する。第１の支持層６１６２、６１８２、６１８３、６２０２、６２０３および６２２２は、長さが同じである。その後、第２の材料層６２４が、犠牲層６０４ならびに第１の支持層６１６２、６１８２、６１８３、６２０２、６２０３および６２２２上に形成される。

図７Ｃについて説明する。フォトリソグラフィプロセスが第２の材料層６２４をパターン形成して、第２の材料層６２４を第１の支持層６１６２、６１８２、６１８３、６２０２、６２０３および６２２２に保持して第２の支持層６２４１、６２４２、６２４３および６２４４を形成する。さらに、第３の材料層６２６が、犠牲層６０４ならびに第２の支持層６２４１、６２４２、６２４３および６２４４上に形成される。

図７Ｄについて説明する。フォトリソグラフィプロセスが第３の材料層６２６をパターン形成して、第３の材料層６２６を第２の支持層６２４１、６２４２、６２４３および６２４４に保持して第３の支持層６２６１および６２６２を形成する。第１の支持層６１６２および６１８２は、光学干渉ディスプレイ装置６３０の腕部６４６および６４８を形成する。第１の支持層６１８３および６２０２ならびに第２の支持層６２４１および６２４２は、光学干渉ディスプレイ装置６３２の腕部６３６および６３８をそれぞれ形成する。第１の支持層６２０３および６２２２、第２の支持層６２４３および６２４４ならびに第３の支持層６２６１および６２６２は、光学干渉ディスプレイ装置６３４の腕部６４０および６４２をそれぞれ形成する。次に、第２の電極６４４が、犠牲層６０４ならびに腕部６４６、６４８、６３６、６３８、６４０および６４２上に形成される。

図７Ｅについて説明する。ベーキングといった熱プロセスが実行される。光学干渉ディスプレイ装置６３０、６３２および６３４の腕部６４６、６４８、６３６、６３８、６４０および６４２は、応力作用によって生じる支持６１６１、６１８１、６２０１および６２２１のピボットとして変位を生起し得る。支持６１６１、６１８１、６２０１および６２２１に隣接した腕部６４６、６４８、６３６、６３８、６４０および６４２の端には少ない変位が生じるが、腕部６４６、６４８、６３６、６３８、６４０および６４２の他方の端にはより大きな変位が生じる。腕部６４６および６４８の変位は同じであり、腕部６３６および６３８の変位は同じであり、腕部６４０および６４２の変位は同じである。しかし、上記の３対の腕部の間では異なる変位が存在する。従って、腕部６４６および６４８、腕部６３６および６３８ならびに腕部６４０および６４２によって生じる第２の電極６４４の位置の変化の量もまた変わる。

次に、図７Ｆについて説明する。犠牲層６０４は、光学干渉ディスプレイ装置６３０、６３２および６３４の空洞６３０１、６３２１および６３４１を形成するために、リリースエッチングプロセスによって除去される。空洞６３０１、６３２１および６３４１は、異なる長さｄ１、ｄ２およびｄ３をそれぞれ有する。公式１．１として示されたように、光学干渉ディスプレイ装置６３０、６３２および６３４が「オン」である状態において、空洞６３０１、６３２１および６３４１の長さｄ１、ｄ２およびｄ３の設計は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）光といった異なる波長を備える反射光を生成できる。

空洞６３０１、６３２１および６３４１の長さｄ１、ｄ２およびｄ３は犠牲層の厚さによってではなく、腕部６４６および６４８、６３６および６３８ならびに６４０および６４２の長さによってそれぞれ決定される。従って、異なる厚さの犠牲層を形成することによって空洞の異なる長さが規定される従来技術において見られたような複雑なフォトリソグラフィプロセスは不要である。

本発明をその一定の好ましい実施形態によって相当詳細に説明したが、他の実施形態も可能である。従って、添付特許請求の範囲のそれぞれの精神および範囲は、ここに包含された好ましい実施形態の説明に限定してはならない。上述に照らして、本発明は、それらが以下の請求項およびそれらの等価物の範囲に該当する限り、本発明の修正および変更を包括することが意図されている。

従来技術のディスプレイ装置の断面図である。

電圧の印加後の従来技術のディスプレイ装置の断面図である。

従来技術のディスプレイ装置を製造する方法を示す図である。

従来技術のマトリックスカラー平面ディスプレイの断面図である。

従来技術のマトリックスカラー平面ディスプレイを製造する方法の断面図である。

本発明の好ましい１実施形態に従った光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法を示す図である。

本発明の好ましい１実施形態に従った光学干渉ディスプレイ装置の断面図である。

本発明の第２の好ましい実施形態に従ったマトリックスカラー平面ディスプレイ構造を製造する方法を示す図である。

符号の説明

１００光学干渉ディスプレイ装置
１０２、１０４壁
１０６支柱
１０８空洞
１０９透明基板
１１０犠牲層
１１１ネガ型フォトレジスト層
１１２穴
１１４空洞
３００透明基板
３０２、３０４、３０６ディスプレイ装置
３０８入射光
３１０第１の壁
３１２第１の犠牲層
３１４、３１６、３１８、３２０穴
３２２第２の犠牲層
３２４第３の犠牲層
３２６ネガ型フォトレジスト層
３２８支柱
３３０第２の壁
５００光学干渉ディスプレイ装置
５０１透明基板
５０２第１の電極
５０４第２の電極
５０６犠牲層
５０８穴
５１０第１の材料層
５１２支柱
５１２１、５１２２第１の支持層
５１２３、５１２４第２の支持層
５１４支持
５１６第１の腕部
５１８第２の腕部
５２０空洞
６０１透明基板
６０２第１の電極
６０４犠牲層
６０６、６０８、６１０、６１２穴
６１４第１の材料層
６１６、６１８、６２０、６２２支柱
６１６１、６１８１、６２０１、６２２１支持
６１６２、６１８２、６１８３、６２０２、６２０３、６２２２第１の支持層
６２４第２の材料層
６２４１、６２４２、６２４３、６２４４第２の支持層
６２６第３の材料層
６２６１、６２６２第３の支持層
６３０、６３２、６３４光学干渉ディスプレイ装置
６３０１、６３２１、６３４１空洞
６３６、６３８、６４０、６４２、６４６、６４８腕部
６４４第２の電極

Claims

基板上に配置された光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法であって、
基板上に第１の電極を形成することと、
第１の電極上に犠牲層を形成することと、
光学干渉ディスプレイ装置の位置を規定するために犠牲層および第１の電極に少なくとも２つの穴を形成することと、
穴を充填し犠牲層を被覆するために第１の感光性材料層を形成することと、
穴の各々における支持および支持上に少なくとも１つの第１の支持層を形成するために、第１の感光性材料層をパターン形成することと、支持および少なくとも１つの第１の支持層は支柱を形成し、
犠牲層および少なくとも１つの第１の支持層上に少なくとも１つの第２の感光性材料層を形成することと、
少なくとも１つの第１の支持層上に第２の支持層を形成するために少なくとも１つの第２の感光性材料層をパターン形成することと、少なくとも１つの第１の支持層および第２の支持層は腕部を形成し、
犠牲層および腕部上に第２の電極を形成することと、
熱プロセスを実行することと、
犠牲層を除去することとを含む方法。
第１の感光性材料層および第２の感光性材料層はフォトレジスト層である、請求項１の光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
第１の感光性材料層および第２の感光性材料層をパターン形成する工程はフォトリソグラフィプロセスを含む、請求項１の光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
熱プロセスはベーキングである、請求項１の光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
熱プロセスは腕部に応力による変位を生起させる、請求項１の光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
第２の電極は変形可能な電極である、請求項１の光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
第２の電極は可動電極である、請求項１の光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
支柱はフォトレジストで作られる、請求項１の光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
基板上に配置されたマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法であって、
基板上に第１の電極を形成することと、
第１の電極上に犠牲層を形成することと、
第１の光学干渉ディスプレイ装置、第２の光学干渉ディスプレイ装置および第３の光学干渉ディスプレイ装置の位置を規定するために、犠牲層および第１の電極に少なくとも４つの穴を形成することと、
穴の各々における支持および支持上に少なくとも１つの第１の支持層を形成することと、少なくとも１つの第１の支持層は第１の腕部を形成し、
第２の光学干渉ディスプレイ装置および第３の光学干渉ディスプレイ装置の少なくとも１つの第１の支持層上に少なくとも１つの第２の支持層を形成することと、少なくとも１つの第１の支持層および少なくとも１つの第２の支持層は第２の腕部を形成し、
その厚さを増大させるために第３の光学干渉ディスプレイ装置の少なくとも１つの第２の支持層上に少なくとも１つの第３の支持層を形成することと、少なくとも１つの第１の支持層、少なくとも１つの第２の支持層および少なくとも１つの第３の支持層は、第３の腕部を形成し、
犠牲層ならびに第１の腕部、第２の腕部および第３の腕部上に第２の電極を形成することと、
熱プロセスを実行することと、
犠牲層を除去することとを含む、方法。
支持および第１の腕部、支持および第２の腕部ならびに支持および第３の腕部は、支柱を形成する、請求項９のマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
支柱を形成するための材料は、感光性材料、非感光性材料、およびそれらの組合せよりなる群から選定される、請求項１０のマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
感光性材料はフォトレジストである、請求項１１のマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
支持および少なくとも１つの第１の支持層を形成する工程は、
穴を充填し犠牲層を被覆するために第１の感光性材料層を形成することと、
穴の各々における支持および支持上に少なくとも１つの第１の支持層を形成するために第１の感光性材料層をパターン形成することとを含む、請求項９のマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
第１の感光性材料層をパターン形成する工程は、フォトリソグラフィプロセスを含む、請求項１３のマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
支持および少なくとも１つの第１の支持層を形成する工程は、
穴を充填し犠牲層を被覆するために第１の非感光性材料層を形成することと、
穴の各々における支持および支持上に第１の腕部をフォトリソグラフィエッチングプロセスによって形成するために第１の非感光性材料層をパターン形成することとをさらに含み、支持および少なくとも１つの腕部は支柱に形成される、請求項９のマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
熱プロセスはベーキングである、請求項９のマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
熱プロセスは、第１の腕部、第２の腕部および第３の腕部に応力による変位を生起させる、請求項９のマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
第２の電極は変形可能な電極である、請求項９のマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。
第２の電極は可動電極である、請求項９のマトリックスカラー光学干渉ディスプレイ装置を製造する方法。