JP2004326072A - 干渉ディスプレイ装置を製造する方法 - Google Patents
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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。
【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。
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。
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。
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
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 (19)
- 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。
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