JP2006099070A

JP2006099070A - 統合されたカラーフィルタを備えた空間光変調器のアレイをもつディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2006099070A
Application number: JP2005235802A
Authority: JP
Inventors: William J Cummings; ウィリアム・ジェイ・カミングズ
Original assignee: IDC LLC
Current assignee: IDC LLC
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-08-16
Publication date: 2006-04-13
Also published as: KR101209094B1; MXPA05009406A; SG155986A1; US20060077512A1; EP1640767A1; BRPI0503865A; KR20060089611A; US8437070B2; EP2256537A1; KR101227622B1; US8054528B2; KR20120114206A; US20120026176A1; TW200627041A; AU2005203431A1; TWI388914B; US20100245975A1; US7710632B2; CA2516578A1

Abstract

【課題】超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）干渉変調器及びカラーフィルタを備えた空間光変調器のアレイを持つディスプレイ装置。
【解決手段】各変調器素子が同じ反射スペクトルをもつ変調器素子のアレイ上に、異なる透過スペクトルをもつカラーフィルタを選択的に置くことによって、各変調器素子と各カラーフィルタのための結果の反射スペクトルが生成される。１つの実施形態では、アレイ内の変調器素子は、各変調器素子が、多数の反射率線を含む反射スペクトルをもつように、同じ処理によって製造される。例えば、赤色、緑色、および青色のような多数の色に対応するカラーフィルタを、これらの変調器素子と選択的に関係付けて、各変調器素子の希望の波長の範囲をフィルタにかけて取り除き、多数の色アレイを与える。変調器素子は同じ処理によって製造されるので、各変調器素子は実質的に同じであり、共通の電圧レベルを使用して、変調動作、停止をする。
【選択図】図１１Ａ

Description

本発明の分野は、超小型電気機械システム（microelectromechanical system, MEMS）、とくに、干渉変調器に関する。

超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、超小型機械素子、アクチュエータ、および電子機器を含む。超小型機械素子は、蒸着、エッチング、および／または他の微細機械加工処理を使用して、基板および／または蒸着材料層の一部をエッチングで取去るか、または電子装置または電子機械装置を形成する層を加えて、生成される。ＭＥＭＳ装置の１つのタイプは、干渉変調器と呼ばれる。干渉変調器は、一対の導電板を含み、その一方または両方は、全体的または部分的に透過性または反射性、あるいはこの両者であり、適切な電気信号を加えると、相対運動をすることができる。一方の板は、基板上に蒸着された静止層から成り、他方の板は、静止層からエアギャップ分離れた金属膜から成る。このような装置には、多様な応用例があり、既存の製品を向上し、まだ開発されていない新しい製品を生成することに、これらのタイプの装置の特徴を利用するために、これらの特性を使用し、または変更し、あるいはこの両者を行なうことが、この分野において有益である。

本発明のシステム、方法、および装置の各々には、幾つかの態様があるが、その何れも、単独では、その望ましい属性を担わない。ここで、本発明の技術的範囲を制限することなく、そのより顕著な特徴を簡潔に記載する。この記載について検討した後で、とくに“発明を実施するための最良の形態”という名称の段落を読んだ後で、本発明の特徴が、他のディスプレイ装置よりもどのように優れているかが分かるであろう。

本発明のある特定の実施形態は、空間光変調器のアレイを含むディスプレイ装置を与える。各空間光変調器は、変調器が光の少なくとも１つの波長を実質的に反射する第１の状態と、変調器が光の少なくとも１つの波長を実質的に反射しない第２の状態との間で切り換えられるように、個別に対応可能である。ディスプレイ装置は、カラーフィルタのアレイも含む。各カラーフィルタは、対応する空間光変調器から反射した光が、カラーフィルタを通って伝搬するように配置される。各カラーフィルタは、対応する空間光変調器の少なくとも１つの波長を実質的に透過する。

ある特定の実施形態では、空間光変調器は干渉変調器を含み、干渉変調器は、固定表面と、固定表面に実質的に平行な可動表面とを含む。第１の状態では、可動表面は、固定表面から、固定表面に対して実質的に垂直な方向に第１の距離を空けている。第２の状態では、可動表面は、固定表面から、固定表面に対して実質的に垂直な方向に、第１の距離とは異なる第２の距離を空けている。ある特定の実施形態では、第１の距離または第２の距離の何れかは、ほぼゼロである。ある特定の実施形態では、各空間光変調器の第１の距離は、ほぼ同じである。ある特定の実施形態では、各空間光変調器の第２の距離は、ほぼ同じである。ある特定の実施形態では、空間光変調器のアレイは、空間光変調器の２つ以上のサブセットを含み、各サブセットの各変調器は、同じ第１の距離と、同じ第２の距離とをもつ。

ある特定の実施形態では、空間光変調器の少なくとも１つの波長は、広帯域波長領域（例えば、白色光）を含む。ある特定の実施形態では、空間光変調器の少なくとも１つの波長は、２色以上を含む狭帯域波長領域を含む。ある特定の実施形態では、空間光変調器の少なくとも１つの波長は、１色の光（例えば、赤色、緑色、または青色の光）を含む。ある特定の実施形態では、少なくとも１つの波長は、一次光を含み、一方で、他の実施形態では、少なくとも１つの波長は、二次、三次、四次、または五次の光を含む。

１つの実施形態は、複数のディスプレイ素子であって、各ディスプレイ素子が、固定表面と可動表面とを含み、これらの間に空洞を定めるように構成されていて、各ディスプレイ素子から反射した光が、多数の線を含む波長スペクトルをもつように、空洞が十分に大きい、複数のディスプレイ素子と；ディスプレイ素子の少なくとも１つと関係付けられたカラーフィルタとを含む装置であって、カラーフィルタが、一定の範囲の波長がカラーフィルタを通ることができるように構成され、ディスプレイ領域が、ユーザがカラーフィルタを通った光を見るように構成されている装置を含む。

別の実施形態は、人間の眼にとって可視である一定の範囲の波長内の多数の線を出力するように構成された干渉変調器であって：部分反射表面と；部分反射表面を基準にして配置される反射表面であって、干渉変調器から出力された光が多数の光を含むスペクトルをもつように、これらの間のギャップが十分に大きい反射表面と；希望の範囲の波長内のみの光の波長を透過するように構成されたフィルタであって、表面の少なくとも一方から反射した光を受信し、受信した光がフィルタを通って観察者へ透過されるように配置されているフィルタとを含む干渉変調器を含む。

別の実施形態は、装置を製造する方法であって：ディスプレイ素子のアレイを組立てることであって、各ディスプレイ素子が、固定表面と可動表面とを含み、それらの間に空洞を定めていて、各ディスプレイ素子から反射した光が、多数の線を含む反射スペクトルをもつように、空洞が十分に大きいことと；一定の範囲の波長を通すことができるように構成されたカラーフィルタを組立てることと；ユーザがカラーフィルタを通った光を見るように、カラーフィルタをディスプレイ素子の少なくとも１つに結合することとを含む方法を含む。

別の実施形態は、部分反射表面；反射表面；部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層；および部分反射表面と反射表面との間に定められたギャップを含む装置であって：ギャップ距離が、部分反射表面と反射表面との間の距離であり；変調器が閉状態であるとき、可視光波長の大きい範囲の干渉が妨げられて、変調器が可視光を反射するように、誘電体層の厚さが十分に薄く；変調器が開状態であるとき、破壊的干渉を起こすように、ギャップ距離が十分に大きく、変調器が可視光の反射を実質的に阻止する装置を含む。

別の実施形態は、干渉変調器を製造する方法であって：部分反射表面を組立てることと；反射表面を組立てることであって、ギャップ距離が、部分反射表面と反射表面との間の距離として定められることと；部分反射表面と反射表面との間に誘電体層を配置することとを含む方法であって、変調器が閉状態であるとき、可視光波長の大きい範囲の干渉が妨げられ、変調器が可視光を反射するように、誘電体層の厚さが十分に薄く、変調器が開状態であるとき、ギャップ距離が、破壊的干渉を起こすように十分に大きく、変調器が可視光の反射を実質的に阻止する方法を含む。

別の実施形態は、干渉変調器のアレイを含む装置であって：各干渉変調器が、透過性導体層と部分反射層とを含む部分反射表面と；反射表面と；部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層と；部分反射表面と反射表面との間に定められたギャップであって、各干渉変調器が、反射スペクトルをもち、反射スペクトルが、一次緑色のあたりに中心を置き、かつ一次青色および一次赤色の少なくとも一部分をカバーするように延在する反射率線がを含むように、サイズが選択されるギャップと；反射表面から反射した光を受信するように配置された少なくとも１つのカラーフィルタであって、受信した光がカラーフィルタを通って観察者へ透過されるカラーフィルタとを含む装置を含む。

別の実施形態は、装置を製造する方法であって:干渉変調器のアレイを組立てることであって、各干渉変調器が、部分反射表面と、反射表面と、部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層と、部分反射表面と反射表面との間に定められたギャップであって、各干渉変調器が、反射スペクトルをもち、反射スペクトルが、一次緑色のあたりに中心を置き、かつ一次青色および一次赤色の少なくとも一部分をカバーするように延在する反射率線を含むように、サイズが選択されるギャップとを含むことと；赤色波長、緑色波長、および青色波長の中の少なくとも１つを含むように選択される一定の範囲の波長内の光を透過するように、少なくとも１つのカラーフィルタを組立てることと；反射表面から反射した光を受信するようにカラーフィルタを配置して、受信した光がカラーフィルタを通って観察者へ透過されるようにすることとを含む方法を含む。

別の実施形態は、反射表面；部分反射表面；および部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層を含む装置であって：装置が動作状態であるときに、可視光の一次赤色波長および二次青色波長のあたりに反射率線を生成するように、誘電体層の厚さが十分に厚い装置を含む。

別の実施形態は、干渉変調器であって：反射表面と；部分反射表面であって、前記反射表面と前記部分反射表面とが、前記干渉変調器に開状態と閉状態とを与えるように、互いに移動できる部分反射表面と；部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層であって、変調器が閉状態であるときは、約３７０ナノメートルと約７３０ナノメートルとに反射率線を生成するように、十分に厚い誘電体層とを含む干渉変調器を含む。

別の実施形態は、干渉変調器であって：部分反射光のための手段と；反射光のための手段であって、部分反射光のための手段と、反射光のための手段とが、多数の線を含む反射スペクトルを与えるように構成されていてる、反射光のための手段と；人間の眼によって見るために、多数の線の中の希望の１つのみをフィルタに通すための手段とを含む干渉変調器を含む。

別の実施形態は、自身から反射した光が、多数の線を含む波長スペクトルをもつように構成された光変調手段と；人間の眼によって見るために、多数の線の中の希望の１つのみをフィルタに通すための手段とを含む装置を含む。
別の実施形態は、第１の状態では、可視光が反射されるように、可視光波長の大きい範囲の干渉が妨げられ、第２の状態では、破壊的干渉が可視光の反射を実質的に阻止する、光を干渉で変調するための手段と；前記変調手段を前記第１の状態と第２の状態との間で切換える手段とを含む装置を含む。

別の実施形態は、光変調手段であって、一次緑色のあたりに中心を置き、かつ一次青色および一次赤色の少なくとも一部分をカバーするように延在している反射率線を含む反射スペクトルをもつ光変調手段と；前記変調手段から光を受信するように配置されたカラーフィルタリング手段とを含む装置を含む。

別の実施形態は、第１の状態と第２の状態とをもつ光変調手段であって、前記第２の状態において、可視光の一次赤色波長および二次青色波長のあたりにスペクトル線をもつ光が反射される光変調手段と；前記変調手段を第１の状態と第２の状態との間で切換える手段とを含む装置を含む。

別の実施形態は、ディスプレイ装置を動作する方法であって：ディスプレイ素子のアレイを与えることであって、各ディスプレイ素子が、固定表面と可動表面とを含み、その間に空洞を定めるように構成されていて、各ディスプレイ素子から反射した光が、多数の線を含む反射スペクトルをもつように、空洞が十分に大きいことと；ディスプレイ素子のアレイ上で光を受信することと；各ディスプレイ素子の光路内に配置されているカラーフィルタにしたがって、各ディスプレイ素子から反射した光にフィルタをかけることとを含む方法を含む。

別の実施形態は、ディスプレイを動作する方法であって：光源から光を受信し、光が、少なくとも部分的に部分反射表面を通って、反射表面から反射し、光空洞が部分反射表面と反射表面との間に形成されることと；可視光波長の大きい範囲の干渉が妨げられ、可視光がディスプレイから反射されるように、部分反射表面と反射表面との間の距離を設定することと；空洞内の光が破壊的干渉を受け、ディスプレイからの可視光の反射を実質的に阻止するように、部分反射表面と反射表面との間の距離を再設定することとを含む方法を含む。

別の実施形態は、ディスプレイを動作する方法であって：切換え可能な光共振空洞を含むディスプレイから光を反射して、反射光の波長スペクトルが、スペクトル線を含み、スペクトル線が、一次緑色のあたりに中心を置き、かつ一次青色と一次赤色の少なくとも一部分をカバーするように延在することと；反射光にフィルタをかけて、ディスプレイの一部から放出された光の波長を選択的に変更することとを含む方法を含む。

別の実施形態は、複数の共振光空洞を含むディスプレイ装置を動作する方法であって：前記光空洞の少なくとも１つを、光空洞から反射した光が、可視光の一次赤色波長および二次青色波長のあたりにスペクトル線をもつような状態に設定することと；少なくとも１つの光空洞が、異なる光空洞の長さと異なる反射スペクトルとをもつように、少なくとも１つの光空洞を切換えることとを含む方法を含む。

別の実施形態も可能である。例えば、他の実施形態では、干渉変調器以外の他のタイプの光変調素子（例えば、他のタイプのＭＥＭＳまたは非ＭＥＭＳ、反射または無反射構造）を使用してもよい。

各変調器素子が同じ反射スペクトルをもつ変調器素子のアレイ上に、異なる透過スペクトルをもつカラーフィルタを選択的に置くことによって、各変調器素子とその各カラーフィルタとのための結果の反射スペクトルが生成される。１つの実施形態では、アレイ内の変調器素子は、各変調器素子が、多数の反射率線を含む反射スペクトルをもつように、同じ処理によって製造される。例えば、赤、緑、および青のような多数の色に対応するカラーフィルタを、これらの変調器素子と選択的に関係付けて、各変調器素子の希望の波長の範囲をフィルタにかけて取り除き、多数の色のアレイを与える。変調器素子は同じ処理によって製造されるので、各変調器素子は実質的に同じであり、共通の電圧レベルを使用して、選択された変調を動作および停止する。

次の詳細な記述は、本発明のある特定の実施形態に関する。しかしながら、本発明は、多数の異なるやり方で具現することができる。この記述では、同じ部分が全体を通して同じ参照符号で示されている図面を参照する。以下の記述から明らかになるように、本発明は、画像を、動画（例えば、ビデオ）または静止画（例えば、静止画像）で、およびテキスト（textrial）またはピクチャー(pictrial)で表示するように構成された任意の装置において実行される。より詳しくは、本発明は、種々の電子装置において、またはそれと関係付けて実行されると考えられる。種々の電子装置は、例えば、移動電話、無線装置、パーソナルデータアシスタント（personal data assistant, PDA）、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、クロック、計算器、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、オーディオディスプレイ（例えば、オドメータディスプレイ、など）、コックピットの制御および／またはディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（たとえば、車両内のバックミラーカメラのディスプレイ）、電子写真、電子ビルボードまたはサイン、プロジェクタ、アーキテクチャ構造、パッケージング、および美しい構造（たとえば、宝石の画像表示）を含むが、これらに制限されない。この中に記載されているものと同様の構造のＭＥＭＳ装置も、電子切換え装置のような、ディスプレイのない応用に使用できる。

干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を含む１つの干渉変調器ディスプレイの実施形態は、図１に示されている。これらの装置において、画素は、明るい状態か、または暗い状態である。明るい（“オン”または“開”）状態では、ディスプレイ素子は、ユーザへの入射可視光の大きい部分を反射する。暗い（“オフ”または“閉”）状態では、ディスプレイ素子は、ユーザへの入射可視光をほとんど反射しない。実施形態によると、“オン”または“オフ”状態の光反射特性は、逆である。ＭＥＭＳの画素は、選択された色において、ほとんど反射するように構成され、黒および白以外のカラー表示を可能にする。

図１は、ビジュアルディスプレイの一連の画素内の２つの隣接する画素を示す等角投影図であり、各画素は、ＭＥＭＳ干渉変調器を含んでいる。いくつかの実施形態では、干渉変調器ディスプレイは、これらの干渉変調器の行／列アレイを含む。各干渉変調器は、１対の反射層を含み、これらは、相互に、可変で制御可能な距離を置いて配置され、少なくとも１つの可変寸法の共振光空洞を形成する。１つの実施形態では、反射層の一方が、２つの位置の間を移動する。この中で解放状態と呼ばれる第１の位置では、可動層は、固定の部分反射層から比較的に大きい距離を置いて配置される。第２の位置では、可動層は、部分反射層により密接に隣接して配置される。２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に依存して、建設的または破壊的に干渉して、各画素の全反射または無反射状態を生成する。

図１の画素アレイの記載された部分は、２つの隣接する干渉変調器12aおよび12bを含む。左側の干渉変調器12aには、可動の高反射層14aが、固定部分反射層16aから所定の距離を置いた解放位置に示されている。右側の干渉変調器12bには、可動の高反射層14bが、固定の部分反射層16bに隣接する動作位置に示されている。

固定層16a、16bは、導電性で、部分透明で、部分反射性であり、例えば、透明基板20上に、クロムおよびインジウムスズ酸化物の各々の1つ以上層を蒸着させることによって組立てられる。層は、並列ストリップへパターン化され、別途記載されるように、ディスプレイ装置内の行電極を形成する。可動層14a、14bは、ポスト18の上部に蒸着された（行電極16a、16bに直交する）蒸着金属層と、ポスト18間に蒸着された介在犠牲材料との一連の並列ストリップとして形成される。犠牲材料をエッチングで取り除くと、変形可能な金属層は、固定金属層から、定められたエアーギャップ19分離れる。変形可能な層には、アルミニウムのような高導電性の反射材料が使用され、これらのストリップは、ディスプレイ装置において列電極を形成する。

電圧が印加されていないときは、空洞19が層14a、16aの間に残り、図１の画素12aによって示されているように、変形可能な層は、機械的に緩められた状態である。しかしながら、電位差が、選択された行および列に加えられると、対応する画素の行および列電極の交点に形成されたコンデンサが充電され、静電力が電極を一緒に引張る。電圧が十分に大きいときは、図１の右側の画素12bによって示されているように、可動層が変形し、固定層に押し付けられる（この図に示されていない誘電体材料を固定層上に蒸着し、短絡を防ぎ、分離距離を制御してもよい）。加えられた電位差の極性とは関係なく、動作は同じである。このようにして、反射対無反射の画素状態を制御することができる行／列の動作は、従来のＬＣＤおよび他のディスプレイ技術に使用されている多くのやり方において類似している。

図２ないし５Ｂは、ディスプレイの応用に干渉変調器のアレイを使用する１つの例示的な処理およびシステムを示している。図２は、本発明の態様を取入れた電子装置の１つの実施形態を示すシステムブロック図である。例示的な実施形態では、電子装置は、プロセッサ21を含み、プロセッサ21は、ＡＲＭ、Pentium（登録商標）、Pentium II（登録商標）、Pentium III（登録商標）、Pentium IV（登録商標）、Pentium（登録商標） Pro、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Power PC（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）のような汎用のシングルチップまたはマルチチップのマイクロプロセッサであっても、あるいはディジタル信号プロセッサ、マイクロ制御装置、またはプログラマブルゲートアレイのような専用のマイクロプロセッサであってもよい。この分野において一般的であるように、プロセッサ21は、１つ以上のソフトウエアモジュールを実行するように構成されてもよい。プロセッサは、オペレーティングシステムを実行することに加えて、ウエブブラウザ、電話アプリケーション、ｅメールプログラム、または他のソフトウエアアプリケーションを含む１つ以上のソフトウエアアプリケーションを実行するように構成されてもよい。

１つの実施形態では、プロセッサ21は、アレイ制御装置22と通信するようにも構成されている。１つの実施形態では、アレイ制御装置22は、信号を画素アレイ30に与える行ドライバ回路24および列ドライバ回路26を含む。図１に示されているアレイの断面図は、図２の線１−１によって示されている。ＭＥＭＳ干渉変調器において、行／列動作プロトコルは、図３に示されているこれらの装置のヒステリシス特性を利用してもよい。例えば、可動層を解放状態から動作状態へ変形させるには、１０ボルトの電位差が必要である。しかしながら、電圧がその値から下がると、電圧は再び１０ボルトよりも低くなるので、可動層はその状態を維持する。図３の例示的な実施形態では、可動層は、電圧が２ボルト未満になるまで、完全には解放しない。したがって、図３に示されている例では、約３ないし７ボルトの電圧の範囲に印加電圧のウインドウが存在し、このウインドウ内では、装置は解放状態または動作状態の何れかで安定する。この中では、これを“ヒステリシスウインドウ”または“安定性ウインドウ”と呼ぶ。図３のヒステリシス特性をもつディスプレイアレイでは、行ストロービング中に、動作するストローブ行内の画素は、約１０ボルトの電圧差に露出され、解放される画素は、ゼロボルトに近い電圧差に露出されるように、行／列動作プロトコルを設計することができる。ストローブの後で、画素は、約５ボルトの定常状態の電圧差に露出され、行ストローブがそれらに与えた状態に留まる。各画素は、書かれた後で、この例では３ないし７ボルトの“安定性ウインドウ”内の電位差を認識する。この特徴のために、図１に示されている画素の設計は、動作または解放の既存の状態において同じ印加電圧状態のもとで安定する。干渉変調器の各画素は、本質的に、動作状態でも、または解放状態でも、固定および可動反射層によって形成されるコンデンサであるので、この安定状態は、電力損失のほとんどないヒステリシスウインドウ内の電圧において維持することができる。加えられる電位が一定であるときは、本質的に、電流は画素へ流れない。

一般的な応用では、ディスプレイフレームは、第１の行内の動作画素の希望の組にしたがって、列電極の組をアサートすることによって生成される。行パルスは、行１の電極へ加えられ、アサートされた列の線に対応する画素を動作する。次に、列電極のアサートされた組を、第２の行内の動作画素の希望に組に対応するように変更する。次に、パルスを行２の電極に加えて、アサートされた列電極にしたがって、行２内の適切な画素を動作する。行１の画素は、行２のパルスによって影響を受けず、行１のパルスの間、それらが設定された状態に維持する。これを一連の全ての行に対して連続的に反復し、フレームを生成する。一般に、この処理を毎秒希望数のフレームで連続的に反復することによって、フレームは新しいディスプレイデータでリフレッシュまたは更新、あるいはこの両者が行われる。画素アレイの行および列の電極を駆動して、ディスプレイフレームを生成するための多様なプロトコルもよく知られており、これを本発明と共に使用してもよい。

図４、および５Ａ、５Ｂは、図２の３×３のアレイ上にディスプレイフレームを生成する１つの可能な動作プロトコルを示している。図４は、図３のヒステリシス曲線を示す画素に使用される列および行の電圧レベルの可能な組を示している。図４の実施形態では、画素を動作することは、適切な列を−Ｖ_ｂｉａｓに、適切な行を＋ΔＶに設定することを含む。ここで、これらは、それぞれ−５ボルトおよび＋５ボルトに対応する。画素の解放は、適切な列を＋Ｖ_ｂｉａｓに、適切な行を同じ＋ΔＶに設定し、画素を横切る電位差をゼロボルトにすることによって達成される。行電圧がゼロボルトに維持されている行では、画素は、最初にどのような状態にあったとしても、列が＋Ｖ_ｂｉａｓであるか、または−Ｖ_ｂｉａｓであるかに関らず、安定している。

図５Ｂは、図２の３×３のアレイに適用される一連の行および列信号を示すタイミング図であり、これは、図５Ａに示されているディスプレイの配置になる。ここで、動作画素は無反射である。図５Ａに示されているフレームを書く前に、画素は、任意の状態であり、この例では、全行が０ボルトであり、全列が＋５ボルトである。全画素は、これらの印加された電圧で、既存の動作または解放状態で安定する。

図５Ａのフレームでは、画素（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、および（３，３）が動作する。これを実現するために、行１の“線時間”中に、列１および２を−５ボルトに設定し、列３を＋５ボルトに設定する。全ての画素が３ないし７ボルトの安定性ウインドウに留まっているので、これは、何れの画素の状態も変えない。次に、０ボルトから５ボルトになり、再び０ボルトに戻るパルスで、行１をストローブする。これは、（１，１）および（１，２）の画素を動作し、（１，３）の画素を解放する。アレイ内の他の画素は影響を受けない。希望であれば、行２を設定するために、列２を−５ボルトに設定し、列１および３を＋５ボルトに設定する。次に、行２に加えられた同じストローブは、画素（２，２）を動作し、画素（２，１）および（２，３）を解放する。ここでも、アレイの他の画素は影響を受けない。同様に、列２および３を−５ボルトに、列１を＋５ボルトに設定することによって、行３を設定する。行３のストローブは、図５Ａに示されているように、行３の画素を設定する。フレームを書いた後で、行の電位はゼロであり、列の電位は、＋５または−５ボルトで維持することができ、したがって、図５Ａの配置において、ディスプレイは安定している。何十または何百の行および列のアレイに同じ手順を採用できることが分かるであろう。行および列を動作するのに使用される電圧のタイミング、順番、およびレベルは、上述で概略的に示した一般的な原理の中で大きく異なり、上述の例は単なる例示であり、任意の電圧動作方法を本発明で使用できることも分かるであろう。

上述で示した原理にしたがって動作する干渉変調器の構造の細部は、大きく異なってもよい。例えば、図６Ａないし６Ｃは、可動ミラー構造の３つの異なる実施形態を示している。図６Ａは、図１の実施形態の断面図であり、金属材料14のストリップは、直交して延在している支持体18上に蒸着されている。図６Ｂでは、可動反射材料14は、角部のみにおいて、テザー32上の支持体に取付けられている。図６Ｃでは、可動反射材料14は、変形可能な層34から吊り下げられている。反射材料14に使用される構造的設計および材料を、光特性に関して最適化し、かつ変形可能な層34に使用される構造的設計および材料を、希望の機械特性に関して最適化することができるので、この実施形態は有益である。例えば、米国公開出願第2004/0051929号を含む、種々の公開された文献には、種々のタイプの干渉計装置の生成が記載されている。一連の材料の蒸着、パターン化、およびエッチングのステップを含む多様な周知の技術を、上述の構造を生成するのに使用してもよい。

例示的な空間光変調器のアレイは、選択された変調器素子に個々に対応し、異なる反射および透過特性をもつ少なくとも２つの状態間で切換える能力を与える。ある特定の実施形態において、少なくとも１つの対応する波長を、反射の“オン”状態から、無反射の“オフ”状態へ切換えるために、アレイの各空間光変調器を最適化することができる。このようなアレイの変調器は、白黒またはカラーの電子ディスプレイ装置の画素に使用することができる。

１つの実施形態では、干渉変調器は、固定表面と、固定表面に実質的に並行な可動表面とを含む。反射の“オン”状態では、可動表面は、固定表面から、固定表面に対して実質的に垂直な方向に第１の距離を空けている。無反射の“オフ”状態では、可動表面は、固定表面から、固定表面に対して実質的に垂直な方向に、第１の距離とは異なる第２の距離を空けている。

１つの実施形態では、白黒ディスプレイの反射の“オン”状態は、複数の波長を反射し、これらの波長を加算して、可視白色光を生成し、“オフ”状態は、複数の波長に対して実質的に無反射である。カラーディスプレイでは、各変調器の反射の“オン”状態は、特定の対応する色（例えば、赤、緑、および青）に対応する１本以上の波長を反射する。

１つの実施形態では、動作状態の変調器素子によって反射される色は、主として、誘電体層の光路長によって判断され、これは、だいたい、誘電体層の厚さと誘電体材料の屈折率との積である。概ね、希望の色を得るために、誘電体層とエアーギャップとの両者に必要な厚さは、固定層と可動層とに使用される材料に依存する。したがって、ある特定の実施形態に関してこの中に記載されている誘電体層とエアーギャップとの厚さは、例示的である。これらの厚さは、誘電体層のために選択される特定の材料と、特定の変調器素子の他の特性とに依存して変化する。したがって、異なる誘電体材料が変調器素子において使用されるとき、光路の距離は変化し、変調器素子によって反射される色も変化する。１つの実施形態では、変調器素子の固定層は、インジウムスズ酸化物の透明導電膜、Ｃｒの部分反射層、Ａｌの反射層、および主としてＳｉＯ２を含む誘電体のスタックを含む。

干渉変調器のアレイのある特定の実施形態では、カラーディスプレイは、３組の変調器素子を使用して生成され、各組は、異なるギャップ距離をもち、対応する色を切換える。例えば、図７に模式的に示されているように、カラーディスプレイにおいて使用するための干渉変調器アレイ110は、複数の変調器素子を含み、各変調器素子は、固定表面112と可動表面114とを含む。固定表面112と可動表面114との間には、ギャップが定められていて、ギャップの距離は、固定表面112と可動表面114との間の距離である。干渉変調器アレイ110は、平坦化層116も含み、平坦化層116は、干渉変調器アレイ110の次の処理のために平坦な表面を与える。

図７の実施形態では、変調器アレイは、３つの変調器素子120、122、124を含む。これらの変調器素子120、122、124の各々は、異なる色を反射するように構成され、したがって、３つの変調器素子120、122、124の組合せは３つの色を与える。例えば、変調器素子120は、第１の色のみを反射するように構成され、変調器素子122は、第２の色のみを反射するように構成され、変調器素子124は、第３の色のみを反射するように構成される。ある特定の実施形態では、第１、第２、および第３の色は、赤、緑、および青であり、一方で、他の実施形態では、第１、第２、および第３の色は、シアン、マゼンタ、および黄である。

図７の実施形態では、第１のギャップ距離ｄ_１は、第１の変調器素子120が、第１の色（例えば、赤）に対しては実質的に反射性であり、第２および第３の色に対しては無反射であるように設定される。第２の変調器素子122では、可動表面114と固定表面112との間の距離は、第２のギャップ距離ｄ_２とほぼゼロとの間で選択的に切換えられる。図７の実施形態では、第２のギャップ距離ｄ_２は、第２の変調器素子122が第２の色（例えば、緑）に対しては実質的に反射性であり、第１および第３の色に対しては無反射であるように設定される。第３の変調器素子124では、可動表面114と固定表面112との間の距離は、第３のギャップ距離ｄ_３とほぼゼロとの間で選択的に切換えられる。図７の実施形態では、第３のギャップ距離ｄ_３は、第３の変調器素子124が第３の色（例えば、青）に対しては実質的に反射性であり、第１および第２の色に対しては無反射であるように設定される。

当業者には分かるように、例えば、アレイ110のような、マルチカラー変調器アレイの組立てには、一般的に、３枚のマスクを使用して、犠牲層をパターン化し、３つの変調器素子120、122、124の固定表面112と可動表面114との間に（例えば、赤、緑、および青の３色に対応する）３つの異なるギャップ距離を生成する。さらに加えて、不均一な背面構造をもつ変調器素子の機械構造を構築すると、変調器素子のアレイの狂いおよび傾きの可能性が増す。３つの異なるギャップ距離をもつ変調器素子を組立てる複雑さに加えて、深く飽和した色の全範囲（すなわち、カラーシステム内の可能な色の組）を生成することは難しい。例えば、赤色の光の波長を反射するように設定されたギャップ距離をもつ変調器素子は、変調器素子によって反射される色の深さを増加する追加のマスキングステップを使用して組立ててもよい。したがって、幾つかの実施形態では、組立て処理は、異なるギャップ距離をもつ変調器素子のマルチカラーアレイの生成を含み、アレイの色の全範囲を拡張する追加のステップを必要とする。

図８は、干渉変調器アレイ1110の１つの実施形態を模式的に示しており、変調器素子1110の実質的に全ては、実質的に同じギャップ距離ｄ_０をもつ。変調器素子1110による実質的な反射率を、スペクトルの可視光部分内の波長の選択された範囲に与えるように、ギャップ距離ｄ_０を選択する。例えば、ある特定の実施形態では、ギャップ距離ｄ_０は、１ミクロンにほぼ等しい。ギャップ距離ｄ_０は、多数のピークを含む反射スペクトルを生成するように選択される。

図９は、１ミクロンにほぼ等しいギャップ距離ｄ_０をもつ変調器素子1110からの例示的な反射スペクトルのグラフである。この実施形態では、変調器素子1110から反射した光の量は、入射光のほぼ２０ないし２５％である。図９のグラフにおいて、水平軸は、例示的な変調器素子1110から反射した光の波長を示し、垂直軸は、例示的な変調器素子1110からの反射率（％）を示す。図９のグラフに示されているように、変調器素子1110の反射スペクトルは、約４３０ナノメートル、５２５ナノメートル、および６８５ナノメートルに３つの反射ピークを含む。したがって、変調器素子1110は、３本の反射率線、または単に“線”（線は反射率のピークである）を含む反射スペクトルをもつと言われる。とくに、図９に示されている反射スペクトルは、第１の線910、第２の線920、および第３の線930を含む。別の実施形態では、反射率線をほぼ生成するために、変調器素子1110の固定表面と可動表面との間のギャップを調節する。例えば、ある特定の実施形態では、波長の選択された範囲は、ある一定の範囲の色を含み、したがって、色の範囲と関係付けられる多数の反射率線を生成する。ある特定の実施形態では、波長の選択された範囲は、２色以上を含み、したがって、変調器素子の反射スペクトルは、２色以上の各々と関係付けられる少なくとも1つの反射率線を含む。ある特定の実施形態では、波長の選択された範囲は、選択された色の光（例えば、赤色、緑色、または青色の光）を含む。ある特定の実施形態では、少なくとも1本の波長は、一次光を含むが、一方で、別の実施形態では、少なくとも１つの波長は、より高次（例えば、二次、三次、四次、または五次）の光を含む。１つの実施形態では、より高次（例えば、六次）の色において、三ないし六次の反射ピークは、可視スペクトル内に同時に現れる。図１０Ａないし１０Ｄは、各反射表面と部分反射表面との間に異なるギャップをもつ変調器素子からの例示的な反射スペクトルのグラフである。図１０Ａないし１０Ｄは、それぞれ、垂直軸上に示されている反射率（Ｒ）を、水平軸上に示されている波長（λ）の関数として表わしている。図１０Ａないし１０Ｄに示されているように、変調器素子のギャップを調節することによって、変調器素子の反射スペクトルを、１つ以上の線を含むように調節し、１つ以上の線のピークの反射率の波長も調節する。

図１０Ａないし１０Ｄ内の点線は、例えば、カラーフィルタによってフィルタをかけられる波長の選択された範囲を示している。ある特定の実施形態では、波長の選択された範囲は、図１０Ａによって模式的に示されているように、全体的に広帯域の波長領域（例えば、白色光）を含む。ある特定の実施形態では、図１０Ｂによって模式的に示されているように、波長の選択された範囲は、選択された波長（例えば、一次赤色または一次緑色）においてピークに達する１つの線をもつ広帯域の波長領域を含む。ある特定の実施形態では、図１０Ｃによって模式的に示されているように、波長の選択された範囲は、異なる色に対応する複数の線を含む広帯域の波長領域を含む。ある特定の実施形態では、図１０Ｄによって模式的に示されているように、波長の選択された範囲は、種々の次数の色に対応する複数の線をもつ波長領域を含む。波長の他の選択された範囲も、この中に記載されている実施形態に対応している。

図１１Ａおよび１１Ｂは、干渉変調器素子1210のアレイとカラーフィルタ1220のアレイとを含むディスプレイ装置1200の例示的な実施形態を模式的に示している。図１１Ａは、３つの変調器素子1210A、1210B、1210Cと、３つのカラーフィルタ1220A、1220B、1220Cとを示している。図１１Ａおよ１１Ｂの実施形態では、各変調器素子1210は、変調器素子1210が少なくとも１つの波長を実質的に反射する第１の状態と、変調器素子1210が少なくとも1つの波長に対して実質的に無反射である第２の状態との間で切換えられるように、個別に対応可能である。図１１Ａおよび１１Ｂによって模式的に示されている実施形態では、変調器1210の各々は、同じギャップ距離ｄ_０をもち、したがって、各変調器素子1210は、他の変調器素子1210と同様に、少なくとも１つの同じ波長を切換える。

各カラーフィルタ1220は、対応する変調器素子1210から反射した光が、対応するカラーフィルタ1220を通って伝搬するように配置されている。図１１Ａによって模式的に示されている実施形態では、カラーフィルタ1220は、干渉変調器素子1210のアレイの外側表面1230の外側に配置されている。図１１Ｂによって模式的に示されている実施形態では、カラーフィルタ1220は、外側表面1230の内側に配置され、干渉変調器素子1210のアレイと統合されている。

各カラーフィルタ1220は、選択された範囲の波長が、カラーフィルタ1220を通って実質的に透過され、一方で他の波長が、カラーフィルタ1220によって実質的に透過されない（例えば、反射されるか、または吸収される）特性透過スペクトルをもつ。ある特定の実施形態では、カラーフィルタ1220のアレイは、カラーフィルタ1220の３つのサブセットを含む。第１のサブセットの各カラーフィルタ1220は、第１の透過スペクトルをもち、第２のサブセットの各カラーフィルタ1220は、第２の透過スペクトルをもち、第３のサブセットの各カラーフィルタ1220は、第３の透過スペクトルをもつ。ある特定の実施形態では、カラーフィルタ1220の第１、第２、および第３のサブセットは、それぞれ、赤、緑、および青の実質的な透過率に対応する透過スペクトルをもつ。ある特定の別の実施形態では、カラーフィルタ1220の第１、第２、および第３のサブセットは、それぞれ、シアン、マゼンタ、および黄の光の実質透過率に対応する透過スペクトルをもつ。したがって、異なる透過スペクトルをもつカラーフィルタ1220を変調器素子1210上に配置することによって、同じギャップ距離をもつ変調器素子1210は、異なる反射スペクトルをもつ。したがって、３つの色（例えば、赤／緑／青、またはシアン／マゼンタ／黄）に対応するカラーフィルタ1220を、実質的に等しいギャップ距離をもつ変調器素子（例えば、図８、１１Ａ、および１１Ｂによって模式的に示されている変調器素子）と組合せることによって、ある特定のこのような実施形態は、干渉変調器素子の構造をパターン化することなく、３つの非常に飽和したカラー線を含む反射スペクトルを適切に与える。ある特定のこのような実施形態では、各変調器素子のギャップは実質的に同じであるので、共通の電圧レベルを使用して、選択された変調器素子を動作および停止する。したがって、変調器素子間の電圧整合は、簡単になる。

ある特定の実施形態では、カラーフィルタ1220は、（例えば、図７によって模式的に示されている変調器素子のような）異なるギャップ距離をもつ２組以上の変調器素子と組み合わされ、変調器素子の各組は、異なる範囲の波長を反射する。ある特定のこのような実施形態では、カラーフィルタ1220は、（例えば、結果の反射スペクトルから、望ましくないテールまたは線を取り除くことによって）変調器素子／カラーフィルタの組合せの反射スペクトルを調整するのに役立つ。例えば、各変調器素子の組が、赤色光に対応する一定の範囲の波長は実質的に反射するが、他の波長には実質的に無反射である反射の“オン”状態をもつ実施形態では、赤色光のより狭い範囲の透過波長をもつ透過スペクトルをもつカラーフィルタは、変調器素子の反射の“オン”状態から、より深く飽和した赤色にすることができる。ある特定の実施形態では、カラーフィルタの透過率は、カラーフィルタによって実質的に透過される波長の１００％未満である。ある特定のこのような実施形態では、カラーフィルタの透過率が１００％未満であるために、全体的な表示輝度が低下しても、深く飽和した色を生成することができる。

図１２は、この中に記載されている実施形態に対応している３つの例示的なカラーフィルタ材料の組の透過スペクトルのグラフである。図１２の例示的なカラーフィルタの材料は、Brewer Science Specialty Materials of Rolla, Missouriから販売されている着色感光性カラーフィルタ樹脂である。図１２の実線は、ＰＳＣＢｌｕｅ（登録商標）の１．２ミクロンの厚さのフィルムの透過スペクトルに対応し、図１２の点線は、ＰＳＣＧｒｅｅｎ（登録商標）の１．５ミクロンの厚さのフィルムの透過スペクトルに対応し、図１２のダッシュドット線は、ＰＳＣＲｅｄ（登録商標）の１．５ミクロンの厚さのフィルムの透過スペクトルに対応する。例えば、色素を用いた、または干渉を用いた多層誘電体フィルタのような、この分野において知られている任意のタイプのカラーフィルタは、この中に記載されている実施形態に対応している。

カラーフィルタ材料の厚さは、希望の透過を与えるように選択される。バックライト源を使用して、ディスプレイ素子を透過する光を生成する透過ディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ）を使用すると、光は、カラーフィルタ材料を１回だけ伝搬する。反射ディスプレイ（例えば、反射干渉ディスプレイ）を使用すると、光は、カラーフィルタ材料を２回、すなわち、変調器素子への入射のときに１回と、変調器素子からの伝搬のときに１回伝搬する。したがって、反射ディスプレイのカラーフィルタ材料の厚さは、透過ディスプレイを使用するときは、一般に、カラーフィルタ材料の厚さの約２分の１である。例えば、色素を用いた、または干渉を用いた多層誘電体フィルタのような、この分野において知られている任意のタイプのカラーフィルタは、この中に記載されている実施形態に対応している。

図１０Ａないし１０Ｄ内の点線は、選択されたカラーフィルタが実質的に透過する波長の範囲を模式的に示している。図１３Ａないし１３Ｄは、この選択されたカラーフィルタと、図１０Ａないし１０Ｄに対応する変調器素子1210との組合せから得られる反射スペクトルのグラフである。図１０Ａないし１０Ｄに示されている反射スペクトルに対応する変調器素子1210と、この選択されたカラーフィルタとの組合せからの結果の反射スペクトルは、変調器素子1210の反射スペクトルとカラーフィルタの透過スペクトルとの畳込みに対応する。選択されたカラーフィルタの帯域通過特性により、変調器素子1210を、ディスプレイ装置の画素の個々の色の寄与として使用することができる。

図１１Ａおよび１１Ｂを参照すると、各変調器素子1210は、共通のギャップをもち、例えば、図９および１０Ｄに示されているように、ギャップは、変調器素子1210の反射スペクトルが、３つの別々の反射率線を含むようなサイズにされている。１つの実施形態では、これらの３本の線の各々は、赤色、緑色、または青色の波長に対応する。したがって、各変調器素子1210は、カラーフィルタ1220がなくても、３つの反射率線を含む反射スペクトルをもち、各変調器素子1210は、“オン”状態のときに、白色光を反射する。しかしながら、カラーフィルタ1220に加えて、変調器素子1210を変更して、反射スペクトルを変えてもよい。例えば、赤色、緑色、または青色の波長のような、ある特定の範囲の波長のみを透過するように、各カラーフィルタ1220を選択してもよい。とくに、赤色波長の範囲のみを透過するためにカラーフィルタ1220Aを選択し、緑色波長の範囲のみを透過するようにカラーフィルタ1220Bを選択し、青色波長の範囲のみを透過するためにカラーフィルタ1220Cを選択してもよい。したがって、カラーフィルタ1220Aないし1220Cに加えて、各変調器素子1210は、異なる反射スペクトルを与える。とくに、変調器素子1210Aは、カラーフィルタ1220Aによって選択された赤色の範囲に１つの反射率線をもち、変調器素子1210Bは、カラーフィルタ1220Bによって選択された緑色の範囲に１つの反射率線をもち、変調器素子1210Cは、カラーフィルタ1220Cによって選択された青色の範囲に１つの反射率線をもつ。

１つの実施形態では、各変調器素子は、選択された透過スペクトルをもつ１つのカラーフィルタを含む。別の実施形態では、多数の変調器素子は、１つのカラーフィルタを共用し、したがって、多数の変調器素子の各出力は、同じやり方でフィルタにかけられる。別の実施形態では、１つの変調器素子は、多数のカラーフィルタを含む。

図１４は、この中に記載されている実施形態に対応する干渉変調器素子1300を模式的に示している。図１４の実施形態では、変調器素子1300は、固定層112と可動層114とを含む。この実施形態では、固定層112は、部分反射器1340を形成する層上の反射表面を含む。誘電体層1310は、この部分反射器1340上に形成される。１つの実施形態では、部分反射器1340は、クロムの薄膜を含み、誘電体層1310は、二酸化珪素を含む。別の実施形態では、部分反射器1340および誘電体層1310は、別の適切な材料を含んでもよい。

ある特定の実施形態では、誘電体層1310のために選択された材料および寸法は、変調器素子1300内で光の光路長を変え、したがって、変調器素子1300の反射スペクトルを調節する。誘電体層1310の種々の材料および厚さは、この中に記載されている実施形態に対応している。別途詳しく記載されるように、変調器素子1300の光路長は、エアーギャップの厚さを変更することによって調節してもよい。その代りに、光路長は、誘電体層1310の厚さまたは材料を変えることによって変更してもよい。

１つの実施形態では、変調器が閉位置にあるとき、変調器素子の光入射は、破壊的干渉を受け、観察者には、変調器素子が黒色に見えるように、変調器素子の誘電体層はサイズを変えられる。このような実施形態では、変調器素子が閉位置にあるとき、適切な破壊的干渉を与えるように、変調器素子の誘電体層はサイズを変えられる。誘電体層の厚さは約３００ないし７００オングストームである。

一般に、２つの状態間で変調器素子を切換える電力は、固定および可動層112、114と関係付けられた導電部分間の静電容量に部分的に依存する。したがって、ギャップ距離を低減することによって、これらの表面間の静電容量が低減し、切換え電力も低減し、１つ以上の変調器素子を含むディスプレイの総電力消費量が低減する。図１４の実施形態では、誘電体層1310を７００オングストロームよりも厚くして、エアーギャップを低減し、一方で、閉状態にあるとき、可視光の破壊的干渉を生じさせるように、変調器素子の希望の光路長を維持する。したがって、エアーギャップがより小さいときは、変調器素子によって消費される電力は低減する。

図１４の実施形態では、誘電体層1310は、約２２００ないし２５００オングストロームの厚さをもち、閉状態であるとき、一次赤色光と二次青色光との間の波長の範囲内であるように、変調器素子1300の反射スペクトルを調節する。波長のこの範囲は、一次赤色光および二次青色光のテールを含み、“濃い紫”色になるので、純粋な黒色ではない。この濃い紫色は、画素の黒色状態として使用される黒色に十分に似ている。しかしながら、ある特定の実施形態では、図１４によって模式的に示されているように、変調器素子1300は、一次赤色光と二次青色光のテールを透過しない透過スペクトルをもつカラーフィルタ1320を含む。このような実施形態は、純粋な黒色により密接に近付いた変調器素子1300の無反射の閉状態を与える。また、カラーフィルタ1320は、変調器素子1300が開状態であるときは、選択された波長の範囲のみを透過するように選択される。また、変調器素子1300は、より薄い誘電体をもつ同様の変調器素子1300よりも、静電容量がより少なく、したがって、電力消費はより少ない。

図１５は、この中に記載されている実施形態に対応している干渉変調器素子1410のアレイを含むディスプレイ装置1400の別の実施形態の一部分を模式的に示している。この実施形態では、変調器素子が反射の“オン”状態であるときのギャップ距離は、変調器素子が無反射の“オフ”状態であるときのギャップ距離よりも小さい。変調器素子1400は、変調器素子が“オン”状態であるとき、部分反射層と全反射層との間の干渉作用を妨げ、したがって、等しい強度をもつ光の実質的に全ての波長を反射するのに十分薄い誘電体層を含む。１つの実施形態では、誘電体の厚さは、約１００オングストロームである。別の実施形態では、誘電体の厚さは、５０ないし２００オングストロームの範囲内である。

１つの実施形態では、反射の“オン”状態において、変調器素子1400は約１００％の可視光の反射率を与えるように、ギャップ距離がより大きい実施形態よりも、反射率が相当に高くなるように、ギャップ距離ｄ_０を十分に小さく設定する。したがって、ディスプレイ装置1400のある特定の実施形態は、向上した反射率の白黒ディスプレイを与える。上述と同じやり方で、カラーフィルタ1420を使用して、変調器素子1410のカラースペクトルを同調してもよい。

図１５の実施形態では、無反射の“オフ”状態のギャップ距離は、ｄ_０よりも大きく、かつ広い範囲の波長を反射しないように選択される。とくに、ギャップ距離は、光が、変調器素子1410の固定表面と可動表面との間で破壊的干渉を受け、“オフ”状態のときに、変調器素子1410から反射する光を実質的に生成しないようにされる。１つの実施形態では、“オフ”状態のギャップ距離は、約５００ないし１２００オングストロームの範囲内である。

この中に記載されているある特定の実施形態は、干渉変調器アレイの変調器素子の実質的に全てにおいて単一のギャップ距離を使用して、非常に飽和した色を与えることが好都合である。この中に記載されているある特定の実施形態は、赤色波長の反射率線をもつように構成された変調器素子の反射層の特別のパターン化またはマスキングを必要としないことが好都合である。ある特定の実施形態は、可視スペクトルの望ましくない部分を削除するように、十分に大きいギャップ距離に同調することが好都合である。ある特定の実施形態は、広い範囲の可視波長の約１００％を反射するように、十分に薄い誘電体の厚さを与えることが好都合である。ある特定の実施形態は、低静電容量の干渉変調器構造を与えることが好都合である。

図１６Ａおよび１６Ｂは、ディスプレイ装置2040の実施形態を示すシステムブロック図である。ディスプレイ装置2040は、例えば、セルラまたは移動電話である。しかしながら、ディスプレイ装置2040の同じ構成要素、またはその僅かなバリエーションは、テレビジョンおよびポータブルメディアプレーヤのような、種々のタイプのディスプレイ装置も示す。

ディスプレイ装置2040は、ハウジング2041、ディスプレイ2030、アンテナ2043、スピーカ2045、入力装置2048、およびマイクロフォン2046を含む。ハウジング2041は、一般に、射出成形および真空成形を含む、当業者にはよく知られている種々の製造処理から形成される。さらに加えて、ハウジング2041は、種々の材料から作られ、材料は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはこれらの組み合わせを含むが、これらに制限されない。１つの実施形態では、ハウジング2041は、取り外し可能な部分（示されていない）を含み、異なる色、あるいは異なるロゴ、絵、またはシンボルを含む他の取り外し可能な部分と交換できる。

例示的なディスプレイ装置2040のディスプレイ2030は、この中に記載されているように、双安定ディスプレイを含む種々のディスプレイの何れかである。他の実施形態では、ディスプレイ2030は、既に記載したような、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮＬＣＤ、またはＴＦＴＬＣＤのようなフラットパネルディスプレイ、または当業者によく知られているような、ＣＲＴまたは他のチューブ装置のような、非フラットパネルディスプレイを含む。しかしながら、この実施形態を記載するために、ディスプレイ2030は、この中に記載されている干渉変調器ディスプレイを含む。

例示的なディスプレイ装置2040の１つの実施形態の構成要素は、図１６Ｂに模式的に示されている。図示されている例示的なディスプレイ装置2040は、ハウジング2041を含み、さらに加えて、この中に少なくとも部分的に入っている追加の構成要素を含むことができる。例えば、１つの実施形態では、例示的なディスプレイ装置2040はネットワークインターフェイス2027を含み、ネットワークインターフェイス2027はアンテナ2043を含み、アンテナ2043はトランシーバ2047に接続されている。トランシーバ2047はプロセッサ2021に接続され、プロセッサ2021は調整ハードウエア2052に接続されている。調整ハードウエア2052は、信号を調整する（例えば、信号をフィルタにかける）ように構成される。調整ハードウエア2052は、スピーカ2045およびマイクロフォン2046に接続されている。プロセッサ2021は、入力装置2048およびドライバ制御装置2029にも接続されている。ドライバ制御装置2029はフレーム緩衝器2028およびアレイドライバ2022に接続され、アレイドライバ2022は、ディスプレイアレイ2030に接続されている。電源2050は、特定の例示的なディスプレイ装置2040の設計によって要求されるように、全ての構成要素に電力を与える。

ネットワークインターフェイス2027は、アンテナ2043およびトランシーバ2047を含み、したがって例示的なディスプレイ装置2040は、ネットワーク上で１つ以上の装置と通信することができる。１つの実施形態では、ネットワークインターフェイス2027は、若干の処理能力ももち、プロセッサ2021の要件を緩和する。アンテナ2043は、信号を送受信するための、当業者に知られている任意のアンテナである。１つの実施形態では、アンテナは、IEEE 802.11(a)、(b)、または(g)を含むIEEE 802.11標準にしたがって、ＲＦ信号を送受信する。別の実施形態では、アンテナは、ブルートゥースの標準にしたがって、ＲＦ信号を送受信する。セルラ電話の場合は、アンテナは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、または無線セル電話ネットワーク内で通信するの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ている。トランシーバ2047は、アンテナ2043から受信した信号を前処理し、プロセッサ2021は、それらを受信し、さらに処理してもよい。また、トランシーバ2047が、プロセッサ2021から受信した信号を処理して、その信号を例示的なディスプレイ装置2040からアンテナ2043を介して送信してもよい。

別の実施形態では、トランシーバ2047を受信機と置換することができる。さらにまた別の実施形態では、ネットワークインターフェイス2027は画像源と置換され、画像データを記憶または生成して、プロセッサ2021へ送ることができる。例えば、画像源は、画像データを含むディジタルビデオディスク（digital video disc, DVD）またはハードディスクドライブ、あるいは画像データを生成するソフトウエアモジュールであってもよい。

プロセッサ2021は、一般に、例示的なディスプレイ装置2040の全体的な動作を制御する。プロセッサ2021は、ネットワークインターフェイス2027または画像源から、圧縮画像データのようなデータを受信し、このデータを、生の画像データか、または生の画像データに容易に処理されるフォーマットへ処理する。次に、プロセッサ2021は、処理されたデータをドライバ制御装置2029か、またはフレーム緩衝器2028へ送って、記憶させる。生のデータは、一般に、画像内の各位置における画像特性を識別する情報を指す。例えば、このような画像特性は、色、飽和度、グレースケールレベルを含む。

１つの実施形態では、プロセッサ2021は、マイクロ制御装置、ＣＰＵ、または論理ユニットを含み、例示的なディスプレイ装置2040の動作を制御する。調整ハードウエア2052は、一般に、信号をスピーカ2045へ送信し、かつ信号をマイクロプロセッサ2046から受信するための増幅器およびフィルタを含む。調整ハードウエア2052は、例示的なディスプレイ装置2040内のディスクリートな構成要素であっても、またはプロセッサ2021または他の構成要素内に組込まれていてもよい。

ドライバ制御装置2029は、プロセッサ2021によって生成された生の画像データを、プロセッサ2021から直接に、またはフレーム緩衝器2028から取り込み、アレイドライバ2022へ高速で送信するために、生の画像データを適切に再フォーマットする。具体的には、ドライバ制御装置2029は、生の画像データを、ディスプレイアレイ2030を横切って走査するのに適した時間順をもつように、ラスタのようなフォーマットをもつデータ流へ再フォーマットする。その後で、ドライバ制御装置2029は、フォーマットされた情報をアレイドライバ2022へ送る。ＬＣＤ制御装置のようなドライバ制御装置2029は、スタンドアローン型集積回路（Integrated Circuit, IC）のようなシステムプロセッサ2021と関係付けられることが多いが、このような制御装置は多くのやり方で構成される。これらは、プロセッサ2021内にハードウエアとして埋め込まれるか、プロセッサ2021内にソフトウエアとして埋め込まれるか、またはハードウエアでアレイドライバ2022と完全に統合される。

一般に、アレイドライバ2022は、ドライバ制御装置2029から、フォーマットされた情報を受信し、ディスプレイのｘ−ｙの画素行列から数百、ときには、数千本のリード線へ毎秒何度も適用される波形の並列の組へ再フォーマットする。
１つの実施形態では、ドライバ制御装置2029、アレイドライバ2022、およびディスプレイアレイ2030は、この中に記載されている任意のタイプのディスプレイに適している。例えば、１つの実施形態では、ドライバ制御装置2029は、従来のディスプレイ制御装置または双安定ディスプレイ制御装置（例えば、干渉変調器制御装置）である。別の実施形態では、アレイドライバ2022は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（例えば、干渉変調器制御ディスプレイ）である。１つの実施形態では、ドライバ制御装置2029は、アレイドライバ2022と統合される。このような実施形態は、セルラ電話、腕時計、および他の小領域ディスプレイのような、高統合システムにおいて一般的である。さらに別の実施形態では、ディスプレイアレイ2030は、一般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（例えば、干渉変調器のアレイを含むディスプレイ）である。

入力装置2048は、ユーザが例示的なディスプレイ装置2040の動作を制御するのを可能にする。１つの実施形態では、入力装置2048は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話のキーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチセンシティブスクリーン、圧感または温感メンブレンを含む。１つの実施形態では、マイクロフォン2046は、例示的なディスプレイ装置2040のための入力装置である。マイクロフォン2046を使用して、データを装置へ入力するとき、ユーザは、例示的なディスプレイ装置2040の動作を制御するための音声命令を与える。

電源2050は、この分野においてよく知られている種々のエネルギー記憶装置を含むことができる。例えば、１つの実施形態では、電源2050は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池のような充電式電池である。別の実施形態では、電源2050は、再生可能なエネルギー源、コンデンサ、またはプラスチック太陽電池および太陽電池塗料を含む太陽電池である。別の実施形態では、電源2050は、壁付きコンセントから電力を受信するように構成されている。

幾つかの実行では、既に記載したように、電子ディスプレイシステム内の幾つかの場所に配置することができるドライバ制御装置には、制御プログラミング性がある。いくつかの場合に、制御プログラミング性は、アレイドライバ2022内にある。当業者には、上述の最適化が、多数のハードウエア構成要素またはソフトウエア構成要素、あるいはこの両者、および種々の構成において実行されることが分かるであろう。

本発明の種々の実施形態を記載してきたが、他の実施形態も可能である。例えば、他の実施形態では、干渉変調器（例えば、他のタイプのＭＥＭＳまたは非ＭＥＭＳ、反射または無反射構造）以外の他のタイプの光変調素子を使用してもよい。
したがって、本発明を特定の実施形態を参照して記載してきたが、その記載は、本発明を例示することを意図しており、制限することを意図していない。当業者には、本発明の真の意図および技術的範囲を逸脱することなく、種々の変更および応用が思い付くであろう。

第１の干渉変調器の可動反射層が解放位置であり、第２の干渉変調器の可動反射層が動作位置である、干渉変調器ディスプレイの１つの実施形態の一部分を示す等角投影図。３×３の干渉変調器ディスプレイを組込んだ電子装置の１つの実施形態を示すシステムブロック図。図１の干渉変調器の１つの例示的な実施形態の可動ミラー位置対印加電圧のグラフ。干渉変調器ディスプレイを駆動するのに使用される１組の行および列電圧を示す表。図２の３×３の干渉変調器ディスプレイにおける表示データの１つの例示的なフレームを示す図。図５Ａのフレームを書くのに使用される行および列信号の１つの例示的なタイミング図。図１の装置の断面図。干渉変調器の別の実施形態の断面図。干渉変調器のさらに別の実施形態の断面図。各組が対応するギャップ距離をもっている３組の変調器素子をもつ干渉変調器アレイの模式図。変調器素子の実質的に全てが実質的に等しいギャップ距離をもつ干渉変調器アレイの１つの実施形態の模式図。１ミクロンにほぼ等しいギャップ距離ｄ_０をもつ干渉変調器素子からの例示的な反射スペクトルのグラフ。この中に記載されている実施形態に対応している干渉変調器素子からの種々の反射スペクトルのグラフ。この中に記載されている実施形態に対応している干渉変調器素子からの種々の反射スペクトルのグラフ。この中に記載されている実施形態に対応している干渉変調器素子からの種々の反射スペクトルのグラフ。この中に記載されている実施形態に対応している干渉変調器素子からの種々の反射スペクトルのグラフ。干渉変調器素子のアレイと、カラーフィルタのアレイとを含むディスプレイ装置の例示的な実施形態の模式図。干渉変調器素子のアレイと、カラーフィルタのアレイとを含むディスプレイ装置の例示的な実施形態の模式図。この中に記載されている実施形態に対応している１組の３つの例示的なカラーフィルタ材料のための透過スペクトルのグラフ。カラーフィルタと、図１０Ａに対応する干渉変調器素子との組合せから得られる結果の反射スペクトルのグラフ。カラーフィルタと、図１０Ｂに対応する干渉変調器素子との組合せから得られる結果の反射スペクトルのグラフ。カラーフィルタと、図１０Ｃに対応する干渉変調器素子との組合せから得られる結果の反射スペクトルのグラフ。カラーフィルタと、図１０Ｄに対応する干渉変調器素子との組合せから得られる結果の反射スペクトルのグラフ。この中に記載されている実施形態に対応している誘電体層をもつ干渉変調器素子を示す模式図。この中に記載されている実施形態に対応している干渉変調器素子のアレイをもつディスプレイ装置の別の実施形態の模式図。複数の干渉変調器を含むビジュアルディスプレイ装置の実施形態を示すシステムブロック図。複数の干渉変調器を含むビジュアルディスプレイ装置の実施形態を示すシステムブロック図。

符号の説明

12,110・・・干渉変調器、14・・・可動層、16・・・固定層、18・・・ポスト、20・・・基板、30・・・画素アレイ、32・・・テザー、34・・・変形可能な層、112・・・固定表面、114・・・可動表面、116・・・平坦化層、120,122,124,1210,1300,1410・・・変調器素子、1110・・・アレイ、910,920,930・・・反射率線、1200,1400,2040・・・ディスプレイ装置、1220,13201420・・・カラーフィルタ、1310・・・誘電体層、1340・・・部分反射器、2041・・・ハウジング。

Claims

複数のディスプレイ素子であって、各ディスプレイ素子が、固定表面と可動表面とを含み、その間に空洞を定めるように構成されていて、各ディスプレイ素子から反射した光が、多数の線を含む波長スペクトルをもつように、空洞が十分に大きい、複数のディスプレイ素子と、
ディスプレイ素子の少なくとも１つと関係付けられたカラーフィルタとを含む装置であって、カラーフィルタが、一定の範囲の波長がカラーフィルタを通ることができるように構成されていて、ディスプレイ領域が、ユーザがカラーフィルタを通った光を見るように構成されている装置。
固定表面が部分反射性であり、可動表面が反射性である請求項１記載の装置。
ディスプレイ素子が開状態であるとき、固定表面と可動表面との間の距離が、複数のディスプレイ素子の各々において実質的に等しい請求項１記載の装置。
各ディスプレイ素子への光入射が、赤色、緑色、および青色の可視光波長の反射率線をもつように、ディスプレイ素子の固定表面と可動表面との間の距離が十分に大きい請求項１記載の装置。
複数のカラーフィルタをさらに含む装置であって、カラーフィルタの第１のグループが、赤色可視光波長内のみの可視光波長を透過するように構成されていて、カラーフィルタの第２のグループが、緑色可視光波長内のみの可視光波長を透過するように構成されていて、カラーフィルタの第３のグループが、青色可視光波長内のみの可視光波長を透過するように構成されている請求項４記載の装置。
各ディスプレイ素子への可視光の入射が、約６２５ないし７４０ナノメートル、約５００ないし５６５ナノメートル、および約４４０ないし４８５ナノメートルの範囲内の反射率線をもつように、ディスプレイ素子の固定表面と可動表面との間の距離が十分に大きい請求項１記載の装置。
複数のカラーフィルタをさらに含む装置であって、カラーフィルタの第１のグループが、約６２５ないし７４０ナノメートルの範囲内のみの可視光波長を透過するように構成されていて、カラーフィルタの第２のグループが、約５００ないし５６５ナノメートルの範囲内のみの可視光波長を透過するように構成されていて、カラーフィルタの第３のグループが、約４４０ないし４８５ナノメートルの範囲内のみの可視光波長を透過するように構成されている請求項６記載の装置。
複数のカラーフィルタをさらに含む装置であって、カラーフィルタの第１のグループが、約６１０ないし６３０ナノメートルの範囲内のみの可視光波長を透過するように構成されていて、カラーフィルタの第２のグループが、約５３０ないし５５０ナノメートルの範囲内のみの可視光波長を透過するように構成されていて、カラーフィルタの第３のグループが、約４４０ないし４６０ナノメートルの範囲内のみの可視光波長を透過するように構成されている請求項１記載の装置。
ディスプレイ素子の固定表面と可動表面との間の距離が、約１０，０００ないし１５，０００オングストロームの範囲内である請求項１記載の装置。
複数のディスプレイ素子の各々の反射表面が、同じ材料を含む請求項１記載の装置。
前記複数のディスプレイ素子と電気的に通信するプロセッサであって、画像データを処理するように構成されているプロセッサと、
前記プロセッサと電気的に通信するメモリ装置とをさらに含む請求項１記載の装置。
少なくとも１つの信号を前記複数のディスプレイ素子へ送るように構成されたドライバ回路をさらに含む請求項１１記載の装置。
前記画像データの少なくとも一部分を前記ドライバ回路へ送るように構成された制御装置をさらに含む請求項１２記載の装置。
前記画像データを前記プロセッサへ送るように構成された画像源モジュールをさらに含む請求項１１記載の装置。
前記画像源モジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機の中の少なくとも１つを含む請求項１４記載の装置。
入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサへ通信するように構成された入力装置をさらに含む請求項１１記載の装置。
人間の眼にとって可視の一定の範囲の波長内の多数の線を出力するように構成された干渉計変調器であって、
複数の反射表面と、
部分反射表面と関連して位置する反射表面であって、干渉変調器から出力された光が、多数の線を含むスペクトルをもつように、それらの間のギャップが十分に大きい反射表面と、
希望の範囲の波長内のみの光の波長を透過するように構成されたフィルタであって、表面の少なくとも一方から反射した光を受信し、受信した光がフィルタを通って観察者へ透過されるように配置されるフィルタとを含む干渉変調器。
部分反射表面と反射表面との間のギャップが、約５０００オングストームよりも大きい請求項１７記載の干渉変調器。
フィルタが、赤色フィルタ、緑色フィルタ、および青色フィルタの中の１つを含む請求項１７記載の干渉変調器。
装置を製造する方法であって、
ディスプレイ素子のアレイを組立てることであって、各ディスプレイ素子が、固定表面と可動表面とを含み、それらの間に空洞を定め、各ディスプレイ素子から反射した光が、多数の線を含む反射スペクトルをもつように、空洞が十分に大きいことと、
一定の範囲の波長がカラーフィルタを通ることができるように構成されたカラーフィルタを組立てることと、
ユーザがカラーフィルタを通った光を見るように、カラーフィルタをディスプレイ素子の少なくとも１つに結合することとを含む方法。
各ディスプレイ素子への光入射が、青色、緑色、および赤色の波長の各々の反射率線をもつように、ディスプレイ素子の固定表面と可動表面との間の距離が十分に大きい請求項２０記載の方法。
請求項２０または２１の処理によって製造される装置。
部分反射表面と、
反射表面と、
部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層と、
部分反射表面と反射表面との間に定められたギャップであって、その距離が、部分反射表面と反射表面との間の距離であるギャップとを含む装置であって、
変調器が閉状態のとき、可視光波長の大きい範囲の干渉が妨げられ、変調器が可視光を反射するように、誘電体層の厚さが十分に薄く、変調器が開状態のとき、ギャップ距離が、破壊的干渉を生じるように十分に大きく、変調器が可視光の反射を実質的に阻止する装置。
誘電体の厚さが、約１００オングストローム未満である請求項２３記載の装置。
カラーフィルタをさらに含む請求項２３記載の装置。
カラーフィルタが、一定の範囲の波長内の光を優先的に透過するように構成され、波長の範囲が、赤色波長、緑色波長、および青色波長の中の少なくとも１つを含むように選択される請求項２５記載の装置。
白色光を透過する帯域通過フィルタをさらに含む請求項２３記載の装置。
ギャップ距離が約５００ないし１２００オングストロームの範囲内であるときに、破壊的干渉が生じる請求項２３記載の装置。
干渉変調器を製造する方法であって、
部分反射表面を組立てることと、
ギャップ距離が、部分反射表面と反射表面との間の距離として定められるように、反射表面を組立てることと、
部分反射表面と反射表面との間に誘電体層を配置することであって、変調器が閉状態のとき、可視光波長の大きい範囲の干渉が妨げられ、変調器が可視光を反射するように、誘電体層の厚さが十分に薄く、変調器が開状態のとき、ギャップ距離が、破壊的干渉を生じるように十分に大きく、変調器が可視光の反射を実質的に阻止することとを含む方法。
請求項２９記載の処理によって製造される干渉変調器。
干渉変調器のアレイを含む装置であって、各干渉変調器が、
透明導電膜と部分反射層とを含む部分反射表面と、
反射表面と、
部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層と、
部分反射表面と反射表面との間に定められたギャップであって、各干渉変調器が反射スペクトルをもち、反射スペクトルが、一次緑色のあたりに中心を置き、かつ一次青色および一次赤色の少なくとも一部分をカバーするように延在している反射率線を含むように、そのサイズが選択されるギャップと、
反射表面から反射した光を受信して、受信した光がフィルタを通って観察者へ透過されるように配置された少なくとも１つのカラーフィルタとを含む装置。
誘電体層が、約３００ないし１０００オングストロームの範囲の厚さをもち、ギャップのサイズが、約１４００ないし２０００オングストロームの範囲である請求項３１記載の装置。
少なくとも１つのカラーフィルタが、赤色フィルタ、青色フィルタ、または緑色フィルタを含む請求項３１記載の装置。
少なくとも１つのカラーフィルタが、複数のカラーフィルタを含み、カラーフィルタの各々が、干渉変調器の少なくとも１つと関係付けられている請求項３１記載の装置。
少なくとも１つのカラーフィルタが、緑色フィルタおよび赤色フィルタを含み、緑色フィルタが、赤色フィルタよりも光の吸収性が低い請求項３１記載の装置。
少なくとも１つのカラーフィルタが、緑色フィルタおよび青色フィルタを含み、緑色フィルタが、青色フィルタよりも光の吸収性が低い請求項３１記載の装置。
反射率線が、約５２０ナノメートルに中心を置く請求項３１記載の装置。
各干渉変調器が、約４５０ナノメートル、約５２０ナノメートル、および６２０ナノメートルの波長をもつ光の少なくとも約４０％を反射する反射スペクトルをもつ請求項３１記載の装置。
各干渉変調器のギャップのサイズが、約２０００オングストームである請求項３１記載の装置。
装置を製造する方法であって、
干渉変調器のアレイを組立てることであって、各干渉変調器が、部分反射表面、反射表面、部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層、および部分反射表面と反射表面との間に定められたギャップとを含み、各干渉変調器が反射スペクトルをもち、反射スペクトルが、一次緑色のあたりに中心を置き、かつ一次青色および一次赤色の少なくとも一部分をカバーするように延在している反射率線を含むように、ギャップのサイズが選択されることと、
カラーフィルタが、赤色波長、緑色波長、および青色波長の中の少なくとも１つを含むように選択された一定の範囲の波長内の光を透過するように、少なくとも１つのカラーフィルタを組立てることと、
反射表面から反射した光を受信するカラーフィルタを配置して、受信した光がカラーフィルタを通って観察者へ透過されるようにすることとを含む方法。
請求項４０記載の処理によって製造する装置。
反射表面と、
部分反射表面と、
部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層であって、装置が動作状態であるときに、反射率線を可視光の一次赤色波長と二次青色波長とのあたりに生じさせるように、厚さが十分に厚い誘電体層とを含む装置。
約４２０ないし６５０ナノメートルの範囲内の可視光波長を透過し、かつ前記一次青色および二次赤色の反射率線を阻止するように構成されたフィルタ構造をさらに含み、干渉変調器が動作状態であるとき、干渉変調器の部分反射表面が、人間の眼にとって実質的に黒色に見える請求項４２記載の装置。
反射表面と、
部分反射表面であって、前記反射表面と前記部分反射表面とが、互いに移動可能であり、前記干渉変調器の開状態と閉状態とを与える部分反射表面と、
部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層であって、変調器が閉状態であるとき、約３７０ナノメートルおよび約７３０ナノメートルに反射率線を生成するように、その厚さが十分に厚い誘電体層とを含む干渉変調器。
約４２０ないし６５０ナノメートルの範囲内の可視光波長を透過し、かつ約３７０ナノメートルおよび約７３０ナノメートルの前記反射率線を阻止するように構成されたフィルタ構造をさらに含み、干渉変調器が動作状態であるとき、干渉変調器の部分反射表面が、人間の眼にとって実質的に黒色に見える請求項４４記載の干渉変調器。
フィルタ構造が、赤色、緑色、および青色の波長をそれぞれ優先的に透過することによって、赤色光、緑色光、および青色光の中の少なくとも１つを生成するようにも構成されている請求項４５記載の干渉変調器。
フィルタ構造が、一定の範囲の波長内の光を透過するようにも構成され、波長の範囲が、赤色波長、緑色波長、青色波長、および白色波長の中の少なくとも１つを含むように選択される請求項４５記載の干渉変調器。
誘電体層が、酸化皮膜を含む請求項４４記載の干渉変調器。
誘電体層の厚さが、約２２００ないし２５００オングストロームの範囲内である請求項４４記載の干渉変調器。
干渉変調器が、人間の眼にとって可視の波長内に少なくとも３つのピークを含む反射スペクトルをもつように、反射表面と部分反射表面との間の距離が選択される請求項４４記載の干渉変調器。
光を部分的に反射する手段と、
光を反射する手段であって、部分反射手段および反射手段が、多数の線を含む反射スペクトルを与えるように構成されている、光を反射する手段と、
人間の眼によって見るために、多数の線の中の希望の１つのみをフィルタに通す手段とを含む干渉変調器。
前記変調手段から反射した光が、多数の線を含む波長スペクトルをもつように構成された光を変調する手段と、
人間の眼によって見るための多数の線の中の希望の１つのみをフィルタに通す手段とを含む装置。
前記変調手段が、複数のディスプレイ素子を含み、各ディスプレイ素子が、固定表面と可動表面とを含み、それらの間に空洞を定めるように構成されていて、各ディスプレイ素子から反射した光が、多数の線を含む前記波長スペクトルをもつように、空洞が十分に大きい請求項５２記載の装置。
前記フィルタリング手段が、ディスプレイ素子の少なくとも１つと関係付けられたカラーフィルタを含み、カラーフィルタが、一定の範囲の波長がカラーフィルタを通ることができるように構成され、装置が、ユーザがカラーフィルタを通った光を見るように構成されている請求項５３記載の装置。
光を干渉で変調する手段であって、第１の状態では、可視光波長の大きい範囲の干渉が妨げられ、可視光が反射され、第２の状態では、破壊的干渉が、可視光の反射を実質的に阻止する、光を干渉で変調する手段と、
前記第１および第２の状態間で前記変調手段を切換える手段とを含む装置。
前記変調手段が、
部分反射表面と、
反射表面であって、前記部分反射表面と前記反射表面とが、開状態および閉状態を与えるために、互いに移動可能である、反射表面と、
部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層と、
部分反射表面と反射表面との間に定められたギャップであって、その距離が、部分反射表面と反射表面との間の距離であるギャップとを含む装置であって、
閉状態において、可視光波長の大きい範囲の干渉が妨げられ、可視光が反射されるように、誘電体層の厚さが十分に薄く、開状態において、ギャップ距離が、破壊的干渉を生じるほど十分に大きく、可視光の反射を実質的に阻止する請求項５５記載の装置。
切換え手段が、少なくとも１つの電極を含む請求項５６記載の装置。
一次緑色のあたりに中心を置き、かつ一次青色および一次赤色の少なくとも一部分をカバーするように延在している反射率線を含む反射スペクトルをもつ光変調手段と、
前記変調手段から光を受信するように配置されたカラーフィルタリング手段とを含む装置。
前記変調手段が、複数の干渉変調器を含み、各干渉変調器が、
透明導電膜と部分反射層とを含む部分反射表面と、
反射表面と、
部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層と、
部分反射表面と反射表面との間に定められたギャップであって、各干渉変調器が反射スペクトルをもち、反射スペクトルが、一次緑色のあたりに中心を置き、かつ一次青色および一次赤色の少なくとも一部分をカバーするように延在している反射率線を含むように、そのサイズが選択されるギャップとを含む請求項５８記載の装置。
前記カラーフィルタリング手段が、反射表面から反射した光を受信するように配置された少なくとも１つのカラーフィルタを含み、受信した光がフィルタを通って観察者へ透過される請求項５９記載の装置。
第１および第２の状態をもつ光変調手段であって、前記第２の状態において、可視光の一次赤色波長および二次青色波長のあたりにスペクトル線をもつ光が反射される光変調手段と、
前記変調手段を前記第１の状態と第２の状態との間で切換える手段とを含む装置。
前記光変調手段が、
反射表面と、
部分反射表面と、
部分反射表面と反射表面との間に配置された誘電体層であって、干渉変調器が動作状態であるときに、可視光の一次赤色波長および二次青色波長のあたりに反射率線を生成するように、その厚さが十分に厚い誘電体層とを含む請求項６１記載の装置。
前記切換え手段が、少なくとも１つの電極を含む請求項６２記載の装置。
前記変調手段と電気的に通信しているプロセッサであって、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと電気的に通信しているメモリ装置とをさらに含む請求項５２、５５、５８、および６１の何れか１項記載の装置。
少なくとも１つの信号を前記少なくとも１つのディスプレイへ送るように構成された第１の制御装置と、
前記画像データの少なくとも一部分を前記第１の制御装置へ送るように構成された第２の制御装置とをさらに含む請求項６４記載の装置。
前記画像データを前記プロセッサへ送るように構成された画像源モジュールをさらに含む請求項６５記載の装置。
前記画像源モジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機の中の少なくとも１つを含む請求項６６記載の装置。
入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサへ通信するように構成された入力装置をさらに含む請求項６４記載の装置。
ディスプレイを動作する方法であって、
ディスプレイ素子のアレイを与えることであって、各ディスプレイ素子が、固定表面と可動表面とを含み、これらの間に空洞を定めるように構成されていて、各ディスプレイ素子から反射した光が、多数の線を含む反射スペクトルをもつように、空洞が十分に大きいことと、
ディスプレイ素子のアレイ上で光を受信することと、
各ディスプレイ素子の光路内に配置されたカラーフィルタにしたがって、各ディスプレイ素子から反射した光にフィルタをかけることとを含む方法。
光源から光を受信して、光が少なくとも部分的に部分反射表面を通り、反射表面から反射し、光空洞が部分反射表面と反射表面との間に形成されることと、
可視光波長の大きい範囲の干渉が妨げられ、可視光がディスプレイから反射されるように、部分反射表面と反射表面との間の距離を設定することと、
空洞内の光が、破壊的干渉を受け、ディスプレイからの可視光の反射を実質的に阻止するように、部分反射表面と反射表面との間の距離を再設定することとを含む方法。
ディスプレイを動作する方法であって、
反射光の波長スペクトルが、一次緑色のあたりに中心を置き、かつ一次青色および一次赤色の少なくとも一部分をカバーするように延在している反射率線を含むように、切換え可能な光共振空洞を含むディスプレイから光を反射することと、
反射光にフィルタをかけて、ディスプレイの一部から放出された光の波長を選択的に変更することと含む方法。
複数の共振光空洞を含むディスプレイ装置を動作する方法であって、
光空洞から反射した光が、可視光の一次緑色波長および二次青色波長のあたりにスペクトル線をもつ状態に、前記光空洞の中の少なくとも１つを設定することと、
少なくとも１つの光空洞が、異なる光空洞長と異なる反射スペクトルとをもつように、少なくとも１つの光空洞を切換えることとを含む方法。