JP2006099108A - 導電性光吸収マスクを有する装置及びそれを製作するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性光吸収マスクを有する装置及びそれを製造するための方法。
【解決手段】ディスプレイの非アクティブ部分をマスクし、そして１つ又は複数のディスプレイ回路に関する電気的経路を提供する光学部品のためのシステムと方法。１つの実施形態においては、光学装置は、基板、基板上の複数の光学素子、光学素子に印加される電圧に応答して変化する光学的特性を有する各々の光学素子、及び基板上に配置されかつ複数の光学素子から外れた光吸収性で電気的に導電性の光学マスクを含む、本光学マスクは、１つ又は複数の光学素子に電気的に接続されて、１つ又は複数の光学素子への電圧の印加のための１つ又は複数の電気的経路を提供する。別の１つの実施形態においては、ディスプレイの複数の光学素子に電気的信号を提供する方法は、電気的に導電性の光吸収性マスクを１つ又は複数の光学素子に電気的に接続すること、及び１つ又は複数の光学素子を作動するためにマスクに電圧を印加すること、を具備する。
【選択図】 図１０

Description

本発明の分野は、微小電気機械システム（microelectromechanical systems）（ＭＥＭＳ）に関する。

微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械素子、アクチュエータ、及び電子機器を含む。微小機械素子は、堆積、エッチング、及び、あるいは、電気装置及び電気機械装置を形成するために基板及び／又は堆積された材料層の一部分をエッチングして取り除く、若しくは複数の層を付加する、その他のマイクロマシニング・プロセスを使用して創り出されることができる。ＭＥＭＳ装置の１つのタイプは、光干渉変調器と呼ばれる。光干渉変調器は、１対の導電性プレートを具備し、その一方又は両方が、全体あるいは一部分が透明である及び／又は反射でき、そして適切な電子信号の印加により相対的動きが可能である。一方のプレートは、基板上に堆積された静止層を具備することができ、他方のプレートは、エアー・ギャップだけ静止層から分離された金属膜を具備することができる。そのような装置は、広範囲のアプリケーションを有し、これらのタイプの装置の特性を利用すること及び／又は変形することは、この技術において有益であり、その結果、自身の特徴は、既存の製品を改善することに活用されることができ、かつ未だ開発されていない新たな製品を創り出すことに活用されることができる。

［ある実施形態の要約］
本発明のシステム、方法、及び装置は、それぞれ複数の態様を有し、そのいずれもが、その好ましい特性に単独で寄与するのではない。本発明の範囲を制限することなく、そのより卓越した特徴が、ここに簡潔に説明される。本明細書を熟考した後で、特に“特定の実施形態の詳細な説明”と題した項を読んだ後で、本発明の特徴が、その他のディスプレイ装置に対する利点をどのようにして提供するかを、理解するであろう。

ある実施形態において、光学装置は、基板を具備する。光学装置は、基板上に配置された干渉光変調素子を更に具備する。変調素子は、変調素子に印加される電圧に応答して変化する光学的特性を有する。光学装置は、基板上に配置されそして変調素子から間隔を置いて配置された電気的に導電性の光学マスクを更に具備する。光学マスクは、変調素子への電圧の印加のための１つ又は複数の電気的経路を提供するために変調素子に電気的に接続される。

ある実施形態において、方法は、ディスプレイの複数の干渉光学素子に電気的信号を提供する。複数の干渉光学素子は、そこへ電圧を印加することにより個々にアクチュエート可能である。本方法は、電気的に導電性の光学マスクを１つ又は複数の干渉光学素子に電気的に接続することを具備する。本方法は、１つ又は複数の干渉光学素子を作動させるために光学マスクに電圧を印加することを更に具備する。

ある実施形態において、方法は、干渉光学装置を製作する。本方法は、基板上に電気的に導電性の光学マスクを形成することを具備する。光学マスクは、光を吸収する。本方法は、光学マスクから間隔を置いて配置される干渉光学部品を基板上に形成することを更に具備する。干渉光学部品は、駆動された状態と駆動されない状態を有する。干渉光学部品は、印加された電圧に応答して駆動された状態と駆動されない状態との間を変化する。それぞれの状態は、入射光に対し特有の光応答性を有する。本方法は、光学マスクを干渉光学部品に電気的に接続することを更に具備し、それゆえ、光学マスクの少なくとも一部分は、干渉光学部品に電圧を印加するためのバスを提供する。

ある実施形態においては、方法は、透明基板の上に形成された少なくとも１つのアクティブな干渉光学部品を具備する光学装置を製作する。本方法は、光吸収性にすべき基板上の領域を特定することを具備する。特定された領域は、少なくとも１つのアクティブな干渉光学部品から横方向に外れている。本方法は、少なくとも１つのアクティブな干渉光学部品を製作する前に、特定された領域上に導電性の光吸収性光学マスクを製作することを更に具備する。マスクは、アクティブな光学部品に接続される。

ある実施形態においては、光学装置は、光学装置を支持するための手段を具備する。光学装置は、光を干渉方式により変調するための手段を更に具備する。変調手段は、支持手段の上に配置される。変調手段は、変調手段に印加される電圧に応答して変化する光学的特性を有する。光学装置は、光を吸収する手段を更に具備する。吸収手段は、支持手段の上に配置され、そして変調手段から間隔を置いて配置される。吸収手段は、変調手段に電気的に接続され、変調手段への電圧の印加のための１つ又は複数の電気的経路を提供する。

［特定の実施形態の詳細な説明］
下記の詳細な説明は、本発明のある特定の実施形態に向けられる。この明細書では、参照符合が、図面に与えられ、全体を通して同様の部分が類似の数字を用いて表される。

本明細書において“１つの実施形態”又は“１実施形態”に関して、その実施形態に関連して説明される固有の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを、意味する。本明細書中の種々の場所における“１つの実施形態において”という句の出現は、必ずしも全て同じ実施形態に関係しているわけではないし、又、必ずしも他の実施形態を相互に排除する独立した又は代わりの実施形態でもない。その上、ある複数の実施形態により示されることが出来、そして他の複数の実施形態では示されない、種々の特徴が説明される。同様に、ある複数の実施形態に対しては要件であることがあり、そして他の複数の実施形態に対してはそうでない、種々の要件が説明される。

消費電力の制限を満たしつつ、高解像度の移動体装置のディスプレイ上でビデオ・データを見るという願望は、ディスプレイ制御配線の抵抗を最小化することにより容易にされる。これ等の及び他の理由のために、ディスプレイ中の上乗せされた受動的又は非アクティブな光の量を最小化する一方で、信号線のコンダクタンスを増加させることが望ましい。本発明は、１つの実施形態において、多目的光学部品を開示し、これは、導電性光学マスク、例えば“黒マスク”、として働いて、周囲光又は迷光を吸収し、そしてコントラスト比を増加させることによりディスプレイ装置の光応答性を改善し、そして又電気的なバス伝送をする層としても機能する。ある複数のアプリケーションにおいて、導電性マスクは、黒とは異なる他の色として見えるように所定の波長の光を反射することが出来る。導電性マスクは、本明細書では単に“マスク”とも呼ばれ、ディスプレイ上の１つ又は複数の素子と電気的に接続されることが出来て、１つ又は複数のディスプレイ素子に印加される電圧に対する１つ又は複数の電気的経路を提供する。例えば、所望の構成に依存して、１つ又は複数の行又は列電極が、導電性マスクに接続されることが出来て、接続された行又は列電極の抵抗を削減する。１つの実施形態において、ＭＥＭＳディスプレイ装置、例えば、干渉光変調器のアレイ、は、動的光学部品（例えば、動的干渉光変調器）及び、動的光学部品から横方向に外れた静的光学部品（例えば、静的干渉光変調器）を具備する。静的光学部品は、ディスプレイの非アクティブ領域における周囲光又は迷光を吸収するための“黒マスク”として機能し、動的光学部品の光応答性を改善する、そして干渉光変調器のアレイの行又は列電極何れかに対する電気的バスとして動作する。例えば、非アクティブ領域は、可動反射層に対応する領域とは異なるＭＥＭＳディスプレイの１つ又は複数の領域を含むことができる。非アクティブ領域は、しかも、ディスプレイ装置の上に与えられる画像又はデータを表示するためには使用されないディスプレイ装置の領域も含むことが出来る。

干渉光変調器を含むＭＥＭＳ装置が、１つの実施形態を説明するために使用されるけれども、以下のことは理解されるべきである、即ち、本発明は、例えば、一般に、光吸収性であることを要求される非アクティブ領域を有するが、しかし干渉光変調器（例えば、ＬＥＤ及びプラズマ・ディスプレイ）を含まない種々の画像ディスプレイ及び光電子装置のようなその他の光学装置を含む。下記の説明から明らかになるように、本発明は、動画（例えば、ビデオ）であるか固定画面（例えば、静止画）であるかに拘わらず、及びテキストであるか画像であるかに拘わらず、画像を表示するために構成された任意の装置において実行されることができる。より詳しくは、本発明が種々の電子装置で実行される又は電子装置に関連付けられることができることが、予想される。電子装置は、例えば、携帯電話機、無線装置、パーソナル・データ・アシスタンツ（ＰＤＡｓ）、ハンド−ヘルド又は携帯型コンピュータ、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、時計、計算機、テレビ・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、自動車ディスプレイ（例えば、走行距離計ディスプレイ、等）、コクピット制御装置及び／又はディスプレイ、カメラ視野のディスプレイ（例えば、自動車の後方監視カメラのディスプレイ）、電子写真、電子広告板又は標識、プロジェクタ、建築上の構造物、包装、及び芸術的な構造物（例えば、宝飾品１個の画像のディスプレイ）のようなものであるが、これらに限定されない。ここに説明されたものに類似の構造のＭＥＭＳ装置もまた、電子スイッチング装置のような、非ディスプレイ・アプリケーションにおいて使用されこともできる。

光干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を具備する１つの光干渉変調器ディスプレイの実施形態が、図１に図示される。これらの装置において、画素は、明状態又は暗状態のいずれかである。明（“オン”又は“開（open）”）状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分をユーザに反射する。暗（“オフ”又は“閉（close）”）状態にある場合は、ディスプレイ素子は、入射可視光をユーザにほとんど反射しない。実施形態に依存して、“オン”及び“オフ”状態の光反射率特性は、逆にされることがある。ＭＥＭＳ画素は、選択された色を主に反射するように構成されることができ、白黒に加えてカラー表示を可能にする。

図１は、視覚ディスプレイの一連の画素中の２つの隣接する画素を図示する等測図であり、ここでは、各画素は、ＭＥＭＳ光干渉変調器を具備する。複数の実施形態では、光干渉変調器ディスプレイは、これらの光干渉変調器の行／列アレイを具備する。各光干渉変調器は、互いに可変であり制御可能な距離に位置する１対の反射層を含み、少なくとも１つの可変の大きさを有する共鳴光学キャビティを形成する。１つの実施形態において、反射層の１つは、２つの位置の間を移動することができる。第１の位置では、ここではリリース状態（released state）と呼ぶ、可動層は、固定された部分反射層から比較的離れた距離に位置する。第２の位置では、可動層は、部分反射層のより近くに隣接して位置する。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、建設的に（constructively）又は相殺的に（destructively）干渉して、各画素に対して全体が反射状態又は非反射状態のいずれかを作る。

図１に図示された画素アレイの部分は、２つの隣接する光干渉変調器１２ａ及び１２ｂを含む。左の光干渉変調器１２ａでは、可動かつ高反射層１４ａは、固定された部分反射層１６ａから所定の距離のリリースされた位置に図示される。右の光干渉変調器１２ｂでは、可動高反射層１４ｂは、固定された部分反射層１６ｂに隣接するアクチュエートされた位置に図示される。

固定層１６ａ，１６ｂは、電気的に導電性であり、部分的に透明であり、部分的に反射する、そして、例えば、透明基板２０上にクロムとインジウム−スズ−酸化物のそれぞれの１層又は複数の層を堆積することにより製作されることができる。複数の層は、平行なストライプにパターニングされ、下記にさらに説明されるようにディスプレイ装置中の行電極を形成できる。可動層１４ａ，１４ｂは、支柱１８の頂上に及び複数の支柱１８の間に堆積された介在する犠牲材料上に堆積された（行電極１６ａ，１６ｂに直交する）１層の堆積された金属層又は複数の金属層の一連の平行なストライプとして形成されることができる。犠牲材料がエッチされて除去される時に、変形可能な金属層は、決められたエアー・ギャップ１９だけ固定金属層から分離される。アルミニウムのような非常に電導性が高く反射性の材料が、変形可能層として使用されることができ、そして、これらのストライプは、ディスプレイ装置において列電極を形成できる。

印加電圧がないと、キャビティ１９は、２つの層１４ａ，１６ａの間にそのまま残り、変形可能層は、図１の画素１２ａに図示されたように機械的にリラックス(relax)した状態である。しかしながら、電位差が選択された行及び列に印加されると、対応する画素において行及び列電極の交差点に形成されたキャパシタは、充電され、静電力が電極を互いに引きつける。電圧が十分に高ければ、可動層は、変形され、図１に右の画素１２ｂにより図示されたように、固定層に対して押し付けられる（この図に図示されていない誘電材料が、固定層上に堆積されることがあり、短絡することを防止し、分離距離を制御できる）。この動きは、印加される電位差の極性に拘わらず同じである。このようにして、反射対非反射画素状態を制御できる行／列アクチュエーションは、従来のＬＣＤ及びその他のディスプレイ技術において使用される多くの方法に類似している。

図２から図５Ｂは、ディスプレイ・アプリケーションにおいて光干渉変調器のアレイを使用するための１つの具体例としてのプロセス及びシステムを説明する。図２は、本発明の複数の態様を組み込むことができる電子装置の１つの実施形態を説明するシステム・ブロック図である。具体例の実施形態において、電子装置は、プロセッサ２１を含む。そのプロセッサ２１は、いずれかの汎用のシングル・チップ又はマルチ・チップ・マイクロプロセッサ、例えば、ＡＲＭ，ペンティアム（登録商標）、ペンティアムＩＩ（登録商標）、ペンティアムＩＩＩ（登録商標）、ペンティアムＩＶ（登録商標）、ペンティアム（登録商標）プロ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、パワーＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）、若しくはディジタル・シグナル・プロセッサ、マイクロコントローラ、又はプログラム可能なゲート・アレイのようないずれかの特殊用途マイクロプロセッサ、であることができる。本技術において通常であるように、プロセッサ２１は、１つ又はそれより多くのソフトウェア・モジュールを実行するように構成されることができる。オペレーティング・システムを実行することに加えて、プロセッサは、ウェブ・ブラウザ、電話アプリケーション、電子メール・プログラム、又はいずれかのその他のソフトウェア・アプリケーションを含む、１つ又はそれより多くのソフトウェア・アプリケーションを実行するように構成されることができる。

１つの実施形態において、プロセッサ２１は、しかも、アレイ・コントローラ２２と通信するように構成される。１つの実施形態では、アレイ・コントローラ２２は、画素アレイ３０に信号を供給する行ドライバ回路２４及び列ドライバ回路２６を含む。図１に図示されたアレイの断面は、図２に線１−１により示される。ＭＥＭＳ光干渉変調器に関して、行／列アクチュエーション・プロトコルは、図３に図示されたこれらの装置のヒステリシス特性を利用することができる。これは、可動層をリリースされた状態からアクチュエートされた状態へ変形させるために、例えば、１０ボルトの電位差を必要とすることがある。しかしながら、電圧がその値から減少される時に、１０ボルトより下に電圧が降下して戻るとしても、可動層はその状態を維持する。図３の具体例の実施形態において、可動層は、電圧が２ボルトより下に降下するまで完全にはリリースされない。そのようにして、図３に説明された例では、約３から７Ｖの電圧の範囲があり、そこでは、その範囲内で装置がリリースされた状態又はアクチュエートされた状態のいずれかで安定である、印加電圧のウィンドウが存在する。これは、ここでは“ヒステリシス・ウィンドウ”又は“安定ウィンドウ”として呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイ・アレイに関して、行／列アクチュエーション・プロトコルは、行ストロービング（strobing）の期間に、アクチュエートされるべきストローブされた行の画素は、約１０ボルトの電圧差を受け、そしてリリースされるべき画素は、零ボルトに近い電圧差を受ける。ストローブの後で、画素は、約５ボルトの定常状態電圧差を受け、その結果、画素は、行ストローブが画素をどのような状態に置いたとしてもそこに留まる。書き込まれた後で、各画素は、電位差がこの例では３−７ボルトの“安定ウィンドウ”の範囲内であると判断する。この特徴は、アクチュエートされた又はリリースされた既存の状態のいずれかにおいて同じ印加電圧条件の下で、図１に説明された画素設計を安定にさせる。アクチュエートされた状態又はリリースされた状態であるかに拘わらず、光干渉変調器の各画素が、基本的に固定反射層と移動反射層とにより形成されたキャパシタであるので、この安定状態は、ほとんど電力消費なしにヒステリシス・ウィンドウの範囲内の電圧で保持されることができる。印加された電位が一定であるならば、基本的に電流は、画素に流れ込まない。

代表的なアプリケーションでは、ディスプレイ・フレームは、第１行中のアクチュエートされた画素の所望のセットにしたがって列電極のセットを明示すること（asserting）によって創り出される。行パルスは、次に行１の電極に印加されて、明示された列ラインに対応する画素をアクチュエートする。列電極の明示されたセットは、その後、第２行中のアクチュエートされた画素の所望のセットに対応するように変更される。パルスは、それから、行２の電極に印加されて、明示された列電極にしたがって行２中の適切な画素をアクチュエートする。行１画素は、行２パルスに影響されず、行１画素が行１パルスの間に設定された状態に留まる。これは、連続した方式で一連の行全体に対して繰り返され、フレームを生成する。一般に、フレームは、１秒当たり所望のフレームの数でこのプロセスを連続的に繰り返すことにより、新たなディスプレイ・データでリフレッシュされる及び／又は更新される。ディスプレイ・フレームを生成するために画素アレイの行及び列電極を駆動するための広範なプロトコルもまた、周知であり、本発明とともに使用されることができる。

図４、図５Ａ及び図５Ｂは、図２の３×３アレイ上でディスプレイ・フレームを創り出すための１つの可能性のあるアクチュエーション・プロトコルを説明する。図４は、図３のヒステリシス曲線を表す画素に対して使用されることがある、列及び行電圧レベルの可能性のあるセットを説明する。図４の実施形態において、画素をアクチュエートすることは、適切な列を−Ｖ_ｂｉａｓに、そして適切な行を＋？Ｖに設定することを含む。これは、それぞれ−５Ｖ及び＋５Ｖに対応することができる。画素をリリースさせることは、適切な列を＋Ｖ_ｂｉａｓに、そして適切な行を同じ＋？Ｖに設定することにより達成され、画素を横切る零ボルトの電位差を生成する。行電圧が零ボルトに保持されるこれらの行では、列が＋Ｖ_ｂｉａｓ又は−Ｖ_ｂｉａｓであるかに拘らず、画素が元々あった状態がどうであろうとも、画素は、その状態で安定である。

図５Ｂは、そこではアクチュエートされた画素が非反射である図５Ａに図示されたディスプレイ配置に結果としてなる、図２の３×３アレイに印加される一連の行及び列信号を示すタイミング図である。図５Ａに図示されたフレームを書き込むことに先立って、画素は、任意の状態であることができ、そしてこの例では、全ての行が０ボルトであり、全ての列が＋５ボルトである。これらの印加電圧で、全ての画素は、自身の現在のアクチュエートされた状態又はリリースされた状態で安定である。

図５Ａのフレームでは、画素（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）及び（３，３）がアクチュエートされている。これを実現するために、行１に対する“ライン時間”の期間に、列１及び２は、−５ボルトに設定され、そして列３は、＋５ボルトに設定される。全ての画素が３−７ボルトの安定ウィンドウの中に留まるため、これは、どの画素の状態も変化させない。行１は、その後、０から５ボルトまで上がり、零に戻るパルスでストローブされる。これは、（１，１）及び（１，２）画素をアクチュエートし、（１，３）画素をリリースする。アレイ中のその他の画素は、影響されない。望まれるように行２を設定するために、列２は、−５ボルトに設定され、そして列１及び３は、＋５ボルトに設定される。行２に印加された同じストローブは、その後、画素（２，２）をアクチュエートし、画素（２，１）及び（２，３）をリリースする。再び、アレイのその他の画素は、影響されない。行３は、列２及び３を−５ボルトに、そして列１を＋５ボルトに設定することより同様に設定される。行３ストローブは、図５Ａに示されたように行３画素を設定する。フレームを書き込んだ後、行電位は零に、そして列電位は＋５又は−５ボルトのいずれかに留まることができ、ディスプレイは、その後、図５Ａの配置で安定である。同じ手順が数十から数百の行及び列のアレイに対して採用されることができることが、歓迎される。しかも、行及び列アクチュエーションを実行するために使用された電圧のタイミング、シーケンス、及びレベルが、上記に概要を示された一般的な原理の範囲内で広範囲に変化されることができ、そして、上記の例は、具体例だけであり、任意のアクチュエーション電圧方法が、本発明とともに使用されることができる。

上記に説明された原理にしたがって動作する光干渉変調器の構造の詳細は、広範に変化できる。例えば、図６Ａ−図６Ｃは、移動鏡構造の３つの異なる実施形態を図示する。図６Ａは、図１の実施形態の断面であり、そこでは金属材料１４のストライプが、直角に延びている支柱１８上に堆積される。図６Ｂでは、可動反射材料１４は、連結部（tether）３２上に、角だけで支柱に取り付けられる。図６Ｃでは、可動反射材料１４は、変形可能層３４から吊り下げられる。反射材料１４に使用される構造設計及び材料が光学的特性に関して最適化されることができるため、及び変形可能層３４に使用される構造設計及び材料が所望の機械的特性に関して最適化できるため、この実施形態は、利点を有する。種々のタイプの干渉装置の製造は、例えば、米国公開出願番号２００４／００５１９２９号を含む、種々の公開された文書に記載されている。多種多様の周知の技術が、上記に説明された構造を製造するために使用されることができ、一連の材料堆積、パターニング、及びエッチング工程を含む。

図７Ａ−７Ｄは、上で説明された２つの光干渉変調器の構造のある態様を図示する。図７Ａは、１つの具体例の実施形態における光干渉変調器５０の簡略化された機能図である。光干渉変調器５０は、基板２０、基板２０上の光誘電体１６、２つの支柱１８及び、誘電体１６上平面と平行でかつ横方向に整列された平面内にその鏡面を向けるように支柱１８に接続された鏡１４、を具備する。図７Ａにおける鏡１４は、機械的にリラックスされた第１状態に示され、従って、それは光干渉変調器が、例えば、観察位置１１０から見られる場合に入射光を反射する。光誘電体１６と鏡１４との間の距離は、選択された波長の光のみが反射されるように調整される。幾何形状と材料を選択する方法の詳細は、前述の米国特許番号５，８３５，２５５号及び前述の米国特許出願番号０９／９６６，８４３号に詳しく説明されている。図７Ａにおいて、支柱１８、鏡１４、及び光誘電体１６は、光学キャビティ５５の境界を定める。

図７Ｂは、鏡１４が第２状態にある図６Ａに示される光干渉変調器５０の簡単化された機能図である。図７Ｂにおいて、鏡１４は光誘電体層１６に向け動かされ、光学キャビティ５５を潰している。鏡１４は、鏡１４に接続された電極と光誘電体１６の電極との間に電位を供給することにより動かされる。鏡１４を光誘電体１６に接触又は近接する第２状態に動かすことにより、第２状態にある光干渉変調器５０の光学的特性は、第１状態から変更される。第２状態（図７Ｂ）にある光干渉変調器５０から反射される光は、第１状態にある光干渉変調器５０から反射される光と異なる色である。１つの構成においては、第２状態において、光の干渉は、観察位置１１０から光干渉変調器が黒に見えるような干渉である。

図７Ｃ及び７Ｄは、それぞれ第１“開”状態及び第２“閉”状態における光干渉変調器６０の別の１つの実施形態を図示する。光干渉変調器６０のこの実施形態は、図７Ａ及び７Ｂに示される実施形態と比較して増加された利用可能鏡寸法を提供する。図７Ｂに戻って参照すると、観察位置１１０に向けて最大反射を与えていない鏡の領域がある、その理由は、この領域が潰された光学キャビティ５５の中に曲がっているからである。図７Ｂにおける鏡１４に対して図７Ｄにおける鏡３４を比較すると、図７Ｄにおける鏡３４は、光学キャビティ６６中の光誘電体１６の表面領域に対応する実質的に全領域を占めることが理解できる。図７Ｄに示される実施形態において、光干渉変調器６０がアクチュエートされる時に、潰された光学キャビティ６６の中に鏡を曲げる必要がないので、鏡３４の反射面は、光の反射のために使用されることが出来る。図７Ｃ及び７Ｄにおいて、基板光誘電体１６、２つの支柱１８及び基板２０は、図７Ａ及び７Ｂに示される光干渉変調器５０から変化しないままである。改善された構造の構造と製造の詳細は、前述の米国特許出願番号０９／９６６，８４３号に見出されることが出来る。

図８Ａ及び８Ｂは、導電性マスクを取り込むことが可能なディスプレイ素子を用いた具体例のディスプレイの一部を図示する。図８Ａ及び８Ｂは光干渉変調器のアレイを含むディスプレイの具体例の部分を図示する。導電性マスクが、図８Ａ及び８Ｂに示されるアレイにおいて使用されることが出来、及び周囲光からディスプレイの特定の領域をマスクするため及びディスプレイ中の電気回路の電気的に並列な接続を形成するために有用な任意のタイプのディスプレイにおいて使用されることが出来る。図８Ａは、アレイの複数の画素１２を示す。図８Ｂは、ディスプレイの光応答性を改善するためにマスクされることが出来る光干渉変調器のアレイの複数の画素上に配置された支柱１８の一例を示す。ディスプレイの光応答性（例えば、コントラスト）を改善するために、アレイの特定の領域から反射される光を最小にすることが望ましいことがあり得る。暗状態にあるディスプレイの反射率を増大させる光干渉変調器の任意の領域は、アクチュエートされた画素とアクチュエートされていない画素との間のコントラスト比を増大させるために、黒マスクを使用して（例えば、構造と光干渉変調器に入る光との間にマスクを配置して）マスキングされることが出来る。ディスプレイに有利に影響するようにマスクされることが可能な複数の領域のあるものは、複数の光干渉変調器の間７２（図８Ａ）の、複数の支柱１８間の、支柱１８に接続する及び／又は取り囲む可動鏡層の複数の屈曲領域の間の、及び隣接する光干渉変調器の可動鏡層の間の領域７６（図８Ａ）の間の、行横断路（row cuts）を含むが、しかしこれ等に限定されない。マスクは、そのような領域に配置されることが可能であり、その結果、マスクは、光干渉変調器の可動鏡から離れて間隔を置いて配置される、例えば、周囲光が可動鏡に伝播し反射されることが出来るが、しかし可動鏡以外の領域は、マスクされ、周囲光がマスクされた領域内の全ての構造から反射することを防止する。マスクされるこれ等の領域は、“非アクティブ領域”と呼ばれることが出来る、その理由は、それ等が静止している、例えば、その領域は可動鏡を含まない、からである。ある実施形態において、マスクは、反射光を最小にするために、そして、光学素子のために使用されることが出来る１つ又は複数の電気的経路を提供するために、導電性であることが出来る。ある複数の実施形態においては、マスクは、光干渉変調器に入射する光がマスクされた領域又は可動鏡のいずれか一方の上に落射するように配置されることが出来る。その他の実施形態においては、非アクティブ領域の少なくとも一部分が、マスクされる。

ディスプレイ素子が信号を駆動するために応答することが出来るレートは、駆動信号をディスプレイ素子に搬送する制御線（例えば、行及び列電極）の抵抗と容量に依存することがある。大画面でそして高解像度画面でテレビを観るという願望は、制御線の抵抗が最小化されることを要求する。これ等の理由のために、ディスプレイ中の上乗せされた受動的な光の量を最小化しつつ、信号線のコンダクタンスを増加させることが望ましい。抵抗を低減する１つの方法は、制御線に１つ又は複数の電気的並列接続を与えることである。コントラスト比を増加させそして同時に信号を駆動するためのバス伝送をする層として働く２重の目的のマスクが、提供されることが出来る。例えば、１つの実施形態において、導電性マスクが、ディスプレイ素子の、例えば光干渉変調器の、アレイの１つ又は複数の行又は列電極への電気的並列接続を形成するために使用されることが出来る。電気的並列接続は、ディスプレイ素子のアプリケーションとタイプに依存して、多くの方法で設計されることが出来ることは理解される。

図９は、１つの実施形態に従ったディスプレイ１００の簡単化された表示の断面図である。ディスプレイは、２つの光学部品、この実施形態においては、光干渉変調器１０４、を具備する。上で説明したように、光干渉変調器装置１０４は、可動アクティブ領域が矢印１０６で指示される方向に基板２０２に向けて駆動される時、所望の光学的応答を生成する反射膜の配置を具備する。光干渉変調装置１０４の一般的動作は、米国特許番号５，８３５，２５５号に説明されている。図９において、参照番号１０８は、光干渉変調器１０４の非アクティブ領域を示す。一般的には、非アクティブ領域１０８が、観察者がディスプレイ１００を視線矢印１１０により示される方向から見る時のように、光吸収性であるか又は黒マスクとして機能すべきであることが望ましく、光干渉変調器１０４により生成される光学的応答は、非アクティブ領域１０８からの周囲光の反射により劣化されない。その他の実施形態においては、非アクティブ領域１０８を黒とは別の色マスク（例えば、緑、赤、青、黄、等）を用いてマスクすることが望ましいことがあり得る。マスクから追加の機能を得るために、マスクは、ディスプレイ１００の回路系に接続されることができ、そして全て又は一部が１つ又は複数の電気的バスを提供するために使用されることができる、１つ又は複数の導電性材料を具備することが出来る。

非アクティブ領域１０８のためのマスクは、光を吸収する又は減衰させる光応答性を持たせるように選択された材料から製作されることが出来る。マスクを製作するために使用される１つ又は複数の材料は、電気的に導電性がある。本発明の実施形態に従えば、それぞれの非アクティブ領域１０８のためのマスクは、薄膜の積層として製作されることが出来る。例えば、１つの実施形態において、薄膜の積層は、下記に更に十分に説明されるように、２層の光を反射するクロム層の間に挟まれた非光吸収性誘電体層を具備することが出来る。他の実施形態において、非アクティブ領域１０８は、光を減衰させる又は吸収する単層の有機材料又は無機材料及びクロム又はアルミニウムのような導電性材料の層を具備できる。

図１０の図面は、本発明の１実施形態に従った光干渉変調装置２００を通る断面を示す。光干渉変調器装置２００は、電極反射層２０４、酸化物層２０６、エアー・ギャップ２０８、及び基板２０２上に配置された機械薄膜２１０を具備するアクティブな部品を含む。ここで使用されているように、“基板上に配置された”という句は、意味の広い句であって、それは、例えば、参照された構造、層、光学装置、光干渉変調器、双安定装置、電極、積層膜、支柱、電極、マスク、又は特徴を参照される他の物が、基板上に設置され、そして、そう断らない限り基板との直接接触を要件とすることが必ずしも必要でないことが可能である、ということを示す。機械薄膜２１０は、支柱２１２により正しい位置に支持される。使用の際に、機械薄膜２１０は、酸化物層２０６に接触するように駆動されて、矢印１１０により示される方向から観られる時に所望の光学的応答を生成する。

支柱２１２、その上に支柱が形成される光干渉変調器の領域、及び光干渉変調器のアクティブな部品の一部ではないその他の領域（例えば、丸で囲まれた領域２３０により示される領域）は、導電性マスクを用いてマスクされることが可能であり、さもなければアクティブな光干渉変調器の部品の所望の光学的応答を妨げることがあり得るこれ等の領域からの光の反射を防止する又は軽減する。１つの実施形態によれば、マスクは、少なくとも１つの電気的に導電性の薄膜を含み、積層が光を吸収するという光学的特性及び導電性を有するように選択される薄膜の積層として製作されることが出来る。１つの実施形態によれば、マスクは、光干渉変調器のアクティブな光学部品を形成する前に、基板２０２上に形成されることが出来る。光干渉変調器２００の支柱２１２は、複数の機能を実行することが出来る。第１に、支柱２１２は、可動機械薄膜２１０のための機械的支柱として機能する。第２に、もし支柱２１２が電気的に導電性の材料を具備するならば、支柱２１２は、導電性マスクのための電気的接続を提供することが出来る。例えば、支柱２１２が導電性層２２２に接続される場合、支柱２１２及び導電性層２２２は、次の図１７−１８、及び２０−２２に図示されるように、可動機械薄膜２１０に電圧を印加するための１つ又は複数の電気的経路を提供することが出来る。

図１０に示されるように、光干渉変調器２００は、薄膜の積層を具備する導電性マスクを含む。１つの実施形態において、マスクは、第１反射クロム層２１８、酸化物中間層２２０及び第２反射クロム層２２２を具備する。他の導電性材料も又、マスクを形成するために使用されることが出来る。例えば、別の１つの実施形態においては、マスクは、クロム層２１８、酸化物中間層２２０（例えば、ＳｉＯ_２）、及びアルミニウム層２２２を具備する薄膜の積層を含む。光干渉変調器２００は、酸化物中間層２２０と電極反射層２０４との間に別の１つの酸化物層２２６を含む。マスクの１層又は複数の電気的に導電性の層は、光干渉変調器の他の部品と接続されることが出来て電気的なバスを提供する。例えば、マスクは、１つ又は複数の列又は行電極に接続されることが出来る。１つの実施形態において、クロム層２２２は、電気的に導電性の材料を具備するビア（via）２２４により電極反射層２０４に接続されている。電気的なバスとして機能するような導電性マスクの構成において必要とされる接続は、個々のアプリケーションにより決まることが出来る。ある複数の実施形態においては、電極反射層２０４は、光干渉変調器の導電性部分、例えば、電極反射層２０４又は支柱２１２、を電気的に分離する様々な部分に配置される電気的な分離体２２８（例えば、ギャップ又は非導電性材料）を含み、そして、所望のバス機能を示すようにマスクを適切に構成する。

導電性マスクを製作する１つの実施形態が、図１１−１７を参照して下記に開示される。図１１は、導電性マスク４０２を有するＭＥＭＳ装置、例えば図１に示されるＭＥＭＳ装置、の中に含まれることが出来る種々の層を図示する断面図である。導電性マスク４０２を含むＭＥＭＳ装置の一部分のみが、図１１に示され、ＭＥＭＳ装置の残りの部分は、破線の長方形２０３により表される。破線の円により示される導電性マスク４０２は、基板２０２上に製作されるように図示される。マスク４０２は、第１反射層２１８、酸化物層２２０及び第２反射層２２２を含む３層の薄膜を具備する。第１反射層２１８及び第２反射層２２２は、反射性であると同時に導電性である材料、例えば、クロム、アルミニウム、又は銀、を具備出来る。ある複数の実施形態に対しては、導電性マスク４０２は、反射される光を最小化する、即ち黒に見える、ように構成される静的光干渉変調器として組み立てられることが出来る。他の実施形態においては、導電性マスク４０２は、選択された色の光を反射する静的光干渉変調器として組み立てられることが出来る。導電性マスクを構成する薄膜は、光干渉変調器の部品の製作に使用される薄膜と同じものであることが出来る、従って、マスクと光干渉変調器の部品を製作するために同じ堆積パラメータを使用することを可能にする。導電性マスク４０２は、ディスプレイ装置回りの電気的信号の配線により大きな自由度を与えるために使用されることが出来て、そして、信号のために電気的並列接続を与えることにより干渉電極に信号を供給する電気回路の抵抗を最小化することに役に立つように使用されることが出来る。

導電性マスク４０２及びＭＥＭＳ装置の製造における種々の段階が、図１２−１７を参照してここで説明される。

図１２は、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図であって、基板２０２上に堆積された第１反射マスク層２１８を図示する。１つの実施形態に従って、基板２０２が準備される、例えば、洗浄される、最初の準備段階の後で、第１反射マスク層２１８が、基板２０２上に層をスパッタ・コーティングすることにより堆積される。１つの具体例の実施形態において、第１反射マスク層２１８の厚さは、約６０オングストロームであることが出来る。

図１３は、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図であって、ある部分が除去された図１２の第１反射マスク層２１８を図示す。この製作のために、第１反射マスク層２１８が堆積された後、図１２に示されるように、第１反射マスク層２１８は、従来技術を使用してパターニングされそして現像されて、クロムの２つ以上の部分又は露出部分を残す。この露出部分は、マスクとして機能する積層薄膜の基礎層として機能することが出来る。

図１４は、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図であって、図１３に示される実施形態上に製作される複数の追加層を示す。図１４に示されるように、酸化物層２２０が、第１反射マスク層２１８を覆って基板２０２上に堆積される。１つの実施形態において、酸化物層２２０は、深さ約３００から８００オングストロームである。この層は、図１４に示される実施形態上にＳｉＯ_２をスパッタ・コーティングにより形成されることが出来る。酸化物層２２０の厚さは、マスクに対して要求される色（例えば、黒）状態の品質により決めることが出来る、そしてまたマスクの所望の色により決めることも出来る。

第２反射層２２２は、酸化物層２２０上に堆積され、そして第２反射層２２２は、第１反射層２１８に対応する部分を形成するようにパターニングされ現像されて、薄膜積層を具備する導電性マスクを形成する。次に、酸化物層２２６が、第２反射層２２２上に堆積される。第２反射層２２２が、例えば、図１６に示されるように、支柱２１２に接続されることが出来るように、ビア２２４は、酸化物層２２６内に形成されることが出来る。電気的な分離体２２８が、酸化物層２２６上に堆積される電極反射層２０４内に形成されることが出来る。電極反射層２０４は、一般的には約６０オングストローム厚であるが、その正確な厚さは、最終ディスプレイの要求される明るさに依存し、薄い層ほど明るいディスプレイをもたらす。導電性マスクの所望の構成と役割に基づいて、電極、例えば、電極反射層２０４、の複数部分が、電極反射層２０４内に１つ又は複数の分離体２２８を形成することにより電気的に分離されることが出来る。

その後、酸化物層２０６及び犠牲層２０９は、電極反射層２０４上にそれぞれスパッタ・コーティングされる。１つの実施形態によれば、酸化物層２０６は、シリコン酸化物を具備することが出来、そして約３００から８００オングストローム厚であることが出来る。１つの実施形態によれば、犠牲層２０９は、モリブデンを具備することが出来、そして一般的には約０．２から１．２ミクロン厚であることが出来る。

図１５は、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図であって、支柱のための凹部を形成するために実行されるパターニング及びエッチング工程を図示する。この実施形態によれば、パターニング及びエッチング工程は、ビア２２４及び第２反射層２２２に酸化物層２２６を貫いて延びる凹部を形成するために実行される。ビア２２４は、第２反射層２２２が支柱２１２（図１６に示される）に接続されることが出来るように酸化物層２２６内に形成されることが出来る。１つの実施形態によれば、導電性マスクの第２反射層２２２とＭＥＭＳ装置の別の部分（例えば、図１７に示される機械薄膜２１０）との間に電気的接続を形成するために、支柱２１２は、第２反射層２２２にビア２２４を貫いて延長されることが出来る。別の１つの実施形態においては、ビア２２４は、酸化物層２２６内に形成され、そして支柱に接続される電気的に導電性の材料で埋められる。

図１６は、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図であって、図１５において示される凹部内に支柱２１２を形成することを図示している。支柱２１２は、可動機械薄膜２１０（図１７）を支持する構造を提供し、そして薄膜積層を覆ってネガティブ・フォトレジスト材料を回転塗布すること、それを好適なマスクを通して露光すること、及び支柱２１２を形成するためにそれを現像すること、により凹部内に形成されることが出来る。この実施形態においては、電気的分離体２２８は、支柱２１２を電極反射層２０４から絶縁する。この様な分離体２２８は、支柱２１２が導電性材料を具備する場合に、支柱２１２を電極反射層２０４から絶縁する。

図１７は、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図であって、図１６に示される実施形態上に堆積される機械薄膜２１０を図示する。機械薄膜２１０は、犠牲層２０９上に膜をスパッタ・コーティングすることにより堆積される。その後、犠牲層２０９は、エアー・ギャップ２０８を残して取り除かれる。１つの実施形態において、機械薄膜２１０は、アルミニウム合金を具備する。犠牲層２０９の除去で、エアー・ギャップ２０８が形成され、光干渉変調器がアクチュエートされる時、機械薄膜２１０がその間を通って動く。

図１７は、しかも、第２反射層２２２、支柱２１２、及び機械薄膜２１０の間の電気的接続の１実施形態も示す。ここで、導電性マスクは、第１反射層２１８、酸化物層２２０、及び第２反射層２２２を具備する誘電体の積層を含み、誘電体の積層は、アクティブ領域から隔てられて配置される非アクティブ領域（例えば、支柱２１２）をマスクして遮る。ある複数の実施形態においては、導電性マスクは、マスクを形成するために使用される１つ又は複数の材料が電気を伝導することが出来るように、クロム、銀、アルミニウム又は誘電体の積層を具備することが出来る。

この実施形態においては、マスクは、最小限の光を反射しそして黒く見えるような光の干渉を引き起こすように構成された、非可動（例えば、静止した）干渉素子である。その光学的層は、ＩＴＯ／Ｃｒ，ＩＴＯ／Ｍｏ，ＩＴＯ／Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔｉ又は類似の特性を持つ他の材料から形成されることが出来る。誘電体層は、一般にＳｉＯ_２又は他の誘電体材料から形成され、そして反射体は、一般にアルミニウム、クロム又は他の金属材料から形成される。

マスクが電気的に導電性の材料を具備するようにマスクを製作することにより、及び所望の行電極及び／又は列電極への適切に配置された接続を使用することにより、マスクは、行電極及び／又は列電極の抵抗を低減するために使用されることが出来る。例えば、もし、常に黒を表示するように構成される導電性マスクが、複数の光干渉変調器を具備するアレイにおいて使用されるならば、この導電性マスクは、行及び／又は列に整列されたディスプレイ素子に信号を搬送するためにアレイにおいて使用される行電極及び／又は列電極の抵抗を減少させるための導電層としても使用されることも出来る。この実施形態においては、ビアは、支柱２１２のために凹部を提供するように誘電体２２６中に作られ、そしてその結果、それは導電性マスクの一部である第２反射層２２２に接続されることが出来る。導電性マスクを利用するための多くの他の可能な実施形態があることが評価される。マスクが第１導電性層２１８及び第２導電性層２２２を具備する複数の実施形態においては、両方の導電性層が、電気的バスとして使用されることが出来る。複数の実施形態においては、両方の導電性層は、同じ電気的バスの一部として使用されることが出来る。他の実施形態においては、導電性層は、別々の電気的バスの一部としてそれぞれ使用されることが出来る。

図１８−２２は、電極に電気的並列接続を与えるために、光干渉変調器における導電性マスクの種々の具体例の実施形態を示す。それ等の実施形態は、図１７において示された実施形態に関して、上で説明されたものと類似の技術を用いて製作されることが出来る。図１８−２２に図示される導電性マスクは、非可動干渉素子として構成され、変調素子への電圧の印加のための１つ又は複数の電気的並列接続を与える。図１８は、導電性マスクの１実施形態を図示するＭＥＭＳ装置の断面図であり、そこでは、電気的並列接続がマスクの両方の層と可動機械薄膜との間に形成される。図１８において、マスクは、第１反射層２１８及び第２反射層２２２を具備する。マスクは、斜線の施された領域により示されるように、可動機械薄膜２１０への電気的並列接続を形成し、光干渉変調器中の複数の電極のうちの１つの一部分を形成する。第１電極２１８は、コネクタ２２９により第２反射層２２２に電気的に接続される。支柱２１２は、導電性材料、例えば、ここで説明された複数の導電性材料の１つ、から作られ、そして第２反射層２２２に接続される。電気的分離体２２８は、支柱２１２を電極反射層２０４から電気的に絶縁する。支柱２１２が可動機械薄膜２１０に接続され、従って、第１反射層２１８と第２反射層２２２は、機械薄膜２１０と電気的並列接続を形成する。

図１９は、導電性マスクの１実施形態を図示するＭＥＭＳ装置の断面図であり、そこでは、電気的並列接続がマスクの２つの導電性層と非可動電極層２０４との間に形成される。第１反射層２１８及び第２反射層２２２は、斜線の施された領域で示されるように、電極反射層２０４への電気的並列接続を形成する。第１反射層２１８は、コネクタ２３１により第２反射層２２２に電気的に接続され、このコネクタは、しかも第１反射層２１８及び第２反射層２２２を電極反射層２０４に接続する。電気的分離体２２８は、支柱２１２を電極反射層２０４から電気的に絶縁する。

図２０は、導電性マスクの１実施形態を図示するＭＥＭＳ装置の断面図であり、そこでは、電気的並列接続がマスクの第１反射層２１８と可動機械薄膜２１０との間に形成される。マスクの第１反射層２１８は、支柱２１２を貫通する導電性コネクタ２３４により機械薄膜２１０に電気的に接続される。コネクタ２３４は、非導電性材料から形成される電気的絶縁体２３２により、支柱２１２及びマスクの第２反射層２２２から絶縁される。電気的絶縁体２２８は、支柱２１２を電極反射層２０４から絶縁する。支柱２１２が導電性材料から形成されない実施形態においては、電気的絶縁体２３２及び電気的絶縁体２２８は、支柱２１２を周囲の導電性材料から電気的に絶縁するために、必ずしも必要であるとはいえない。この実施形態においては、第１反射層２１８のみが機械薄膜２１０への電気的並列接続を形成する。

図２１は、導電性マスクの１実施形態を図示するＭＥＭＳ装置の断面図であり、そこでは、電気的並列接続がマスクの第１反射層２１８、第２反射層２２２と可動機械薄膜２１０との間に形成される。この実施形態は、第１反射層２１８が電気的コネクタ２３８により第２反射層２２２に接続されるということを除けば、図２０に示される実施形態に類似する。第１反射層２１８及び第２反射層２２２は、電気的コネクタ２３６により機械薄膜２１０に電気的に接続されて、導電性マスクの両方の層と機械薄膜２１０との間に電気的な並列接続を形成する。この実施形態において、支柱２１２は、導電性材料から形成されない、従って、絶縁体２３２は、分り易くするため示されてはいるが、支柱２１２を周囲の導電性材料から電気的に絶縁するためには必ずしも必要ではない。

図２２は、導電性マスクの１実施形態を図示するＭＥＭＳ装置の断面図であり、そこでは、斜線の施された領域で示されるように、電気的並列接続がマスクの第１反射層２１８と電極層２０４との間に形成される。もう１つの電気的並列接続は、斜交十字線を施された領域で示されるように、マスクの第２反射層２２２と可動機械薄膜２１０との間に形成される。図２２において、第１の電気的並列接続は、電気的コネクタ２４０により、マスクの第１反射層２１８を電極層２０４に電気的に接続することにより形成される。電気的絶縁体２２８は、電極層２０４を導電性の支柱２１２から絶縁する。電気的絶縁体２３３は、電気的コネクタ２４０をマスクの第２反射層２２２から絶縁する。第２の電気的並列接続は、マスクの第２反射層２２２を、機械薄膜２１０に接続されている支柱２１２に接続することにより形成される。

図２３Ａ及び図２３Ｂは、ディスプレイ装置２０４０の実施形態を説明するシステム・ブロック図である。ディスプレイ装置２０４０は、例えば、セルラ又は携帯電話機である可能性がある。しかしながら、ディスプレイ装置２０４０の同じ構成要素又はそのわずかな変形は、しかも、テレビ及び携帯型メディア・プレーヤのような種々のタイプのディスプレイ装置も説明する。

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、及びマイクロフォン２０４６を含む。ハウジング２０４１は、一般に当業者に周知の各種の製造技術のいずれかから形成され、射出成型、及び真空形成を含む。その上、ハウジング２０４１は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、及びセラミックス、又はこれらの組み合わせを含むが、これらには限定されない、任意の種々の材料から形成されることができる。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（図示されず）を含み、異なる色、若しくは異なるロゴ、絵柄、又はシンボルを含むその他の取り外し可能な部分と取り替えられることができる。

具体例のディスプレイ装置２０４０のディスプレイ２０３０は、ここに説明されたように、双安定ディスプレイを含む、種々のディスプレイのいずれかであることができる。その他の実施形態では、当業者に周知であるように、ディスプレイ２０３０は、フラット−パネル・ディスプレイ、例えば、上に説明されたような、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、又はＴＦＴ ＬＣＤ、若しくは非フラット−パネル・ディスプレイ、例えば、ＣＲＴ又はその他の真空管装置、を含む。しかしながら、本実施形態を説明する目的のために、ディスプレイ２０３０は、ここに説明されたように、光干渉変調器ディスプレイを含む。

具体例のディスプレイ装置２０４０の１つの実施形態の構成要素が、図２３Ｂに模式的に図示される。図示された具体例のディスプレイ装置２０４０は、ハウジング２０４１を含み、少なくとも部分的にその中に納められた増設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、具体例のディスプレイ装置２０４０は、トランシーバ２０４７に接続されたアンテナ２０４３を含むネットワーク・インターフェース２０２７を含む。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は調整ハードウェア２０５２に接続される。調整ハードウェア２０５２は、信号を調整する（例えば、信号をフィルタする）ために構成されることができる。調整ハードウェア２０５２は、スピーカ２０４５及びマイクロフォン２０４６に接続される。プロセッサ２０２１は、しかも、入力装置２０４８及びドライバ・コントローラ２０２９に接続される。ドライバ・コントローラ２０２９は、フレーム・バッファ２０２８に接続され、そしてアレイ・ドライバ２０２２に接続される。アレイ・ドライバ２０２２は、順番にディスプレイ・アレイ２０３０に接続される。電源２０５０は、固有の具体例のディスプレイ装置２０４０設計によって必要とされるように全ての構成要素に電力を供給する。

ネットワーク・インターフェース２０２７は、アンテナ２０４３及びトランシーバ２０４７を含み、その結果、具体例のディスプレイ装置２０４０は、ネットワークを介して１つ又はそれより多くの装置と通信できる。１つの実施形態では、ネットワーク・インターフェース２０２７は、しかも、プロセッサ２０２１の要求を軽減させるためにある種の処理能力をも持つことができる。アンテナ２０４３は、信号を送信し受信するために当業者に公知にいずれかのアンテナである。１つの実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ），（ｂ），又は（ｇ）を含む、ＩＥＥＥ８０２．１１規格にしたがってＲＦ信号を送信し、受信する。他の１つの実施形態では、アンテナは、ブルートゥース（BLUETOOTH）規格にしたがってＲＦ信号を送信し、受信する。セルラ電話機の場合には、アンテナは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ又は無線セル電話ネットワークの内部で通信するために使用されるその他の公知の信号を受信するように設計される。トランシーバ２０４７は、アンテナ２０４３から受信された信号を事前処理し、その結果、信号がプロセッサ２０２１によって受信され、さらに操作されることができる。トランシーバ２０４７は、しかも、プロセッサ２０２１から受信された信号をも処理し、その結果、信号はアンテナ２０４３を介して具体例のディスプレイ装置２０４０から送信されることができる。

代わりの実施形態において、トランシーバ２０４７は、受信機によって置き換えられることができる。しかも他の１つの代わりの実施形態では、ネットワーク・インターフェース２０２７は、画像ソースによって置き換えられることができる。画像ソースは、プロセッサ２０２１に送られるべき画像データを記憶できる、又は発生できる。例えば、画像ソースは、ディジタル・ビデオ・ディスク（digital video disc）（ＤＶＤ）又は画像データを包含するハード−ディスク・ドライブ、若しくは画像データを発生するソフトウェア・モジュールであることができる。

プロセッサ２０２１は、一般に具体例のディスプレイ装置２０４０の総合的な動作を制御する。プロセッサ２０２１は、ネットワーク・インターフェース２０２７又は画像ソースから圧縮された画像データのようなデータを受信し、そしてデータを生の画像データに、又は生の画像データに容易に処理されるフォーマットに処理する。プロセッサ２０２１は、その後、処理されたデータをドライバ・コントローラ２０２９へ、又は記憶のためにフレーム・バッファ２０２８へ送る。生のデータは、一般的に、画像の内部でのそれぞれの位置における画像特性を識別する情報を呼ぶ。例えば、そのような画像特性は、色彩、彩度、及びグレー・スケール・レベルを含むことができる。

１つの実施形態において、プロセッサ２０２１は、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、又は論理ユニットを含み、具体例のディスプレイ装置２０４０の動作を制御する。調整ハードウェア２０５２は、一般に、スピーカ２０４５に信号を送信するために、そして、マイクロフォン２０４６から信号を受信するために、増幅器及びフィルタを含む。調整ハードウェア２０５２は、具体例のディスプレイ装置２０４０内部の独立した構成要素であることができる、若しくは、プロセッサ２０２１又はその他の構成要素の内部に組み込まれることができる。

ドライバ・コントローラ２０２９は、プロセッサ２０２１により発生された生の画像データをプロセッサ２０２１から直接又はフレーム・バッファ２０２８からのいずれかで取得し、そしてアレイ・ドライバ２０２２への高速送信のために生の画像データを適切に再フォーマット化する。具体的には、ドライバ・コントローラ２０２９は、生の画像データをラスタ状のフォーマットを有するデータ・フローに再フォーマット化する、その結果、データ・フローは、ディスプレイ・アレイ２０３０全体をスキャニングするために適した時間の順番を有する。それから、ドライバ・コントローラ２０２９は、フォーマット化された情報をアレイ・ドライバ２０２２へ送る。ＬＣＤコントローラのような、ドライバ・コントローラ２０２９が独立型の集積回路（Integrated Circuit）（ＩＣ）としてプロセッサ２０２１にしばしば関連付けられるけれども、そのようなコントローラは、複数の方法で与えられることができる。これらは、ハードウェアとしてプロセッサ２０２１に搭載される、ソフトウェアとしてプロセッサ２０２１に搭載される、若しくはアレイ・ドライバ２０２２を用いたハードウェアに完全に統合されることができる。

一般的に、アレイ・ドライバ２０２２は、フォーマット化された情報をドライバ・コントローラ２０２９から受信し、そしてビデオ・データをウェーブフォームの並列セットに再フォーマット化する。ウェーブフォームの並列セットは、ディスプレイの画素のｘ−ｙ行列から来る数百本そして時には数千本のリード線（lead）に毎秒数回適用される。

１つの実施形態において、ドライバ・コントローラ２０２９、アレイ・ドライバ２０２２、及びディスプレイ・アレイ２０３０は、ここに説明されたいずれかのタイプのディスプレイに対して適切である。例えば、１つの実施形態では、ドライバ・コントローラ２０２９は、従来型のディスプレイ・コントローラ又は双安定ディスプレイ・コントローラ（例えば、光干渉変調器コントローラ）である。他の１つの実施形態では、アレイ・ドライバ２０２２は、従来型のドライバ又は双安定ディスプレイ・ドライバ（例えば、光干渉変調器ディスプレイ）である。１つの実施形態では、ドライバ・コントローラ２０２９は、アレイ・ドライバ２０２２と統合される。そのような実施形態は、セルラ電話機、時計、及びその他の小面積ディスプレイのような高度に集積されたシステムにおいて一般的である。さらに他の１つの実施形態では、ディスプレイ・アレイ２０３０は、典型的なディスプレイ・アレイ又は双安定ディスプレイ・アレイ（例えば、光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、ユーザが具体例のディスプレイ装置２０４０の動作を制御することを可能にする。１つの実施形態では、入力装置２０４８は、クワーティ（QWERTY）キーボード又は電話キーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、接触感応スクリーン、感圧又は感熱膜を含む。１つの実施形態では、マイクロフォン２０４６は、具体例のディスプレイ装置２０４０に対する入力装置である。マイクロフォン２０４６が装置にデータを入力するために使用される場合に、音声命令が、具体例のディスプレイ装置２０４０の動作を制御するためにユーザによって与えられることができる。

電源２０５０は、この技術において周知のように各種のエネルギー蓄積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−カドミウム電池又はリチウム・イオン電池のような、充電可能な電池である。他の１つの実施形態では、電源２０５０は、回復可能なエネルギー源、キャパシタ、又はプラスチック太陽電池、及びソーラー−セル塗料を含む太陽電池である。他の１つの実施形態では、電源２０５０は、壁のコンセントから電力を受け取るように構成される。

いくつかの方法では、制御のプログラム可能性は、上記に説明されたように、電子ディスプレイ・システム中の複数の場所に置かれることができるドライバ・コントローラ中に常駐する。複数の場合では、制御のプログラム可能性は、アレイ・ドライバ２０２２中に常駐する。上記に説明された最適化が、任意の数のハードウェア及び／又はソフトウェア構成要素において及び種々の構成において実施されることができることを、当業者は、認識する。

上記の詳細な説明は、種々の実施形態に適用されたものとして本発明の新規な特徴を示し、説明し、そして指摘してきているが、説明された装置又はプロセスの形式及び詳細の種々の省略、置き換え、及び変更が、本発明の精神から逸脱することなく当業者により行い得ることが、理解される。本発明の範囲は、前述の明細書よりは請求項により示される。特許請求の範囲と等価な趣旨及び範囲内になる全ての変更は、この範囲内に包含されるべきである。

図１は、光干渉変調器ディスプレイの１実施形態の一部分を図示する等測図であり、そこでは、第１光干渉変調器の可動反射層は、リリースされた位置にあり、第２光干渉変調器の可動反射層は、アクチュエートされた位置にある。 図２は、３×３光干渉変調器ディスプレイを組み込んでいる電子装置の１実施形態を説明するシステム・ブロック図である。 図３は、図１の光干渉変調器の１つの具体例の実施形態に関する印加電圧に対する可動鏡位置の図である。 図４は、光干渉変調器ディスプレイを駆動するために使用されることができる行及び列電圧のセットの説明図である。 図５Ａは、図２の３×３光干渉変調器ディスプレイ中のディスプレイ・データの１つの具体例のフレームを図示する。 図５Ｂは、図５Ａのフレームを書き込むために使用されることができる行及び列信号に関する１つの具体例のタイミング図を図示する。 図６Ａは、図１の装置の断面図である。 図６Ｂは、光干渉変調器の代わりの実施形態の断面図である。 図６Ｃは、光干渉変調器の他の１つの代わりの実施形態の断面図である。 図７Ａは、第１の状態における第１の具体例の光干渉変調器の断面側立面図である。 図７Ｂは、第２の状態における図７Ａの光干渉変調器の断面側立面図である。 図７Ｃは、第１の状態における第２の具体例の光干渉変調器の断面側立面図である。 図７Ｄは、第２の状態における図７Ｃの光干渉変調器の断面側立面図である。 図８Ａは、複数の画素に含まれる構造を含有する非アクティブ領域を図示する光干渉変調器のアレイの一部の上面図である。 図８Ｂは、複数の画素に含まれる構造を含有する非アクティブ領域を図示する光干渉変調器のアレイの一部の上立面図である。 図９は、本発明の１実施形態に従ったマスク又は光吸収領域を有するＭＥＭＳ装置を通る断面図である。 図１０は本発明の別の１実施形態に従ったマスク又は光吸収領域を有するＭＥＭＳ装置の別の１実施形態の断面図である。 図１１は、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置に含まれることが出来る種々の層を図示する断面図である。 図１２は、基板上に堆積された反射性クロム層を図示する、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図である。 図１３は、除去されたクロム層の部分を持つ図１２の反射性クロム層を図示する、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図である。 図１４は、図１３に示される実施形態に適用された追加の層を図示する、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図である。 図１５は、支柱のための凹部形成するために実行されるパターニング及びエッチング工程を図示する、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図である。 図１６は、図１５に示される凹部に支柱を形成することを図示する、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図である。 図１７は、図１６に示される実施形態上に機械薄膜を堆積し、そして犠牲層を取り除いてエアー・ギャップを形成した結果を図示する、導電性マスクを有するＭＥＭＳ装置の製造における１段階の断面図である。 図１８は、マスクと可動機械薄膜の両方の層の間に電気的並列接続が形成される導電性マスクの１実施形態を図示する、ＭＥＭＳ装置の断面図である。 図１９は、マスクと非可動電極層の両方の層の間に電気的並列接続が形成される導電性マスクの１実施形態を図示する、ＭＥＭＳ装置の断面図である。 図２０は、マスクの第１反射層と可動機械薄膜との間に電気的並列接続が形成される導電性マスクの１実施形態を図示する、ＭＥＭＳ装置の断面図である。 図２１は、マスクの第１及び第２反射層と可動機械薄膜との間に電気的並列接続が形成される導電性マスクの１実施形態を図示する、ＭＥＭＳ装置の断面図である。 図２２は、マスクの第１反射層と非可動電極層との間に電気的並列接続が形成され、そして、マスクの第２反射層と可動機械薄膜との間に別の電気的並列接続が形成される、導電性マスクの１実施形態を図示する、ＭＥＭＳ装置の断面図である。 図２３Ａは、複数の光干渉変調器を具備する視覚ディスプレイ装置の１実施形態を説明するシステム・ブロック図である。 図２３Ｂは、複数の光干渉変調器を具備する視覚ディスプレイ装置の１実施形態を説明するシステム・ブロック図である。

符号の説明

１２…光干渉変調器、画素，１４…可動反射層（可動鏡、鏡），１６…固定反射層（固定鏡）、誘電体，１８…支柱，１９…キャビティ，２０…透明基板，３０…画素アレイ，３２…連結部，３４…鏡、５０…光干渉変調器、５５…光学キャビティ、６０…光干渉変調器、６６…光学キャビティ、７２…行横断路（row cuts）、７６…可動鏡層の間の領域、１００…ディスプレイ、１０４…光干渉変調器、１０６…矢印、１０８…非アクティブ領域、１１０…視線矢印、２００…光干渉変調器、２０２…基板、２０３…破線の長方形、２０４…電極反射層、２０６…酸化物層、２０８…エアー・ギャップ、２０９…犠牲層、２１０…機械薄膜、２１２…支柱、２１８…第１反射層、２２０…酸化物層、２２２…第２反射層、２２４…ビア、２２６…酸化物層、２２８…電気的絶縁体、２２９…コネクタ、２３０…丸で囲まれた領域、２３１…コネクタ、２３２、２３３…電気的絶縁体、２３４、２３６、２３８、２４０…コネクタ、４０２…導電性マスク、２０４０…ディスプレイ装置、２０４１…ハウジング。

Claims (38)

1. 光学装置であって、下記を具備する：
   基板；
   基板上に配置された干渉光変調素子、該変調素子は該変調素子に印加される電圧に応答して変化する光学的特性を有する；及び
   基板上に配置され、変調素子から間隔を置いて配置された電気的に導電性の光学マスク、該光学マスクは変調素子への電圧の印加のための１つ又は複数の電気的経路を提供するために変調素子に電気的に接続される。
2. 光学マスクは、黒に見えるように構成される、請求項１の装置。
3. 光学マスクは、黒とは異なる色に見えるように構成される、請求項１の装置。
4. 電気的に並列な接続を形成するために光学マスクに電気的に接続された列電極を更に具備する、請求項１の装置。
5. 電気的に並列な接続を形成するために光学マスクに電気的に接続された行電極を更に具備する、請求項１の装置。
6. 光学マスクは、薄膜の積層を具備する、請求項１の装置。
7. 薄膜の積層は、第１反射層及び第２反射層を具備する、請求項６の装置。
8. 第１反射層は、第１電極に電気的に接続される、及び第２反射層は、第２電極に電気的に接続される、請求項７の装置。
9. 第１反射層及び第２反射層は、同じ電極に電気的に接続される、請求項７の装置。
10. 光学マスクは、１つ又は複数の導電性のビアにより変調素子に電気的に接続される、請求項１の装置。
11. 前記干渉光学調素子及び前記電気的に導電性の光学マスクのうち少なくとも１つと電気的に通信するプロセッサ、前記プロセッサは画像データを処理するために構成される；及び
    前記プロセッサと電気的に通信する記憶装置、
    を更に具備する、請求項１の装置。
12. 前記干渉光変調素子及び前記電気的に導電性の光学マスクのうち少なくとも１つに少なくとも１つの信号を送るために構成されたドライバ回路を更に具備する、請求項１１の装置。
13. 前記画像データの少なくとも一部を前記ドライバ回路に送るために構成されたコントローラを更に具備する、請求項１２の装置。
14. 前記画像データを前記プロセッサへ送るために構成された画像ソース・モジュールを更に具備する、請求項１１の装置。
15. 前記画像ソース・モジュールは、受信機、トランシーバ、送信機のうち少なくとも１つを具備する、請求項１４の装置。
16. 入力データを受信するために及び前記入力データを前記プロセッサに通信するために構成された入力装置を更に具備する、請求項１１の装置。
17. ディスプレイの複数の干渉光学素子に電気信号を提供する方法であって、該干渉光学素子はそれに電圧を印加することにより個別にアクチュエートすることが出来て、該方法は、下記を具備する：
    電気的に導電性の光学マスクを１つ又は複数の干渉光学素子に電気的に接続すること；及び
    １つ又は複数の干渉光学素子を作動させるために光学マスクに電圧を印加すること。
18. 光学マスクは、薄膜の積層を具備する、請求項１７の方法。
19. 薄膜の積層は、１つ又は複数の干渉光学素子を作動させるために電圧が印加される導電性反射層を具備する、請求項１８の方法。
20. 光学マスクは、１つ又は複数の干渉素子を具備する、請求項１７の方法。
21. 光学マスクは、光吸収性である、請求項１７の方法。
22. 干渉光学装置を製作する方法であって、該方法は、下記を具備する：
    基板上に電気的に導電性の光学マスクを形成すること、ここにおいて、該光学マスクは光を吸収する；
    基板上に光学マスクから間隔を置いて配置された干渉光学部品を形成すること、ここにおいて、該干渉光学部品は駆動された状態と駆動されない状態を有し、該干渉光学部品は印加電圧に応答して駆動された状態と駆動されない状態との間で変化し、各状態は入射光に対し特有の光学的応答を有する；及び
    少なくとも一部の光学マスクが干渉光学部品に電圧を印加するためのバスを提供するように、光学マスクを干渉光学部品に電気的に接続すること。
23. 光学マスクは、１つ又は複数の干渉素子を具備する、請求項２２の方法。
24. 光学マスクは、薄膜の積層を具備する、請求項２２の方法。
25. 薄膜の積層は、２つの光を反射する材料の間に挟まれた非光吸収性の誘電体材料を具備する、請求項２４の方法。
26. １つ又は複数の光を反射する材料は、銀、アルミニウム、又はクロムを具備する、請求項２５の方法。
27. 請求項１６の方法により形成された、干渉光学装置。
28. 透明基板上に形成された少なくとも１つのアクティブな干渉光学部品を具備する光学装置を製作する方法であって、該方法は、下記を具備する：
    光吸収性にすべき基板上の領域を特定すること、ここにおいて、該特定された領域は少なくとも１つのアクティブな干渉光学部品から横方向に外れている；及び
    少なくとも１つのアクティブな干渉光学部品を製作する前に特定された領域上に導電性の光吸収性光学マスクを製作すること、ここにおいて、光学マスクは該アクティブな干渉光学部品に接続される。
29. 干渉光学部品は、画素を具備し、光吸収性の領域は画素を縁取りする領域である、請求項２８の方法。
30. 製作することは、基板上に第１光反射層を堆積すること、該第１光反射層上に非光吸収性誘電体層を堆積すること、及び該非光吸収性誘電体層上に第２光反射層を堆積すること、ここにおいて、１つ又は複数の第１又は第２光反射層は電気的に導電性である、を具備する、請求項２８の方法。
31. 第１及び第２光反射層は、金属材料を具備する、請求項３０の方法。
32. 非光吸収性誘電体層は、酸化物層を具備する、請求項３０の方法。
33. 光吸収性光学マスクは、１つ又は複数の干渉素子を具備する、請求項２８の方法。
34. 請求項２８の方法により形成された、光学装置。
35. 光学装置であって、下記を具備する：
    光学装置を支持するための手段；
    光を干渉方式により変調するための手段、該変調手段は支持手段上に配置され、該変調手段は該変調手段に印加される電圧に応答して変化する光学的特性を有する；及び
    光を吸収するための手段、該吸収手段は支持手段上に配置されかつ変調手段から間隔を置いて配置される、該吸収手段は変調手段への電圧の印加のための１つ又は複数の電気的経路を提供するために変調手段に接続される。
36. 支持手段は、基板を具備する、請求項３５の光学装置。
37. 変調手段は、光干渉変調器を具備する、請求項３５の光学装置。
38. 吸収手段は、電気的に導電性の光学マスクを具備する、請求項３５の光学装置。
    

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