JP2011517491A - 離隔層を備えた電気機械デバイス - Google Patents

Abstract

固定反射体と電極との間に配置された離隔層を備えた干渉型変調器デバイスが提供される。離隔層が、可動反射体と電極との間の短絡を防ぎ、フィルタリングキャビティを提供し、彩度が改善する。

Description

電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、機械素子、アクチュエータおよび電子機器を含む。

機械素子は、堆積、エッチング、及び／又は、基板及び／又は堆積された材料層の部分をエッチング除去するか、又は電気デバイスおよび電気機械デバイスを形成するために層を追加する他の機械加工プロセスを使用して作られてもよい。一種のＭＥＭＳデバイスは、干渉型変調器と呼ばれる。本明細書で使用されるように、干渉型変調器または干渉光変調器という用語は、光学干渉の原理を使用して、光を選択的に吸収する及び／又は反射するデバイスを指す。ある実施形態では、干渉型変調器は、一対の導電性板を備えてもよく、導電性板の一方または両方は、全体的にまたは部分的に透過型及び／又は反射型であり、適切な電気信号の印加によって相対運動が可能であってよい。特定の実施形態では、一方の板は、基板上に堆積された固定層を備えてもよく、他の板は、空隙によって固定層から分離された金属膜を備えてもよい。本明細書でより詳細に述べるように、一方の板の別の板に対する位置は、干渉型変調器に入射する光の光学干渉を変化させることが出来る。こうしたデバイスは、広い範囲の用途を有し、また、既存の製品を改良し、未だ開発されていない新しい製品を作るときにそれらの特徴が活用され得るように、これらのタイプのデバイスの特性を利用し及び／又は修正することが、当技術分野で有利となる。

ある実施形態では、デバイスが、電極、固定反射体、導電性材料を含む可動反射体を備え、干渉型変調キャビティが、可動反射体と固定反射体との間に画定され、可動反射体が、少なくとも第一位置と、第二位置と、第三位置との間を移動することが可能である。また、このデバイスが、固定反射体と電極との間に位置した離隔層を備え、この離隔層が、フィルタリングキャビティを提供する。

ある実施形態では、デバイスが、電極、固定反射体、導電性材料を含む可動反射体を備え、干渉型変調キャビティが、可動反射体と固定反射体との間に画定され、可動反射体が、少なくとも第一位置と、第二位置と、第三位置との間を移動することが可能である。また、このデバイスが、固定反射体と電極との間に位置した離隔層を備え、この離隔層が、デバイスの断面図において、１６０ｎｍ以上の厚さを有する。

ある実施形態では、デバイスが、電極、光を反射するための第一固定手段、光を反射するための第二可動手段を備える。第二反射手段が、導電性材料を含み、干渉型変調キャビティが、第一反射手段と第二反射手段との間に画定される。第二反射手段が、少なくとも第一位置と、第二位置と、第三位置との間を移動することが可能である。また、このデバイスが、第一反射手段と電極との離隔手段を備え、この離隔手段が、フィルタリングキャビティを提供する。

ある実施形態では、光変調デバイスを製造する方法が、電極を形成するステップと、離隔層を形成するステップと、固定反射体を形成するステップと、導電性材料を含む可動反射体を形成するステップとを含む。干渉型変調キャビティが、可動反射体と固定反射体との間に画定される。可動反射体が、少なくとも第一位置と、第二位置と、第三位置との間を移動することが可能である。離隔層が、フィルタリングキャビティを提供する。

第１干渉型変調器の可動反射層が緩和位置にあり、第２干渉型変調器の可動反射層が作動位置にある、干渉型変調器ディスプレイの一実施形態の一部分を示す等角図である。 ３×３干渉型変調器ディスプレイを組込む電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。 図１の干渉型変調器の１つの例示的な実施形態についての、可動ミラー位置対印加電圧の図である。 干渉型変調器ディスプレイを駆動するのに使用されてもよい行電圧および列電圧の組の図である。 図２の３×３干渉型変調器ディスプレイ内の表示データの１つの例示的なフレームを示す。 図５Ａのフレームを書込むのに使用されてもよい行信号および列信号についての、１つの例示的なタイミング図を示す。 複数の干渉型変調器を備える視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。 複数の干渉型変調器を備える視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。 図１のデバイスの断面図である。 干渉型変調器の代替の実施形態の断面図である。 干渉型変調器の別の代替の実施形態の断面図である。 干渉型変調器のさらに別の代替の実施形態の断面図である。 干渉型変調器のさらなる代替の実施形態の断面図である。 多状態（ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｔｅ）干渉型変調器の概略的な側断面図である。 離隔層を備えた多状態干渉型変調器の概略的な側断面図である。 異なる離隔層を備えた、赤、緑及び青の３状態（ｔｒｉ−ｓｔａｔｅ）干渉型変調器の概略的な側断面図である。 赤の３状態変調器に対する反射スペクトルの例を示す。 異なる離隔層を備えた、赤、緑及び青の３状態変調器に対する結合されたモデル化反射スペクトルの例を示す。 ＣＴＥ１９７６図における図１２において知覚される赤、緑及び青色の位置を示す。 ３−ビット設計のディスプレイに対する結合された反射スペクトルの例を示す。 ＣＴＥ１９７６図における図１４において知覚される赤、緑及び青色の位置を示す。

以下の詳細な説明は、本発明のある特定の実施形態を対象とする。しかしながら、本発明は、複数の異なる方法で具現化されることが可能である。本説明では、同じ部品が全体を通して同じ参照符号で指定される図面を参照する。以下の説明から明らかになるように、実施形態は、動いていようと（たとえば、ビデオ）、静止していようと（たとえば、静止画像）、また、テキストであろうと、図であろうと、画像を表示するよう構成されている任意のデバイスにおいて実施されてもよい。より詳細には、実施形態は、限定はしないが、移動体電話、無線デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡｓ）、手持ち式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（たとえば、オドメータディスプレイなど）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（たとえば、車両のリアビュ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、投影器、建築構造、パッケージングおよび美的構造（たとえば、１個の宝石上への画像の表示）などの種々の電子デバイス内で、または、それに関連して実施されてもよいことが意図される。本明細書で述べる構造と類似の構造のＭＥＭＳデバイスはまた、電子スイッチングデバイスなどの非ディスプレイ用途で使用されることも可能である。

一実施形態は、高コントラスト比（ＣＲ）及び広い色域（ｇａｍｕｔ）を有する３状態干渉型変調デバイスを適応するディスプレイを含む。このような３状態干渉型変調デバイスにおいて、離隔層が、可動反射体と電極との間の短絡に対する優れた保護を提供する。一実施形態において、離隔層が、光周波数の範囲にわたって強い（ｓａｔｕｒａｔｅｄ）光を提供すると考えられている第二干渉型変調キャビティを画定する。結果として、ディスプレイの色域が強化される。

干渉型ＭＥＭＳディスプレイ素子を備える１つの干渉型変調器ディスプレイの実施形態が、図１に示される。これらのデバイスでは、ピクセルは、明るい状態かまたは暗い状態にある。明るい（「オン」または「オープン」）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。暗い（「オフ」または「クローズ」）状態にあるとき、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。実施形態に応じて、「オン」状態および「オフ」状態の光反射特性が逆になってもよい。ＭＥＭＳピクセルは、選択されたカラーにおいて主として反射するよう構成することができ、白黒ディスプレイに加えてカラーディスプレイを可能にする。

図１は、各ピクセルがＭＥＭＳ干渉型変調器を備える視覚ディスプレイの一連のピクセル内の２つの隣接ピクセルを示す等角図である。いくつかの実施形態では、干渉型変調器ディスプレイは、これらの干渉型変調器の行／列アレイを備える。各干渉型変調器は、少なくとも１つの可変寸法を有する共振光ギャップを形成するために、互いから可変でかつ制御可能な距離に配置された一対の反射層を含む。一実施形態では、反射層の一方は、２つの位置の間で移動してもよい。本明細書で緩和位置と呼ばれる第１位置では、可動反射層は、固定された部分反射層から比較的遠い距離に配置される。本明細書で作動位置と呼ばれる第２位置では、可動反射層は、部分反射層にさらに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応じて建設的にまたは破壊的に干渉し、各ピクセルについて全体的な反射状態または非反射状態を生成する。

図１のピクセルアレイの示す部分は、２つの隣接する干渉型変調器１２ａおよび１２ｂを含む（まとめて干渉型変調器１２と呼ばれる）。左の干渉型変調器１２ａでは、可動反射層１４ａは、部分反射層を含む光学積層体１６ａから所定距離の緩和位置に示される。右の干渉型変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂは、光学積層体１６ｂに隣接する作動位置に示される。

本明細書で参照される、光学積層体１６ａおよび１６ｂ（あわせて光学積層体１６と呼ばれる）は、通常、いくつかの融合層を備え、融合層は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの電極層、クロムなどの部分反射層および透明誘電体を含むことが出来る。そのため、光学積層体１６は、導電性があり、部分的に透明であり、部分的に反射型であり、たとえば上記層の１つまたは複数を透明基板２０上に堆積することによって作製されてもよい。部分反射層は、種々の金属、半導体および誘電体などの部分的に反射型である種々の材料から形成されることが出来る。部分反射層は、１つまたは複数の材料層で形成され、層はそれぞれ、単一材料または材料の組合せで形成されることが出来る。

いくつかの実施形態では、光学積層体１６の層は、平行ストリップにパターニングされ、以下でさらに述べるように、ディスプレイデバイス内に行電極を形成してもよい。可動反射層１４ａ、１４ｂは、ポスト１８の上部およびポスト１８間に堆積される介在する犠牲材料上に堆積される（１６ａ、１６ｂの行電極に垂直な）１つまたは複数の堆積金属層の一連の平行ストリップとして形成されてもよい。犠牲材料がエッチング除去されると、可動反射層１４ａ、１４ｂは、画定されたギャップ１９によって光学積層体１６ａ、１６ｂから分離される。アルミニウムなどの導電性が高くかつ反射性が大きい材料が、反射層１４のために使用され、これらのストリップは、ディスプレイデバイスの列電極を形成してもよい。

電圧が印加されない場合、ギャップ１９は、可動反射層１４ａと光学積層体１６ａとの間に留まり、そのとき、可動反射層１４ａは、図１のピクセル１２ａで示すように、機械的に緩和状態にある。しかし、選択された行および列に電位差が印加されると、対応するピクセルの行電極と列電極の交差部に形成されたキャパシタが充電され、静電力が電極を引寄せあう。電圧が十分に高い場合、可動反射層１４は、変形し、光学積層体１６に押しつけられる。光学積層体１６内の誘電性層（この図では示さず）は、短絡を防止し、図１の右のピクセル１２ｂで示すように、層１４と１６との間の分離距離を制御してもよい。挙動は、印加される電位差の極性によらず同じである。こうして、反射ピクセル状態対非反射ピクセル状態を制御することが出来る行／列作動は、従来のＬＣＤおよび他のディスプレイ技術で使用される行／列作動と多くの点で類似する。

図２〜５Ｂは、ディスプレイ用途において干渉型変調器のアレイを使用する１つの例示的なプロセスおよびシステムを示す。

図２は、本発明の態様を組込みうる電子デバイスの一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、電子デバイスは、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 Ｐｒｏ（登録商標）、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）若しくはＡＬＰＨＡ（登録商標）などの任意の汎用シングルチップ若しくはマルチチップマイクロプロセッサ、又は、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ若しくはプログラマブルゲートアレイなどの任意の専用マイクロプロセッサであってよい。当技術分野で慣例であるように、プロセッサ２１は、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するよう構成されてもよい。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、ｅｍａｉｌプログラムまたは任意の他のソフトウェアアプリケーションを含む１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するよう構成されてもよい。

一実施形態では、プロセッサ２１はまた、アレイドライバ２２と通信するよう構成される。一実施形態では、アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイまたはパネル３０に信号を供給する行駆動回路２４および列駆動回路２６を含む。図１に示すアレイの断面は、図２のライン１−１によって示される。ＭＥＭＳ干渉型変調器の場合、行／列作動プロトコルは、図３に示すこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用してもよい。これは、可動層が緩和状態から作動状態に変形するようにさせるために、たとえば１０ボルト電位差を必要としうる。しかし、電圧がその値から減少すると、電圧が１０ボルト未満に戻るため、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ボルト未満に低下するまで、完全には緩和しない。そのため、図３に示す実施例では、デバイスが、その中で緩和状態または作動状態で安定である、印加電圧のウィンドウ、約３〜７Ｖが存在する。これは、本明細書では、「ヒステリシスウィンドウ（ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｗｉｎｄｏｗ）」または「安定性ウィンドウ（ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｎｄｏｗ）」と呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイの場合、行／列作動プロトコルは、行ストローブ中に、作動されるはずのストローブされた行のピクセルが、約１０ボルトの電圧差にさらされ、緩和されるはずのピクセルが、ゼロボルトに近い電圧差にさらされるように設計され得る。ストローブ後、行ストローブがピクセルをどの状態に置こうともその状態にピクセルが留まるように、ピクセルは、約５ボルトの定常状態電圧差にさらされる。書込まれた後、各ピクセルは、この実施例では、３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差を受ける。この特徴は、前もって存在する作動または緩和の状態における同じ印加電圧条件下で、図１に示すピクセルデザインを安定にさせる。干渉型変調器の各ピクセルが、作動状態であれ、緩和状態であれ、本質的に固定反射層と移動反射層によって形成されるキャパシタであるため、この安定状態は、電力消費がほとんど全くない状態で、ヒステリシスウィンドウ内の電圧に保持されることが出来る。本質的に、印加電位が一定である場合、電流はピクセル内に流れない。

通常の用途では、ディスプレイフレームは、第１行内の作動ピクセルの所望の組に従って列電極の組をアサートすることによって作られてもよい。行パルスが、次に、行１電極に印加され、アサートされた列線に相当するピクセルを作動する。列電極のアサートされたセットは、次に、第２行内の作動ピクセルの所望の組に対応するように変更される。パルスは、次に、行２電極に印加され、アサートされた列電極に従って行２の適切なピクセルを作動する。行１のピクセルは、行２パルスによって影響を受けず、行１パルス中にセットされた状態のまま留まる。これは、フレームを生成するために、逐次方式で行の全シリーズについて繰返されてもよい。一般に、フレームは、１秒当たりある所望のフレーム数でこのプロセスを連続して繰返すことによって、リフレッシュされ及び／又は新しいディスプレイデータで更新される。ディスプレイフレームを生成するための、ピクセルアレイの行および列電極を駆動するいろいろなプロトコルが、同様によく知られており、また、本発明と関連して使用されてもよい。

図４、５Ａ、および５Ｂは、図２の３×３アレイ上にディスプレイフレームを作るための１つの可能な作動プロトコルを示す。図４は、図３のヒステリシス曲線を示すピクセルについて使用されてもよい列および行電圧レベルの可能な組を示す。図４の実施形態では、ピクセルを作動させることは、適切な列を−Ｖ_バイアスに、適切な行を＋ΔＶにセットすることを含み、両者は、それぞれ、−５ボルトおよび＋５ボルトに相当してもよい。ピクセルを緩和させることは、適切な列を＋Ｖ_バイアスに、適切な行を同じ＋ΔＶにセットすることによって達成され、ピクセルにわたるゼロボルト電位差を生成する。行電圧がゼロボルトに保持されるこれらの行では、列が＋Ｖ_バイアスであるか、または、−Ｖ_バイアスであるかによらず、ピクセルは、ピクセルが元々どの状態にあってもその状態で安定である。図４に同様に示すように、上述した電圧と逆極性の電圧が使用されることが出来、たとえば、ピクセルを作動させることが、適切な列を＋Ｖ_バイアスに、適切な行を−ΔＶにセットすることを含むことが可能であることが理解されるであろう。この実施形態では、ピクセルをリリースすることは、適切な列を−Ｖ_バイアスに、適切な行を同じ−ΔＶにセットし、ピクセルにわたってゼロボルト電位差を生成することによって達成される。

図５Ｂは、作動ピクセルが非反射型である図５Ａに示すディスプレイ配置をもたらすことになる図２の３×３アレイに印加される一連の行および列信号を示すタイミング図である。図５Ａに示すフレームを書込む前に、ピクセルは、任意の状態であることが可能であり、この実施例では、全ての行が０ボルトであり、全ての列が＋５ボルトである。これらの印加電圧によって、全てのピクセルが、既存の作動状態または緩和状態で安定である。

図５Ａのフレームでは、ピクセル（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）および（３，３）が作動される。これを達成するために、行１用の「ラインタイム（ｌｉｎｅ ｔｉｍｅ）」中に、列１および２が−５Ｖにセットされ、列３が＋５ボルトにセットされる。これは、全てのピクセルが３〜７ボルト安定性ウィンドウ内に留まるため、いずれのピクセルの状態も変更しない。行１は、次に、０ボルトから５ボルトまで上がり、再びゼロに戻るパルスでストローブされる。これは、（１，１）および（１，２）ピクセルを作動し、（１，３）ピクセルを緩和させる。アレイ内の他のピクセルは影響を受けない。行２を所望の状態にセットするために、列２が−５Ｖにセットされ、列１および３が＋５ボルトにセットされる。次に、行２に印加される同じストローブが、ピクセル（２，２）を作動し、ピクセル（２，１）およびピクセル（２，３）を緩和させることになる。やはり、アレイの他のピクセルは影響を受けない。行３は、列２および３を−５Ｖにセットし、列１を＋５ボルトにセットすることによって同様にセットされる。行３ストローブは、図５Ａに示すように行３のピクセルをセットする。フレームに書込んだ後、行電位はゼロであり、列電位は＋５ボルトまたは−５ボルトに留まることができ、ディスプレイは、そのため、図５Ａの配置において安定である。同じ手順が、何十または何百もの行および列のアレイについて使用され得ることが理解されるであろう。行および列作動を実施するのに使用されるタイミング、シーケンスおよび電圧レベルは、先に概説した一般的な原理内で幅広く変わることができ、上記例は例示に過ぎず、本明細書で述べるシステムおよび方法に関して任意の作動電圧法が使用されることが可能であることも理解されるであろう。

図６Ａおよび６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の実施形態を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０は、たとえば、携帯電話または移動体電話であることが可能である。しかし、ディスプレイデバイス４０の同じコンポーネントまたはそのわずかの変形体もまた、テレビおよび可搬型メディアプレーヤなどの種々のタイプのディスプレイデバイスの実例となる。

ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力装置４８およびマイクロフォン４６を含む。ハウジング４１は、一般に、射出成形および真空成形を含む、当業者によく知られている種々の製造プロセスの任意のプロセスから形成される。さらに、ハウジング４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴムおよびセラミックまたはその組合せを含む種々の材料の任意の材料から作られてもよい。一実施形態では、ハウジング４１は、異なるカラーの他の取外し可能部分と交換されてもよい、または、異なるロゴ、絵またはシンボルを含む取外し可能部分（図示せず）を含む。

例示的なディスプレイデバイス４０のディプレイ３０は、本明細書で述べるように、双安定ディスプレイを含む種々のディスプレイの任意のディスプレイであってよい。他の実施形態では、ディプレイ３０は、上述したように、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ若しくはＴＦＴ ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、又は、当業者によく知られているように、ＣＲＴ若しくは他の真空管デバイスなどの非フラットパネルディスプレイを含む。しかし、本実施形態を説明する目的で、ディプレイ３０は、本明細書で述べるように、干渉型変調器ディスプレイを含む。

例示的なディスプレイデバイス４０の一実施形態のコンポーネントは、図６Ｂに概略的に示される。図示された例示的なディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、また、ハウジング４１内に少なくとも部分的に閉囲されるさらなるコンポーネントを含むことが可能である。たとえば、一実施形態では、例示的なディスプレイデバイス４０は、送受信機４７に結合されるアンテナ４３を含むネットワークインタフェース２７を含む。送受信機４７は、調整用ハードウェア５２に接続されるプロセッサ２１に接続される。調整用ハードウェア５２は、信号を調節する（たとえば、信号をフィルタリングする）ように構成されてもよい。調整用ハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイクロフォン４６に接続される。プロセッサ２１はまた、入力装置４８およびドライバコントローラ２９に接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８およびアレイドライバ２２に結合され、順に、アレイドライバ２２はディスプレイアレイ３０に結合される。電力供給装置５０は、特定の例示的なディスプレイデバイス４０の設計による要求に応じて全てのコンポーネントに電力を供給する。

ネットワークインタフェース２７は、アンテナ４３および送受信機４７を含むため、例示的なディスプレイデバイス４０は、ネットワークを通じて１つまたは複数のデバイスと通信することが出来る。一実施形態では、ネットワークインタフェース２７はまた、プロセッサ２１の要求を軽減するためのある程度の処理能力を有してもよい。アンテナ４３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。一実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（ａ）、（ｂ）または（ｇ）を含むＩＥＥＥ ８０２．１１規格に従ってＲＦ信号を送受信する。別の実施形態では、アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格に従ってＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合、アンテナは、ＣＤＭＡ信号、ＧＳＭ信号、ＡＭＰＳ信号、または無線携帯電話ネットワーク内で通信するのに使用される他の周知の信号を受信するよう設計される。送受信機４７は、アンテナ４３から受信される信号が、プロセッサ２１によって受信され、プロセッサ２１によってさらに操作されるように、信号を前処理する。送受信機４７はまた、プロセッサ２１から受信される信号が、アンテナ４３を介して例示的なディスプレイデバイス４０から送信されうるように、信号を処理する。

代替の実施形態では、送受信機４７は受信機で置換されることが可能である。なお別の代替の実施形態では、ネットワークインタフェース２７は、プロセッサ２１に送出される画像データを格納するかまたは生成することが可能である画像源で置換されることが可能である。たとえば、画像源は、画像データを収容するデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）若しくはハードディスクドライブ又は画像データを生成するソフトウェアモジュールであることが可能である。

プロセッサ２１は、一般に、例示的なディスプレイデバイス４０の全体の動作を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインタフェース２７または画像源から圧縮画像データなどのデータを受信し、データを処理して、未処理画像データに、または、未処理画像データになるように容易に処理されるフォーマットにする。プロセッサ２１は、次に、処理済みデータを、ドライバコントローラ２９にまたは格納のためにフレームバッファ２８に送出する。未処理データは、通常、画像内の各位置において画像特性を識別する情報を指す。たとえば、こうした画像特性は、カラー、彩度およびグレースケールレベルを含むことが可能である。

一実施形態では、プロセッサ２１は、例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するために、マイクロコントローラ、ＣＰＵまたは論理ユニットを含む。調整用ハードウェア５２は、一般に、スピーカ４５に信号を送信し、マイクロフォン４６から信号を受信するためのフィルタ及び増幅器を含む。調整用ハードウェア５２は、例示的なディスプレイデバイス４０内の個別のコンポーネントであってよく、または、プロセッサ２１または他のコンポーネント内に組込まれてもよい。

ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された未処理画像データを、プロセッサ２１から直接的に、または、フレームバッファ２８から取得し（ｔａｋｅ）、未処理画像データを、アレイドライバ２２への高速伝送のために適切にリフォーマットする。具体的には、これが、ディスプレイアレイ３０にわたって走査するのに適した時間順序を有するように、ドライバコントローラ２９は、未処理画像データをラスタ様のフォーマットを有するデータフローにリフォーマットする。次に、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送出する。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９は、しばしば、スタンド−アローン型集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に連結されるが、こうしたコントローラは、多くの方法で実施されてもよい。コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１内に埋めこまれてもよく、ソフトウェアとしてプロセッサ２１内に埋めこまれてもよく、または、ハードウェアでアレイドライバ２２と完全に一体化されてもよい。

通常、アレイドライバ２２は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ２９から受信し、ビデオデータをリフォーマットして、ディスプレイのピクセルのｘ−ｙマトリクスから出てくる何百もの、時として何千ものリードに対して、１秒当たり多数回印加される波形の並列な組にする。

一実施形態では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２およびディスプレイアレイ３０は、本明細書で述べる任意のタイプのディスプレイに対して適切である。たとえば、一実施形態では、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（たとえば、干渉型変調器コントローラ）である。別の実施形態では、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（たとえば、干渉型変調器ディスプレイ）である。一実施形態では、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と一体化される。こうした実施形態は、携帯電話、腕時計および他の小面積ディスプレイなどの高集積化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３０は、通常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（たとえば、干渉型変調器のアレイを含むディスプレイ）である。

入力装置４８は、ユーザが例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御することを可能にする。一実施形態では、入力装置４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボード若しくは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチ感応スクリーン又は感圧膜若しくは感熱膜を含む。一実施形態では、マイクロフォン４６は、例示的なディスプレイデバイス４０用の入力装置である。マイクロフォン４６が、デバイスにデータを入力するために使用される場合、例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するための音声コマンドが、ユーザによって提供されてもよい。

電力供給装置５０は、当技術分野でよく知られているように、種々のエネルギー貯蔵デバイスを含むことが可能である。たとえば、一実施形態では、電力供給装置５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池などの充電式電池である。別の実施形態では、電力供給装置５０は、再生可能なエネルギー源、キャパシタ、または、プラスチック太陽電池を含む太陽電池、および太陽電池ペイントである。別の実施形態では、電力供給装置５０は、壁コンセントから電力を受取るよう構成される。

いくつかの実施形態では、制御のプログラム可能性は、上述したように、電子ディスプレイシステム内のいくつかの場所に位置することが可能であるドライバコントローラ内に存在する。いくつかの実施形態では、制御のプログラム可能性はアレイドライバ２２内に存在する。上述した最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントにおいて、また、種々の構成で実施されてもよいことを当業者が認識するであろう。

上述した原理に従って動作する干渉型変調器の構造の詳細は幅広く変わってもよい。たとえば、図７Ａ〜７Ｅは、可動反射層１４およびその支持構造の５つの異なる実施形態を示す。図７Ａは、図１の実施形態の断面であり、金属材料のストリップ１４が、垂直に延在する支持体１８上に堆積される。図７Ｂでは、可動反射層１４は、テザー３２上で、角だけで支持体に取り付けられる。図７Ｃでは、可動反射層１４は、柔軟性金属を含みうる変形可能層３４から懸架される。変形可能層３４は、変形可能層３４の外周の周りで直接的にまたは間接的に基板２０に接続される。これらの接続は、本明細書で支持ポストと呼ばれる。図７Ｄに示す実施形態は、変形可能層３４がその上に載置される支持ポストプラグ４２を有する。可動反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃのように、ギャップ上に懸架されたままであるが、変形可能層３４は、変形可能層３４と光学積層体１６との間の穴を充填することによる支持ポストを形成しない。むしろ、支持ポストは、支持ポストプラグ４２を形成するのに使用される平坦化材料で形成される。図７Ｅに示す実施形態は、図７Ｄに示す実施形態に基づくが、図７Ａ〜７Ｃに示す実施形態のうちの任意の実施形態及び図示されないさらなる実施形態と適合されてもよい。図７Ｅに示す実施形態では、金属または他の導電性材料の追加の層が、バス構造４４を形成するのに使用された。これは、干渉型変調器の背面に沿う信号のルーティングを可能にし、別の方法では基板２０上に形成されなければならないいくつかの電極を無くすことを可能にする。

図７に示すような実施形態では、干渉型変調器は、直視デバイスとして機能し、直視デバイスでは、画像が、透明基板２０の前側から観察され、その対向側には、変調器が配置される。これらの実施形態では、反射層１４は、変形可能層３４を含む、基板２０と反対の反射層の側で干渉型変調器の部分を光学的に遮蔽する。これは、遮蔽される領域が、画質に悪い影響を与えることなく、構成され、動作することを可能にする。こうした遮蔽は、図７Ｅのバス構造４４を可能にし、アドレス指定およびアドレス指定から生じる運動などの変調器の電気機械特性から変調器の光学特性を分離する能力を提供する。この分離可能な変調器アーキテクチャは、変調器の電気機械的態様および光学的態様のために使用される構造設計および材料が、互いに独立に選択され機能することを可能にする。さらに、図７Ｃ〜７Ｅに示す実施形態は、変形可能層３４によって実施される、反射層１４の機械特性からの反射層１４の光学特性の分離により得られるさらなる利益を有する。これは、反射層１４のために使用される構造設計および材料が光学特性に関して最適化され、変形可能層３４のために使用される構造設計および材料が所望の機械特性に関して最適化されることを可能にする。

自己発光型又は非−自己発光型のいずれかにかかわらず、全てのカラーディスプレイに対して共通する課題は、限られた原色のセットからのフル−カラー画像の合成である。カラー合成に対するいくつかの試みが、伝統的に、電子ディスプレイに対して用いられてきた。これらの中で最も成功した試みは、追加的な混色の原理に従うものであり、光学的重ね合わせ、空間的色合成、及び時間的（ｔｅｍｐｏｒａｌ）色合成を含む。

３つの原色画像の直接的な光学的重ね合わせが、効果的であり、投写型ディスプレイシステムにおいて一般的に使用される方法であるが、多くの直視型カラーディスプレイ技術に容易に適応しない。空間的色合成は、最も成功している色合成方法を含み、いまだ、陰極線管（ＣＲＴ）及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなデバイスにおける最新のカラーディスプレイ技術の基礎となっている。空間的色合成は、ごく接近した、３つ又はそれ以上の原色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ））のサブ−ピクセルを混合し、フル・スペクトルを生成する。

例示的なカラーディスプレイは、赤、緑及び青色ディスプレイ素子を備える。他の色は、赤、緑及び青色素子によって生成された光の相対強度を変化させることにより、このようなディスプレイにおいて生成される。赤、緑及び青のような原色のこのような混合物は、人間の目には他の色に見える。このようなカラーシステムにおける、赤、緑及び青の相対的な値は、人間の目の赤、緑及び青の光に反応する部分の刺激に関連した三刺激値と呼ばれうる。特定のディスプレイによって生成されることが可能な色の範囲が、ディスプレイの色域と呼ばれうる。一般的に、原色の彩度を増加させることで、ディスプレイによって生成されることが可能な色の範囲、又は色域が増加する。赤、緑及び青をベースとした例示的なカラーシステムが本願明細書において開示される一方で、他の実施形態では、ディスプレイが、赤、緑及び青以外の原色のセットに関して、他のカラーシステムを定義する色のセットを有する変調器１２（図８参照）を含みうる。

ディスプレイの一実施形態において、各ピクセルが、一つ又はそれ以上の色変調器１２を有し、例えば、この変調器は、赤、緑及び青色光を反射するように構成された変調器、及び、白色光を反射するように構成された一つ又はそれ以上の“白色”変調器１２である。このような実施形態では、反射状態において赤、緑及び／又は青色変調器１２から生じる光が、有色の光を出力するように合成される。白色変調器１２からの光が、白色光を出力するために使用されることが可能である。色と組み合わせた白色の使用が、ピクセルの強度又は輝度を増加させうる。

図８は、例示的な多状態干渉型変調器１２の側断面図である。可動反射層（又は反射体）を、複数の選択された位置８１−８５の一つに位置合わせすることにより、多状態干渉型変調器１２が、特定のスペクトル特性を有する光を反射する。上記のように、行及び列電極間の電位差により、可動反射層１４が撓む。例示的な変調器が、列電極として機能するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の導電層１０２を備える。例示的な変調器では、反射層１４が、行導電体を形成する電子導電性材料を備える。

一実施形態では、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）のような材料の誘電体層１０４が、光学積層体（又は固定反射体）１６の反射表面を形成するモリブデン−クロム（ＭｏＣｒ）の層上に配置される。図１を参照して上に議論したように、可動反射体１４が撓んだ場合において、誘電体層１０４が、短絡を防ぎ、可動反射体１４と固定反射体１６との間の分離距離を制御する。従って、可動反射体１４と固定反射体１６との間に形成された光学キャビティが、誘電体層１０４を含む。図８の要素の相対的な大きさが、変調器１２を都合よく図示する目的で、選択されている。従って、このような距離は、正確な縮尺ではなく、変調器１２のいずれの特定の実施形態を代表することを意図するものではない。

上記のように、変調器１２が、可動反射体１４と固定反射体１６との間に形成された干渉型変調キャビティを備える。光学キャビティの有効光路長Ｌ又は特性距離が、光学キャビティの、結果として、干渉型変調器１２の共振波長、λを決定する。通常、干渉型変調器１２の共振波長λが、変調器１２によって反射された光の知覚色と対応する。数学的には、距離Ｌ＝１／２Ｎλであり、ここでＮは整数である。従って、所定の共振波長λが、１／２λ（Ｎ＝１），λ（Ｎ＝２），３／２λ（Ｎ＝３）等の距離Ｌを有する干渉型変調器１２によって反射される。整数Ｎが、反射光の干渉オーダーと呼ばれうる。本願明細書において使用されうように、また、可動反射体１４が、少なくとも一つの位置にある場合に、変調器１２のオーダーが、変調器１２によって反射された光のオーダーＮを参照する。例えば、第一オーダーである赤色干渉型変調器１２が、約６５０ｎｍの波長λに対応する約３２５ｎｍの距離Ｌを有しうる。従って、第二オーダーである赤色干渉型変調器１２が、約６５０ｎｍの距離Ｌを有しうる。

干渉型変調器ディスプレイに使用されるいくつかの一般的な色に対する波長範囲の例のリストが、以下の表に示される。

キャビティ１９が、約１の屈折率を有する流体（例えば、空気）を備える場合、有効光路長Ｌが、実質的に、可動反射体１４と固定反射体１６との間の距離と等しい。キャビティ１９が、１よりも大きな屈折率を有する流体を備える場合、有効光路長Ｌが、可動反射体１４と固定反射体１６との間の距離とは異なりうる。

１よりも大きな屈折率を有する誘電体層１０４を含む実施形態では、可動反射体１４と固定反射体１６との間の距離を選択し、並びに、誘電体層１０４の又は可動反射体１４と固定反射体１６との間のいずれの他の層の屈折率及び厚さを選択することにより、干渉型変調キャビティが、所望の光路長を有するように形成される。

一実施形態では、可動反射体１４が、位置範囲内における一つ又はそれ以上の位置にまで撓み、対応する色の範囲の光を出力する。例えば、行及び列電極間の電位差が、可動反射体１４を、固定反射体１６に関して複数の選択された位置の一つの位置にまで撓ませるように調節されてよい。

可動反射体１４の位置８１−８５の特定群の各々が、固定反射体１６から位置８１−８５を示す矢印点までのびる線によって図８に示されている。従って、距離８１−８５は、誘電体層１０４の屈折率及び厚さを考慮するように選択される。可動反射体１４が、固定反射体１６からの異なる距離Ｌと各々が対応する位置８１−８５の各々にまで撓む場合、変調器が、光を基板２０側の視覚位置に反射し、変調器１２によって反射された入射光の異なる色と対応する異なるスペクトル応答を備える。

さらに、位置８１では、可動反射体１４が、固定反射体１６と十分に近く、干渉の効果が、ごくわずかであり、変調器１２が、例えば白色光などの入射可視光の実質的に全ての色を実質的に等しく反射するミラーとして機能する。小さな距離Ｌが、可視帯における光学共振に対して小さすぎるため、広帯域ミラー効果が生じる。従って、反射層１４が、単に、可視光に関して反射表面として機能する。

位置８２では、距離Ｌは、キャビティが干渉的に動作するが、共振波長が可視範囲外であるために可視波長の光を実質的に反射しないような距離である。

距離Ｌがさらに増加するにつれて、変調器１２のピークスペクトル応答が、可視波長内に移動する。従って、可動反射体１４が位置８３にある場合、変調器１２が青色光を反射する。可動反射体１４が位置８４にある場合、変調器１２が緑色光を反射する。可動反射体１４が非−撓み位置８５にある場合、変調器１２が赤色光を反射する。

上記のように、変調器１４０内において白色光を出力するための分離状態を有することで、白色出力の輝度に影響を及ぼす特性から、彩度を制御する変調器の特性の選択を切り離す。従って、変調器１２の距離及び他の特徴が、第一状態において生成された白色光に影響を及ぼすことなく高い彩度を提供するように選択されてよい。例えば、例示的なカラーディスプレイにて、赤、緑、及び青色変調器１２の一つ又はそれ以上が、高いオーダーの干渉に対応する光路長Ｌを備えて形成されてよい。

上記のように、可動反射体１４が撓む場合に、誘電体層１０４が短絡を防ぎ、可動反射体１４と固定反射体１６との間の分離距離を制御するが、変調器１２が白色光を反射する場合には、可動反射体１４が、例えば位置８１にて固定反射体１６と極めて近くなるように、誘電体層１０４の厚さが、十分に小さいものであるべきである。しかしながら、薄い誘電体層１０４の使用だけでは、可動反射体１４と導電層１０２との間の短絡に対する適当な保護は提供されない。

変調器１２が、変調器１２を参照する上記のように、当業界において周知のリソグラフィ技術を使用して形成されてよい。例えば、導電層１０２が、基板２０上のＩＴＯのように、透明導電体の一つ又はそれ以上の層を堆積することによって形成されてよい。基板２０が、ガラス又はプラスチックのようないずれの透明な材料を備えてよい。その後に形成される層の効果的な形成を容易にするために、基板２０が、予め、例えば、洗浄といった準備ステップを経てもよい。導電層１０２が、平行なストリップにパターン化され、電極の列を形成してよい。基板２０及び／又は実質的に透明な基板２０上にＭｏＣｒの一つ又はそれ以上の層を堆積することにより、固定反射体１６が、形成されてよい。可動反射体１４が、堆積された金属層（列電極１０２に直交する）の一連の平行なストリップとして形成されてよく、この金属層は、ポスト１８の上部上及びポスト１８間に堆積された介在する犠牲材料上に堆積される。上記の一つ又は複数の層を介したバイアスが提供されてよく、二フッ化キセノンのようなエッチャントガスが、犠牲層に達することが可能である。犠牲材料が、エッチング除去された場合、変形可能金属層が、空隙により、固定層から分離される。アルミニウムのような高導電性及び反射性材料が、変形可能層に使用されてよく、これらのストリップが、ディスプレイ装置における行電極を形成してよい。

図９は、離隔層１０３を備えた例示的な多状態干渉型変調器１２の側断面図である。多状態干渉型変調器１２では、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）のような材料の離隔層１０３が、固定反射体１６と導電層１０２との間に配置される。離隔層１０３が、可動反射体１４と導電層１０２との間を増加させ、従って、可動反射体１４と導電層１０２との間のキャパシタンスを減少させ、可動反射体１４と導電層１０２との間の短絡に対する適切な保護を提供する。

それに加えて、離隔層１０３が、固定反射体１６と導電層１０２との間の第二干渉型変調キャビティを画定する。離隔層１０３の厚さ及び組成（屈折率）が、第二干渉型変調キャビティの有効光路長を変化させるように調整されることが可能であり、所望のカラーフィルタを形成する。例えば、第二干渉型変調キャビティが、所望の、赤、緑又は青色帯域通過フィルタとして機能するように、離隔層１０３が、調節されてよく、従って、多状態干渉型変調器１２が、彩度を有する（ｓａｔｕｒａｔｅｄ）赤、緑又は青色光を反射する。

導電層１０２と固定反射体１６との反射率は低いが、第一干渉型変調キャビティと第二干渉型変調キャビティとによって示される組み合わされたキャビティの効果が、反射光の彩度を増加させるために十分である。

彩度は、出力された光の波長の範囲の狭さを示す。高い彩度の色は、鮮明で、強い色を有し、一方、低い彩度の色は、より落ち着いたグレーに見える。例えば、極めて狭い範囲の波長を形成するレーザーは、高い彩度の光を形成する。反対に、典型的な白熱電球は、彩度の低い（ｄｅｓａｔｕｒａｔｅｄ）赤又は青色を有しうる白色光を形成する。

一実施形態のディスプレイでは、各ピクセルが、図９に示されたような構造又は同様な構造を有する一つ又はそれ以上の３状態変調器１２を含む。これらの３状態変調器は、少なくとも青色変調器、緑色変調器及び赤色変調器を含む。図１０は、各々が離隔層を有する３つの３状態干渉型変調器を含むピクセルの概略的な側断面図である。図１０において、先の図面と同様な部分には、同様な参照符号が付されている。

青色変調器が、３つの状態を有する。第一状態では、可動反射体１４が、例えば位置８１である第一位置にあり、青色変調器が、実質的に白色光を反射する。第二状態では、可動反射体１４が、例えば位置８２である第二位置にあり、青色変調器が、実質的に光を反射しない。第三状態では、可動反射体１４が、例えば位置８３である第三位置にあり、青色変調器が、実質的に青色光を反射する。

緑色変調器が、３つの状態を有する。第一状態では、可動反射体１４が、例えば位置８１である第一位置にあり、緑色変調器が、実質的に白色光を反射する。第二状態では、可動反射体１４が、例えば位置８２である第二位置にあり、緑色変調器が、実質的に光を反射しない。第三状態では、可動反射体１４が、例えば位置８４である第三位置にあり、緑色変調器が、実質的に緑色光を反射する。

赤色変調器が、３つの状態を有する。第一状態では、可動反射体１４が、例えば位置８１である第一位置にあり、赤色変調器が、実質的に白色光を反射する。第二状態では、可動反射体１４が、例えば位置８２である第二位置にあり、赤色変調器が、実質的に光を反射しない。第三状態では、可動反射体１４が、例えば位置８５である第三位置にあり、赤色変調器が、実質的に赤色光を反射する。

このような実施形態では、。それらの第三状態における赤、緑及び／又は青色変調器１２からの光が、有色の光を出力するように結合される。それらの第一及び第二状態における赤、緑及び／又は青色変調器１２からの光が、白又は黒色光を出力するために使用されることが可能である。色と組み合わせた白の使用が、ピクセルの強度及び輝度を増加させうる。

赤、緑及び青色変調器からの光の彩度を増加させるために、離隔層１０３の屈折率及び厚さが、各々、赤、緑及び青色変調器に対して選択され、赤、緑及び青色変調器における第二干渉型変調キャビティが、対応する所望の光路長を有する。

上記のように、離隔層１０３が、任意の材料及び任意の厚さで構成されることが可能である。例えば、離隔層１０３が、材料ＳｉＯ_２により構成されている場合、赤色変調器に対する離隔層１０３の厚さが、少なくとも１４０ｎｍである。一実施形態では、赤色変調器に対する離隔層１０３の厚さが、１７０ｎｍである場合、赤色変調器からの赤色光の彩度が高い。

一実施形態では、離隔層１０３が、材料ＳｉＯ_２により構成されている場合、青色変調器に対する離隔層１０３の厚さが、少なくとも２１０ｎｍである。青色変調器に対する離隔層１０３の厚さが、２３０ｎｍである場合、青色変調器からの青色光の彩度が高い。

一実施形態では、離隔層１０３が、材料ＳｉＯ_２により構成されている場合、緑色変調器に対する離隔層１０３の厚さが、少なくとも１９０ｎｍである。緑色変調器に対する離隔層１０３の厚さが、２２０ｎｍである場合、緑色変調器からの緑色光の彩度が高い。

導電層１０２と固定反射体１６との間に離隔層１０３を組み込んだ干渉型変調器デバイスを形成するためには、離隔層１０３を有さない干渉型変調器デバイスの形成と比較して、少しの追加的な処理ステップのみが要求される。図９に示された実施例において、離隔層１０３を組込むためには、離隔層１０３を堆積する追加的なステップのみが要求される。離隔層１０３が、誘電体層１０４と同じ材料を含む場合、及び／又は導電層１０２が、固定反射体１６と同じ材料により形成される場合には、追加的な処理要求が、さらに、減らされ又は最小化されることが可能である。

図１１は、２つの赤色３状態変調器に対するモデル化された反射スペクトルの実施例を示す。線１１１は、１００ｎｍの厚さのＳｉＯ_２の離隔層１０３を有する赤色３状態変調器１２のモデル化されたスペクトル反射を表す。線１１２は、線１１１と対比するための、１７０ｎｍの厚さのＳｉＯ_２の離隔層１０３を有する他の赤色３状態変調器１２のモデル化されたスペクトル反射を表す。図１１に示されるように、１７０ｎｍの厚さのＳｉＯ_２の離隔層１０３を有する赤色３状態変調器１２が、赤の周波数にわたって、すなわち、６２５ｎｍから７４０ｎｍの間にわたって、１００ｎｍの厚さのＳｉＯ_２の離隔層１０３を有する赤色３状態変調器１２よりも高い彩度を提供する。

図１２は、異なる離隔層を有する赤、緑及び青色３状態変調器に対する、結合され、モデル化された反射スペクトルの実施例を示す。線１２１は、２３０ｎｍの厚さのＳｉＯ_２の離隔層１０３を有する青色３状態変調器１２のモデル化されたスペクトル反射を表す。線１２２は、２２０ｎｍの厚さのＳｉＯ_２の離隔層１０３を有する緑色３状態変調器１２のモデル化されたスペクトル反射を表す。線１２３は、１７０ｎｍの厚さのＳｉＯ_２の離隔層１０３を有する赤色３状態変調器１２のモデル化されたスペクトル反射を表す。線１２４は、赤、緑及び青色３状態変調器１２が白色状態にある場合の、モデル化されたスペクトル反射を表す。線１２５は、赤、緑及び青色３状態変調器１２が黒色状態にある場合の、モデル化されたスペクトル反射を表す。

図１３は、ＣＩＥ１９７６図における、図１２で知覚される赤、緑、青及び白色の位置を示す。図１２において線１２１の知覚色である青色が、図１３において点１３１として表される。図１２において線１２２の知覚色である緑色が、図１３において点１３２として表される。図１２において線１２３の知覚色である赤色が、図１３において点１３３として表される。図１２において線１２４の知覚色である白色が、図１３において点１３４として表される。図１３に示されるように、点１３１，１３２及び１３３は、ｓＲＧＢ第一（ｐｒｉｍａｒｙ）座標に極めて近く、点１３４は、Ｄ_６５に極めて近い。ここで、ｓＲＧＢは、モニター、プリンター及びインターネット用のＨＰ（登録商標）及びＭｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）によって共同的に形成されたスタンダードＲＧＢ色空間である。Ｄ_６５は、日光のスタンダード白色点であり、６，５００°Ｋの温度での国際照明委員会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ（ＣＩＥ））によって公表されている。Ｄ_６５は、おおよそ、西部／北部ヨーロッパにおける真昼の日光に対応する。

図１４は、３ビット設計のディスプレイに対する結合された反射スペクトルの実施例を示す。この実施形態では、ディスプレイが、複数の赤、緑及び青色の３状態変調器を有する。各ピクセルが、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル、及び青色サブピクセルを有する。赤色、緑色、及び青色サブピクセルの各々が、３つのビットで表される。各サブピクセルに対し、１つの３状態干渉型変調器が、第一ビットと関連する。２つの３状態干渉型変調器が、第二ビットと関連する。４つの３状態干渉型変調器が、第三ビットと関連する。従って、７つの３状態干渉型変調器が、各サブピクセルと関連し、２１の３状態干渉型変調器が、各ピクセルと関連する。この実施形態は、一つの実施例にすぎない。当業者は、数多くのバリエーションが可能であることを理解しうる。

線１４１は、青色サブピクセルに対する青色３状態変調器のスペクトル反射を表す。線１４２は、緑色サブピクセルに対する緑色３状態変調器のスペクトル反射を表す。線１４３は、赤色サブピクセルに対する赤色３状態変調器のスペクトル反射を表す。線１４４は、赤、緑及び青色３状態変調器が白色状態にある場合の、スペクトル反射を表す。線１４５は、赤、緑及び青色３状態変調器が黒色状態にある場合の、スペクトル反射を表す。

３ビット設計ディスプレイを用いた実験が、以下の表に示されるような効果を示した。

上に示されるように、３ビット設計ディスプレイが、３８％ＥＢＵ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｕｎｉｏｎ）のモデル化された色域を示した。コントラスト比（ＣＲ）が、１８：１となるようにモデル化された。輝度（Ｙ）が、３３％となるようにモデル化された。

図１５は、ＣＩＥ１９７６図における、図１４で知覚される赤、緑及び青色の位置を示す。図１４において線１４１の知覚色である青色が、図１５において点１５１として表される。図１４において線１４２の知覚色である緑色が、図１５において点１５２として表される。図１４において線１４３の知覚色である赤色が、図１５において点１５３として表される。図１４において線１４４の知覚色である白色が、図１５において点１５４として表される。図１５に示されるように、点１５１，１５２及び１５３は、ｓＲＧＢ第一（ｐｒｉｍａｒｙ）座標に極めて近く、点１５４は、Ｄ_６５に極めて近い。

上記のように、３状態干渉型変調器において、離隔層が、固定反射体と電極との間に設けらてよい。離隔層が、可動デバイスと電極との間の短絡に対する適切な保護を提供してよい。光周波数の範囲にわたって、彩度を有する（ｓａｔｕｒａｔｅｄ）光を提供するように、離隔層が、第二干渉型変調キャビティを画定してもよい。従って、このような３状態干渉型変調器を採用したディスプレイは、長寿命、高コントラスト比、及び大きな色域を有しうる。

本発明が、ある実施形態及び実施例との関連で開示されたが、本発明は、具体的に開示された実施形態を超え、他の代替の実施形態及び／又は本発明の使用及び明らかな変更及びそれと同等なものにまで拡大されることを当業者は理解するだろう。さらに、本発明のいくつかのバリエーションが示され、詳細に説明されたが、本開示の範囲内である他の変更が、本開示に基づいて当業者には容易に明らかとなるだろう。実施形態の特定の特徴及び態様の様々な組合せ又は副次的組合せが行われてよく、いまだ、本発明の範囲内に収まることも意図される。開示された発明の変更したやり方をなすように、開示された実施形態の様々な特徴及び態様が、互いに、組み合わされ、又は置換されることが可能であることが理解されるべきである。従って、本明細書に開示された本発明の範囲が、上記の特定の開示された実施形態に制限されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ決定されるべきであることが意図される。

１２ａ、１２ｂ 干渉型変調器
１４ａ、１４ｂ 可動反射層
１６ａ、１６ｂ 光学積層体
１８ ポスト
１９ ギャップ
２０ 基板
２１ プロセッサ
２２ アレイドライバ
２４ 行駆動回路
２６ 列駆動回路
２７ ネットワークインタフェース
２８ フレームバッファ
２９ ドライバコントローラ
３０ ディスプレイアレイ
３２ テザー
３４ 変形可能層
４０ ディスプレイデバイス
４１ ハウジング
４２ 支持ポストプラグ
４３ アンテナ
４４ バス構造
４５ スピーカ
４６ マイクロフォン
４７ 送受信機
４８ 入力装置
５０ 電力供給装置
５２ 調整用ハードウェア

Claims (38)

1. 電極と、
   固定反射体と、
   導電性材料を含む可動反射体と、
   前記可動反射体と対向する前記固定反射体の一側上に配置された離隔層と、
   を備え、
   干渉型キャビティが、前記可動反射体と前記固定反射体との間に画定され、
   前記可動反射体が、少なくとも第一位置と、第二位置と、第三位置との間を移動可能であり、
   前記離隔層が、前記干渉型キャビティによって反射された光の彩度を改善するように構成されたフィルタリングキャビティを備えることを特徴とするデバイス。
2. 前記離隔層が、前記固定反射体と基板との間にあることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
3. 前記離隔層の厚さが、少なくとも１６０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
4. 前記可動反射体が、前記第三位置にある場合に、前記デバイスが、赤色光を反射し、
   前記離隔層が、ＳｉＯ_２を含み、
   前記離隔層の厚さが、少なくとも１４０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
5. 前記可動反射体が、前記第三位置にある場合に、前記デバイスが、青色光を反射し、
   前記離隔層が、ＳｉＯ_２を含み、
   前記離隔層の厚さが、少なくとも２１０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
6. 前記可動反射体が、前記第三位置にある場合に、前記デバイスが、緑色光を反射し、
   前記離隔層が、ＳｉＯ_２を含み、
   前記離隔層の厚さが、少なくとも１９０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
7. 前記可動反射体が、前記第一位置にある場合に、前記デバイスが、白色光を反射し、
   前記可動反射体が、前記第二位置にある場合に、前記デバイスが、光を反射しないことを特徴とする請求項１記載のデバイス。
8. 前記フィルタリングキャビティが、前記可動反射体と対向する前記固定反射体の一側上に画定された他の干渉型キャビティを備えることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
9. 前記他の干渉型キャビティが、前記固定反射体と基板との間に画定されることを特徴とする請求項８記載のデバイス。
10. ディスプレイと、
    前記ディスプレイと通信するように構成されたプロセッサと、
    前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスと、
    をさらに備え、
    前記プロセッサが、画像データを処理するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のデバイス。
11. 前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成された駆動回路をさらに備えることを特徴とする請求項９記載のデバイス。
12. 前記駆動回路に前記画像データの少なくとも一部を送信するように構成されたコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１１記載のデバイス。
13. 前記プロセッサに前記画像データを送信するように構成された画像源モジュールをさらに備えることを特徴とする請求項９記載のデバイス。
14. 前記画像源モジュールが、受信機、送受信機、及び送信機の少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１３記載のデバイス。
15. 入力データを受信し、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力装置をさらに備えることを特徴とする請求項９記載のデバイス。
16. 電極と、
    固定反射体と、
    導電性材料を含む可動反射体と、
    前記可動反射体と対向する前記固定反射体の一側上に配置された離隔層と、
    を備え、
    干渉型キャビティが、前記可動反射体と前記固定反射体との間に画定され、
    前記可動反射体が、少なくとも第一位置と、第二位置と、第三位置との間を移動可能であり、
    前記離隔層が、前記デバイスの断面図において１６０ｎｍ以上の厚さであり、
    前記離隔層が、前記干渉型キャビティによって反射された光の彩度を改善するように構成されたフィルタリングキャビティを備えることを特徴とするデバイス。
17. 前記離隔層が、前記固定反射体と基板との間にあることを特徴とする請求項１６記載のデバイス。
18. 前記フィルタリングキャビティが、前記可動反射体と対向する前記固定反射体の一側上に画定された他の干渉型キャビティを備えることを特徴とする請求項１６記載のデバイス。
19. 前記他の干渉型キャビティが、前記固定反射体と基板との間に画定されることを特徴とする請求項１８記載のデバイス。
20. 電極と、
    光を反射する第一反射手段と、
    光を反射する第二反射手段と、
    前記第二反射手段と対向する前記第一反射手段の一側上に配置された、前記第一反射手段の離隔手段と、
    を備え、
    前記第一反射手段は、固定されており、
    前記第二反射手段は、移動可能であり、かつ導電性材料を含み、
    干渉型キャビティが、前記第一反射手段と前記第二反射手段との間に画定され、
    前記第二反射手段が、少なくとも第一位置と、第二位置と、第三位置との間を移動可能であり、
    前記第一反射手段の離隔手段が、前記干渉型キャビティによって反射された光の彩度を改善するように構成されたフィルタリングキャビティを備えることを特徴とするデバイス。
21. 前記第一反射手段の離隔手段が、前記第一反射手段と基板との間にあることを特徴とする請求項２０記載のデバイス。
22. 前記離隔手段の厚さが、少なくとも１６０ｎｍであることを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
23. 前記第二反射手段が、前記第三位置にある場合に、前記デバイスが、赤色光を反射し、
    前記離隔手段が、ＳｉＯ_２を含み、
    前記離隔手段の厚さが、少なくとも１４０ｎｍであることを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
24. 前記第二反射手段が、前記第三位置にある場合に、前記デバイスが、青色光を反射し、
    前記離隔手段が、ＳｉＯ_２を含み、
    前記離隔手段の厚さが、少なくとも２１０ｎｍであることを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
25. 前記第二反射手段が、前記第三位置にある場合に、前記デバイスが、緑色光を反射し、
    前記離隔手段が、ＳｉＯ_２を含み、
    前記離隔手段の厚さが、少なくとも１９０ｎｍであることを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
26. 前記第二反射手段が、前記第一位置にある場合に、前記デバイスが、白色光を反射し、
    前記第二反射手段が、前記第二位置にある場合に、前記デバイスが、光を反射しないことを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
27. 前記フィルタリングキャビティが、前記第二反射手段と対向する前記第一反射手段の一側上に画定された他の干渉型キャビティを備えることを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
28. 前記他の干渉型キャビティが、前記第一反射手段と基板との間に画定されることを特徴とする請求項２７記載のデバイス。
29. 光を変調するデバイスの製造方法であって、
    基板を提供するステップと、
    電極を形成するステップと、
    離隔層を形成するステップと、
    固定反射体を形成するステップと、
    導電性材料を含む可動反射体を形成するステップと、
    を備え、
    干渉型キャビティが、前記可動反射体と前記固定反射体との間に画定され、
    前記可動反射体が、少なくとも第一位置と、第二位置と、第三位置との間を移動可能であり、
    前記離隔層が、前記干渉型キャビティによって反射された光の彩度を改善するように構成されたフィルタリングキャビティを備えることを特徴とする方法。
30. 前記離隔層が、前記可動反射体と対向する前記固定反射体の一側上に配置されていることを特徴とする請求項２９記載の方法。
31. 前記離隔層が、前記固定反射体と前記基板との間にあることを特徴とする請求項３０記載の方法。
32. 前記離隔層の厚さが、少なくとも１６０ｎｍであることを特徴とする請求項２９記載の方法。
33. 前記可動反射体が、前記第三位置にある場合に、前記デバイスが、赤色光を反射し、
    前記離隔層が、ＳｉＯ_２を含み、
    前記離隔層の厚さが、少なくとも１４０ｎｍであることを特徴とする請求項２９記載の方法。
34. 前記可動反射体が、前記第三位置にある場合に、前記デバイスが、青色光を反射し、
    前記離隔層が、ＳｉＯ_２を含み、
    前記離隔層の厚さが、少なくとも２１０ｎｍであることを特徴とする請求項２９記載の方法。
35. 前記可動反射体が、前記第三位置にある場合に、前記デバイスが、緑色光を反射し、
    前記離隔層が、ＳｉＯ_２を含み、
    前記離隔層の厚さが、少なくとも１９０ｎｍであることを特徴とする請求項２９記載の方法。
36. 前記可動反射体が、前記第一位置にある場合に、前記デバイスが、白色光を反射し、
    前記可動反射体が、前記第二位置にある場合に、前記デバイスが、光を反射しないことを特徴とする請求項２９記載の方法。
37. 前記フィルタリングキャビティが、前記可動反射体と対向する前記固定反射体の一側上に画定された他の干渉型キャビティを備えることを特徴とする請求項２９記載の方法。
38. 前記他の干渉型キャビティが、前記固定反射体と前記基板との間に画定されることを特徴とする請求項３７記載の方法。

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