JP2015519594A - Ｒｇｂ吸収体を有する多状態ｉｍｏｄ - Google Patents

Abstract

ディスプレイ装置は、アナログＩＭＯＤ（ＡＩＭＯＤ）、（白色状態、黒色状態、および１つの色状態を有するような）３状態ＩＭＯＤ、または（白色状態、黒色状態、および３つの色状態を有するような）５状態ＩＭＯＤなどの多状態ＩＭＯＤを含むことができる。多状態ＩＭＯＤは、可動反射層および吸収体スタックを含むことができる。吸収体スタックは、第１の波長における第１の吸収係数および第１の吸収ピークを有する第１の吸収体層と、第２の波長における第２の吸収係数および第２の吸収ピークを有する第２の吸収体層と、第３の波長における第３の吸収係数および第３の吸収ピークを有する第３の吸収体層とを含むことができる。第１、第２、および第３の吸収層は、各々の隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有することができる。

Description

本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、２０１２年４月６日に出願した、「ＭＵＬＴＩ−ＳＴＡＴＥ ＩＭＯＤ ＷＩＴＨ ＲＧＢ ＡＢＳＯＲＢＥＲＳ」と題する米国特許出願第１３／４４１，５５３号（代理人整理番号ＱＵＡＬＰ１１５／１１１１５２）の優先権を主張するものである。

本開示は、限定はしないが、電気機械システムを組み込んだディスプレイデバイスを含むディスプレイデバイスに関する。

電気機械システム（ＥＭＳ）は、電気的および機械的な要素と、アクチュエータと、トランスデューサと、センサと、光学的構成要素（ミラーを含む）と、電子回路とを有するデバイスを含む。ＥＭＳは、限定はしないが、マイクロスケールおよびナノスケールを含む、様々なスケールで製造され得る。たとえば、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）デバイスは、約１ミクロンから数百ミクロン以上に及ぶサイズを有する構造を含むことができる。ナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ：ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）デバイスは、たとえば、数百ナノメートルよりも小さいサイズを含む、１ミクロンよりも小さいサイズを有する構造を含むことができる。電気および電気機械デバイスを形成するために、堆積、エッチング、リソグラフィを使用して、ならびに／あるいは、基板および／または堆積された材料層の部分をエッチング除去するかまたは層を追加する、他の微細加工プロセスを使用して、電気機械要素が作成され得る。

１つのタイプのＥＭＳデバイスは干渉変調器（ＩＭＯＤ：ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と呼ばれる。本明細書で使用するＩＭＯＤ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および／または反射するデバイスを指す。いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤは伝導性プレートのペアを含み得、そのペアの一方または両方は、全体的にまたは部分的に、透明でおよび／または反射性であり、適切な電気信号の印加時の相対運動が可能であり得る。一実施態様では、一方のプレートは、基板上に堆積された固定層を含み得、他方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された反射膜を含み得る。別のプレートに対する一方のプレートの位置は、ＩＭＯＤに入射する光の光学干渉を変化させることがある。ＩＭＯＤデバイスは、広範囲の適用例を有しており、特にディスプレイ能力がある製品の場合、既存の製品を改善し、新しい製品を作成する際に使用されることが予期される。

アナログＩＭＯＤ（ＡＩＭＯＤ）などの多状態ＩＭＯＤでは、ピクセルの反射色は、薄い吸収体層とミラー化された表面との間のギャップ間隔によって決定される。吸収体がミラーのより近くに（またはその逆に）移動するにつれて、反射色は、赤色、次いで緑色、次いで青色、次いで黒色に変わり、黒色では、可視スペクトル全体の色は、ほぼ均一に吸収される。

多状態ＩＭＯＤの白色状態は、吸収体層が光の最小場強度にあるときに発生する。しかしながら、異なる波長の最小場強度（定在波）は、空間的に重ならないので、多状態ＩＭＯＤによって生成される白色状態は、吸収層の位置に応じてシフトされる。たとえば、吸収体の位置が緑色波長のヌル（ｎｕｌｌ）に対応するとき、反射される緑色は、強化される。したがって、白色状態の色は、緑色を帯びることになる。白色状態の色を達成するための改善された方法およびデバイスを提供することが望ましい。

本開示のシステム、方法、およびデバイスは、各々、いくつかの革新的な態様を有し、それらのどの１つも、単独で、本明細書で開示される所望の属性の原因とはならない。

本開示に記載の主題の１つの革新的な態様は、ディスプレイ装置で実装され得る。ディスプレイ装置は、アナログＩＭＯＤ（ＡＩＭＯＤ）、（白色状態、黒色状態、および１つの色状態を有する）３状態ＩＭＯＤ、または（白色状態、黒色状態、および３つの色状態を有する）５状態ＩＭＯＤなどの多状態ＩＭＯＤを含むことができる。多状態ＩＭＯＤは、可動反射層および吸収体スタックを含むことができる。吸収体スタックは、第１の波長における第１の吸収係数および第１の吸収ピークを有する第１の吸収体層と、第２の波長における第２の吸収係数および第２の吸収ピークを有する第２の吸収体層と、第３の波長における第３の吸収係数および第３の吸収ピークを有する第３の吸収体層とを含むことができる。第１、第２、および第３の吸収層は、各々の隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有することができる。

本開示に記載の主題の別の革新的な態様は、多状態干渉変調器（ＩＭＯＤ：ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を含む装置で実装され得る。多状態ＩＭＯＤは、たとえば、３状態ＩＭＯＤ、５状態ＩＭＯＤ、またはアナログＩＭＯＤであってよい。多状態ＩＭＯＤは、可動反射層および吸収体層スタックを含むことができる。吸収体層スタックは、光の第１の波長における第１の吸収係数および第１の吸収ピークを有する第１の吸収体層と、光の第２の波長における第２の吸収係数および第２の吸収ピークを有する第２の吸収体層と、光の第３の波長における第３の吸収係数および第３の吸収ピークを有する第３の吸収体層とを含むことができる。第１、第２、および第３の吸収層は、少なくとも１つの隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有することができる。

第１の吸収体層は、第１の吸収ピークと一致する光の第１の波長のヌルに対応する第１の位置に配置され得る。第２の吸収体層は、第２の吸収ピークと一致する光の第２の波長のヌルに対応する第２の位置に配置され得る。第３の吸収体層は、第３の吸収ピークと一致する光の第３の波長のヌルに対応する第３の位置に配置され得る。光の第１、第２、および第３の波長のヌルは、可動反射層が白色状態に作動されたときに結果として生じる干渉定在波場強度分布に対応することができる。

第１の波長は、第２の波長よりも短くてよく、第２の波長は、第３の波長よりも短くてよい。たとえば、第１の波長は、青色に対応することができ、第２の波長は、緑色に対応することができ、第３の波長は、赤色に対応することができる。

いくつかの実施態様では、第１の吸収体層、第２の吸収体層、および／または第３の吸収体層は、金属ナノ粒子薄膜で形成され得る。吸収体スタックは、第１の吸収体層と第２の吸収体層との間に配置された第１の実質的に透明な層を含むことができる。吸収体スタックは、第２の吸収体層と第３の吸収体層との間に配置された第２の実質的に透明な層を含むことができる。

いくつかの実施態様では、多状態ＩＭＯＤは、可動反射層が吸収体スタックから約１００ｎｍ以上に配置されたときに白色状態を達成するように構成され得る。代替の実施態様では、多状態ＩＭＯＤは、可動反射層が吸収体スタックから約１０ｎｍに配置されたときに白色状態を達成するように構成され得る。多状態ＩＭＯＤの白色状態は、ＣＩＥ標準イルミナントＤ６５の白色状態と実質的に同様であってよい。

本開示に記載の主題の別の革新的な態様は、多状態ＩＭＯＤを含む装置で実装され得る。多状態ＩＭＯＤは、たとえば、３状態ＩＭＯＤ、５状態ＩＭＯＤ、またはアナログＩＭＯＤであってよい。多状態ＩＭＯＤは、可動反射層および吸収体層スタックを含むことができる。

吸収体層スタックは、第１の吸収体層の第１の吸収ピークと一致する光の第１の波長のヌルに対応する第１の位置に配置された第１の吸収体層を含むことができる。吸収体層スタックは、第２の吸収体層の第２の吸収ピークと一致する光の第２の波長のヌルに対応する第２の位置に配置された第２の吸収体層を含むことができる。吸収体層スタックは、第３の吸収体層の第３の吸収ピークと一致する光の第３の波長のヌルに対応する第３の位置に配置された第３の吸収体層を含むことができる。

光の第１、第２、および第３の波長のヌルは、可動反射層が白色状態に作動されたときに結果として生じる干渉定在波場強度分布に対応することができる。白色状態は、ＣＩＥ標準イルミナントＤ６５の白色状態と実質的に同様であってよい。第１、第２、および第３の吸収層は、少なくとも１つの隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有する。いくつかの実施態様では、第１の吸収体層、第２の吸収体層、および／または第３の吸収体層は、金属ナノ粒子薄膜で形成され得る。

第１の波長は、第２の波長よりも短くてよく、第２の波長は、第３の波長よりも短くてよい。たとえば、第１の波長は、青色に対応することができ、第２の波長は、緑色に対応することができ、第３の波長は、赤色に対応することができる。

本開示に記載の主題の別の革新的な態様は、第１の吸収体層の第１の吸収ピークと一致する光の第１の波長のヌルに対応する第１の位置に第１の吸収体層を配置するステップを含む方法で実施され得る。方法は、第２の吸収体層の第２の吸収ピークと一致する光の第２の波長のヌルに対応する第２の位置に第２の吸収体層を配置するステップを含むことができる。方法は、第３の吸収体層の第３の吸収ピークと一致する光の第３の波長のヌルに対応する第３の位置に第３の吸収体層を配置するステップを含むことができる。

方法は、金属ナノ粒子薄膜の第１の吸収体層、第２の吸収体層、および／または第３の吸収体層を形成するステップを含むことができる。いくつかの実施態様では、第１、第２、および第３の吸収体層の各々は、隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有することができる。

光の第１、第２、および第３の波長のヌルは、反射層が白色状態に作動されたときに結果として生じる干渉定在波場強度分布に対応することができる。第１の波長は、第２の波長よりも短くてよく、第２の波長は、第３の波長よりも短くてよい。

方法は、第１、第２、および第３の吸収体層に対して様々な位置に移動させるための反射層を構成するステップを含むことができる。たとえば、反射層は、第１、第２、および第３の吸収体層に対して少なくとも３つの位置に移動するように構成され得る。

多状態ＩＭＯＤを含む装置は、また、ディスプレイと、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を含むことができる。プロセッサは、画像データを処理するように構成され得る。装置は、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を含むことができる。装置は、少なくとも１つの信号をディスプレイに送るように構成されたドライバ回路と、画像データの少なくとも一部をドライバ回路に送るように構成されたコントローラとを含むことができる。装置は、画像データをプロセッサに送るように構成された画像ソースモジュールを含むことができる。画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、および送信機の少なくとも１つを含むことができる。装置は、入力データを受信し、入力データをプロセッサに通信するように構成された入力デバイスを含むことができる。

本明細書に記載の主題の１つまたは複数の実施態様の詳細は、添付図面および以下の説明に記載されている。この要約に提供される例は、主にＭＥＭＳベースのディスプレイに関して説明されるが、本明細書で提供される概念は、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ： ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ」）ディスプレイおよび電界放出ディスプレイなどの、他のタイプのディスプレイに適合する。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は一定の縮尺で描かれていないことがあることに留意されたい。

干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の２つの隣接ピクセルを示す等角図の一例である。 ３×３ ＩＭＯＤディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例である。 図１のＩＭＯＤについての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例である。 様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときのＩＭＯＤの様々な状態を示す表の一例を示す図である。 図２の３×３ ＩＭＯＤディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例である。 図５Ａに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例である。 図１のＩＭＯＤディスプレイの部分断面図の一例である。 ＩＭＯＤの異なる実施態様の断面図の一例である。 ＩＭＯＤの異なる実施態様の断面図の一例である。 ＩＭＯＤの異なる実施態様の断面図の一例である。 ＩＭＯＤの異なる実施態様の断面図の一例である。 ＩＭＯＤのための製造プロセスを示す流れ図の一例である。 ＩＭＯＤを製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例である。 ＩＭＯＤを製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例である。 ＩＭＯＤを製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例である。 ＩＭＯＤを製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例である。 ＩＭＯＤを製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例である。 どのように多状態ＩＭＯＤが異なる色を生成するように構成され得るのかの例を示す。 どのように多状態ＩＭＯＤが異なる色を生成するように構成され得るのかの例を示す。 どのように多状態ＩＭＯＤが異なる色を生成するように構成され得るのかの例を示す。 どのように多状態ＩＭＯＤが異なる色を生成するように構成され得るのかの例を示す。 どのように多状態ＩＭＯＤが異なる色を生成するように構成され得るのかの例を示す。 改善された白色状態の色を提供するための光学スタックを有する多状態ＩＭＯＤの一例を示す。 図１０に示す多状態ＩＭＯＤに関する反射率対波長のグラフの一例を示す。 短軸に対する長軸の比が異なるナノ回転楕円体に関する吸光効率対波長のグラフの一例を示す。 図１０に示す多状態ＩＭＯＤのミラースタックと吸収体スタックとの間のギャップを変化させることによって生成された（ｘ−ｙ色度色空間での）アナログＩＭＯＤ（ＡＩＭＯＤ）カラースパイラルの一例を示す。 代替の多状態ＩＭＯＤの一例を示す。 図１３に示す多状態ＩＭＯＤに関する反射率対波長のグラフの一例を示す。 図１３に示す多状態ＩＭＯＤのミラースタックと吸収体スタックとの間のギャップを変化させることによって生成されたＡＩＭＯＤカラースパイラルの一例を示す。 第３の多状態ＩＭＯＤ実施態様のミラースタックと吸収体スタックとの間のギャップを変化させることによって生成されたＡＩＭＯＤカラースパイラルの一例を示す。 本明細書に記載のいくつかの多状態ＩＭＯＤを製造するプロセスに関する流れ図の一例を示す。 複数のＩＭＯＤを含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図の一例である。 複数のＩＭＯＤを含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図の一例である。

様々な図面中の同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。

以下の説明は、本開示の発明的態様について説明するために、いくつかの実施態様に向けられる。ただし、本明細書の教示が多数の異なる方法において適用できることは、当業者は容易に認識されよう。説明される実施態様は、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）、およびテキストであろうと、グラフィックであろうと、絵であろうと、画像を表示するように構成することができる任意のデバイスまたはシステムにおいて実施することができる。より詳細には、説明される実施態様は、限定はしないが、携帯電話、マルチメディアインターネット対応セルラー電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、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、電子リーディングデバイス（すなわち、電子リーダー）、コンピュータモニタ、自動車ディスプレイ（オドメータおよびスピードメータディスプレイなどを含む）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（車両における後部ビューカメラのディスプレイなど）、電子写真、電子ビルボードまたは標示、プロジェクタ、アーキテクチャ構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダーまたはプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、パーキングメータ、（電気機械システム（ＥＭＳ）、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）および非ＭＥＭＳ適用例などにおける）パッケージング、審美構造物（たとえば、１つの宝飾品上の画像のディスプレイ）、ならびに様々なＥＭＳデバイスなど、種々の電子デバイス中に含まれ得るかまたはそれらに関連付けられ得ることを企図している。また、本明細書の教示は、限定はしないが、電子スイッチングデバイス、無線周波数フィルタ、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、運動検知デバイス、磁力計、コンシューマーエレクトロニクスのための慣性構成要素、コンシューマーエレクトロニクス製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動方式、製造プロセスおよび電子テスト機器など、ディスプレイ以外の応用形態において使用することもできる。したがって、本教示は、単に図に示す実施態様に限定されるものではなく、代わりに、当業者には容易に明らかになるであろう広い適用性を有する。

多状態ＩＭＯＤは、可動反射層および吸収体スタックを含むことができる。吸収体スタックは、第１の波長における第１の吸収係数および第１の吸収ピークを有する第１の吸収体層と、第２の波長における第２の吸収係数および第２の吸収ピークを有する第２の吸収体層と、第３の波長における第３の吸収係数および第３の吸収ピークを有する第３の吸収体層とを含むことができる。第１、第２、および第３の吸収層は、各々の隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有することができる。

吸収体スタックは、様々な方法および材料で製造され得る。いくつかの実施態様では、吸収体層は、適切な赤色、緑色、および青色の吸光係数プロファイルを有する（１つまたは複数の金属などの）材料の薄膜堆積およびドーピングによって製造され得る。代替実施態様では、吸収体層の吸収スペクトル特性は、ナノ回転楕円体の短軸に対する長軸の比に従うなど、薄膜にドーピングされたナノ粒子のサイズおよび形状に従って制御され得る。

本開示に記載の主題の特定の実施態様は、次の潜在的利点の１つまたは複数を実現するために実施され得る。本明細書に記載のものなどの多状態ＩＭＯＤを含むディスプレイは、ＣＩＥ標準イルミナントＤ６５の白色状態と実質的に同様の白色状態を達成することができる。改善された白色状態は、空間的および時間的ディザリングを使用することなく、輝度および空間分解能にほとんどまたはまったく影響がなく達成され得る。その上、改善された白色状態は、追加の処理または電力なしに達成され得る。

本明細書に記載のいくつかの多状態ＩＭＯＤは、吸収体スタックがミラースタックに、吸収体スタックとミラースタックとの間にほとんどまたはまったくギャップなしに実質的に隣接するときに、白色状態を達成する。しかしながら、代替実施態様は、（１００ｎｍ以上のギャップなどの）より大きい空気ギャップを有して白色状態を達成することができる。そのような実施態様では、ミラーは、比較的より機械的に安定であり得る。ミラーの引き込みによって誘導されるスティクションおよび帯電などの問題は、低減または防止され得る。

説明される実施態様が適合し得る適切なＥＭＳまたはＭＥＭＳデバイスの一例は、反射型ディスプレイデバイスである。反射型ディスプレイデバイスは、光学干渉の原理を使用してそれに入射する光を選択的に吸収および／または反射するために干渉変調器（ＩＭＯＤ）を組み込むことができる。ＩＭＯＤは、吸収体、吸収体に対して可動である反射体、ならびに吸収体と反射体との間に画定された光共振キャビティを含むことができる。反射体は、２つ以上の異なる位置に移動され得、これは、光共振キャビティのサイズを変化させ、それによりＩＭＯＤの反射率に影響を及ぼすことがある。ＩＭＯＤの反射スペクトルは、かなり広いスペクトルバンドをもたらすことができ、そのスペクトルバンドは、異なる色を生成するために可視波長に渡ってシフトされ得る。スペクトルバンドの位置は、光共振キャビティの厚さを変更することによって調節され得る。光共振キャビティを変更する１つの方法は、反射体の位置を変更することによるものである。

図１は、干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の２つの隣接ピクセルを示す等角図の一例を示す。ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、１つまたは複数の干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素を含む。これらのデバイスでは、ＭＥＭＳディスプレイ要素のピクセルが、明状態または暗状態のいずれかにあることがある。明（「緩和」、「開」または「オン」）状態では、ディスプレイ要素は、たとえば、ユーザに、入射可視光の大部分を反射する。逆に、暗（「作動」、「閉」または「オフ」）状態では、ディスプレイ要素は入射可視光をほとんど反射しない。いくつかの実施態様では、オン状態の光反射特性とオフ状態の光反射特性は逆にされ得る。ＭＥＭＳピクセルは、黒および白に加えて、主に、カラーディスプレイを可能にする特定の波長において、反射するように構成され得る。

ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、ＩＭＯＤの行／列アレイを含むことができる。各ＩＭＯＤは、（光ギャップまたはキャビティとも呼ばれる）エアギャップを形成するように互いから可変で制御可能な距離をおいて配置された反射層のペア、すなわち、可動反射層と固定部分反射層とを含むことができる。可動反射層は、少なくとも２つの位置の間で移動され得る。第１の位置、すなわち、緩和位置では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きい距離をおいて配置され得る。第２の位置、すなわち、作動位置では、可動反射層は、部分反射層により近接して配置され得る。それら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、強め合うようにまたは弱め合うように干渉し、各ピクセルについて全反射状態または無反射状態のいずれかを引き起こすことがある。いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤは、作動していないときに反射状態にあり、可視スペクトル内の光を反射し得、また、作動していないときに暗状態にあり、可視範囲内の光を吸収し、および／または弱め合うようにそれに干渉し得る。ただし、いくつかの他の実施態様では、ＩＭＯＤは、作動していないときに暗状態にあり、作動しているときに反射状態にあり得る。いくつかの実施態様では、印加電圧の導入が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。いくつかの他の実施態様では、印加電荷が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。

図１中のピクセルアレイの図示の部分は、２つの隣接するＩＭＯＤ１２（すなわち、ＩＭＯＤピクセル）を含む。（図示のような）左側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４が、部分反射層を含む光学スタック１６からのある距離（設計パラメータに基づく所定の距離であってもよい）における緩和位置に示されている。左側のＩＭＯＤ１２に渡って印加された電圧Ｖ_０は、可動反射層１４の作動を引き起こすには不十分である。右側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４は、光学スタック１６の近くの、光学スタック１６に隣接する、または光学スタック１６に接触した作動位置に示されている。右側のＩＭＯＤ１２に渡って印加された電圧Ｖ_ｂｉａｓは、移動するのに十分であり、可動反射層１４を作動位置に維持することができる。

図１では、ピクセル１２の反射特性が、概して、ピクセル１２に入射する光と、左側のピクセル１２から反射する光１５とを示す矢印１３を用いて示されている。ピクセル１２に入射する光１３の大部分は透明基板２０を透過され、光学スタック１６に向かい得ることを、当業者なら容易に諒解されよう。光学スタック１６に入射する光の一部分は光学スタック１６の部分反射層を透過され得、一部分は反射され、透明基板２０を通って戻ることになる。光学スタック１６を透過された光１３の部分は、可動反射層１４において反射され得、透明基板２０に向かって（およびそれを通って）戻ることになる。光学スタック１６の部分反射層から反射された光と可動反射層１４から反射された光との間の（強め合うまたは弱め合う）干渉が、ピクセル１２から反射される光１５の波長を決定することになる。

光学スタック１６は、単一の層またはいくつかの層を含むことができる。その層は、電極層と、部分反射および部分透過層と、透明な誘電体層とのうちの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施態様では、光学スタック１６は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であり、たとえば、透明基板２０上に上記の層のうちの１つまたは複数を堆積させることによって、作製され得る。電極層は、様々な金属、たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）など、様々な材料から形成され得る。部分反射層は、クロム（Ｃｒ）などの様々な金属、半導体、および誘電体など、部分的に反射性である様々な材料から形成され得る。部分反射層は、材料の１つまたは複数の層から形成され得、それらの層の各々は、単一の材料または材料の組合せから形成され得る。いくつかの実施態様では、光学スタック１６は、光吸収体と電気導体の両方として働く、金属または半導体の単一の半透明の厚さを含むことができるが、（たとえば、光学スタック１６の、またはＩＭＯＤの他の構造の）異なる、電気的により伝導性の高い層または部分が、ＩＭＯＤピクセル間で信号をバス伝送するように働くことができる。光学スタック１６は、１つまたは複数の伝導性層または電気伝導性／光吸収層をカバーする、１つまたは複数の絶縁層または誘電体層をも含むことができる。

いくつかの実施態様では、光学スタック１６の層は、以下でさらに説明するように、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。当業者によって理解されるように、「パターニング」という用語は、本明細書では、マスキングプロセスならびにエッチングプロセスを指すために使用される。いくつかの実施態様では、アルミニウム（Ａｌ）などの高伝導性および反射性材料が可動反射層１４のために使用され得、これらのストリップはディスプレイデバイスにおける列電極を形成し得る。可動反射層１４は、（光学スタック１６の行電極に直交する）１つまたは複数の堆積された金属層の一連の平行ストリップとして形成されて、ポスト１８の上に堆積された列とポスト１８間に堆積された介在する犠牲材料とを形成し得る。犠牲材料がエッチング除去されると、画定されたギャップ１９または光キャビティが可動反射層１４と光学スタック１６との間に形成され得る。いくつかの実施態様では、ポスト１８間の間隔は約１〜１０００μｍであり得、ギャップ１９は約１０，０００オングストローム（Å）未満であり得る。

いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤの各ピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、本質的に、固定反射層および可動反射層によって形成されるキャパシタである。電圧が印加されないとき、可動反射層１４は、図１中の左側のピクセル１２によって示されるように、機械的に緩和した状態にとどまり、可動反射層１４と光学スタック１６との間のギャップ１９がある。しかしながら、電位差、たとえば電圧が、選択された行および列のうちの少なくとも１つに印加されたとき、対応するピクセルにおける行電極と列電極との交差部に形成されたキャパシタは帯電し、静電力がそれらの電極を引き合わせる。印加された電圧がしきい値を超える場合、可動反射層１４は、変形し、光学スタック１６の近くにまたはそれに対して移動することができる。光学スタック１６内の誘電体層（図示せず）が、図１中の右側の作動ピクセル１２によって示されるように、短絡を防ぎ、層１４と層１６との間の分離距離を制御し得る。その挙動は、印加電位差の極性にかかわらず同じである。いくつかの事例ではアレイ中の一連のピクセルが「行」または「列」と呼ばれることがあるが、ある方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは恣意的であることを、当業者は容易に理解されよう。言い換えれば、いくつかの配向では、行は列と見なされ得、列は行であると見なされ得る。さらに、ディスプレイ要素は、直交する行および列に一様に配置されるか（「アレイ」）、または、たとえば、互いに対して一定の位置オフセットを有する、非線形構成で配置され得る（「モザイク」）。「アレイ」および「モザイク」という用語は、いずれかの構成を指し得る。したがって、ディスプレイは、「アレイ」または「モザイク」を含むものとして言及されるが、その要素自体は、いかなる事例においても、互いに直交して配置される必要がなく、または一様な分布で配設される必要がなく、非対称形状および不均等に分布された要素を有する配置を含み得る。

図２は、３×３ ＩＭＯＤディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例を示す。電子デバイスは、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に構成され得るプロセッサ２１を含む。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２１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、または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に構成され得る。

プロセッサ２１は、アレイドライバ２２と通信するように構成され得る。アレイドライバ２２は、たとえば、ディスプレイアレイまたはパネル３０に、信号を与える行ドライバ回路２４と列ドライバ回路２６とを含むことができる。図２には、図１に示したＩＭＯＤディスプレイデバイスの断面が線１−１によって示されている。図２は明快のためにＩＭＯＤの３×３アレイを示しているが、ディスプレイアレイ３０は、極めて多数のＩＭＯＤを含んでいることがあり、列におけるＩＭＯＤの数とは異なる数のＩＭＯＤを行において有し得、その逆も同様である。

図３は、図１のＩＭＯＤについての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例を示す。ＭＥＭＳ ＩＭＯＤの場合、行／列（すなわち、コモン／セグメント）書込みプロシージャが、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得る。ＩＭＯＤは、可動反射層またはミラーに緩和状態から作動状態に変更させるために、たとえば約１０ボルトの電位差を必要とし得る。電圧がその値から低減されると、電圧が低下して、たとえば、１０ボルトより下に戻ったとき、可動反射層はその状態を維持するが、電圧が２ボルトより下に低下するまで、可動反射層は完全には緩和しない。したがって、図３に示すように、印加電圧のウィンドウがある電圧の範囲、約３〜７ボルトが存在し、そのウィンドウ内でデバイスは緩和状態または作動状態のいずれかで安定している。これは、本明細書では「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」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３０の場合、行／列書込みプロシージャは、一度に１つまたは複数の行をアドレス指定するように設計され得、その結果、所与の行のアドレス指定中に、作動されるべきアドレス指定された行におけるピクセルは、約１０ボルトの電圧差にさらされ、緩和されるべきピクセルは、ほぼ０ボルトの電圧差にさらされる。アドレス指定後に、それらのピクセルは、それらが前のストローブ状態にとどまるような、約５ボルトの定常状態またはバイアス電圧差にさらされる。この例では、アドレス指定された後に、各ピクセルは、約３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差を経験する。このヒステリシス特性の特徴は、たとえば図１に示したピクセル設計が、同じ印加電圧条件下で作動または緩和のいずれかの既存の状態で安定したままであることを可能にする。各ＩＭＯＤピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、本質的に、固定反射層および可動反射層によって形成されるキャパシタであるので、この安定状態は、電力を実質的に消費するかまたは失うことなしに、ヒステリシスウィンドウ内の定常電圧において保持され得る。その上、印加電圧電位が実質的に固定のままである場合、電流は本質的にほとんどまたはまったくＩＭＯＤピクセルに流れ込まない。

いくつかの実施態様では、所与の行におけるピクセルの状態の所望の変化（もしあれば）に従って、列電極のセットに沿って「セグメント」電圧の形態のデータ信号を印加することによって、画像のフレームが作成され得る。次に、フレームが一度に１行書き込まれるように、アレイの各行がアドレス指定され得る。第１の行におけるピクセルに所望のデータを書き込むために、第１の行におけるピクセルの所望の状態に対応するセグメント電圧が列電極上に印加され得、特定の「コモン」電圧または信号の形態の第１の行パルスが第１の行電極に印加され得る。次いで、セグメント電圧のセットは、第２の行におけるピクセルの状態の所望の変化（もしあれば）に対応するように変更され得、第２のコモン電圧が第２の行電極に印加され得る。いくつかの実施態様では、第１の行におけるピクセルは、列電極に沿って印加されたセグメント電圧の変化による影響を受けず、第１のコモン電圧行パルス中にそれらのピクセルが設定された状態にとどまる。このプロセスは、画像フレームを生成するために、一連の行全体、または代替的に、一連の列全体について、連続方式で繰り返され得る。フレームは、何らかの所望の数のフレーム毎秒でこのプロセスを連続的に反復することによって、新しい画像データでリフレッシュおよび／または更新され得る。

各ピクセルに渡って印加されるセグメント信号とコモン信号の組合せ（すなわち、各ピクセルに渡る電位差）は、各ピクセルの得られる状態を決定する。図４は、様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときのＩＭＯＤの様々な状態を示す表の一例を示している。当業者によって容易に理解されるように、「セグメント」電圧は、列電極または行電極のいずれかに印加され得、「コモン」電圧は、列電極または行電極のうちの他方に印加され得る。

図４に（ならびに図５Ｂに示すタイミング図に）示すように、解放電圧ＶＣ_ＲＥＬがコモンラインに沿って印加されたとき、コモンラインに沿ったすべてのＩＭＯＤ要素は、セグメントラインに沿って印加された電圧、すなわち、高いセグメント電圧ＶＳ_Ｈおよび低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌにかかわらず、代替的に解放または非作動状態と呼ばれる、緩和状態に入れられることになる。特に、解放電圧ＶＣ_ＲＥＬがコモンラインに沿って印加されると、そのピクセルのための対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧ＶＳ_Ｈが印加されたときも、低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌが印加されたときも、変調器に渡る電位電圧（代替的にピクセル電圧と呼ばれる）は緩和ウィンドウ（図３参照、解放ウィンドウとも呼ばれる）内にある。

高い保持電圧ＶＣ_{ＨＯＬＤ＿Ｈ}または低い保持電圧ＶＣ_{ＨＯＬＤ＿Ｌ}などの保持電圧がコモンライン上に印加されたとき、ＩＭＯＤの状態は一定のままであることになる。たとえば、緩和ＩＭＯＤは緩和位置にとどまることになり、作動ＩＭＯＤは作動位置にとどまることになる。保持電圧は、対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧ＶＳ_Ｈが印加されたときも、低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌが印加されたときも、ピクセル電圧が安定性ウィンドウ内にとどまることになるように、選択され得る。したがって、セグメント電圧スイング、すなわち、高いＶＳ_Ｈと低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌとの間の差は、正または負のいずれかの安定性ウィンドウの幅よりも小さい。

高いアドレス指定電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｈ}または低いアドレス指定電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｌ}などのアドレス指定または作動電圧がコモンライン上に印加されたとき、それぞれのセグメントラインに沿ったセグメント電圧の印加によって、データがそのコモンラインに沿った変調器に選択的に書き込まれ得る。セグメント電圧は、作動が印加されたセグメント電圧に依存するように選択され得る。アドレス指定電圧がコモンラインに沿って印加されたとき、一方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウ内のピクセル電圧をもたらし、ピクセルが非作動のままであることを引き起こすことになる。対照的に、他方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウを越えるピクセル電圧をもたらし、ピクセルの作動をもたらすことになる。作動を引き起こす特定のセグメント電圧は、どのアドレス指定電圧が使用されるかに応じて変動することができる。いくつかの実施態様では、高いアドレス指定電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｈ}がコモンラインに沿って印加されたとき、高いセグメント電圧ＶＳ_Ｈの印加は、変調器がそれの現在位置にとどまることを引き起こすことがあり、低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌの印加は、変調器の作動を引き起こすことがある。当然の結果として、低いアドレス指定電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｌ}が印加されたとき、セグメント電圧の影響は反対であり、高いセグメント電圧ＶＳ_Ｈは変調器の作動を引き起こし、低いセグメント電圧ＶＳ_Ｌは変調器の状態に影響しない（すなわち、安定したままである）ことがある。

いくつかの実施態様では、変調器に渡って常に同じ極性電位差を引き起こす保持電圧、アドレス電圧、およびセグメント電圧が使用され得る。いくつかの他の実施態様では、変調器の電位差の極性を交番する信号が使用され得る。変調器に渡る極性の交番（すなわち、書込みプロシージャの極性の交番）は、単一の極性の反復書込み動作後に起こることがある電荷蓄積を低減または抑止し得る。

図５Ａは、図２の３×３ ＩＭＯＤディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例を示す。図５Ｂは、図５Ａに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例を示す。それらの信号は、たとえば図２の３×３アレイに印加され得、これは、図５Ａに示すライン時間６０ｅディスプレイ配置を最終的にもたらすことになる。図５Ａ中の作動変調器は暗状態にあり、すなわち、その状態では、反射光の実質的部分が、たとえば、閲覧者に、暗い外観をもたらすように可視スペクトルの外にある。図５Ａに示すフレームを書き込むより前に、ピクセルは任意の状態にあることがあるが、図５Ｂのタイミング図に示す書込みプロシージャは、各変調器が、第１のライン時間６０ａの前に、解放されており、非作動状態に属すると仮定する。

第１のライン時間６０ａ中に、解放電圧７０がコモンライン１上に印加され、コモンライン２上に印加される電圧が、高い保持電圧７２において始まり、解放電圧７０に移動し、低い保持電圧７６がコモンライン３に沿って印加される。したがって、コモンライン１に沿った変調器（コモン１，セグメント１）、（１，２）および（１，３）は、第１のライン時間６０ａの持続時間の間、緩和または非作動状態にとどまり、コモンライン２に沿った変調器（２，１）、（２，２）および（２，３）は、緩和状態に移動することになり、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）および（３，３）は、それらの前の状態にとどまることになる。図４を参照すると、コモンライン１、２または３のいずれも、ライン時間６０ａ中に作動を引き起こす電圧レベルにさらされていないので（すなわち、ＶＣ_ＲＥＬ−緩和、およびＶＣ_{ＨＯＬＤ＿Ｌ}−安定）、セグメントライン１、２および３に沿って印加されたセグメント電圧は、ＩＭＯＤの状態に影響しないことになる。

第２のライン時間６０ｂ中に、コモンライン１上の電圧は高い保持電圧７２に移動し、コモンライン１に沿ったすべての変調器は、アドレス指定または作動電圧がコモンライン１上に印加されなかったので、印加されたセグメント電圧にかかわらず、緩和状態にとどまる。コモンライン２に沿った変調器は、解放電圧７０の印加により、緩和状態にとどまり、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）および（３，３）は、コモンライン３に沿った電圧が解放電圧７０に移動するとき、緩和することになる。

第３のライン時間６０ｃ中に、コモンライン１は、コモンライン１上に高いアドレス電圧７４を印加することによってアドレス指定される。このアドレス電圧の印加中に低いセグメント電圧６４がセグメントライン１および２に沿って印加されるので、変調器（１，１）および（１，２）に渡るピクセル電圧は変調器の正の安定性ウィンドウの上端よりも大きく（すなわち、電圧差は、あらかじめ定義されたしきい値を超えた）、変調器（１，１）および（１，２）は作動される。逆に、高いセグメント電圧６２がセグメントライン３に沿って印加されるので、変調器（１，３）に渡るピクセル電圧は、変調器（１，１）および（１，２）のピクセル電圧よりも小さく、変調器の正の安定性ウィンドウ内にとどまり、したがって変調器（１，３）は緩和したままである。また、ライン時間６０ｃ中に、コモンライン２に沿った電圧は低い保持電圧７６に減少し、コモンライン３に沿った電圧は解放電圧７０にとどまり、コモンライン２および３に沿った変調器を緩和位置のままにする。

第４のライン時間６０ｄ中に、コモンライン１上の電圧は、高い保持電圧７２に戻り、コモンライン１に沿った変調器を、それらのそれぞれのアドレス指定された状態のままにする。コモンライン２上の電圧は低いアドレス電圧７８に減少される。高いセグメント電圧６２がセグメントライン２に沿って印加されるので、変調器（２，２）に渡るピクセル電圧は、変調器の負の安定性ウィンドウの下限を下回り、変調器（２，２）が作動することを引き起こす。逆に、低いセグメント電圧６４がセグメントライン１および３に沿って印加されるので、変調器（２，１）および（２，３）は緩和位置にとどまる。コモンライン３上の電圧は、高い保持電圧７２に増加し、コモンライン３に沿った変調器を緩和状態のままにする。

最後に、第５のライン時間６０ｅ中に、コモンライン１上の電圧は高い保持電圧７２にとどまり、コモンライン２上の電圧は低い保持電圧７６にとどまり、コモンライン１および２に沿った変調器を、それらのそれぞれのアドレス指定された状態のままにする。コモンライン３上の電圧は、コモンライン３に沿った変調器をアドレス指定するために、高いアドレス電圧７４に増加する。低いセグメント電圧６４がセグメントライン２および３上に印加されるので、変調器（３，２）および（３，３）は作動するが、セグメントライン１に沿って印加された高いセグメント電圧６２は、変調器（３，１）が緩和位置にとどまることを引き起こす。したがって、第５のライン時間６０ｅの終わりに、３×３ピクセルアレイは、図５Ａに示す状態にあり、他のコモンライン（図示せず）に沿った変調器がアドレス指定されているときに起こり得るセグメント電圧の変動にかかわらず、保持電圧がコモンラインに沿って印加される限り、その状態にとどまることになる。

図５Ｂのタイミング図では、所与の書込みプロシージャ（すなわち、ライン時間６０ａ〜６０ｅ）は、高い保持およびアドレス電圧、または低い保持およびアドレス電圧のいずれかの使用を含むことができる。書込みプロシージャが所与のコモンラインについて完了されると（また、コモン電圧が、作動電圧と同じ極性を有する保持電圧に設定されると）、ピクセル電圧は、所与の安定性ウィンドウ内にとどまり、解放電圧がそのコモンライン上に印加されるまで、緩和ウィンドウを通過しない。さらに、各変調器が、変調器をアドレス指定するより前に書込みプロシージャの一部として解放されるので、解放時間ではなく変調器の作動時間が、必要なライン時間を決定し得る。詳細には、変調器の解放時間が作動時間よりも大きい実施態様では、解放電圧は、図５Ｂに示すように、単一のライン時間よりも長く印加され得る。いくつかの他の実施態様では、コモンラインまたはセグメントラインに沿って印加される電圧が、異なる色の変調器など、異なる変調器の作動電圧および解放電圧の変動を相殺するように変動し得る。

上記に記載した原理に従って動作するＩＭＯＤの構造の詳細は大きく異なり得る。たとえば、図６Ａから図６Ｅは、可動反射層１４とその支持構造とを含む、ＩＭＯＤの異なる実施態様の断面図の例を示している。図６Ａは、金属材料のストリップ、すなわち、可動反射層１４が、基板２０から直角に延在する支持体１８上に堆積される、図１のＩＭＯＤディスプレイの部分断面図の一例を示している。図６Ｂでは、各ＩＭＯＤの可動反射層１４は、概して形状が正方形または長方形であり、コーナーにおいてまたはその近くでテザー３２に接して支持体に取り付けられる。図６Ｃでは、可動反射層１４は、概して形状が正方形または長方形であり、フレキシブルな金属を含み得る変形可能層３４から吊るされる。変形可能層３４は、可動反射層１４の外周の周りで基板２０に直接または間接的に接続することがある。これらの接続は、本明細書では支持ポストと呼ばれる。図６Ｃに示す実施態様は、変形可能層３４によって行われる可動反射層１４の機械的機能からのそれの光学的機能の分離から派生する追加の利益を有する。この分離は、反射層１４のために使用される構造設計および材料と、変形可能層３４のために使用される構造設計および材料とが、互いとは無関係に最適化されることを可能にする。

図６Ｄは、可動反射層１４が反射副層１４ａを含む、ＩＭＯＤの別の例を示している。可動反射層１４は、支持ポスト１８などの支持構造上に載る。支持ポスト１８は、たとえば、可動反射層１４が緩和位置にあるとき、可動反射層１４と光学スタック１６との間にギャップ１９が形成されるように、下側静止電極（すなわち、図示のＩＭＯＤにおける光学スタック１６の一部）からの可動反射層１４の分離を可能にする。可動反射層１４は、電極として働くように構成され得る伝導性層１４ｃと、支持層１４ｂとをも含むことができる。この例では、伝導性層１４ｃは、基板２０から遠位にある支持層１４ｂの一方の面に配設され、反射副層１４ａは、基板２０の近位にある支持層１４ｂの他方の面に配設される。いくつかの実施態様では、反射副層１４ａは、伝導性であることがあり、支持層１４ｂと光学スタック１６との間に配設され得る。支持層１４ｂは、誘電材料、たとえば、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の、１つまたは複数の層を含むことができる。いくつかの実施態様では、支持層１４ｂは、たとえば、ＳｉＯ_２／ＳｉＯＮ／ＳｉＯ_２３層スタックなど、複数の層のスタックであり得る。反射副層１４ａと伝導性層１４ｃのいずれかまたは両方は、たとえば、約０．５％の銅（Ｃｕ）または別の反射金属材料を用いた、アルミニウム（Ａｌ）合金を含むことができる。誘電支持層１４ｂの上および下で伝導性層１４ａ、１４ｃを採用することは、応力のバランスをとり、伝導の向上を与えることができる。いくつかの実施態様では、反射副層１４ａおよび伝導性層１４ｃは、可動反射層１４内の特定の応力プロファイルを達成することなど、様々な設計目的で、異なる材料から形成され得る。

図６Ｄに示すように、いくつかの実施態様はブラックマスク構造２３をも含むことができる。ブラックマスク構造２３は、周辺光または迷光を吸収するために、（たとえば、ピクセル間にまたはポスト１８の下に）光学不活性領域において形成され得る。ブラックマスク構造２３はまた、光がディスプレイの不活性部分から反射されることまたはそれを透過されることを抑止し、それによりコントラスト比を増加させることによって、ディスプレイデバイスの光学的特性を改善することができる。さらに、ブラックマスク構造２３は、伝導性であり、電気的バス層として機能するように構成され得る。いくつかの実施態様では、行電極は、接続された行電極の抵抗を低減するために、ブラックマスク構造２３に接続され得る。ブラックマスク構造２３は、堆積およびパターニング技法を含む様々な方法を使用して形成され得る。ブラックマスク構造２３は１つまたは複数の層を含むことができる。たとえば、いくつかの実施態様では、ブラックマスク構造２３は、それぞれ、約３０〜８０Å、５００〜１０００Å、および５００〜６０００Åの範囲内の厚さをもつ、光吸収体として働くモリブデンクロム（ＭｏＣｒ）層と、ＳｉＯ_２層と、反射体として働くアルミニウム合金と、バス層とを含む。１つまたは複数の層は、たとえば、ＭｏＣｒ層およびＳｉＯ_２層の場合は、フォトリソグラフィおよび四フッ化炭素（ＣＦ_４）および／または酸素（Ｏ_２）、ならびにアルミニウム合金層の場合は、塩素（Ｃｌ_２）および／または三塩化ホウ素（ＢＣｌ_３）を含むドライエッチングを含む、様々な技法を使用してパターニングされ得る。いくつかの実施態様では、ブラックマスク２３はエタロンまたは干渉スタック構造であり得る。そのような干渉スタックブラックマスク構造２３では、伝導性吸収体は、各行または列の光学スタック１６における下側静止電極間で信号を送信するかまたは信号をバス伝送するために使用され得る。いくつかの実施態様では、スペーサ層３５が、ブラックマスク２３中の伝導性層から吸収層１６ａを概して電気的に絶縁するのに、役立つことができる。

図６Ｅは、可動反射層１４が自立している、ＩＭＯＤの別の例を示している。図６Ｄとは対照的に、図６Ｅの実施態様は支持ポスト１８を含まない。代わりに、可動反射層１４は、複数のロケーションにおいて、下にある光学スタック１６に接触し、可動反射層１４の湾曲は、ＩＭＯＤに渡る電圧が作動を引き起こすには不十分であるとき、可動反射層１４が図６Ｅの非作動位置に戻るという、十分な支持を与える。複数のいくつかの異なる層を含んでいることがある光学スタック１６は、ここでは明快のために、光吸収体１６ａと誘電体１６ｂとを含む状態で示されている。いくつかの実施態様では、光吸収体１６ａは、固定電極としても、部分反射層としても働き得る。

図６Ａから図６Ｅに示す実施態様などの実施態様では、ＩＭＯＤは直視型デバイスとして機能し、直視型デバイスでは、画像が、透明基板２０の正面、すなわち、変調器が配置された面の反対の面から、閲覧される。これらの実施態様では、デバイスの背面部分（すなわち、たとえば、図６Ｃに示す変形可能層３４を含む、可動反射層１４の背後のディスプレイデバイスの任意の部分）は、反射層１４がデバイスのそれらの部分を光学的に遮蔽するので、ディスプレイデバイスの画質に影響を及ぼすことまたは悪影響を及ぼすことなしに、構成され、作用され得る。たとえば、いくつかの実施態様では、バス構造（図示せず）が可動反射層１４の背後に含まれ得、これは、電圧アドレス指定およびそのようなアドレス指定に起因する移動など、変調器の電気機械的特性から変調器の光学的特性を分離する能力を与える。さらに、図６Ａから図６Ｅの実施態様は、たとえば、パターニングなどの処理を簡略化することができる。

図７は、ＩＭＯＤのための製造プロセス８０を示す流れ図の一例を示しており、図８Ａから図８Ｅは、そのような製造プロセス８０の対応する段階の断面概略図の例を示している。いくつかの実施態様では、製造プロセス８０は、たとえば、図７に示されていない他のブロックに加えて、図１および図６に示した一般的なタイプのＩＭＯＤを製造するために実施され得る。図１、図６および図７を参照すると、プロセス８０はブロック８２において開始し、基板２０上への光学スタック１６の形成を伴う。図８Ａは、基板２０上で形成されたそのような光学スタック１６を示している。基板２０は、ガラスまたはプラスチックなどの透明基板であり得、それは、フレキシブルであるかまたは比較的固く曲がらないことがあり、光学スタック１６の効率的な形成を可能にするために、事前準備プロセス、たとえば洗浄にかけられていることがある。上記で説明したように、光学スタック１６は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であることがあり、たとえば、透明基板２０上に、所望の特性を有する１つまたは複数の層を堆積させることによって、作製され得る。図８Ａでは、光学スタック１６は、副層１６ａおよび１６ｂを有する多層構造を含むが、いくつかの他の実施態様では、より多いまたはより少ない副層が含まれ得る。いくつかの実施態様では、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つは、組み合わせられた導体／吸収体副層１６ａなど、光吸収特性と伝導特性の両方で構成され得る。さらに、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つまたは複数は、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。そのようなパターニングは、当技術分野で知られているマスキングおよびエッチングプロセスまたは別の好適なプロセスによって実行され得る。いくつかの実施態様では、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つは、１つまたは複数の金属層（たとえば、１つまたは複数の反射層および／または伝導性層）上に堆積された副層１６ｂなど、絶縁層または誘電体層であり得る。さらに、光学スタック１６は、ディスプレイの行を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。

プロセス８０はブロック８４において続き、光学スタック１６上への犠牲層２５の形成を伴う。犠牲層２５は、キャビティ１９を形成するために後で（たとえば、ブロック９０で）除去され、したがって、犠牲層２５は、図１に示した得られたＩＭＯＤ１２には示されていない。図８Ｂは、光学スタック１６上で形成された犠牲層２５を含む、部分的に作製されたデバイスを示している。光学スタック１６上での犠牲層２５の形成は、後続の除去後に、所望の設計サイズを有するギャップまたはキャビティ１９（図１および図８Ｅも参照）を与えるように選択された厚さの、モリブデン（Ｍｏ）またはアモルファスシリコン（Ｓｉ）など、フッ化キセノン（ＸｅＦ_２）エッチング可能材料の堆積を含み得る。犠牲材料の堆積は、物理的気相堆積（ＰＶＤ、たとえばスパッタリング）、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、熱化学気相堆積（熱ＣＶＤ）、またはスピンコーティングなど、堆積技法を使用して行われ得る。

プロセス８０はブロック８６において続き、支持構造、たとえば図１、図６および図８Ｃに示すようなポスト１８の形成を伴う。ポスト１８の形成は、支持構造開口を形成するために犠牲層２５をパターニングし、次いで、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、またはスピンコーティングなど、堆積方法を使用して、ポスト１８を形成するために開口中に材料（たとえば、ポリマー、または酸化ケイ素などの無機材料）を堆積させることを含み得る。いくつかの実施態様では、犠牲層中に形成された支持構造開口は、ポスト１８の下側端部が図６Ａに示すように基板２０に接触するように、犠牲層２５と光学スタック１６の両方を通って、下にある基板２０まで延在することがある。代替的に、図８Ｃに示すように、犠牲層２５中に形成された開口は、犠牲層２５は通るが、光学スタック１６は通らないで、延在することがある。たとえば、図８Ｅは、光学スタック１６の上側表面と接触している支持ポスト１８の下側端部を示している。ポスト１８、または他の支持構造は、犠牲層２５上に支持構造材料の層を堆積させること、および犠牲層２５中の開口から離れて配置された支持構造材料の部分をパターニングすることによって形成され得る。支持構造は、図８Ｃに示すように開口内に配置され得るが、少なくとも部分的に、犠牲層２５の一部分の上で延在することもある。上述のように、犠牲層２５および／または支持ポスト１８のパターニングは、パターニングおよびエッチングプロセスによって実行され得るが、代替エッチング方法によっても実行され得る。

プロセス８０はブロック８８において続き、図１、図６および図８Ｄに示す可動反射層１４などの可動反射層または膜の形成を伴う。可動反射層１４は、１つまたは複数のパターニング、マスキング、および／またはエッチングステップとともに、１つまたは複数の堆積ステップ、たとえば、反射層（アルミニウム、アルミニウム合金など）堆積を採用することによって、形成され得る。可動反射層１４は、電気伝導性であり、電気伝導性層と呼ばれることがある。いくつかの実施態様では、可動反射層１４は、図８Ｄに示すように複数の副層１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含み得る。いくつかの実施態様では、副層１４ａ、１４ｃなど、副層のうちの１つまたは複数は、それらの光学的特性のために選択された高反射性副層を含み得、別の副層１４ｂは、その機械的特性のために選択された機械的副層を含み得る。犠牲層２５は、ブロック８８において形成された部分的に作製されたＩＭＯＤに依然として存在するので、可動反射層１４は、一般にこの段階では可動でない。犠牲層２５を含んでいる部分的に作製されたＩＭＯＤは、本明細書では「非解放」ＩＭＯＤと呼ばれることもある。図１に関して上記で説明したように、可動反射層１４は、ディスプレイの列を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。

プロセス８０はブロック９０において続き、キャビティ、たとえば図１、図６および図８Ｅに示すキャビティ１９の形成を伴う。キャビティ１９は、（ブロック８４において堆積された）犠牲材料２５をエッチャントにさらすことによって形成され得る。たとえば、モリブデン（Ｍｏ）またはアモルファスシリコン（Ｓｉ）などのエッチング可能犠牲材料が、ドライ化学エッチング、たとえば、一般に、キャビティ１９を囲む構造に対して選択的に除去される所望の量の材料を除去するのに有効である期間の間、固体ＸｅＦ_２から得られた蒸気などの気体または蒸気エッチャントに犠牲層２５をさらすことによって、除去され得る。他のエッチング方法、たとえばウェットエッチングおよび／またはプラズマエッチングも使用され得る。犠牲層２５がブロック９０中に除去されるので、可動反射層１４は、一般に、この段階後に可動となる。犠牲材料２５の除去後に、得られた完全にまたは部分的に作製されたＩＭＯＤは、本明細書では「解放」ＩＭＯＤと呼ばれることがある。

図９Ａ〜図９Ｅは、どのように多状態ＩＭＯＤが異なる色を生成するように構成され得るのかの例を示す。アナログＩＭＯＤ（ＡＩＭＯＤ）などの多状態ＩＭＯＤでは、ピクセルの反射色は、吸収体スタックとミラースタックとの間のギャップ間隔によって決定される。図９Ａ〜９Ｅでは、多状態ＩＭＯＤ９００は、ミラースタック９０５および吸収体スタック９１０を含む。この実施態様では、ミラースタック９０５は、少なくとも１つの反射層を含み、吸収体スタック９１０に対して少なくとも５つの位置の間で可動である。したがって、多状態ＩＭＯＤ９００のこの実施態様は、ＡＩＭＯＤまたは（白色状態、黒色状態、および３つの色状態を有する）５状態ＩＭＯＤであってよい。代替実施態様では、吸収体スタック９１０は、ミラースタック９０５に対して複数の位置の間で可動であってよい。いずれの場合も、ミラースタック９０５と吸収体スタック９１０との間のギャップ９３０のサイズは、変更され得る。吸収体スタック９１０は、この例では単一の吸収体層を含むが、本明細書の他の場所に記載の様々な実施態様は、複数の吸収体層を含む吸収体スタック９１０を含む。

波長λを有する入射波は、局所的なピークおよびヌルを有する定在波を作成するように、ミラースタック９０５からのそれ自体の反射と干渉することになる。第１のヌルは、ミラーからλ／２であり、後続のヌルは、λ／２間隔で位置する。その波長に関して、ヌル位置のうちの１つに配置された薄い吸収体層は、エネルギーをほとんど吸収しないことになる。

最初に図９Ａを参照すると、ギャップ９３０が赤色９２５の波長と実質的に等しいとき、吸収体スタック９１０は、赤色干渉パターンのヌルに位置する。光は、吸収体スタック９１０によって、部分的に反射され、部分的に透過される。ギャップ９３０のサイズと等しい深さを有する光空洞が、吸収体スタック９１０とミラースタック９０５との間に形成される。したがって、赤色９２５に実質的に対応する波長を有する光は、吸収体スタック９１０から反射された赤色光と、ミラースタック９０５から反射された赤色光との間の強め合う干渉のために効率的に反射される。青色９１５および緑色９２０を含む他の色の光は、強め合う干渉によって増強されない。代わりに、そのような光は、吸収体スタック９１０によって実質的に吸収される。

図９Ｂは、ミラースタック９０５が吸収体スタック９１０のより近くに（またはその逆に）移動された構成での多状態ＩＭＯＤ９００を示す。この例では、ギャップ９３０は、緑色９２０の波長に実質的に等しい。緑色９２０に実質的に対応する波長を有する光は、吸収体スタック９１０から反射された緑色光と、ミラースタック９０５から反射された緑色光との間の強め合う干渉のために効率的に反射される。赤色９２５および青色９１５を含む他の色の光は、吸収体スタック９１０によって実質的に吸収される。

図９Ｃでは、ミラースタック９０５は、ギャップ９３０が青色９１５の波長に実質的に等しくなるように、吸収体スタック９１０のより近くに（またはその逆に）移動されている。青色９１５に実質的に対応する波長を有する光は、強め合う干渉によって効率的に反射される。赤色９２５および緑色９２０を含む他の色の光は、吸収体スタック９１０によって実質的に吸収される。

図９Ｄでは、しかしながら、多状態ＩＭＯＤ９００は、ギャップ９３０が可視範囲内の平均色の波長の１／４に実質的に等しい構成にある。そのような配置では、吸収体は、干渉定在波の強度ピークの近くに位置し、高い場強度による強い吸収は、吸収体スタック９１０とミラースタック９０５との間の弱め合う干渉と共に、比較的少ない可視光を多状態ＩＭＯＤ９００から反射させる。この構成は、本明細書では、「黒色状態」と呼ばれることもある。いくつかのそのような実施態様では、ギャップ９３０は、可視範囲外にある他の波長を増強するために、図９Ｄに示したものよりも大きくまたはより小さくされ得る。したがって、図９Ｄに示す多状態ＩＭＯＤ９００の構成は、単に多状態ＩＭＯＤ９００の黒色状態構成の一例を提供する。

図９Ｅは、吸収体スタック９１０がミラースタック９０５に実質的に隣接している構成での多状態ＩＭＯＤ９００を示す。この例では、ギャップ９３０は、無視できる。広い範囲の波長を有する光は、吸収体スタック９１０によって有意な程度に吸収されることなく、ミラースタック９０５から効率的に反射される。この構成は、本明細書では、「白色状態」と呼ばれることもある。

図１０は、改善された白色状態の色を提供するための光学スタックを有する多状態ＩＭＯＤの一例を示す。多状態ＩＭＯＤ９００は、たとえば、３状態ＩＭＯＤ（白色状態、黒色状態、および１つの色状態を有する）、５状態ＩＭＯＤ、またはＡＩＭＯＤであってよい。この実施態様では、図９Ｅでのように、多状態ＩＭＯＤ９００が白色状態にあるとき、ミラースタック９０５と吸収体スタック９１０との間に実質的にギャップが存在しない。ここでは、ミラースタック９０５は、層１０１５、１０２０、および１０２５を含む。層の厚さは、図１０の横軸によって示されている。この例では、層１０１５は、アルミニウム（Ａｌ）で形成され、層１０２０は酸窒化ケイ素（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）で形成され、層１０２５は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）で形成される。しかしながら、代替実施態様では、ミラースタック９０５は、異なる材料で形成されたおよび／または異なる厚さを有する層を含むことができる。１０２０のための他の可能な材料は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、フッ化ハフニウム（ＨｆＦ_４）、フッ化イッテルビウム（ＹｂＦ_３）、氷晶石（Ｎａ_３ＡｌＦ_６）、および他の誘電材料を含む。１０２５のための他の可能な材料は、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸化スカンジウム（Ｓｃ_２Ｏ_３）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化インジウムスズ（Ｓｎ：Ｉｎ_２Ｏ_３）、および他のそのような誘電材料を含む。

この例では、吸収体スタック９１０は、青色９１５、緑色９２０、および赤色９２５に関するヌルに対応する３つの別々の吸収体層を含み、吸収体層１０３０は、約４３０ｎｍの波長に関する第１のヌルに配置され、吸収体層１０４０は、約５３０ｎｍの波長に関する第１のヌルに配置され、吸収体層１０５０は、約６３０ｎｍの波長に関する第１のヌルに配置される。この設計シミュレーションでは、青色、緑色、および赤色吸収体の吸収スペクトルは、それらの対応する吸収波長帯域の中心（たとえば、それぞれ、約４３０ｎｍ、５３０ｎｍ、および６３０ｎｍ）でピークに達し、他の吸収体の波長帯域の中心でほぼゼロに低下する数学的モデルに基づいていた。

いくつかの実施態様では、吸収体層は、適切な赤色、緑色、および青色の吸収係数分布を有する１つまたは複数の染料を用いた薄膜堆積およびドーピングによって製造され得る。吸収体層１０３０、１０４０、および１０５０は、各々の隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有することができる。たとえば、吸収体層１０３０は、吸収体層１０４０または１０５０の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有することができる。吸収体層１０４０は、吸収体層１０３０および／または１０５０の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有することができる。

この例は、吸収体層の間に実質的に透明な誘電体層を含む。ここで、層１０３５、１０４５、および１０５５は、ＳｉＯ_２で形成されるが、層１０６０は、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）で形成される。この例では、層１０３５及び１０４５は、８ｎｍ厚であるが、層１０４５は、１５ｎｍ厚である。１０３５および１０４５の層の厚さは、それぞれ１０４０および１０５０と一致する５３０ｎｍ波長の光および６３０ｎｍ波長の光のヌルを有するように最適化される。しかしながら、層１０３５および１０４５は、代替実施態様では他の厚さを有することができる。その上、ＳｉＯ_２以外の誘電材料が、層１０３５および１０４５のために使用され得る。

図１０は、白色状態の多状態ＩＭＯＤ９００のときに結果として生じる干渉定在波場強度分布も示す。吸収体スタック９１０の外では、青色９１５、緑色９２０、および赤色９２５のすべては、同程度の場強度を有する。

図１１Ａは、図１０に示す多状態ＩＭＯＤに関する反射率対波長のグラフの一例を示す。図１１Ａは、多状態ＩＭＯＤ９００が白色状態にあるときの４００ｎｍから８００ｎｍまでの波長範囲に渡る反射率を示す。この例では、反射率は、最も長い波長範囲を除いて、可視範囲内の大部分の波長に渡って比較的一定である。４００ｎｍと約６６０ｎｍとの間で、反射率は、０．８と１との間の範囲である。したがって、この実施態様は、ＣＩＥ標準イルミナントＤ６５の白色状態の色と同様の白色状態の色を生成する。

いくつかの実施態様では、吸収体層の吸収スペクトル特性は、薄膜中のナノ粒子のサイズおよび／または形状に従って制御され得る。いくつかのそのような実施態様では、吸収体層の吸光スペクトルは、薄膜中のナノ回転楕円体の短軸に対する長軸の比に従って制御され得る。

図１１Ｂは、短軸に対する長軸の比が異なるナノ回転楕円体に関する吸光効率対波長のグラフの一例を示す。グラフ１１５０には、４つの形状の銀ナノ回転楕円体をドープされた材料の吸光スペクトルが示されている。すべてのナノ回転楕円体は、３０ｎｍの半径を有する球の体積に対応する同じ体積を有する。しかしながら、他の実施態様は、他の形状および／またはサイズを有する他の材料で形成されたナノ回転楕円体を含むことができる。この例では、約３６５ｎｍにピークを有する曲線１１５５は、１：１の長軸に対する半径の比（Ｒ）を有する銀ナノ回転楕円体をドープされた材料の吸光スペクトルを表す。（青色範囲内の）約４６０ｎｍにピークを有する曲線１１６０は、Ｒが３：１０の銀ナノ回転楕円体をドープされた材料の吸光スペクトルを表す。（緑色範囲内の）約５２０ｎｍにピークを有する曲線１１６５は、Ｒが１：５の銀ナノ回転楕円体をドープされた材料の吸光スペクトルを表す。（赤色範囲内の）約６６０ｎｍにピークを有する曲線１１７０は、Ｒが１：１０の銀ナノ回転楕円体をドープされた材料の吸光スペクトルを表す。

この実施態様では、曲線１１５５、１１６０、１１６５、および１１７０によって表される吸光効率レベルは、ピーク波長のいずれかの側で急激に低下する。たとえば、曲線１１６０によって表される、Ｒが１：５の銀ナノ回転楕円体をドープされた材料の吸光効率は、ピークレベルでほぼ９である。この材料の吸光効率は、曲線１１６５のピークに対応する波長で１未満に低下し、曲線１１７０のピークに対応する波長でほぼゼロに低下する。同様に、曲線１１７０によって表される、Ｒが１：１０の銀ナノ回転楕円体をドープされた材料の吸光効率は、ピークレベルで１０に近い。この材料の吸光効率は、曲線１１６５のピークに対応する波長で１未満に低下し、曲線１１６０のピークに対応する波長でゼロに近づいている。したがって、多状態ＩＭＯＤ９００の吸収体層が、そのような銀ナノ回転楕円体をドープされた薄膜で形成されていた場合、吸収体層は、隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベル（吸光効率レベル）を有することになる。

図１２は図１０に示す多状態ＩＭＯＤのミラースタックと吸収体スタックとの間のギャップを変化させることによって生成された（ｘ−ｙ色度色空間での）アナログＩＭＯＤ（ＡＩＭＯＤ）カラースパイラルの一例を示す。曲線１０２５は、ＣＩＥ（国際照明委員会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ））１９３１色空間の境界を示す。三角形１２１０は、赤色頂点１２１５、緑色頂点１２２０、および青色頂点１２２５を有するｓＲＧＢ空間を示す。カラースパイラル１２３０ａは、ミラースタック９０５と吸収体スタック９１０との間のギャップ９３０がゼロから６４０ｎｍまで変化したときに、図１０に示す多状態ＩＭＯＤ９００から反射される色を示す。

多状態ＩＭＯＤ９００の白色状態に対応する位置１２３５では、ギャップ９３０は、実質的にゼロである。位置１２３５は、西部または北部ヨーロッパでの正午の太陽におおよそ対応するＣＩＥ標準イルミナントＤ６５に実質的に対応する。したがって、多状態ＩＭＯＤ９００のこの実施態様の白色状態は、ほぼ理想的な白色状態である。

位置１２４０は、多状態ＩＭＯＤ９００の一次赤色状態に対応する。位置１２４０では、ギャップ９３０は、約３４５ｎｍである。一次赤色状態は、ｓＲＧＢ空間の赤色頂点１２１５に比較的近い、良好な彩度を達成する。

多状態ＩＭＯＤ９００のいくつかの実施態様では、二次色は、一次色よりも彩度が高い。たとえば、位置１２４５は、一次青色に対応し、位置１２５０は、二次青色および約４３０ｎｍのギャップ９３０に対応する。この例では、二次青色は、一次青色よりもｓＲＧＢ空間の青色頂点１２２５にずっと近く、したがって、より再度が高い。同様に、位置１２５５は、一次緑色に対応し、位置１２６０は、二次緑色（および、約５３０ｎｍのギャップ９３０）に対応する。この例では、二次緑色はｓＲＧＢ空間の緑色頂点１２２０に隣接しており、したがって、一次緑色よりも彩度が高い。

吸収体スタック９１０をミラースタック９０５に接触させることなく、多状態ＩＭＯＤ９００が白色状態を達成することが望ましい可能性がある。そのような実施態様では、可動部（たとえば、ミラースタック９０５）は、比較的より機械的に安定であり得る。ミラーの引き込みによって誘導されるスティクションおよび帯電などの問題は、低減または防止され得る。したがって、本明細書に記載のいくつかの別の実施態様は、（約１０ｎｍ〜１００ｎｍ以上のギャップ９３０などの）より大きいギャップ９３０を用いて白色状態を達成することができる。

図１３は、代替の多状態ＩＭＯＤの一例を示す。この例では、吸収体スタック９１０が、反射Ａｌ層である層１０１５から約２００ｎｍにあるときに、多状態ＩＭＯＤ９００の白色状態が発生する。この実施態様は、図１０に示すミラースタック９０５の層１０２０または１０２５を含まない。この例では、吸収体層１０３０は、５ｎｍ厚であり、４３０ｎｍの波長に関する第１のヌルに配置される。吸収体層１０４０は、６ｎｍ厚であり、５３０ｎｍの波長に関する第１のヌルに配置される。吸収体層１０５０は、７ｎｍ厚であり、６３０ｎｍの波長に関する第１のヌルに配置される。しかしながら、他の厚さおよび構成も可能である。

図１３は、白色状態の多状態ＩＭＯＤ９００のこの実施態様のときに結果として生じる干渉定在波場強度分布も示す。吸収体スタック９１０の外では、青色９１５、緑色９２０、および赤色９２５のすべては、同程度の場強度を有する。

しかしながら、この実施態様の反射率は、前述の実施態様の反射率のような可視スペクトル全体に渡る一貫性がない。図１４は、図１３に示す多状態ＩＭＯＤに関する反射率対波長のグラフの一例を示す。反射率は、０．９以上の３つのピークおよび０．６未満の２つの谷を含んで、可視範囲全体に渡って実質的に変化する。図１４を図１１Ａと比較することによって、図１０に示す多状態ＩＭＯＤ９００が、可視スペクトルに渡ってより一貫した反射率を有することがわかる。しかしながら、図１３に示す多状態ＩＭＯＤ９００は、より長い波長に関して比較的より大きい反射率を有する。

図１５は、図１３に示す多状態ＩＭＯＤのミラースタックと吸収体スタックとの間のギャップを変化させることによって生成されたＡＩＭＯＤカラースパイラルの一例を示す。カラースパイラル１２３０ｂは、ミラースタック９０５と吸収体スタック９１０との間のギャップ９３０が、２００ｎｍの白色状態構成から増加し、空洞サイズの範囲を通じて変化したときに、図１３に示す多状態ＩＭＯＤ９００から反射された色を示す。ギャップ９３０が２００ｎｍである白色状態構成に対応する位置１５３５は、ＣＩＥ標準イルミナントＤ６５の位置にかなり近い。したがって、この実施態様は、許容し得る白色状態を生成する。

しかしながら、図１２および図１５を比較することによって、図１３に示す多状態ＩＭＯＤ９００の実施態様は、図１０に示す多状態ＩＭＯＤ９００の実施態様よりも劣った彩度を有することが観察され得る。一次赤色に対応する位置１５４０は、位置１２４０ほど赤色頂点１２１５に近くない（図１２参照）。二次青色に対応する位置１５５０は、図１２中の位置１２５０ほど青色頂点１２２５に近くない。二次緑色に対応する位置１５６０は、図１２中の位置１２６０ほど緑色頂点１２２０に近くない。

多状態ＩＭＯＤ９００の第３の実施態様は、ミラースタック９０５と吸収体スタック９１０との間のギャップ９３０によって許容し得る白色状態を依然として提供しながら、図１３の多状態ＩＭＯＤ９００と比較して改善された彩度を提供するように構成され得る。この実施態様では、図１０に示すように、実質的に、ミラースタック９０５は、層１０１５、１０２０、および１０２５を含む。この例では、層１０１５は、４０ｎｍのＡｌで形成され、層１０２０は、７２ｎｍの酸窒化ケイ素で形成され、層１０２５は、２４ｎｍのＴｉＯ_２で形成される。しかしながら、層１０１５、１０２０、および１０２５は、別の実施態様では、他の厚さおよび構成を有することができる。

この例では、しかしながら、吸収体スタック９１０は、異なって構成される。吸収体スタック１０１０の吸収体層１０３０は、５ｎｍ厚であるが、吸収体層１０４０は、６ｎｍ厚であり、吸収体層１０５０は、７ｎｍ厚である。層１０３５、１０４５、および１０５５は、すべてＳｉＯ_２で形成される。しかしながら、層１０３５は、７ｎｍ厚であり、層１０４５は、１２ｎｍ厚であり、層１０５５は、４１ｎｍ厚である。この例では、層１０６０は、Ｓｉ_３Ｎ_４で形成され、３１ｎｍ厚である。代替実施態様は、異なる層の厚さおよび／または構成を有することができる。

図１６は、第３の多状態ＩＭＯＤ実施態様のミラースタックと吸収体スタックとの間のギャップを変化させることによって生成されたＡＩＭＯＤカラースパイラルの一例を示す。白色状態は、空気ギャップが約１０ｎｍ厚のときである。カラースパイラル１２３０ｃの位置１６３５に対応するこの実施態様の白色空間色は、ＣＩＥ標準イルミナントＤ６５の白色空間色に密接に近い。

図１６のカラースパイラルを図１５のカラースパイラルと比較することによって、この実施態様によって提供される彩度が、図１３の多状態ＩＭＯＤ９００によって提供される彩度よりも優れていることが観察され得る。一次赤色に対応する位置１６４０は、図１５の位置１５４０よりもｓＲＧＢ空間の赤色頂点１２１５に実質的に近い。二次青色に対応する図１６に示す位置１６５０は、図１５の位置１５５０よりも青色頂点１２２５に実質的に近い。二次緑色に対応する図１６の位置１６６０は、図１５の位置１５２０よりも緑色頂点１２２０に実質的に近い。

図１７は、本明細書に記載のいくつかの多状態ＩＭＯＤを製造するプロセスに関する流れ図の一例を示す。本明細書に示し、説明した他のプロセスと同様に、プロセス１７００のブロックは、必ずしも示された順序で実行されない。プロセス１７００は、いくつかの実施態様では、図７を参照して上述した製造プロセス８０と同様であってよい。たとえば、プロセス１７００のブロック１７０５〜１７１５は、製造プロセス８０のブロック８２と同様であってよく、両方のプロセスは、多層構造を含む光学スタックの形成を含む。いくつかの実施態様では、少なくとも１つの副層は、光学的吸収特性および導電特性の両方を有して構成され得る。加えて、１つまたは複数の副層は、実質的に平行なストリップにパターニングされてよく、ディスプレイデバイス内の行または列電極を形成することができる。そのようなパターニングは、マスキングおよびエッチングプロセス、または他の適切なプロセスによって実行され得る。

ブロック１７０５は、第１の位置に第１の吸収体層を形成するステップを含む。第１の吸収体層は、第１の波長に関する第１のヌルに配置され得る。たとえば、図１０を参照すると、ブロック１７０５は、ミラースタックが白色状態に作動されたとき、赤色範囲内の波長、たとえば、６３０ｎｍの波長に関する第１のヌルに吸収体層１０５０を形成するステップを含むことができる。吸収体層は、１つまたは複数の層を有する実質的に透明な基板上に形成され得る。この例では、ブロック１７０５は、ＳｉＯ_２または別の適切な材料で形成され得る層１０５５上に吸収体層１０５０を形成するステップを含む。

ブロック１７１０は、第２の位置に第２の吸収体層を形成するステップを含む。第２の吸収体層は、第２の波長に関する第１のヌルに配置され得る。たとえば、図１０を参照すると、ブロック１７１０は、ミラースタックが白色状態に作動されたときに、５３０ｎｍの波長などの緑色範囲内の波長に関する第１のヌルに吸収体層１０４０を形成するステップを含むことができる。この実施態様では、第２の吸収体層は、図１０に示す層１０４５などの実質的に透明な層上に形成される。層１０４５は、ブロック１７０５の、またはブロック１７１０の一部として形成され得る。

ブロック１７１５は、第３の位置に第３の吸収体層を形成するステップを含む。第３の吸収体層は、第３の波長に関する第１のヌルに配置され得る。たとえば、図１０を参照すると、ブロック１７１５は、ミラースタックが白色状態に作動されているときに、４３０ｎｍの波長などの青色範囲内の波長に関する第１のヌルに吸収体層１０３０を形成するステップを含むことができる。この実施態様では、第３の吸収体層は、図１０に示す層１０３５などの実質的に透明な層上に形成される。層１０３５は、ブロック１７１０の、またはブロック１７１５の一部として形成され得る。

この例では、第１、第２、および第３の吸収体層は、図１１Ｂに示す１１６０、１１６５、および１１７０と同様の適切な赤色、緑色、および青色吸光係数プロファイルを有するそれらの吸収スペクトルを有する吸収薄膜で形成される。吸収体の厚さは、吸収体が対応する波長帯の定在波のピークに位置するときの最大吸収を達成するために、材料の屈折率および吸光係数に従って最適化され得る。たとえば、第１の吸収体層、第２の吸収体層、および第３の吸収体層の少なくとも１つは、金属ナノ粒子薄膜で形成され得る。吸収体層は、隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有することができる。

ブロック１７２０は、可動反射層を形成するステップを含む。可動反射層は、１つまたは複数のパターニング、マスキング、および／またはエッチングステップに加えて、１つまたは複数の堆積ステップ、たとえば、（アルミニウム、アルミニウム合金などの）反射層堆積によって形成され得る。可動反射層は、導電性であってよい。いくつかの実施態様では、可動反射層は、複数の副層を含むことができる。

この実施態様では、ブロック１７２０は、図１０に示すミラースタック９０５などのミラースタックを形成するステップを含む。この例では、層１０１５は、Ａｌで形成され、層１０２０は、酸窒化ケイ素で形成され、層１０２５は、ＴｉＯ_２で形成される。しかしながら、代替実施態様では、ブロック１７２０は、異なる材料で形成されたおよび／または異なる厚さを有する層を含むミラースタック９０５を形成するステップを含むことができる。

反射層は、吸収体スタック上に犠牲層を形成し、次いで、犠牲層上にミラースタック９０５を形成することによって、移動可能とされ得る。犠牲層を形成するステップは、モリブデン（Ｍｏ）またはアモルファスシリコンなどの二フッ化キセノンでエッチング可能な材料を堆積するステップを含むことができる。犠牲材料堆積は、物理気相堆積（たとえば、スパッタリング）、プラズマ増強化学気相堆積、熱化学気相堆積、またはスピンコーティングなどの堆積技術を使用して行われてよい。

反射層を形成するステップの後、犠牲層は、除去され得る。たとえば、Ｍｏまたはアモルファスシリコンなどのエッチング可能犠牲材料は、乾式化学エッチングによって、たとえば、固体ＸｅＦ_２から得られる蒸気などの気体または蒸気エッチャントに犠牲層を曝露することによって除去され得る。他のエッチング方法、たとえば、湿式エッチングおよび／またはプラズマエッチングが、犠牲層を除去し、可動反射層を解放するために使用されてもよい。

ブロック１７２５は、吸収体スタックに対して様々な位置に移動するように可動反射層を構成するステップを含む。各位置は、たとえば、異なる印加電圧に対応することができる。いくつかの実施態様では、ブロック１７２５は、吸収体スタックに対して少なくとも３つの位置に移動するために可動反射層を構成するステップを含むことができる。そのような実施態様は、白色状態、黒色状態、および１つの色状態を有する３状態ＩＭＯＤを形成するステップを含むことができる。いくつかの他の実施態様では、ブロック１７２５は、吸収体スタックに対して少なくとも５つの位置に移動するために可動反射層を構成するステップを含むことができる。そのような実施態様は、白色状態、黒色状態、および３つの色状態を有する５状態ＩＭＯＤを形成するステップを含むことができる。

さらに他の実施態様では、ブロック１７２５は、吸収体スタックに対して５つより多い位置に移動するために可動反射層を構成するステップを含むことができる。いくつかのそのような実施態様では、ブロック１７２５は、吸収体スタックに対して異なる位置の範囲の間で可動反射層を（またはその逆に）移動させるように構成されたアナログＩＭＯＤを形成するステップを含むことができる。

ブロック１７３０は、パッケージングするステップおよび処理するステップを含むことができる。たとえば、ブロック１７３０は、本明細書に記載のように製造されたＩＭＯＤのアレイの個片化および／またはパッケージングを含むことができる。ブロック１７３０は、そのようなＩＭＯＤアレイと通信するための、１つまたは複数のプロセッサ、ドライバコントローラ、などの構成を含むことができる。ブロック１７３０は、ＩＭＯＤアレイを含むディスプレイデバイスを組み立てるステップ、または、輸送および／または保管のためのＩＭＯＤアレイをパッケージングするステップを含むことができる。

図１８Ａおよび図１８Ｂは、複数のＩＭＯＤを含むディスプレイデバイス４０を示すシステムブロック図の例を示す。ディスプレイデバイス４０は、たとえば、スマートフォン、セルラー電話または携帯電話であり得る。ただし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはディスプレイデバイス４０の軽微な変形も、テレビジョン、タブレット、電子リーダー、ハンドヘルドデバイスおよびポータブルメディアプレーヤなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。

ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１と、ディスプレイ３０と、アンテナ４３と、スピーカー４５と、入力デバイス４８と、マイクロフォン４６とを含む。ハウジング４１は、射出成形および真空成形を含む様々な製造プロセスのうちのいずれかから形成され得る。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、またはそれらの組合せを含む、様々な材料のうちのいずれかから製作され得る。ハウジング４１は、異なる色の、または異なるロゴ、ピクチャ、もしくはシンボルを含んでいる、他の取外し可能な部分と交換され得る、取外し可能な部分（図示せず）を含むことができる。

ディスプレイ３０は、本明細書で説明する、双安定またはアナログディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、またはＴＦＴ ＬＣＤなど、フラットパネルディスプレイ、あるいはＣＲＴまたは他の管デバイスなど、非フラットパネルディスプレイを含むように構成され得る。さらに、ディスプレイ３０は、本明細書で説明するＩＭＯＤディスプレイを含むことができる。

ディスプレイデバイス４０の構成要素は図１８Ｂに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、それの中に少なくとも部分的に密閉された追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合されたアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。トランシーバ４７はプロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は調整ハードウェア５２に接続される。調整ハードウェア５２は、信号を調整する（たとえば、信号をフィルタリングする）ように構成され得る。調整ハードウェア５２は、スピーカー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、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９にも接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８に、およびアレイドライバ２２に結合され、アレイドライバ２２は次にディスプレイアレイ３０に結合される。いくつかの実施態様では、電力システム５０が、特定のディスプレイデバイス４０設計において実質的にすべての構成要素に電力を与えることができる。

ネットワークインターフェース２７は、ディスプレイデバイス４０がネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと通信することができるように、アンテナ４３とトランシーバ４７とを含む。ネットワークインターフェース２７はまた、たとえば、プロセッサ２１のデータ処理要件を軽減するための、何らかの処理能力を有し得る。アンテナ４３は信号を送信および受信することができる。いくつかの実施態様では、アンテナ４３は、ＩＥＥＥ１６．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ１６．１１規格、あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎを含むＩＥＥＥ８０２．１１規格、およびそれらのさらなる実施態様に従って、ＲＦ信号を送信および受信する。いくつかの他の実施態様では、アンテナ４３は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格に従ってＲＦ信号を送信および受信する。セルラー電話の場合、アンテナ４３は、３Ｇまたは４Ｇ技術を利用するシステムなどのワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）、ＧＳＭ／Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ＧＳＭ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＥＤＧＥ）、Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｔｒｕｎｋｅｄ Ｒａｄｉｏ（ＴＥＴＲＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄａｔａ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ Ｒｅｖ Ａ、ＥＶ−ＤＯ Ｒｅｖ Ｂ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）、発展型高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋）、Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ＡＭＰＳ、または他の知られている信号を受信するように設計される。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号がプロセッサ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得るように、その信号を前処理することができる。トランシーバ４７はまた、プロセッサ２１から受信された信号がアンテナ４３を介してディスプレイデバイス４０から送信され得るように、その信号を処理することができる。

いくつかの実施態様では、トランシーバ４７は受信機によって置き換えられ得る。さらに、いくつかの実施態様では、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１に送られるべき画像データを記憶または生成することができる画像ソースによって置き換えられ得る。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の全体的な動作を制御することができる。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像ソースから圧縮された画像データなどのデータを受信し、そのデータを生画像データに、または生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２１は、処理されたデータをドライバコントローラ２９に、または記憶のためにフレームバッファ２８に送ることができる。生データは、一般に、画像内の各ロケーションにおける画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色、彩度、およびグレースケールレベルを含むことができる。

プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理ユニットを含むことができる。調整ハードウェア５２は、スピーカー４５に信号を送信するための、およびマイクロフォン４６から信号を受信するための、増幅器およびフィルタを含み得る。調整ハードウェア５２は、ディスプレイデバイス４０内の個別構成要素であり得、あるいはプロセッサ２１または他の構成要素内に組み込まれ得る。

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生画像データをプロセッサ２１から直接、またはフレームバッファ２８から取ることができ、アレイドライバ２２への高速送信のために適宜に生画像データを再フォーマットすることができる。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９は、生画像データを、ラスタ様フォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができ、その結果、そのデータフローは、ディスプレイアレイ３０に渡って走査するのに好適な時間順序を有する。次いで、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、スタンドアロン集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に関連付けられるが、そのようなコントローラは多くの方法で実施され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、またはハードウェアにおいてアレイドライバ２２と完全に一体化され得る。

アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマットされた情報を受信することができ、ビデオデータを波形の並列セットに再フォーマットすることができ、波形の並列セットは、ディスプレイのピクセルのｘ−ｙ行列から来る、数百の、および時には数千の（またはより多くの）リード線に毎秒何回も適用される。

いくつかの実施態様では、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、本明細書で説明するディスプレイのタイプのうちのいずれにも適している。たとえば、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（ＩＭＯＤコントローラなど）であり得る。さらに、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（ＩＭＯＤディスプレイドライバなど）であり得る。さらに、ディスプレイアレイ３０は、従来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（ＩＭＯＤのアレイを含むディスプレイなど）とすることができる。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９はアレイドライバ２２と一体化することができる。そのような実施態様は、高集積システム、たとえば、モバイルフォン、ポータブル電子デバイス、ウォッチまたは他の小面積ディスプレイにおいて、有用であることがある。

いくつかの実施態様では、入力デバイス４８は、たとえば、ユーザがディスプレイデバイス４０の動作を制御できるように構成することができる。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、ディスプレイアレイ３０と一体化されたタッチセンシティブスクリーン、あるいは感圧膜または感熱膜を含むことができる。マイクロフォン４６は、ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスとして構成することができる。いくつかの実施態様では、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するために、マイクロフォン４６を通してのボイスコマンドを用いることができる。

電力システム５０は種々のエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。たとえば、電力システム５０は、ニッケルカドミウムバッテリまたはリチウムイオンバッテリなどの充電式バッテリを含み得る。充電式バッテリを使用する実施態様では、充電式バッテリは、たとえば、光起電性デバイスまたはアレイの壁コンセントから来る電力を使用して充電可能であり得る。代替的には、充電式バッテリはワイヤレス充電可能とすることができる。電力システム５０はまた、再生可能エネルギー源、キャパシタ、あるいはプラスチック太陽電池または太陽電池塗料を含む太陽電池を含み得る。電力システム５０はまた、壁コンセントから電力を受け取るように構成することもできる。

いくつかの実施態様では、制御プログラマビリティがドライバコントローラ２９中に存在し、これは電子ディスプレイシステム中のいくつかの場所に配置され得る。いくつかの他の実施態様では、制御プログラマビリティがアレイドライバ２２中に存在する。上記で説明した最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素において、ならびに様々な構成において実施され得る。本明細書で開示する実施態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実施され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性が、概して機能に関して説明され、上記で説明した様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップにおいて示された。そのような機能がハードウェアで実施されるか、ソフトウェアで実施されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。

本明細書で開示する態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、および回路を実施するために使用される、ハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチップまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、あるいは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサは、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成などのコンピューティングデバイスの組合せとして実施することもできる。いくつかの実施態様では、特定のステップおよび方法が、所与の機能に固有である回路によって実行され得る。

１つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示する構造を含むハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、およびそれらの上記構造の構造的等価物において、またはそれらの任意の組合せにおいて実施され得る。また、本明細書で説明した主題の実施態様は、１つまたは複数のコンピュータプログラムとして、すなわち、データ処理装置が実行するためにコンピュータ記憶媒体上に符号化された、またはデータ処理装置の動作を制御するための、コンピュータプログラム命令の１つまたは複数のモジュールとして、実施され得る。

ソフトウェアで実施する場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶するか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。本明細書で開示された方法またはアルゴリズムのステップは、コンピュータ可読媒体上に存在し得る、プロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールで実施され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所にコンピュータプログラムを転送することを可能にされ得る任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を含み得る。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれ得る。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザディスク（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（ｄｉｓｋ）およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、データをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含め得る。さらに、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体上のコードおよび命令の、１つまたは任意の組合せまたはセットとして存在し得る。

本開示で説明した実施態様への様々な修正は当業者には容易に明らかであり得、本明細書で定義した一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書で示した実施態様に限定されるものではなく、本開示と、本明細書で開示する原理および新規の特徴とに一致する、最も広い範囲を与えられるべきである。「例示的」という単語は、本明細書ではもっぱら「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用される。本明細書に「例示的」と記載されたいかなる実施態様も、必ずしも他の可能性または実施態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。さらに、「上側」および「下側」という用語は、図の説明を簡単にするために時々使用され、適切に配向されたページ上の図の配向に対応する相対位置を示すが、実施されたＩＭＯＤの適切な配向を反映しないことがあることを、当業者は容易に諒解されよう。

また、別個の実施態様に関して本明細書で説明されたいくつかの特徴は、単一の実施態様において組合せで実施され得る。また、逆に、単一の実施態様に関して説明した様々な特徴は、複数の実施態様において別個に、あるいは任意の好適な部分組合せで実施され得る。その上、特徴は、いくつかの組合せで働くものとして上記で説明され、初めにそのように請求されることさえあるが、請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、場合によってはその組合せから削除され得、請求される組合せは、部分組合せ、または部分組合せの変形形態を対象とし得る。

同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、そのような動作は、望ましい結果を達成するために、示される特定の順序でまたは順番に実行される必要がないこと、またはすべての例示される動作が実行される必要があるとは限らないことは、当業者は容易に認識されよう。さらに、図面は、流れ図の形態でもう１つの例示的なプロセスを概略的に示し得る。ただし、図示されていない他の動作が、概略的に示される例示的なプロセスに組み込まれ得る。たとえば、１つまたは複数の追加の動作が、図示の動作のうちのいずれかの前に、後に、同時に、またはそれの間で、実行され得る。いくつかの状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利であり得る。その上、上記で説明した実施態様における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施態様においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきでなく、説明するプログラム構成要素およびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品において互いに一体化されるか、または複数のソフトウェア製品にパッケージングされ得ることを理解されたい。さらに、他の実施態様が以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、特許請求の範囲に記載の行為は、異なる順序で実行され、依然として望ましい結果を達成することができる。

１４ 可動反射層
１４ａ 反射副層
１４ｃ 上部金属層
１６ａ 光吸収体
２１ プロセッサ
２２ アレイドライバ
２７ ネットワークインターフェース
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、ディスプレイ
４０ ディスプレイデバイス
４１ ハウジング
４３ アンテナ
４５ スピーカー
４６ マイクロフォン
４７ トランシーバ
４８ 入力デバイス
５０ 電力システム
５２ 調整ハードウェア
９００ 多状態ＩＭＯＤ
９０５ ミラースタック
９１０ 吸収体スタック
９１５ 青色
９２０ 緑色
９２５ 赤色
１０１５ 層
１０２０ 層
１０２５ 層
１０３０ 吸収体層
１０３５ 層
１０４０ 吸収体層
１０４５ 層
１０５０ 吸収体層
１０５５ 層
１０６０ 層
１１５０ グラフ
１１５５ 曲線
１１６０ 曲線
１１６５ 曲線
１１７０ 曲線
１２０５ 曲線
１２１０ 三角形
１２１５ 赤色頂点
１２２０ 緑色頂点
１２２５ 青色頂点
１２３０ａ カラースパイラル
１２３０ｂ カラースパイラル
１２３０ｃ カラースパイラル
１２３５ 位置
１２４０ 位置
１２４５ 位置
１２５０ 位置
１２５５ 位置
１２６０ 位置
１５３５ 位置
１５４０ 位置
１５５０ 位置
１５６０ 位置
１６３５ 位置
１６４０ 位置
１６５０ 位置
１６６０ 位置

Claims (33)

1. 可動反射層と、
   光の第１の波長における第１の吸収係数および第１の吸収ピークを有する第１の吸収体層と、光の第２の波長における第２の吸収係数および第２の吸収ピークを有する第２の吸収体層と、光の第３の波長における第３の吸収係数および第３の吸収ピークを有する第３の吸収体層とを含む、吸収体層スタックと
   を備え、前記第１、第２、および第３の吸収層が、少なくとも１つの隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有する、多状態干渉変調器（ＩＭＯＤ）。
2. 前記第１の吸収体層が、前記第１の吸収ピークと一致する光の前記第１の波長のヌルに対応する第１の位置に配置され、前記第２の吸収体層が、前記第２の吸収ピークと一致する光の前記第２の波長のヌルに対応する第２の位置に配置され、前記第３の吸収体層が、前記第３の吸収ピークと一致する光の前記第３の波長のヌルに対応する第３の位置に配置された、請求項１に記載の多状態ＩＭＯＤ。
3. 光の前記第１、第２、および第３の波長の前記ヌルが、前記可動反射層が白色状態に作動されたときに結果として生じる干渉定在波場強度分布に対応する、請求項２に記載の多状態ＩＭＯＤ。
4. 前記第１の吸収体層、前記第２の吸収体層、または前記第３の吸収体層の少なくとも１つが、金属ナノ粒子薄膜で形成された、請求項１から３のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
5. 前記第１の波長が、前記第２の波長よりも短く、前記第２の波長が、前記第３の波長よりも短い、請求項１から４のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
6. 前記吸収体スタックが、前記第１の吸収体層と前記第２の吸収体層との間に配置された第１の実質的に透明な層を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
7. 前記吸収体スタックが、前記第２の吸収体層と前記第３の吸収体層との間に配置された第２の実質的に透明な層を含む、請求項６に記載の多状態ＩＭＯＤ。
8. 前記多状態ＩＭＯＤが、前記可動反射層が前記吸収体スタックから約１００ｎｍ以上に配置されたときに白色状態を達成するように構成された、請求項１から７のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
9. 前記多状態ＩＭＯＤが、前記可動反射層が前記吸収体スタックから約１０ｎｍに配置されたときに白色状態を達成するように構成された、請求項１から８のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
10. 前記多状態ＩＭＯＤが、３状態ＩＭＯＤ、５状態ＩＭＯＤ、またはアナログＩＭＯＤである、請求項１から９のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
11. 前記多状態ＩＭＯＤの白色状態が、ＣＩＥ標準イルミナントＤ６５の白色状態と実質的に同様である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
12. 前記第１の波長が、青色に対応し、前記第２の波長が、緑色に対応し、前記第３の波長が、赤色に対応する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤを含み、
    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
    をさらに備える装置。
14. さらに、前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路と、
    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ように構成されたコントローラと
    を備える、請求項１３に記載の装置。
15. さらに、前記画像データを前記プロセッサに送るように構成された画像ソースモジュールを備え、前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項１３または１４に記載の装置。
16. さらに、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デバイスを備える、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の装置。
17. 可動反射層と、
    第１の吸収体層の第１の吸収ピークと一致する光の第１の波長のヌルに対応する第１の位置に配置された前記第１の吸収体層と、第２の吸収体層の第２の吸収ピークと一致する光の第２の波長のヌルに対応する第２の位置に配置された前記第２の吸収体層と、第３の吸収体層の第３の吸収ピークと一致する光の第３の波長のヌルに対応する第３の位置に配置された前記第３の吸収体層とを有する、吸収体層スタックと
    を備える多状態干渉変調器（ＩＭＯＤ）。
18. 光の前記第１、第２、および第３の波長の前記ヌルが、前記可動反射層が白色状態に作動されたときに結果として生じる干渉定在波場強度分布に対応する、請求項１７に記載の多状態ＩＭＯＤ。
19. 前記第１、第２、および第３の吸収層が、少なくとも１つの隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有する、請求項１７または１８に記載の多状態ＩＭＯＤ。
20. 前記第１の吸収体層、前記第２の吸収体層、または前記第３の吸収体層の少なくとも１つが、金属ナノ粒子薄膜で形成された、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
21. 前記第１の波長が、前記第２の波長よりも短く、前記第２の波長が、前記第３の波長よりも短い、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
22. 前記多状態ＩＭＯＤが、３状態ＩＭＯＤ、５状態ＩＭＯＤ、またはアナログＩＭＯＤである、請求項１７から２１のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
23. 前記多状態ＩＭＯＤの白色状態が、ＣＩＥ標準イルミナントＤ６５の白色状態と実質的に同様である、請求項１７から２２のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
24. 前記第１の波長が、青色に対応し、前記第２の波長が、緑色に対応し、前記第３の波長が、赤色に対応する、請求項１７から２３のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
25. 可動反射手段と、
    第１の波長における第１の吸収ピークを生成するための第１の吸収体手段と、
    第２の波長における第２の吸収ピークを生成するための第２の吸収体手段と、
    第３の波長における第３の吸収ピークを生成するための第３の吸収体手段と
    を備え、前記第１、第２、および第３の吸収体手段の各々が、少なくとも１つの隣接する吸収体手段の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有する、多状態干渉変調器（ＩＭＯＤ）。
26. 前記第１の吸収体手段、前記第２の吸収体手段、または前記第３の吸収体手段の少なくとも１つが、金属ナノ粒子薄膜で形成された、請求項２５に記載の多状態ＩＭＯＤ。
27. 前記第１の波長が、前記第２の波長よりも短く、前記第２の波長が、前記第３の波長よりも短い、請求項２５または２６に記載の多状態ＩＭＯＤ。
28. 前記多状態ＩＭＯＤが、３状態ＩＭＯＤ、５状態ＩＭＯＤ、またはアナログＩＭＯＤである、請求項２５から２７のいずれか一項に記載の多状態ＩＭＯＤ。
29. 第１の吸収体層の第１の吸収ピークと一致する光の第１の波長のヌルに対応する第１の位置に前記第１の吸収体層を配置するステップと、
    第２の吸収体層の第２の吸収ピークと一致する光の第２の波長のヌルに対応する第２の位置に前記第２の吸収体層を配置するステップと、
    第３の吸収体層の第３の吸収ピークと一致する光の第３の波長のヌルに対応する第３の位置に前記第３の吸収体層を配置するステップであって、前記第１、第２、および第３の吸収体層の各々が、隣接する吸収体層の吸収ピークの中心でほぼゼロに低下する吸収レベルを有する、ステップと、
    前記第１、第２、および第３の吸収体層に対して様々な位置に移動させるための反射層を構成するステップと
    を含む方法。
30. 光の前記第１、第２、および第３の波長の前記ヌルが、前記反射層が白色状態に作動されたときに結果として生じる干渉定在波場強度分布に対応する、請求項２９に記載の方法。
31. 金属ナノ粒子薄膜の前記第１の吸収体層、前記第２の吸収体層、または前記第３の吸収体層の少なくとも１つを形成するステップをさらに含む、請求項２９または３０に記載の方法。
32. 前記第１の波長が、前記第２の波長よりも短く、前記第２の波長が、前記第３の波長よりも短い、請求項２９から３１のいずれか一項に記載の方法。
33. 前記反射層が、前記第１、第２、および第３の吸収体層に対して少なくとも３つの位置に移動するように構成された、請求項２９から３２のいずれか一項に記載の方法。

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