JP4501075B2 - 知覚されるカラーシフトを低減させるための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関するものである。

微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械要素、アクチュエータ、及び電子機器を含む。微小機械要素は、基板及び／又は蒸着させた材料層の一部をエッチングによって除去するか又は材料層を追加することによって電気デバイス及び電気機械デバイスを形成する、蒸着、エッチング、及び／又はその他のマイクロ加工プロセスを用いて製作することができる。ＭＥＭＳデバイスの１つの型はインターフェロメトリックモジュレータ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と呼ばれている。インターフェロメトリックモジュレータは、一対の伝導性プレートを具備しており、これらのプレートの１方又は両方は、全体又は一部が透明及び／又は反射性であり、適切な電気信号を加えると相対運動をすることができる。１方のプレートは、基板上に蒸着された静止層を具備しており、他方のプレートは、エアギャップによって該静止層から分離された金属膜を具備している。これらのデバイスは非常に広範な用途を有しており、当業においては、既存製品を改良する際に及びまだ開発されていない新製品を製造する際にこれらの型のデバイスの特長を活用できるようにするためにこれらの型のデバイスの特性を利用及び／又は変更することが有益になる。

例えば、色光を反射させるカラーディスプレイデバイス（例えば、インターフェロメトリックモジュレータ、等）を用いてカラーディスプレイを製作することができる。しかしながら、該カラーディスプレイから出力された光の色は、視角によって異なる場合がある。この現象は、本出願明細書においては「カラーシフト」と呼ばれている。従って、このカラーシフトを低減させる設計及び方法が必要である。

本発明のシステム、方法、及びデバイスは各々がいくつかの側面を有しており、いずれの単一の側面も、望ましい属性を確保する役割を単独で果たしているわけではない。以下では、本発明の適用範囲を限定することなしに、本発明のより顕著な特長について概説する。当業者は、該説明を検討後に、そして特に「発明を実施するための最良の形態」という題名の部分を読んだ後に、本発明の特長がその他のディスプレイデバイスよりもいかに優れているかを理解することになる。実施形態は、知覚されるカラーシフトを低減させるように構成されたディスプレイデバイスを含む。

１つの実施形態は、色付きの光を出力するように構成された少なくとも１つの光変調素子を含むディスプレイデバイスである。該光変調素子は、第１の反射面及び第２の反射面を含む。該第２の反射面は、該第１の反射面を基準して移動可能である。該ディスプレイデバイスは、白光で照明されたときにいくつかの可視波長を選択的に透過させさらにその他の可視波長を実質的にフィルタリングする１つの材料層を具備するフィルタをさらに含む。該フィルタは、該光変調素子によって変調された光をフィルタリングするように配置されている。１つの実施形態においては、該材料層は、白光で照明されたときに色付きの光を選択的に透過させる。

もう１つの実施形態は、ディスプレイを製作する方法である。該方法は、色付きの光を出力するように構成された光変調素子を形成することを含み、該光変調素子は、空洞を形成する第１の反射面及び第２の反射面を具備し、該第２の反射面は、該第１の反射面に関して移動可能である。該方法は、材料層を具備するフィルタが該光変調素子によって変調された光をフィルタリングするように、該光変調素子に関して該フィルタを配置することをさらに含み、該材料層は、白光で照明されたときにいくつかの可視波長を選択的に透過させさらにその他の可視波長を実質的にフィルタリングする。

もう１つの実施形態は、可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する光を出力するように構成された少なくとも１つの光変調素子を含むディスプレイデバイスであり、該光変調素子は第１の反射面及び第２の反射面を具備し、該第２の反射面は、該第１の反射面に関して移動可能である。該ディスプレイは、可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する可視光を出力する光エミッタをさらに含み、該光エミッタは、該光変調素子の該第１の反射面及び該第２の反射面を照明するように構成されている。１つの実施形態においては、該光変調素子は、色付きの光を出力するように構成されている。１つの実施形態においては、該光エミッタは、色付きの光を出力する色光エミッタを具備する。

もう１つの実施形態は、ディスプレイデバイスを製作する方法である。該方法は、可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する光を出力するように構成された光変調素子を提供することを含み、該光変調素子は、第１の反射面及び第２の反射面を具備し、該第２の反射面は、該第１の反射面を基準して移動可能である。該方法は、該光変調素子の該第１の反射面及び該第２の反射面を照明するために該光変調素子を基準して光エミッタを配置することをさらに含み、該光エミッタは、可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する可視光を出力する。

もう１つの実施形態は、色付きの光を出力するように構成された複数の光変調素子を含むディスプレイデバイスであり、該光変調素子は、第１の反射面及び第２の反射面を具備し、該第２の反射面は、該第１の反射面に関して移動可能である。該ディスプレイデバイスは、白光で照明されたときにいくつかの可視波長を選択的に透過させさらにその他の可視波長を実質的にフィルタリングする複数のフィルタ素子を具備するフィルタアレイをさらに含み、該フィルタ素子のうちの少なくとも２つは、異なった透過スペクトルを有しており、該フィルタアレイは、該光変調素子によって変調された光をフィルタリングするように配置されている。

もう１つの実施形態は、ディスプレイを製作する方法である。該方法は、色付きの光を出力するように構成された複数の光変調素子を形成することを含み、該光変調素子は、空洞を形成する第１の反射面及び第２の反射面を具備し、該第２の反射面は、該第１の反射面に関して移動可能である。該方法は、複数のフィルタ素子を具備するフィルタアレイが該複数の光変調素子によって変調された光をフィルタリングするように該光変調素子に関して該フィルタアレイを配置することをさらに含み、該フィルタ素子のうちの少なくとも２つは、異なった透過スペクトルを有する。

もう１つの実施形態は、色付きの光を出力するために入射光を干渉的に変調するための手段と、白光で照明されたときにいくつかの可視波長を選択的に透過させさらにその他の可視波長を実質的にフィルタリングするための手段と、を具備するディスプレイデバイスを含む。該フィルタリングするための手段は、該出力された色付きの光の知覚されるカラーシフトを低減させる。

もう１つの実施形態は、光を変調する方法を含む。該方法は、色付きの光を出力するために入射光を干渉的に変調することを含む。該方法は、該入射光及び該出力された光のうちの少なくとも１つをフィルタリングすることをさらに含む。該フィルタリングすることは、照明されたときにいくつかの可視波長を選択的に透過させさらにその他の可視波長を実質的にフィルタリングすることを具備する。

もう１つの実施形態は、可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する光を出力するために入射光を干渉的に変調するための手段と、可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する可視光で該変調するための手段を照明するための手段と、を具備するディスプレイデバイスを含む。

もう１つの実施形態は、光を変調する方法を含む。該方法は、可視スペクトル内において少なくとも１つの第１のスペクトルピークを有する可視光でディスプレイを照明することを含む。該方法は、可視スペクトル内において少なくとも１つの第２のスペクトルピークを有する光を出力するために該光の少なくとも一部分を干渉的に変調することをさらに含む。

これまでにディスプレイデバイスの様々な実施形態がカラーシフトを低減させてきている。１つの実施形態は、色光モジュレータ及び色フィルタを含むディスプレイデバイスである。１つの実施形態においては、軸外から該モジュレータを見た場合におけるカラーシフトを低減させるための１つの方法は、軸外において見られたときに反射されてカラーシフトとして知覚されるディスプレイ上への入射光の強度を低下させることである。もう１つの実施形態においては、色光源は、画面を見る人によって軸外において見られたときに光モジュレータによって反射されて該見る人によってカラーシフトとして知覚される波長が欠けたスペクトル内容を有する光を提供するように構成されている。

以下の詳細な説明は、本発明のいくつかの具体的な実施形態を対象にしたものである。しかしながら、本発明は、数多くの異なった形で具体化することが可能である。本説明では図面を参照しており、同一のものについては図面全体に渡って同一の参照数字を付してある。以下の説明によって明確になるように、本発明は、動画（映像、等）又は静止画（静止画像、等）のいずれであるかにかかわらず、さらに、テキスト又は絵のいずれであるかにかかわらず、画像を表示するように構成されているあらゆる装置において実装することができる。さらに具体的には、本発明は、様々な電子機器、例えば、携帯電話、無線装置、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、携帯式コンピュータ、ポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信装置／ナビゲーター、カメラ、ＭＰ３プレーヤー、カムコーダー、ゲームコンソール、腕時計、柱時計、計算器、テレビモニター、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニター、自動車の表示盤（オドメーターの表示盤、等）、コックピットの制御盤及び／又は表示盤、カメラのディスプレイ(車両内のリアビューカメラのディスプレイ、等)、電子写真、電子広告掲示板又は看板、プロジェクター、建築構造物、梱包、美的構造物（宝石上におけるイメージの表示、等）（但し、これらの電子機器に限定するものではない）の内部に又はこれらの電子機器と関連させて実装できるようにすることが企図されている。さらに、本出願明細書において説明されているＭＥＭＳデバイスと同様の構造を有するＭＥＭＳデバイスは、電子式開閉装置等の表示以外の用途においても使用することができる。

干渉型ＭＥＭＳ表示素子を具備する１つのインターフェロメトリックモジュレータディスプレイ実施形態が図１に例示されている。これらのデバイスにおいて、画素は、明るい状態又は暗い状態のいずれかである。明るい（「オン」又は「開いた」）状態においては、該表示素子は、入射可視光の大部分をユーザーに対して反射させる。暗い（「オフ」又は「閉じた」）状態においては、該表示素子は、ユーザーに対して入射可視光をほとんど反射させない。該「オン」状態及び「オフ状態」の光反射特性は反転させることができ、実施形態に依存する。ＭＥＭＳ画素は、白黒に加えてカラーディスプレイを考慮して、主に選択された色において反射するように構成させることができる。

図１は、ビジュアルディスプレイの一連の画素内の２個の隣接する画素を描いた等大図であり、各画素は、ＭＥＭＳインターフェロメトリックモジュレータを具備している。いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータディスプレイは、これらのインターフェロメトリックモジュレータのロー／コラムアレイ（横列／縦列）を具備している。各インターフェロメトリックモジュレータは、一対の反射層を含んでいる。これらの一対の反射層は、可変でかつ制御可能な距離に互いに配置されており、少なくとも１つの可変寸法を有する共鳴光学空洞を形成している。１つの実施形態においては、該反射層のうちの１つは、２つの位置の間を移動させることができる。第１の位置（本出願明細書では解放状態と呼ばれている）においては、該移動可能な反射層は、固定された部分的反射層から相対的に遠く離れた距離に配置されている。第２の位置においては、該移動可能な層は、該部分的反射層のほうにより近づけて配置されている。これらの２つの層から反射された入射光は、該移動可能な反射層の位置に依存して建設的に又は破壊的に干渉し、各画素に関して全体的な反射状態又は非反射状態を作り出す。

図１において、画素アレイのうちの描かれた部分は、２つの隣接するインターフェロメトリックモジュレータ１２ａ及び１２ｂを含む。左側のインターフェロメトリックモジュレータ１２ａにおいては、移動可能で反射能力が高い反射層１４ａが、固定された部分的反射層１６ａから予め決められた距離にある位置において解放状態になっている。右側のインターフェロメトリックモジュレータ１２ｂにおいては、移動可能で反射能力が高い反射層１４ｂが、固定された部分的反射層１６ｂに隣接した作動位置にある。

固定層１６ａ及び１６ｂは、電導性で、部分的に透明でさらに部分的反射性であり、例えば、各々がクロム及びインジウム−スズ酸化物から成る１つ以上の層を透明な基板２０上に蒸着することによって製作される。後述するように、これらの層は、平行なストリップから成るパターンが付けられており、ディスプレイデバイス内においてロー電極を形成している。移動可能層１４ａ及び１４ｂは、柱１８の頂部に蒸着した（ロー電極１６ａ及び１６ｂと直交の）蒸着金属層の一連の平行ストリップとして及び柱１８間に蒸着した介在犠牲材料として形成することができる。該犠牲材料をエッチングによって取り除くと、変形可能な金属層が定められたエアギャップ１９よって固定金属層から分離される。変形可能な層には伝導性が高い反射性材料（アルミニウム、等）を用いることができ、これらのストリップは、ディスプレイデバイス内においてコラム電極を形成する。

図１において画素１２ａによって例示されているように、電圧が印加されていない状態では、空洞１９は層１４ａと１６ａの間にとどまっており、変形可能層は、機械的に解放された状態になっている。しかしながら、選択したロー及びコラムに電位差を印加すると、対応する画素におけるロー電極及びコラム電極の交差部において形成されているコンデンサが荷電され、静電力がこれらの電極を引き寄せる。図１内の右側の画素１２ｂによって例示されているように、電圧が十分に高い場合は、移動可能層が変形されて固定層に押しつけられる（本図に示されていない誘電材料を固定層に蒸着することによって短絡を防止すること及び分離距離を制御することができる）。この挙動は、印加した電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射性対非反射性画素の状態を制御することができるロー／コラム作動は、従来のＬＣＤ及びその他の表示技術において用いられている作動と多くの点で類似している。

図２乃至５Ｂは、表示用途においてインターフェロメトリックモジュレータアレイを用いるための１つの典型的なプロセス及びシステムを例示した図である。図２は、本発明の諸側面を組み入れることができる電子デバイスの１つの実施形態を例示したシステムブロック図である。この典型的実施形態においては、該電子デバイスはプロセッサ２１を含んでおり、該プロセッサ２１は、あらゆる汎用の単チップ又は多チップのマイクロプロセッサ（例えば、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＩ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＩＩ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ Ｐｒｏ（登録商標）、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）、等）、又は、あらゆる専用マイクロプロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルゲートアレイ、等）にすることができる。当業においては従来の方法であるが、プロセッサ２１は、１つ以上のソフトウェアモジュールを実行するように構成することができる。プロセッサ２１は、オペレーティングシステムを実行することに加えて、１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ウェブブラウザー、電話に関するアプリケーション、電子メールプログラム、又はその他のあらゆるソフトウェアアプリケーション）を実行するように構成することができる。

１つの実施形態においては、プロセッサ２１はアレイコントローラ２２と通信するようにも構成されている。１つの実施形態においては、アレイコントローラ２２は、画素アレイ３０に信号を提供するロードライバ回路２４及びコラムドライバ回路２６を含む。図１において例示されている該アレイの横断面は、図２では線１−１によって示されている。ＭＥＭＳインターフェロメトリックモジュレータにおいては、ロー／コラム作動プロトコルは、図３において例示されているこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用することができる。例えば、移動可能層を解放状態から作動状態に変形させるためには１０Ｖの電位差が必要である。しかしながら、同値から電圧を減じたときには、移動可能層は、電圧が低下して再び１０Ｖよりも低くなる間にその状態を維持する。図３において例示されている典型的実施形態においては、移動可能層は、電圧が２Ｖよりも低くなるまで完全には解放されない。このため、図３において示されている例においては、約３乃至７Ｖの電圧範囲が存在しており、デバイスが解放された状態又は作動された状態において安定している印加電圧の窓が存在している。本出願明細書では、この窓を「ヒステリシスウインドー」又は「安定ウインドー」と呼んでいる。図３において例示されているヒステリシス特性を有するディスプレイアレイの場合は、ローストローブ中に、ストローブされたロー内の作動対象画素が約１０Ｖの電圧差にさらされ、さらに、解放対象画素が約ゼロＶの電圧差にさらされることになるように、ロー／コラム作動プロトコルを設計することができる。ストローブ後は、画素は、約５Ｖの定常状態電圧差にさらされ、このため、ローストローブによって置かれたあらゆる状態にとどまる。本例においては、各画素は、書かれた後には、３乃至７Ｖの「安定ウインドー」内において電位差にさらされる。この特長は、図１において例示されている画素設計を、作動状態又は先在する解放状態のいずれであるかにかかわらず同じ印加電圧状態の下で安定させることになる。インターフェロメトリックモジュレータの各画素は、作動状態又は解放状態のいずれであるかにかかわらず、本質的には、固定反射層及び移動可能反射層によって形成されたコンデンサであるため、この安定状態は、電力散逸がほとんどゼロの状態でヒステリシスウインドー内のある１つの電圧において保持することができる。本質的に、印加電位が固定されている場合は、画素内には電流は流れ込まない。

典型的な用途においては、第１のロー内の希望する作動画素の組に従ってコラム電極の組を選択することによって表示フレームを製造する。次に、ローパルスをロー１電極に加え、選択されたコラムラインに対応する画素を作動させる。次に、選択されたコラム電極の組を変更し、第２ロー内の希望される作動画素の組に対応させる。次に、ロー２電極にパルスを加え、選択されたコラム電極に従ってロー２内の該当画素を作動させる。この際、ロー１の画素は、ロー２のパルスによる影響を受けず、ロー１のパルス中に設定された状態にとどまる。このプロセスが一連のロー全体に関して逐次的に繰り返されることによって表示フレームが製造される。一般的には、これらの表示フレームは、希望する何らかの１秒当たりのフレーム数の時点において、該プロセスを連続的に繰り返すことによってリフレッシュされるか及び／又は新しい表示データによって更新される。画素アレイのロー電極及びコラム電極を駆動して表示フレームを生産するためのプロトコルは非常に様々であることがよく知られており、これらのプロトコルを本発明ととともに使用することができる。

図４、５Ａ及び５Ｂは、図２に示されている３ｘ３アレイ上において表示フレームを製作するために用いることが可能な１つの作動プロトコルを例示した図である。図４は、図３のヒステリシス曲線を示している画素に関して使用することができる一組のコラム／ロー電圧レベルを示した図である。図４の実施形態において、画素を作動させることは、該当するコラムを−Ｖ_ｂｉａｓに設定すること及び該当するローを＋ΔＶに設定することが関わっており、これらの電圧は、−５Ｖ及び＋５Ｖにそれぞれ該当する。画素の解放は、該当するコラムを＋Ｖ_ｂｉａｓに設定してさらに該当するローを同じ＋ΔＶに設定し、該画素においてゼロボルトの電位差を作り出すことによって達成させる。ロー電圧がゼロボルトに保持されているローにおいては、画素は、コラムが＋Ｖ_ｂｉａｓ又は−Ｖ_ｂｉａｓのいずれであるかにかかわらず、最初に置かれていた状態において安定している。同じく図４において例示されているように、上述されている電圧とは反対の極性の電圧を使用できる点、例えば、画素を作動させることは、該当するコラムを＋Ｖ_ｂｉａｓに設定すること及び該当するローを−ΔＶに設定することを含むことができる点が高く評価されることになる。この実施形態においては、画素の解放は、該当するコラムを−Ｖ_ｂｉａｓに設定してさらに該当するローを同じ−ΔＶに設定し、該画素においてゼロボルトの電位差を作り出すことによって達成させる。

図５Ｂは、図２の３ｘ３アレイに加えられた一連のロー信号及びコラム信号を示したタイミング図であり、結果的には、図５Ａに例示されている表示配置になる（同図における作動画素は非反射性である）。図５Ａに例示されているフレームを書く前においては、画素はあらゆる状態になることが可能であり、本例では、すべてのローが０ボルト、すべてのコラムが＋５Ｖである。これらの電圧を印加した状態では、すべての画素は、印加以前における作動状態又は解放状態で安定している。

図５Ａのフレームにおいては、画素（１、１）、（１、２）、（２、２）、（３、２）及び（３、３）を作動させる。該作動させるためには、ロー１に関する「ラインタイム」中に、コラム１及び２を−５Ｖに設定し、コラム３を＋５Ｖに設定する。この場合、すべての画素が３Ｖ乃至７Ｖの安定ウインドー内にとどまっているためいずれの画素の状態も変化しない。次に、パルスを用いてロー１をストローブし、０から最高５Ｖまで上昇させて０に戻る。この動作は、画素（１、１）及び（１、２）を作動させ、画素（１、３）を解放する。画素アレイ内のその他の画素は影響を受けない。ロー２を希望どおりに設定するためには、コラム２を−５Ｖに設定し、コラム１及び３を＋５Ｖに設定する。これで、ロー２に加えられた同じストローブが、画素（２、２）を作動させ、画素（２，１）及び（２、３）を解放する。この場合も、画素アレイ内のその他の画素は影響を受けない。同様に、コラム２及び３を−５Ｖに設定し、コラム１を＋５Ｖに設定することによってロー３を設定する。ロー３のストローブは、ロー３の画素を図５Ａに示したように設定する。表示フレームを書いた後は、ロー電位はゼロであり、コラム電位は、＋５Ｖ又は−５Ｖのいずれかにとどまることができ、従って、図５Ａに示した配置において表示が安定する。この手順は、何十ものローとコラムのアレイさらには何百ものローとコラムのアレイに関しても採用できるという点が高く評価されることになる。さらに、ロー及びコラムの作動を実施するために用いるタイミング、順序、及び電圧レベルは、上述した一般原理内において大きく変化させることが可能である点、及び、上例は典型的な例であるにすぎず、あらゆる作動電圧方法を本発明とともに用いることができる点も高く評価されることになる。

上記の原理に従って動作するインターフェロメトリックモジュレータの構造の詳細は、大きく変わることができる。例えば、図６Ａ乃至図６Ｃは、移動可能鏡構造物の３つの異なった実施形態を例示した図である。図６Ａは、図１の実施形態の横断面であり、細長い帯状の金属材料１４が直交支持物１８上に蒸着されている。図６Ｂにおいては、移動可能反射材料１４は、支持物の角のみに（テザー３２上に）取り付けられている。図６Ｃにおいて、移動可能反射材料１４は、変形可能層３４から吊り下げられている。この実施形態においては、反射材料１４に関して用いられる構造設計及び材料を光学的性質に関して最適化することができ、さらに、変形可能層３４に関して用いられる構造設計及び材料を希望する機械的性質に関して最適化することができるため、いくつかの便益を有している。様々な出版物（例えば、U.S. Published Application ２004/005１9２9、等）において様々な型の干渉デバイスの生産に関する説明が行われている。さらに、材料蒸着、パターン形成、及びエッチングの一連の手順が関わる上記の構造物は、非常に様々なよく知られた技術を用いて生産することができる。

図７は、インターフェロメトリックモジュレータ１２の側部横断面図であり、モジュレータ１２内を通る光学路が例示されている。インターフェロメトリックモジュレータ１２から反射される光の色は、図７において例示されている軸ＡＡを基準にした各々の入射角（及び反射角）ごとに異なる。本出願明細書において用いられている白光は、一般的には、見る人には特定の色を有していないように見えるような十分に広範でかつほぼ一様な強度を有するスペクトル内容を有する光を指している。色付きの光は、一般的には、見る人には色を有しているように見えるような十分に非一様でかつ可視波長を有するスペクトル内容を有する光を指している。

例えば、図７において例示されているインターフェロメトリックモジュレータ１２の場合には、軸外経路Ａ_１に沿って光が進むのに従い、該光は、第１の角度で該インターフェロメトリックモジュレータに入射し、該インターフェロメトリックモジュレータから反射され、見る人に向かって進む。該見る人は、インターフェロメトリックモジュレータ１２内の一対の鏡の間における光学的干渉の結果該光が該見る人に到達した時点で第１の色を知覚する。該見る人が移動するか又は自己の所在位置を変え、そしてその結果として視角を変えたときには、該見る人によって受け取られる光は、対応する第２の異なった入射角（及び反射角）を有する異なった軸外経路Ａ_２に沿って進む。インターフェロメトリックモジュレータ１２内における光学的干渉は、該モジュレータ内において伝播された光の光学路長に依存する。このため、異なった光学路Ａ_１及びＡ_２に関する異なった光学路長は、インターフェロメトリックモジュレータ１２から異なった出力を発生させる。従って、ユーザーは、自己の視角に依存して異なった色を知覚する。上述されているように、この現象は、「カラーシフト」と呼ばれている。このカラーシフトは、一般的には、軸ＡＡに沿って見られたときにインターフェロメトリックモジュレータ１２によって生み出される色に関して識別される。

いくつかの用途に関しては、角度外における明るさの低下は、該軸外視角におけるカラーシフト度を低減させることの代わりに受入可能である。従って、１つの実施形態においては、軸外において見ることに関するカラーシフトを低減させる１つの方法は、軸外において見られたときに反射されて色変移された光として知覚されるディスプレイ上への入射光の強度を低下させることである。このことは、ディスプレイに直角に見たときを基準にして軸外で見たときのディスプレイの明るさを低下させる効果を有する。上述されているように、インターフェロメトリックモジュレータ１２の知覚される色は、見る角度の関数である。さらに、インターフェロメトリックモジュレータ１２は、光を生成するのではなく単に反射させるのであるため、反射光の色は、インターフェロメトリックモジュレータ１２によって受け取られた光の色に依存する。従って、１つの実施形態においては、軸外において見ることによって観察されるインターフェロメトリックモジュレータ１２のカラーシフト度は、インターフェロメトリックモジュレータ１２に入射した光をフィルタリングすることによって低下される。

図８は、特定の色の光を選択的に透過させるための材料層１０２を有するインターフェロメトリックモジュレータ１２の側部横断面図である。材料層１０２は、吸収型色フィルタを含むことができる。吸収型フィルタは、一般的には、特定の色を吸収する濃度の染料で処理された１つ以上の材料層を含む。１つの実施形態においては、該フィルタは、染色されたフォトレジストを具備する。典型的な吸収型フィルタ材料は、いくつかの供給元（例えば、インターナショナル・ライト・インク（International Light, Inc.）(Newburyport, MA 01950)、等）によって市販されている。図８で例示されているような実施形態においては、材料層１０２は、インターフェロメトリックモジュレータ１２に入射した光及びインターフェロメトリックモジュレータ１２によって反射された光をフィルタリングするように配置されている。入射光及び反射光の両方の光に関するこの動作は、フィルタリング量をさらに増大させる。特に、該実施形態においては、層１０２は、光の選択された波長を吸収するに際しては、光が反射光の光学路の入り部分のみにおいてフィルタを通る場合に必要になる吸収量よりも少なくなる。

もう１つの実施形態においては、材料層１０２は、インターフェロメトリックモジュレータ１２によって反射された光のみがフィルタを通過するようにインターフェロメトリックモジュレータ１２に関して配置することができる。例えば、インターフェロメトリックモジュレータ１２を照明するための光を誘導する光管を形成する材料層は、材料層１０２がインターフェロメトリックモジュレータ１２によって反射された光しかフィルタリングしないようにするために、インターフェロメトリックモジュレータ１２と材料層１０２との間に配置することができる。

もう１つの実施形態においては、材料層１０２は、照明源からの光がインターフェロメトリックモジュレータ１２に入射する前に該光をフィルタリングするように配置することができる。該実施形態においては、材料層１０２は、該照明源とインターフェロメトリックモジュレータ１２との間の光学路内のあらゆる場所に配置することができる。特に、材料層１０２は、光はインターフェロメトリックモジュレータ１２によって反射される前のみに材料層１０２を通るように配置することができる。

動作原理としては、層１０２は、インターフェロメトリックモジュレータ１２への入射光である光をフィルタリングするように配置すること、インターフェロメトリックモジュレータ１２によって反射された光をフィルタリングするように配置すること、又は、入射光及び反射光をフィルタリングするように配置することができる。例えば、図８においては、層１０２は、入射光及び反射光の両方の光をフィルタリングするように配置されている。しかしながら、その他の実施形態においては、層１０２は、インターフェロメトリックモジュレータ１２への入射光又はインターフェロメトリックモジュレータ１２からの反射光だけしかフィルタリングしないように光源又は見る人を基準にして配置することができる。

図９は、典型的な吸収材料層１０２を通る光の透過率を描いたグラフ図である。このグラフ図において、横軸は、入射光の波長を表している。縦軸は、光の透過率を表している。トレース１０４は、典型的材料層１０２の透過率を描いたものである。トレース１０４は、原色である赤、緑、及び青に関わる波長帯に対応する３つの透過率ピークを有する。１つの実施形態においては、層１０２のスペクトル応答は、法線入射に沿ってまたは法線入射の近くで見られたときに反射される光の波長の強度を実質的に低下させることなしに、軸外において見られたときに干渉空洞内において共鳴する光の変移波長の強度を実質的に低下させるようなスペクトル応答が選択される。

図１０は、図９と同様の形態のグラフ図であり、軸上及び軸外の２つの位置において見られたときのインターフェロメトリックモジュレータのスペクトル応答を例示している。図１０における縦軸は、図９における縦軸が透過率を表しているのとは異なり、インターフェロメトリックモジュレータ１２からの光の反射率を表している。トレース１０６は、インターフェロメトリックモジュレータ１２の軸上反射率を示している。トレース１１０は、赤に関わる波長範囲内のスペクトル応答におけるピークを含む。即ち、該スペクトル応答は、「赤」のインターフェロメトリックモジュレータ１２のスペクトル応答である。トレース１１０は、１つの特定の軸外視角における赤のインターフェロメトリックモジュレータ１２の反射率を示している。さらに、トレース１１０は、
スペクトルの青部分の方に変移されたピークを含み、このため、例えば「赤」のインターフェロメトリックモジュレータ１２がオレンジ色に見える。

図１１は、図９と同様の形態のグラフ図であり、軸上及び軸外の２つの位置において吸収材料層１０２を通じて見られたときのインターフェロメトリックモジュレータ１２のスペクトル応答を例示している。図１０において、縦軸は、インターフェロメトリックモジュレータ１２への入射光のうちで、インターフェロメトリックモジュレータ１２によって反射された光分及び層１０２によって透過された光分の総和を表している。層１０２のスペクトル応答を示しているトレース１０４及び「赤」のインターフェロメトリックモジュレータ１２のスペクトル応答を示しているトレース１０６は、層１０２及び「赤」のインターフェロメトリックモジュレータ１２を含むディスプレイの１つの実施形態の反射光のスペクトル応答を示しているトレース１１２を基準して示されている。図１１によって示されているように、トレース１１２の可視スペクトルの赤端におけるピークは、該可視スペクトルの赤部分とオレンジ部分の間で急低下している。トレース１０４に沿った層１０２の赤のスペクトルピークは、トレース１０６に沿ったモジュレータ１２のスペクトルピークと実質的に重複している。例えば、各ピークが延びている部分における波長範囲が実質的に重複している。従って、軸外から見られたときに、インターフェロメトリックモジュレータ１２のスペクトル応答は青の方に（図１１内の左方向に）変移されるが、トレース１０４によって示されている層１０２のピーク赤透過率帯の外側にある反射光の波長は、フィルタリングによって除去され、その結果、知覚されるカラーシフトの全体的なレベルを低下させる。フィルタの透過率は、赤帯のうちでトレース１０６のピークと実質的に重複する部分内においてはほぼ１００％であるため、層１０２は、軸上において見られたときにインターフェロメトリックモジュレータによって反射される光の強度を実質的に低下させない。

インターフェロメトリックモジュレータ１２を含むカラーディスプレイの１つの実施形態においては、表示画素は、各々が、１つ以上の赤／緑／青インターフェロメトリックモジュレータ１２を含む。１つの実施形態においては、該ディスプレイは、赤、緑、及び青の各々において該当する透過ピークを有する１つ以上の層１０２を含む。図１２は、カラーインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの１つの実施形態の一部分の側部横断面図であり、一組の赤／緑／青インターフェロメトリックモジュレータ１２の各々に関する異なった吸収材料層１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃを含んでいる。材料層１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃの各々は、層１０２ａが赤のみ、層１０２ｂが緑のみ、及び１０２ｃが青のみを実質的に透過させるようにするため、異なった材料及び／又は異なった厚さの材料若しくはその他のパラメータを含むことができる。

その他の実施形態においては、画素アレイ３０は、モノクロ画素を具備し、例えば、該画素内のインターフェロメトリックモジュレータ１２のうちのすべてのインターフェロメトリックモジュレータが、実質的に同じスペクトル内容を有する光を反射させる。該実施形態においては、フィルタ層１０２は、これらのモノクロ画素の色を選択的に透過させる。

上記においては、吸収型フィルタに関するいくつかの実施形態について説明されているが、その他の実施形態においてはその他の適切な型の色フィルタを含めることができる点が認識されるべきである。例えば、１つの実施形態においては、軸外において見られたときのみにインターフェロメトリックモジュレータ１２によって反射されて見る人に対して現れる波長をインターフェロメトリックモジュレータ１２への入力から除去するようにするために、照明源とインターフェロメトリックモジュレータ１２との間に干渉型フィルタが配置される。

その他の実施形態、特に、環境照明ではなく含められている光源とともに使用するための実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータ１２は、知覚される角度外カラーシフトを低減させるために、限定されたスペクトル内容を有する光によって照明するように構成することができる。特に、該実施形態においては、光源は、インターフェロメトリックモジュレータ１２が軸外の視角から見られたときに変移光として現れる光の波長を含んでいない光を発生させるように構成されている。例えば、１つの実施形態は、赤光、緑光、及び青光でインターフェロメトリックモジュレータ１２を照明する光源と対になった赤、緑、及び青のインターフェロメトリックモジュレータ１２を含む。

図１３は、インターフェロメトリックモジュレータ１２及び光源１２０を含む典型的ディスプレイの側部横断面図である。該典型的ディスプレイにおいては、光源１２０は、導光板１２２を介してインターフェロメトリックモジュレータ１２を照明する。１つの実施形態においては、光ガイド１２４は、光源１２０からの光を導光板１２２に向けるように構成されている。導光板１２２は、光１３０を反射させることができる角度付き表面１２８によって形成される溝１２６を含む。１つの実施形態においては、光源１２０によって放出された光１３０は、光１３０が表面１２８から反射するまで、完全な内部反射によって導光板１２２内に維持され、光１３０は、表面１２８から基板２０を通じて反射されてインターフェロメトリックモジュレータ１２内に入る。その他の実施形態においては、あらゆる適切な導光構造物を用いることができる。いくつかの実施形態においては、光源１２０は、インターフェロメトリックモジュレータ１２を照明するように配置されたフロントライトである。１つの適切な光源は、狭帯域のスペクトル出力を有する１つ以上の色光発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。例えば、ニチアコーポレーション（Nichia Corporation）(Mountville, PA)によって適切なＬＥＤが生産されている。１つの該ＬＥＤは、Nichia Corporation部品番号ＮＳＴＭ５１５ＡＳである。このＬＥＤは、赤、青、及び緑に関する共通の陽極リード線及び別個の陰極リード線を含む。

もう１つの実施形態においては、該光源は、適切な燐が希望される色（例えば、赤、緑、及び青）の蛍光を発生させるように構成された蛍光源（例えば、紫外線ＬＥＤ、等）を含む。

図１４は、典型的光源１２２のスペクトル応答を例示したグラフ図である。横軸は、発せられた光の波長を示している。縦軸は、典型的光源（例えば、Nichia NSTM515AS、等）の相対発光強度を示している。トレース１３０、１３２、及び１３４は、光源出力における３つのピークを示しており、これらのピークは、それぞれ約４６０ｎｍ ５２５ｎｍ ６３０ｎｍの位置にある。トレース１３０、１３２、及び１３４におけるこれらのピークは、青光、緑光、及び赤光に対応している。該典型的光源のピークの各々は、そのピークの最大値の１／２の幅（約５０ｎｍ）を有している。その他の光源は、１０乃至１００ｎｍ、又は３０乃至６０ｎｍ、等の異なった幅のピークを有する。

図１５は、図１４の典型的光源１２２によって照明されるインターフェロメトリックモジュレータ１２を含むディスプレイのスペクトル応答を例示したグラフ図である。横軸は、反射光の波長を示している。縦軸は、インターフェロメトリックモジュレータ１２からの光の反射率を示している。この例示されている実施形態においては、該ディスプレイは、赤、緑、及び青のインターフェロメトリックモジュレータを含む。従って、トレース１４０、１４２、及び１４４は、典型的光源１２２によって照明されたときの青、緑、及び赤のインターフェロメトリックモジュレータの各々の応答を示している。「青」のトレース１４０は、４５５ｎｍの波長においてピークが存在する。「緑」のトレース１４２は、５３０ｎｍの波長においてピークが存在する。「赤」のトレース１４４は、６１５ｎｍの波長においてピークが存在する。光源１２２からインターフェロメトリックモジュレータ１２上への光は、図１４において例示されている鋭角なピークを特徴とするため、光源１２２は、軸外の角度で見られたときにモジュレータ１２が反射させる光をほとんど生み出さないので、図１５において例示されているディスプレイは、図１１において示されているような低減されたカラーシフトになる特徴を有している。

図１６Ａ及び１６Ｂは、ディスプレイデバイス２０４０の１つの実施形態を例示したシステムブロック図である。ディスプレイデバイス２０４０は、例えば携帯電話であることができる。しかしながら、ディスプレイデバイス２０４０の同じ構成要素又はわずかに変形させた構成要素は、テレビ及び携帯式メディアプレーヤー等の様々な型のディスプレイデバイスも可能であることを例示するものである。

ディスプレイデバイス２０４０は、ハウジング２０４１、ディスプレイ２０３０、アンテナ２０４３、スピーカー２０４５、入力デバイス２０４８、及びマイク２０４６を含む。ハウジング２０４１は、一般的には、当業者によく知られている様々な製造プロセス（例えば、射出成形、及び真空成形、等）のうちのいずれかの製造プロセスによって成形される。さらに、ハウジング２０４１は、様々な材料（例えば、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、セラミック、又はその組合せを含むが、これらの材料に限定するものではない）によって製造することができる。１つの実施形態においては、ハウジング２０４１は、異なった色を有するか又は異なったロゴ、絵、又は記号を有するその他の取り外し可能な部分と互換可能である取り外し可能な部分（図示されていない）を含む。

典型的ディスプレイデバイス２０４０のディスプレイ２０３０は、本出願明細書において説明されているように、双安定表示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のディスプレイであることができる。その他の実施形態においては、ディスプレイ２０３０は、当業者によく知られている上述のフラットパネルディスプレイ（例えば、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、又はＴＦＴ ＬＣＤ、等）、又は非フラットパネルディスプレイ（例えば、ＣＲＴ又はその他の管デバイス）を含む。しかしながら、本実施形態について説明する目的上、ディスプレイ２０３０は、本出願明細書において説明されているインターフェロメトリックモジュレータディスプレイを含む。

典型的ディスプレイデバイス２０４０の１つの実施形態の構成要素が図１６Ｂにおいて概略的に例示されている。例示されている典型的ディスプレイデバイス２０４０は、ハウジング２０４１を含み、さらに、その中に少なくとも部分的に内蔵されているさらなる構成要素を含むことができる。例えば、１つの実施形態においては、典型的ディスプレイデバイス２０４０は、トランシーバ２０４７に結合されたアンテナ２０４３を含むネットワークインタフェース２０２７を含んでいる。トランシーバ２０４７は、プロセッサ２０２１に接続されており、プロセッサ２０２１は、コンディショニングハードウェア２０５２に接続されている。コンディショニングハードウェア２０５２は、信号のコンディショニング（例えば、信号のフィルタリング、等）を行うように構成することができる。コンディショニングハードウェア２０５２は、スピーカー２０４５及びマイク２０４６に接続されている。プロセッサ２０２１は、入力デバイス２０４８及びドライバコントローラ２０２９にも接続されている。ドライバコントローラ２０２９は、フレームバッファ２０２８及びアレイドライバ２０２２に結合されており、アレイドライバ２０２２は、ディスプレイアレイ２０３０に結合されている。電源２０５０は、典型的ディスプレイデバイス２０４０の特定の設計上の必要に応じて全構成要素に電力を供給する。

ネットワークインタフェース２０２７は、典型的ディスプレイデバイス２０４０がネットワーク上の１つ以上のデバイスと通信できるようにするために、アンテナ２０４３及びトランシーバ２０４７を含む。１つの実施形態においては、ネットワークインタフェース２０２７は、プロセッサ２０２１に対する要求を緩和するためのいくつかの処理能力を有することもできる。アンテナ２０４３は、当業者によく知られているいずれかの信号送受信用アンテナである。１つの実施形態においては、該アンテナは、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格（ＩＥＥＥ ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、又は（ｇ）を含む）に準拠してＲＦ信号を送受信する。もう１つの実施形態においては、該アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）規格に準拠してＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合は、該アンテナは、無線携帯電話ネットワーク内において通信するために使用されるＣＤＭＡ信号、ＧＳＭ信号、ＡＭＰＳ信号、又はその他の既知の信号を受信するように設計されている。トランシーバ２０４７は、アンテナ２０４３から受信した信号をプロセッサ２０２１が受け取ってさらなる処理を行うことができるようにこれらの受信信号を前処理する。さらに、トランシーバ２０４７は、プロセッサ２０２１から受け取った信号をアンテナ２０４３を通じて典型的ディスプレイデバイス２０４０から送信できるようにするための処理も行う。

代替実施形態においては、トランシーバ２０４７は、受信機に代えることができる。さらにもう１つの実施形態においては、ネットワークインタフェース２０２７は、プロセッサ２０２１に伝送される画像データを保存又は生成することができる画像ソースに代えることができる。例えば、該画像ソースは、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、画像データを内蔵する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にすることができる。

プロセッサ２０２１は、一般的には、典型的ディスプレイデバイス２０４０の全体的な動作を制御する。プロセッサ２０２１は、データ（圧縮画像データ、等）をネットワークインタフェース２０２７又は画像ソースから受け取り、該データを処理して生画像データにするか、又は、簡単に処理して生画像データにすることができるフォーマットにする。次に、プロセッサ２０２１は、処理したデータをドライバコントローラ２０２９に送るか又はフレームバッファ２０２８に送って保存する。生データとは、一般的には、１つの画像内の各記憶場所における画像の特徴を識別する情報である。例えば、画像に関するこれらの特徴は、色、飽和、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は、プロセッサ２０２１は、典型的ディスプレイデバイス２０４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、又は論理装置を含む。コンディショニングハードウェア２０５２は、一般的には、スピーカー２０４５に信号を送信するための及びマイク２０４６から信号を受信するための増幅器及びフィルタを含む。コンディショニングハードウェア２０５２は、典型的ディスプレイデバイス２０４０内の個別構成要素にすること、又は、プロセッサ２０２１又はその他の構成要素の中に組み入れることができる。

ドライバコントローラ２０２９は、プロセッサ２０２１によって生成された生の画像データを、プロセッサ２０２１から直接受け取るか又はフレームバッファ２０２８から受け取り、アレイドライバ２０２２に高速伝送するのに適した再フォーマット化を該生画像データに対して行う。具体的には、ドライバコントローラ２０２９は、生画像データを再フォーマット化し、ラスターに似たフォーマットを有するデータ流にする。このため、該データ流は、ディスプレイアレイ２０３０全体を走査するのに適した時間的順序を有している。次に、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に送る。ドライバコントローラ２０２９（例えば、ＬＣＤコントローラ、等）は、独立型集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２０２１と関係していることがしばしばあるが、これらのコントローラは、数多くの方法で実装することができる。例えば、これらのコントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２０２１内に埋め込むこと、ソフトウェアとしてプロセッサ２０２１内に埋め込むこと、又は、アレイドライバ２０２２とともにハードウェア内に完全に組み込むことができる。

一般的には、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から受け取り、映像データを再フォーマット化して平行する一組の波形にする。これらの波形は、ディスプレイのｘ−ｙ画素行列から来る何百ものそして時には何千ものリード線に対して１秒間に何回も加えられる。

１つの実施形態においては、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、本出願明細書において説明されているあらゆる型のディスプレイに関して適している。例えば、１つの実施形態においては、ドライバコントローラ２０２９は、従来のディスプレイコントローラ又は双安定表示ディスプレイコントローラ（例えば、インターフェロメトリックモジュレータコントローラ、等）である。もう１つの実施形態においては、アレイドライバ２０２２は、従来のドライバ又は双安定表示ディスプレイドライバ（インターフェロメトリックモジュレータディスプレイ、等）である。１つの実施形態においては、ドライバコントローラ２０２９は、アレイドライバ２０２２と一体化されている。該１つの実施形態は、携帯電話、腕時計、及びその他の小型ディスプレイ等のような高度に一体化されたシステムにおいて共通する実施形態である。さらに別の実施形態においては、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表示ディスプレイアレイ（インターフェロメトリックモジュレータアレイを含むディスプレイ、等）である。

入力デバイス２０４８は、ユーザーが典型的ディスプレイデバイス２０４０の動作を制御するのを可能にするデバイスである。１つの実施形態においては、入力デバイス２０４８は、キーパッド（ＱＷＥＲＴＹキーボード又は電話のキーパッド、等）、ボタン、スイッチ、タッチ画面、感圧膜、感熱膜、等を含む。１つの実施形態においては、マイク２０４６は、典型的ディスプレイデバイス２０４０の入力デバイスである。データをデバイスに入力するためにマイク２０４６を使用時には、ユーザーは、典型的ディスプレイデバイス２０４０の動作を制御するための音声コマンドを使用することができる。

電源２０５０は、当業界においてよく知られている様々なエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば、１つの実施形態においては、電源２０５０は、充電可能な電池（例えば、ニッカド電池又はリチウムイオン電池、等）である。もう１つの実施形態においては、電源２０５０は、再生可能なエネルギー源、コンデンサ、又は太陽電池（例えば、プラスチック太陽電池、太陽電池塗料、等）である。別の実施形態においては、電源２０５０は、コンセントから電力を受け取るように構成されている。

いくつかの実装においては、制御プログラマビリティは、上述されているように、電子ディスプレイシステム内の数カ所に配置することができるドライバコントローラ内に常駐する。いくつかの事例においては、制御プログラマビリティは、アレイドライバ２０２２内に常駐する。当業者は、上述した最適化はあらゆる数のハードウェア及び／又はソフトウエアコンポーネントにおいて及び様々なコンフィギュレーションで実装できることを認識することになる。

上記の詳細な説明は、様々な実施形態に当てはめた場合における本発明の斬新な特長を例示、説明、及び指摘したものである一方で、当業者は、本発明の精神から逸脱せずに、様々な省略、差し替え、及び、例示されているデバイス又はプロセスの形態及び詳細の変更を行うことができることが理解されることになる。さらに、認識されることになるが、本発明のいくつかの特長は、その他の特長と別個に使用すること又は別個に実践することができるため、本発明は、これらのすべての特長及び便益を提供することにならない形態で具体化させることができる。本発明の適用範囲は、上記の説明ではなく添付された請求項によって示されている。これらの請求項の意味内及び同義の範囲内におけるすべての変更は、これらの請求項の適用範囲内に包含されることになる。

インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの１つの実施形態の一部分を描いた等大図であり、第１のインターフェロメトリックモジュレータの移動可能反射層が解放位置にあり、第２のインターフェロメトリックモジュレータの移動可能反射層が作動位置にある。 ３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを組み込んだ電子デバイスの１つの実施形態を例示したシステムブロック図である。 図１のインターフェロメトリックモジュレータの１つの典型的実施形態に関する移動可能な鏡の位置及び印加電圧の関係を示した概略図である。 インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを駆動するために使用される一組のロー電圧及びコラム電圧を例示した図である。 図２の３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイ内における１つの典型的なフレームのデータを例示した図である。 図５Ａのフレームを書くために使用することができるロー信号及びコラム信号に関する１つの典型的なタイミング図である。 図１のデバイスの横断面である。 インターフェロメトリックモジュレータの代替実施形態の横断面である。 インターフェロメトリックモジュレータのもう１つの代替実施形態の横断面である。 カラーシフトを実証するためにインターフェロメトリックモジュレータ内を通る光学路を例示した、該モジュレータの側部横断面図である。 特定の色の光を選択的に透過させるための材料層を有するインターフェロメトリックモジュレータの側部横断面図である。 典型的吸収材料層を通る光の透過率を示したグラフ図である。 軸上及び軸外の２つの位置において見られたときのインターフェロメトリックモジュレータのスペクトル応答を示し、それによってカラーシフトを例示したグラフ図である。 軸上及び軸外の２つの位置において、カラーシフトを低減させる典型的吸収材料層を通じて見られたときのインターフェロメトリックモジュレータのスペクトル応答を例示したグラフ図である。 カラーインターフェロメトリックモジュレータディスプレイのもう１つの実施形態の一部分の側部横断面図であり、一組の赤、緑、及び青のインターフェロメトリックモジュレータの各々に関する異なった吸収材料層を含んでいる。 インターフェロメトリックモジュレータ及び光源を含む典型的ディスプレイの側部横断面図である。 典型的光源のスペクトル応答を例示したグラフ図である。 図１４の典型的光源によって照明されるインターフェロメトリックモジュレータを含むディスプレイのスペクトル応答を例示したグラフ図である。 複数のインターフェロメトリックモジュレータを具備するビジュアルディスプレイデバイスの１つの実施形態を例示したシステムブロック図である（その１）。 複数のインターフェロメトリックモジュレータを具備するビジュアルディスプレイデバイスの１つの実施形態を例示したシステムブロック図である（その２）。

Claims (85)

1. ディスプレイデバイスであって、
   色付きの光を出力するように構成された少なくとも１つの光変調素子であって、第１の反射面及び第２の反射面を具備し、前記第２の反射面は、前記第１の反射面に関して移動可能である光変調素子と、
   白光で照明されたときにいくつかの可視波長を選択的に透過させさらにその他の可視波長を実質的にフィルタリングする材料層を具備するフィルタであって、前記色付きの出力光の視角による色の変化を低減するために、前記光変調素子によって変調された光をフィルタリングするように配置されたフィルタと、を具備し、
   前記フィルタによって選択的に透過された前記光は、前記インターフェロメトリックモジュレータの前記出力された色付きの光に実質的に対応する色を有するディスプレイデバイス。
2. 前記フィルタは、前記光変調素子によって変調された入射光をフィルタリングするように配置されている、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
3. 前記フィルタは、前記光変調素子によって出力された光をフィルタリングするように配置されている、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
4. 前記フィルタは、前記光変調素子によって変調された入射光をフィルタリングするように配置されている、請求項３に記載のディスプレイデバイス。
5. 前記フィルタは、赤光、緑光、又は青光のうちの少なくとも１つを選択的に透過する少なくとも１つの赤透過ピーク、緑透過ピーク、又は青透過ピークを有する、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
6. 前記フィルタによって選択的に透過された前記光は、少なくとも赤光と緑光、赤光と青光、又は緑光と青光を具備する、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
7. 前記フィルタによって選択的に透過された前記光は、少なくとも赤光、緑光、及び青光を具備する、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
8. 前記光変調素子は、インターフェロメトリックモジュレータ素子を具備する、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
9. 前記第１の反射面と前記フィルタとの間に配置された透過性基板をさらに具備する、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
10. 前記材料は、光吸収材料を具備する、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
11. 前記材料は、染色された材料を具備する、請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
12. 前記染色された材料は、染色されたフォトレジストを具備する、請求項１１に記載のディスプレイデバイス。
13. 前記フィルタは、少なくとも２つの異なった色をそれぞれ透過させるように構成された異なったフィルタ素子を具備するフィルタアレイの一部を形成する、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
14. 前記フィルタアレイは、赤色フィルタ素子、緑色フィルタ素子、及び青色フィルタ素子を具備する、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
15. 前記少なくとも１つの光変調素子は、複数の光変調素子を具備する、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
16. 前記少なくとも１つの光変調素子と電気的に通じているプロセッサであって、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
    前記プロセッサと電気的に通じているメモリデバイスと、を具備する、請求項１に記載のディスプレイデバイス。
17. 前記少なくとも１つの光変調素子に少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路をさらに具備する、請求項１６に記載のディスプレイデバイス。
18. 前記画像データの少なくとも一部分を前記ドライバ回路に伝送するように構成されたコントローラをさらに具備する、請求項１７に記載のディスプレイデバイス。
19. 前記画像データを前記プロセッサに伝送するように構成された画素ソースモジュールをさらに具備する、請求項１６に記載のディスプレイデバイス。
20. 前記画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、及び送信機のうちの少なくとも１つを具備する、請求項１９に記載のディスプレイデバイス。
21. 入力データを受け取りさらに前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに具備する、請求項１６に記載のディスプレイデバイス。
22. ディスプレイを製作する方法であって、
    色付きの光を出力するように構成された少なくとも１つの光変調素子を形成することであって、前記光変調素子は、空洞を形成する第１の反射面及び第２の反射面を具備し、前記第２の反射面は、前記第１の反射面に関して移動可能であることと、
    材料層を具備するフィルタが前記光変調素子によって変調された光をフィルタリングするように前記光変調素子に関して前記フィルタを配置することであって、前記色付きの出力光の視角による色の変化を低減するために、前記材料層は、白光で照明されたときにいくつかの可視波長を選択的に透過させさらにその他の可視波長を実質的にフィルタリングすること、とを具備し、
    前記フィルタによって選択的に透過された前記光は、前記光変調素子の前記出力された色付きの光に実質的に対応する色を具備する方法。
23. 前記フィルタを配置することは、前記光変調素子によって変調された入射光をフィルタリングするように前記フィルタを配置することを具備する、請求項２２に記載の方法。
24. 前記フィルタを配置することは、前記光変調素子によって出力された光をフィルタリングするように前記フィルタを配置することを具備する、請求項２２に記載の方法。
25. 前記フィルタを配置することは、前記光変調素子によって変調された入射光をフィルタリングするように前記フィルタを配置することを具備する、請求項２４に記載の方法。
26. 光変調素子を形成する前記ステップは、インターフェロメトリックモジュレータ素子を提供することを具備する、請求項２２に記載の方法。
27. 前記フィルタによって選択的に透過された前記光は、赤光、緑光、又は青光のうちの少なくとも１つを具備する、請求項２２に記載の方法。
28. 前記フィルタによって選択的に透過された前記光は、赤色光、緑色光、及び青色光を具備するグループから選択された少なくとも２つの色を含む、請求項２２に記載の方法。
29. 前記光変調素子を形成することは、インターフェロメトリックモジュレータ素子を形成することを具備する、請求項２２に記載の方法。
30. 前記光変調素子を形成することは、前記第１の反射面と前記フィルタとの間に配置された透過性基板上において前記光変調素子を形成することを具備する、請求項２２に記載の方法。
31. 前記材料は、光吸収材料を具備する、請求項２２に記載の方法。
32. 前記材料は、染色された材料を具備する、請求項３１に記載の方法。
33. 前記染色された材料は、染色されたフォトレジストを具備する、請求項３２に記載の方法。
34. 前記フィルタを配置することは、少なくとも２つの異なった色をそれぞれ透過させるように構成された少なくとも２つの異なったフィルタ素子を具備するフィルタアレイを配置することを具備する、請求項２２に記載の方法。
35. 前記フィルタアレイは、赤色フィルタ素子、緑色フィルタ素子、及び青色フィルタ素子を具備する、請求項３４に記載の方法。
36. 前記フィルタは、白光で照明されたときに色付きの光を出力する、請求項２２に記載の方法。
37. 請求項２２に記載の方法によって形成されたディスプレイ。
38. ディスプレイデバイスであって、
    可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する光を出力するように構成された少なくとも１つの光変調素子であって、第１の反射面及び第２の反射面を具備し、前記第２の反射面は、前記第１の反射面に関して移動可能である光変調素子と、
    可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する可視光を出力する光エミッタであって、前記出力光の視角による色の変化を低減するために、前記光変調素子の前記第１の反射面及び前記第２の反射面を照明するように構成された光エミッタと、を具備し、前記光エミッタの前記スペクトルピークは、前記光変調素子のスペクトルピークと実質的に重複するディスプレイデバイス。
39. 前記光エミッタは、色付きの光を出力する色光エミッタを具備する、請求項３８に記載のディスプレイデバイス。
40. 前記光エミッタによって提供された前記色付きの光は、赤光、緑光、又は青光のうちの少なくとも１つを具備する、請求項３９に記載のディスプレイデバイス。
41. 前記光エミッタによって提供された前記光は、前記光変調素子によって出力された前記色付きの光に実質的に対応する色付きの光を具備する、請求項３８に記載の方法。
42. 前記光エミッタによって提供された前記光は、少なくとも赤光と緑光、赤光と青光、又は緑光と青光を具備する、請求項３８に記載のディスプレイデバイス。
43. 前記光エミッタによって提供された前記光は、少なくとも赤、緑、及び青を具備する、請求項３８に記載のディスプレイデバイス。
44. 前記光変調素子は、インターフェロメトリックモジュレータ素子を具備する、請求項３８に記載のディスプレイデバイス。
45. 複数の光エミッタをさらに具備する、請求項３８に記載のディスプレイデバイス。
46. 前記光エミッタは、赤色光エミッタ、緑色光エミッタ、及び青色光エミッタを具備する、請求項４５に記載のディスプレイデバイス。
47. 前記赤光エミッタ、前記緑光エミッタ、及び前記青光エミッタは、それぞれ約４５０ｎｍ、約５５０ｎｍ、及び約６５０ｎｍを中心とする波長範囲において光を発生させる、請求項４６に記載のディスプレイデバイス。
48. 前記少なくとも１つの光変調素子は、複数の光変調素子を具備する、請求項３８に記載のディスプレイデバイス。
49. 前記少なくとも１つの光変調素子と電気的に通じているプロセッサであって、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
    前記プロセッサと電気的に通じているメモリデバイスと、をさらに具備する、請求項３８に記載のディスプレイデバイス。
50. 前記少なくとも１つの光変調素子に少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路をさらに具備する、請求項４９に記載のディスプレイデバイス。
51. 前記画像データの少なくとも一部分を前記ドライバ回路に伝送するように構成されたコントローラをさらに具備する、請求項５０に記載のディスプレイデバイス。
52. 前記画像データを前記プロセッサに伝送するように構成された画素ソースモジュールをさらに具備する、請求項４９に記載のディスプレイデバイス。
53. 前記画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、及び送信機のうちの少なくとも１つを具備する、請求項５２に記載のディスプレイデバイス。
54. 入力データを受け取りさらに前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに具備する、請求項４９に記載のディスプレイデバイス。
55. ディスプレイデバイスを製作する方法であって、
    可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する光を出力するように構成された光変調素子を提供することであって、前記光変調素子は、第１の反射面及び第２の反射面を具備し、前記第２の反射面は、前記第１の反射面に関して移動可能であることと、
    前記光変調素子の前記第１の反射面及び前記第２の反射面を照明するように前記光変調素子に関して光エミッタを配置することであって、前記光エミッタは、前記出力光の視角による色の変化を低減するために、可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する可視光を出力すること、とを具備し、
    前記光エミッタの前記スペクトルピークは、前記光変調素子のスペクトルピークと実質的に重複する方法。
56. 請求項５５に記載の方法によって製作されたディスプレイデバイス。
57. 入射光を干渉的に変調して色付きの光を出力するための手段と、
    白光で照明されたときにいくつかの可視波長を選択的に透過させさらにその他の可視波長を実質的にフィルタリングするための手段であって、前記色付きの出力光の視角による色の変化を低減して、前記出力された色付きの光の知覚されるカラーシフトを低減させるフィルタリング手段と、を具備し、
    前記フィルタリング手段によって選択的に透過された前記光は、前記インターフェロメトリックモジュレータの前記出力された色付きの光に実質的に対応する色を有するディスプレイデバイス。
58. 前記フィルタリング手段は、光を変調するための前記手段によって変調された入射光をフィルタリングするように配置されている、請求項５７に記載のディスプレイデバイス。
59. 前記フィルタリング手段は、光を変調するための前記手段によって出力された光をフィルタリングするように配置されている、請求項５７に記載のディスプレイデバイス。
60. 前記フィルタリング手段は、光を変調するための前記手段によって変調された入射光をフィルタリングするように配置されている、請求項５９に記載のディスプレイデバイス。
61. 前記フィルタリング手段は、赤光、緑光、又は青光のうちの少なくとも１つを選択的に透過させる少なくとも１つの赤透過ピーク、緑透過ピーク、又は青透過ピークを有する、請求項５７に記載のディスプレイデバイス。
62. 前記フィルタリング手段によって選択的に透過された前記光は、少なくとも赤光と緑光、赤光と青光、又は緑光と青光を具備する、請求項５７に記載のディスプレイデバイス。
63. 前記フィルタリング手段によって選択的に透過された前記光は、少なくとも赤光、緑光、及び青光を具備する、請求項５７に記載のディスプレイデバイス。
64. 前記第１の反射面と前記フィルタとの間に配置された透過性基板をさらに具備する、請求項５７に記載のディスプレイデバイス。
65. 変調するための前記手段は、インターフェロメトリックモジュレータを具備する、請求項５７に記載のディスプレイデバイス。
66. フィルタリング手段は、光吸収材料を具備する、請求項５７に記載のディスプレイデバイス。
67. 前記材料は、染色された材料を具備する、請求項６６に記載のディスプレイデバイス。
68. 前記染色された材料は、染色されたフォトレジストを具備する、請求項６７に記載のディスプレイデバイス。
69. 前記フィルタリング手段は、少なくとも２つの異なった色をそれぞれ透過させるように構成された異なったフィルタ素子を具備するフィルタアレイの一部を形成する、請求項５７に記載のディスプレイデバイス。
70. 前記フィルタアレイは、赤色フィルタ素子、緑色フィルタ素子、及び青色フィルタ素子を具備する、請求項６９に記載のディスプレイデバイス。
71. 光を変調する方法であって、
    入射光を干渉的に変調して色付きの光を出力させることと、
    前記入射光及び前記出力された光のうちの少なくとも１つをフィルタリングすることであって、前記フィルタリングすることは、前記色付きの出力光の視角による色の変化を低減するために、白色光で照明されたときにいくつかの可視波長を選択的に透過させさらにその他の可視波長を実質的にフィルタリングすること、とを具備し、
    前記選択的に透過された光は、前記出力された色付きの光に実質的に対応する色を有する方法。
72. 前記フィルタリングすることは、赤光、緑光、又は青光のうちの少なくとも１つに対応する透過ピークを選択的に透過させることを具備する、請求項７１に記載の方法。
73. 前記選択的に透過された光は、少なくとも赤光と緑光、赤光と青光、又は緑光と青光を具備する、請求項７１に記載の方法。
74. 前記選択的に透過された光は、少なくとも赤光、緑光、及び青光を具備する、請求項７１に記載の方法。
75. 前記フィルタリングすることは、光を選択的に吸収することを具備する、請求項７１に記載の方法。
76. ディスプレイデバイスであって、
    可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する光を出力するために入射光を干渉的に変調するための手段と、
    前記出力光の視角による色の変化を低減するために、可視スペクトル内において少なくとも１つのスペクトルピークを有する可視光で前記変調するための手段を照明するための手段と、を具備し、
    前記照明するための手段の前記スペクトルピークは、前記変調するための手段のスペクトルピークと実質的に重複するディスプレイデバイス。
77. 前記照明するための手段は、色付きの光を出力する色光エミッタを具備する、請求項７６に記載のディスプレイデバイス。
78. 前記光エミッタによって提供された前記色付きの光は、赤光、緑光、又は青光のうちの少なくとも１つを具備する、請求項７７に記載のディスプレイデバイス。
79. 前記照明するための手段によって提供された前記光は、前記変調するための手段によって出力された前記色付きの光に実施的に対応する色付きの光を具備する、請求項７６に記載のディスプレイデバイス。
80. 前記照明するための手段によって提供された前記光は、少なくとも赤光と緑光、赤光と青光、又は緑光と青光を具備する、請求項７６に記載のディスプレイデバイス。
81. 前記照明するための手段によって提供された前記光は、少なくとも赤、緑、及び青を具備する、請求項７６に記載のディスプレイデバイス。
82. 前記変調するための手段は、インターフェロメトリックモジュレータを具備する、請求項７６に記載のディスプレイデバイス。
83. 前記変調するための手段を照明するための複数の手段をさらに具備する、請求項７６に記載のディスプレイデバイス。
84. 前記照明するための手段は、赤色光エミッタ、緑色光エミッタ、及び青色光エミッタを具備する、請求項８３に記載のディスプレイデバイス。
85. 前記赤光エミッタ、緑光エミッタ、及び青光エミッタは、約４５０ｎｍ、約５５０ｎｍ、及び約６５０ｎｍをそれぞれの中心とする波長範囲において光を発生させる、請求項８４に記載のディスプレイデバイス。

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