JP2013524287A - 電気機械デバイスの機械層及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

本願は機械層（１４）及びその形成方法を提供する。一側面では、電気機械システムデバイスは、基板（２０）と、作動位置及び緩和位置を有する機械層（１４）とを含む。機械層は基板から離隔されて、潰れることのできるギャップ（１９）を形成する。ギャップは、機械層が作動位置にある際に潰れた状態となり、機械層が緩和位置にある際に潰れていない状態になる。機械層は、反射層（１２１）と、導電層（１２３）と、支持層（１２２）とを含む。支持層は、反射層と導電層との間に配置されて、機械層を支持するように構成される。

Description

本願は、“ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＬＡＹＥＲ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＦＯＲＭＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ”との名称で２０１０年４月９日に出願され譲受人に譲渡された米国仮出願第６１／３２２７７６号の優先権を主張する。先行出願の開示は、本願の一部と見なされて、参照として組み込まれる。

本願は電気機械システムに関する。

電気機械システムは、電気的及び機械的素子、アクチュエータ、トランスデューサ、センサ、光学部品（例えばミラー）及び電気機器を有するデバイスを含む。電気機械システムは、多様なスケールで製造可能であり、マイクロスケールやナノスケールが挙げられるがこれらに限定されるものではない。例えば、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ，ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）デバイスは、略１マイクロメートルから数百マイクロメートル又はそれ以上に及ぶサイズを有する構造を含み得る。ナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ，ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）デバイスは、１マイクロメートル以下のサイズ（例えば、数百ナノメートル以下のサイズ）を有する構造を含み得る。電気機械素子は、堆積、エッチング、リソグラフィ、並びに／又は、基板及び／若しくは堆積物質層の一部をエッチング除去する微細機械加工プロセス、又は電気的及び電気機械デバイスを形成するために層を追加する微細機械加工プロセスを用いて形成され得る。

電気機械システムデバイスの一種は、干渉変調器（ＩＭＯＤ，ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と称される。本願において、干渉変調器又は干渉光変調器との用語は、光学干渉原理を用いて光を選択的に吸収及び／又は反射するデバイスのことを称する。一部実施形態において、干渉変調器は、一対の導電性プレートを含み得て、その一方又は双方が、全体的又は部分的に、透明及び／又は反射性であり得て、適切な電気信号の印加に対して相対的に動くことができる。一実施形態では、一方のプレートが、基板上に堆積させた静止層を含み得て、他方のプレートが、空隙によって静止層から離隔された反射膜を含み得る。他方に対する一方のプレートの位置が、干渉変調器に入射する光の光学干渉を変化させることができる。干渉変調器デバイスは多様な応用を有し、特に表示性能を有する製品に対して、既存の製品を改良し、新規製品を開発するのに使用されることが想定される。

干渉デバイスアレイは、各画素のコーナー（角）に固定された機械層を含み得る。機械層に対してより小さな固定（アンカー）領域を有しフィルファクタ（充填率）の改善された干渉デバイスが必要とされている。

本願のシステム、方法及びデバイスは各々、複数の革新的側面を有するが、それらが単独で、本願で開示される所望の属性に関与するものではない。

本願で説明される主題の一つの革新的側面は、基板と、基板の上に配置された部分反射光学積層体と、部分反射光学積層体が機械層と基板との間になるように配置された可動機械層とを含む電気機械デバイスにおいて実現可能であり、その機械層は、反射層と、導電層と、反射層と導電層との間に配置された支持層とを含む。支持層は、光学的に不活性な固定領域において光学積層体の上に固定されて、光学積層体から離れるように固定領域から延伸し、機械層を光学積層体から離隔して、機械層と光学積層体との間に潰れることのできるギャップ（コラプス性ギャップ）を形成する。機械層と、基板と潰れることのできるギャップとの間に配置された静止電極とにわたって電圧を印加することによって、機械層は作動位置と緩和位置とに可動する。潰れることのできるギャップは、機械層が作動位置にある際に潰れた状態になり、機械層が緩和位置にある際に潰れていない状態になる。

一部実施形態では、機械層が、固定領域に隣接し且つ光学的に不活性な領域の少なくとも一部に配置されたキンク（ねじれ部）を更に含む。一部実施形態では、機械層のキンクは、ギャップから離れるように延伸する上昇部分とギャップに向かって延伸する下降部分とを含む。

一部実施形態では、反射層及び導電層はアルミニウム合金を含む。一部実施形態では、支持層は酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を含む。

本願で説明される主題の他の革新的側面は、基板と、基板上に配置された光を部分的に反射する手段と、光を干渉反射する可動手段とを含むデバイスにおいて実現可能である。可動光反射手段は、可動反射手段を支持する手段を含み、その支持手段は、光学的に不活性な固定領域内において部分反射手段の上に固定される。支持手段は、部分反射手段から離れるように固定領域から延伸し、可動反射手段を部分反射手段から離隔して、可動光反射手段と部分光反射手段との間に潰れることのできるギャップを形成する。可動光反射手段と、基板と潰れることのできるギャップとの間に配置された静止電極とにわたって電圧を印加することによって、可動光反射手段は、作動位置と緩和位置とに可動する。潰れることのできるギャップは、可動光反射手段が作動位置にある際に潰れた状態になり、可動光反射手段が緩和位置にある際に潰れていない状態になる。

一部実施形態では、可動光反射手段が、反射層及び導電層を含み、支持層が反射層と導電層との間に配置される。

本願で説明される手段の他の革新的側面は、電気機械デバイス内に機械層を形成する方法において実現可能である。本方法は、基板を提供するステップと、基板の上に光学積層体を形成するステップと、光学積層体の上に犠牲層を形成するステップと、固定領域の上に配置された犠牲層の一部を除去するステップと、犠牲層及び固定領域の上に機械層を形成するステップと、犠牲層を除去して、機械層と基板との間に潰れることのできるギャップを形成するステップとを含む。機械層を形成するステップは、犠牲層の上に反射層を提供することと、固定領域の上に配置された反射層の一部を除去することと、支持層の一部が固定領域に接触するように反射層の上に支持層を提供することと、支持層の上に導電層を提供することとを含む。

一部実施形態では、本方法は、少なくとも基板の一部の上に成形層を堆積させるステップを更に含み、その成形層は、固定領域に隣接した少なくとも一つの突出部を含む。一部実施形態では、本方法は、成形層の上（少なくとも一つの突出部の上を含む）にコンフォーマル層として犠牲層を形成するステップを含み、機械層を形成するステップが、犠牲層及び成形層の上（少なくとも一つの突出部の上を含む）にコンフォーマル層として機械層を形成することを含み、キンクが、少なくとも一つの突出部において各々機械層の一部の内に形成される。

本明細書で開示される主題の一以上の実施形態の詳細が、添付図面及び以下の説明に与えられる。他の特徴、側面、及び利点は、明細書、図面及び特許請求の範囲から明らかになるものである。図面の相対的寸法は縮尺通りではない点に留意されたい。

干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一組の画素における二つの隣接画素を示す等角図の例を示す。 ３×３の干渉変調器ディスプレイを含む電気デバイスを示すシステムブロック図の例を示す。 図１の干渉変調器についての可動反射層の位置対印加電圧を示す図の例を示す。 多様な共通電圧及びセグメント電圧が印加される際の干渉変調器の多様な状態を示す表の例を示す。 図２の３×３の干渉変調器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例を示す。 図５Ａに示されるディスプレイデータのフレームを書き込むのに使用可能な共通信号及びセグメント信号に対するタイミング図の例を示す。 図１の干渉変調器ディスプレイの部分的断面図の例を示す。 干渉変調器の多様な実施形態の断面図の例を示す。 干渉変調器の多様な実施形態の断面図の例を示す。 干渉変調器の多様な実施形態の断面図の例を示す。 干渉変調器の多様な実施形態の断面図の例を示す。 干渉変調器に対する製造プロセスを示す流れ図の例を示す。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 多様な干渉変調器デバイスの概略的な断面図の例を示す。 多様な干渉変調器デバイスの概略的な断面図の例を示す。 多様な干渉変調器デバイスの概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器デバイスの三つの例に対する作動状態及び緩和状態における機械層の位置のシミュレーションのグラフである。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。 干渉変調器に対する製造プロセスを示す流れ図の例を示す。 複数の干渉変調器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例を示す。 複数の干渉変調器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例を示す。

多様な図面における同様な参照番号及び符号は、同様の要素を示す。

以下の詳細な説明は、革新的側面を説明する目的でいくつかの実施形態に向けられたものである。しかしながら、本願の教示は多様な方法において適用可能である。説明される実施形態は、動的なもの（例えばビデオ）又は静的なもの（例えば静止画）であり且つ文字、グラフィック又は写真である画像を表示するように構成されたあらゆるデバイスにおいて実施可能である。特に、実施形態は、多様な電子デバイスにおいて実施され又はこれらに付随し得ることが想定され、そのような電子デバイスとして、携帯電話、マルチメディアインターネット可能携帯電話、携帯テレビ受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、ブルートゥース（登録商標）デバイス、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄａｔａ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ワイヤレス電子メール受信機、携帯型コンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、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、ゲームコンソール、腕時計、置時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子読書デバイス（例えばｅ‐リーダ）、コンピュータモニタ、オートディスプレイ（例えばオドメータ等）、コックピット制御部及び／又はディスプレイ、カメラ後方ディスプレイ（例えば、車両の背面カメラのディスプレイ）、電子写真、電子掲示板又は標識、プロジェクタ、建造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダ又はプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、携帯型メモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯乾燥機、パーキングメータ、パッケージング（例えばＭＥＭＳ及び非ＭＥＭＳ）、審美的構造物（例えば、宝石上の画像表示）、及び多様な電気機械システムデバイスが挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、本願の教示は、非ディスプレイ応用においても用いることができ、そうした応用として、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、動作感知デバイス、磁力計、家庭用電子機器の慣性部品、家庭用電子機器の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、ドライブスキーム、製造プロエス、電子試験設備が挙げられるがこれらに限定されるものではない。従って、本教示は、単に図面に示された実施形態に限定されるものではなく、当業者に明示的である多様な適用性を有するものである。

自己支持機械層を有する電気機械デバイスが開示される。本願で説明される一部実施形態では、電気機械デバイスが、ポスト又はリベット構造を有さずに形成可能であることによって、固定領域の面積を減少させて、改善されたフィルファクタを有する画素アレイを許容するものとして提供される。更に、機械層は、作動位置にある際にその機械層の曲げ高さを低下させるようにフレキシブルとなり得る。機械層の曲げ高さを低下させることは、デバイスを作動させた際に光学積層体と接触しない機械層の部分の輝度を減少させることができるので、黒状態を改善して、こうしたデバイスを含むディスプレイのコントラスト比、色域、彩度を増大させることができる。

本願で説明される主題の特定の実施形態は、以下の潜在的な利点のうち一つ以上を実現するように実施可能である。一部実施形態では、本願で開示される主題は、画素アレイのフィルファクタを改善するように実施可能である。更に、一部実施形態は、機械層の曲げ高さを低下させることができる。更に、一部実施形態は、このようなデバイスを含むディスプレイのコントラスト比、色域、及び／又は彩度を増大させることができる。

説明される実施形態を適用することができる適切な電気機械デバイスの一例は、反射ディスプレイデバイスである。反射ディスプレイデバイスは、光学干渉原理を用いて入射光を選択的に吸収及び／又は反射する干渉変調器（ＩＭＯＤ）を組み込むことができる。ＩＭＯＤは、吸収体、その吸収体に対して相対的に可動する反射体、吸収体と反射体との間に画定される光学共鳴キャビティを含み得る。反射体は、二つ以上の異なる位置に移動可能であり、光学共鳴キャビティのサイズを変化させることによって干渉変調器の反射率に影響を与えることができる。ＩＭＯＤの反射スペクトルは、多様な色を発生させるように可視波長にわたってシフト可能であるかなり広範なスペクトル帯を形成することができる。スペクトル帯の位置は、光学共鳴キャビティの厚さを変化させることによって、つまり反射体の位置を変化させることによって、調整可能である。

図１は、干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一組の画素における二つの隣接画素を示す等角図の例を示す。ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、一つ以上の干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を含む。こうしたデバイスにおいて、ＭＥＭＳディスプレイ素子の画素は、明状態又は暗状態のいずれかとなり得る。明（“緩和”、“開”、“オン”）状態においえ、ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分を例えば使用者に向けて反射する。逆に、暗（“作動”、“閉”、“オフ”）状態では、ディスプレイ画素は僅かな入射可視光しか反射しない。一部実施形態では、オン状態及びオフ状態の光反射特性が逆になり得る。ＭＥＭＳ画素は、白黒に加えて、カラーディスプレイを可能にするように特定の波長において主に反射するように構成可能である。

ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、ＩＭＯＤの行／列アレイを含み得る。各ＩＭＯＤは空隙（光学ギャップ又はキャビティとも称される）を形成するように互いに可変且つ制御可能な距離に配置された一対の反射層、つまり可動反射層及び固定部分反射層を含み得る。可動反射層は、少なくとも二つの位置の間を移動し得る。第一の位置、つまり緩和位置では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きな距離に配置され得る。第二の位置、つまり作動位置では、可動反射層は、部分反射層により近づいて配置され得る。二つの層から反射される入射光は、可動反射層の位置に応じて、強め合って又は弱め合って干渉して、各画素に対して全体的な反射状態又は非反射状態のいずれかを形成することができる。一部実施形態では、ＩＭＯＤは、非作動状態において反射性であり、可視スペクトル内の光を反射し得て、また、非作動状態において暗状態であり可視範囲外の光（例えば赤外光）を反射し得る。しかしながら、他の一部実施形態では、ＩＭＯＤは、非作動状態において暗状態であり、作動状態において反射状態となり得る。一部実施形態では、印加電圧の導入が画素を駆動させて状態を変化させることができる。他の一部実施形態では、印加電荷が画素を駆動させて状態を変化させることができる。

図１の画素アレイの図示されている部分は、二つの隣接干渉変調器１２を含む。（図示されるような）左側のＩＭＯＤ１２では、機械層又は可動反射層１４が、光学積層体１６（部分反射層を含む）から所定の距離の緩和位置にあるものとして示されている。左側のＩＭＯＤ１２にわたって印加された電圧Ｖ_０は、可動反射層１４の作動を生じさせるには不十分である。右側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４が、光学積層体１６の近くの又はこれに隣接した作動位置にあるものとして示されている。右側のＩＭＯＤ１２にわたって印加された電圧Ｖ_ｂｉａｓは、可動反射層１４を作動位置に維持するのに十分である。

図１では、画素１２の反射性は、画素１２に入射する光を示す矢印１３及び左側１２の画素から反射する光１５で一般的に示されている。詳細には図示されていないが、画素１２に入射する光１３の大部分は、透明基板２０を透過して光学積層体１６に向かう。光学積層体１６に入射する光の一部は、光学積層体１６の部分反射層を透過し、一部は反射されて戻されて透明基板２０を介する。光学積層体１６を透過する光１３の一部は、可動反射層１４において反射されて、透明基板２０に向けて（また、これを介するように）戻される。光学積層体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干渉（強め合う又は弱め合う）が、画素１２から反射される光１５の波長を決める。

光学積層体１６は、単一の層又は複数の層を含み得る。その層は、電極層と、部分反射及び部分透過層と、透明誘電体層のうちひとつ以上を含み得る。一部実施形態では、光学積層体１６は導電性であり、部分透明且つ部分反射性であり、例えば透明基板２０上に上記層のうち一つ以上を堆積させることによって製造可能である。電極層は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ，ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）といった多様な金属等の多様な物質製であり得る。部分反射層は、例えばクロム（Ｃｒ）といった多様な金属、半導体、誘電体等の部分反射性である多様な物質製であり得る。部分反射層は、一層以上の物質層で形成可能であり、その各層は、単一の物質又は複数物質の組み合わせで形成可能である。一部実施形態では、光学積層体１６は、光学吸収体及び導体の両方として機能する金属又は半導体の単一の半透明な厚さを有し得る一方、他のより導電性の層又は部分（例えば光学積層体１６の部分、又はＩＭＯＮＯ他の構造の部分）が、ＩＭＯＤ画素間に信号をバス伝送するのに役立つ。また、光学積層体１６は、一つ以上の導電層又は導電性／吸収性層を覆う一つ以上の絶縁層又は誘電体層も含み得る。

一部実施形態では、光学積層体１６の層は、平行なストリップにパターニングされ得て、後述のようなディスプレイデバイスの行電極を形成し得る。当業者に理解されるように、“パターニング”との用語は本願において、マスキング及びエッチングプロセスを称するものとして用いられる。一部実施形態では、アルミニウム（Ａｌ）等の高導電性反射物質が、可動反射層１４用に使用され得て、それらのストリップがディスプレイデバイスの列電極を形成し得る。可動反射層１４は、堆積金属層（一層又は複数層）の一組の平行ストリップ（光学積層体１６の行電極と直交する）として形成可能であり、ポスト１８の頂部に堆積させた列と、ポスト１８間に堆積された介在犠牲物質とを形成する。犠牲物質がエッチング除去されると、可動反射層１４と光学積層体１６との間に画定されたギャップ１９又は光学キャビティが形成され得る。一部実施形態では、ポスト１８間の間隔は略１〜１０００μｍであり、ギャップ１９が１００００オングストローム（Å）以下のオーダとなり得る。

一部実施形態では、ＩＭＯＤの各画素は本質的に、作動状態であろうと緩和状態であろうと、固定反射層及び可動反射層によって形成されたキャパシタである。電圧が印加されないと、図１の左側の画素１２に示されるように、可動反射層１４は、機械的に緩和された状態のままであり、可動反射層１４と光学積層体１６との間にギャップ１９を有する。しかしながら、電位差（例えば電圧）が選択された行及び列のうち少なくとも一つに印加されると、対応する画素における行電極及び列電極の交点に形成されたキャパシタが帯電して、静電力が電極を互いに引き寄せる。印加電圧が閾値を超えると、可動反射層１４が変形して、光学積層体の近くに又はその逆方向に動くことができる。光学積層体１６内部の誘電体層（図示せず）は、短絡を防止して、図１の右側の作動画素１２に示されるように、層１４と１６との間の離隔距離を制御することができる。挙動は、印加電位差の極性に関係なく同じである。アレイ中の一組の画素を、場合によって“行”又は“列”と称することができるが、当業者は、一方の方向を“行”と称し、他方の方向を“列”と称することが任意のものであると理解するものである。言い換えると、向きによっては、行が列と見なされて、列が行と見なされる。更に、ディスプレイ画素は、直交する行及び列において均等に配置可能であり（“アレイ”）、又は、例えば互いに特定の位置的なずれを有する非線形な構成で配置され得る（“モザイク”）。“アレイ”及び“モザイク”との用語は、いずれの構成でも称され得る。従って、ディスプレイが“アレイ”又は“モザイク”を含むとして称されても、素子自体は互いに直交に配置されたり、均等な分布で配置されたりする必要ななく、いずれの場合でも、非対称な形状及び不均一に分布した素子を有する配置を含み得る。

図２は、３×３の干渉変調器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例を示す。電子デバイスは、一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可能なプロセッサ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、又は他のソフトウェアアプリケーション等の一つ以上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、例えばディスプレイアレイ又はパネル３０に信号を提供する行ドライバ回路２４及び列ドライバ回路２６を含み得る。図１に示されるＩＭＯＤディスプレイデバイスの断面が図２の線１−１によって示される。図２は、明確性のため３×３のアレイのＩＭＯＤを示すが、ディスプレイアレイ３０は、非常に多数のＩＭＯＤを含み得て、列と行とで異なる数のＩＭＯＤを含み得て、又はその逆も同様である。

図３は、図１の干渉変調器について、可動反射層の位置対印加電圧を示す図の一例を示す。ＭＥＭＳ干渉変調器について、行／列（つまり、共通／セグメント）の書き込み手順は、図３に示されるようなデバイスのヒステリシス特性を利用し得る。例えば、干渉変調器は、例えば略１０ボルトの電位差を用いて、可動反射層又はミラーが、緩和状態から作動状態に変化するようにし得る。電圧がこの値から減少しても、可動反射層はそのままの状態を維持し、電圧が例えば１０ボルト以下に低下しても、電圧が２ボルト以下に低下するまでは、可動反射層が完全に緩和しない。従って、図３に示されるように略３から７ボルトの電圧範囲が存在し、その範囲内では、デバイスが緩和状態又は作動状態のいずれかで安定である印加電圧のウィンドウが存在する。これは、本願において、“ヒステリシスウィンドウ”又は“安定ウィンドウ”と称される。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に対して、行／列の書き込み手順は、一つ以上の行を一度にアドレスするように設計可能であり、所定の行のアドレス中において、そのアドレスされた行中の作動される画素が、略１０ボルトの電位差を受ける一方、緩和される画素が、ゼロボルト近くの電圧差を受けるようになる。アドレス後には、画素が、略５ボルトの安定状態又はバイアス電圧差を受けて、以前のストローブ状態のままとなる。この例では、アドレス後において、各画素は、略３〜７ボルトの“安定ウィンドウ”内の電位差を見る。このヒステリシス特性は、例えば図１に示される画素の設計が、同じ印加電圧条件下において作動又は緩和のいずれかの既存状態で安定なままであることを可能にする。各ＩＭＯＤ画素は本質的に、作動状態であろうと緩和状態であろうと、固定反射層及び可動反射層によって形成された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したり失ったりせずにヒステリシスウィンドウ内の安定電圧で保持可能である。更に、印加電圧（電位）が実質的に固定されたままであると、本質的にはＩＭＯＤ画素内にほとんど又は全く電流が流れない。

一部実施形態では、所定の行内の画素の状態に対する所望の変化（存在する場合）に応じて、一組の列電極に沿った“セグメント”電圧としてのデータ信号を印加することによって、画像のフレームを生成することができる。そして、アレイの各行を、フレームが一つの行において一度に書き込まれるようにアドレスすることができる。所望のデータを第一の行の画素に書き込むため、第一の行内の画素の所望の状態に対応するセグメント電圧を列電極に印加することができて、特定の“共通”電圧又は信号としての第一の行パルスを、第一の行電極に印加することができる。そして、一組のセグメント電圧を、第二の行の画素の状態に対する所望の変化（存在する場合）に対応するように、変化させることができて、第二の共通電圧を第二の行電極に印加することができる。一部実施形態では、第一の行内の画素は、列電極に沿って印加されるセグメント電圧の変化によって影響を受けず、第一の共通電圧の行パルスの間において、設定された状態のままである。このプロセスを、全ての組の行、又は列に対して逐次的に繰り返して、画像フレームを形成することができる。このプロセスを一秒当たり所望の数のフレームで連続的に繰り返すことによって、新たな画像データでフレームをリフレッシュ及び／又はアップデートすることができる。

各画素にわたって印加されるセグメント信号及び共通信号の組み合わせ（つまり、各画素にわたる電位差）は、各画素の結果としての状態を決める。図４は、多様な共通電圧及びセグメント電圧を印加した場合の干渉変調器の多様な状態を示す表の一例を示す。当業者には容易に理解されるように、“セグメント”電圧は、列電極又は行電極の一方に印加可能であり、“共通”電圧は、列電圧又は行電圧の他方に印加可能である。

図４に示されるように（及び図５Ｂのタイミング図に示されるように）、リリース電圧ＶＣ_ＲＥＬが共通ラインに沿って印加されると、セグメントラインに沿って印加される電圧（つまり、高セグメント電圧ＶＳ_Ｈ及び低セグメント電圧ＶＳ_Ｌ）に関わらず、その共通ラインに沿った全ての干渉変調器素子が緩和状態（リリース状態、非作動状態とも称される）にされる。特に、リリース電圧ＶＣ_ＲＥＬが共通ラインに沿って印加されると、高セグメント電圧ＶＳ_Ｈ及び低セグメント電圧ＶＳ_Ｌがその画素に対応するセグメントラインに沿って印加された際にいずれも、変調器にわたる電位差（画素電圧とも称される）が、緩和ウィンドウ内に存在する。

高保持電圧ＶＣ_{ＨＯＬＤ＿Ｈ}又は低保持電圧ＶＣ_{ＨＯＬＤ＿Ｌ}等の保持電圧が共通ラインに印加されると、干渉変調器の状態が一定のままとなる。例えば、緩和ＩＭＯＤは緩和位置のままであり、作動ＩＭＯＤは作動位置のままである。保持電圧は、高セグメント電圧ＶＳ_Ｈ及び低セグメント電圧ＶＳ_Ｌが対応するセグメントラインに沿って印加された場合にいずれも画素電圧が安定ウィンドウ内に留まるように選択され得る。従って、セグメント電圧のふり幅（つまり、高セグメント電圧ＶＳ_Ｈと低セグメント電圧ＶＳ_Ｌとの間の差）は、正又は負の安定ウィンドウのいずれの幅以下である。

アドレス又は作動電圧（高アドレス電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｈ}や低アドレス電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｌ}等）が共通ラインに印加されると、個々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、そのラインに沿った変調器にデータを選択的に書き込むことができる。セグメント電圧は、作動が印加されるセグメント電圧に依存するように選択され得る。アドレス電圧を共通ラインに沿って印加すると、一つのセグメント電圧の印加が、安定ウィンドウ内の画素電圧を生じさせて、画素を非作動のままにする。対照的に、他のセグメント電圧の印加は、安定ウィンドウを超えた画素電圧を生じさせて、画素を作動させる。作動を生じさせる具体的なセグメント電圧は、どのようなアドレス電圧を用いるかに応じて変化し得る。一部実施形態では、高アドレス電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｈ}を共通ラインに沿って印加する場合、高セグメント電圧ＶＳ_Ｈの印加は、変調器がその現状の位置に留まるようにする一方、低セグメント電圧ＶＳ_Ｌの印加が、変調器の作動を生じさせることができる。当然の結果として、セグメント電圧の影響は、低アドレス電圧ＶＣ_{ＡＤＤ＿Ｌ}を印加する場合には逆となり得て、高セグメント電圧ＶＳ_Ｈが変調器の作動を生じさせて、低セグメント電圧ＶＳ_Ｌは、変調器の状態に対して影響しない（つまり安定なままである）。

一部実施形態では、変調器にわたって同じ極性の電位差を生じさせる保持電圧、アドレス電圧、及びセグメント電圧が用いられ得る。他の一部実施形態では、変調器の電位差の極性を交互に入れ替える信号を用いることができる。変調器にわたる極性の交互入れ替え（つまり、書き込み手順の極性の交互入れ替え）は、単一極性の書き込み動作を繰り返した後に生じ得る電荷蓄積を低減又は抑止し得る。

図５Ａは、図２の３×３の干渉変調器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例を示す。図５Ｂは、図５Ａに示されるディスプレイデータのフレームを書き込むのに使用可能な共通信号及びセグメント信号に対するタイミング図の例を示す。信号は、例えば図２の３×３のアレイに印加可能であり、最終的には、図５Ａに示されるライン時間６０ｅのディスプレイ配置を生じさせる。図５Ａの作動変調器は暗状態であり、つまり、反射光の実質的部分が可視スペクトル外であり、例えば視聴者に暗い見た目をもたらす。図５Ａに示されるフレームの書き込みの前において、画素はあらゆる状態であり得るが、図５Ｂのタイミング図に示される書き込み手順は、各変調器がリリースされていて、第一のライン時間６０ａの前においては非作動状態であることを前提としている。

第一のライン時間６０ａにおいて、リリース電圧７０が共通ライン１に印加され、共通ライン２に印加された電圧が高保持電圧７２から始まり、リリース電圧７０に移り、低保持電圧７６が共通ライン３に沿って印加される。従って、共通ライン１に沿った変調器（共通１，セグメント１）、（１，２）及び（１，３）は、第一のライン時間６０ａの期間に対して緩和又は非作動状態のままであり、共通ライン２に沿った変調器（２，１）、（２，２）及び（２，３）は緩和状態に移り、共通ライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）及び（３，３）は以前の状態のままである。図４を参照すると、セグメントライン１、２及び３に沿って印加されるセグメント電圧は、干渉変調器の状態に影響しない。何故ならば共通ライン１、２又は３が、ライン時間６０ａ中に作動を生じさせる電圧レベル（つまり、ＶＣ_ＲＥＬ−緩和、ＶＣ_{ＨＯＬＤ＿Ｌ}−安定）を受けていないからである。

第二のライン時間６０ｂの間において、共通ライン１に対する電圧は高保持電圧７２に動き、共通ライン１に沿った全ての変調器が、印加されるセグメント電圧に関わらず緩和状態のままとなる。何故ならば、アドレス又は作動電圧が共通ライン１に印加されていなかったからである。共通ライン２に沿った変調器は、リリース電圧７０の印加に起因して緩和状態のままであり、共通ライン３に沿った電圧がリリース電圧７０に移ると、共通ライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）及び（３，３）が緩和する。

第三のライン時間６０ｃの間において、共通ライン１に対して高アドレス電圧７４を印加することによって、共通ライン１がアドレスされる。このアドレス電圧の印加中においてセグメントライン１及び２に沿って低セグメント電圧６４が印加されているので、変調器（１，１）及び（１，２）にわたる画素電圧は、変調器の正の安定ウィンドウの上限よりも大きく（つまり、電圧差が所定の閾値を超える）、変調器（１，１）及び（１，２）が作動される。逆に、高セグメント電圧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）にわたる画素電圧は、変調器（１，１）及び（１，２）の画素電圧以下であり、変調器の正の安定ウィンドウ内に留まるので、変調器（１，３）が緩和したままである。また、ライン時間６０ｃの間において、共通ライン２に沿った電圧が低保持電圧７６に低下し、共通ライン３に沿った電圧がリリース電圧７０のままであり、共通ライン２及び３に沿った変調器を緩和位置のままとする。

第四のライン時間６０ｄの間において、共通ライン１に対する電圧は高保持電圧７２に戻り、共通ライン１に沿った変調器を個々のアドレスされた状態のままにする。共通ライン２に対する電圧は低アドレス電圧７８に低下する。高セグメント電圧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）にわたる画素電圧は、変調器の負の安定ウィンドウの下限以下であり、変調器（２，２）を作動させる。逆に、低セグメント電圧６４がセグメントライン１及び３に沿って印加されるので、変調器（２，１）及び（２，３）は、緩和位置のままである。共通ライン３に対する電圧は高保持電圧７２に増大し、共通ライン３に沿った変調器を緩和状態のままにする。

最後に、第五のライン時間６０ｅの間において、共通ライン１に対する電圧は高保持電圧７２のままであり、共通ライン２に対する電圧は低保持電圧７６のままであり、共通ライン１及び２に沿った変調器を個々のアドレスされた状態のままにする。共通ライン３に対する電圧は高アドレス電圧７４に増大して、共通ライン３に沿った変調器をアドレスする。低セグメント電圧６４がセグメントライン２及び３に印加されるので、変調器（３，２）及び（３，３）が作動する一方、セグメントライン１に沿って印加される高セグメント電圧６２が、変調器（３，１）を緩和位置のままにさせる。従って、第五のライン時間６０ｅの終わりにおいて、３×３の画素アレイは図５Ａに示される状態にあり、他の共通ライン（図示せず）に沿った変調器がアドレスされている際に生じ得るセグメント電圧の変動に関係なく、保持電圧が共通ラインに沿って印加されている限りは、その状態を保つ。

図５Ｂに示されるタイミング図において、所定の書き込み手順（つまりライン時間６０ａ〜６０ｅ）は、高保持電圧及びアドレス電圧、又は、低保持電圧及びアドレス電圧のいずれかの使用を含み得る。書き込み手順が所定の共通ラインに対して完了すると（また、共通電圧が、作動電圧と同じ極性を有する保持電圧に設定されると）、画素電圧は所定の安定ウィンドウ内に留まり、リリース電圧がその共通ラインに印加されるまでは、緩和ウィンドウを通り過ぎない。更に、各変調器が、変調器をアドレスする前の書き込み手順の一部としてリリースされるので、リリース時間ではなくて、変調器の作動時間が、ライン時間を決定し得る。特に、変調器のリリース時間が作動時間よりも長い実施形態では、図５Ｂに示されるように、リリース電圧が単一のライン時間よりも長く印加され得る。他の一部実施形態では、共通ライン又はセグメントラインに沿って印加される電圧が、異なる変調器（異なる色の変調器等）の作動電圧及びリリース電圧の変動を考慮して変化し得る。

上述の原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は多様なものであり得る。例えば、図６Ａ〜図６Ｅは、可動反射層１４及びその支持構造を含む干渉変調器の多様な実施形態の断面の例を示す。図６Ａは、図１の干渉変調器ディスプレイの部分断面の例を示し、金属物質のストリップ、つまり可動反射層１４が、基板２０から直交して延伸している支持体１８の上に堆積されている。図６Ｂでは、各ＩＭＯＤの可動反射層１４が略正方形又は矩形の形状であり、テザー３２上でコーナーにおいて又はその付近において支持体に取り付けられる。図６Ｃでは、可動反射層１４は略正方形又は矩形の形状であり、変形可能層３４（フレキシブル金属を含み得る）から懸架されている。変形可能層３４は、可動反射層１４の周囲付近において基板２０に直接又は間接に取り付けされる。こうした接続部を本願では支持ポストと称する。図６Ｃに示される実施形態は、可動反射層１４の光学的機能をその機械的機能から分離することに起因する追加の利点を有するが、これは変形可能層３４によって達成される。この分離は、可動反射層に対して用いられる構造設計及び物質と、変形可能層３４に対して用いられる構造設計及び物質を互いに独立的に最適化することを可能にする。

図６Ｄは、ＩＭＯＤの他の例を示し、可動反射層１４が、反射副層１４ａを含む。可動反射層１４は、支持ポスト１８等の支持構造上に存在する。支持ポスト１８は、下方の静止電極（つまり、図示されるＩＭＯＤの光学積層体１６の一部）からの可動反射層１４の離隔を提供して、例えば可動反射層１４が緩和位置にある際に、ギャップ１９が、可動反射層１４と光学積層体１６との間に形成される。また、可動反射層１４は、電極として機能するように構成可能な導電層１４ｃと、支持層１４ｂも含み得る。この例では、導電層１４ｃが、基板２０の反対側の支持層１４ｂの一方の面上に配置されていて、反射副層１４が、基板２０側の支持層１４ｂの他方の面上に配置されている。一部実施形態では、反射副層１４ａが導電性であり、支持層１４ｂと光学積層体１６との間に配置され得る。支持層１４ｂは、誘電体（例えば、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）や、二酸化シリコン（ＳｉＯ_２））の一層以上の層を含み得る。一部実施形態では、支持層１４ｂは、複数層の積層体であり得て、例えば、ＳｉＯ_２／ＳｉＯＮ／ＳｉＯ_２三重層積層体などであり得る。反射副層１４ａ及び導電層１４ｃのいずれか一方又は双方は、略０．５％の銅（Ｃｕ）を有するアルミニウム（Ａｌ）合金や、他の反射物質を含み得る。誘電体支持層１４ｂの上下に導電層１４ａ、１４ｃを採用することは、応力のバランスをとり、導電性を増強させることができる。一部実施形態では、反射副層１４ａ及び導電層１４ｃは、可動反射層１４内部に特定の応力プロファイルを達成する等の多様な設計目的に対して異なる物質で形成可能である。

図６Ｄに示されるように、一部実施形態では、ブラックマスク構造２３も含まれ得る。ブラックマスク構造２３は光学的に不活性な領域（例えば画素の間やポスト１８の下）に形成されて、環境光又は迷光を吸収し得る。また、ブラックマスク構造２３は、光がディスプレイの不活性部分から反射したり又はそこを透過したりすることを抑制することによって、ディスプレイデバイスの光学性能を改善して、コントラスト比を増大させることができる。更に、ブラックマスク構造２３は、導電性であり得て、電気バス層として機能するように構成可能である。一部実施形態では、行電極をブラックマスク構造に接続して、接続された行電極の抵抗を低下させることができる。ブラックマスク構造２３は、堆積及びパターニング法を含む多様な方法を用いて形成可能である。ブラックマスク構造２３は一層又は複数の層を含み得る。例えば、一部実施形態では、ブラックマスク構造２３は、光学吸収体として機能するモリブデンクロム（ＭｏＣｒ）層と、二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）層と、反射体及びバス層として機能するアルミニウム合金層とを含み、それぞれの厚さの範囲は、略３０〜８０Å、５００〜１０００Å、５００〜６０００Å、である。一層又は複数の層は、フォトリソグラフィ、乾式エッチングを含む多様な方法を用いてパターニング可能であり、例えば、ＭｏＣｒ層及びＳｉＯ_２層に対してはテトラフルオロエタン（ＣＦ_４）及び／又は酸素（Ｏ_２）が使用され、アルミニウム合金層に対しては塩素（Ｃｌ_２）及び／又は三塩化ホウ素（ＢＣｌ_３）が使用される。一部実施形態では、ブラックマスク２３は、エタロン、又は干渉積層体構造であり得る。このような干渉積層体ブラックマスク構造２３においては、導電性反射体を用いて、各行又は列の光学積層体１６内の下方の静止電極間に信号を伝達又はバス伝送させることができる。一部実施形態では、スペーサ層３５が、吸収体層１６ａをブラックマスク２３の導電層から一般的に電気的に絶縁する機能を果たし得る。

図６Ｅは、ＩＭＯＤの他の例を示し、可動反射層１４が自己支持となっている。図６Ｄとは対照的に、図６Ｅの実施形態は、支持ポスト１８を含まない。代わりに、可動反射層１４が複数箇所において下方の光学積層体１６と接触して、可動反射層１４の曲率が、十分な支持を提供して、干渉変調器にわたる電圧が作動を生じさせるには不十分である際に、可動反射層１４が、図６Ｅの非作動位置に戻る。光学積層体１６は、複数の異なる層を含み得るが、明確性のため、この図では、光学吸収体１６ａ及び誘電体１６ｂを含むものとして示されている。一部実施形態では、光学吸収体１６ａは、固定電極及び部分反射層の両方として機能し得る。

図６Ａ〜図６Ｅに示されるような実施形態では、ＩＭＯＤが直視型デバイスとして機能して、画像は透明基板２０の前方から、つまり変調器が配置されている面の反対側から視られる。このような実施形態では、デバイスの後方部分（つまり、可動反射層１４の後方のディスプレイデバイスの部分であり、例えば、図６Ｃに示される変形可能層３４を含む）を、ディスプレイデバイスの画像の質に作用したり悪影響を与えたりせずに構成及び動作させることができる。何故ならば、反射層１４がデバイスのこれらの部分を光学的に遮蔽するからである。例えば、一部実施形態では、バス構造（図示せず）を可動反射層１４の後方に含ませることができて、変調器の光学特性を変調器の電気機械特性（電圧アドレスやそのようなアドレスの結果としての移動）と分離することができる。また、図６Ａ〜図６Ｅの実施形態は、例えばパターニング等の処理を単純化し得る。

図７は、干渉変調器の製造プロセス８０を示す流れ図の例を示し、図８Ａ〜図８Ｅは、このような製造プロセス８０の対応する段階の概略的な断面図の例を示す。一部実施形態では、図７に示されていない他のブロックも加えて、製造プロセス８０を実施して、例えば図１及び図６に示される一般的なタイプの干渉変調器を製造することができる。図１、図６及び図７を参照すると、プロセス８０は、基板２０上に光学積層体１６を形成するブロック８２で開始する。図８Ａは、基板２０上に形成されたこのような光学積層体１６を示す。基板２０は、ガラスやプラスチック等の透明基板であり得て、また、フレキシブルであるか又は比較的硬くて曲がらないものであり得て、また、例えば光学積層体１６の効率的な形成を促進するためのクリーニング等の前処理プロセスを受けたものであり得る。上述のように、光学積層体１６は、導電性、部分透明且つ部分反射性であり得て、また、例えば透明基板２０上に所望の特性を有する一層以上の層を堆積させることによって形成され得る。図８Ａでは、光学積層体１６が、副層１６ａ及び１６ｂを有する多層構造を含むが、他の一部実施形態ではこれよりも多い又は少ない副層が含まれ得る。一部実施形態では、副層１６ａ、１６ｂの一つが光学吸収性及び導電性の両方を備えて形成可能であり、例えば、導体／吸収体の組み合わさった副層１６ａとなる。また、副層１６ａ、１６ｂの一つ以上が、平行なストリップにパターニングされ得て、ディスプレイデバイスの行電極を形成し得る。このようなパターニングは、マスキング及びエッチングプロセスや、当該分野において既知の他の適切なプロセスによって実行可能である。一部実施形態では、副層１６ａ、１６ｂの一つが、絶縁層又は誘電体層であり得て、例えば、一層以上の金属層（例えば、一層以上の反射及び／又は導電層）の上に堆積された副層１６ｂである。また、光学積層体１６を、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することができる。

プロセス８０は、光学積層体１６の上に犠牲層２５を形成するブロック８４へと続く。犠牲層２５は、後で除去されて（例えばブロック９０で）、キャビティ１９を形成するので、犠牲層２５は、図１に示される結果物の干渉変調器１２には示されていない。図８Ｂは、光学積層体１６の上に形成された犠牲層２５を含む製造途中のデバイスを示す。光学積層体１６上への犠牲層２５の形成は、モリブデン（Ｍｏ）やアモルファスシリコン（ａ‐Ｓｉ）等の二フッ化キセノン（ＸｅＦ_２）エッチング可能物質を、所望の設計サイズを有するギャップ又はキャビティ１９（図１及び図８Ｅを参照）を後の除去後に提供するように選択された厚さで堆積させることを含み得る。犠牲物質の堆積は、例えばスパッタリング等の物理気相堆積（ＰＶＤ，ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ，ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、熱化学気相堆積（熱ＣＶＤ）や、スピンコーティング等の堆積法を用いて行われ得る。

プロセス８０は、支持構造（例えば図１、図６及び図８Ｃに示されるようなポスト１８）を形成するブロック８６へと続く。ポスト１８の形成は、犠牲層２５をパターニングして、支持構造アパーチャを形成し、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ又はスピンコーティング等の堆積法を用いて、そのアパーチャ内に物質（例えば、ポリマー、又は無機物質（例えば酸化シリコン））を堆積させて、ポスト１８を形成することを含み得る。一部実施形態では、犠牲層内に形成された支持構造アパーチャが、犠牲層２５及び光学積層体１６を貫通して下方の基板２０まで延伸し得て、図６Ａに示されるようにポスト１８の下端が基板２０に接触する。代わりに、図８Ｃに示されるように、犠牲層２５内に形成されたアパーチャは、犠牲層２５を貫通して延伸するが、光学積層体１６は貫通しない。例えば、図８Ｅは、光学積層体１６の上面と接触している支持ポスト１８の下端を示す。ポスト１８又は他の支持構造は、犠牲層２５の上に支持構造物質の層を堆積させて、パターニングして、犠牲層２５内のアパーチャから離れた位置の支持構造物質の一部を除去することによって、形成され得る。支持構造は、図８Ｃに示されるようにアパーチャ内部に位置し得るが、犠牲層２５の一部の上に少なくとも部分的に延伸し得る。上述のように、犠牲層２５及び／又は支持ポスト１８のパターニングは、パターニング及びエッチングプロセスによって実行可能であるが、代わりのエッチング法でも実行可能である。

プロセス８０は、図１、図６及び図８Ｄに示される可動反射層１４等の可動反射層又は膜を形成するブロック８８へと続く。可動反射層１４は、一以上の堆積ステップ（例えば反射層（例えばアルミニウム、アルミニウム合金）の堆積）を、一以上のパターニングステップ、マスキングステップ及び／又はエッチングステップと共に採用することによって形成され得る。可動反射層１４は、導電性であり得て、導電層と称され得る。一部実施形態では、可動反射層１４は、図８Ｄに示されるような複数の副層１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含み得る。一部実施形態では、副層１４ａ、１４ｃ等の副層のうち一つ以上が、その光学特性に対して選択された高反射副層を含み得て、他の副層１４ｂは、その機械特性に対して選択された機械副層を含み得る。犠牲層２５が、ブロック８８で形成された製造途中の干渉変調器に依然として存在しているので、可動反射層１４は典型的にはこの段階で可動しない。犠牲層２５を含む製造途中のＩＭＯＤは、本願において、“リリースされていない”ＩＭＯＤとも称され得る。図１に関して上述したように、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、キャビティ（例えば図１、図６及び図８Ｅに示されるようなキャビティ１９）を形成するブロック９０へと続く。キャビティ１９は、犠牲物質２５（ブロック８４において堆積された）をエッチング剤に晒すことによって形成され得る。例えば、モリブデン（Ｍｏ）やアモルファスシリコン（ａ‐Ｓｉ）等のエッチング可能犠牲物質を、乾式化学エッチングによって除去することができ、例えば、所定の量の物質（典型的には、キャビティ１９を取り囲む構造に対して選択的に除去される）を除去するのに有効な期間にわたって固体二フッ化キセノン（ＸｅＦ_２）由来の蒸気等のガス状又は蒸気のエッチング剤に犠牲層２５を晒すことによって除去する。例えば湿式エッチング及び／又はプラズマエッチング等の他のエッチング法も使用可能である。犠牲層２５がブロック９０の間に除去されるので、可動反射層１４は典型的にはこの段階の後に可動する。犠牲物質２５の除去の後において、結果物の完成した又は製造途中のＩＭＯＤが、本願において“リリースされた”ＩＭＯＤと称され得る。

一部実施形態では、ポスト又はリベット構造を用いずに、機械層の一部を用いて機械層の残りの部分が光学積層体の上方に配置されるように支持する自己支持電気機械デバイスを形成することができる。自己支持機械層の実施形態のいくつかの例が図６Ｃ、図６Ｅ、図９Ｏ、及び図１０Ｃに示されている。このようなデバイスは、作動位置において減少した曲げ高さを有することができて、作動中に光学積層体と接触しない機械層の部分を減らすことができる。言い換えると、曲げ高さを減少させることは、画素の光学的に活性な領域である機械層の部分の全体的な又は側面間（side-to-side）の平坦性を、特に活性領域画素の縁において増大させることができる。画素の活性領域内により均一に平坦な接触領域を有することは、作動状態（例えば、“黒”状態）の際のデバイスの反射特性の均一性を改善して、このようなデバイスを用いたディスプレイのコントラスト比、色域及び／又は彩度を増大させることができる。更に、自己支持的であるように構成された機械層は、画素のコーナーにおいて、基板上（例えば、基板の上、光学積層体の上、又は、基板と、固定時に機械層が接触する特定の領域との間に介在する他の層の上）に機械層を固定するのに減少した面積を使用することができて、デバイスが画素アレイ内に配置された際のフィルファクタを改善することができる。

図９Ａ〜図９Ｐは、多様な実施形態に係る干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。特定の部品及び段階が干渉変調器を実施するのに適しているものとして説明されているが、他の電気機械デバイスの実施においては、異なる物質を使用することができて、部品が修正、省略、又は追加され得る。

図９Ａでは、ブラックマスク構造２３が提供されていて、基板２０上でパターニングされている。基板２０は多様な物質製であり得て、基板２０を通して画像を視ることができるガラスや、透明ポリマー物質が挙げられる。基板２０は、例えばブラックマスク構造２３の効率的な形成を促進するクリーニングステップ等の一つ以上の前処理ステップを受け得る。また、ブラックマスク構造２３を提供する前に、一つ以上の層が基板上に提供され得る。例えば、一実施形態では、ブラックマスク構造２３の形成の前に、略５０〜２５０Åの範囲内の厚さを有する酸化アルミニウム層が基板上に提供されて、その酸化アルミニウム層が、ブラックマスク構造をパターニングする際のエッチング停止体として機能することができる。

ブラックマスク構造２３は、光学的に不活性な領域（例えば画素の間）における環境光又は迷光を吸収して、コントラスト比を増大させることによってディスプレイデバイスの光学特性を改善するように構成可能である。また、ブラックマスク構造２３は、複数の層（電気バス層として機能するように構成された導電層を含む）を含むことができる。一実施形態では、行電極がブラックマスク構造２３に接続されて、接続された行電極の抵抗を低下させる。ブラックマスク構造２３は、堆積及びパターニング法を含む多様な方法を用いて形成され得る。本願においては、当業者に理解されるように、“パターニング”との用語は、マスキングプロセス及びエッチングプロセスのことを称するのに用いられる。図９Ａは、ブラックマスク構造２３を含むものとして示されているが、本願で説明される機械層の形成方法は、ブラックマスク構造２３の無いプロセスにも適用可能である。

図９Ｂは、基板２０及びブラックマスク構造２３上に成形構造１０２を提供する様子を示す。成形構造１０２は、二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）及び／又は酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等のバッファ酸化物を含むことができて、バス構造又はブラックマスク構造２３間のギャップ内に充填することによって、基板にわたる比較的平坦なプロファイルを維持するのに役立つことができる。一実施形態では、成形構造１０２は、略５００〜６０００Åの範囲内の厚さを有する。しかしながら、成形構造１０２は、干渉変調器の所望の光学特性に応じて、多様な厚さを有することができる。

後述のように（例えば図９Ｍに示されるように）、成形構造１０２を用いて、機械層内にキンク（ねじれ部）を形成することができる。特に、一つ以上の層（機械層を含む）を成形構造１０２の上に堆積させることによって、成形構造の一つ以上の幾何学的特徴部（フィーチャ）を実質的に再現することができる。例えば、図９Ｂに示されるように、成形構造１０２はブラックマスク構造２３と重畳することによって、突出部１０３を形成することができる。突出部１０３は、後で堆積されるコンフォーマル層（後で堆積される機械層等）において、上方に延伸する部分に波形（又はキンク）を生じさせることができる。

成形構造１０２（突出部１０３を含む）の厚さ寸法を用いて、キンク１０４の“上昇”及び“下降”構造部分の相対的な高さを調整することができる。これは、後で堆積される機械層の応力特性に影響し得て（又はこれを制御して）、後述のように、所望のミラー曲率及び／又は立ち上がり高さ（ローンチ高さ，ｌａｕｎｃｈ ｈｅｉｇｈｔ）を達成することができる。図示されている例では、成形構造１０２の厚さ及び形状と、ブラックマスク２３の厚さとが、キンク１０４の特性又は寸法（例えば、その高さ、対称性、幅、及び／又は、その平坦ではない部分の角度）に影響し得る。

本願で示される多様な電気機械システムデバイスは、成形構造１０２を含むものとして示され説明されるが、本願で説明される機械層の形成方法は、成形構造１０２の無いプロセスにも適用可能である。例えば、図９Ｐに示される実施形態は、成形構造１０２を有さずに製造される電気機械システムデバイスの一例である。

図９Ｃは、成形構造１０２及びブラックマスク２３の上に形成される誘電体構造３５を提供する様子の例を示す。図９Ｄは、誘電体構造３５をパターニングする例を示す。誘電体構造３５用の物質として、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、及び／又はテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ，ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）が挙げられる。一実施形態では、誘電体構造３５の厚さは、略３０００〜５０００Åの範囲内である。しかしながら、誘電体構造３５は、変調器の所望の光学特性に応じて、多様な厚さを有するように構成可能である。一部実施形態では、誘電体構造３５の一部が、ブラックマスク構造２３の上方から除去されて（ここで、“上方”とは、基板２０の反対側のブラックマスク構造２３の側を称する）、ブラックマスク構造２３が信号をバス伝達するように機能する実施形態において、電極（例えば、行電極）をブラックマスク構造２３にルーティングすることができる。図９Ｄに示されるように、誘電体構造３５はコンフォーマルに堆積可能であり、突出部１０３が、誘電体構造３５内にキンクを生じさせて、その形状は、図９Ｅ〜図９Ｏに示されるように、後で堆積されるコンフォーマル層に対して上方に伝わり得る。

図９Ｅは、誘電体構造３５及びブラックマスク構造２３の上に形成される光学積層体１６を提供する様子の例を示す。光学積層体１６は、複数の層を含むことができ、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導体と、クロムなどの部分反射光学吸収体層と、透明誘電体とを含む。従って、光学積層体１６は、導電性であり、部分透明且つ部分反射性となり得る。図９Ｅに示されるように、光学積層体１６の一つ以上の層は、ブラックマスク構造２３に物理的及び電気的に接触し得る。

図９Ｆ及び図９Ｇは、光学積層体１６の上に犠牲層２５を提供して、犠牲層２５をパターニングする例を示す。犠牲層２５は後で除去されてギャップ（又はキャビティ）を形成する。一部実施形態では、犠牲層２５は、二層以上の層を含み得て、又は厚さの変化している一つの層を含み得て、機械層と光学積層体１６との間に異なるサイズのギャップを含む複数のディスプレイ素子を有するディスプレイデバイスを形成するのに役立つ。干渉変調器アレイに対して、異なるギャップサイズの各々が、異なる反射色を生じさせ得る。図９Ｇに示されるように、画素間の領域内において犠牲層２５を除去して、固定（アンカー）穴又は領域１３２を形成することができる。固定領域１３２は、後で堆積される層（機械層の誘電体や支持層等）が、犠牲層２５の下に在る一つ以上の層に接触できるように形成された領域であり、後述のように、自己支持機械層を形成するのに役立つ。

図９Ｈは、犠牲層２５及び光学積層体１６の上に反射層１２１を有する実施形態を示す。図９Ｉは、反射層１２１のパターニング後の実施形態の例を示し、固定領域１３２上に配置された反射層の一部が除去される。図９Ｈに示されるように、反射層１２１は、犠牲層２５及び光学積層体１６の上にコンフォーマルに提供され得る。その後、図９Ｉに示されるように、固定領域１３２上の反射層１２１の一部を除去して、後で堆積される層が光学積層体１６に接触できるようにすることによって、後述のように、自己支持機械層を形成するのに役立つ。反射層１２１は、適切な反射物質（例えばアルミニウム合金等の金属が挙げられる）から形成可能である。一実施形態では、反射層１２１は、略０．３質量％から１．０質量％の範囲内（例えば略０．５質量％）の銅を有するアルミニウム銅（ＡｌＣｕ）を含む。反射層１２１の厚さは、略２００〜５００Åの範囲内の厚さ（例えば略３００Å）等の適切な厚さであり得る。

図９Ｊは、反射層１２１、犠牲層２５及び光学積層体１６の上に形成された支持層１２２を示す。支持層１２２は、例えば酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）製の誘電体層であり得る。後述のように、支持層１２２の特性（例えば、厚さ）は、ポスト又はリベット構造を必要とせずに作動位置及び緩和位置における機械層を少なくとも部分的に支持するように選択され得る。機械層を少なくとも部分的に支持するように支持層１２２を構成することは、ポストやリベットによって機械層が支持される設計と比較して、画素の密度を増大させることができる。一実施形態では、支持層１２２の厚さは、略５００〜８０００Åの範囲内であり得る。支持層１２２の厚さは、多様な要因に基づいて決定可能であり、そのような要因として、例えば、支持層１２２の所望の硬度が挙げられて、カラーディスプレイ応用において異なるサイズの空隙を有する画素に対して、同じ画素作動電圧を得るのに役立つ。

図９Ｋは、支持層１２２の上に形成（提供）される導電層又はキャップ層１２３を有する実施形態を示す。図９Ｌは、パターニングされた導電層１２３の例を示し、導電層１２３がパターニングされて、機械層１４の一部が形成される。犠牲層２５が依然として存在していて、典型的には機械層１４はこの段階では可動しない。導電層１２３を支持層１２２の上にコンフォーマルに提供して、反射層１２１のパターンを実質的に再現するようにパターニングすることができて、機械層１４内の応力のバランスをとるのに役立つ。導電層１２３は、例えば反射層１２１と同じアルミニウム合金等の金属物質を含み得る。一実施形態では、導電層１２３は、略０．３質量％から１．０質量％の範囲内（例えば略０．５質量％）の銅を有するアルミニウム銅（ＡｌＣｕ）を含み、導電層１２３の厚さは、略２００〜５００Åの範囲内（例えば略３００Å）であるように選択される。

反射層１２１及び導電層１２３は同様の厚さ及び組成を有するように形成可能であり、機械層内の応力のバランスをとるのに役立つ。機械層内でバランスのとれた応力を有することは、機械層の変形感度を低下させ、また、それに応じて、温度変化に起因するギャップ高さの変化を減少させることができる。また、同様の熱膨張係数を有する同様の物質から反射層１２１及び導電層１２３を形成することは、温度変化によって生じる機械層の変形、及びギャップ高さの変動を更に低下させることができる。

図９Ｍは、犠牲層２５の除去及びギャップ１９の形成を示す。この時点において、上述のような多様な方法を用いて、犠牲層２５を除去してギャップ１９を形成することができる。除去の前において、犠牲層２５は、機械層１４が残留応力（機械層１４の一つ以上の副層内の残留応力等）の影響下において歪むことを防止するカウンターフォースを提供することができる。しかしながら、犠牲層２５が除去されると、機械層１４の応力誘起の力が、機械層１４の形状及び／又は曲率を変化させ得て、“ローンチ高さ”の距離でリリース前の位置からずれ得る。

リリース前の位置からずれた機械層１４の特定の距離又は“ローンチ高さ（立ち上げ高さ）”を有することは、スティクション（静摩擦）を軽減するのに望ましいものとなり得る。例えば、選択された画素ローンチ高さが、リリース前の位置から略５００Åから略１０００Åの範囲内であるように干渉変調器内に画素を形成することによって、機械層１４と光学積層体１６との間の画素のスティクションを低減させることができる。しかしながら、比較的高い画素ローンチ高さは、特定のギャップサイズに必要な犠牲層の厚さを、製造の観点において望ましくないレベルへと低下させ得る。

更に図９Ｍを参照すると、機械層１４は、成形構造１０２の上に、特に突出部１０３の上に機械層１４を提供することによって形成された曲げ部又はキンク１０４を含み、介在層がコンフォーマルに形成されている。キンク１０４は、成形構造と整列されて、例えば、基板２０が水平に向いているとして、キンク１０４は、成形構造１０２に対して垂直に整列される。成形構造１０２の上に形成される一つ以上の層を有して、機械層１４が形成される前に突出部１０２上に複数の層が形成される実施形態では、機械層内のキンク１０４は突出部１０３よりも幅広となる。キンク１０４は特定の幾何学的特徴部を有し得る。幾何学的特徴部は、機械層１４内の機械的応力に影響を与える（又はこれを制御する）所望の形状を有する機械層を形成するように成形構造１０２及び突出部１０３の幾何学的形状を変更することによって、制御可能である。例えば、キンク１０４は、リリース時の機械層のローンチ高さを制御するように成形され得る。ローンチ高さの制御は、製造及び光学性能の観点から望ましい特定のギャップサイズに必要な犠牲層の厚さの選択を可能にする。また、キンクを用いて、リリース後の機械層の曲率を制御することができて、機械層が、バイアス下において実質的に平坦になる。一部実施形態では、キンク１０４の高さｈは、略１００〜６０００Å、特に４００〜５０００Åであるように選択される。キンクの幅ｗは、例えば略０．２μｍ〜５μｍ、特に略０．５μｍ〜２μｍの範囲内の幅であるように選択可能である。一部実施形態では、キンク１０４は、例えば５μｍ以下の距離で固定領域から離隔され得る。

図９Ｍは、ポスト又はリベット構造を必要とせずに機械層１４を支持するように構成された支持層１２２を有する実施形態の例を示す。このような実施形態は、画素密度の増大した配置を可能にすることができる。また、これは、より大きな固定フットプリントを用いるポストやリベットによって機械層が支持される実施形態と比較して、特定の領域に対する画素のフィルファクタを増大させることができる。

図９Ｎ〜図９Ｏは、干渉デバイスの他の実施形態の例を示す。特に、図９Ｎは、機械層１４を形成するように導電層１２３及び支持層１２２（図９Ｌに示される）の上に提供（形成）された誘電体層１２４を示す。誘電体層１２４は、例えば酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の誘電体を含む。一実施形態では、誘電体層１２４は、略５００〜４０００Åの範囲内の厚さを有するように構成可能である。図９Ｏは、光学積層体１６と機械層１４との間にギャップ１９（又はキャビティ）を形成した後の図９Ｎに示されるデバイスを示す。犠牲層は、図９Ｍを参照して上述したのと同様に除去され得る。

誘電体層１２４は、機械層１４内の応力を制御するのに役立つことができる。例えば、誘電体層１２４は、支持層１２２の応力以上又は以下の応力を有するように形成可能であり、犠牲層２５が除去された際の機械層１４のローンチ高さに影響する。ローンチ高さの制御は、製造及び光学特性の観点から望ましい特定のギャップサイズに必要な犠牲層の厚さの選択を決め得る。また、誘電体層１２４は、リリース後の機械層１４の曲率を制御するように構成可能であり（例えば特定の厚さ又は応力を有するように）、機械層１４がバイアス下において実質的に平坦になるようにする。誘電体層１２４及びキンク１０４は各々、干渉変調器の設計フレキシビリティを増大させるのに役立つ機械層１４の形状及び曲率を制御するように構成可能である（例えば、特定の高さ、幅、及び／又は厚さの寸法によって）。

一部実施形態では、機械層がリリースされる前に、一つ以上の追加層が、図９Ｎに示される電気機械システムデバイスの誘電体層１２４の上に形成され得る。例えば、追加の導電層が、リリース前に誘電体層１２４の上に提供され得る。追加の導電層は、金属物質（例えばアルミニウム合金）を含み得て、反射層１２１及びキャップ層１２３と同様の形状を有するようにパターニングされ得る。一実施形態では、追加の導電層は、略０．３質量％と１．０質量％の範囲内（例えば略０．５質量％）の銅を有するアルミニウム銅（ＡｌＣｕ）を含む。追加の導電層は、略２００から略５００Åの間の厚さを有するように構成可能である。特定の一部実施形態では、追加の導電層が略３００Åの厚さを有する。追加の導電層は、機械層が実質的に対称になるようにさせることができて（例えば、支持層の一方の側の上に配置させた導電層を形成する物質の応力は、反射層を形成する物質の応力と同じか同様のものである）、機械層内の応力のバランスをとるのに役立つ。バランスのとれた応力を有するように形成された機械層は、温度変化に起因するギャップ高さの変化量を減少させることができる。

図９Ｐは、他の実施形態に係る干渉デバイスを示す。図９Ｍに示される電気機械システムデバイスとは対照的に、図９Ｐに示される電気機械システムデバイスの例は、成形構造１０２及びキンク１０４を含まない。支持層１２２は、例えば酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の誘電体を含み得る。支持層１２２の厚さは、ポスト又はリベット支持構造を必要とせずに、作動位置及び緩和位置において、機械層１４に対する支持を提供するのに十分である厚さを有するようにされ得る。機械層１４に対する支持を提供するように支持層１２２を構成することによって、ポスト又はリベットによって支持が提供される設計と比較して画素密度を増大させることができる。一実施形態では、支持層１２２は、略５００〜８０００Åの厚さを有する。

図９Ｐに示される実施形態には図示されていないが、誘電体層が、図９Ｐの電気機械システムデバイスの導電層１２３の上に含まれ得る。誘電体層は、図９Ｏの誘電体層１２４と同様のものであり得て、リリース時に機械層１４のローンチ高さ及び曲率を制御するように構成可能である。追加の導電層等の一つ以上の追加層を、誘電体層の上に提供することができて、機械層が実質的に対称であるようにすることができて、機械層内の応力のバランスをとるのに役立つ。

明確性のため、シーケンス及び図面は、一部詳細を省略して単純化されている。例えば、図１２Ａ〜図１２Ｆを参照して説明されるように、カラー干渉ディスプレイシステムでは、複数の異なるデバイスが、例えば、赤、緑及び青を干渉増強するように異なるギャップサイズを有し得る。同様に、三つの異なる機械層の物質又は厚さを用いて、三つの異なるギャップサイズにおいて機械層をコラプスする（潰す）のに同じ作動電圧を用いることを可能にする。

図１０Ａ〜図１０Ｃは、多様な干渉変調器デバイスの概略的な断面図の例を示す。

図１０Ａは、干渉変調器の一例の概略的な断面図である。図１０に示されるように、干渉変調器は、基板２０と、ブラックマスク構造２３と、成形構造１０２と、誘電体構造３５と、光学積層体１６と、ギャップ１９と、ポスト構造１８と、機械層１４（反射層１２１、支持層１２２及び導電層１２３を含む）とを含む。ポスト構造１８を各画素のコーナーに配置して、基板２０上に機械層１４を支持することができる。図示される干渉変調器のフィルファクタは、支持構造１８の最小サイズ（リソグラフィ分解能、層と層の位置合わせ精度及び／又は臨界寸法バイアスによって決定され得る）によって制約され得る。ポスト１８は、犠牲層内に固定領域又は穴を形成することによって形成され得て、機械層１４を支持するためのウイング１３１を含む。固定穴の最小幅ｄ_１は、製造ツールの最小分解可能リソグラフィフィーチャサイズによって部分的に決定され得て、ウイング１３１の縁までのポスト１８の全幅ｄ_２は、犠牲及びポストエッチングの臨界寸法バイアス並びに、犠牲層３６とポスト１８を形成するのに用いられる層との間の不整合によって部分的に決定され得る。図１０Ａを参照すると、全ポスト幅ｄ_２は、固定穴幅ｄ_１よりも大きいので、臨界寸法となり得る。

図１０Ｂは、干渉変調器の他の例の断面図である。図示されている干渉変調器は、基板２０と、ブラックマスク構造２３と、成形構造１０２と、誘電体構造３５と、光学積層体１６と、ギャップ１９と、リベット構造１２９と、機械層１４（反射層１２１、支持層１２２、及び導電層１２３を含む）とを含む。図１０Ａの干渉変調器とは対照的に、図示される干渉変調器は、リベット構造１２９を含むが、ポスト１８を含まない。固定穴の幅ｄ_１がデバイスの臨界寸法となり得るので、図示された干渉変調器は、図１０Ａに示される干渉変調器と比較して改善されたフィルファクタを有することができる。

図１０Ｃは、干渉変調器の更に他の例の概略的な断面図である。図示される干渉変調器は、基板２０と、ブラックマスク構造２３と、成形構造１０２と、誘電体構造３５と、光学積層体１６と、ギャップ１９と、機械層１４（反射層１２１、支持層１２２、導電層１２３、及び誘電体層１２４を含む）とを含む。図１０Ａ〜図１０Ｂの干渉変調器デバイスとは対照的に、図１０Ｃの干渉変調器デバイスは、ポスト１８やリベット構造１２９を含まない。図１０Ｃの干渉変調器デバイスがポスト構造１８を含まないので、図１０Ｃに示される干渉変調器は、図１０Ａの全ポスト幅ｄ_２によって制約されない。従って、図１０Ｃの干渉変調器を用いた画素アレイは、図１０Ａに示されるデバイスを採用した画素アレイと比較してより大きなフィルファクタを有することができる。

また、図１０Ｃの干渉変調器は、フレキシブルな固定構造を有することができて、図１０Ａ〜図１０Ｂの干渉変調器と比較して改善された暗状態をもたらすことができる。特に、暗状態は、固定穴付近における緩和位置と作動位置との間の機械層１４の曲げ高さの影響を受け得る。フレキシブルな固定構造は、機械層１４の曲げ高さを減少させることによって、作動中に光学積層体と接触しない機械層１４の部分の輝度を減少させて、そのデバイスを用いたディスプレイの色域及び／又は暗状態を改善することができる。輝度、色域、及び暗状態は、ディスプレイの最も重要な性能パラメータであり得て、一部実施形態では、フィルファクタを増大させること、ミラー曲率を平坦にすること、及び／又は、機械層の曲げ高さを減少させることによってのみ改善され得る。図１０Ｃの干渉変調器にリベット構造１２９が無いことによって、図１０Ｂに示される干渉変調器と比較して、デバイスの間が高さを減少させることができる。

更に、図１０Ｃの干渉変調器は、図１０Ａの干渉変調器の支持ポスト１８と比較して、連続的な支持層１２２を有することができる。連続的な支持層１２２は、製造欠陥を減少させることによって、歩留まりを増大させて、製造コストを低下させることができる。

更に、図１０Ｃの干渉変調器は、必須ではないが、支持層１２２及び誘電体層１２４の両方を含むことができる。支持層１２２及び誘電体層１２４を調整して、干渉変調器の機械的応力を制御することができる。リリースされていない干渉変調器内の異なる複数の層における残留応力は、ミラー曲率に影響し得て、制御しないとディスプレイの色域を減少させ得る。誘電体層１２４は、支持層１２２の応力以上又は以下の応力を有することによって、リリース時の機械層の曲率及びローンチ高さを制御することができる。干渉変調器の曲率の制御は、堆積させるのが簡単であるが機械層１４の大きな曲げ高さを生じさせない犠牲層の厚さの選択を可能にする。機械層１４の曲げ高さを低くすることは、作動中に光学積層体１６に接触しない機械層１４の部分の輝度を減少させることによって、デバイスの暗状態並びにディスプレイのコントラスト比、色域、及び彩度を改善することができる。

図１１は、干渉変調器デバイスの三つの例に対する作動状態及び緩和状態における機械層の位置のシミュレーションのグラフ１５０である。三つの例の干渉変調器デバイスは、ポスト構造を有するデバイス（例えば図１０Ａ）、リベット構造を有するデバイス（例えば図１０Ｂ）、ポストやリベット構造を有さないデバイス（例えば図１０Ｃ）を表す。グラフ１５０は、安定ウィンドウの中心においてバイアスした際の作動状態及び緩和状態の両方に対して、画素の対角線に沿った機械層の断面のミラー形状のシミュレーションを示す。略１８μｍの距離における垂直線は、ブラックマスク２３の縁を表す。従って、ブラックマスクの縁の左側のグラフ１５０の領域が、画素の光学的に活性な領域となり得て、ブラックマスクの縁の右側の領域が、機械層の固定領域となり得る。グラフ１５０の上方の三つの線は、緩和位置における干渉変調器デバイスの機械層の形状であり、グラフ１５０の下方の三つの線は、作動位置におけるデバイスの機械層の形状である。図１１に示されるように、ポストやリベット構造を有さない干渉変調器デバイスは、ポスト又はリベット構造を有するデバイスと比較して、作動位置にある際により小さな曲げ高さを有し得る。機械層の曲げ高さの低下は、作動中に光学積層体に接触していない機械層の部分の輝度を減少させることによって、デバイスの黒状態を改善することができる。

図１２Ａ〜図１２Ｆは、干渉変調器の製造方法における多様な段階の概略的な断面図の例を示す。図示された全てのステップが必要であるという訳ではなく、このプロセスを、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに修正することができる。プロセスの具体的な詳細は、図９Ａ〜図９Ｐを参照して上述したものと同様であり得る。

図１２Ａを参照すると、その断面図は、堆積、リソグラフィ及びエッチングによる犠牲構造体の処理を示し、それぞれ異なる厚さを有する、第一の犠牲構造２５ａ、第二の犠牲構造２５ｂ、第三の犠牲構造２５ｃが形成される。光学積層体１６上の第一、第二及び第三の犠牲構造２５ａ〜２５ｃの形成は、モリブデン（Ｍｏ）又はアモルファスシリコン（ａ‐Ｓｉ）の堆積を含み得て、複数の層を用いて、各構造が形成され得る。

カラー干渉ディスプレイシステムでは、犠牲構造２５ａ〜２５ｃの厚さは、異なる色を干渉的に増強させるように構成されたギャップサイズに対応し得る。例えば、第一の犠牲構造２５ａが、高ギャップの副画素１２５ａの高さを画定し得て、第二の犠牲構造２５ｂが、中ギャップの副画素１２５ｂの高さを画定し得て、第三の犠牲構造２５ｃが、低ギャップの副画素１２５ｃの高さを画定し得て、第一、第二及び第三の犠牲構造２５ａ〜２５ｃがそれぞれ、例えば青、赤、緑を干渉的に増強するように選択された高さを有し得る。一実施形態では、第一の犠牲構造２５ａがモリブデン（Ｍｏ）を含み、略１０００Åから略４０００Åの間の厚さ（例えば略２４００Å）を有し、第二の犠牲構造２５ｂがＭｏを含み、略８００Åから略３０００Åの間の厚さ（例えば略２０００Å）を有し、第三の犠牲構造２５ｃがＭｏを含み、略６００Åから略２０００Åの間の厚さ（例えば略１６００Å）を有する。

図１２Ａに示されるように、犠牲構造２５ａ〜２５ｃは、画素間の領域内において除去されて、固定穴１３２が形成され得る。固定穴１３２は、後で堆積される層（機械層の支持層等）が光学積層体、及び／又は、犠牲構造２５ａ〜２５ｃの下方に堆積された他の層に達することができるようにする。このように固定穴１３２を形成することは、ポストやリベット構造を用いずに支持可能な機械層を形成するのに役立つ。

図１２Ｂは、犠牲構造２５ａ〜２５ｃの上に反射層１２１を提供及びパターニングする様子を示す。反射層１２１は、例えば、アルミニウム合金（ＡｌＣｕ）ミラー層であり得る。反射層１２１の更なる詳細は、図９Ｈ〜図９Ｉを参照して上述したようなものであり得る。

図１２Ｃは、反射層１２１並びに第一、第二及び第三の犠牲構造２５ａ〜２５ｃの上に支持層１２２を堆積させる様子を示す。支持層１２２の更なる詳細は、図９Ｊを参照して上述したようなものであり得る。

図１２Ｄを参照すると、その断面図は、支持層１２２の上に導電層又はキャップ層１２３を堆積及びエッチングする様子を示す。導電層１２３は、例えばアルミニウム合金層であり得て、図９Ｋ〜図９Ｌを参照して上述したようなものであり得る。

図１２Ｅは、導電層１２３の上に誘電体層１２４を提供及びパターニングする様子を示す。誘電体層１２４は、支持層１２２の応力とは異なる応力を有することができて、上述のように、リリース時に機械層１４のローンチ高さ及び曲率を調整するのに用いることができる。誘電体層１２４の応力は、誘電体層１２４及び支持層１２２に対して異なる物質及び／又は厚さを選択することによって、支持層１２２の応力に対して相対的に制御可能である。また、特定の処理パラメータ（例えば、プラズマパワー、圧力、プロセスガスの組成、プラズマガスの比、及び／又は、温度）を制御することによって、誘電体層１２４及び／又は支持層１２２の応力を制御することができる。

図１２Ｅに示されるように、誘電体層１２４を選択的にエッチングして、高ギャップ、中ギャップ及び低ギャップの副画素１２５ａ〜１２５ｃにわたって異なるパターンを形成することができる。一実施形態では、高ギャップの副画素１２５ａ上の誘電体層１２４が実質的にエッチング除去される一方、低ギャップの副画素１２５ｃ上の誘電体層１２４は実質的に無傷に保たれる。また、中ギャップの副画素１２５ｂに対しては、誘電体層１２４が、所望の硬度要求（高ギャップ及び／又は低ギャップの副画素に対して機械層１４をコラプスする（潰す）のに同じ作動電圧を許容する硬度）に合致するようなパターン３９にパターニングされ得る。副画素の上方から見ると、パターン３９は、例えば、ホールやスロット等の多様な形状を含み得る。

図１２Ｆは、高ギャップ、中ギャップ及び低ギャップの副画素１２５ａ〜１２５ｃのリリースを示し、それぞれギャップ１９ａ〜１９ｃが形成される。副画素デバイスのリリースは、図９Ｍを参照して上述したものと同様であり得て、犠牲構造２５ａ〜２５ｃの除去を含み得る。図１２Ｆに示されるように、副画素１２５ａ〜１２５ｃはポストやリベット構造を有さない。

図１２Ａ〜図１２Ｆは、一つの支持層１２２及び一つの誘電体層１２４の場合に対して示されているが、より多く又は少ない数の誘電体層を用いることができる。一実施形態では、一つの支持層並びに第一及び第二の誘電体層が高ギャップ、中ギャップ及び低ギャップの副画素用に使用される。例えば、低ギャップの副画素が、支持層並びに第一及び第二の誘電体層を有し得て、中ギャップの副画素が、支持層及び第一の誘電体層を有し得て、高ギャップの副画素が支持層を有し得る。支持層は、導電層（アルミニウムを含む金属層等）によって第一の誘電体層から離隔され得る。同様に、第一及び第二の誘電体層は他の導電層によって離隔され得る。硬度及びミラー曲率に対する各副画素のギャップサイズの調整は、選択的にパターニングされた一つの誘電体層を用いるよりも、第一及び第二の誘電体層を用いることによって簡単になり得る。しかしながら、一部実施形態では、一つの支持層及び一つのパターニングされた誘電体層の使用が、フォトマスクの数を減らすのに望ましいものとなり得る。

図１３は、干渉変調器の製造プロセス１６０を示す流れ図の例を示す。プロセス１６０はブロック１６４において開始する。

プロセス１６０はブロック１６６へと続き、犠牲層を基板の上に堆積させる。犠牲層は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）及び／又はアモルファスシリコン（ａ‐Ｓｉ）を含み得て、干渉キャビティの高さを画定するのに用いられ得る。

一部実施形態では、成形層を基板の上に堆積させて、突出部を形成する。成形層又は構造は、例えば酸化物を含み得て、基板にわたって比較的平坦なプロファイルを維持するのに用いられ得る（例えば基板がブラックマスク構造を含むような実施形態等において）。突出部は、成形層と他の層（ブラックマスク層等）との重複によって形成され得て、後で堆積されるコンフォーマル層（後で堆積される機械層等）において上方に延伸する波形又はキンクを生じさせるのに用いられ得る。

ブロック１６８において、犠牲層の一部が除去されて、一つ以上の固定領域が形成される。例えば、犠牲層を画素のコーナーにおいてエッチングして、各画素のコーナーに固定穴を形成することができる。

ブロック１７０において、多重層の機械層が、犠牲層及び固定領域の上に形成される。機械層は、反射層、誘電体層、及びキャップ層を含み、その誘電体層は、反射層とキャップ層との間に配置され得る。反射層は、固定領域の上で選択的にエッチングされて、誘電体層が、犠牲層の下方に存在する一つ以上の層に接触できるようにして、自己支持機械層を形成するのに役立つ。

機械層の誘電体層は、機械層を支持するように構成可能である。例えば、誘電体層は、ブロック１６８において形成された画素の固定領域において機械層を固定するのに用いられ得て、犠牲層が除去された後に機械層に対する支持を提供するのに十分であるように選択された厚さ及び組成を有し得る。従って、誘電体層は、ポストやリベット構造を必要とせずに、作動位置及び緩和位置において機械層を支持することができる。機械層に対する支持を提供するように誘電体層を構成することによって、ポストやリベットによって支持が提供される設計と比較して画素密度を増大させることができる。

突出部を形成するように堆積させた成形層を含む実施形態では、機械層は、成形層の上にコンフォーマルに堆積され得て、突出部の上にキンクを含み得る。キンクは、ブロック１６８において形成された固定領域に隣接し得る。

ブロック１７２において、犠牲層を除去してギャップを形成する。機械層のリリースに際しては、上述のように、残留機械応力に起因して、機械層がリリース前の位置から離れてローンチし得る。機械層の一つ以上の副層内の応力（誘電体層の応力等）を用いて、誘電体層のローンチを調整することができる。また、機械層内にキンクを含む実施形態では、上述のように、キンクの幾何学的形状を用いて、機械層のローンチを微調整することができる。プロセス１６０は１７６において終了する。

図１４Ａ及び図１４Ｂは、複数の干渉変調器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は例えば携帯電話であり得る。しかしながら、ディスプレイデバイス４０の同じ部品又はその若干の変更例は、テレビ、電子リーダ、携帯メディアプレーヤー等の多様なタイプのディスプレイデバイスを表すものでもある。

ディスプレイデバイス４０は、筐体４１と、ディスプレイ３０と、アンテナ４３と、スピーカ４５と、入力デバイス４８と、マイク４６とを含む。筐体４１は、多様な製造プロセスで形成可能であり、射出成形や真空成形が挙げられる。また、筐体は多様な物質から作製可能であり、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、セラミック、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。筐体４１は、取り外し可能な部分（図示せず）を含み得て、色が異なったり、異なるロゴ、写真、又は記号を含んだりする他の取り外し可能な部分と相互交換可能となり得る。

ディスプレイ３０は、本願で説明されるような、双安定ディスプレイや同様のディスプレイを含む多様なディスプレイのいずれかであり得る。また、ディスプレイ３０は、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、ＴＥＴ ＬＣＤ等のフラットパネルディスプレイ、又はＣＲＴや他のチューブデバイス等のフラットパネルではないディスプレイを含むようにも構成され得る。また、ディスプレイ３０は、本願で説明されるような、干渉変調器ディスプレイを含み得る。

ディスプレイデバイス４０の構成要素が、図１４Ｂに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、筐体４１を含み、また、それに少なくとも部分的に取り囲まれた追加の構成要素も含み得る。例えば、ディスプレイデバイス４０は、送受信機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。送受信機４７はプロセッサ２１に接続され、そのプロセッサ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（例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４５及びマイク４６に接続される。プロセッサ２１は、入力デバイス４８及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とアレイドライバ２２とに結合されて、そのアレイドライバ２２はディスプレイアレイ３０に結合される。電源５０は、特定のディスプレイデバイス４０の設計に基づいた全ての構成要素に電力を供給することができる。

ネットワークインターフェース２７は、アンテナ４３及び送受信機４７を含み、ディスプレイデバイス４０が、ネットワーク上の一つ以上のデバイスと通信できるようにする。ネットワークインターフェース２７は、例えばプロセッサ２１のデータ処理要求を軽減するようにある程度の処理性能も有し得る。アンテナ４３は、信号を送受信する。一部実施形態では、アンテナ４３は、ＩＥＥＥ １６．１１規格（ＩＥＥＥ １６．１１（ａ）、（ｂ）、（ｇ）を含む）又はＩＥＥＥ ８０２．１１規格（ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎを含む）に準拠したＲＦ信号を送受信する。他の一部実施形態では、アンテナ４３は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）規格に準拠したＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合、アンテナ４３は、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＧＳＭ（登録商標）／ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ＧＳＭ（登録商標） Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、ＴＥＴＲＡ（Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｔｒｕｎｋｅｄ Ｒａｄｉｏ）、Ｗ‐ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ‐ＣＤＭＡ）、ＥＶ‐ＤＯ（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｄａｔａ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ）、１ｘＥＶ‐ＤＯ、ＥＶ‐ＤＯ Ｒｅｖ Ａ、ＥＶ‐ＤＯ Ｒｅｖ Ｂ、ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）、ＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）、ＨＳＰＡ＋（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＡＭＰＳ、又は、３Ｇや４Ｇ技術を用いたシステム等のワイヤレスネットワーク内の通信に使用される他の既知の信号を受信するように設計される。送受信機４７は、アンテナ４３から受信した信号を前処理することができて、その信号が、プロセッサ２１によって受信されて更に操作されるようにする。また、送受信機４７は、プロセッサ２１から受信した信号を処理することもできて、その信号が、アンテナ４３を介してディスプレイデバイス４３から送信されるようにする。

一部実施形態では、送受信機４７を受信機に置換し得る。また、ネットワークインターフェース２７を、プロセッサ２１に送信される画像データを記憶又は発生させることができる画像ソースに置換し得る。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作全体を制御し得る。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７又は画像ソースから圧縮画像データ等のデータを受信して、そのデータを、生の画像データ、又は生の画像データへと簡単に処理されるフォーマットへと処理する。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又は記憶用のフレームバッファ２８に送信し得る。生データとは典型的に、画像内の各位置における画像特性を識別する情報のことを称する。例えば、そのような画像特性として、色、彩度、グレイスケールレベルが挙げられる。

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、又は論理ユニットを含み得る。調整ハードウェア５２は、信号をスピーカ４５に送信し、また、マイク４６から信号を受信するために、アンプ及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内部の個別部品であり得て、または、プロセッサ２１又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が発生させた生の画像データを、プロセッサ２１から直接又はフレームバッファ２８から受け取って、アレイドライバ２２への高速伝送のために、その生の画像データを再フォーマットし得る。一部実施形態では、ドライバコントローラ２９は、生の画像データを、ラスタ状フォーマットを有するデータフローに再フォーマットし得て、そのデータフローがディスプレイアレイ３０にわたる走査に適したタイムオーダを有するようにする。そして、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に送信する。ＬＣＤコントローラ等のドライバコントローラ２９は、スタンドアローン型集積回路（ＩＣ，ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）としてシステムプロセッサ２１に付随することが多いが、このようなコントローラは、多様な方法で実現され得る。例えば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１に実装されるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に実装されるか、又はアレイドライバ２２と共にハードウェア内に完全に集積され得る。

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から受信して、ビデオデータを、並列な組の波形に再フォーマットすることができて、その並列な組の波形は、一秒当たり何度も、数百、場合によっては数千（又はそれ以上）のリード（ディスプレイの画素のｘ‐ｙマトリクスから来る）に印加される。

一部実施形態では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２及びディスプレイアレイ３０は、本願で説明されるあらゆる種類のディスプレイに適したものである。例えば、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又は双安定ディスプレイコントローラ（例えば、ＩＭＯＤコントローラ）であり得る。また、アレイドライバ２２は、従来のドライバ又は双安定ディスプレイドライバ（例えば、ＩＭＯＤディスプレイドライバ）であり得る。更に、ディスプレイアレイ３０は、従来のディスプレイアレイ又は双安定ディスプレイアレイ（例えば、ＩＭＯＤのアレイを含むディスプレイ）であり得る。一部実施形態では、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と集積され得る。このような実施形態は、携帯電話、腕時計、及び小型ディスプレイ等の高集積システムにおいて一般的である。

一部実施形態では、入力デバイス４８は、使用者がディスプレイデバイス４０の動作を制御することができるように構成され得る。入力デバイス４８は、キーパッド（ＱＷＥＲＴＹキーボードや電話のキーパッド等）、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチスクリーン、又は圧力感知若しくは熱感知膜を含み得る。マイク４６は、ディスプレイデバイス４０用の入力デバイスとして構成され得る。一部実施形態では、マイクロ４６を介した音声命令を用いて、ディスプレイデバイス４０の動作を制御することができる。

電源５０は、当該分野で知られているような多様なエネルギーストレージデバイスを含み得る。例えば、電源５０は、充電式バッテリ（ニッケルカドミウムバッテリやリチウムイオンバッテリ等）であり得る。また、電源５０は、再生可能エネルギー源、キャパシタ、太陽電池（プラスチック太陽電池や太陽電池ペイント等）でもあり得る。また、電源５０は、コンセントから電力供給されるようにも構成可能である。

一部実施形態では、制御プログラム可能性は、電子ディスプレイシステム内の複数箇所に配置可能なドライバコントローラ２９内に在る。他の一部実施形態では、制御プログラム可能性はアレイドライバ２２内に在る。上述の最適化は、あらゆる数のハードウェア及び／又はソフトウェア構成要素及び多様な構成において実施可能である。

本願で開示される実施形態に関して説明される多様で例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路、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、又は両者の組み合わせとして実施され得る。ハードウェア及びソフトウェアの可換性は、一般的にその機能性に関して説明され、上述の多様で例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路及びステップにおいて説明されている。このような機能性がハードウェアにおいて実施されるかソフトウェアにおいて実施されるのかは、具体的な応用と、システム全体に課せられる設計の制約に依存する。

本願で開示される側面に関して説明される多様で例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路を実施するために用いられるハードウェア及びデータ処理装置は、本願で説明される機能を実施するように設計された汎用の単一又はマルチチッププロセッサ、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲート又はトランジスタ論理、個別ハードウェア部品、又はこれらの組み合わせを用いて、実施又は実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、又は従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機械であり得る。また、プロセッサは、複数の計算デバイスの組み合わせ（例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた一つ以上のマイクロプロセッサ、このような他の構成）としても実施可能である。一部実施形態では、特定のステップ及び方法が、所定の機能専用の回路によって実行され得る。

一以上の側面において、説明される機能が、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（本明細書で開示される構造、その等価な構造物、又はそれらの組み合わせを含む）において実施され得る。本明細書で説明される主題の実施形態は、データ処理装置によって実行される又はその動作を制御するコンピュータストレージ媒体に実装された一つ以上のコンピュータプログラム（つまり、コンピュータプログラム命令の一つ以上のモジュール）としても実施され得る。

本願で説明される実施形態の多様な修正が当業者には明らかであり、本願で定められる一般原理は、本願の精神又は範囲を逸脱せずに他の実施形態に適用可能である。従って、本開示は、本願に示された実施形態に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲、原理及び新規特徴と矛盾しない最も広範な範囲に従うものである。“例示的”との用語は、本願において専ら、“例となる”ことを意味するものである。また、“例示的”に本願で説明される又は例として与えられる実施形態は、必ずしも他の実施形態に対して好ましいものであったり有利であったりするものではない。また、 “上”及び“下”との用語が図面を簡単に説明するために使われることがあるものであって、適当な向きのページに対する図面の位置に対応する相対的な位置を示すものであって、実施されるようなＩＭＯＤの適当な向きを反映しないことがある点を当業者は理解されたい。

別々の実施形態に関連して本明細書で説明される具体的な図面は、単一の実施形態において組み合わせ実施され得る。逆に、単一の実施形態に関連して説明される多様な図面は、複数の実施形態において別々に実施されたり、適切な部分組み合わせで実施されたりし得る。更に、特徴が、特定の組み合わせにおいて作用するものとして上記で説明されたり、そのようなものとして特許請求されたりし得るが、場合によっては、特許請求される組み合わせからの一つ以上の特徴が、その組み合わせから削除され得て、特許請求される組み合わせが、一部組み合わせ、又は一部組み合わせのバリエーションを対象とし得る。

同様に、動作は図面において特定の順番で示されているが、これは、所望の結果を得るためには、そのような動作を図示される特定の順番又は逐次的な順番で実施しなければならないと理解されるものではなく、全ての図示された動作を行わなければならないと理解されるものでもない。更に、図面は、流れ図において一つ以上の例示的なプロセスを概略的に示したものであり得る。しかしながら、示されていない他の動作が、概略的に示された例示的プロセスに組み込まれ得る。例えば、一つ以上の追加動作が、図示されたいずれかの動作の前、後、同時、又は間に実行され得る。場合によっては、マルチタスク及び並列処理が有利となり得る。更に、上述の実施形態における多様なシステムコンポーネントの分離は、そのような分離が全ての実施形態において必要であると理解されるものではなく、説明されたプログラムコンポーネント及びシステムは一般的に、単一のソフトウェア製品内に互いに統合されるか、又は複数のソフトウェア製品内にパッケージングされ得る。また、他の実施形態も、特許請求の範囲内に存在する。場合によっては、特許請求の範囲内の動作が、異なる順番で実行可能であり、それでも所望の結果が達成される。

１４ 可動反射層
１６ 光学積層体
２０ 基板
２３ ブラックマスク構造
３５ 誘電体構造
１０２ 成形構造
１０３ 突出部
１０４ キンク
１２１ 反射層
１２２ 支持層
１２３ 導電層

Claims (40)

1. 基板と、
   前記基板の上に配置された部分反射光学積層体と、
   可動機械層とを備えた電気機械デバイスであって、
   前記部分反射光学積層体が前記機械層と前記基板との間に配置され、前記機械層が、反射層、導電層、及び、前記反射層と前記導電層との間に配置された支持層を含み、前記支持層が、光学的に不活性な固定領域において前記光学積層体上に固定されていて、且つ、前記光学積層体から離れるように前記固定領域から延伸していて、前記機械層を前記光学積層体から離隔して、前記機械層と前記光学積層体との間に潰れることのできるギャップを形成していて、
   前記機械層と、前記基板と前記潰れることのできるギャップとの間に配置された静止電極とにわたって電圧を印加することによって、前記機械層が作動位置と緩和位置とに可動して、前記潰れることのできるギャップが、前記機械層が前記作動位置にある際に潰れた状態となり、前記機械層が前記緩和位置にある際に潰れていない状態となる、デバイス。
2. 前記機械層が、前記固定領域に隣接し且つ光学的に不活性な領域の少なくとも一部に配置されたキンクを更に含む、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記機械層内の前記キンクが、前記ギャップから離れるように延伸する上昇部分と、前記ギャップに向けて延伸する下降部分とを含む、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記反射層及び前記導電層がアルミニウム合金を含む、請求項１に記載のデバイス。
5. 前記支持層が誘電体を含む、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記支持層が酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を含む、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記支持層の一部が、前記反射層を通って前記光学積層体に向けて延伸し、前記支持層が前記固定領域において前記光学積層体に接触している、請求項５に記載のデバイス。
8. 前記支持層が、略５００Åから略８０００Åの間の厚さのものである、請求項１に記載のデバイス。
9. 前記機械層の上に配置された誘電体層を更に備え、前記機械層が前記誘電体層と前記潰れることのできるギャップとの間に存在している、請求項１に記載のデバイス。
10. 前記誘電体層が、略５００Åから略４０００Åの間の厚さのものである、請求項９に記載のデバイス。
11. 前記反射層が、略２００Åから略５００Åの間の厚さを有するアルミニウム銅（ＡｌＣｕ）層を含む、請求項１に記載のデバイス。
12. 前記導電層が、略２００Åから略５００Åの間の厚さを有するＡｌＣｕ層を含む、請求項１１に記載のデバイス。
13. 前記キンクの高さ寸法が、略４００Åから略５０００Åの間である、請求項１に記載のデバイス。
14. 前記キンクの幅寸法が、略０．２μｍから略５μｍの間である、請求項１３に記載のデバイス。
15. 前記光学積層体が前記静止電極を含む、請求項１に記載のデバイス。
16. 前記光学積層体、前記機械層の前記反射層、及び前記潰れることのできるギャップが干渉変調器を形成している、請求項１に記載のデバイス。
17. 前記基板、前記光学積層体、及び前記機械層を含むディスプレイと、
    前記ディプレイと通信し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更に備えた請求項１に記載のデバイス。
18. 前記ディスプレイに少なくとも一つの信号を送信するように構成されたドライバ回路を更に備えた請求項１７に記載のデバイス。
19. 前記ドライバ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更に備えた請求項１８に記載のデバイス。
20. 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ソースモジュールを更に備えた請求項１７に記載のデバイス。
21. 前記画像ソースモジュールが、受信機、送受信機及び送信機のうち少なくとも一つを含む、請求項２０に記載のデバイス。
22. 入力データを受信して前記入力データを前記プロセッサに送信するように構成された入力デバイスを更に備えた請求項１７に記載のデバイス。
23. 基板と、
    前記基板の上に配置された光を部分的に反射するための部分反射手段と、
    光を反射するための可動反射手段とを備えたデバイスであって、
    前記可動反射手段が、前記可動反射手段を支持するための支持手段を含み、前記支持手段が、光学的に不活性な固定領域内において前記部分反射手段の上に固定されていて、前記支持手段が、前記部分反射手段から離れるように前記固定領域から延伸していて、前記可動反射手段を前記部分反射手段から離隔して、前記可動反射手段と前記部分反射手段との間に潰れることのできるギャップを形成していて、
    前記可動反射手段と、前記基板と前記潰れることのできるギャップとの間に配置されたで静止電極とにわたって電圧を印加することによって、前記可動反射手段が作動位置と緩和位置とに可動して、前記潰れることのできるギャップが、前記可動反射手段が前記作動位置にある際に潰れた状態になり、前記可動反射手段が前記緩和位置にある際に潰れていない状態になる、デバイス。
24. 前記分反射手段が光学積層体を含み、前記光学積層体が前記静止電極を含む、請求項２３に記載のデバイス。
25. 前記可動反射手段が反射層及び導電層を含み、前記支持手段が、誘電体を備えた支持層を含み、前記支持層が前記反射層と前記導電層との間に配置されている、請求項２４に記載のデバイス。
26. 前記固定領域内の前記支持層の一部が、前記反射層を通って前記光学積層体に向けて延伸して、前記光学積層体が前記固定領域内において前記光学積層体に接触している、請求項２５に記載のデバイス。
27. 前記可動反射手段の上に配置された誘電体層を更に備えた請求項２３に記載のデバイス。
28. 電気機械デバイス内に機械層を形成する方法であって、
    基板を提供するステップと、
    前記基板の上に光学積層体を形成するステップと、
    前記光学積層体の上に犠牲層を提供するステップと、
    固定領域の上に配置された前記犠牲層の一部を除去するステップと、
    前記犠牲層及び前記固定領域の上に機械層を形成するステップと、
    前記犠牲層を除去して前記機械層と前記基板との間に潰れることのできるギャップを形成するステップとを備え、
    前記機械層を形成するステップが、前記犠牲層の上に反射層を提供することと、前記固定領域の上に配置された前記反射層の一部を除去することと、支持層の一部が前記固定領域に接触するように前記反射層の上に支持層を提供することと、前記支持層の上に導電層を提供することとを含む、方法。
29. 前記固定領域に隣接する前記基板の少なくとも一部の上に成形層を堆積させるステップを更に備え、前記成形層が、前記基板から離れるように延伸する少なくとも一つの突出部を含み、前記光学積層体が前記成形層の上に形成される、請求項２８に記載の方法。
30. 前記犠牲層を提供するステップが、前記少なくとも一つの突出部の上を含む前記成形層の上にコンフォーマル層として前記犠牲層を形成することを含み、前記機械層を形成するステップが、前記少なくとも一つの突出部の上を含む前記犠牲層及び前記成形層の上にコンフォーマル層として前記機械層を形成することを更に含み、キンクが、前記少なくとも一つの突出部の上において前記機械層の一部の内に形成される、請求項２９に記載の方法。
31. 前記基板の少なくとも一部の上にブラックマスクを堆積させるステップを更に備え、前記成形層の一部及び前記ブラックマスクの一部が、前記突出部の高さ寸法を決めるように重畳する、請求項３０に記載の方法。
32. 前記支持層が誘電体を含む、請求項２８に記載の方法。
33. 前記支持層が、前記固定領域の上において前記光学積層体に直接接触する、請求項２８に記載の方法。
34. 前記支持層が、略５００Åから略８０００Åの間の厚さを有する、請求項２８に記載の方法。
35. 前記導電層が、略２００Åから略５００Åの間の厚さを有するＡｌＣｕ層を含む、請求項２８に記載の方法。
36. 前記導電層の上に誘電体層を堆積させるステップを更に備えた請求項２８に記載の方法。
37. 前記誘電体層が、略５００Åから略４０００Åの間の厚さを有する、請求項３６に記載の方法。
38. 前記成形層が、略５００Åから略６０００Åの間の厚さを有するバッファ酸化物層を含む、請求項２８に記載の方法。
39. 前記ブラックマスクを堆積させるステップの前に前記基板の上に酸化アルミニウム層を堆積させるステップを更に備えた請求項３１に記載の方法。
40. 前記酸化アルミニウム層が、略５０Åと略２５０Åの間の厚さを有する、請求項３９に記載の方法。

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