CN100338497C - 光干涉式反射单元以及其修理方法 - Google Patents

Abstract

本发明的光干涉式反射单元具有一光入射电极以及一光反射电极，此两电极之一或两者均包含一显示部分以及一导线部分，且此显示部分与导线部分利用一连接部分相互电性连接。所述的多个光干涉式反射单元的电极之间，是利用其导线部分相互连结成一电极线结构，以供其所形成的光干涉式反射结构操作于被动阵列驱动模式时使用。

Description

光干涉式反射单元以及其修理方法

技术领域

本发明有关一种平面显示器，且特别是有关一种光干涉式反射单元以及其修理方法。

背景技术

平面显示器由于具有体积小、重量轻的特性，在可携式显示设备，以及小空间应用的显示器市场中极具优势。现今的平面显示器除液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)、有机电激发光二极管(Organic Electro-LuminescentDisplay，OLED)和等离子体显示器(Plasma Display Panel，PDP)等外，一种利用光干涉式的平面显示模式已被提出。

由光干涉式反射单元阵列所形成的显示器的特色在本质上具有低电力耗能、快速响应(Response Time)及双稳态(Bi-Stable)特性，将可应用于显示器的面板，特别是用在可携式(Portable)产品，例如移动电话(Mobile Phone)、个人数字助理(PDA)、可携式电脑(Portable Computer)等上。

请参见美国第5,835,255号专利，该专利揭示了一可见光的调整元件(Arrayof Modulation)，即为一光干涉式反射单元，用来作为平面显示器之用。请参见图1A，图1A是绘示已有光干涉式反射单元的剖面示意图。每一个光干涉式反射单元100形成于一基板110之上，包含两道墙(Wall)102及104，两道墙102、104间是由支撑物106所支撑而形成一腔室(Cavity)108。两道墙102、104间的距离，也就是腔室108的高度为D。墙102是为一光入射电极，具有光吸收率，可吸收部分可见光。墙104则是为一光反射电极，利用电压驱动可以使其产生形变。

通常利用白光作为此光干涉式反射单元100的入射光源，白光包含可见光频谱范围中各种不同波长(Wave Length，以λ表示)的光线所混成。当入射光穿过墙102而进入腔室108中时，仅有符合公式1.1中波长限制的入射光会在腔体108中产生建设性干涉而被反射输出，其中N为自然数。换句话说，

2D＝Nλ₁                                 (1.1)

当腔室108的两倍高度2D满足入射光波长λ₁的整数倍时，即可使此入射光波长λ1在此腔室108中产生建设性干涉，而输出该波长λ₁的反射光。此时，观察者的眼睛顺着入射光入射墙102的方向观察，可以看到波长为λ₁的反射光，因此，对光干涉式反射单元100而言是处于″开″的状态，即为一亮态状态。

图1B是绘示图1A中的光干涉式反射单元100在加上电压后的剖面示意图。请参照图1B，在电压的驱动下，墙104会因为静电吸引力而产生形变，向墙102的方向塌下。此时，两道墙102、104间的距离，也就是腔室108的高度并不为零，而是为d，且此d可以等于零。

也就是说，公式1.1中的D将以d置换，入射光中所有光线的波长中，仅有符合公式1.1的波长(λ₂)可以在腔体108中产生建设性干涉，经由墙104的反射穿透墙102而输出。在此光干涉式反射单元100中，墙102被设计成对波长为λ₂的光具有较高的光吸收率，因此入射光中的所有光线均被滤除，对顺着入射光入射墙102的方向观察的观察者而言，将不会看到任何的光线被反射出来。因此，此时对光干涉式反射单元100而言是处于″关″的状态，即为一暗态状态。

如上所述，在电压的驱动下，墙104会因为静电吸引力而产生形变，向墙102的方向塌下，使得此光干涉式反射单元100由″开″的状态切换为″关″的状态。而当光干涉式反射单元100要由″关″的状态切换为″开″的状态时，则必须先移除用以驱动墙104形变的电压，接着，依靠自己本身的形变恢复力，失去静电吸引力作用的墙104会恢复成如图1A的原始的状态，使此光干涉式反射单元100呈现一″开″的状态。

图2A是绘示已有利用被动阵列驱动的光干涉式反射结构的示意图。如图2A所示，此光干涉式反射结构200，为一显示面板的一部份，包含多个光干涉式反射单元。该光干涉式反射单元是由列状排列的光入射电极线202a、202b与202c以及行状排列的光反射电极线204a、204b与204c相互垂直排列所构成。图2B为沿图2A中的剖面线AA′所得的剖面图，其绘示出三个光干涉式反射单元，分别由光反射电极204a、204b与204c线与光入射电极线202a所构成的。如前所述，图2B中的光反射电极线204a、204b与204c与光入射电极线202a之间，是由支撑物206来支撑以形成腔室，以供光在其中产生干涉。

图3A是绘示已有光干涉式反射结构的示意图，其中反射结构具有一短路的光干涉式反射单元302。图3B则为沿图3A中的剖面线BB′所得的剖面图，剖面线BB′是切过上述的短路的光干涉式反射单元302。由于图3A中的光干涉式反射单元302是利用被动阵列的方式来驱动，因此用来使光干涉式反射单元302产生形变的电位差，必须由光反射电极线204d以及光入射电极线202a两者的电位一同来决定。

光干涉式反射单元302会由于其结构上的缺陷，例如位于光干涉式反射单元302位置的光入射电极线202a，其介电层部分具有破洞等，造成其上下两电极线因破洞而相互接触并产生短路(如图3B所示)。这种短路会造成不必要的电压降，进而影响到与其同行(光反射电极线204d)或同列(光入射电极线202a，的其他光干涉式反射单元的电位差，造成整个反射结构在操作时的显示错误。

如上所述，利用被动阵列来驱动的光干涉式反射结构，通常是由多个光干涉式反射单元所组合而成，其中该光干涉式反射单元是由多个光入射电极线以及多个光反射电极线相互垂直排列而构成。此时光入射电极线以及光反射电极线两者的电位，两者的差值即为在其所构成的光干涉式反射单元上所施加的电位差，因此可用以控制此光干涉式反射单元的开关状态。

然而，若是光干涉式反射结构中的一光干涉式反射单元发生短路，这单一单元的短路却会影响到多个与其同行与同列的光干涉式反射单元所被施加的电位，使得其他的光干涉式反射单元无法依照预定的电位差来操作，因而造成整个光干涉式反射结构在显示上严重的问题。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种光干涉式反射结构，利用其中可供切断的连接部分隔绝短路的光干涉式反射单元，避免其影响其他正常的光干涉式反射单元的正常操作。

本发明的另一目的是提供一种光干涉式反射结构的修理方法，用以切断其中短路光干涉式反射单元与其他正常光干涉式反射单元的电性连接。

本发明的又一目的是提供一种光干涉式反射单元，此光干涉式反射单元的电极具有分开的显示部分与导线部分，当其显示部分发生短路时，切断此显示部分与导线部分之间的电性连接，便可避免此短路的光干涉式反射单元影响到整个光干涉式显示结构的整体操作。

根据本发明一方面提出一种光干涉式反射单元。本发明的光干涉式反射单元具有一光入射电极以及一光反射电极，此两电极之一或两者均包含一显示部分以及一导线部分，且此显示部分与导线部分利用一连接部分相互电性连接。

将多个上述的光干涉式反射单元排列成一矩阵并相互组合后，可形成一光干涉式反射结构。该光干涉式反射单元的该光入射电极，是以其导线部分相互连结，以形成多个第一电极线结构；或者是该光干涉式反射单元的该光反射电极间，是以其导线部分相互连结，以形成多个第二电极线结构，其中该第一与第二电极线结构是相互垂直排列。

因此，当光干涉式反射结构中的任一光干涉式反射单元的显示部分发生短路时，便可藉由切断其显示部分与其导线部分之间的电性连接，即切断其连接部分，来避免此单一光干涉式反射单元的短路，影响到其他多个与其同行与同列的光干涉式反射单元的正常操作。

依照本发明的一较佳实施例，本发明的具有上述特征的电极，即具有显示部分、导线部分以及连接部分的电极，除了作为光干涉式反射单元的光反射电极外，亦可作为其光入射电极，甚至光反射电极与光入射电极可皆为具有本发明的特征的电极。而且，在本发明中，此两电极的宽度尺寸并无限定光反射电极的宽度尺寸可大于光入射电极的宽度尺寸，而反之亦可。再者，本发明中位于电极的连接部分，其数量可为多个，且其与显示部分的电性连接位置并无限定，可视工序与设计需要做相对的调整。此外，此连接部分亦可为一弯折的线段，具有至少一折角，且此折角的角度并不限于90度。

根据本发明的另一方面提出一种光干涉式反射单元的修理方法。首先，提供具有本发明的特征的光干涉式反射结构，即其中的每一光干涉式反射单元是由一显示部分与一导线部分所组成，且显示部分与导线部分间是以一连接部分来电性连接。接着，当确认此光干涉式反射结构中的一光干涉式反射单元的显示部分发生短路时，本发明的修理方法，会切断其导线部分与此短路的显示部分之间的连接部分，以避免此短路的显示部分影响与其同行或同列的其他光干涉式反射单元的电位差。

本发明提出一种光干涉式反射单元以及其修理方法，利用其中特殊结构，即分开的显示部分、导线部分以及电性连接两者的连接部分，使得当此显示部分发生短路时，可切断此连接部分以避免影响到其他与其相连的光干涉式反射单元。本发明的结构简单且富有弹性，可依照设计或工序需求调整本发明的连接部分的数量与形状，为一便宜且具应用性的光干涉式反射单元结构与其修理方法。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

附图说明

图1A是绘示已有光干涉式反射单元的剖面示意图；

图1B是绘示图1A中的光干涉式反射单元100在加上电压后的剖面示意图；

图2A是绘示已有利用被动阵列驱动的光干涉式反射结构的示意图；

图2B为沿图2A中的剖面线AA′所得的剖面图；

图3A是绘示已有具有一短路的光干涉式反射单元的光干涉式反射结构的示意图；

图3B为沿图3A中的剖面线BB′所得的剖面图；

图4A是绘示本发明的一较佳实施例的示意图；

图4B是绘示图4A的连接部分被切断后的示意图；

图5A是绘示本发明的另一较佳实施例的示意图；

图5B是绘示本发明的另一较佳实施例的示意图；

图5C是绘示本发明的另一较佳实施例的示意图；

图6A是绘示本发明的另一较佳实施例的示意图；

图6B是绘示本发明的另一较佳实施例的示意图；

图7A是绘示本发明的另一较佳实施例的示意图；以及

图7B是绘示本发明的另一较佳实施例的示意图。

具体实施方式

本发明的光干涉式反射结构，其每一光干涉式反射单元中的一电极，是由一显示部分与一导线部分所组成，且显示部分与导线部分间是以一连接部分来电性连接。再者，上述的每一光干涉式反射单元的电极之间，是利用其导线部分相互连结成一电极线结构，以供光干涉式反射结构操作于被动阵列驱动模式时使用。

图4A是绘示本发明的一较佳实施例的示意图。光干涉式结构400，为一显示面板的一部份，包含多个光干涉式反射单元412。多个光干涉式反射单元，是由多个列状排列的光入射电极线402a、402b与402c以及多个行状排列的光反射电极线404a、404b与404c相互垂直排列所构成，其中光入射电极线402a、402b与402c是为直条的电极线结构。

如图4A所示，本发明的光干涉式反射单元412，其光反射电极包含一显示部分416以及一导线部分414，且显示部分416与导线部分414之间则以一连接部分418相互电性连接。再者，同行(光反射电极线404b)的两相邻光干涉式反射单元，其光反射电极之间是利用两者的导线部分相连，以形成一电极线结构的光反射电极线404。此外，在此实施例中，构成光干涉式反射单元412中的光入射电极的宽度尺寸是大于光反射电极的宽度尺寸。

当确认光干涉式反射结构400中的一光干涉式反射单元412的显示部分416发生短路时，本发明提供一种修理方法，切断导线部分414与短路的显示部分416之间的连接部分418，如图4B所示。如此，即可避免此短路的显示部分416影响与其同行(光反射电极线404b)或同列(光入射电极线402a)的其他光干涉式反射单元的电位差，进而防止其造成整个光干涉式反射结构400在操作时的显示错误。

依照本发明的一较佳实施例，是利用一激光切割工序来切断连接部分418。激光切割工序具有高能量且可聚焦集中为一点的特性，因此可避免于切割时不小心破坏到其他相邻的正常光干涉式反射单元。然而，其他可达到精确切割要求的切割方式亦可运用于本发明中，本发明并不限于只能使用激光切割工序来进行连接部分418的切割。

本发明的具有上述特征的电极，即具有显示部分、导线部分以及连接部分的电极，除了如图4A的实施例的中所示是作为其光反射电极外，依照本发明的另一较佳实施例，亦可位于其光入射电极线之上，而此时其光反射电极线则为直条的电极线结构。此外，本发明尚具有其他多种的实施方式，以下举出其中数种并分别予以说明。

图5A是绘示本发明的另一较佳实施例的示意图。图5A中的光干涉式反射结构500a与图4A中的光干涉式反射结构400的不同处在于，用以构成每一光干涉式反射单元512a的光入射电极线502的宽度尺寸，是大于每一光反射电极线504的宽度尺寸。图4A与图5A说明了本发明并不限定具有显示部分与导线部分的电极的宽度尺寸。当运用具有本发明的特征结构的电极时，其宽度尺寸可大于、小于或等于另一可能不具有本发明的特征结构的其他电极。

图5B是绘示本发明的另一较佳实施例的示意图。图5B中的光干涉式反射结构500b与图4A中的光干涉式反射结构400的不同处在于，在光干涉式反射单元512b中用以电性连接其显示部分516与其导线部分514的连接部分518a，其位置是位于显示部分516的中间。图4A与图5B说明了本发明并不限定连接部分与显示部分之间的电性连接位置。也就是说，具有上述的本发明特征结构的电极，其电性连接位置可视工序与设计需要做相对的调整。

图5C是绘示本发明的另一较佳实施例的示意图。图5C中的光干涉式反射结构500c与图4A中的光干涉式反射结构400的不同处在于，在光干涉式反射单元512c中用以电性连接其显示部分516与其导线部分514的连接部分518b，其数量为两个。图4A与图5B说明了本发明并不限定连接部分的数量，其可为多个。也就是说，具有上述的本发明特征结构的电极，其电性连接位置的数量可视工序与设计需要增加，以加强其显示部分与其导线部分之间的电性连接强度。

图6A与图6B是绘示本发明的另一组较佳实施例的示意图。如前所述，具有上述本发明特征结构的电极，可选择形成于光干涉式反射单元的光反射电极或光入射电极之上，而两个实施例则用以说明光反射电极与光入射电极两者皆具有本发明的特征结构的情形。

如图6A中所示，在光干涉式反射单元612a中，光入射电极线602a具有显示部分616a、导线部分614以及连接部分618，光反射电极线604a则具有显示部分626a、导线部分624以及连接部分628，且其中显示部分616a是大于显示部分626a。在图6B中则绘示光反射电极线604b上的显示部分626b大于光入射电极线602b上的显示部分616b的情形。

上述的数个实施例中的连接部分，除了为一直线段外，亦可视工序或设计所需，改变为一弯折的线段。图7A与图7B是分别绘示一较佳实施例的连接部分的示意图。在图7A中，光反射电极线704上的连接部分718为一弯折的线段，而在图7B中，光入射电极线702上的连接部分728为一弯折的线段。同样的，此弯折线段所具有的折角，其角度并不限于图中的直角，且其数量亦不限于一个，也就是说，具有多个折角的连接部分亦符合本发明的精神与范围。

以下以图6A中的光干涉式反射结构600简单地说明本发明的光干涉式反射结构的制造方法。首先在一基板上，例如透明基板，先形成多个光入射电极线602a，其中每一光入射电极线602a被图案化成多个光入射电极，每一光入射电极具有显示部分616a、导线部分614以及连接部分618，且两同列且相邻的光入射电极之间是以其导线部分相互电性连接成一第一电极线结构。

然后，在此第一电极线结构上形成牺牲层。牺牲层可以采用透明的材质，例如介电材质，或是不透明材质，例如金属材质、多晶硅或非晶硅。接着，再于第一电极线结构及牺牲层中形成多个开口以适用于形成支撑物于其内，例如以一微影蚀刻工序于第一电极线结构及牺牲层中形成多个开口。

接着，在牺牲层以一材质层填满上述的多个开口。材质层是用于形成支撑物，一般可以使用感光材质，例如光阻，或是非感光的聚合物材质，例如聚酯或聚酰等等。若是使用非感光材质形成材质层，则需一微影蚀刻工序在材质层上形成支撑物。

之后，于牺牲层及支撑物之上，再形成多个光反射电极线604a，其中每一光反射电极线604a被图案化成多个光反射电极，每一光反射电极具有显示部分626a、导线部分624以及连接部分628，且两同行且相邻的光反射电极之间是以其导线部分相互电性连接成一第二电极线结构。

最后，以结构释放蚀刻工序(Release Etch Process)，例如一等离子体蚀刻工序，来移除牺牲层而形成腔室(位于牺牲层的位置)。等离子体蚀刻工序是以含有氟基或是氯基的蚀刻剂，例如四氟化碳、三氯化硼、三氟化氮或六氟化硫等蚀刻剂为前驱物以产生一等离子体蚀刻牺牲层。如此，即可完成一如图6A中所示的光干涉式反射结构600。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或等效替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (11)

1.一种光干涉式反射结构，至少包含：

多个光干涉式反射单元，其中每一光干涉式反射单元包含：

一第一电极，具有一第一显示部分、一第一导线部分与至少一第一连接部分，该第一显示部分与该第一导线部分之间是以该第一连接部分相互电性连接；

一第二电极；以及

一支撑物，位于该第一电极以及该第二电极之间形成一腔室；

该第一电极之间是利用该第一导线部分相互电性连接，以形成多个第一电极线结构。

2.如权利要求1所述的光干涉式反射结构，其特征在于每一该第二电极具有第二显示部分与一第二导线部分，该第二显示部分与该第二导线部分之间是以至少一第二连接部分相互电性连接，且该第二电极之间是利用该第二导线部分相互电性连接，以形成多个第二电极线结构。

3.如权利要求1所述的光干涉式反射结构，其特征在于该第一连接部分是为一弯折的线段。

4.一种光干涉式显示面板的制造方法，至少包含以下步骤：

提供一基板；

形成多个第一电极于该基板之上，其中该第一电极之间是相互电性连接，以形成多个第一电极线结构；

形成一牺牲层于该些第一电极之上；

形成多个第一开口于该牺牲层以及每一该第一电极之内；

形成一支撑物于每一该第一开口中；

形成多个第二电极于该牺牲层及该些支撑物之上，其中每一该第二电极具有一第一显示部分与一第一导线部分，该第一显示部分与该第一导线部分之间是以至少一第一连接部分相互电性连接，且该第二电极之间是利用该第一导线部分相互电性连接，以形成多个第二电极线结构；以及

以一结构释放蚀刻工序蚀刻移除该牺牲层。

5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于每一该第一电极具有一第二显示部分与一第二导线部分，该第二显示部分与该第二导线部分之间是以至少一第二连接部分相互电性连接，且该第一电极之间是利用该第二导线部分相互电性连接，以形成该第一电极线结构。

6.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于该第一连接部分是为一弯折的线段。

7.一种光干涉式显示面板的制造方法，至少包含以下步骤：

提供一基板；

形成多个第一电极于该基板之上，其中每一该第一电极具有一第一显示部分与一第一导线部分，该第一显示部分与该第一导线部分之间是以至少一第一连接部分相互电性连接，且该第一电极之间是利用该第一导线部分相互电性连接，以形成多个第一电极线结构；

形成一牺牲层于该第一电极之上；

形成多个第一开口于该牺牲层以及每一该第一电极之内；

形成一支撑物于每一该第一开口中；

形成多个第二电极于该牺牲层及该支撑物之上，其中该第二电极之间是相互电性连接，以形成多个第二电极线结构；以及

以一结构释放蚀刻工序蚀刻移除该牺牲层。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于每一该第二电极具有一第二显示部分与一第二导线部分，该第二显示部分与该第二导线部分之间是以至少一第二连接部分相互电性连接，且该第二电极之间是利用该第二导线部分相互电性连接，以形成该第二电极线结构。

9.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于该第一连接部分是为一弯折的线段。

10.一种光干涉式反射结构的修理方法，光干涉式反射结构具有多个光干涉式反射单元，其中每一该光干涉式反射单元包含一第一电极以及一第二电极，每一该第二电极包含一显示部分与一导线部分，该显示部分与该导线部分之间是以至少一连接部分相互电性连接，且每一该第二电极是利用该导线部分相互电性连接，以形成多个电极线结构，该修理方法至少包含以下步骤：

确认一光干涉式反射结构的一缺陷光干涉式反射单元；以及

切断该缺陷光干涉式反射单元的该连接部分。

11.如权利要求10所述的修理方法，其特征在于该修理方法是利用一激光切断该连接部分。

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