CN103842885A - 干涉式调制器的机械层及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于控制可移动层的系统、方法及装置。在一个方面，机电系统装置包含衬底及定位于所述衬底上方以界定间隙的可移动层。所述可移动层可在所述间隙中在致动位置与松弛位置之间移动，且包含镜面层、罩盖层及安置在所述镜面层与所述罩盖层之间的电介质层。所述可移动层经配置以在所述可移动层处于所述松弛位置中时具有远离所述衬底的方向上的曲率。在一些实施方案中，所述可移动层可经形成以具有朝向所述衬底的正应力梯度，所述正应力梯度可在移除牺牲层时引导所述可移动层的所述曲率向上。

Description

干涉式调制器的机械层及其制造方法

技术领域

本发明涉及机电系统。

背景技术

机电系统(EMS)包含具有电元件及机械元件、致动器、变换器、传感器、光学组件(包含镜)及电子装置的装置。机电系统可以多种尺度制造，包含(但不限于)微尺度及纳米尺度。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含具有在约1微米到数百微米或更大的范围内的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于1微米的大小(包含例如小于数百纳米的大小)的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻及/或蚀除衬底及/或经沉积材料层的部分或添加层的其它微机械加工方法来产生机电元件以形成电装置及机电装置。

一种类型的EMS装置称为干涉式调制器(IMOD)。如本文使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指代使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射光的装置。在一些实施方案中，干涉式调制器可包含一对导电板，所述对导电板的一者或两者可为全部或部分透明及/或具反射性的，且能够在施加适当电信号之后相对运动。在一实施方案中，一板可包含沉积于衬底上的固定层，且另一板可包含通过气隙与所述固定层分离的反射膜。一板相对于另一板的位置可改变入射在所述干涉式调制器上的光的光学干涉。干涉式调制器装置具有广泛的应用，且预期用于改进现有产品及产生新产品，尤其是具有显示能力的产品。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各具有若干创新方面，所述若干创新方面的单个一者不单独作为本文揭示的所要属性。

可在包含衬底及定位于所述衬底上方的机械层的机电系统装置中实施本发明中描述的标的物的一个创新方面。所述机械层与所述衬底间隔并界定所述机械层与所述衬底之间的间隙的一侧，且所述机械层可在所述间隙中在致动位置与松弛位置之间移动。所述机械层包含镜面层、罩盖层及安置在所述镜面层与所述罩盖层的之间的电介质层。所述镜面层面对所述间隙。所述机械层经配置以在其处于所述松弛位置中时具有远离所述衬底的方向上的曲率。

在一些实施方案中，镜面层厚度尺寸比罩盖层厚度尺寸大约1.1倍到约1.2倍之间。在一些实施方案中，所述罩盖层包含用于相对于反射层的应力减小所述罩盖层的应力使得所述机械层在远离所述衬底的方向上弯曲的切口。

本发明中描述的标的物的另一创新方面可实施为制造机电系统装置的方法，机械层具有致动位置及松弛位置。所述方法包含在衬底上方形成支撑结构及在所述支撑结构及所述衬底上方形成机械层。形成所述机械层包含形成镜面层、在所述镜面层上方形成电介质层及在所述电介质层上方形成罩盖层。所述镜面层为在所述机械层面对所述衬底的一侧上。形成所述机械层包含配置所述机械层以在其处于所述松弛位置中时具有远离所述衬底的方向上的曲率。

在一些实施方案中，形成所述机械层包含形成所述镜面层及所述罩盖层使得所述镜面层及所述罩盖层各具有拉伸应力，其中所述镜面层的拉伸应力大于所述罩盖层的拉伸应力，以在所述机械层处于所述松弛位置中时使所述机械层在远离所述衬底的方向上弯曲。在一些实施方案中，镜面层厚度尺寸比罩盖层厚度尺寸大约

到

本发明中描述的标的物的另一创新方面可实施为包含衬底及机械层的机电系统装置，所述机械层与所述衬底间隔且界定所述机械层与所述衬底之间的间隙的一侧。所述机械层可在所述间隙中在致动位置与松弛位置之间移动，且所述机械层包含用于在所述机械层处于所述松弛位置中时在远离所述衬底的方向上引导所述机械层的曲率而使得所述机械层在所述装置的像素中心上方的一部分从所述衬底位移达比所述装置的光学作用区域上方所述机械层与所述衬底之间的平均距离大约10nm到约30nm的装置。

在一些实施方案中，曲率引导装置包含镜面层、罩盖层及安置在所述镜面层与所述罩盖层之间的电介质层。所述镜面层面对所述衬底且具有大于所述罩盖层的厚度尺寸的厚度尺寸。

本发明中描述的标的物的另一创新方面可实施为制造机电系统装置中的机械层的方法。所述方法包含在衬底上方形成牺牲层及在所述牺牲层及所述衬底上方形成机械层。形成所述机械层包含在所述牺牲层上方形成第一层及在所述第一层上方形成第二层，其中所述第一层具有大于所述第二层的应力的一应力使得所述机械层具有在朝向所述衬底的方向上增加的应力梯度。

在一些实施方案中，所述第一层为所述机械层的第一电介质子层，且所述第二层为所述机械层的第二电介质子层。

在一些实施方案中，形成所述机械层进一步包含在形成所述第一层之前形成镜面层及在形成所述第二层之后形成罩盖层。

在附图及下文描述中阐述本说明书中描述的标的物的一个或一个以上实施方案的细节。虽然已主要就基于机电系统(EMS)及微机电系统(MEMS)的显示器而描述本发明中提供的实例，但是本文提供的概念还可应用于其它类型的显示器，例如液晶显示器、有机发光二极管(“OLED”)显示器及场发射显示器。从描述、图式及权利要求书将明白其它特征、方面及优点。注意，下列图式的相对尺寸不一定按比例绘制。

附图说明

图1展示描绘干涉式调制器(IMOD)显示装置的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图的实例。

图2展示说明并有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。

图3展示说明图1的干涉式调制器的可移动反射层位置对施加电压的图的实例。

图4展示说明在施加各种共同及分段电压时干涉式调制器的各种状态的表的实例。

图5A展示说明图2的3×3干涉式调制器显示器中的显示数据帧的图的实例。

图5B展示可用以写入图5A中说明的显示数据帧的共同信号及分段信号的时序图的实例。

图6A展示图1的干涉式调制器显示器的部分横截面的实例。

图6B到6E展示干涉式调制器的不同实施方案的横截面的实例。

图7展示说明干涉式调制器的制造过程的流程图的实例。

图8A到8E展示在制作干涉式调制器的方法中的各个阶段的横截面示意说明的实例。

图9展示说明干涉式调制器的制造过程的流程图的实例。

图10A及10B为干涉式调制器装置的两个实例的机械层位置对电压的图表。

图11A到11L展示根据各种实施方案的制作干涉式调制器的方法中的各个阶段的横截面示意说明的实例。

图12A及12B展示说明包含多个干涉式调制器的显示装置的系统框图的实例。

在各种图式中，相同的参考数字及符号指示相同元件，所述元件根据某些实施方案可具有某些结构或特性差异。

具体实施方式

以下描述针对用于描述本发明的创新方面的目的的某些实施方案。然而，所属领域的一般技术人员将容易认识到，本文中的教示可以许多不同方式应用。所描述的实施方案可在可经配置以显示无论是动态(例如，视频)或静态(例如，静止图像)及无论为文字、图形或图片的图像的任何装置或系统中实施。更特定来说，预期所描述的实施方案可包含于多种电子装置中或与多种电子装置相关联，所述电子装置例如(但不限于)：移动电话、多媒体具有因特网能力的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能型手机、

装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持型或便携式计算机、上网本、笔记本计算机、智能本、平板计算机、打印机、复印机、扫描仪、传真装置、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄录像机、游戏主控台、腕表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(即，电子书阅读器)、计算机监视器、汽车显示器(包含里程表及速度计显示器等等)、驾驶舱控制装置及/或显示器、摄影机视图显示器(例如车辆中的后视摄影机的显示器)、电子相册、电子广告牌或标志牌、投影仪、建筑结构、微波炉、冰箱、立体声系统、卡带录摄影机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣器、干衣器、洗衣器/干衣器、停车计费表、封装(例如在机电系统(EMS)、微机电系统(MEMS)及非MEMS应用中)、美学结构(例如，一件珠宝上的图像显示)及多种EMS装置。本文中的教示还可用于非显示器应用中，例如(但不限于)电子切换装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、运动感测装置、磁力计、消费型电子装置的惯性组件、消费型电子装置产品的零件、可变电抗器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造过程、电子测试设备。因此，所述教示并不既定限于仅在图式中描绘的实施方案，而是如所属领域的一般技术人员将容易明白般具有广泛适用性。

本发明揭示具有弯曲远离安置在衬底上的光学堆叠的机械层的机电装置。所述机械层可包含面对衬底的反射层、所述反射层上方的电介质层及所述电介质层上方的罩盖层。在所述装置的制造期间，机械层可沉积在牺牲层上方，所述牺牲层随后可经移除以形成间隙。虽然在一些实施方案中所述机械层的一部分在移除牺牲层之前可实质上平坦，但是所述机械层可经配置以在移除牺牲层之后弯曲远离光学堆叠及衬底(其可称为机械层的“发射”)。可以任何适当方式(例如，包含通过选择机械层的诸层的特定材料、厚度、应力及/或几何形状)来控制机械层向上及远离衬底而发射。举例来说，在一些实施方案中，所述机械层可经形成以具有朝向所述衬底的正应力梯度，所述正应力梯度在牺牲层被移除时可引导机械层的曲率向上。引导机械层的曲率远离衬底可导致包含此类装置的显示器的面板边限、对比率、色域及/或色彩饱和度的改善。举例来说，已发现，在移除牺牲层之后在约10nm到约30nm的范围中的机械层远离衬底的位移(定义为从机械层的中心到平均机械层位置)可提供相对于平坦或在移除牺牲层之后朝向衬底向下弯曲的机械层的改善性能。

本发明中描述的标的物的特定实施方案可经实施以在移除牺牲层之后控制机械层的曲率及/或形状。此外，一些实施方案可用以减小在致动位置与松弛位置之间切换机械层所需的电压。而且，一些实施方案可减小机械层与衬底之间的静摩擦及/或改善面板边限。此外，根据一些实施方案，可改善显示器的光学性质，包含(例如)改善暗状态、对比率、色域及/或色彩饱和度。

可应用所描述的实施方案的适当EMS或MEMS装置的实例为反射显示装置。反射显示装置可并入有干涉式调制器(IMOD)以使用光学干涉的原理选择性地吸收及/或反射入射在其上的光。IMOD可包含吸收体、可相对于所述吸收体移动的反射体及界定于吸收体与反射体之间的光学谐振腔。反射体可移动到两个或两个以上不同位置，这可改变光学谐振腔的大小且借此影响干涉式调制器的反射。IMOD的反射光谱可产生相当宽的光谱带，所述光谱带可跨可见波长偏移以产生不同色彩。可通过改变光学谐振腔的厚度来调整光谱带的位置。一种改变光学谐振腔的方式是通过改变反射体的位置。

图1展示描绘干涉式调制器(IMOD)显示装置的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图的实例。所述IMOD显示装置包含一个或一个以上干涉式MEMS显示元件。在这些装置中，MEMS显示元件的像素可处于亮状态或暗状态中。在亮(“松弛”、“打开”或“开启”)状态中，显示元件将入射可见光的大部分反射到(例如)用户。相反，在暗(“致动”、“闭合”或“关闭”)状态中，显示元件反射很少的入射可见光。在一些实施方案中，可颠倒开启状态及关闭状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要在特定波长下反射，从而允许除黑色及白色以外还进行彩色显示。

IMOD显示装置可包含IMOD的行/列阵列。每一IMOD可包含一对反射层(即，可移动反射层及固定部分反射层)，所述对反射层定位于彼此相距可变且可控制距离处以形成气隙(也称为光学间隙或腔)。可移动反射层可在至少两个位置之间移动。在第一位置(即，松弛位置)中，可移动反射层可定位于距固定部分反射层相对较大距离处。在第二位置(即，致动位置)中，可移动反射层可定位成更接近部分反射层。从所述两个层反射的入射光可取决于可移动反射层的位置而相长或相消干涉，从而针对每一像素产生总体反射或非反射状态。在一些实施方案中，IMOD在未致动时可处于反射状态中，反射可见光谱内的光，且在未致动时可处于暗状态中，吸收及/或相消地干涉可见范围内的光。然而，在一些其它实施方案中，IMOD可在未致动时处于暗状态中，且在致动时处于反射状态中。在一些实施方案中，引入施加电压可驱动像素以改变状态。在一些其它实施方案中，所施加电荷可驱动像素以改变状态。

图1中的像素阵列的所描绘部分包含两个相邻干涉式调制器12。在左侧的IMOD12(如说明)中，可移动反射层14经说明为处于距光学堆叠16(其包含部分反射层)预定距离的松弛位置中。跨左侧的IMOD12施加的电压V₀不足以引起可移动反射层14的致动。在右侧的IMOD12中，可移动反射层14经说明为处于接近或相邻于光学堆叠16的致动位置中。跨右侧的IMOD12施加的电压V_bias足以将可移动反射层14维持在致动位置中。

在图1中，像素12的反射性质大体用箭头13说明，箭头13指示入射在像素12上的光及从左侧像素12反射的光15。虽然未详细说明，但是所属领域的一般技术人员应了解入射在像素12上的光13的大部分将朝向光学堆叠16而透射穿过透明衬底20。入射在光学堆叠16上的光的一部分将透射穿过光学堆叠16的部分反射层，且一部分将被反射回来穿过透明衬底20。透射穿过光学堆叠16的光13的部分将在可移动反射层14处朝向透明衬底20被反射回来(并穿过透明衬底20)。从光学堆叠16的部分反射层反射的光与从可移动反射层14反射的光之间的干涉(相长或相消)将确定从像素12反射的光15的(若干)波长。

光学堆叠16可包含单个层或若干层。所述(若干)层可包含电极层、部分反射及部分透射层及透明电介质层中的一者或一者以上。在一些实施方案中，光学堆叠16是导电、部分透明及具部分反射性，且可(例如)通过将上述层中的一者或一者以上沉积在透明衬底20上而制造。电极层可由多种材料(例如各种金属，例如铟锡氧化物(ITO))形成。部分反射层可由部分反射的多种材料(例如各种金属(例如铬(Cr))、半导体及电介质)形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且所述层中的每一者可由单个材料或材料组合形成。在一些实施方案中，光学堆叠16可包含单个半透明金属或半导体厚度，其用作光学吸收体及电导体两者，而(例如，光学堆叠16或IMOD的其它结构的)不同、导电性更强的层或部分可用以在IMOD像素之间载送信号。光学堆叠16还可包含覆盖一个或一个以上导电层或导电/光学吸收层的一个或一个以上绝缘或电介质层。

在一些实施方案中，如下文进一步描述，光学堆叠16的(若干)层可经图案化为平行条带，且可形成显示装置中的行电极。如所属领域的一般技术人员所了解，本文中使用术语“图案化”以指代遮蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中，例如铝(Al)等高度导电及反射材料可用于可移动反射层14，且这些条带可形成显示装置中的列电极。可移动反射层14可形成为一沉积金属层或若干沉积金属层的一系列平行条带(正交于光学堆叠16的行电极)，以形成沉积在柱18的顶部上的列及沉积在柱18之间的介入牺牲材料。当蚀除牺牲材料时，可在可移动反射层14与光学堆叠16之间形成界定间隙19或光学腔。在一些实施方案中，柱18之间的间距可为约1μm到1000μm，而间隙19可小于约10,000埃

在一些实施方案中，IMOD的每一像素(无论处于致动状态中或松弛状态中)本质上是通过固定反射层及移动反射层形成的电容器。如通过图1左侧的像素12所说明，当未施加电压时，可移动反射层14保持在机械松弛状态中，可移动反射层14与光学堆叠16之间具有间隙19。然而，当将电势差(电压)施加于选定行及列中的至少一者时，形成于对应像素处的行电极与列电极的交叉处的电容器开始充电，且静电力将电极牵拉在一起。如果所述施加电压超过阈值，那么可移动反射层14可变形且移动接近光学堆叠16或抵靠光学堆叠16而移动。如通过图1右侧的致动像素12所说明，光学堆叠16内的电介质层(未展示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离。不管所施加的电势差的极性如何，行为均相同。虽然在一些例子中可将阵列中的一系列像素称为“行”或“列”，但是所属领域的一般技术人员将容易了解将一个方向称为“行”且将另一方向称为“列”为任意的。换句话说，在一些定向上，行可视为列，且列可视为行。而且，显示元件可均匀地布置为正交行及列(“阵列”)，或布置为(例如)相对于彼此具有特定位置偏移的非线性配置(“马赛克”)。术语“阵列”及“马赛克”可指代任一配置。因此，虽然显示器称为包含“阵列”或“马赛克”，但是在任何例子中，元件本身无需布置成彼此正交或安置成均匀分布，而是可包含具有不对称形状及不均匀分布元件的布置。

图2展示说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。所述电子装置包含可经配置以执行一个或一个以上软件模块的处理器21。除执行操作系统外，处理器21还可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含网页浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。

处理器21可经配置以与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包含提供信号给(例如)显示阵列或面板30的行驱动器电路24及列驱动器电路26。图1中说明的IMOD显示装置的横截面通过图2中的线1-1加以展示。虽然图2为清楚起见而说明IMOD的3×3阵列，但是显示阵列30可含有极大数目个IMOD，且行中的IMOD数目可不同于列中的IMOD数目，且反之亦然。

图3展示说明图1的干涉式调制器的可移动反射层位置对施加电压的图的实例。对于MEMS干涉式调制器，行/列(即，共同/分段)写入程序可利用如图3中说明的这些装置的磁滞性质。在一个实例实施方案中，干涉式调制器可使用约10伏特电势差以致使可移动反射层或镜从松弛状态改变为致动状态。当电压从所述值减小时，可移动反射层在电压下降回到(在此实例中)10伏特以下时维持其状态，然而，所述可移动反射层直到电压下降到2伏特以下才完全松弛。因此，如图3中所示，在此实例中，存在大约3伏特到7伏特的电压范围，在所述范围中存在其中装置在松弛状态中或致动状态中均为稳定的施加电压窗。在本文中，将所述窗称为“磁滞窗”或“稳定窗”。对于具有图3的磁滞特性的显示阵列30，行/列写入程序可经设计以一次寻址一个或一个以上行，使得在寻址给定行期间，所寻址行中待致动的像素暴露于约(在此实例中)10伏特的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏特的电压差。在寻址之后，可将所述像素暴露于稳定状态或大约5伏特(在此实例中)的偏压电压差，使得所述像素保持在先前选通状态中。在此实例中，在经寻址之后，每一像素经历约3伏特到7伏特的“稳定窗”内的电势差。此磁滞性质特征使像素设计(例如，图1中说明的像素设计)能够在相同施加电压条件下在致动或松弛预先存在状态中保持稳定。因为每一IMOD像素(无论处于致动状态中还是松弛状态中)本质上是通过固定反射层及移动反射层形成的电容器，所以在磁滞窗内的稳定电压下可保持此稳定状态而不实质上消耗或损耗电力。而且，如果所述施加电压电势保持实质上固定，那么基本上很少电流或无电流流入IMOD像素中。

在一些实施方案中，可根据给定行中的像素的状态的所要变化(如果存在)，通过沿列电极集合以“分段”电压的形式施加数据信号来产生图像的帧。可轮流寻址阵列的每一行，使得一次一行地写入帧。为将所要数据写入到第一行中的像素，可将对应于所述第一行中的像素的所要状态的分段电压施加于列电极上，且可将呈特定“共同”电压或信号形式的第一行脉冲施加到第一行电极。接着，可改变分段电压集合以对应于第二行中的像素的状态的所要变化(如果存在)，且可将第二共同电压施加到第二行电极。在一些实施方案中，第一行中的像素未受沿列电极施加的分段电压的变化影响，且保持在其在第一共同电压行脉冲期间所设定的状态。可针对整个系列的行或列以连续方式重复此过程以产生图像帧。可使用新图像数据通过以每秒某一所要数目的帧持续重复此过程来刷新及/或更新所述帧。

跨每一像素施加的分段及共同信号的组合(即，跨每一像素的电势差)确定每一像素的所得状态。图4展示说明在施加各种共同电压及分段电压时干涉式调制器的各种状态的表的实例。如所属领域的一般技术人员容易了解，可将“分段”电压施加于列电极或行电极，且可将“共同”电压施加于列电极或行电极的另一者。

如图4中(以及图5B中所示的时序图中)所说明，当沿共同线施加释放电压VC_REL时，与沿分段线施加的电压(即，高分段电压VS_H及低分段电压VS_L)无关，沿所述共同线的干涉式调制器的机械层均将被置于松弛状态(或者称为释放状态或未致动状态)中。特定来说，当沿共同线施加释放电压VC_REL时，跨调制器像素的电势电压(或者称为像素电压)在沿所述像素的对应分段线施加高分段电压VS_H及低分段电压VS_L时均处于松弛窗(参见图3，也称为释放窗)内。

当在共同线上施加保持电压(例如高保持电压VC_{HOLD_H}或低保持电压VC_{HOLD_L})时，干涉式调制器的状态将保持恒定。举例来说，松弛IMOD将保持在松弛位置中，且致动IMOD将保持在致动位置中。保持电压可经选择使得在沿对应分段线施加高分段电压VS_H及低分段电压VS_L时，像素电压将保持在稳定窗内。因此，分段电压摆动(即，高分段电压VS_H与低分段电压VS_L之间的差)小于正稳定窗或负稳定窗的宽度。

当在共同线上施加寻址或致动电压(例如高寻址电压VC_{ADD_H}或低寻址电压VC_{ADD_L})时，可沿所述线通过沿相应分段线施加分段电压而将数据选择性地写入到调制器。分段电压可经选择使得致动取决于所施加的分段电压。当沿共同线施加寻址电压时，施加一个分段电压将导致稳定窗内的像素电压，从而致使像素保持未致动。相比之下，施加另一分段电压将导致超出稳定窗的像素电压，进而导致像素的致动。引起致动的特定分段电压可取决于所使用的寻址电压而改变。在一些实施方案中，当沿共同线施加高寻址电压VC_{ADD_H}时，施加高分段电压VS_H可致使调制器保持于其当前位置中，而施加低分段电压VS_L可致使所述调制器致动。作为推论，当施加低寻址电压VC_{ADD_L}时，分段电压的效应可相反，其中高分段电压VS_H致使所述调制器致动，且低分段电压VS_L对所述调制器的状态不具有效应(即，保持稳定)。

在一些实施方案中，可使用跨调制器产生相同极性电势差的保持电压、地址电压及分段电压。在一些其它实施方案中，可使用不时地使调制器的电势差的极性交替的信号。跨调制器的极性的交替(即，写入程序的极性的交替)可减小或抑制在单个极性的重复写入操作之后可发生的电荷积累。

图5A展示说明图2的3×3干涉式调制器显示器中的显示数据帧的图的实例。图5B展示可用以写入图5A中说明的显示数据帧的共同信号及分段信号的时序图的实例。所述信号可被施加于(例如)图2的3×3阵列，这最终将导致图5A中说明的显示布置的线时间60e。图5A中的经致动调制器处于暗状态中，即，其中反射光的大部分在可见光谱之外从而导致对(例如)观看者的暗外观。在写入图5A中说明的帧之前，像素可处于任何状态中，但是图5B的时序图中说明的写入程序假定每一调制器已在第一线时间60a之前释放且驻留在未致动状态中。

在第一线时间60a期间：将释放电压70施加于共同线1上；施加于共同线2的电压开始处于高保持电压72且移动到释放电压70；及沿共同线3施加低保持电压76。因此，在第一线时间60a的持续时间之内，沿共同线1的调制器(共同1，分段1)、(共同1，分段2)及(共同1，分段3)保持在松弛或未致动状态中，沿共同线2的调制器(共同2，分段1)、(共同2，分段2)及(共同2，分段3)将移动到松弛状态，且沿共同线3的调制器(共同3，分段1)、(共同3，分段2)及(共同3，分段3)将保持在其先前状态中。参考图4，沿分段线1、2及3施加的分段电压将对干涉式调制器的状态不具有效应，这是因为在线时间60a期间，共同线1、2或3未暴露于引起致动的电压电平(即，VC_REL-松弛及VC_{HOLD_L}-稳定)。

在第二线时间60b期间，共同线1上的电压移动到高保持电压72，且沿共同线1的全部调制器与所施加的分段电压无关而保持在松弛状态中，这是因为在共同线1上未施加寻址或致动电压。沿共同线2的调制器由于释放电压70的施加而保持在松弛状态中，且沿共同线3的调制器(共同3，分段1)、(共同3，分段2)及(共同3，分段3)将在沿共同线3的电压移动到释放电压70时松弛。

在第三线时间60c期间，通过在共同线1上施加高地址电压74而寻址共同线1。因为在施加此地址电压期间沿分段线1及2施加低分段电压64，所以跨调制器(共同1，分段1)及(共同1，分段2)的像素电压大于调制器的正稳定窗的高端(即，电压差超过预定义阈值)，且调制器(共同1，分段1)及(共同1，分段2)得以致动。相反，因为沿分段线3施加高分段电压62，所以跨调制器(共同1，分段3)的像素电压小于跨调制器(共同1，分段1)及(共同1，分段2)的电压且保持在调制器的正稳定窗内；因此，调制器(共同1，分段3)保持松弛。又在线时间60c期间，沿共同线2的电压降低到低保持电压76，且沿共同线3的电压保持在释放电压70，从而使沿共同线2及3的调制器处于松弛位置中。

在第四线时间60d期间，共同线1上的电压返回到高保持电压72，使沿共同线1的调制器处于其相应寻址状态中。共同线2上的电压降低到低地址电压78。因为沿分段线2施加高分段电压62，所以跨调制器(共同2，分段2)的像素电压低于调制器的负稳定窗的低端，从而致使调制器(共同2，分段2)致动。相反，因为沿分段线1及3施加低分段电压64，所以调制器(共同2，分段1)及(共同2，分段3)保持在松弛位置中。共同线3上的电压增加到高保持电压72，使沿共同线3的调制器处于松弛状态中。

最终，在第五线时间60e期间，共同线1上的电压保持在高保持电压72，且共同线2上的电压保持在低保持电压76，使沿共同线1及2的调制器处于其相应寻址状态中。共同线3上的电压增加到高地址电压74以寻址沿共同线3的调制器。由于在分段线2及3上施加低分段电压64，所以调制器(共同3，分段2)及(共同3，分段3)致动，而沿分段线1施加的高分段电压62致使调制器(共同3，分段1)保持在松弛位置中。因此，在第五线时间60e结束时，3×3像素阵列处于图5A中所示的状态中，且只要沿共同线施加保持电压便将保持在所述状态中，而与当寻址沿其它共同线(未展示)的调制器时可能发生的分段电压的变化无关。

在图5B的时序图中，给定写入程序(即，线时间60a到60e)可包含使用高保持电压及高地址电压或低保持电压及低地址电压。一旦已针对给定共同线完成所述写入程序(且将共同电压设定为具有与致动电压相同的极性的保持电压)，像素电压便保持在给定稳定窗内，且不通过松弛窗直到在所述共同线上施加释放电压。而且，由于每一调制器在寻址调制器之前作为写入程序的部分而释放，所以调制器的致动时间(而非释放时间)可确定线时间。具体来说，在其中调制器的释放时间大于致动时间的实施方案中，如图5B中所描绘，可施加释放电压达长于单个线时间。在一些其它实施方案中，可改变沿共同线或分段线施加的电压以考虑不同调制器(例如不同色彩的调制器)的致动电压及释放电压的变化。

根据上文陈述的原理进行操作的干涉式调制器的结构的细节可能大不相同。举例来说，图6A到6E展示干涉式调制器的不同实施方案的横截面的实例，包含可移动反射层14及其支撑结构。图6A展示图1的干涉式调制器显示器的部分横截面的实例，其中金属材料的条带(即，可移动反射层14)沉积在从衬底20正交地延伸的支撑件18上。在图6B中，每一IMOD的可移动反射层14大致为正方形或矩形形状，且在隅角处或隅角附近附接到支撑件的系栓32上。在图6C中，可移动反射层14大致为正方形或矩形形状且从可变形层34上悬挂下来，所述可变形层34可包含柔性金属。可变形层34可围绕可移动反射层14的周长而直接或间接连接到衬底20。这些连接在本文中称为支撑柱。图6C中所示的实施方案具有得自可移动反射层14的光学功能与其机械功能(其是通过可变形层34实行)的去耦合的额外益处。此去耦合允许用于反射层14的结构设计及材料及用于可变形层34的结构设计及材料独立于彼此而优化。

图6D展示IMOD的另一实例，其中可移动反射层14包含反射子层14a。可移动反射层14搁在支撑结构(例如支撑柱18)上。支撑柱18提供可移动反射层14与下部固定电极(即，所说明IMOD中的光学堆叠16的部分)的分离，使得(例如)当可移动反射层14处于松弛位置中时在可移动反射层14与光学堆叠16之间形成间隙19。可移动反射层14还可包含导电层14c及支撑层14b，所述导电层14c可经配置以用作电极。在此实例中，导电层14c安置在支撑层14b的远离衬底20的一侧上，且反射子层14a安置在支撑层14b的接近衬底20的另一侧上。在一些实施方案中，反射子层14a可导电且可安置在支撑层14b与光学堆叠16之间。支撑层14b可包含电介质材料(例如，氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO₂))的一个或一个以上层。在一些实施方案中，支撑层14b可为层的堆叠，例如SiO₂/SiON/SiO₂三层堆叠。反射子层14a及导电层14c中的任一者或两者可包含(例如)具有约0.5％铜(Cu)的铝(Al)合金，或另一反射金属材料。在电介质支撑层14b上方及下方采用导电层14a、14c可平衡应力并提供增强的导电性。在一些实施方案中，针对多种设计目的(例如在可移动反射层14内实现特定应力分布)，反射子层14a及导电层14c可由不同材料形成。

如图6D中说明，一些实施方案还可包含黑色掩模结构23。黑色掩模结构23可形成于光学非作用区域中(例如，像素之间或柱18下方)以吸收环境光或杂散光。黑色掩模结构23还可通过抑制光从显示器的非作用部分反射或透射穿过显示器的非作用部分而改善显示装置的光学性质，借此增加对比率。此外，黑色掩模结构23可导电且经配置以用作电汇流层。在一些实施方案中，行电极可连接到黑色掩模结构23以减小所连接的行电极的电阻。黑色掩模结构23可使用多种方法形成，包含沉积及图案化技术。黑色掩模结构23可包含一个或一个以上层。举例来说，在一些实施方案中，黑色掩模结构23包含用作光学吸收体的钼铬(MoCr)层、二氧化硅SiO₂层及用作反射体及汇流层的铝合金，所述层的厚度分别在约

到

到

及

到

的范围中。可使用多种技术来图案化一个或一个以上层，所述技术包含光刻及干式蚀刻，所述干式蚀刻(例如)包含用于MoCr及SiO₂层的四氟化碳(CF₄)及/或氧气(O₂)以及用于铝合金层的氯气(Cl₂)及/或三氯化硼(BCl₃)。在一些实施方案中，黑色掩模23可为标准量具或干涉式堆叠结构。在此类干涉式堆叠黑色掩模结构23中，可使用导电吸收体以在每一行或列的光学堆叠16中的下部固定电极之间发射或载送信号。在一些实施方案中，间隔层35可用以使吸收层16a与黑色掩模23中的导电层大体上电隔离。

图6E展示IMOD的另一实例，其中可移动反射层14是自支撑的。与图6D相反，图6E的实施方案并不包含支撑柱18。而是，可移动反射层14在多个位置处接触下伏光学堆叠16，且当跨干涉式调制器的电压不足以引起致动时，可移动反射层14的曲率提供足够支撑使得可移动反射层14返回到图6E的未致动位置。此处为清楚起见，将可含有多个若干不同层的光学堆叠16展示为包含光学吸收体16a及电介质16b。在一些实施方案中，光学吸收体16a可用作固定电极及用作部分反射层两者。在一些实施方案中，光学吸收体16a可比可移动反射层14薄一数量级。在一些实施方案中，光学吸收体16a比反射子层14a薄。

在例如图6A到6E中所示的实施方案中，IMOD用作直视型装置，其中从透明衬底20的前侧(即，与其上形成调制器的侧相对的侧)观看图像。在这些实施方案中，装置的背面部分(即，显示装置的在可移动反射层14后面的任何部分，包含例如图6C中说明的可变形层34)可经配置及操作而不冲击或负面影响显示装置的图像质量，这是因为反射层14光学地遮蔽所述装置的所述部分。举例来说，在一些实施方案中，可在可移动反射层14后面包含总线结构(未说明)，所述总线结构提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质(例如电压寻址及由此寻址所引起的移动)分离的能力。此外，图6A到6E的实施方案可简化例如图案化等处理。

图7展示说明干涉式调制器的制造过程80的流程图的实例，且图8A到8E展示此制造过程80的对应阶段的横截面示意说明的实例。在一些实施方案中，制造过程80可经实施以制造机电系统装置，例如图1及6中说明的一般类型的干涉式调制器。机电系统装置的制造还可包含图7中未展示的其它框。参考图1、6及7，过程80开始于框82，其中在衬底20上方形成光学堆叠16。图8A说明形成于衬底20上方的此光学堆叠16。衬底20可为透明衬底(例如玻璃或塑料)，其可为柔性或相对较硬及不可弯曲的，且可能已经历先前制备过程(例如，清洗)以便于光学堆叠16的有效形成。如上所论述，光学堆叠16可导电、部分透明且部分反射，且可通过(例如)将具有所要性质的一个或一个以上层沉积在透明衬底20上而制造。在图8A中说明的实施方案中，光学堆叠16包含具有子层16a及16b的多层结构，但是在一些其它实施方案中，可包含更多或更少个子层。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可经配置而具有光学吸收及导电性质两者，例如组合导体/吸收体子层16a。此外，可将子层16a、16b中的一者或一者以上图案化为平行条带，且可形成显示装置中的行电极。可通过遮蔽及蚀刻工艺或此项技术中已知的另一适当工艺执行此图案化。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可为绝缘层或电介质层，例如沉积在一个或一个以上金属层(例如，一个或一个以上反射层及/或导电层)上方的子层16b。此外，可将光学堆叠16图案化为形成显示器的行的个别及平行条带。

过程80在框84处继续以在光学堆叠16上方形成牺牲层25。随后移除牺牲层25(见框90)以形成腔19，且因此在图1中说明的所得干涉式调制器12中未展示牺牲层25。图8B说明包含形成于光学堆叠16上方的牺牲层25的部分制造的装置。在光学堆叠16上方形成牺牲层25可包含按经选择以在后续移除之后提供具有所要设计大小的间隙或腔19(还参见图1及8E)的厚度而沉积二氟化氙(XeF₂)(可蚀刻材料)，例如钼(Mo)或非晶硅(Si)。可使用多种沉积技术实行对牺牲材料的沉积，例如物理气相沉积(PVD，其包含许多不同的技术，例如溅镀)、等离子增强型化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂。

过程80在框86处继续以形成支撑结构(例如，如图1、6及8C中说明的柱18)。形成柱18可包含图案化牺牲层25以形成支撑结构孔隙，接着使用沉积方法(例如PVD、PECVD、热CVD或旋涂)将材料(例如聚合物或无机材料，例如氧化硅)沉积到所述孔隙中以形成柱18。在一些实施方案中，形成于所述牺牲层中的支撑结构孔隙可延伸穿过牺牲层25及光学堆叠16两者而到下伏衬底20，使得柱18的下端如图6A中说明般接触衬底20。或者，如图8C中描绘，形成于牺牲层25中的孔隙可延伸穿过牺牲层25，但未穿过光学堆叠16。举例来说，图8E说明与光学堆叠16的上表面接触的支撑柱18的下端。可通过在牺牲层25上方沉积支撑结构材料层且图案化经定位而远离牺牲层25中的孔隙的支撑结构材料的部分来形成柱18或其它支撑结构。如图8C中说明，支撑结构可定位于孔隙内，但是还可至少部分延伸在牺牲层25的一部分上方。如上所述，牺牲层25及/或支撑柱18的图案化可通过图案化及蚀刻工艺执行，但是也可通过替代性蚀刻方法执行。

过程80在框88处继续以形成可移动反射层或膜(例如图1、6及8D中说明的可移动反射层14)。可通过采用一个或一个以上沉积步骤连同一个或一个以上图案化、遮蔽及/或蚀刻步骤一起而形成可移动反射层14，所述沉积步骤包含(例如)反射层(例如，铝、铝合金或其它反射材料)沉积。可移动反射层14可导电且可称为导电层。在一些实施方案中，可移动反射层14可包含如图8D中所示的多个子层14a、14b、14c。在一些实施方案中，子层中的一者或一者以上(例如子层14a、14c)可包含针对其光学性质而选择的高反射子层，且另一子层14b可包含针对其机械性质而选择的机械子层。因为牺牲层25仍存在于在框88处形成的部分制造的干涉式调制器中，所以可移动反射层14在此阶段通常不可移动。含有牺牲层25的部分制造的IMOD在本文也可称为“未释放”IMOD。如上文结合图1所述，可将可移动反射层14图案化为形成显示器的列的个别及平行条带。

过程80在框90处继续以形成腔(例如，如图1、6及8E中说明的腔19)。可通过使牺牲材料25(在框84处沉积)暴露于蚀刻剂而形成腔19。举例来说，可通过干式化学蚀刻，例如通过使牺牲层25暴露于气态或汽态蚀刻剂(例如源自固体XeF₂的蒸气)达有效移除所要量的材料的时段来移除例如Mo或非晶Si等可蚀刻牺牲材料。所述牺牲材料通常相对于包围腔19的结构选择性地移除。还可使用其它蚀刻方法，例如湿式蚀刻及/或等离子蚀刻。因为牺牲层25在框90期间移除，所以可移动反射层14在此阶段之后通常为可移动的。在移除牺牲材料25之后，所得完全或部分制造的IMOD在本文可称为“释放”IMOD。

本发明揭示具有弯曲远离衬底的机械层的机电装置。在一些实施方案中，所述机械层包含反射层、罩盖层及安置在镜面层与罩盖层之间的电介质层。所述机械层可沉积在牺牲层上方以界定第一高度。在移除牺牲层之后，机械层可经配置以弯曲远离衬底，使得机械层从衬底位移达大于第一高度的第二高度。可通过选择机械层的特定特征(包含例如所述机械层的诸层的材料、厚度、应力及/或几何形状)来控制机械层的向上发射。

图9展示说明干涉式调制器的制造过程100的流程图的实例。图9中说明的过程100开始于框102，其中在衬底上形成光学堆叠，在本文中也可称为在衬底“上方”形成所述光学堆叠。所述衬底可为(例如)包含玻璃或塑料的透明衬底。虽然所述过程100经说明为开始于框102，但是所述衬底可经受先前制备步骤(例如清洗步骤)以便于光学堆叠的有效形成。此外，在一些实施方案中，可在衬底上方形成光学堆叠之前在衬底上提供一个或一个以上层。举例来说，可在形成光学堆叠之前在衬底的一部分上安置黑色掩模。

如上所论述，干涉式调制器的光学堆叠可导电、部分透明及具部分反射性，且可通过(例如)将一个或一个以上层沉积在衬底上而制造。在一些实施方案中，光学堆叠包含覆盖经配置以用作干涉式调制器的固定电极的导电层的绝缘或电介质层。固定电极层可经图案化为平行条带以形成显示装置中的行电极。如本文使用且如所属领域的一般技术人员所了解，术语“图案化”在本文中用以指代遮蔽以及蚀刻过程。

图9中说明的过程100在框104继续，其中在光学堆叠上方形成牺牲层。在光学堆叠上方形成牺牲层可包含沉积例如钼(Mo)或非晶硅(a-Si)的氟可蚀刻材料。如下文将参考框110描述，随后移除所述牺牲层以形成间隙。在一些实施方案中，可沉积多个牺牲层以实现不同干涉式调制器的不同间隙大小。在一些实施方案中，每一间隙大小可表示不同反射色彩。

图9中说明的过程100在框106继续，其中在衬底上方形成支撑结构。所述支撑结构可包含安置干涉式调制器的光学作用区域周围(例如，干涉式调制器阵列的像素的隅角处)的多个支撑柱。形成支撑结构可包含以下步骤：图案化牺牲层以形成支撑结构孔隙；接着使用例如等离子增强型化学气相沉积(PECVD)、热CVD或旋涂的沉积方法将材料(例如氧化硅)沉积到所述孔隙中。在一些实施方案中，形成于牺牲层中的支撑结构孔隙延伸穿过牺牲层及光学堆叠两者而到达例如所述衬底或黑色掩模的下伏结构，使得支撑柱的下端接触下伏层。在一些其它实施方案中，形成于牺牲层中的孔隙延伸穿过牺牲层但未穿过光学堆叠。

过程100在框108继续，其中形成机械层。机械层可形成在支撑结构及牺牲层上方，且在一些实施方案中可包含反射层或镜面层、罩盖层及安置在所述镜面层与所述罩盖层之间的电介质层。机械层可接触在框106中形成于所述阵列的像素的光学非作用部分上方的支撑结构。可通过采用例如反射层(例如铝或铝合金)沉积的一个或一个以上沉积步骤连同一个或一个以上图案化、遮蔽及/或蚀刻步骤一起形成所述机械层。因为牺牲层仍存在于在框108形成的部分制造干涉式调制器中，所以所述机械层在此阶段通常不可移动。

图9中说明的过程100在框110继续，其中移除牺牲层以在机械层与光学堆叠之间形成腔或间隙。可通过使牺牲材料(例如在框104沉积的牺牲材料)暴露于蚀刻剂而形成间隙。举例来说，可通过干式化学蚀刻(例如，通过使牺牲层暴露于氟基气态或汽态蚀刻剂(例如源自固体二氟化氙(XeF₂)的蒸气))来移除可蚀刻牺牲材料，例如钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)、多晶硅(poly-Si)或非晶硅(a-Si)。为蚀刻所述牺牲材料，可对所述蚀刻剂提供到达埋入式牺牲材料的路径。在一些实施方案中，可在支撑结构中或周围提供蚀刻开口以提供到牺牲层的接达。还可使用其它蚀刻方法，例如湿式蚀刻及/或等离子蚀刻。

在移除牺牲层之前，牺牲层可提供反作用力，所述反作用力可防止机械层在力(例如由所述机械层的一个或一个以上子层中的残留应力所致的机械力)的影响下偏转(或移动)。然而，在移除牺牲层之后，机械层的应力诱发力可引起机械层从牺牲层上的其先前位置移动。

当(以任何适当方式)移除牺牲层并释放机械层时，可引导所述机械层向上远离光学堆叠及衬底。举例来说，反射层及罩盖层可经选择而由具有拉伸应力的材料形成，且反射层的厚度可经选择而大于罩盖层的厚度使得反射层在远离衬底的方向上对机械层施加机械力。

在一些实施方案中，所释放机械层的曲率受控于罩盖层、电介质层及/或镜面层的选定应力特性。举例来说，当罩盖层及镜面层由具有特定拉伸应力的材料形成时，配置所述反射层使之具有较大拉伸应力可引起机械层向上偏转。可在制造期间通过控制特定处理参数(包含例如等离子功率、压力、处理气体组合物、等离子气体比及/或温度)来控制镜面层、电介质层及/或罩盖层的应力。在一些实施方案中，可通过在沉积之后退火反射层及/或罩盖层而使反射层及/或罩盖层的应力从压缩应力改变为拉伸应力。在一些实施方案中，可通过(例如)在使用化学气相沉积(CVD)时选择气体组合物及气体比来调整机械层的电介质层的应力。

虽然在图9中将过程100说明为结束于框110，但是可在所说明序列之前、之中或之后采用额外步骤。

图10A及10B为干涉式调制器装置的两个实例的机械层位置对电压的图表。

图10A说明针对干涉式调制器装置的一个实例的作为机械层与固定电极之间的电压差的函数的间隙高度(机械层位置与光学堆叠之间的距离)的图表115的实例。图表115展示当机械层及固定电极的电压约为相同(即，电压差约等于0V)时，机械层可处于松弛未致动位置中且具有相对较大间隙高度。随着机械层与固定电极之间的电压差增加，静电力将机械层朝向固定电极牵拉。当达到致动电压V_A时，通过施加电压产生的静电力可折叠(或致动)机械层，且机械层可具有约0nm的间隙高度。

只要机械层与固定电极之间的电压大于约释放电压V_R，机械层便可保持在折叠位置中。然而，当所述电压下降到释放电压V_R以下时，机械力(例如机械层的弹性弹力)可变得大于与施加电压相关联的静电力。因此，当机械层与固定电极之间的电压差变得小于约释放电压V_R时，机械层可释放并进入松弛状态。如图表115的区域117中所示，机械层在致动位置与未致动位置之间可具有相对急剧的转变。

图表115展现出磁滞效应，其中当在通过释放电压V_R与致动电压V_A之间的电压范围定义的稳定性窗内加偏压于机械层时，所述机械层在松弛状态或致动状态中均为稳定。如先前关于图3描述，当寻址干涉式调制器装置的一阵列时可利用所述机械层的磁滞。配置干涉式调制器使之具有相对较宽稳定性窗(其具有相对较小的像素到像素变化)可为有用的。宽稳定性窗可帮助改善面板边限或偏压电压窗，所述偏压电压窗可用以使机械层保持在其当前状态中。

图10B说明针对干涉式调制器装置的另一实例的作为固定电极与机械层之间的电压差的函数的间隙高度(机械层位置)的图表116的实例。所说明图表116类似于图10A的图表115，只是图10B的装置并未在致动位置与松弛(未致动)位置之间急剧转变。而是，如图表116的区域118所示，图10B的装置并未在致动状态与松弛状态之间平滑转变。在一些配置中，当在致动位置与松弛位置之间切换干涉式调制器装置时，机械层的边缘可在不同于机械层的中心的电压下释放。举例来说，机械层的边缘可在电压下降到约最大释放电压V_R-max以下时开始释放，但是机械层直到电压下降到约最小释放电压V_R-min以下才可完全释放。此现象可称为“软释放”，且可导致非理想切换性能以及相较于具有图表115中说明的特性的装置，具有图表116中说明的特性的装置的稳定性窗减小及面板边限减小。当加偏压于遭受软释放的干涉式调制器装置的一阵列时，偏压电压不一定足够大以使特定致动像素的边缘停留在致动暗状态，这可导致处于或应处于暗(关闭、致动)状态中的特定像素的彩色环的产生。

为改善光学性能，已发现松弛位置中的释放机械层应具有向上曲率(呈弯曲形状，其中机械层在光学作用区域中的中心比所述机械层在所述光学作用区域中的边缘部分更远离光学堆叠)。换句话说，当与具有较少发射或无发射的“平坦”机械层相比时，已发现所述机械层的发射减小软释放的发生率。因此，本文描述的一些实施方案试图在移除牺牲层(“释放”)之后配置(或塑形)所述机械层，使得所述机械层的曲率向上或远离衬底。举例来说，已发现对于一些实施方案，具有从光学堆叠的最大位移(比机械层从光学堆叠的平均位移大约10nm到约30nm)的机械层相对于平坦或在释放之后向下弯曲的机械层可提供改善的性能。如本文使用，术语机械层的“平均位移”指代在机械层已释放并处于松弛位置中之后像素的光学作用区域上方机械层与光学堆叠之间的平均距离。在一些实施方案中，所述装置经配置使得当机械层处于松弛(或未致动)状态中时，机械层在装置的光学作用区域上方的最小间隙高度与最大间隙高度之间的差在约30nm到约100nm的范围中。可通过考虑并选择所述机械层的诸层的特定材料、应力特性、结构厚度及/或制造过程来完成机械层的此类实施方案。

在致动位置中，具有具向上曲率的机械层的机电装置相对于并不具有向上曲率的其它装置可具有与光学堆叠的较大接触面积。对于具有向上曲率的机械层，机械层经安置与所述装置的光学作用区域的边缘上的支撑柱相邻的相对较小部分在致动期间可不与光学堆叠接触。因此，具有向上弯曲机械层的机电装置可具有改善的暗状态。此外，可使用相对较小释放电压而在致动位置与松弛位置之间切换弯曲远离衬底的机械层，这可导致采用此类装置的像素阵列中的动态功率消耗减小。而且，具有向上弯曲机械层的机电装置可具有改善的面板边限。

图11A到11L展示根据各种实施方案的制作干涉式调制器的方法中的各个阶段的横截面示意说明的实例。虽然特定部分及步骤被描述为适合于干涉式调制器实施方案，但是所属领域的一般技术人员应容易了解：对于其它机电系统或微机电系统实施方案，可使用不同材料或可修改、省略或增加部分。

在图11A中，已在衬底20上提供并图案化黑色掩模结构23。衬底20可包含多种材料，包含玻璃、塑料或允许通过衬底20观看图像的任何透明聚合材料。黑色掩模结构23可经配置以吸收光学非作用区域中(例如，支撑件下方或像素之间)的环境光或杂散光，以通过增加对比率改善显示装置的光学性质。此外，黑色掩模结构23可导电且经配置以用作电汇流层。

黑色掩模结构23可使用多种方法(包含如上文参考图9描述的沉积及图案化技术)形成。黑色掩模结构23可包含可使用多种技术(包含光刻及蚀刻)图案化的一个或一个以上层。

虽然图11A到11L展示为包含黑色掩模结构23，但是如本文描述的引导机械层的曲率向上的方法可同等地适用于不包含形成黑色掩模结构23的过程。

图11B说明提供并图案化间隔件或电介质结构35。电介质结构35可包含(例如)氮氧化硅(SiON)及/或另一电介质材料，例如氮化硅或氧化硅。在一些实施方案中，电介质结构35的厚度在约

到

的范围中。然而，电介质结构35可取决于所要光学性质而具有多种厚度。如图11B中说明，可在黑色掩模结构23上方移除电介质结构35的一部分。以此方式移除电介质结构35的一部分允许布线及行电极层到达黑色掩模结构23，例如在其中黑色掩模结构23用以汇流信号的实施方案中。然而，在一些实施方案中，无需在黑色掩模结构23上方移除电介质结构35的一部分。

图11C说明在电介质结构35上方提供光学堆叠16。如上文关于图1描述，光学堆叠16可包含若干层，包含(例如)固定电极或透明导体层(例如铟锡氧化物(ITO))、部分反射光学吸收层(例如铬(Cr))及透明电介质。如图11C中说明，光学堆叠16的一个或一个以上层可物理且电接触黑色掩模结构23。

图11D说明在光学堆叠16上方提供并图案化牺牲层25。通常随后移除牺牲层25以形成间隙。在光学堆叠16上方形成牺牲层25可包含如上文参考图9描述的沉积步骤。此外，牺牲层25可经选择以包含一个以上层，或包含不同厚度的一层，以帮助形成在阵列的不同子像素之间具有多个谐振光学间隙的显示装置。对于干涉式调制器阵列，每一间隙大小可表示不同反射色彩。此外，在一些实施方案中，可在牺牲层上方或之间提供不同功能的多个层。如图11D中说明，可在黑色掩模结构23上方图案化牺牲层25以形成可用以形成支撑柱的孔隙。

如下文将描述，随后可在牺牲层25上方沉积机械层，且此后可移除牺牲层25。当移除牺牲层25时，所述机械层可经配置以向上移动或“发射”。因此，牺牲层25的厚度h₁可小于机械层在松弛位置中的间隙高度。在一些实施方案中，牺牲层25可具有在约10nm到约450nm的范围中的厚度h₁。举例来说，对于红色、绿色及蓝色干涉式调制器实施方案，高度h₁可分别在约50nm到350nm、约10nm到250nm及约50nm到450nm的范围中。

图11E说明提供并图案化一支撑层以形成支撑柱18。如下文将描述，支撑柱18可用以支撑随后沉积的机械层。在一些实施方案(未说明)中，机械层14为自支撑机械层，在此情况中，在沉积机械层14之前并未沉积支撑柱18。支撑柱18可包含(例如)二氧化硅(SiO₂)及/或氮氧化硅(SiON)。可通过任何适当技术(例如使用包含四氟甲烷(CF₄)的干式蚀刻)图案化所述支撑层以形成支撑柱18。

现在将参考图11F及11G。图11F说明在牺牲层25及支撑柱18上方提供并图案化机械层14。如说明，机械层14包含三个子层。提供并图案化机械层14可包含沉积第一层(例如镜面层120)、沉积第二层(例如电介质层121)及沉积第三层(例如罩盖层122)。可单独地或一起图案化每一层120、121及122。一些层可彼此不同地经图案化。在其中机械层14为自支撑的实施方案中，所述层的一些层可保持经图案化以如所示般在像素的末端处切开，而例如电介质层121的至少一个层可向下弯曲以接触光学堆叠16或黑色掩模结构23以提供对机械层14的支撑。图11G说明在移除图11F的牺牲层25以形成间隙19之后的干涉式装置。间隙19经说明为大于已移除的牺牲层25的高度。

机械层14包含安置在牺牲层25上方的镜面层120、安置在镜面层120上方的电介质层121及安置在电介质层121上方的罩盖层122。镜面层120可由任何适当反射材料(包含例如金属，例如铝合金)形成。电介质层121可为例如氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO₂)的电介质层。可基于多种因素(包含例如机械层14的所要硬度)而确定电介质层121的厚度。罩盖层122可包含金属材料，且可经选择以由具有实质上与镜面层120相同的组合物的材料形成。在一个实施方案中，镜面层120及罩盖层122各包含具有在约0.3重量％到1.0重量％(例如，约0.5重量％)的范围中的铜的铝铜(AlCu)。

如图11G中说明，可在形成机械层14之后移除牺牲层25。如先前关于图9描述，可使用多种技术移除牺牲层25。在移除牺牲层25之后，机械层14可开始从衬底20位移发射高度h₂且改变其曲率。在一些实施方案中，发射高度h₂经选择以在约50nm到约200nm的范围中，使得定义为从机械层的顶部到平均机械层位置的距离的所得曲率为约10nm到30nm。如本文使用，术语机械层14的“平均位移”指代在机械层14经释放并处于松弛位置中之后像素的光学作用区域上方机械层14与光学堆叠16之间的平均距离。

在一些实施方案中，可通过选择镜面层120的厚度使其具有大于罩盖层122的厚度来控制机械层14的发射。因为镜面层120及罩盖层122可各具有用以向内牵拉机械层14的拉伸应力，所以形成镜面层120使其具有大于罩盖层122的厚度的一厚度可帮助在机械层14上产生可在移除牺牲层25之后引导机械层14远离光学堆叠16的净力。举例来说，镜面层120及罩盖层122可经配置以具有压缩应力，且镜面层120及罩盖层122的相对厚度可经选择以调谐机械层14的发射，借此将机械层14的发射及曲率增加到所要程度。举例来说，镜面层120及罩盖层122的厚度可影响机械层14的净内应力。在移除牺牲层25之后，内应力可对机械层14施加一力，借此使机械层14向上偏转。

在一些实施方案中，镜面层120具有在约

到

的范围中(例如，约

)的厚度，罩盖层122具有在约到的范围中(例如，约)的厚度，且镜面层120的厚度经选择比罩盖层122的厚度大约到

然而，镜面层120及罩盖层122可具有任何适当的厚度，且镜面层120可具有相对于罩盖层122的厚度而定大小的厚度。举例来说，镜面层120可具有比罩盖层122的厚度大约1.0倍到约1.2倍之间的厚度。

在一些实施方案中，镜面层120及罩盖层122包含相同材料。举例来说，镜面层120及罩盖层122可各包含铝铜(AlCu)。当镜面层120及罩盖层122具有实质上相等厚度且或者以一类似方式制造时，针对镜面层120及罩盖层122选择相同材料可导致机械层14具有平衡力。通过以此方式配置镜面层120及罩盖层122，可相对于罩盖层122的厚度改变镜面层120的厚度以提供对机械层发射的相对精细调谐控制。因此，采用对称结构允许使用镜面层120与罩盖层122之间的相对差来调谐发射以具有机械层的所要位移，借此避免需要制造具有特定值的绝对应力的单层，所述单层的制造归因于过程变化而可难以随装置完成。

图11H说明根据另一实施方案的干涉式装置。图11H的干涉式装置类似于图11G的干涉式装置，只是图11G的干涉式装置包含其中镜面层120及罩盖层122具有相等厚度的机械层14。在一些实施方案中，机械层14可经配置以通过控制除镜面层120及罩盖层122的厚度外的参数而向上弯曲。

在一些实施方案中，机械层14经配置以具有特定应力，所述应力可用以在释放机械层14之后控制机械层14与光学堆叠16之间的间隙。举例来说，机械层14可经配置以具有在约+100MPa到约+300MPa的范围中(例如，约+200MPa)的净应力，使得与所述应力相关联的机械力引导所述机械层(“向上”)移动或位移远离所述衬底。在一些实施方案中，通过相对于镜面层120的应力特性的罩盖层122的选定应力特性而控制机械层的曲率。举例来说，当罩盖层122及镜面层120由具有拉伸应力的材料形成时，选择镜面层120使其具有大于罩盖层122的拉伸应力可引起机械层14向上偏转。当罩盖层122及镜面层120由具有压缩应力的材料形成时，配置罩盖层122使其具有大于镜面层120的压缩应力可引起机械层14向上偏转。可以任何适当的方式(例如，通过控制特定处理参数，包含例如等离子功率、压力、处理气体组合物、等离子气体比及/或温度)来控制镜面层120及罩盖层122的应力。

在一些实施方案中，镜面层120的应力经选择以在约+100MPa到约+400MPa的范围中(例如，约+300MPa)，且罩盖层122的应力经选择以在约+100MPa到约+400MPa的范围中(例如，约+200MPa)。在一些其它实施方案中，镜面层120的应力经选择以在约-100MPa到约-400MPa的范围中(例如，约-200MPa)，且罩盖层122的应力经选择以在约-100MPa到约-400MPa的范围中(例如，约-300MPa)。所属领域的一般技术人员将明白，正应力可与拉伸应力相关联，且负应力可与压缩应力相关联。

图11I说明根据另一实施方案的干涉式装置。图11I的干涉式装置类似于图11G的干涉式装置。然而，与图11G的干涉式装置相对比，图11I的干涉式装置包含具有切口或图案150的罩盖层122。在一些实施方案中，机械层14可经配置以通过包含机械层14的一个或一个以上层上的图案化而向上弯曲。举例来说，罩盖层122可具有拉伸应力且可包含切口150以减小罩盖层122的拉伸应力，以便控制机械层14的净应力。在一些实施方案中，切口150具有经选择以在移除牺牲层之后获得对应于机械层14的所要向上位移的机械层14的所要净应力的数目及大小。

切口150可具有经选择以实现机械层14的所要应力的任何适当的图案，包含(例如)均匀或非均匀图案。在一些实施方案中，当从衬底20上方观看切口150时，切口150相对于像素中心具有径向对称。切口150可彼此隔开以实现机械层14的所要净应力。举例来说，增加切口150的数目及/或大小可通过减小机械层14的张力而减小罩盖层122的应力。切口150可使用任何适当的工艺(包含，例如光刻及蚀刻工艺)形成。在一些实施方案中，切口150经定位接近像素边缘。举例来说，机械层14在柱18附近可具有相对较高应力，且因此在移除所述牺牲层之后于柱18附近提供切口150可对机械层14的发射产生相对较大的影响。

图11J说明根据另一实施方案的干涉式装置。图11J的干涉式装置类似于图11I的干涉式装置。然而，与图11I的干涉式装置相比，图11J的干涉式装置包含具有切口或图案150的镜面层120。在一些实施方案中，机械层14可经配置以通过包含镜面层120上的图案化而向上弯曲。举例来说，在一些实施方案中，镜面层120可具有压缩应力且可包含切口150以减小镜面层120的压缩应力，以便在移除牺牲层之后使机械层14具有向上位移。切口150可具有任何适当的图案，包含(例如)均匀或非均匀图案。切口150的额外细节可如上文关于图11I所述。

图11K说明根据另一实施方案的干涉式装置。图11K的干涉式装置类似于图11H的干涉式装置。然而，与图11H的干涉式装置相对比，图11K的干涉式装置的机械层14包含镜面层120、第一电介质子层121a、第二电介质子层121b及罩盖层122。

第一电介质子层121a及第二电介质子层121b可用以在机械层14中产生应力梯度，所述应力梯度可用以在移除牺牲层时控制机械层14的曲率。举例来说，第一电介质子层121a可经配置以具有大于第二电介质子层121b的应力的一应力，使得机械层14具有朝向衬底20的正应力梯度。因为当移除牺牲层时机械层14的边缘可在所述正应力梯度的方向上弯曲，所以形成应力大于第二电介质子层121b的第一电介质子层121a可引起机械层14在释放之后向上发射。

在一些实施方案中，第一电介质子层121a及第二电介质子层121b由实质上相同材料(例如氮氧化硅(SiON)、二氧化硅(SiO₂)、氮化铝(AlN)或氮氧化铝(AlON))形成，但是第一电介质子层121a经配置以具有大于第二电介质子层121b的应力的一应力。举例来说，第一电介质子层121a可具有比第二电介质子层121b的应力大约+10MPa到约+200MPa的一应力。举例来说，在一些实施方案中，第一电介质子层121a具有在约100MPa到约500MPa的范围中(例如，约250MPa)的一应力，且第二电介质子层121b具有在约20MPa到约100MPa的范围中(例如，约60MPa)的一应力。

可使用任何适当的技术来控制第一电介质子层121a及第二电介质子层121b的应力。举例来说，可通过在沉积第一电介质子层121a及第二电介质子层121b时选择气体组合物、所使用的气体比、沉积功率、沉积压力及这些参数的组合来控制所述电介质子层的应力。第一电介质子层121a及第二电介质子层121b可具有相同或不同厚度。举例来说，在一些实施方案中，第一电介质子层121a可具有在约

到

的范围中(例如，约

)的厚度，且第二电介质子层121b可具有在约

到

的范围中(例如，约)的厚度。

图11L说明根据另一实施方案的干涉式装置。图11L的干涉式装置类似于图11K的干涉式装置，只是图11L的干涉式装置的机械层14包含镜面层120、第一电介质子层121a、第二电介质子层121b、第三电介质子层121c及罩盖层122。

在一些实施方案中，机械层14可包含具有经选择以控制机械层14的发射的应力的两个以上电介质子层。举例来说，第一电介质子层121a可经配置以具有大于第二电介质子层121b的应力的一应力，且第二电介质子层121b可经配置以具有大于第三电介质子层121c的应力的一应力。通过以此方式形成第一电介质子层121a到第三电介质子层121c，可形成具有朝向衬底20的一正应力梯度的机械层14，所述正应力梯度可在移除牺牲层时引导机械层14的曲率向上。

举例来说，在一些实施方案中，第一电介质子层121a到第三电介质子层121c由实质上相同材料形成，且第一电介质子层121a具有在约200MPa到约300MPa的范围中(例如，约250MPa)的应力，第二电介质子层121b具有在约150MPa到约250MPa的范围中(例如，约200MPa)的一应力，且第三电介质子层121c具有在约100MPa到约200MPa的范围中(例如，约150MPa)的一应力。可通过(例如)在沉积第一电介质子层121a到第三电介质子层121c期间选择处理参数来控制所述电介质子层的应力。举例来说，在一些实施方案中，第一电介质子层121a具有在约到的范围中(例如，约

)的一厚度，第二电介质子层121b具有在约

到

的范围中(例如，约

)的一厚度，且第三电介质子层121c具有在约

到

的范围中(例如，约

)的一厚度。虽然图11L说明其中使用三个电介质子层121a到121c的配置，但是还可包含额外电介质子层以进一步控制机械层14的应力梯度及发射。而且，虽然上文关于图11K及11L的论述主要集中在控制电介质子层的应力梯度，但是应了解还可通过在镜面层120与电介质子层121a到121c的一者或一者以上之间产生应力梯度及/或通过在电介质子层121a到121c中的一者或一者以上与罩盖层122之间产生应力梯度来实现机械层14的应力梯度。在一些实施方案中，通过在镜面层120、电介质子层121a到121c及罩盖层122中的任何两者或两者以上之间产生应力梯度来控制机械层14的发射。在各种实施方案中，通过使包含镜面层120、电介质子层121a到121c及罩盖层122的全部所述子层之间具有应力阶差而产生应力梯度。

虽然图11K及11L说明其中机械层14分别包含两个电介质子层及三个电介质子层的配置，但是在一些实施例中机械层14可包含额外的电介质子层。举例来说，在一些实施方案中，机械层14可包含四个或四个以上电介质子层以提供对应力梯度的额外控制。

可通过使用一个以上的参数或技术来控制机械层远离衬底的发射。举例来说，机械层的一个或一个以上子层的厚度、应力、图案化、组合物及/或几何形状中的一者或一者以上可经配置以将机械层的发射引导到所要值。因此，在一些实施方案中，通过相对于镜面层122的厚度而选择罩盖层120的厚度及/或通过凭借沉积具有不同应力的多个子层(电介质及/或金属)而控制机械层120的应力梯度来控制机械层14的发射。而且，在一些实施方案中，通过图案化镜面层及/或罩盖层使其包含切口150及/或通过凭借沉积具有不同应力的多个子层(电介质及/或金属)而控制机械层14的应力梯度来控制机械层120的发射。因此，在一些实施方案中，可组合多个发射控制技术以实现机械层14的所要发射特性。

图12A及12B展示说明包含多个干涉式调制器的显示装置40的系统框图的实例。显示装置40可为(例如)智能电话、蜂窝式或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍微变化还说明各种类型的显示装置，例如电视机、平板计算机、电子书阅读器、手持式装置及便携式媒体播放器。

显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48及麦克风46。外壳41可由多种制造过程中的任一过程形成，包含注射模制及真空成形。此外，外壳41可由多种材料中的任一材料制成，包含(但不限于)：塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。外壳41可包含可移除部分(未展示)，所述可移除部分可与不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分互换。

如本文所述，显示器30可为多种显示器中的任一者，包含双稳态或模拟显示器。显示器30还可经配置以包含平板显示器(例如等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)或非平板显示器(例如CRT或其它显像管装置)。此外，如本文所述，显示器30可包含干涉式调制器显示器。

图12B中示意地说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41，且可包含至少部分围封在外壳41中的额外组件。举例来说，显示装置40包含网络接口27，网络接口27包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45及麦克风46。处理器21还连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28及阵列驱动器22，阵列驱动器22继而耦合到显示阵列30。在一些实施方案中，电力供应器50可提供电力给特定显示装置40设计中的实质上全部组件。

网络接口27包含天线43及收发器47，使得显示装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。网络接口27还可具有一些处理能力以减轻(例如)对处理器21的数据处理要求。天线43可发射及接收信号。在一些实施方案中，天线43根据IEEE16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE802.11标准(包含IEEE802.11a、b、g或n)及其进一步实施方案而发射及接收RF信号。在一些其它实施方案中，天线43根据蓝牙(BLUETOOTH)标准发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的情况中，天线43经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用分组无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地中继无线电(TETRA)、宽带CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev B、高速分组接入(HSPA)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、演进型高速分组接入(HSPA+)、长期演进技术(LTE)、AMPS或用以在无线网络(例如利用3G或4G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器47可预处理从天线43接收的信号，使得处理器21可接收并进一步操纵所述信号。收发器47还可处理从处理器21接收的信号，使得所述信号可经由天线43从显示装置40发射。

在一些实施方案中，收发器47可由接收器取代。此外，在一些实施方案中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源取代。处理器21可控制显示装置40的总体操作。处理器21接收数据(例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据)，并将数据处理为原始图像数据或易于处理为原始图像数据的格式。处理器21可将经处理的数据发送到驱动器控制器29或帧缓冲器28以进行存储。原始数据通常指代识别图像内的每一位置处的图像特性的信息。举例来说，此类图像特性可包含色彩、饱和度及灰阶度。

处理器21可包含用以控制显示装置40的操作的微控制器、CPU或逻辑单元。调节硬件52可包含用于将信号发射到扬声器45及用于从麦克风46接收信号的放大器及滤波器。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件或可并入处理器21或其它组件内。

驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，且可适当地重新格式化原始图像数据以用于高速发射到阵列驱动器22。在一些实施方案中，驱动器控制器29可将所述原始图像数据重新格式化为具有类光栅格式的数据流，使得其具有适合跨显示阵列30扫描的时序。接着，驱动器控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。虽然驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常作为独立集成电路(IC)而与系统处理器21相关联，但是此类控制器可以许多方式实施。举例来说，控制器可作为硬件嵌入于处理器21中、作为软件嵌入于处理器21中或与阵列驱动器22完全集成于硬件中。

阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化的信息，且可将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形每秒多次地施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百及有时数千个(或更多)引线。

在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示阵列30为适合本文描述的任何类型的显示器。举例来说，驱动器控制器29可为常规显示控制器或双稳态显示控制器(例如，IMOD控制器)。此外，阵列驱动器22可为常规驱动器或双稳态显示驱动器(例如，IMOD显示驱动器)。此外，显示阵列30可为常规显示阵列或双稳态显示阵列(例如，包含IMOD阵列的显示器)。在一些实施方案中，驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成。此类实施方案可用于高度集成系统(例如移动电话、便携式电子装置、手表及其它小面积显示器)中。

在一些实施方案中，输入装置48可经配置以允许(例如)用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含小键盘(例如QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕、与显示器阵列30集成的触敏屏幕或压敏膜或热敏膜。麦克风46可配置为显示装置40的输入装置。在一些实施方案中，通过麦克风46的语音命令可用于控制显示装置40的操作。

电力供应器50可包含多种能量存储装置。举例来说，电力供应器50可为可充电电池，例如镍镉电池或锂离子电池。在使用可充电电池的实施方案中，所述可充电电池可使用来自(例如)壁式插座或光伏打装置或阵列的电力来进行充电。或者，所述可充电电池可无线地充电。电力供应器50还可为可再生能源、电容器或太阳能电池(包含塑料太阳能电池或太阳能电池漆)。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。

在一些实施方案中，控制可编程性驻留在可定位于电子显示系统中的若干位置中的驱动器控制器29中。在一些其它实施方案中，控制可编程性驻留在阵列驱动器22中。可以任何数目个硬件及/或软件组件及以各种配置实施上述优化。

结合本文揭示的实施方案进行描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。已在功能性方面大体上描述且在上述各种说明性组件、块、模块、电路及步骤中说明硬件及软件的可互换性。以硬件还是软件实施此类功能性取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。

可使用以下各者实施或执行用以实施结合本文揭示的方面进行描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块及电路的硬件及数据处理装置：通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散闸或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以执行本文描述的功能的任何组合。通用处理器可为微处理器或任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合(例如，DSP与微处理器的组合)、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。在一些实施方案中，可通过专用于给定功能的电路来执行特定步骤及方法。

在一个或一个以上方面中，可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含本说明书中揭示的结构及其结构等效物或其任何组合)实施所描述的功能。本说明书中描述的标的物的实施方案还可实施为在计算机存储媒体上编码以通过数据处理设备执行或控制数据处理装置的操作的一个或一个以上计算机程序(即，计算机程序指令的一个或一个以上模块)。

如果以软件实施，那么功能可作为一个或一个以上指令或代码存储在计算机可读媒体上或经由所述计算机可读媒体传输。本文揭示的方法或算法的步骤可在可驻留在计算机可读媒体上的处理器可执行软件模块中实施。计算机可读媒体包含计算机存储媒体及通信媒体二者，通信媒体包含可经启用以将计算机程序从一位置传送到另一位置的任何媒体。存储媒体可为可通过计算机存取的任何可用媒体。举例来说(且不限于)，此类计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储装置，或可用以存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码及可通过计算机存取的任何其它媒体。再者，可将任何连接适当地称为计算机可读媒体。如本文使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘及蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地重现数据而光盘用激光光学地重现数据。上述组合应还包含于计算机可读媒体的范围内。此外，一方法或算法的操作可作为代码与指令的一或任何组合或集合而驻留在机器可读媒体及计算机可读媒体上，所述机器可读媒体及计算机可读媒体可并入于计算机程序产品中。

所属领域的技术人员可容易明白在本发明中描述的实施方案的各种修改，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文定义的一般原理也可应用于其它实施方案。因此，权利要求书并不既定限于本文展示的实施方案，而是符合与本文所揭示的本发明、原理及新颖特征一致的最广范围。词语“示范性”在本文中专用于表示“用作为实例、例子或说明”。在本文中描述为“示范性”的任何实施方案未必解释为比其它可能性或实施方案优选或有利。此外，所属领域的一般技术人员将容易明白，术语“上部”及“下部”有时是为便于描述图式而使用且指示对应于适当定向页面上的图式定向的相对位置，且可能不反映如所实施的IMOD的适当定向。

在本说明书中于单独实施方案的背景内容下描述的特定特征也可在单个实施方案中组合实施。相反，在单个实施方案的背景内容下描述的各种特征也可在多个实施方案中单独实施或以任何适当子组合实施。此外，虽然上文可将特征描述为以特定组合起作用且甚至最初如此主张，但在一些情况中，来自所主张的组合的一个或一个以上特征可从组合中删去，且所主张的组合可针对子组合或子组合的变体。

类似地，虽然在图式中以特定顺序描绘操作，但是所属领域的一般技术人员将容易认识到无需以所展示的特定顺序或按顺序执行此类操作，或执行所有经说明的操作以实现所要结果。而且，图式可以流程图的形式示意地描绘一个或一个以上实例过程。然而，未经描绘的其它操作可并入于经示意性说明的实例过程中。举例来说，可在经说明的操作中的任一者之前、之后、同时或之间执行一个或一个以上额外操作。在某些境况中，多任务处理及并行处理可为有利的。此外，在上述实施方案中的各种系统组件的分离不应理解为在所有实施方案中均需要此类分离，且应理解为所描述的程序组件及系统通常可一起集成于单个软件产品中或封装到多个软件产品中。此外，其它实施方案在所附权利要求书的范围内。在一些情况中，权利要求书中叙述的动作可以不同顺序执行且仍实现所要结果。

Claims (53)

1.一种机电系统装置，其包括：

衬底；及

可移动层，其定位于所述衬底上方，所述可移动层与所述衬底间隔且界定所述可移动层与所述衬底之间的间隙的一侧，其中所述可移动层可在所述间隙中在致动位置与松弛位置之间移动，

其中所述可移动层包含镜面层、罩盖层及安置在所述镜面层与所述罩盖层之间的电介质层，所述镜面层面对所述间隙，及

其中所述可移动层经配置以当所述可移动层处于所述松弛位置中时具有远离所述衬底的方向上的曲率。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述镜面层及所述罩盖层各具有拉伸应力，所述镜面层的所述拉伸应力大于所述罩盖层的所述拉伸应力。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述镜面层的厚度尺寸大于所述罩盖层的厚度尺寸。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述镜面层厚度尺寸比所述罩盖层厚度尺寸大约1.0倍到约1.2倍之间。

5.根据权利要求3所述的装置，其中所述镜面层厚度尺寸比所述罩盖层厚度尺寸大约

到约

6.根据权利要求3所述的装置，其中所述镜面层厚度尺寸介于约

与约

之间，且所述罩盖层厚度尺寸介于约

与约

之间。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述可移动层经配置使得当所述可移动层处于所述松弛位置中时所述可移动层在所述装置的像素的中心上方的一部分从所述衬底位移比所述像素的光学作用区域上方所述可移动层与所述衬底之间的平均距离大约10nm到约30nm。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述镜面层及所述罩盖层由实质上相同材料形成。

9.根据权利要求1所述的装置，其中反射层及所述罩盖层中的至少一者包含铝铜(AlCu)。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述电介质层包含氮氧化硅(SiON)及二氧化硅(SiO₂)中的至少一者。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述罩盖层具有拉伸应力且包含用于减小所述罩盖层的所述拉伸应力使得所述可移动层在远离所述衬底的方向上弯曲的切口。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述镜面层具有压缩应力且包含用于减小所述镜面层的所述压缩应力的量值使得所述可移动层在远离所述衬底的方向上弯曲的切口。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述可移动层在所述装置的光学作用区域上方的最小间隙高度与最大间隙高度之间的差在约30nm到约100nm的范围中。

14.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括定位于所述衬底与所述间隙之间的固定电极。

15.根据权利要求14所述的装置，其进一步包括经配置以跨所述固定电极及所述可移动层施加偏压电压的偏压电路。

16.根据权利要求1所述的装置，其中所述镜面层及所述罩盖层各具有压缩应力，所述镜面层的所述压缩应力的量值小于所述罩盖层的所述压缩应力的量值。

17.根据权利要求1所述的装置，其中所述电介质层包含第一电介质子层及安置在所述第一电介质子层上方的第二电介质子层，其中所述第一电介质子层具有大于所述第二电介质子层的应力的应力，使得所述可移动层具有朝向所述衬底增加的应力梯度。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述第一电介质子层具有比所述第二电介质子层的应力大约+10MPa到约+200MPa的应力。

19.根据权利要求17所述的装置，其中所述第一电介质子层的厚度在约到约

的范围中，且其中所述第二电介质子层的厚度在约到约

的范围中。

20.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：

显示器，其包含所述机电系统装置中的一者或一者以上；

处理器，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；及

存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。

21.根据权利要求20所述的装置，其进一步包括：

驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器；及

控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

22.根据权利要求20所述的装置，其进一步包括经配置以将所述图像数据发送到所述处理器的图像源模块。

23.一种制造机电系统装置中的可移动层的方法，所述可移动层具有致动位置及松弛位置，所述方法包括：

在衬底上方形成支撑结构；

在所述支撑结构及所述衬底上方形成可移动层，其中形成所述可移动层包含形成镜面层、在所述镜面层上方形成电介质层及在所述电介质层上方形成罩盖层，所述镜面层处于所述可移动层面对所述衬底的一侧上；及

其中形成所述可移动层包含配置所述可移动层以在所述可移动层处于所述松弛位置中时具有远离所述衬底的方向上的曲率。

24.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述可移动层包含：形成所述镜面层及所述罩盖层使得所述镜面层及所述罩盖层各具有拉伸应力，且其中所述镜面层的所述拉伸应力大于所述罩盖层的所述拉伸应力，以在所述可移动层处于所述松弛位置中时使所述可移动层在远离所述衬底的方向上弯曲。

25.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述可移动层包含：在所述罩盖层中形成切口以用于相对于所述镜面层的应力减小所述罩盖层的应力，以在所述可移动层处于所述松弛位置时使所述可移动层在远离所述衬底的方向上弯曲。

26.根据权利要求23的方法，其中形成所述可移动层包含：形成厚度尺寸大于所述罩盖层的厚度尺寸的所述镜面层，因此当所述可移动层处于所述松弛位置中时所述可移动层的配置使所述可移动层在远离所述衬底的方向上弯曲。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述镜面层具有比所述罩盖层的厚度尺寸大约1.0倍与约1.2倍之间的厚度尺寸。

28.根据权利要求26所述的方法，其中所述镜面层的厚度尺寸比所述罩盖层的厚度尺寸大约

到约

29.根据权利要求26所述的方法，其中所述镜面层具有介于约

与约

之间的尺寸厚度，且所述罩盖层具有介于约

与约

之间的尺寸厚度。

30.根据权利要求23所述的方法，其中反射层及所述罩盖层由实质上相同材料形成。

31.根据权利要求23所述的方法，其中所述反射层及所述罩盖层中的至少一者包含铝铜(AlCu)。

32.根据权利要求23所述的方法，其中所述电介质层包含氮氧化硅(SiON)及二氧化硅(SiO₂)中的至少一者。

33.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述可移动层包含形成所述镜面层使其具有压缩应力，且其中形成所述可移动层进一步包含在所述镜面层中形成切口以用于减小所述镜面层的所述压缩应力的量值，以在所述可移动层处于所述松弛位置中时使所述可移动层在远离所述衬底的方向上弯曲。

34.根据权利要求23所述的方法，其中形成所述可移动层包含：形成所述镜面层及所述罩盖层使得所述镜面层及所述罩盖层各具有压缩应力，且其中所述镜面层的所述压缩应力的量值小于所述罩盖层的所述压缩应力的量值，以在所述可移动层处于所述松弛位置中时使所述可移动层在远离所述衬底的方向上弯曲。

35.根据权利要求23所述的方法，其进一步包括：在形成所述可移动层之前在所述衬底上方提供牺牲层；及使用蚀刻剂移除所述牺牲层以形成所述间隙。

36.一种机电系统装置，其包括：

衬底；及

可移动层，其与所述衬底间隔且界定所述可移动层与所述衬底之间的间隙的一侧，其中所述可移动层可在所述间隙中在致动位置与松弛位置之间移动，且其中所述可移动层包含用于在所述可移动层处于所述松弛位置中时在远离所述衬底的方向上引导所述可移动层的曲率以使得所述可移动层在所述装置的像素中心上方的一部分从所述衬底位移比所述装置的光学作用区域上方的所述可移动层与所述衬底之间的平均距离大约10nm到约30nm的装置。

37.根据权利要求36所述的机电系统装置，其中所述曲率引导装置包含镜面层、罩盖层及安置在所述镜面层与所述罩盖层之间的电介质层，所述镜面层面对所述衬底且具有大于所述罩盖层的厚度尺寸的厚度尺寸。

38.根据权利要求37所述的机电系统装置，其中所述镜面层具有比所述罩盖层的厚度尺寸大约1.0倍与1.2倍之间的厚度尺寸。

39.根据权利要求37所述的机电系统装置，其中所述镜面层的厚度尺寸比所述罩盖层的厚度尺寸大约到约

40.根据权利要求37所述的机电系统装置，其中所述镜面层具有介于约

与约

之间的厚度尺寸，且所述罩盖层具有介于约

与约

之间的厚度尺寸。

41.根据权利要求36所述的机电系统装置，其中所述曲率引导装置包含镜面层、罩盖层及安置在所述镜面层与所述罩盖层之间的电介质层，所述罩盖层包含用于相对于反射层的应力而减小所述罩盖层的应力使得所述可移动层在远离所述衬底的方向上弯曲的切口。

42.根据权利要求36所述的机电系统装置，其中所述曲率引导装置包含镜面层、罩盖层及安置在所述镜面层与所述罩盖层之间的电介质层，所述镜面层面对所述衬底，其中所述镜面层及所述罩盖层各具有拉伸应力，其中所述镜面层的所述拉伸应力大于所述罩盖层的所述拉伸应力。

43.根据权利要求36所述的机电系统装置，其进一步包括安置在所述衬底上方的固定电极，其中所述可移动层可通过在所述固定电极与所述可移动层之间施加电压而在所述间隙中在所述致动位置与所述松弛位置之间移动。

44.根据权利要求36所述的机电系统装置，其中所述曲率引导装置包含第一层及第二层，其中所述第二层安置在所述第一层与所述衬底相对的一侧上，且其中所述第一层具有大于所述第二层的应力的应力使得所述可移动层具有朝向所述衬底增加的应力梯度。

45.根据权利要求44所述的机电系统装置，其中所述第一层为所述可移动层的第一电介质子层，且所述第二层为所述可移动层的第二电介质子层。

46.一种制造机电系统装置中的可移动层的方法，所述方法包括：

在衬底上方形成牺牲层；及

在所述牺牲层及所述衬底上方形成可移动层，其中形成所述可移动层包含在所述牺牲层上方形成第一层及在所述第一层上方形成第二层，其中所述第一层具有大于所述第二层的应力的应力使得所述可移动层具有朝向所述衬底增加的应力梯度。

47.根据权利要求46所述的方法，其进一步包括移除所述牺牲层，其中所述可移动层经配置以在移除所述牺牲层时基于所述应力梯度而在远离所述衬底的方向上弯曲。

48.根据权利要求46所述的方法，其中所述第一层为所述可移动层的第一电介质子层，且所述第二层为所述可移动层的第二电介质子层。

49.根据权利要求48所述的方法，其中形成所述可移动层进一步包含：在所述第二电介质子层上方形成第三电介质子层，其中所述第三电介质子层具有小于所述第二电介质子层的所述应力的应力。

50.根据权利要求48所述的方法，其中形成所述可移动层进一步包含：在形成所述第一层之前形成镜面层及在形成所述第二层之后形成罩盖层。

51.根据权利要求46所述的方法，其中所述第一层为镜面层且所述第二层为罩盖层。

52.根据权利要求51所述的方法，其中所述第一层为金属层及电介质层中的一者，且所述第二层为所述金属层及所述电介质层中的另一者。

53.根据权利要求46所述的方法，其中形成所述可移动层进一步包含：在所述第一层与所述第二层之间形成第三层，其中所述第三层具有大于所述第二层的所述应力但小于所述第一层的所述应力的应力。

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