TW201221464A - Actuation and calibration of charge neutral electrode - Google Patents

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201221464 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於機電系統中之電極之致動。 本發明主張2010年8月17日申請之題為「ELECTROSTATIC ACTUATION AND CALIBRATION OF CHARGE NEUTRAL ELECTRODE」的美國臨時專利申請案第61/374,539號之優 先權，且該案已讓與本發明之受讓人。先前申請案之揭示 内容被視為本發明之部分且以引用方式併入本發明中。 【先前技術】 機電系統（EMS)包括具有電及機械元件、致動器、轉換 器、感測器、光學元件（例如，鏡）及電子設備之器件。機 電系統可以包括（但不限於）微尺度及奈米尺度之多種尺度 製造。舉例而言，微機電系統（MEMS)器件可包括具有自 約1微米變至幾百微米或更大之大小之結構。奈米機電系 統（NEMS)器件可包括具有小於微米之大小（包括例如幾百 奈米之大小）之結構。可使用沈積、蝕刻、微影及/或蝕刻 掉基板及/或沈積之材料層之部分或添加層以形成電及機 電器件的其他微機械加工過程來形成機械元件。 一類型之機電系統器件被稱為干涉調變器（IMOD)。如 本文中所使用，術語干涉調變器或干涉光調變器指代使用 光學干涉之原理選擇性地吸收及/或反射光之器件。在一 些實施中，干涉調變器可包括一對導電板，該對導電板中 之一者或兩者可為整體或部分透明及/或反射性的，且能 夠在施加適當電信號後進行相對運動。在一實施中，一板 158210.doc 201221464 可包括一沈積於一基板上之靜止層，且另一板可包括一藉 由一氣隙與該靜止層隔開之反射膜。一板相對於另一板之 位置可改變入射於干涉調變器上之光之光學干涉。干涉調 變器器件具有廣泛應用範圍，且預期會用於改良現有產品 及生產新產品，尤其是具有顯示能力之產品。 一些干涉調變器包括具有兩個狀態：鬆弛狀態及致動狀 態之雙穩態顯示元件。與之相比，類比干涉調變器可反射 Ο ϋ 一靶圍之色彩》舉例而言，在類比干涉調變器之一實施 中，單一干涉調變器可反射紅色、綠色、藍色、黑色及白 色。在-些實施中’類比調變器可反射在給定波長範圍内 之任何色彩。 【發明内容】 本發明之㈣、方法及器件各自具有若干創新態樣，該 專態樣中之單-者不能單獨對本文中所揭示之需要屬性負 本發明中所描狀標的之—_態樣可在-包括一顯干 元件之用於調變光之器件中實施。該顯示元件包括一第一 該第一電極間隔開-間隙之第二電極。該顯示元 件亦包括一安置於該第一電極 與該第一電極之間的可移動 第一電極及至少一電接點。节 能各 第—電極及該第二電極經組 t、u在跨越該第一電極及 、 個雷炻夕Μ太A 罘一電極施加一電壓時在該兩 1電極之間產生一電場，該電場能鈞在該可移動第三電極 電隔離且電荷中性時使該 —電極 秒動第二電極移動。兮筮一 極經組態以在該間隙内在一 Μ第二電 電隔離之第一位置、—電連接 158210.doc 201221464 之第二位置及一電隔離之第三位置之間移動。該第三電極 在該電連接之第二位置處與該至少—電接點電連通。該電 接點經組態以在該第三電極處於該電連接之第二位置中時 改變該第三電極上之一電荷。該第三 電極亦經组態以在該 第三電極上之該電荷已改變之後移動至該第三位置 另一實施為一包括一顯示元件之用於調變光之器件。該 器件包括用於產生一非均勻電場之構件。該器件亦包括一 安置於-第-電極與一第二電極之間、在該兩個電極之間 形成-間隙之可移動電極，該可移動電極經組態以在該間 隙内在一電隔離之第一位置、一第二位置及一電隔離之第 三位置之間移動。該器件亦包括用於在該可移動電極處於 該第二位置中時改變該可移動電極上之—電荷之構件。 又一實施包括一致動一用於調變光之器件之方法。該方 法包括跨越一第一電極及一第二電極施加一充電致動電壓 以在該第一電極與該第二電極之間的一間隙中產生一電場 以便使一定位於該間隙中的電隔離之電荷中性第三電極朝 向該第-電極自-第—位置移動至一第二位置。該方法亦 包括當該第三電極處於該第二位置中時電連接該第三電極 與一電接點。該方法進一步包括當該第三電極處於該第二 位置中時改變該第三電極上之一電荷，直至該第三電極上 之一機械恢復力超過該第三電極上之該電場之一電力。 另一實施為一校正一顯示器中之一類比干涉調變器之方 法。該方法包括跨越一第一電極及一第二電極施加一校正 電壓以在該第一電極與該第二電極之間的一間隙中產生一 158210.doc -6 - 201221464 電場以使一定位於马' pg ρ公士 > & _说 &仪於这間隙中之第三電極朝向該第_電 -電隔離之第一位置移動至一電連接之第二位置，該第三 電極經受一機械恢復力。該方法進一步包括將該第三電: 電連接至電連接至該第一電極之一或多個導電桂， :三電極處於該第二位置中時改變該第三電極上之一； 荷:直至β該第三電極上之一機械恢復力超過該第三電極上 之電場力，使得該第三電極移動至一電隔離之第三位 ❹ Ο 置，該第三位置離開該第一電極比離開該第二位置更:。 在-些實施中，該第一電極包括一上部電極及一相對於該 上部電極橫向地對準之互補電極，且該方法亦包括將該^ 補電極電連接至該上部電極以形成-複合電極。接著可跨 越該複合電極及該第二電極施加該校正電壓。 —又-實施為包括一顯示元件之用於調變光之器件。該顯 _凡件匕括帛—電極及與該第__電極間隔開—間隙之第 二電極，該第一電極及該第二電極經組態以在一致動程序 期間在跨越該第一電極及該第二電極施加一致動電廢時在 X兩個電極之間產生一非均勻電場。該顯示元件進一步包 括一相對於該第-電極橫向地對準之互補電極，該互補電 極經組態以在該致動程序期間與該第一電極電隔離且在一 校正程序期間電連接至該第一電極以形成一複合電極，該 複合電極及該第二電極經組態以在該校正程序期間在跨越 該複口電極及該第二電極施加一校正電堡時在該兩個電極 1產生肖勻電~。該顯示元件亦包括安置於該互補電 極上之至少一電接點及一安置於該第一電極與該第二電極 158210.doc 201221464 1的可移動第二電極，該第三電極經組態以在該間隙内 在-電隔離之第—位置、一與該至少一電接點電連通之第 電隔離之第二位置之間移動。該電接點經組態 以在口亥第—電極處於該第二位置中時改變該第三電極上之 -電何，且該第三電極經組態以在該第三電極上之該電荷 已改變之後移動至該第三位置。 再實施包括一包括一顯示元件之用於調變光之器件。 該顯示元件包括用於產生一非均勾電場之構件及用於產生 =均勻電場之構件。該顯示元件進—步包括—安置於一第 -電極與一第二電極之間、在該兩個電極之間形成一間隙 之可移動電極，該可移動電極經組態以在該間隙内在一電 隔離之第位置、-第二位置及-電隔離之第三位置之間 移動該顯TFTL件亦包括用於在該可移動電極處於該第二 位置中時改變該可移動電極上之一電荷之構件。在一些實 施中㈣於產生—非均勾電場之構件包括該第—電極及 ^二電極1第—電極及該第二電極具有不同表面積。 一些實施中，該用於產生—均勾電場之構件包括該第一 §亥第二電極’其中該第一電極包括-電連接至-互 ==極之上部電極’該互補電極相對於該上部電極橫向地 對準。 &下隨附圖式及描述中陳述本說明書中所描述之標的 或多個實施之細節。根據描述、圖式及中請專利範 ，其他特徵、態樣及優點將變得顯而易見。請注意，以 下諸圖之相對尺寸可不按比例繪製。 I58210.doc 201221464 【實施方式】 為了描述創新態樣’以下詳細描述針對特定實施。然 而，可以眾多不同方式來應用本文中之教示。可在經組態 . 以顯示影像（無論是運動影像（例如，視訊）抑或靜止影像 (4旦如#態影像），且無論是文字影像、圖形影像抑或圖 - 片影像）之任何器件中實施該等所描述之實施。更特定言 之，預期该等實施可實施於諸如（但不限於）以下各者之多 〇 *電子器件中或與該等電子器件相關聯：行動電話、具備 多媒體網際網路功能之料式電話、行動電視接收器、無 線器件、智慧電話、藍芽器件、個人資料助理（pda)、無 線電子郵件接收器、手持型或攜帶型電腦、迷你筆記型電 腦、筆記型電腦、智慧筆記型電腦、輸入板、印表機、影 印機、掃描儀、傳真器件、GPS接收器/導航器、相機、 MP3播放器、攝錄—體機、遊戲控制台、腕錶、時鐘、計 算裔、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀器件（e閱讀 〇 胃）、電腦監視器、汽車顯示器(例如，里程錶顯示器等）、 駕駛艙控制器及/或顯示器、相機視野顯示器（例如，車輛 中的後視相機之顯示器）、電子照片、電子廣告牌或電子 - 標誌、投影儀、建築結構、微波、冰箱、立體聲系統、匿 式記錄器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、無 線電、攜帶型記憶體晶片、洗滌機、乾燥機、洗滌機/乾 燥機、停車計時器、封裝（例如，機電系統（EMS)、mems 及非MEMS應用）、美學結構（例如，一件珠寶之影像之顯 不）及多種機電系統器件。本文中之教示亦可用於諸如（但 158210.doc 201221464 以下各者之非顯示應用，：電子切換器 遽波.、感測器、加速度計、迴轉儀、運動感測器件、： 子設備之内部組件、消費型電子設備產品 ^件、可變電抗器、液晶器件、電泳器件、驅動方案、 ^程序及電子測試設備。因此，教示不欲限㈣在諸圖 中所描緣之實例，而是改為具有廣泛適用性，如一？ 此項技術者將顯而易見。 、 本文中描述用以致動類比干涉調變器中之可移動電極、 使其帶電及校正其之方法及器件。舉例而言，提供各種方 法及器件以致動-安置於兩個帶電電極之間的一間隙中之 電荷中性之電隔離電極（「中間電極」），使得電荷中性電 極經致動且朝向該等帶電電極中之一者移動。在一實施 中’至少兩個帶電電極經組態以在該至少兩個帶電電極之 間產生-電場，該電場能夠在跨越該等帶電電極施加一電 壓V時使電隔離之電荷中性中間電極移動。在此等實施 可存在，、有不同尺寸及/或表面積之至少兩個帶電電 中間電極可女置於此等電極之間。在另一實施中，藉 由在具有不同表面積之帶電電極之間施加一電場來致動電 荷中性之電隔離中間電極，其中一互補電極相對於該等帶 電電極中之一者橫向地對準。 本文中亦描述用以將電荷提供至類比干涉調變器中之可 移動電極上之方法及II彳卜舉例而言，各種方法及器件可 在一電何中性之電隔離中間電極已被致動或朝向一帶電電 極移動之後將電荷提供至該電荷中性之電隔離中間電極。 15S210.doc -10- 201221464 在實施中，當該申間電極朝向一帶電電極移動且與該帶 電電極上之導電柱直接接觸時，將電荷置於該中間電極 上。該中間電極擁有淨電荷，直至作用於該中間電極之電 • 力為作用於該中間電極之相反機械彈簧力所克服。該中間 電極接著遠離該帶電電極移動，從而打破電接觸且電隔離 6置於該中間電極上之電荷。在另—實施_，當該中間電 極朝向-帶電電極移動且電接觸一相對於該帶電電極橫向 〇 ㈣準之互補電極上之導電柱時，㈣應方式使該中間電 極帶電，其中該互補電極與該帶電電極電隔離且連接至電 接地。 本文中亦描述用以校正提供至—類比干涉調變器中之_ 可移動電極之電荷之方法及器件。在一使用「開關」組態 之實施中，閉合一或多個開關以電連接一互補電極及一帶 電電極以形成一複合電極。在該複合電極與該相對帶電電 極之間施加-校正電壓，從而使帶電中間電極朝向該複合 〇 f極移動且藉由(例如)電接觸該複合電極上之至少一導電 結構(例如，導電柱)來改變該帶電電極之電荷。在一實施 中’電接觸使中間電極上之電荷改變，直至作用於該中間 - 電極之電力為作用於該φρ气 忑甲間電極之相反機械彈簧力所克 •服。該中間電極接著遠離該複合電極移動，從而打破電接 觸且電隔離保留於該中間電極上之電荷。在釋放後，嗜中 間電極上的電荷之量與作用於該中間電極之機械彈簧i有 關。固持該t間電極錢供機械彈簧力之結構可為⑽ 各種組態之彈簧或對抗電極之變形的令間電極本身之結 158210.doc •11- 201221464 構為揭不/月楚起見，提供中間電極上之機械彈簧 構在本文中被稱為「彈簧」，無論此力係由電極材料本身 抑或一連接至中間電極之結構提供。 另=施使用「無開關」組態來校正已置於可移動電極 ^之電何。在具有不同表面積之兩個帶電電極之間施加一 校正電壓。帶電中間電 朝向具有較小表面積之帶電電極 移動且電接觸電連接至 妒電電極之導電柱。電接觸使中間 電極上之電荷改缪，古 於該中間電極之電力為作用 於該中間電極之相沒换从、@ 機㈣力所克服。該中間電極接著 退離s亥π電電極移動， 足而打破電接觸且電隔離保留於該 Γ電極上之電荷。在釋放後，該中間電極上的電荷之量 與固持該中間電極之彈簧之剛度有關。 … 可實施本發明中所描述之標 — '、的之特疋實鈿以實現以下可 器'可二:或多者。三端子之機電器件(例如，干涉調變 丄 安置於兩個電極(例如，-上部電極及-下部 =之間的間隙中之可移動中間電極。本文中所描述 之件及方法之實施可使一 搞狡氣 + 令琴淨電何的電隔離中間電 極移動，使得該中間電極接觸 門雷尸 邛（或下部）電極。該中 間電何可經由此接觸變得帶 M W ^ , 從而解決與典型三端子器 關Ρ之缺點。揭示用以在 丁却、Φ 4 ^中間電極接觸該上部（或 下邛）電極後使該中間電極帶 荇隸▼电之盗件及方法。-旦將電 何棱供至该中間電極，該中 ^ 接者自隔離該電極上 之電何之接觸電極釋放。可接 者說正該中間電極上之電荷 以解釋作用於該中間電極之特定 機械彈簧力。將（例如）參 158210.doc •】2· 201221464 看圖31至圖33及圖39至圖41描述用於校正置於中間電極上 之電荷之方法及系統。校正三端子器件之陣列上的具有所 要量之電荷之中間電極中之每一者可允許所有該等中間電 極在跨越所有該等器件施加相同電壓之後向相同位置移 • 動。在校正之後，陣列中之複數個經校正之調變器可處於 - 準備操作之狀態。另外，本文中所描述之致動程序、帶電 程序及校正程序可在有用時重複且可調整以解釋器件之使 〇 用壽命中的電荷子中間電極洩漏之速率之變化。 所描述之實施可適用的合適EMS或MEMS器件之實例為 反射顯示器件。反射顯示器件可併有干涉調變器（im〇d) 以使用光學干涉之原理選擇性地吸收及/或反射入射於其 上之光。IMOD可包括吸收體、相對於該吸收體可移動之 反射器及界定於該吸收體與該反射器之間的光學諧振腔。 反射器可移動至兩個或兩個以上不同位置，此可改變光學 諧振腔之大小且藉此影響干涉調變器之反射率。ΙΜ〇]〇2 ◎ 反射譜可形成相當寬之譜帶，該等譜帶可跨越可見波長移 位以產生不同色彩。可藉由改變光學諧振腔之厚度（亦 即，藉由改變反射器之位置）來調整譜帶之位置。 - 圖1展示描繪干涉調變器（IMOD)顯示器件之一系列像素 . 巾的兩個鄰近像素之等角視圖之實例。IMOD顯示器件包 括一或多個干涉MEMS顯示元件β在此等器件中，mems 顯示元件之像素可處於明亮或黑暗狀態。在明亮（「鬆 弛」、「敞開」《「接通」）狀態中，顯示元件將入射可見 光之大部分反射（例如）至使用者。相反，在處於黑暗（「致 158210.doc -13· 201221464 動」、「閉合」或「關斷」）狀態中，顯示元件幾乎不反射 入射可見光。在-些實施中，可顛倒「接通」&「關斷」 狀態之光反射MEMS像素可經組態以主要在特定波 長下反射’藉此允許除了黑色及白色之外的彩色顯示。 IM〇D顯示11件可包括画D之列/行陣列。每―刪〇可 包括以彼此間之-可變且可控制之距離定位的—對反射層 (亦即’-可移動反射層及一固定之部分反射層），以形成 一氣隙（亦被稱為光學間隙或空腔）。可移動反射層可在至 少兩個位置之間移動。在第一位置（亦即，鬆弛位置）中， 可移動反射層可定位於與m部分反射層相距相對較 大的距離之處。在第二位置（亦即，致動位置）中，可移動 反射層可定位成更緊密鄰近於該部分反射層。自該兩個層 反射之入射光視可移動反射層之位置而相長或相消地干 涉，從而針對每-像素產生一整體反射或非反射狀態。在 一些貫施中，IMOD可在未致動時處於反射狀態而反射可 見光谱内之光，且可在未致動時處於黑暗狀態而吸收及/ 或相消地干涉可見範圍内之光。然而，在一些其他實施 中，IMOD可在未致動時處於黑暗狀態或在致動時處於反 射狀態。在一些實施中，施加電壓之引入可驅使像素改變 狀態。在一些其他實施中’所施加電荷可驅使像素改變狀 態。 圖1中之像素陣列之所描繪部分包括兩個鄰近的干涉調 變器12。在左邊2IM〇D 12中（如所說明），可移動反射層 14經說明為處於與包括一部分反射層之光學堆疊16相距一 158210.doc -14· 201221464 預定距離之鬆弛位置中。跨越左邊之IMOD 12施加之電壓 V〇不足以導致可移動反射層I4之致動。在右邊之IMOD 12 中’可移動反射層14經說明為處於靠近或鄰近光學堆疊16 之致動位置中。跨越右邊之IMOD 12施加之電壓Vbias足以 將可移動反射層14維持在致動位置中。 在圖1中，像素12之反射性質通常用箭頭13來說明，該 等箭頭指示入射於像素12上之光及自左邊之像素12反射之 Ο

光15。儘管未加以詳細說明，但一般熟習此項技術者將理 解’入射於像素12上之光之大部分將朝向光學堆疊16透射 穿過透明基板20。入射於光學堆疊16上之光之一部分將透 射穿過光學堆疊16之部分反射層，且一部分將穿過透明基 板20往回反射。透射穿過光學堆疊16的光13之部分將在可 移動反射層14處朝向（且穿過）透明基板2〇往回反射。自光 學堆疊16之部分反射層反射之光與自可移動反射層14反射 之光之間的干涉（相長或相消）將判定自像素12反射之光15 之波長。 光學堆疊16可包括單一層或若干層。該（該等）層可包括 電極層、部分反射及部分透射層及透明介電層之一或多 者。在-些實施中，光學堆疊16因此為導電的、部分透明 且部分反射的，且可（例如）藉由將上述層中之一或多者沈 積至透明基板20上而製造。電極層可由多種材料（例如， 各種金屬’例如氧化銦錫（IT〇))形成。部分反射層可由部 分反射之多種材料（例如各種金屬，例如鉻（Cr)、半導體及 介電質)形成。部分反射層可由一或多個材料層形成，且 158210.doc •15- 201221464 該等層中之每一者可由單一材料或材料之組合形成。在一 些實施中，光學堆疊16可包括單一半透明厚度之金屬或半 導體，其充當光學吸收體及電導體兩者，而（例如，光學 堆疊16或IMOD之其他結構之）不同的導電性更強之層或部 分可用來在IMOD像素之間輸送信號。光學堆疊16亦可包 括覆蓋一或多個導電層或導電/光學吸收層之一或多個絕 緣層或介電層。 在些實施中，光學堆疊16之該（該等）層可圖案化為平 仃條帶，且可形成如下文進一步描述之顯示器件中之列電 極。如一般熟習此項技術者將理解，在本文中使用術語 「圊案化」來指代遮罩製程以及蝕刻製程。在一些實施 中，例如鋁（A1)之高度導電及反射性材料可用於可移動反 射層14，且此等條帶可形成顯示器件中之行電極。可移動 反射層14可形成為一（或多個）經沈積金屬層之一系列平行 條帶（與光學堆疊16之列電極正交），以形成沈積於柱18及 介入犧牲材料（沈積於柱18之間）之頂部上的多個行。當蝕 刻掉犧牲材料時，經界定間隙19或光學空腔可形成於可移 動反射層14與光學堆疊16之間。在一些實施中，柱μ之間 的間距（spacing)可為近似υοοο μηι，而間隙19可小於 10,000埃（Α)。 ' 在些實施中，IMOD之每一像素（無論處於致動抑或鬆 弛狀態）本質上為由固定反射層及移動反射層形成之電^ 斋。當不施加電壓時，可移動反射層14保持在機械鬆弛狀 態（如圖1中左邊之像素12所說明），可移動反射層Η與光學 158210.doc -16 - 201221464 堆疊16之間存在間隙19。然而，當將電位差（電壓）施加至 選定列及行之至少一者時，在對相應像素處之列電極與行 電極之相交處形成的電容器變得帶電，且靜電力將電極拉 在一起。若施加電壓超過一臨限，則可移動反射層14可變 形且靠近或反向於光學堆疊16移動。光學堆疊16内之介電 層（圖中未不）可防止短路且控制層14與層16之間的分離距 離，如圖1中右邊之致動像素12所說明。不管所施加電位 0 差之極性如何，該行為為相同的。儘管一陣列中之一系列 像素在些例子中可被稱為「列」或「行」，但一般熟習 此項技術者將容易理解將一方向稱為「列」且將另一方向 稱為「行」為任意的。再次聲明，在一些定向中，可將列 視為行，且可將行視為列。此外，顯示元件可以正交列及 行（陣列」）或以非線性組態（例如，相對於彼此具有特定 位置偏移）（「馬赛克（m〇saic)」）平均地配置。術語「陣 列」及，馬赛克」可指代任一組態。因此，雖然將顯示器 ❹稱為包括「陣列」《「馬赛克」，但元件本身在任何例子 中不必彼此正交地配置或以平均分佈安置，但可包括具有 不對稱形狀及非平均分佈之元件之配置。 圖2展示說明併有3χ3干涉調變器顯示器之電子器件之系 ,、方鬼囷之實例。電子器件包括可經組態以執行一或多個 軟體模組之處理器21。除執行作業系統外，處理器^可經 厂乂執行一或多個軟體應用程式’包括網頁瀏覽程式、 s用程式、電子郵件程式或任何其他軟體應用程式。 處理器21可經組態以與陣列驅動器22通信。陣列驅動器 158210.doc -17· 201221464 2。2可包括將號提供至(例如)顯示陣列或面板川之列驅動 器電路24及行驅動器電路26。圖β所說明之以仙顯示器 件之&載面由圖2中之線μ展示。雖然為清楚起見，圖2 說明IMOD之3x3陣列，但顯示ρ車列3〇可含有極大量之 IMOD _§_在列中可具有不同於行中之數目個之woo，且 反之亦然。 圖3展不說明圖j之干涉調變器的可移動反射層位置對施 力電壓之圖之只例。對MEMS干涉調變器而t，列/行（亦 即，共同/片段）寫入程序可利用圖3中所說明之此等器件之 滯後ί生質。在-實例實施中，干涉調變器可使用約1〇伏特 ，電位差來使可移動反射層或鏡自鬆弛狀態變至致動狀 態。當電壓自該值減小時，可移動反射層在電壓降回(在 此實例中)Η)伏特以下時維持其狀態，然而，可移動反射 層在電壓降至2伏特以下之前不會完全鬆弛。因此，存在 一電虔範圍（如圖3中所展示，在此實例中為約3伏特至7伏 特），其中存在-施加電壓窗，在該施加電壓窗内，哭件 穩定於鬆他或致動狀態。此窗在本文中被稱為「滞後窗」 或:穩定窗」。對具有圖3之滯後特性之顯示陣列30而言’ 可设計列/行寫入程序以一次定址一或多個列，使得在认 定:之定址期間’所定址列中之待致動之像素曝露“ (在此實例中m伏特之《差，且待_之像素曝露於接 =零伏特之電塵差。在定址之後，像素可曝露於（在實例 ^近似5伏特之穩態或偏麼電塵差，使得該等像素保持在 先别之選通狀態。在此實例令，在經定址之後每一像素 15S210.doc -18- 201221464

經歷約3伏特至7伏特之「穩定窗」内之電位差。此滯後性 質特徵使（例如）圖1中所說明之像素設計能夠在相同的施加 電壓條件下在致動或鬆弛之預先存在之狀態下保持穩定。 因為每一 IMOD像素（無論處於致動狀態抑或鬆弛狀態）本 質上為由固定反射層及移動反射層形成之電容器，所以可 在幾乎不消耗或損失功率之情況下在滯後窗内之一穩定電 壓下保持此穩定狀態。此外，若施加電壓電位保持實質上 固疋，則本質上很少或無電流流至IM〇D像素中。 在些實施中，可藉由根據給定列十之像素之狀態之所 要改變（若存在）沿著行電極之集合施加「片段」電壓之形 式的資料信號來形成一影像之一圖框。可依次定址陣列之 每列’使得—次一列地寫入圖框。為了將所要資料寫入 至第列中之像素，可在行電極上施加對應於第一列中之 像素之所要狀態之片段電壓，且可將特定「共同」電壓或 信號之形式的第一列脈衝施加至第一列電㉟。接著可改變 片段電壓之集合以對應於第二列中之像素之狀態之所要改 變(若存在且可將第二共同電壓施加至第二列電極。在 一些實施中，第—列中之像素不受沿著行電極施加的片段 電壓之改變影響，且在第—共同電壓列脈衝期間保持在該 等像素經設定之狀態0對於整㈣、狀列或者行，可以順 序方式重複此處理程序以產生影像圖框。可藉由以每秒某 -所要數目個圖框残地重複此處理料㈣新影像資料 來再新及/或更新圖框。

跨越每一像素施加的片段信號及共同信號之組合(亦。C 158210.doc •19- 201221464 即，每一像素上之電位差）判定每一像素之所得狀態。圖4 展示說明當施加各種共同電壓及片段電壓時的干涉調變器 之各種狀態之表格之實例。如一般熟習此項技術者將理 解’片^又」電麼可施加至行電極或列電極，且Γ 同」 電Μ可施加至行電極或列電極中之另一者。 如圖4中（以及圖5Β中所示之時序圖中）所說明，當沿著 一共同線施加釋放電壓VCREL時，沿著該共同線之所有干 涉調變器元件將處於鬆弛狀態（或者稱為釋放或未致動狀 態），而不管沿著片段線所施加之電壓（亦即，高片段電壓 VSH及低片段電壓VSL)如何。詳言之，當沿著一共用線施 加釋放電壓VCREL時，調變器像素上之電位電壓（或者稱為 像素電壓）在南片段電壓VSH及低片段電壓VSl均沿著像素 之對應片段線施加時在鬆弛窗（參見圖3，其亦稱為釋放窗） 内。 當在一共同線上施加一保持電壓（例如，高保持電壓 VCH0LDH或低保持電壓VCh〇ldl)時，干涉調變器之狀態將 保持恆定。舉例而言，鬆弛之IM0D將保持在鬆弛位置 中，且致動之IMOD將保持在致動位置中。可選擇保持電 壓，以使得像素電壓在高片段電壓VSh及低片段電壓 均沿著對應片段線施加時將保持在穩定窗内。因此，片段 電壓擺動（亦即，高片段電壓VSh與低片段電壓VSl之間的 差）小於正或負穩定窗之寬度。 當在一共同線上施加一定址或致動電壓（例如，高定址 電壓vcADD H或低定址電壓VCadd—L)時，可藉由沿著各別 158210.doc *20- 201221464 片段線施加片段電壓而沿著該線將資料選擇性地寫入至調 變器。可選擇片段電壓’以使得致動取決於所施加之片段 電壓。當沿著一共同線施加一定址電壓時，一片段電壓之 施加將導致在一穩定窗内之像素電壓，從而使像素保持未 致動。與之相反，另一片段電壓之施加將導致超出該穩定 ®之像素電壓’從而導致像素之致動。導致致動之特定片 段電壓將取決於所使用之定址電壓而變化。在一些實施 〇 中，當沿著共同線施加高定址電壓vcADD H時，高片段電 壓vsH之施加將使調變器保持在其當前位置中，而低片段 電壓VSL之施加可導致調變器之致動。作為一結果，當施 加低定址電壓VCADDL時，片段電壓之效應可相反，其中 咼片段電壓VSH導致調變器之致動，且低片段電壓vsL不 影響調變器之狀態（亦即，保持穩定）。 在一些實施中，可使用在調變器上產生相同極性之電位 差之保持電壓、定址電壓及片段電壓。在一些其他實施 Q 中’可使用使調變器之電位差之極性不時地交替之信號。 調變器上之極性之交替（亦即，寫入程序之極性之交替）可 減小或抑制在單一極性之重複寫入操作之後可能出現的電 ' 荷聚積。 • 圖5A展示說明圖2之3x3干涉調變器顯示器中之顯示資 料之圖框的圖之實例。圖5丑展示用於可用以寫入圖5A中 所說明之顯示資料之圖框的共同信號及片段信號之時序圖 之實例。可將該等信號施加至類似於圖2之陣列的3 X 3陣 列’此最終將導致圖5A中所說明之線時間6〇e顯示配置。 158210.doc -21· 201221464 圖5A中之經致動調變器處於黑暗狀態，亦即，反射光之實 質部分在可見光譜之外以便導致對（例如）檢視者而言^黑 色外觀。在寫入圖5A中所說明之圖框之前，像素可處於： 何狀態，但圖5B之時序圖中所說明之寫人程序假設每一調 變器在第-線時間60a之前已被釋放且駐留於未致動狀 態0 在第一線時間60a期間：在共同線丨上施加釋放電壓7〇; 施加於共同線2上之電壓自高保持電壓72開始且移至釋放 電壓70 ;且沿著共同線3施加低保持電壓％。因此，沿著 共同線1之調變器（共同1，片段1)、（1，2)及（1，3)保持^鬆 弛或未致動狀態歷時第一線時間6〇a之持續時間，沿著共 同線2之調變器（2，υ、（2,2)及（2,3)將移至鬆弛狀態，且沿 著共同線3之調變器（3，υ、（3,2)及（3,3)將保持在其先前狀 態參看圖4，沿著片段線1、2及3施加之片段電壓將不影 響干涉調變器之狀態，此係因為共同線〖、2或3中無任一 者將曝露於導致線時間60&期間之致動的電壓位準（亦即， vcREL-鬆弛及 VCh〇ld—l_穩定）。 在第二線時間6〇b期間，共同線1上之電壓移至高保持電 壓72，且沿著共同線丨之所有調變器保持在鬆弛狀態而不 官所施加之片段電壓如何，此係因為無定址或致動電壓施 加於共同線1上。沿著共同線2之調變器歸因於釋放電麼7〇 之施加而保持在鬆弛狀態’且沿著共同線3之調變器 (3’1)、（3，2)及（3，3)在沿著共同線3之電壓移至釋放電壓7〇 時將鬆弛。 158210.doc -22- 201221464

在第一線時間6〇e期間’藉由在共同線丨上施加高定址電 壓74來疋址共同線i。因為在此定址電壓之施加期間沿著 片段線1及2施加低片段電壓64，所以調變器及（1，2)上 之像素電壓大於調變器之正穩定窗之高端（亦即，超過一 預定義臨限值之電壓差），且調變器（丨⑴及^幻經致動。 ，反地因為沿者片段線3施加高片段電壓62 ,所以調變 器（1，3)上之像素電壓小於調變器及之像素電壓， 且保持在調變器之正穩定窗内；調變器，3)因此保持鬆 弛亦在線時間60c期間，沿著共同線2之電壓降低至低保 持電壓76，且沿著共同線3之電壓保持於釋放電壓70，從 而使沿著共同線2及3之調變器維持在鬆弛位置中。 在第四線時間60d期間，共同線丨上之電壓返回至高保持 電壓72，從而使沿著共同線1之調變器處於其各別定址狀 態。共同線2上之電壓降低至低定址電壓78。因為沿著片 段線2施加南片段電壓62 ’所以調變器（2,2)上之像素電壓 在調變盗之負穩定窗之低端以下，從而使調變器(2,2)致 動相反地’因為沿著片段線1及3施加低片段電壓64，所 以調變器(2，1)及(2,3)保持在鬆弛位置中。共同線3上之電 壓’a加至同保持電壓72，從而使沿著共同線3之調變器處 於鬆弛狀態。 一最後在第五線時間6〇e期間，共同線（上之電壓保持於 同保持電壓72 ’且共同線2上之電壓保持於低保持電壓 76 ’㈣使沿著共同線⑷之調變器處於其各別定址狀 態。共同線3上之電壓增加至高定址電壓74以定址沿著共 158210.doc -23· 201221464 同線3之調變器。由於在片段線2及3上施加低片段電壓 64，因此調變器（3,2)及（3,3)致動，而沿著片段線1施加之 高片段電壓62使調變器αΐ)保持在鬆弛位置中。因此，在 第五線時間60e之末尾，3x3像素陣列處於圖5八中所示之狀 態，且只要沿著共同線施加保持電壓，則將保持在該狀 態，而不顧及在正定址沿著其他共同線之調變器（圖中未 示）時可能出現的片段電壓之變化。 在圖5B之時序圖中，一給定寫入程序（亦即，線時間6〇& 至60e)可包括高保持電壓及定址電壓或低保持電壓及定址 電壓之使用。一旦針對一給定共同線已完成寫入程序（且 共同電壓經設定為具有與致動電壓相同極性之保持電 壓）’像素電壓即料在-給定穩^窗内，且在對該共同 線施加—釋放職之前不通過鬆弛窗。此外，因為在定址 每-調變器之前釋放該調變器（作為寫入程序之部分），所 以調變器之致動時間（而非釋放時間）可判定線時間。具體 δ之’在調變器之釋放時間大於致動時間之實施中，可施 加釋放電壓歷時比單一線時間長的時間，如圖5Β中所描 繪在#•其他實施中，沿著共同線或片段線施加之電壓 可變化以考量不同調變器(例如，不同色彩之調變器)之致 動電壓及釋放電壓之變化。 根據上文陳述之原理而操作之干涉調變器之結構之細節 可廣泛地變化。舉例而言，圖从至圖紐展示干涉調㈣ 之變化實施之橫截面之實例’該等干涉調變器包括可移動 反射層14及其支律結構。圖-展示圖丨之干涉調變器顯： 1582I0.doc •24- 201221464 器之部分橫截面之實例’其中金屬材料之條帶（亦即，可 移動反射層14)沈積於自基板20正交地延伸之支揮件 上。在圖6B中，每一 IMOD之可移動反射層14在形狀上為 大體上正方形或矩形，且在繫栓32上之拐角處或靠近該等 拐角而附接至支撐件。在圖6C中，可移動反射層14在形狀 上為大體上正方形或矩形’且自可包括可撓性金屬之可變 形層34懸置。可變形層34在可移動反射層14之周邊周圍直 0 接或間接地連接至基板20。此等連接在本文中稱為支撐 柱。圖6C中所示之實施具有來源於可移動反射層14之光學 功能與其機械功能（由可變形層34實行）解耦的額外益處。 此解耦允許用於反射層14之結構設計及材料及用於可變形 層3 4之結構設計及材料獨立於彼此得到最佳化。 圖6D展不IMOD之另一實例，其中可移動反射層14包括 反射子層14a。可移動反射層14搁置於例如支撐柱18之支 撐結構上。支撐柱1 8提供可移動反射層14與下部靜止電極 €) (亦即’所說明之IMOD中的光學堆疊16之部分）之分離， 使得例如當可移動反射層14處於鬆弛位置中時，間隙19形 成於可移動反射層14舆光學堆疊16之間。可移動反射層14 亦可包括可經組態以充當電極之導電層14c，及支撐層 ' 14b °在此實例中，導電層14c安置於支撐層14b之遠離基 板20之側上，且反射子層14a安置於支撐層14b之接近基 板20之另一側上。在一些實施中，反射子層可導電， 且可安置於支撐層14b與光學堆疊16之間。支撐層14b可包 括一或多層介電材料，例如氮氧化矽（SiON)或二氧化矽 1582l0.doc -25- 201221464 (si〇〇。在一些實施中，支撐層14b可為多個層之堆疊，例 如.〇2/Si〇N/Si〇2之二層堆疊。反射子層14a及導電層i4c 中之任一者或兩者可包括（例如）具有約0.5%之銅（Cu)的鋁 (A1)合金，或另一反射性金屬材料。在介電支撐層14b上方 及下方使用導電層14a、14c可平衡應力，且提供增強之傳 導在些貫施中，反射子層14a及導電層i4c可針對多種 設計目的（例如，在可移動反射層14内達成特定應力分佈） 而由不同材料形成。 如圖6D中所說明，一些實施亦可包括黑色遮罩結構23。 黑色遮罩結構23可形成於光學非活性區（例如，在像素之 間或在柱18下）中以吸收環境光或雜散光。黑色遮罩結構 23亦可藉由抑制光自顯示器之非活性部分反射或透射穿過 顯示器之非活性部分來改良顯示器件之光學性質，藉此增 加對比率。另外’黑色遮罩結構23可導電，且可經組態以 充當電匯流層（electrical bussing layer)。在一些實施中， 列電極可連接至黑色遮罩結構23以減小所連接之列電極之 電阻。可使用多種方法（包括沈積技術及圖案化技術）形成 黑色遮罩結構23。黑色遮罩結構23可包括一或多個層。舉 例而言’在一些實施中，黑色遮罩結構23包括厚度分別在 約30-80 A、500-1000 A及500-6000 A之範圍内的可充當光 學吸收體之鉬-鉻（MoCr)層、一層，及充當反射器及匯流 排層之鋁合金。可使用包括光微影及乾式蝕刻（包括例如 用於MoCr及Si〇2層之四氟化碳（CF4)及/或氧氣（02)及氣氣 (Ch)及/或用於鋁合金層之三氣化硼（Bci3))之多種技術來 158210.doc -26- 201221464 圖案化該一或多個層。在一些實施中’黑色遮罩23可為標 準具或干涉堆疊結構。在此等干涉堆疊黑色遮罩結構23 中，導電吸收體可用以在每一列或行之光學堆疊16中之下 部靜止電極之間傳輸或匯流信號。在一些實施中，分隔層 35可用以大體上電隔離吸收體層i6a與黑色遮罩23中之導 電層。 圖6E展示IMOD之另一實例，其中可移動反射層14為自 0 支樓式的。與圖6D相比，圖6E之實施不包括支撐柱18。 實情為’可移動反射層14在多個位置處接觸下伏光學堆疊 16’且可移動反射層14之曲率提供足夠支撐，使得當干涉 調變器上之電壓不足以導致致動時，可移動反射層14返回 至圖6E之未致動位置。為清楚起見，此處展示可含有複數 個右干不同層之光學堆疊16，其包括光學吸收體l6a及介 電質16b °在一些實施中，光學吸收體16&可充當固定電極 及部分反射層兩者。 Ο 在諸如圖6A至圖6E中所示之實施的實施中，IMOD起直 視器件之作用，其中自透明基板20之前侧（亦即，與上面 形成有調變器之側相對之側）檢視影像。在此等實施中， 益件之背面部分（亦即’在可移動反射層14後面的顯示器 • 件之任何部分，包括例如圖6C中所說明之可變形層34)可 組態且操作而不衝擊或不利地影響顯示器件之影像品質， 因為反射層14光學遮蔽器件之彼等部分。舉例而言，在一 些實轭中，在可移動反射層14後面可包括一匯流排結構 (未說明），其提供分離調變器之光學性質與調變器之機電 158210.doc -27- 201221464 性質的能力’例如電壓定址及由此定址引起之移動。另 外’圖6A至圖6E之實施可簡化例如圖案化之處理。 圖7展示說明干涉調變器之製造程序80之流程圖之實 例，且圖8A至圖8E展示此製造程序80之對應階段之橫截 面示意說明之實例。在一些實施中，可實施製造程序8 0以 製造機電系統器件，例如圖1及圖6中所說明的一般類型之 干涉調變器。機電系統器件之製造亦可包括圖7中未展示 之其他區塊。參看圖丄、圖6及圖7，程序80自在基板20上 形成光學堆疊16之區塊82開始。圖8A說明形成於基板20上 之此光學堆疊16。基板20可為透明基板（例如，玻璃或塑 膠）’其可為可撓或相對剛性且非彎曲的，且可能已經受 先觔製備製程（例如，清洗）以促進光學堆疊16之有效形 成。如上文所論述，光學堆疊16可為導電的、部分透明的 且部分反射的，且可（例如）藉由將具有所要性質之一或多 個層沈積至透明基板20上而製造。在圖8A中，光學堆疊16 包括具有子層16a及16b之多層結構，儘管在一些其他實施 中可包括更多或更少子層。在一些實施中，子層1以及l6b 中之一者可經組態而具有光學吸收及導電性質兩者，例如 組合之導體/吸收體子層16a。另外，子層i6a&16b中之一 或多者可圖案化成平行條帶，且可形成顯示器件中之列電 極。可藉由遮罩及蝕刻製程或此項技術中已知的另一合適 製私來執行此圖案化。在一些實施中，子層16a及1 6b中之 者可為一絕緣或介電層’例如’安置於一或多個金屬層 (例如’一或多個反射及/或導電層）上之子層16b。另外， 158210.doc -28- 201221464 光學堆疊16可圖案化成形成顯示器之列的個別且平行之條 帶。請注意，圖8A至圖8E可不按比例繪製。舉例而言， 在一些實施中’光學堆疊之子層中之一者、光學吸收層可 非常薄’儘管子層16a及16b在圖8A至圖8E中展示地有點 • 厚。 程序80繼續進行在光學堆疊16上形成犧牲層25之區塊 84。稍後（例如，在區塊90)移除犧牲層25以形成空腔19， 0 且因此圖1中所說明之所得干涉調變器12中未展示犧牲層 25。圖8B說明包括形成於光學堆疊16上之犧牲層25的部分 製造之器件。在光學堆疊16上形成犧牲層25可包括沈積一 厚度之氟化氙（XeFz)可蝕刻之材料，例如鉬（M〇)或非晶矽 (a-Si)，該厚度經選擇以在後續移除之後提供具有一所要 大小的間隙或空腔19(亦參見圖1及圖8E)。可使用例如物 理氣相沈積（PVD，例如濺鍍）、電漿增強化學氣相沈積 (PECVD)、熱化學氣相沈積（熱CVD)或旋塗之沈積技術來 Q 進行犧牲材料之沈積。 程序80繼續進行形成一支撐結構（例如，圖1、圖6及圖 8C中所說明之柱18)之區塊％。柱18之形成可包括圖案化 犧牲層25以形成一支律結構孔隙’接著使用例如、 ' PECVD、熱CVD或旋塗之沈積方法將一材料（例如，聚合

物或例如氧化矽之無機材料）沈積至該孔隙中以形成柱 18。在一些實施中，形成於犧牲層中之支撐結構孔隙可穿 過犧牲層25及光學堆疊16兩者延伸至下伏基板2〇，使得柱 18之下端接觸基板2〇,如圖6A中所說明。或者，如圖8C 158210.doc -29- 201221464 中所描繪，形成於犧牲層25中之孔隙可穿過犧牲層25、但 不穿過光學堆疊16而延伸。舉例而言，圖說明與光學堆 疊16之上表面接觸的支撐柱18之下端。可藉由在犧牲層25 上沈積支樓結構材料之一層及圖案化位於遠離犧牲層25中 之孔隙處的支撐結構材料之部分來形成柱丨8或其他支撐結 構。支撲結構可位於孔隙内（如圖8C中所說明），但亦可至 少部分地在犧牲層25之一部分上延伸。如上文所說明，犧 牲層25及/或支撐柱18之圖案化可藉由一圖案化及蝕刻製 程執行’但亦可藉由替代蝕刻方法執行。 程序80繼續進行形成一可移動反射層或膜（例如，圖i、 圖6及圖8D中所說明之可移動反射層14)之區塊88。可藉由 連同一或多個圖案化、遮罩及/或蝕刻步驟一起使用一或 多個沈積步驟（包括例如反射層（例如，鋁、鋁合金或其他 反射層）沈積）來形成可移動反射層14。可移動反射層14可 導電且被稱為導電層。在一些實施中，可移動反射層14可 包括複數個子層14a、14b及14c，如圖8D中所示。在—些 實施中，子層中之—或多者(例如，子層14a及14〇可包括 針對其光學性質選擇之高反射性子層，且另一子層⑷可 包括針對其機械性質選擇之機械子層。由於犧牲層25仍存 在於在區塊88形成的部分製造之干涉調變器中，故可移動 反射層14在此階段通常不可移動。含有犧牲層_部分製 造之IMOD在本文中亦可稱為「未釋放」細卜如上文結

合圖1所描述’可移動反射層14可·安& L 勒汉射層14 了圖案化成形成顯示器之 行的個別且平行之條帶。 158210.doc -30- 201221464 程序80繼績進行形成一支空腔（例如，圖丄、圖6及圖8E 中所說明之空腔19)之區塊90。可藉由將犧牲材料25(於區 塊84沈積）曝露於蝕刻劑來形成空腔丨9。舉例而言，可藉 由乾式化學蝕刻（例如，藉由將犧牲層25曝露於例如來源 於固體XeF2之蒸 >飞的氣體或蒸汽蚀刻劑歷時足以移除所要 量之材料（通常相對於包圍空腔19之結構選擇性地移除）的 一時間段）來移除可蝕刻之犧牲材料（例如，M〇或非晶 0 Si)。亦可使用其他蝕刻方法，例如濕式蝕刻及/或電漿蝕 刻。由於在區塊90期間經移除犧牲層25，故可移動反射層 14在此階段之後通常可移動。在移除犧牲材料25之後，所 得之完全或部分製造之IMOD在本文中可被稱為「釋放」 IMOD。 上文所描述之干涉調變器為具有兩個狀態：鬆弛狀態及 致動狀態之雙穩態顯示元件。以下描述係關於類比干涉調 變器。舉例而言，在類比干涉調變器之一實施中，單一干 Q 涉調變器可反射紅色、綠色、藍色、黑色及白色。在一些 實施中’類比干涉調變器可取決於施加電壓而反射光之波 長範圍内的任何色彩。此外，類比干涉調變器之光學堆疊 可不同於上文所描述之雙穩態顯示元件。此等差異可產生 - 不同光學結果。舉例而言，在上述之雙穩態元件之一些實 施中’閉合（致動）狀態給予雙穩態元件一黑暗（例如，黑 色）反射狀態。在一些實施中，類比干涉調變器在電極處 於一類似於雙穩態元件之閉合狀態的位置中時反射白光。 三端子之機電器件（例如，干涉調變器）可包括一安置於 158210.doc -31- 201221464 一上部電極及一下部電極之間的一間隙中之可移動中間電 極。在一方法中，三端子器件可使用一開關或一串聯電容 器將電荷提供至該尹間電極上。接著，可跨越該上部電極 及該下部電極施加一電壓，且該帶電中間電極可與產生於 該上部電極與該下部電極之間的所得電場相互作用。結 果，該帶電中間電極可基於由施加電壓產生之電場移動或 移位。然而，以此方式使用開關及電容器將電荷提供至該 中間電極可導致該中間電極之寄生負載。雖然該方式可用 以將電荷提供至一未電連接至任何外部電路且因此電隔離 的電荷中性中間電極上，但一電荷中性中間電極一般可不 回應該上部電極與該下部電極之間的施加電場。因此，以 下器件及方法可為有用的：使具有零淨電荷的電隔離中間 電極移動，使得該中間電極接觸一電接點（或電極），藉此 將電何賦予該中間電極。用以在—中間電極接收電荷之後 釋放該中間電極之器件及方法亦可為有用的。 圖9展示說明—用於致動及校正類比干涉調變器之電荷 中！·生電極之方法的流程圖之實例。方法9〇〇自區塊％工開 始，在該區塊中，提供—電隔離之電荷中性中間電極。舉 例而s ’ S使帶電及/或加以校正之前、件第一次通 電時或在B何已由於$彡属或有目的之電荷耗散程序耗盡之 後’該電隔離中間電極可為電荷中性的。該方法繼續進行 區塊9 5 2，在該區後φ，砝& # 鬼甲致動该中間電極，從而使用一電 力使該中間電極朝向另_雷搞狡& 别门力電極移動。以下（例如）參看圖12 至圖20描述用以在該中間雷搞主 # T门電極為電何中性時致動該中間電 158210.doc •32· 201221464 極之器件及方法。方法900繼續進行區塊953，在該區塊 中’將電荷提供至該中間電極。圖21至圖25描繪用於將電 荷置於此中間電極上之系統及方法之一些一般實施。具體 言之’參看圖21至圖23描述用於藉由與一上部電極接觸而 使中間電極帶電之器件及方法，且參看圖22及圖24至圖25 描述用於藉由與一隔離之接地互補電極接觸而使中間電極 帶電之器件及方法。在一些實施中，如參看圖26至圖3〇所 0 描述，可使用一開關組態使電荷中性中間電極帶電，而在 其他實施中，如參看圖34至圖38所描述，可使用一無開關 組態使該中間電極帶電。 方法900包括區塊954,在該區塊中，校正置於中間電極 上之電荷以解釋作用於中間電極之特定機械彈簧力。參看 圖31至圖33描述用於使用一開關組態校正電荷之特定器件 及=法。另外，參看圖39至圖41描述用於使用一無開關組 態校正電荷之器件及方法之一些實施。校正三端子器件之 〇 陣列上的具有所要量之電荷之中間電極中之每一者^允許 所有該等中間電極在跨越所有該等器件施加選定電壓之後 向，同位置移動。此可幫助改良顯示於類比干涉調變器顯 示器中之色彩之準確度。 方法900繼續進行區塊955，在該區塊中，操作一包括具 有經校正中間電極之類比干涉調變器之—陣列之顯=器了 在-些態樣中，操作顯示器包括致動中間電極或使該等中 間電極移動至由上部電極職及下部電極igiq(參見圖⑼ 形成的間隙中之各種位置以顯示一影像。中間電極之位置 158210.doc -33· 201221464 幫助判定一類比干涉調變器像素之反射顯示色彩。方法 900可選擇地繼續進行區塊956，在該區塊中，重複區塊 952至955。在一些實施中，在返回區塊952之前，使中間 電極為電荷中性的^在—些實施中，中間電極在其於區塊 952致動時保持一些電荷。 圖10展示具有三層或電極設計之類比干涉調變器1000之 橫截面之實例。調變器1000包括上部或第一電極1002。在 一實施中’電極1002為由金屬製成之板。上部電極1〇〇2可 使用加強層1〇03加強。在一實施中，加強層1〇〇3為介電 質。加強層1003可用以使上部電極1〇〇2保持剛性且實質上 平坦。調變器1〇〇〇亦包括下部或第二電極1〇1〇，及亦可包 括金屬之中間或第三電極1006。該三個電極由絕緣柱1〇〇4 電絕緣。絕緣柱丨004亦用來在不存在電力時將中間電極 1006在一平衡位置中固持在電極1002與1010之間。中間電 極1006具有安置於其上之加強層1〇〇8。在一實施中，加強 層1008包括氮氧化矽。 中間電極1006經組態以在上部電極1〇〇2與下部電極1〇1〇 之間的區域或間隙中移動。加強層1008幫助當中間電極 1006在電極1〇〇2與1010之間移動時使中間電極1〇〇6之一部 分保持相對剛性且平坦《在一實施中，加強層丨008安置於 中間電極1006之中心部分上。在此實施中，中間電極丨006 之側部分能夠在中間電極1 〇〇6移動時彎曲。在圖1〇中，展 示處於一平衡位置中的中間電極1006，該電極在該平衡位 置中實質上平坦。當中間電極丨〇〇6遠離此平衡位置移動 158210.doc -34- 201221464 時’中間電極1006之側部分將變形或彎曲。中間電極1〇〇6 之側部分實施一施加一力以使中間電極丨〇〇6移動回至該平 衡位置之彈性彈簧力（參見（例如）圖26至圖33中之彈簧2634 及圖34至圖41中之彈簧3 434)。 中間電極1006亦充當用以反射穿過基板1〇12進入結構之 光的鏡。在一些實施中’基板1012由玻璃製成。在一實施 中’下部電極1010為一鉻或含鉻之吸收層。為了保持至少 0 部分透明’該吸收層可相對較薄地形成，如上所述。下部 電極1010具有安置於其上之鈍化層1〇14(現具體展示為單 獨層）。在一實施中，鈍化層1014為一薄介電層。在另一 實施中，上部電極1002具有一安置於其上之鈍化層。在一 些實施中，該鈍化層為一薄介電層。 圖11A展示具有控制電路1120之類比干涉調變器1100之 橫截面之實例。類比干涉調變器1100可為調變器丨〇〇〇或其 他類似設計之類比干涉調變器。調變器1 1 00包括上部電極 Q 1102、中間電極1106及下部電極1110。調變器11 〇〇進一步 包括使電極11 02、11 06及1110與其他結構絕緣之絕緣柱 1104。調變器1100進一步包括安置於上部電極11〇2上之電 • 阻元件1116。上部電極1102具有安置於其上之加強層 - 1103。在一實施中，上部電極1102為金屬，且加強層1103 為介電質。調變器1100亦包括安置於下部電極1110上之薄 的介電純化層1114，以使得介電純化層1114安置於下部電 極1110與中間電極1106之間。下部電極mo安置於基板 1112上。電阻元件1116提供上部電極1102與中間電極1106 158210.doc •35- 201221464 之間的一分離器。當中間電極1106朝向上部電極11〇2移動 時’電阻元件1Π6防止中間電極nog與上部電極接 觸。在一實施中，中間電極1106包括安置於中間電極11〇6 之底部部分上之絕緣層（圖中未示）。 類比干涉調變器1100亦包括控制電路1120。控制電路 112〇經組態以跨越上部電極1102及下部電極111〇施加一電 壓。電荷泵電路1118經組態以將一電壓選擇性地施加至中 間電極1106。使用控制電壓1120及電荷泵電路m8，中間 電極1106之致動得以達成。電荷泵電路1118用以為中間電 極1106提供電荷。帶電中間電極11〇6接著與由控制電路 1120在上部電極11〇2與下部電極丨no之間產生的電場相互 作用。帶電中間電極1106與該電場之相互作用使中間電極 1106在電極11〇2與111〇之間移動。 在圖11B之示意圖中說明可實施為用以將準確量之電荷 置於IMOD上之電何果電路1118之電荷注入電路之一實 例。在此等示意圖中，將IMOD描繪為可變電容器。重設 IMOD(左邊）示意圖說明用於重設之實例電路組態。 在此組態中’開關S3閉合，從而使IMOD短路以耗散im〇D 上之電荷。開關s 1及S2「斷開」，從而使電壓源vin及電容 器cin相互隔離且與im〇d隔離。預充電cin(在中央）示意圖 說明開關S1閉合從而將電壓源Vin連接至電容器cin、使電 谷器Cin帶電之實例電路組態。開關S2斷開，從而隔離電 容器<^與1]\400，且開關S3斷開，使得IMOD不再短路。 在取樣且將電荷轉移至1]^〇〇(右邊）示意圖中，開關“斷 158210.doc •36- 201221464 開，從而隔離電壓源vin與該電路之其餘部分，且開關82 閉合，從而將電容器cin連接至運算放大器之虛擬接地輸入 端，該虛擬接地輸入端保持連接至IMOD端子1(左端子 運算放大器輸出端以回饋方式連接至IMOD之端子2。此為 ' 熟知之切換電容器電路，其準確地將電荷自輸入電容器Cin - 轉移至在回饋路徑（在此情況下，IMOD)中之電容器。可 使用無運算放大器之開關實施導致不完全電荷轉移之其他 ^ 方法。 〇 藉由變化由控制電路1120施加之電壓可使中間電極i 1〇6 移動至電極1102與1110之間的各種位置。舉例而言，由控 制電路1120施加之正電壓vc使下部電極111〇相對於上部電 極1102被驅動至一正電位，若且當中間電極11〇6帶正電 時，該下部電極1110排斥該中間電極11〇6。因此，正電壓 Vc使中間電極11〇6朝向上部電極11〇2移動。負電壓¥。由控 制電路1120之施加使下部電極mo相對於上部電極11〇2被 〇 驅動至一負電位’當中間電極11〇6帶正電時，該下部電極 I Η 〇吸引該中間電極1106。因此，負電壓vc使中間電極 II 06朝向下部電極mo移動。 開關1122可用以選擇性地連接或解除連接中間電極丨丨〇6 * 與電街聚電路1丨18。此項技術中已知的除開關之外的其他 方法可用以選擇性地連接或解除連接中間電極丨i 06與電荷 泵電路1118，例如薄膜半導體、熔絲、反熔絲等。 可組態類比干涉調變器1100，以使得中間電極1106以與 跨越上部電極1102及下部電極1110驅動之電壓成線性比例 158210.doc •37· 201221464 之方式回應。因此’用以控制中間電極1106之移動的電壓 與中間電極1106在電極11〇2與1110之間的位置之間存在線 性關係。 使用開關Π 22將電荷提供至中間電極1丨〇6可導致中間電 極1106之寄生負載。舉例而言’若中間電極11〇6未完全電 隔離’則中間電極1106上之儲存電荷Q可隨中間電極在電 極1102與111 〇之間的位置而變化。q之此變化可影響中間 電極1106對電荷之回應。當中間電極11〇6未完全電隔離 時’存在自中間電極附接至上部電極11〇2及下部電極111〇 中之每一者的寄生電容。另外，儲存電荷Q之一部分可隨 時間推移而經由開關1122自中間電極11〇6洩漏。 各種系統及方法可用以考量寄生電容，例如2〇11年8月2 日頒佈的題為「Analog Interferometric Modulator」之美國 專利第7,990,604號中所描述之系統及方法。舉例而言，調 變器11〇〇可經組態以藉由包括與中間電極11〇6串聯連接且 與寄生電容1140及1142並聯連接之電容器來考量寄生電 容。在無中間電極1106至一開關或串聯電容器之電連接之 MTgl;荷提供於中間電極11()6上、接著隔離該電荷因 此可為有利的。此電隔離之電極可減小寄生負載或電荷洩 漏問題。 致動一中性的電隔離電極 圖12展示類比干涉調變器1200之透視圖之實例，該類比 干^調變器包括一中間電極，該中間電極可在不使用電連 接至該中間電極之開關或串聯電容器之情況下在兩個帶電 158210.doc •38· 201221464 電極之間移動或致動。如下文參看圖21至圖23所較詳細描 述，可使中間電極朝向任一帶電電極移動以在不使用電連 接至中間電極之開關或串聯電容器之情況下將電荷提供至 中間電極上。 • 調變器1200包括與上部電極1202間隔開一恆定間隙呂之 上部電極1202及下部電極1210。可移動中間電極或板12〇6 安置於間隙g中，且可與上部電極12〇2分開一距離t且與 0 下部電極1210分開一距離山。中間電極1206可為金屬導體 或一鏡。當中間電極1206安置於間隙g中時，中間電極 1206可電隔離，亦即該中間電極未電連接至一外部組件 (例如，一開關）。中間電極1206亦為電荷中性的，從而具 有與負電荷相同總數之正電荷。在一些實施中，電極 1202、12〇6及I210為薄膜電極。在一些態樣中，例如，薄 膜上部電極1202之橫向尺寸為D，且薄膜上部電極12〇2之 厚度為橫向尺寸的十分之一或更小（D/1 〇或更小）^在一歧 〇 實施中，三個電極中之每一者具有比分離距離七及心薄的 厚度。舉例而言’三個電極中之每一者之厚度可比分離距 離(^及(12薄一或多個量值級。 中間電極1206可以機械方式連接至結構或組件（圖12中 - 未展示）及/或由結構或組件支#。然而，可組態此結構（或 此等組件）’以使得中間電極丨2〇6保持電隔離（例如，該結 構可由有助於電隔離中間電極丨2〇6之材料形成）。如下文 參看圖21、圖26及圖34所較詳細論述’此等結構可包括將 對中間電極1206施予一恢復機械力以使中間電極丨2〇6恢復 158210.doc -39- 201221464 至間隙g中之一特定位置的彈簧。 在於上部電極1202與下部電極1210之間施加一電場時， 不帶電的電隔離中間電極12 〇6可經致動或朝向上部電極 1202或下部電極121〇移動。在一實施中，藉由將上部電極 1202及下部電極121 〇中之一者組態為不同於另一者之大小 來達成此致動或移動。舉例而言，在圖〖2中所說明之實施 中，上部電極1202具有表面積八2，而下部電極1210具有大 於八2之表面積入〗。在其他態樣中，下部電極121〇可具有小 於上部電極1202之表面積八2的表面積入！。中間電極1206可 具有小於或約等於下部電極121〇之表面積的表面積。 跨越上部電極1202及下部電極12 10施加電壓v在該兩個 電極之間產生一非均勻電場。調變器12〇〇之實施可包括一 控制電路，該控制電路經組態以跨越上部電極12〇2及下部 電極1210施加電壓v以產生非均勻電場。 圖13展示圖12中所示之類比干涉調變器組態之等效電路 之實例。C!表示下部電極121〇與中間電極12〇6之間的電 容’而C2表示上部電極12〇2與中間電極12〇6之間的電容。 △V!表示下部電極121〇與中間電極12〇6之間的電位差，且 由如下方程式給出： AK =~CZ.q + c2

V (i) △V2表示上部電極1202與中間電極1206之間的電位差， 且由如下方程式給出： AV2=—^—v Q+c2 158210.doc -40- (2) 201221464 將電塵v施加至上部電極1202及下部電極1210在上部電 極1202及下部電極121〇上提供具有相同量值之電荷。由此 等帶電電極中之任一者對中間電極12〇6施予之電力與帶電 電極之表面積成反比。然而，在此實例中，因為上部電極 1202之表面積小於下部電極121〇之表面積，所以在此實例 中，上部電極1202對中間電極1206施予比對下部電極mo 施予之電力大的電力。在下部電極121〇之表面積小於上部 q 電極1202之表面積之實施中，下部電極1210將對中間電極 1206施予比對上部電極12〇2施予之電力大的電力。 可使用電容q及C2之平行板近似法判定作用於中間電極 1206之淨力。因為上部電極12〇2及下部電極121〇為靜止 的，所以可將中間電極1206上之淨電力近似為： f_s0A2(AF2)2 €nA}(AV^2 2di ~~~ (3) 其中εο表示真空之介電電容率，Al表示下部電極121〇之表 Ο 面積’A2表示上部電極1202之有效表面積，表示下部 電極1210與中間電極1206之間的電位差，A%表示上部電 極1202與中間電極1206之間的電位差，甸表示中間電極 1206與下部電極1210之間的距離，且l表示中間電極12〇6 - 與上部電極丨2〇2之間的距離。另A1=A且A2=〇tA，其中α為 面積因數。該力方程式因而簡化為： F = s0aAV2-/ λ 2[(1 - a)d2 + ag]2 (4) 因此，在上部電極1202之表面積小於下部電極121〇之表 158210.doc -41- 201221464 面積之實施中，跨越具有相異面積之電極施加電場導致電 荷中性之電隔離中間板1206上的淨向上力，從而使該中間 板朝向上部電極1202向上移動。中間板1206經組態以向上 移動，以使得該板與上部電極1202或上部電極1202上之接 點（例如，電阻接點）接觸及/或與上部電極12〇2電連通。如 下文參看圖23及圖25所較詳細描述，中間電極1206與上部 電極1202之間的接觸可改變中間電極12〇6上之電荷。 圖14展示說明作用於中間電極12〇6之淨向上電力如何隨 圖12之類比干涉調變器之上部電極12〇2與中間電極12〇6之 間的距離心變化的圖形之實例。在此實例中’施加於上部 電極1202與下部電極1210之間的電壓乂為1〇〇伏特，面積因 數α為0.25，總間隙距離g為！，〇〇〇 nm，且像素大小為” μηι，從而在此組態中導致28〇9 μιη2之面積a。 在一些實施中，下部電極1210可具有小於上部電極12〇2 之表面積入丨的表面積Ay在此等情況下，在上部電極12〇2 與下部電極121 0之間施加一雷厭腺道;SA _ ji*

158210.doc -42· (5) 201221464 給出

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Ο Ο 其中ε。為自由空間之電容率，〜為填充上部電極與中間電 極之間的頂部間隙之相對介電常數，、為上部電極之表面 積，sbot填充下部電極與中間電極之間的下部間隙之相對 介電常數，Ι為上部電極與中間電極之間的間隙，吕為上 部電極與下部電極之間的總距離，且A為其他下部電g極及 中間電極之表面積。若電極面積及填充介電常數對頂部及 底部電容部分區段而言相同，則總電容值為與上部電極與 下部電極之間的距離（例如，距離D無關之常數。若電極 大小及/或填充間隙之介質之介電常數存在不平衡，則總 電容變為中間電極置於上部電極與下部電極之間的所在之 函數》電系統將設法藉由使中間電極單調地向上或向下移 動來增加電容，且增量電容之此不平衡（隨間隙距離增加） 可為作用於隔離且不帶電的中間電極之力。 在上文參看圖12所描述之一實施中，具有兩個不同表面 積之上部電極1202及下部電極121 〇經組態以在該兩個電極 之間產生一電場，該電場能夠使電隔離之電荷中性中間電 極1206移動。如上文所解釋，總電容為中間電極12〇6置於 上部電極1202與下部電極1210之間的所在之函數。跨越上 部電極1202及下部電極1210施加電壓V產生一可影響中間 電極1206以朝向上部電極1202或下部電極1210移動之非均 158210.doc -43- 201221464 勻電場。在另一實例中，可藉由一產生於具有不同形狀之 上部電極及下部電極之間的電場來移動電隔離之電荷中性 中間電極1206。在一實施中，具有不同形狀之上部電極及 下部電極具有相同或實質上相同的表面積。在另—實施 中，具有不同形狀之上部電極及下部電極具有不同表面 積。此等實施可在上部電極與下部電極之間的特定區域中 產生更多電場線，從而增加此等區域中的電場之通量。在 下文參看圖15A所論述之另一實例中，在上部電極與下部 電極之間施加的電壓（其中接地之互補電極靠近上部電極） 可產生一可影響電隔離之電荷中性中間電極以朝向上部電 極移動之電場。在又—實施中，不能近似為平行板電極組 態之下部及上部電極組態可產生一能夠使電隔離之電荷中 性中間電極移動的電場。在再一實施中，上部電極12〇2與 中間電極1206之間的上部間隙或下部電極121〇與中間電極 1206之間的下部間隙可用一介電流體或氣體填充，或上部 間隙及下部間隙兩者可用—介電流體或氣體填充。電容隨 上部間隙改變之改變率不同於電容隨下部間隙改變之改變 率從而在跨越上部電極12〇2及下部電極ΐ2ι〇施加電壓v 後使中間電極1206朝向上部電極1202或下部電極121〇移 ^。雖然可將特定實施描述為與非均勻電場及/或特定電 容特性有關’但-般熟習此項技術者將理解，可存在用以 特性化及描述此等實施之電及物理性質之其他方式，且所 包括之描述不欲為限制性的。 複合電極組態 158210.doc •44· 201221464 圖15A展示類比干涉調變器1500之橫截面之實例，該類 比干涉調變器包括中間可移動電極1506、上部電極15〇2及 與上部電極1 502間隔開恆定間隙g之下部電極15 1 〇。在鬆 弛（或未致動）位置中’中間電極1506為電隔離的且位於間 隙g内。在此實施中，中間電極1 506可具有一零淨電荷。 調變器1500亦包括相對於上部電極15〇2橫向地對準之互 補電極1524 »在所說明之實施中，互補電極1524連接至電 0 接地且與上部電極15〇2電隔離，以使得互補電極1524及上 部電極1502為兩個電獨立之電極。 然而，如圖15B中所說明且下文參看圖32所較詳細描 述’上部電極1502及互補電極1 524可經組態以在校正程序 期間電連接以形成「複合」電極1526。圖15B展示複合電 極1526已形成之後的類比干涉調變器15〇〇之實例。在本文 中引用時，「複合電極」指代兩個電極，該兩個電極在其 電連接時之狀態下包括於複合電極中。複合電極1526具有 Ο 表面積八2,在一些實施中，該表面與下部電極1510之表面 積八!相同或實質上相同。在一實施中，當互補電極^^電 連接至上部電極1502以形成複合電極1526時，複合電極 1526經組態為平行板，以使得跨越複合電極丨526及下部電 極151〇施加一電壓產生一大體上均勻之電場。此均勻電場 可在正常IMOD操作期間使用以（例如）使中間電極15〇6移 動至各種位置以反射各種色彩。另外，在參看圖％至圖33 所描述之致動程序及校正程序期間，互補電極1524可幫助 中間電極1506之致動及校正，如下文所描述。 158210.doc •45- 201221464 在一些實施中’互補電極1524可安置於中間電極1506之 下且相對於下部電極1 5 10橫向地對準，以使得下部電極 15 10及互補電極1524可形成複合電極1526。 再次參看圖15A，其中互補電極1524連接至電接地且與 上部電極1502電隔離，圖15A中所說明之電極組態可針對 給定之施加電壓V增加作用於中間電極15〇6之向上電力。 互補電極1524可包括在電極之左末端及右末端處的中間電 極1506之頂面1528上之正電荷。因為中間電極15〇6為淨電 荷中性且電隔離的，所以下部電極丨5 ! 〇在中間電極丨5〇6之 底面1530上誘發比圖12中所說明之組態中之電荷小的正電 荷。結果’作用於中間電極1506之向上力之量值相比於圖 12中所示之組態增加，其中電場非均勻性僅經由不同面積 之上部電極及下部電極來達成。 圖16展示將圖15 A中所示之類比干涉調變器組態特性化 為等效電路之示意圖之實例。現將參看圖16進一步較詳細 描述作用於中間電極1506之力。在此實施中，下部電極 1510之表面積為A’上部電極1502之表面積為αΑ，且接地 之互補電極1524之表面積為（ΐ-α)Α。上部電極15〇2與中間 電極1506之間的電位差由如下方程式給出： AV2 = (q+b) ΓCj +c2+cp

d2 \ a \ —+ — + - <^2 -a

V (6) 下部電極15 10與中間電極1506之間的電位差由如下方程式 158210.doc •46· 201221464 給出： AVX = C2Cj + c*2 + c v= a .d2 丄+ adx d2 a

V (7) 作用於中間電極1506之淨力在向上向上（例如，朝向上部 電極1502)且又如下方程式給出：

g〇Q^(AF2)2 ε0{\-α)Α{^νλ)2 2dl 2d\ 2d^ ⑻ 比較方程式（8)與上文之方程式（4)，顯然，方程式（8)中所 示之淨力之量值（對應於圖15A中所說明之實施）大於圖12 中所說明之實施中的作用於中間電極1206之淨力之量值。 圖17展示以對數尺度說明作為上部電極1202、1502與中 間電極1206、1506之間的距離&之函數的作用於圖12組態 中之中間電極1206及作用於圖15A組態中之中間電極1506 Ο 的淨向上力之量值的圖形之實例。在兩個實施中，施加於 上部電極1202、1502與下部電極1210、1510之間的電壓V 為100伏特且面積因數為0.25 »圖17表明作用於圖15A組態 (其中互補電極1524連接至電接地且與上部電極1502電隔 離）中之中間電極1506之淨力F之量值大於作用於單一上部 電極1202組態（其中I小於700 nm)之中間電極1206之淨力F 之量值。因此，圖15A中所說明之電極組態可針對給定電 壓V增加作用於中間電極1506之向上電力。 圖18至圖20說明包括可電隔離及/或連接以形成複合電 158210.doc -47- 201221464 極之上部電極及互補電極之各種電極組態。圖18展示圖 15A中所示之互補電極1524及上部電極1502之平面圖之實 例。在此實施中，當圓形上部電極1502電連接至環形互補 電極1 524時’複合電極可以環組態形成。互補電極丨524相 對於上部電極15 0 2橫向地對準。在此組態中，上部電極 1502橫向地定位於環形互補電極丨524内。 本文中所描述之複合電極之實施不限於圓形或環形狀。 舉例而言，圖19展示包括電隔離及/或連接至正方形_框架 形狀之互補電極1924之正方形形狀之上部電極19 〇2的另一 電極組態之實例。上部電極1902橫向地定位於正方形形狀 之互補電極1924内。當電連接時，上部電極19〇2及互補電 極1924可形成一具有與下部電極191〇之表面積相同的表面 積之複合電極。 圖20展示連鎖組態之實例，其中互補電極2〇24相對於上 部電極2002橫向地對準。當電連接在一起時，電極2〇〇2、 2024可形成具有一與下部電極2010之表面積相同或實質 上相同的表面積之複合電極。—般熟習此項技術者將理 解，複合電極之其他形狀及組態亦為可能的。 將電荷置於電極上 上文所述之類比干涉調變器之實施可致動一電荷十性之 電隔離中間電極，以係；I：畧马· φ k > 1之侍該中間電極在一非均勻電場存在 之情況下朝向上部或下部電極移動。現將參看圖21至圖25 描述在致動中間電極之移動之後將電荷提供至中間電極之 方法。 158210.doc -48- 201221464 電極之直接充電 圖21展示包括中間電極2106及上部電極21 〇2及下部電極 211〇之類比干涉調變器2100之橫截面之實例。在此實施 中’上部電極2102具有小於中間電極2106及下部電極2110 之表面積的表面積。說明在上部電極2102與下部電極2110 • 之簡存在一非均勻電場之情況下經致動之前的中間電極 2106。在致動之前，中間電極21〇6安置於上部電極21〇2與 0 下部電極2110之間的間隙g中之一第一位置中。如上文參 看圖12所詳細描述，中間電極21〇6在該第一位置中電隔 離。在致動之前’中間電極2106具有一淨中性電荷。調變 器2100亦包括一或多個電接點，例如，安置於上部電極 21 02上之一或多個導電柱2132。 圖22展示說明用於將電荷提供至圖21中之調變器21〇〇之 中間電極上之方法2200的流程圖之實例。方法2200自區塊 2202開始，在該區塊2202中’施加充電致動電壓vchargea Ο 在上部（或第一）電極2102與下部（或第二）電極2110之間產 生一非均勻電場。在一些實施中，電壓Vcharge可小於1〇〇伏 特。在其他實施中，電壓乂—…可介於約1〇伏特與約20伏 特之間。在一些情況下，電壓Vcharge在約2〇伏特以下。如 ' 上文所較詳細描述，中間電極2106可經致動，且在具有相 異面積之電極2102及2110之間的非均勻電場影響下朝向上 部電極2102或下部電極2110移動。 在區塊2204處，在施加充電致動電壓時，中間電極21〇6 在間隙g内朝向第一或第二電極移動。圖22之描述之其餘 158210.doc -49- 201221464 部分將參考上部（第一）電極來描述該程序，但將理解，亦 可使用下部電極、使用適當極性的所施加之充電致動電壓 來實施方法2200 〇在中間電極2106朝向上部電極21〇2移動 之實施中，中間電極2106在非均勻電場影響下在向上方向 上朝向上部電極2102移動。換言之，中間電極21〇6遠離間 隙g中之第一位置朝向較接近上部電極21〇2之第二位置移 動。在區塊2206處，中間電極21〇6移動至間隙g中之一第 二位置，且接觸電連接至上部電極21〇2之導電結構（例 如，導電柱213 2)。在圖23中展示中間電極21〇6處於間隙g 中之該第二位置中之實例。 圖23展示調變器2100之橫截面之實例，其說明在中間電 極2106與上部電極2102上之導電柱2132接觸之後，處於第 二位置中之中間電極2106。當移動至第二位置時，中間電 極2106接觸導電柱2132，且中間電極21 〇6電連接至上部電 極2102(經由導電柱2132)且不再電隔離。 再次參看圖22,接下來，在區塊22〇8處，改變中間電極 2106上之電荷。在進行電接觸之後，中間電極21〇6開始經 由導電柱2132藉由耗散或「洩漏」其電荷而失去該電極之 負電荷之一些。因此，中間電極21〇6在第二位置中不為電 荷中性的，且隨著洩漏繼續而變得逐漸帶正電。在一些實 知中，導電柱213 2為提供電阻以減小中間電極21 %上之電 荷之改變率的電阻柱。在一些實施中，一電阻器存在於導 電柱2132與接地之間的路徑中。 可感測中間電極2 106與上部電極21 〇2之間的接觸，以使 158210.doc -50- 201221464 得可量測電荷開始自中間電極2106洩漏之時間。在一實施 中’ 一旦中間電極2106上之電荷在區塊22〇8處開始改變， 即將充電致動電壓veharge降低至選定校正電壓Vcai。下文將 參看圖31中之區塊3104較詳細地論述用於判定經界定校正 • 電壓Vcal之方法。 亦可量測負電荷自中間電極21〇6耗散之速率。在一實施 (將參看圖37較詳細地論述）中，可藉由增加中間電極21〇6 0 與上部電極2102之間的導電路徑之電阻來降低耗散之速 率。舉例而言，可藉由經由一電阻器將導電柱2132連接至 上部電極2102來增加電阻。或者，導電柱2132可由高電阻 材料製成。 由於中間電極2106擁有淨正電荷，故作用於中間電極 2106之淨向上電力減小。中間電極21〇6最終擁有恰好足夠 之淨正電荷’使得作用於中間電極21〇6之向上電力不再可 平衡由作用於中間電極21〇6之機械彈簧力對中間電極21〇6 Q 施予之向下機械力。 在區塊2210處，中間電極21 〇6打破與導電柱2132之接 觸，且在向下方向上遠離上部電極21〇2而移動至間隙g中 之第二位置。在一實施中，中間電極21〇6在打破接觸之後 移動至恰在導電柱2132之下的第三位置。如本文中所使 用，「恰在」導電柱2132「之下」定位的中間電極21〇6並 不與導電柱2132實體接觸。在一實施中，當中間電極21〇6 移動至恰在導電柱2132之下的第三位置時，中間電極21 〇6 移動至在導電柱2132之下約1〇奈米之距離。在打破與導電 158210.doc -51· 201221464 柱2132之電接觸之後，中間電極21〇6為電隔離的。與第一 位置中的淨中性中間電極21 06相比，中間電極21 06在該第 二位置中為帶正電的。 方法2200接下來移至區塊2212，在該區塊2212中，校正 中間電極21 06上之電荷。下文參看圖39至圖41描述用於校 正中間電極2106上之電荷的器件及方法。 當中間電極2106在區塊2210處移動至該第三位置時，中 間電極21 06上的正電荷之量與固持中間電極21〇6之彈簧力 之強度（例如，彈簧之剛度）有關。彈簧力愈強，中間電極 2106打破與導電柱2132之接觸愈快，從而導致中間電極 2106具有比連接較久之情況下少的正電荷。在一實施中， 例如，支撐第一中間電極Α之彈簧比固持第二中間電極Β 之彈簧相對剛性更強。結果，在相對較強之彈簧機械力作 用以使第一中間電極A遠離上部電極2102向下移動之前， 較少負電荷自第一中間電極A洩漏（且因此較少正電荷被賦 予第一中間電極A)。與之相反，在由相對較弱之彈簧賦予 之機械力能克服作用於第二中間電極B之向上電力之前， 較多負電荷自第二中間電極B洩漏（且較多正電荷被賦予第 二中間電極B)。 電極之感應充電 圖24展示能夠將電荷提供至電荷中性之電隔離中間電極 上的類比干涉調變器2400之橫截面之實例。調變器24〇〇類 似於圖21中所示之調變器21〇〇且包括中間電極24〇6、上部 電極2402及下部電極241〇。在此實施中，調變器24〇〇包括 158210.doc •52· 201221464 相對於上部電極2402橫向地對準之互補電極2424。如上文 參考圖15B中所說明之複合電極1526所描述，互補電極 2424及上部電極2402可電連接以形成一複合電極。然而， 在圖24中所說明之實施中，互補電極2424與上部電極2402 ' 電隔離且連接至電接地。 如所說明，中間電極2406在致動之前安置於上部電極 2402與下部電極2410之間的間隙中之一第一位置中。中間 _ 電極2406在該第一位置中電隔離。在致動之前，中間電極 〇 2406具有一淨中性電荷。調變器2400亦可包括一或多個電 接點。舉例而言，一或多個導電柱2432安置於互補電極 2424 上。 類比調變器2400之實施可根據圖22中所說明之方法2200 經由感應將電荷提供至中間電極2406。舉例而言，施加充 電致動電壓Vcharge以在上部或第一電極2402與下部或第二 電極2410之間產生一非均勻電場。在區塊2204，中間電極 Q 2406在非均勻電場影響下在間隙中在一向上方向上朝向上 部電極2404移動。中間電極2406遠離間隙中之該第一位置 朝向一較接近上部電極2402之第二位置移動。在區塊 • 2206，中間電極2406移動至間隙中之一第二位置且接觸互 補電極2424上之導電柱2432，且中間電極2406接收電荷。 圖25展示調變器2400之橫截面之實例，其說明在中間電 極2406與互補電極2424上之導電柱2432接觸之後，處於第 二位置中之中間電極2406。當中間電極2406接觸導電柱 2432時，中間電極2406在該第二位置中不再電隔離且直接 158210.doc -53- 201221464 電連接至互補電極2424(經由導電柱2432)。中間電極2406 與互補電極2424之間的此接觸提供一至接地之路徑，該路 徑提供中間電極2406之感應充電。 在圖22之區塊2208，改變中間電極2406上之電荷。在進 行電接觸之後，中間電極2406上之正電荷開始經由導電柱 2432耗散（或洩漏）。因此，中間電極2406在第二位置中不 為電荷中性的，且隨著洩漏繼續而變得逐漸帶負電。中間 電極2406上之電荷耗散之速率可得到控制。舉例而言，在 一參看圖29所描述之實施中，使用一將互補電極2424及導 電柱2432連接至接地之電阻器（圖24至圖25中未說明）來降 低耗散之速率。 一旦放電自區塊2208開始，充電致動電壓Veharge即可降 低至選定校正電壓Vcal。隨著放電繼續且中間電極2406擁 有一淨負電荷，上部電極2402與中間電極2406之間的吸引 力減小。中間電極2406最終擁有恰好足夠之淨負電荷，使 得作用於中間電極2406之向上電力不可再平衡對中間電極 2406施予的將中間電極2406定位於間隙中之向下機械力。 再次參看圖22，在如圖25中所示之接觸之後，在區塊 2210，中間電極2406打破與導電柱2432之接觸且在一向下 方向上遠離上部電極2402移動至間隙中之一第三位置。當 在區塊22 10釋放中間電極2406時，中間電極2406上的正電 荷之量與固持中間電極2406之彈簧之剛度有關，如上文所 較詳細描述。 在打破與導電柱2432之電接觸且移動至該第三位置之 1582i0.doc -54- 201221464 後，中間電極2406再次電隔離，但現為帶負電的。類比干 涉調變器2400之實施因此可藉由使中間電極經受一非均勻 電場且使中間電極移動以與一帶電板（例如，在上文所述 之實施中，互補電極2424)電接觸而以感應方式使淨中性 ' 之電隔離中間電極帶電。 方法2200接下來移動至區塊2212,在該區塊中，校正中 間電極2406上之電荷。下文參看圖31至圖33描述用於校正 中間電極2406上之電荷的器件及方法。 〇 一般熟習此項技術者將理解，本文中所描述之致動及充 電方法及器件不限於經受施加電麼之上部電極2402。舉例 而言，在一實施中’上部電極2402連接至接地，且在互補 電極2424與下部電極2410之間施加充電致動電壓以產生一 非均勻電場。在此實施中，導電柱2432可安置於上部電極 2402 上。 校正電極上之電荷 〇 除了致動及將電荷提供至電極上之外，本文中所描述之 類比干涉調變器之實施可校正已置於電極上之電荷。校正 干涉調變器之一陣列中的中間電極上之電荷可補償固持中 ㈣極之韻結構之料常數之變化。在下文料細描述 . 之校正程序之後，將一系列帶正電或帶負電之電隔離中間 電極懸置於其各別上部電極與下部電極之間。每一經校正 中間電極上之正（或負）電荷為固持該電極之特定彈赞之剛 度之函數。 舉例而言，在本文中所描述之校 仪止程序之後，由相對較 158210.doc -55- 201221464 弱之彈簧支撐的甲間電極£丨將具有比由相對較強之彈簧支 樓的中間電邮2少的正電荷。若跨越與Ει^相關聯之上 部電極及下部電極施加一例如丨伏特之全局電壓則來自 施加電場的作用於Ei&E2之所得電力將與匕及^上之電荷 成比例。作用於具有較多正電荷之E2之力將大於作用於具 有較少正電荷之仏之力。作用於匕之較大電力可補償由該 電極之較剛性彈簧施予之較大機械力，以使得該電極將移 動至與具有相同施加電壓之Ει相同的位置。因此，不管一 系列中間電極之相關聯彈簧常數之變化，該等電極上之電 荷之校正可用以使該等電極移動至相同位置。 電極之感應充電及校正 現將參看圖26至圖33詳細地描述用於以感應方式使電荷 中性之電隔離電極帶電及校正其之系統及方法。 圖26展示類比干涉調變器26〇〇之橫截面之實例，該類比 干涉調變器能夠將電荷提供至電荷中性之電隔離電極上且 月b夠接著校正該電荷以解釋作用於該電極之特定機械彈簧 力》調變器2600包括藉由間隙g與下部或第二電極261〇分 離之上部或第一電極26〇2。調變器26〇〇亦包括相對於上部 電極2602橫向地對準之互補電極2624。調變器26〇〇亦包括 開關2638，其允許互補電極2624電連接至上部電極26〇2， 或者，開關2638允許互補電極2624連接至接地。 調變器2600亦包括懸置於間隙g中且由彈簣2634支撐之 令間電極2606。當中間電極26〇6在一第一位置中懸置於間 隙g中時（如圖26中所示），中間電極26〇6為電隔離的。該中 158210.doc -56- 201221464 間電極在該第一位置中亦為電荷中性的。當中間電極2606 遠離該第一位置移動時，由彈簧2634施加至中間電極2606 之機械恢復力作用以使中間電極2606恢復至該第一位置。 互補電極2624包括一或多個導電柱2632。在一些實施 中，互補電極2624最初與上部電極2602電隔離，且經由電 阻組件2636連接至電接地。在一實施中，電阻組件2636為 一經組態以減小通過導電柱2632之電流之電阻器。如下文 參看圖32所描述，互補電極2624及上部電極2602可電連接 以形成複合電極2626。

圖27展示調變器2600之橫截面之實例，其說明安置於上 部電極2602與下部電極2610之間的間隙g中之一第一位置 中之中間電極2606。將充電致動電壓V charge 施加至上部電 極2602及下部電極2610以在該等電極之間產生一非均勻電 場，如上文參看圖15及圖24所較詳細描述。 圖28展示中間電極2606在非均勻電場影響下經致動之後 的調變器2600之橫截面之實例。在此視圖中，中間電極 2606已遠離該第一位置朝向上部電極2602向上移動，但中 間電極2606仍為電隔離及電荷中性的（具有與負電荷相同 數目之正電荷）。 圖29展示在中間電極2606已與互補電極2624上之導電柱 2632電接觸之後，處於第二位置中之中間電極2606之橫截 面之實例。如參看圖25所較詳細描述，中間電極2606上之 負電荷受上部電極2602上之正電荷束缚，而中間電極2606 與互補電極2624之間的電接觸中性化中間電極2606上之正 -57- 158210.doc 201221464 電荷。由彈簧2634對中間電極2606施予之機械恢復力小於 由上部電極2602與下部電極2610之間的電場施予之電力。 隨著中間電極2606上之正電荷繼續經由與導電柱2632之電 接觸而耗散，中間電極2606變得逐漸帶負電。以上及本發 明中別處之描述假設在下部電極2610與上部電極2602之間 施加一正電壓。然而，在施加之充電致動電壓為負的之實 施中，中間電極2606上之負電荷將耗散，使得中間電極 2606變得逐漸帶正電。 中間電極上之電荷之耗散速率可得到控制。舉例而言， 在一實施中，藉由經由電阻器2636將導電柱2632及互補電 極2624連接至電接地來控制及/或降低放電速率。可藉由 選擇用以將導電柱2632及互補電極2624連接至電接地的具 有一特定或所要電阻之電阻器2636來降低放電速率。 圖3 0展示在恢復彈簧力克服作用於中間電極2606之電力 且遠離上部電極2602將中間電極2606向下拉之後，處於第 二位置中之中間電極2 6 0 6之橫截面之實例。中間電極再次 為電隔離的，但現為帶負電的。中間電極2606上之負電荷 與支撐中間電極2606之彈簧2634之剛度有關。 已參看圖26至圖3 0描述了致動及將電荷提供至中間電極 2606上之方法。現將參看圖31至圖33描述用於校正置於中 間電極2606上之電荷之方法及系統。 圖31展示說明一用於使用（例如）圖26之調變器2600校正 中間電極上的電荷之量之方法3 100的流程圖之實例。在以 下的揭示内容中，亦將參考圖32及圖33中所說明之特徵， 158210.doc -58- 201221464 因為該等特徵與圖31中所說明之方法3100中之區塊有關。 方法3100自區塊3 102開始，在該區塊中，將互補電極2624 電連接至上部電極2602以形成複合電極2626。在一實施 中，電極2624及2602與經組態以隔離或連接電極2624及 ’ 2602之一或多個開關2638連接在一起。在一些態樣中，每 -一調變器2600包括每個像素2個開關。在另一實施中，開 關263 8包括可閉合以形成複合電極2626或斷開以將複合電 _ 極2626分段成兩個獨立電極：互補電極2624及上部電極 〇 2602之電晶體。 圖32展示一或多個開關2638已閉合以形成複合電極2626 之後的調變器2600之橫截面之實例，該複合電極包括互補 電極2624及上部電極2602。互補電極2624不再與上部電極 2602電隔離，但經由電阻器2636電連接至該上部電極。現 在，互補電極2624及上部電極2602均與接地電隔離。在一 或多個開關2638閉合之後，複合電極2626之表面積與下部 Q 電極26 10之表面積相同或實質上相同。 在致動中間電極2606且使其帶電之後，如上文參看圖26 至圖30所描述，中間電極2606保持在複合電極2626與下部 • 電極26 10之間的間隙中之該第三位置中。在一些實施中， • 將中間電極2606在校正程序開始時之位置稱為「第一」位 置。一般熟習此項技術者將理解，無論是將中間電極2606 描述為在充電程序結束時處於「第三」位置中抑或在校正 程序開始時處於「第一位置」中，中間電極2606皆處於間 隙g中之相同位置中。 158210.doc -59- 201221464 再次參看圖31，在區塊31 〇4中，在下部電極2610與複合 電極2626之間施加一等於選定校正電壓να之電壓。不同 於上文所論述之用以將電荷置於中間電極2606上之充電致 動電壓，施加於下部電極261〇與複合電極2626之間的電壓 vcal經組態以在電極26〇2與2626之間形成一均勻或實質上 均勻之電場。在一些態樣中，電壓Vca丨可在1〇〇伏特以下。 在其他態樣中，電壓Vcai可介於約1〇伏特與約2〇伏特之 間。在一些情況下，電壓Veal在約20伏特以下。一控制器 可經組態以在一校正程序期間跨越複合電極2626及下部電 極2610施加該校正電壓。 在一些實施中，校正電壓Vcai係在製造調變器26〇〇或調 變器2600之-陣列時判定。舉例而言，可首先估計作用於 調變器之一陣列中的每一調變器26〇〇中之中間電極26〇6之 機械彈簧力以判定該陣列中之機械彈簧力之範圍。接著可 調整此範圍以解釋調變器26〇〇之陣列之預期壽命期間之歸 因於老化、環境因數及其他影響的機械彈簧力之預期改變 接著可基於此資訊來選擇待施加至陣列中之每一調變器 2600之單一杈正電壓乂^丨。在一實施中，選擇να〗以確保陣 列中之具有最強機械彈簧力之調變器26〇〇將朝向與複合電 極2626電接觸之第二位置向上移動。在另一實施中，選擇 vcal以確保當跨越陣列將Veai施加至每一調變器26〇〇時，陣 列中之每一調變器26〇〇中之中間電極26〇6朝向與複合電極 26%電接觸之第二位置向上移動。 該方法接下來移動至區塊31〇6，在該區塊中，帶負電之 158210.doc -60- 201221464 中間電極在下部電極2610與複合電極2626之間的均勻電場 影響下朝向複合電極2626移動。由該電場施加至中間電極 2606之電力因此使中間電極2606遠離該第一位置朝向一與 複合電極2626電接觸之第二位置移動。接下來，在區塊 3108，中間電極2606到達該第二位置且經由互補電極2624 上之一或多個導電柱2632電連接至複合電極2626。 圖32展示調變器2600之橫截面之實例，其說明處於第二 位置中且接觸導電柱2632之中間電極2606。中間電極2606 在該第二位置中不再電隔離且直接電連接至複合電極 2626(經由導電柱2632)。 再次參看圖31，在區塊3110中，改變中間電極2606上之 電荷。在中間電極2606接觸複合電極2626之後，中間電極 2606上之電荷中之一些被中性化，直至中間電極2606不再 反抗彈簣2634之機械恢復力。 接下來移動至區塊3112，當機械恢復力超過施加至第三 電極2606之電力時，中間電極2606在一向下方向上移動至 間隙g中之一第三位置。校正程序中之第三位置（例如，圖 31中之區塊3112中所參考之第三位置）可以（但未必）與致動 程序中之第三位置（例如，圖22之區塊2210中所參考之第 三位置）相同。圖33展示中間電極與導電柱2632分離且移 動至第三位置（因此隔離保留在中間電極2606上之負電荷） 之後的調變器2600之橫截面之實例。當在區塊3112釋放中 間電極2606時，中間電極2606上的負電荷之量與固持中間 電極2606之彈簧之剛度有關。調變器2600現經校正且處於 158210.doc •61 - 201221464 一操作範圍中或操作準備狀態。 圖33Α展示具有具經校正電荷匕之中間電極26〇6之類比 干涉調變器的橫截面示意圖之實例。經校正電荷匕與支撐 中間電極2606之彈簧2634之剛度有關。在_實施中，中間 電極2606上之經校正電荷qc與支撐中間電極26〇6之彈簧 2634之剛度之間的關係展示於以下方程式中： \uAKd^ I ^κ2 2χλ (9) 其中so表示真空之介電電容率，A表示中間電極鳩之表 面積，％表示使上部電極26〇2帶電之電壓，心表示自位於 靜止（鬆他）位置處之中間電極26G6之位置至導電柱則之 距離’ K表示彈簧常數，且d。表示間隙g之距離。 參看圖31所描述之校正程序可適用於—陣列中之一系列 調變器2600。在圖3 1中# >> 圚中所描述之校正程序之後，將複數個 、電之電隔離中間電極懸置於其各別上部電極與下部電 間。每-經校正中間電極上之負電荷為固 :::菁之剛度之函數。每-經校正中間電極上的負電荷 ==確保當跨越該等令間電極之全部施加相同電壓 ^該專中間電極中之每—者將可靠且—貫地移動至 位置。因此，不瞢_ & 化，該等電極上之電冇之:之相關聯彈簧常數之變 同位置。 狀校正可用錢該等f極移動至相 哭Γ:::描述之校正程序可用以校正-顯示器中之調變 -實施中’-顯示器包括配置成一陣列之複數 158210.doc -62- 201221464 個類比干涉調變器2600。可跨越該陣列中之複數個調變器 〇。〇施加驅動電麗以操作該顯示器且顯示資料。操作該顯 示器可包括敢動該陣列中之該等調變器之中間電極26〇6或 使該等中間電極移動至由上部電極26〇2及下部電極形 成之間隙中的各種位置以顯示一影像及/或資料。中間電 極2606在間隙中之位置幫助判定一類比干涉調變器像素之 反射顯示色彩。操作或驅動該顯示器可導致電荷自複數個 0 調變器2600中之每一者中之中間電極2606耗散。在一些實 施中，中間電極2606在操作該顯示器之後變為電荷中性 的。在其他實施中，電荷在操作該顯示器之後保留在中間 電極2606上。在一些實施中，可施加一耗散電壓以使中間 電極2606接觸導電柱2632以便耗散來自中間電極26〇6之所 有電荷。 接著可執行參看圖26至圖33所描述之致動程序、充電程 序及校正程序以準備第二次在該顯示器上顯示資料。調變 〇 器2600中之每一者中之互補電極2624可與上部電極2602電 隔離且連接至電接地。接著可執行上文參看圖27至圖所 描述之致動程序。舉例而言，可跨越調變器26〇〇中之每— 者之上部電極2602及下部電極2610施加一充電致動電壓以 ' 在上部電極2602與下部電極2610之間的間隙中產生一非均 勻電場。該充電致動電壓可與該驅動電壓相同或實質上相 同。如參看圖27至圖28所描述，調變器2600中之每一者中 之中間電極2606將被致動或朝向上部電極2602移動。 接著可跨越該陣列中之所有調變器2600執行參看圖29至 158210.doc •63· 201221464 圖職描述之充電程序。如參看圖31至㈣❹^ 可對母-調變器2600執行一校正程序以校正已置於每—中 間電極2606上之電荷。在一實施中，用以在校正程 致動中間電極2_之校正電壓小於充電致動電壓。在校= 程序之後，處崎作準備 個調變器再切加權動„以操作該顯示器顯 而再次開始循環。在一些實施中’在再次開始循環之前， 可施加-耗散電壓以使令間電極26〇6返回一電荷中性狀離 (如上所述）’或中間電極26〇6在使其進一步帶電且接著二 正時仍可保持-些電荷。將理解，操作（例如，資料領 不）、致動、充電及校正之上述循環可在有用之情況下重 複且加以調整以解釋器件之使用壽命中的自中間電極2606 之電荷茂漏之速率之變化。 電極之無開關充電及校正 現將參看® 34至圖41詳細地描述用於在不使關關之情 況下使電荷中性之電隔離電極帶電及校正其之系統及方 法。 圖34展不使用無開關校正幾何形狀之類比干涉調變器 3400之橫截面之實例，該類比干涉調變器能夠將電荷提供 至電荷中性之電隔離電極上、接著校正該電荷以解釋作用 於該電極之特定機械彈簧力。調變器34〇〇包括藉由間隙g 與下部或第二電極3410分離之上部或第一電極34〇2。調變 器3 400亦包括懸置於間隙g中且由彈簧3434支撐之中間電 極3406 。 158210.doc -64- 201221464 當中間電極3406在一第一位置中懸置於間隙g中時（如圖 34中所不），中間電極34〇6為電隔離的。該中間電極在該 第一位置中亦為電荷中性的。當中間電極3406遠離該第一 位置移動時，由彈簧3434施加至中間電極34〇6之機械恢復 力作用以使中間電極34〇6恢復至該第一位置。 調變3400包括相對於上部電極34〇2橫向地對準之一或 多個電阻接點或柱3432。導電柱3432經由電阻組件3436電 0 連接至上部電極3402。在一實施中，電阻組件3436為一經 組態以減小通過導電柱3432之電流之電阻器。 圖3 5展不在致動及充電程序開始時的調變器34〇〇之橫截 面之實例。如圖27中所示，中間電極34〇〇最初為電荷中性 的。施加充電致動電壓Vcharge以在上部電極34〇2與丁部電 極3410之間產生一非均勻電場（諸如，上文參看圖η及圖 23所較詳細描述）^在此實施中，作為施加之電壓v心…之 結果，上部電極3402具有正電荷且下部電極341〇具有負電 〇 荷（相對於彼此）。 圖36展示中間電極3406在非均勻電場影響下經致動之後 (如參看圖23所較詳細描述）的調變器34〇〇之橫截面之實 例。在此視圖中，中間電極3406已遠離該第一位置朝向上 • 部電極3402向上移動，但該中間電極仍為電隔離及電荷中 性的。 圖37展示調變器3400之橫截面之實例，其說明在中間電 極3406已與導電柱3432電接觸之後，處於第二位置中之中 間電極3406。如參看圖23所較詳細描述，中間電極34〇6與 158210.doc •65- 201221464 導電柱3432之間的電接觸減少中間電極34〇6上之負電荷。 在一實施中，藉由經由電阻器3436將導電柱3432連接至上 部電極3402來控制及/或降低改變中間電極34〇6上之電荷 之速率。舉例而言，可藉由選擇用以連接導電柱3432及上 部電極34G2之具有-特定或所要電阻之電阻器w來控制 及/或降低改變中間電極3406上之電荷之速率。 中間電極3406因此藉由與導電柱3432之直接接觸而帶 電。由彈簧3434對中間電極3406施予之機械恢復彈簧力小 於由上部電極3402與下部電極3410之間的電場施予之電 力。隨著中間電極3406上之負電荷經由與導電柱3432之電 接觸而耗散，中間電極3406變得逐漸帶正電。 圖38展示調變器3400之橫截面之實例，其說明在恢復彈 簧力克服作用於中間電極3406之電力且遠離導電柱3432向 下拉中間電極3406之後，處於第三位置中之中間電極 3406。中間電極再次為電隔離的，但現為帶正電的。中間 電極3406上之正電荷與支撐中間電極34〇6之彈簧3434之剛 度有關。在用以校正電荷之校正程序之前，中間電極34〇6 現具有電％且返回間隙g中之一電隔離位置。 已參看圖34至圖38描述了致動及將電荷直接提供至中間 電極3406上之方法。現將參看圖39至圖41描述用於校正已 置於中間電極3306上之電荷之方法及系統。 在上文參看圖34至圖38所描述之致動及充電程序結束 時’中間電極3406保持在頂部電極34〇2與下部電極341〇之 間的間隙g中之該第三位置中。在一些實施中，將中間電 158210.doc -66 - 201221464 極3406在校正程序開始時之位置稱為「第一」位置。 圖39展示說明一用於使用圖34之調變器34〇〇校正中間電 極上的電荷之方法39〇〇的流程圖之實例。方法39〇〇自區塊 3902開始’在該區塊中，將施加於上部電極34〇2之間的電 壓設定為選定校正電壓Veal。上文參看圖31之區塊31 〇4較 - 詳細地描述用以判定Vcal之方法。在一些實施中，顛倒施 加之電壓之極性’使得將負電壓施加至上部電極34〇2且將 0 正電壓施加至下部電極3 410。 在區塊3904，帶正電之中間電極在上部電極34〇2與下部 電極3410之間的電場影響下朝向導電柱3432向上移動。由 該電場施加至中間電極3406之力使中間電極3406遠離該第 一位置朝向一與導電柱3432電接觸之第二位置移動。 接下來’在區塊3906 ’中間電極3406移動至該第二位置 且電連接至導電柱3432 » 圖40展示調變器3400之橫截面之實例，其說明處於第二 〇 位置中且接觸導電柱3432之中間電極3406。中間電極3406 在該第二位置中不再電隔離且直接電連接至導電柱3432。 接下來’在區塊3908 ’改變中間電極3406上之電荷。如 圖40中所示，在進行中間電極34〇6與導電柱3432之間的電 接觸之後，中間電極3406上之正電荷之一些耗盡，直至中 間電極3306可不再反抗彈簧3434之機械恢復力。 接下來移動至區塊3910,當機械恢復彈簀力超過施加至 第三電極3406之力時，中間電極3406在一向下方向上移動 至間隙g中之一第三位置。圖41展示中間電極與導電柱 158210.doc -67- 201221464 3432分離且移動至第三位置（因此隔離保留在中間電極 34〇6上之正電荷）之後的調變器34〇〇之橫截面之實例。當 在區塊39H)釋放中間電極34〇6時，中間電極⑽上的正電 荷之量與固持中間電極3406之彈簧之剛度有關，如上文所 較詳細描述。調變器3400現經校正且處於__㈣Μ 操作準備狀態。 參看圖39所描述之校正程序可適用於一陣列中之一系列 調變器潮。在圖39中所描述之校正程序之後，將一系列 帶正電之電隔離中間電極懸置於其各別上部電極與下部電 極之間。每-經校正中間電極上之正電荷為固持該電極之 特定彈簧之剛度之函數。不管一系列中間電極之相關聯彈 菁常數之變化，該等電極上之電荷之校正可用以針對一给 定施加電壓使該等電極移動至相同位置。 參看圖39所描述之校正程序可用以校正一顯示器中之調 變器3400。在一實施中，一顧—哭3 ，、施中，一顯不器包括配置成一陣列之複 數個類比干涉調變器3400。可跨越該陣列中之複數個調變 器3400施加驅動電麼以操作該顯示器且顯示資料。操作該 顯不器可包括致動該陣列中之該等調變器之中間電極3概 或使該等中間電極移動至由上部電極34()2及下部電極3楊 形成之間隙中的各種位置以顯示一影像及/或資科。操作 該顯示器可導致電荷自複數個調變器3400中之每一者尹之 中間電極3406耗散。在一些實施中，操作該顯示器可導致 ^荷自複數個調變器鳩中之每一者中之中間電極34〇6耗 ，以使得中間電極3306具有一未校正電荷。在一些實施 158210.doc = 68» 201221464 中，藉由施加一耗散電壓來有意地自中間電極3406耗散電 荷。

接著可執行參看圖34至圖41所描述之致動程序、充電程 序及校正程序以準備第二次在該顯示器上顯示資料。為了 開始’可執行上文參看圖35至圖36所描述之致動程序。舉 例而言，可跨越調變器3400中之每一者之上部電極3402及 下部電極3410施加一充電致動電壓以在上部電極34〇2與下 部電極3410之間的間隙中產生一非均勻電場。該充電致動 電壓可與該驅動電壓相同或實質上相同。如參看圖35至圖 36所描述，調變器3400中之每一者中之中間電極34〇6將被 致動或朝向上部電極3402移動。 接著可跨越該陣列中之所有調變器34〇〇執行參看圖37至 圖38所描述之充電程序。如參看圖39至圖41所描述，接著 可對每一調變器3400執行一校正程序以校正已置於每一中 間電極3406上之電荷。在—實施中，用以在校正程序期間 致動中間電極3406之校正電壓小於充電致動電壓。在校正 程序之後，調變器3400處於操作準備狀態。可跨越該複數 個調變器再次施加驅動電塵以操作該顯示器顯示資料，從 而再次開始循環。在-些實施中，對任何給㈣變器施加 多個驅動電壓以在再-次致動調變器、使其帶電及校^ 之前在不同時間點顯示不同色彩。在一些實施中，在再次 開始循環之前’可施加一耗散電壓以使中間電極34〇6返回 一電荷中性狀態（如上所述），或中間電極34G6在使其進一 步帶電且接著校正時仍可保持一些電荷。操作（例如，資 158210.doc -69· 201221464 料顯示）、致動、充電及校正之上述循環可在有用之情況 下重複且加以調整以解釋器件之使用壽命中的自中間^極 3406之電荷洩漏之速率之變化。 用以致動中間電極以便校正圖34中所說明之「無開關 實施中之中間電極上之電荷的電壓將大於用以針對圖％中 所說明之實施致動中間電極以用於校正的電壓。圖Μ中所 說明之「無開關」實施中之上部電極3402具有一比圖32中 所說明之實施中之複合電極2626小的表面積。如上文參看 圖17所描述’由圖34中所說明之「無開關」實施中之較小 上部電極3402施予之力將大體上小於由圖32中所說明之實 施中之複合電極2626施予之力，因此，一較高電壓通常將 用以致動中間電極。亦將理解，圖34中所說明之實施中的 上部電極3402與下部電極341〇之間的電容並非一常數，而 是中間電極3406之位置之函數。結果，上部電極34〇2與下 部電極3410之間的電容為中間電極34〇6之位移之非線性函 數。非線性之程度由上部電極34〇2、中間電極34〇6及下部 電極3410之間的面積之差異支配。 本文中所描述之致動、充電及校正方法及系統不限於機 電系統器件或MEMS ϋρ本文中所描述之方法及系統可 用於涉及致動、電荷之置放或電極上之電荷之校正的任何 顯示器件中，例如OLED或LCD器件。本文中所描述之器 件、方法及系統亦可實施於具有扭轉鏡及電極之器件中。 舉例而言，電隔離之電荷中性扭轉鏡或電極可經致動以在 非均勻電場影響下以旋轉方式移動。 158210.doc •70- 201221464 圖42A及圖42B展示說明包括複數個干涉調變器之顯示 器件40的系統方塊圖之實例。顯示器件4〇可為（例如）智慧 電話或蜂巢式或行動電話。然而，顯示器件4〇之相同組件 或其輕微變化亦說明各種類型之顯示器件，例如，電視、 電子閱讀器、手持型器件及攜帶型媒體播放器。 顯示器件40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器 45、輸入器件48及麥克風46。外殼41可由多種製造程序 0 (包括射出成形及真空成形）中之任一者形成。另外，外殼 41可由多種材料中之任一者（包括（但不限於）塑膠、金屬、 玻璃、橡膠及陶瓷，或其組合）製成。外殼41可包括可與 具有不同色彩或含有不同標識、圖片或符號之其他可移除 部分互換的可移除部分（圖中未示）。

顯示器30可為各種顯示器中之任一者’包括如本文中所 描述之雙穩態或類比顯示器。顯示器3〇亦可經組態以包括 平板顯示器（例如，電漿、EL、0LED、STN LCD或TFT ¢) LCD)或非平板顯示器（例如，CRT或其他管式器件）。另 外，如本文中所描述，顯示器3〇可包括干涉調變器顯示 器。舉例而言，該顯示器可包括使用本文中所描述之方法 ‘ 操作、致動、充電及/或校正之類比干涉調變器像素。 . 在圖4則示意地說明顯示器件40之組件。顯示器件40 匕括外殼41且可包括至少部分封閉於該外殼巾之額外組 件舉例而口 ’顯不器件4〇包括網路介面27，該網路介面 包括麵接至收發器47之天線43。收發器47連接至處理器 21該處理器連接至調節硬體52。調節硬體”可經組態以 158210.doc 201221464 調節信號（例如，對信號渡波）。調節硬趙52連接至揚聲器 45及麥克風46。處理器21亦連接至齡λ。 勒入器件48及驅動器控 框緩衝器28及陣列驅動 陣列3〇0電源供應器5〇 電力提供至所有組件。 47 ’使得顯示器件40可 網路介面27亦可具有一 制器29。驅動器控制器29耦接至圖 器22，該陣列驅動器又耦接至顯示 可按特定顯示器件40設計之要求將 網路介面27包括天線43及收發器 經由一網路與一或多個器件通信。 天線 些處理能力以減輕（例如）處理器21之資料處理需求 43可傳輸及接收信號。在一些實施中，天線43根據包括 IEEE 16.11(a)、（b)或（g)之 IEEE 16.11標準或包括 ΙΕΕΕ 802_113、1)、§或11之1£££ 802.11標準來傳輸及接收尺？信 號。在一些其他貫施中，天線43根據藍芽（blxjETOOTH) 標準來傳輸及接收RF信號。在蜂巢式電話之情況下，天線 43經設計以接收分碼多重存取（CDMA)、分頻多重存取 (FDMA)、分時多重存取（TDMA)、全球行動通信系統 (GSM)、GSM/整合封包無線電服務（GPRS)、增強型資料 GSM環境（EDGE)、陸地集群無線電（TETRA)、寬頻 CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化（EV-DO)、lxEV-DO、 EV-DO修訂A、EV-DO修訂B、高速封包存取（HSPA)、高 速下行鏈路封包存取（HSDPA)、高速上行鏈路封包存取 (HSUPA)、演進高速封包存取（HSPA+)、長期演進（LTE)、 AMPS，或用以在例如利用3G或4G技術之系統的無線網路 内進行通信之其他已知信號。收發器47預處理自天線43接 收之信號，使得該等信號可由處理器21接收且進一步操 158210.doc •72· 201221464 縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號，使得該等 信號可經由天線43而自顯示器件4〇傳輸。 Ο ◎ 在一些實施中，收發器47可由接收器替換。另外，在一 些實施中’網路介面27可由一影像源替換，該影像源可儲 存或j生待發送至處理器21之影像資料。處理器Μ可控制 顯示器件40之總體操作。處理器21自網路介面”或一影像 源接收資料（例如，壓縮影像資料），且將該資料處理為原 始影像資料或易於處理為原始影像資料之格式。處理⑽ 可將經處理之資料發送至驅動器控制器仏戈發送至圖框緩 衝器28以供儲存。原始資料通常指 …影像特性的資訊。舉例而言，此等影像特象二 色彩、飽和度及灰度階。 處理器h可包括微控制器、cpu或邏輯單元以控制顯示 器件40之操作。調節硬體52可包括用於將信號傳輸至揚聲 器45及用於自麥克風46接收信號之放大器及遽波器。調節 硬體52可為顯示器件40内之離散組件，或可併入於處理器 21或其他組件内。 驅動器控制器29可直接自處理器21或自圖框缓衝器麟 得由處理器21產生之原始影像資料且可適當地重新格式化 該原始影像資料以用於高速傳輸至陣列驅動器Μ。在一些 實施中’驅動器控制器29可將該原始影像資料重新格式化 為具有光柵狀格式之資料流，以使得該資料具有適合於跨 越顯示陣列3〇掃描之時間次序。接著，驅動器控制器29將 經格式化之貧訊發送至陣列驅動器22。雖然例如[CD控制 158210.doc •73- 201221464 器之驅動器控制器29常作為獨立積體電路⑽而 理器21相關聯，但可以許多方式 、處 夕々式貫施此等控制器。舉例而 言，控制器可作為硬體嵌入於處理器21中、作為軟體喪入 於處理器2!中，或以硬體形式與陣列驅動㈣完全整合。 /車列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化之資 訊’且可將視訊資料重新格式/μ炎 〇 ㈣式化為—組平行㈣，該組波 形每料多次地施加至來自顯示器之巧像素矩陣之數百 且有時數千（或更多）條引線。 在一些實施中，驅動器控制器29、陣 陣列30適合於本文中所浐、十，夕… 動器22及顯示 一 、本文中所描述之任何類型的顯示器。舉例而 曰，驅動器控制器29可為習知顯示器控 器控制器(例如，IMOD控制器） 隍’穩"*、顯示 “. 剌器"外，陣列驅動器22可 為％知驅動器或雙穩態顯示器 驅動哭、L 丁 _動盗（例如，im〇d顯示器 動器）。此外，顯示陣列30可為習知 顯干瞌& &知顯不陣列或雙穩態 ::陣列(例如’包括IM〇D之陣列之顯示器在一些實 ，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合。 用於包括蜂巢式電話、手錶及其 。 合之系統中。 槓顯不盗的局度整 者^些實施中’輸人器件48可經組態以允許（例如）使用 控制顯示器件40之操作。輸入器件 如，，邮Υ鍵盤或電話小鍵盤）、按&二括小鍵盤（例 挪杜# 盟）钕鈕、開關、搖俨 觸敏螢幕或壓敏或熱敏薄膜。麥克 干 4〇之一於λ M J、，且態為顯示器件 輪入盗件。在一些實施中，經由麥 令可用於控制顯示器件40之操作。 …6之語音命 158210.doc •74· 201221464 電源供應器50可包括多種能量館存器件。舉例而言，電 、原供應器5G可為可再充電電池，例如錄鑛電池或鐘離子電 池。在使用可再充電電池之實施中，可再充電電池可使用 來自（例如）壁式插座或光伏器件或陣列之電力充電。或 者’可再充電電池可以無線方式充電。電源供應器5〇亦可 為可再生能源、電容器或太陽能電池(包括塑膠太陽能電 池及太陽能電池漆）。電源供應器5 〇亦可經組態以自牆上 插座接收電力^ °

在一些實施中，控制可程式化性駐留於可位於電子顯示 系統中之若干處的驅動器控制器29中。在一些其他實施 中，控制可程式化性駐留於陣列驅動器22中。可以任何數 目之硬體及/或軟體組件及以各種組態實施上述最佳化。 結合本文中所揭示之實施所描述的各種說明性邏輯、邏 輯區塊、模組、電路及演算法步驟可實施為電子硬體、電 腦軟體或兩者之組合。已就功能性對硬體與軟體之互換性 加以大體描述且以上述之各種說明性組件、區塊、模組、 電路及步驟加以說明。此功能性係實施為硬體還是軟體取 決於特定應用及強加於整個系統之設計約束。 用以實施結合本文中所揭示之態樣描述的各種說明性邏 輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置可用下 列各者來實施或執行：通用單晶片或多晶片處理器、數位 k號處理器（DSP)、特殊應用積體電路（ASIC)、場可程式 化閘陣列（FPGA)或其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶 體邏輯、離散硬體組件，或其經設計以執行本文中所描述 158210.doc •75· 201221464 =能的任何組合。通用處理器可為微處理器，或任何習 知處理器、控制器、微控制器 飞任仃^ λ “"筲μ 市m態機。處理器亦可實施 為多個计算器件之組合，例如，一卿與 合、複數個微處理器、結合_D_ =咨之組 ί或任何其他此組態。在—些實施中，可由特定於一終 疋功能之電路之電路來執行特定步驟及方法。、，- 在一或多個態樣中，可以硬體、數位電子電路、電 勒體（包括本說明書中所揭示之結構及其結構均等 或以前述各者之任何組合來實施所描述之該等功能。本說 :月書：所描述之標的之實施亦可實施為一或多個電腦程 ^亦即’在電腦儲存媒體上編碼以由資料處理裝置執行 或用以控制資料處理裝置之操作的電腦程式 多 個模組。 次夕 丄本發明中所描述之實施之各種修改對熟習此項技術者而 。可為顯而易見的，且本文令所界定之—般原理可在不脫 離本發明之精神或範#的情況下應祕其他實施。因此， 申請專利範圍不欲限於本文中所示之實施，而是應符合與 本文中所揭示之本發明、原理及新穎特徵相一致的最廣範 嘴。在本文中排他性地使用詞語「例示性」以意謂「充當 一實例、例子或說明」。本文中描述為「例示性」之任何 實施未必要解釋為比其他可能性或實施較佳或有利。另 外’ 一般熟習此項技術者將容易瞭解，為易於描述特徵， 有時使用術語「上部」及「下部」，且該等術語指示對應 於圖在適當定向之頁上之定向的相對位置，且可能不反映 158210.doc -76- 201221464 所實施之IMOD之準確定位。 在單一實施中’亦可以組合方式實施本說明書中在單獨 實施之情況下所描述之特定特徵。相反，亦可單獨地以多 個實施或以任何合適組合來實施在單一實施情況下所描述 之各種特徵。此外，雖然特徵在上文可描述為在特定組合 中作用且即使最初如此主張，但來自所主張組合之一或多

Ο 個特徵在-些情況τ可自該組合刪除，且所主張组合可針 對子組合或子組合之變化。 頰似地 雄热操作在圖式中以特定次序加以描繪，但此 不應被理解為需要此等操作以所示之特定次序或順序次序 執行’或應執行所有所說明之操作以達成所要結果。此 :，圖式可以流程圖之形式示意地描緣一或多個實例程 ’、而未描繪之其他操作可併人示意地說明之實例程 序中。舉例而言，可在所說明之操作中之 時地或在所說明之摔作 者之别、同 Μ . 中之任一者之間執行-或多個額外 挺作。在衫㈣Τ，多任魏平行處 外，上女斛扮、+· 士命 J荷哥利的。此 田，L 施中的各種系統組件之分離不廊 解為在所有實施中需要此八M s & 之刀離不應破理 月必τ高|此分離，且應理 組件及系統通常可_起整#冑所描34之程式 個斂艚甚σ + 正口在早—軟體產品令或封包至多 個軟體產品令。另外，其他實施在 =至夕 ^在一些情況下，申請專利範圍 範 不同次序執行且仍達成所要結果。所歹J舉之動作可以 【圖式簡單說明】 系列像素 圖J展示描繪干涉謂變 器（iM〇D)顯示器件之一 158210.doc •77- 201221464 中的兩個鄰近像素之等角視圖之實例。 圖2展不說明併有3χ3干涉調變器顯示器之電子器件之系 統方塊圖之實例β μ 變器的可移動反射層位置對施 圖3展示說明圖〗之干涉調 加電壓之圖之實例。 圖4展示說明當施加各種共同電壓及片段竭的干涉 調變器之各種狀態之表之實例。 圖5Α展示說明圖2之3X3干涉調變器顯示器中之顯示資料 之圖框的圖之實例。 圖5Β展示用於可用以宜 用以寫入圖5Α中所說明之顯示資料之 圖框的共同信號及片段信號之時序圖之實例。 圖6Α展示圖1之干诛烟纖怒# _ 例 4干涉調變盜顯不器之部分橫截面之實 圖6Β至圖6Ε展示干涉調變器之變# 例 例 益之變化實施之橫截面之實 〇 圖7展示說明用於干涉調變器 表k程序的流程圖之實 圖8A至圖8E展示製造干涉 ^ ^ ^ 變器之方法中之各種階段 之橫截面不意說明之實例。 調變器之電荷 圖9展不說明一用於致叙芬p Λ 阳％级動及杈正類比干涉 中性電極之方法的流程圖之實例 之干涉調變器之橫截面之 圖10展示具有三層或電極設計 實例。 變器之橫截 圖11Α展示具有控制電路之另—類比干涉調 158210,doc •78- 201221464 面之實例。 圖11B展示用以將電荷置於干涉調變器之電極上的電荷 泵電路之示意圖之實例。 圖12展示包括可在兩個帶電電極之間移動的中間電極之 類比干涉調變器之透視圖之實例。 . 圖13展示圖12中所示之類比干涉調變器之等效電路之實 例。 0 圖14展示說明作用於圖12之類比干涉調變器之中間電極 之淨向上電力如何隨上部電極與中間電極之間的距離變化 的圖形之實例》 圖15A展示包括可在兩個帶電電極之間移動的中間電極 之類比干涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖15B展示複合電極已形成之後的圖丨5 a之類比干涉調 變器之實例。 圖16展示將圖15A中所示之類比干涉調變器組態特性化 〇 為等效電路之示意圖之實例。 圖17展示說明作用於圖12及圖15A之類比干涉調變器中 之中間電極之淨向上力之量值的圖形之實例。 圖18展示圖15A中所示之互補電極及上部電極之平面圖 之實例。 圖19展示另一電極組態之平面圖之實例。 圖20展示又一電極組態之平面圖之實例。 圖21展示包括可在兩個帶電電極之間移動的中間電極之 又一類比干涉調變器之橫截面之實例。 158210.doc •79· 201221464 圖22展示說明一用於將電荷提供至圖21之類比干涉調變 器之中間電極上之方法的流程圖之實例。 圖23展示圖2 1之類比干涉調變器之橫截面之實例，其說 明處於第二位置中之中間電極。 圖24展示包括可在兩個帶電電極之間移動的中間電極之 再一類比干涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖25展示說明中間電極處於第二位置中的圖以之類比干 涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖26展不包括可校正之中間電極的類比干涉調變器之橫 截面示意圖之實例。 圖27展示說明中間電極處於第一位置中的圖％之類比干 涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖28展示中間電極朝向第二位置致動之後的圖26之類比 干涉調變斋之橫截面示意圖之實例。 圖29展示說明中間電極處於第二位置中的圖％之類比干 涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖30展示說明中間電極處於第三位置中的圖％之類比干 涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖展示說明-用於校正_之類比干涉調變器之甲間 電極上之電荷之方法的流程圖之實例。 晴示說明中間電極在校正程序期間處於第二位置中 的圖26之類比干涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖33展示說明中間電極在校正程序之後處於第三位置中 的圖26之類比干涉調變器之橫截面示意圖之實例。 158210.doc -80- 201221464 圖33Α展示具有具經校正電荷之 變器的椹选而-立 Π電極之類比干涉調 變器的橫截面不意圖之實例，該經校正電 極之彈簧之剛度有關。 克撐中間電 圖3 4展示包括可校正之中間電極 〜入—類比干渉調綈裴 之橫截面示意圖之實例。 圖35展示說明中間電極處於第— 斗袖嫩„ 1置中的圖34之類比干 調變器之橫截面示意圖之實例。 Ο Ο 圖36展示中間電極朝向第二位置致動之後的圖μ之類比 干涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖37展示說明中間電極處於第二位置巾的圖h之類 涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖38展示說明中間電極處於第三位置中的圖“之類比干 /步調變器之橫截面示意圖之實例。 圖39展示說明一校正圖34之類比干涉調變器之中間電極 上之電荷之方法的流程圖之實例。 圖4 0展示說明中間電極在校正程序期間處於第二位置中 的圖34之類比干涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖41展示說明中間電極在校正程序之後處於第三位置中 的圖34之類比干涉調變器之橫截面示意圖之實例。 圖42A及圖42B展示說明包括複數個干涉調變器之顯示 器件的系統方塊圖之實例。 ▽各種圖式中之相同參考數字及編號指示相同元件。 【主要元件符號說明】 12 像素 158210.doc • 81 · 201221464 13 箭頭 14 可移動反射層 14a 反射子層 14b 支撐層 14c 導電層 15 光 16 光學堆疊 16a 吸收體層/子層 16b 介電質/子層 18 柱/支撐件 19 間隙/空腔 20 透明基板 21 處理器 22 陣列驅動器 23 遮罩結構 24 列驅動器電路 25 犧牲層/犧牲材料 26 行驅動器電路 27 網路介面 28 圖框緩衝器 29 驅動器控制器 30 顯示陣列 32 繫栓 34 可變形層 158210.doc -82- 201221464

35 分隔層 40 顯示器件 41 外殼 43 天線 45 揚聲器 46 麥克風 47 收發器 48 輸入器件 50 電源供應器 52 調節硬體 60a 第一線時間 60b 第二線時間 60c 第三線時間 60d 第四線時間 60e 第五線時間 62 尚片段電壓 64 低片段電壓 70 釋放電壓 72 高保持電壓 74 高定址電壓 76 低保持電壓 78 低定址電壓 1000 類比干涉調變器 1002 上部或第一電極 158210.doc -83- 201221464 1003 1004 1006 1008 1010 1012 1014 1100 1102 1104 1106 1110 1116 1118 1120 1122 1200 1202 1206 1210 1500 1502 1506 1510 加強層 絕緣柱 中間或第三電極 加強層 下部或第二電極 基板 鈍化層 類比干涉調變器 上部電極 絕緣柱 中間電極 下部電極 電阻元件 電荷泵電路 控制電路 開關 類比干涉調變器 上部電極 可移動中間電極或板 下部電極 類比干涉調變器 上部電極 中間可移動電極 下部電極 158210.doc •84- 201221464

1524 互補電極 1526 複合電極 1528 中間電極之頂面 1530 中間電極之底面 1902 上部電極 1924 互補電極 2002 上部電極 2024 互補電極 2100 類比干涉調變器 2102 上部電極 2106 中間電極 2110 下部電極 2132 導電柱 2400 類比干涉調變器 2402 上部電極 2406 中間電極 2410 下部電極 2424 互補電極 2432 導電柱 2600 類比干涉調變器 2602 上部或第一電極 2606 中間電極 2610 下部或第二電極 2624 互補電極 158210.doc -85- 201221464 2632 導電柱 2634 彈簧 2636 電阻組件 2638 開關 3400 類比干涉調變器 3402 上部或第一電極 3406 中間電極 3410 下部或第二電極 3432 導電柱 3434 彈簧 3436 電阻組件 Cin 電容器 Q 儲存電荷 Q〇 經校正電荷 si 開關 S2 開關 S3 開關 Vin 電壓源 1582I0.doc =86 =

Claims (1)

1. 201221464 七、申請專利範圍： 1· 一種用於調變光之器件，其包含： 一顯示元件，其包括 一第一電極； 一第二電極，其與該第一電極間隔開—間隙； 一可移動第三電極，其安置於嗲筮 ^ t 、涿第-電極與該第二 電極之間；及 至少一電接點，其中 該第一電極及該第二電極經組態以在跨越該第一 電極及該第二電極施加—電壓時在該等電極之間產 生-電場’該電場能夠在該可移動第三電極電隔離 且電荷中性時使該可移動第三電極移動， 該第三電極經組態以在該間隙内在一電隔離之第 一位置、一電連接之第二位置及一電隔離之第三位 置之間移動，且 Ο 该第三電極在該電連接之第二位置處與該至少一 電接點電連通，且該電接點經組態以在該第三電極 處於該電連接之第二位置中時改變該第三電極上之 電荷，且其中該第三電極經組態以在該第三電極 • 上之該電荷已改變之後移動至該第三位置。 2·如请求項1之器件，其進一步包含經組態以跨越該第一 電極及該第二電極施加電壓以用於產生該電場之—控制 電路。 3·如請求項1之器件，其中該電場為非均勻的。 158210.doc 201221464 4·如請求項3之器件，苴中哕笙 β Τ °亥第二電極具有大於該笸# 極之一表面積。 、逆第一電 5·如請求項4之器件，其中該 ♦咕 术—电極具有小於或幼埜从 ^第二電極之該表面積的一表面積。 、’、； 6.如請求们之器件，其中 第一雷极電接點包括安置於該 弟電極上之一或多個導電柱。 θ长項6之器件’其中該一或多個 極電隔離》 4 /、这第一電 8 =求項7之器件’其中—電阻組件連接該一或多個導 ^流該電阻組件經組態以減小流過該一或多個導電柱 °月求項1之器件’其中該顯示元件經組態以在該第三 ^極與該至少-電接點接觸時耗散該第三電極上之負電 1如請求項9之器件’其中該第三電極連接至在該第三電 處於-亥第一位置中時將—機械恢復力施加至該第三電 極的—或多個彈簧，作用於該第三電極之該恢復城該 第二電極遠離該至少一電接點而移動，且其中該第三電 極經組態以保持與該至少一電接點接觸，直至該機械恢 復力大於由該電場施加至該中間電極之一電力。 11.如π求項1之器件，其中該顯示元件進一步包含相對於 該第一電極橫向地對準之一互補電極，且該至少一電接 點包括安置於該互補電極上且電連接至該互補電極之一 或多個導電柱。 158210.doc 201221464 12 ^求項u之器件，其中該互補電極連接至—或多個開 ，從而允許該互補電極與該第一電極電隔離或電連接 至該第一電極。 13. 如明求項12之器件，其中該互補電極經組態以使得當連 接至電接地時，該互補電極經由經組態以減小流過該一 或多個導電柱之電流的一電阻組件而連接至電接地。 14. 如請求们之器件’其中該第三電極包括一金屬反射

   器。 15. 如請求項1之器件，其進一步包含： 一顯示器，其包括複數個該等顯示元件； 一處理器，其經組態以與該顯示器通信，該處理器經 組態以處理影像資料；及 一 5己憶體器件，其經組態以與該處理器通信。 16. 如請求項15之器件，其進一步包含： 一驅動器電路，其經組態以將至少一信號發送至該顯 示器。 17.如請求項16之器件，其進一步包含： 一控制器，其經組態以將該影像資料之至少一部分發 送至該驅動器電路。 18.如請求項15之器件，其進一步包含： 一影像源模組，其經組態以將該影像資料發送至該處 理器。 19.如請求項18之器件’其中該影像源模組包括一接收器、 一收發器及一傳輸器中之至少一者。 158210.doc 201221464 20. 如請求項15之器件，其進一步包含： 一輸入器件，其經組態以接收輸入資料且將該輸入資 料傳達至該處理器。 21. —種用於調變光之器件，其包含： 一顯示元件，其包含 用於產生一非均勻電場之構件； 一可移動電極，其安置於一第一電極與一第二電極 之間，從而在該第一電極與該第二電極之間形成一間 隙，該可移動電極經組態以在該間隙内在一電隔離之 第位置、一第二位置及一電隔離之第三位置之間移 動；及 用於在該可移動電極處於該第二位置中時改變該可 移動電極上之一電荷之構件。 22.如請求項21之器件，其中則於產生-非均句電場之構 件包括該第—電極及該第二電極該第—電極與二 電極具有不同表面積。 如凊求項21之n件，其中該用於產生 件包括缽笛兩 J J 之構 ^ 該第一電極及該第二電極，該第一電極與該第二 电極具有不同形狀。 24.如請求項h夕哭# ，1之讀，其中㈣於改變—電荷之構件包括 i y 一電接點。 25. ―:致動用於調變光之-器件之方法，其包含： 在今S第—電極及—第二電極施加—充電致動電壓以 在該第一Φ 4«. 電極與該第二電極之間的一間隙中產生—電 158210.doc 201221464 場’以便使定位於該間险 1隙中的—電隔離之電荷中性 = 電極朝向該第一電極自_ — 包性目第一位置移動至一第二位置； 在該第三電極處於诗梦 、这第二位置中時電連接該第三電極 與一電接點；及 在“第一電極處於該第二位置中時改變該第三電極上 _電荷冑至該第二電極上之-機械恢復力超過該第 一電極上之該電場之一電力。 Ο Ο 26·如請求項25之方法，其中該電場為非均勻的。 如明求項25之方法’其進一步包含在該第三電極與該電 接點電連接之後，隨後_次施加—校正電遷。 28·如請求項25之方法，其中該電接點包括安置於該第-電 上之或多個導電柱，且其中改變該第三電極上之該 電荷包括在該第三電極處於該第二位置中時經由該一或 多個導電柱耗散該第三電極上之一電荷。 29.如明求項28之方法，其進一步包含使用將該一或多個導 電柱連接至接地之一電阻器減慢耗散該第三電極上之電 何之速率。 30·如4求項25之方法，其進一步包含跨越該第一電極及該 第二電極施加一電壓以使該第三電極移動至該間隙中之 一位置，該位置對應於該光調變器件之一反射色彩。 158210.doc