TW201313601A - 機械層及製作其之方法 - Google Patents

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Kostadin D Djordjev
Fan Zhong
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Abstract

本發明提供用於控制一機械層之系統、方法及設備。在一態樣中,一機電系統裝置包含一基板及定位於該基板上方以界定一間隙之一機械層。可移動層可在一致動位置與一鬆弛位置之間的該間隙中移動,且包含一鏡面層、一罩蓋層及佈置在該鏡面層與該罩蓋層之間之一介電層。該可移動層經組態以在其處於該鬆弛位置中時具有遠離該基板之一方向上之一曲率。在一些實施方案中,該可移動層可經形成以具有經引導朝向該基板之一正應力梯度,該正應力梯度可在移除犧牲層時引導該可移動層之該曲率向上。

Description

機械層及製作其之方法
本發明係關於機電系統。
機電系統(EMS)包含具有電元件及機械元件、致動器、傳感器、感測器、光學組件(包含鏡)及電子器件之裝置。機電系統可以多種尺度製造,包含(但不限於)微尺度及奈米尺度。例如,微機電系統(MEMS)裝置可包含具有在約1微米至數百微米或更大之範圍內之大小之結構。奈米機電系統(NEMS)裝置可包含具有小於1微米之大小(包含例如小於數百奈米之大小)之結構。可使用沈積、蝕刻、微影術及/或蝕除基板及/或經沈積材料層之部分或添加層之其他微機械加工方法產生機電元件以形成電裝置及機電裝置。
一種類型的EMS裝置稱為一干涉量測調變器(IMOD)。如本文使用,術語干涉量測調變器或干涉量測光調變器指代使用光學干涉原理選擇性地吸收及/或反射光之一裝置。在一些實施方案中,一干涉量測調變器可包含一對導電板,該對導電板之一者或兩者可為全部或部分透明及/或具反射性且能夠在施加一適當電信號之後相對運動。在一實施方案中,一板可包含沈積於一基板上之一固定層,且另一板可包含藉由一氣隙與該固定層分離之一反射膜。一板相對於另一板之位置可改變入射在該干涉量測調變器上之光之光學干涉。干涉量測調變器裝置具有廣泛的應用,且預期用於改良現有產品及產生新產品,尤其係具有顯示 能力之產品。
本發明之系統、方法及裝置各具有若干發明態樣,該若干發明態樣之單單一者不單獨作為本文揭示之所要屬性。
可在包含一基板及定位於該基板上方之一機械層之一機電系統裝置中實施本發明中描述之標的之一發明態樣。該機械層與該基板間隔並界定該機械層與該基板之間之一間隙之一側,且該機械層可在該間隙中在一致動位置與一鬆弛位置之間移動。該機械層包含一鏡面層、一罩蓋層及佈置在該鏡面層與該罩蓋層之間之一介電層。該鏡面層面對該間隙。該機械層經組態以在其處於該鬆弛位置中時具有遠離該基板之一方向上之一曲率。
在一些實施方案中,鏡面層厚度尺寸比罩蓋層厚度尺寸大約1.1倍至約1.2倍之間。在一些實施方案中,該罩蓋層包含用於相對於反射層之一應力減小該罩蓋層之一應力使得該機械層在遠離該基板之一方向上彎曲之切口。
本發明中描述之標的之另一發明態樣可實施為製造一機電系統裝置之一方法,機械層具有一致動位置及一鬆弛位置。該方法包含在一基板上方形成一支撐結構及在該支撐結構及該基板上方形成一機械層。形成該機械層包含形成一鏡面層、在該鏡面層上方形成一介電層及在該介電層上方形成一罩蓋層。該鏡面層係在該機械層面對該基板之一側上。形成該機械層包含組態該機械層以在其處於該鬆弛位置中時具有遠離該基板之一方向上之一曲率。
在一些實施方案中,形成該機械層包含形成該鏡面層及該罩蓋層使得該鏡面層及該罩蓋層各具有一拉伸應力,其中該鏡面層之拉伸應力大於該罩蓋層之拉伸應力以在該機械層處於該鬆弛位置中時使該機械層在遠離該基板之一方向上彎曲。在一些實施方案中,鏡面層厚度尺寸比罩蓋層厚度尺寸大約50 Å至100 Å。
本發明中描述之標的之另一發明態樣可實施為包含一基板及一機械層之一機電系統裝置,該機械層與該基板間隔且界定該機械層與該基板之間之一間隙之一側。該機械層可在該間隙中在一致動位置與一鬆弛位置之間移動,且該機械層包含用於在該機械層處於該鬆弛位置中時在遠離該基板之一方向上引導該機械層之曲率使得該機械層在該裝置之一像素中心上方之一部分自該基板位移達比該裝置之一光學作用區域上方該機械層與該基板之間之一平均距離大約10 nm至約30 nm之構件。
在一些實施方案中,曲率引導構件包含一鏡面層、一罩蓋層及佈置在該鏡面層與該罩蓋層之間之一介電層。該鏡面層面對該基板且具有大於該罩蓋層之一厚度尺寸之一厚度尺寸。
本發明中描述之標的之另一發明態樣可實施為製造一機電系統裝置中之一機械層之一方法。該方法包含在一基板上方形成一犧牲層及在該犧牲層及該基板上方形成一機械層。形成該機械層包含在該犧牲層上方形成一第一層及在該第一層上方形成一第二層,其中該第一層具有大於該第 二層之一應力之一應力使得該機械層具有在朝向該基板之方向上增加之一應力梯度。
在一些實施方案中,該第一層係該機械層之一第一介電子層,且該第二層係該機械層之一第二介電子層。
在一些實施方案中,形成該機械層進一步包含在形成該第一層之前形成一鏡面層及在形成該第二層之後形成一罩蓋層。
在隨附圖式及下文描述中闡述本說明書中描述之標的之一或多個實施方案之細節。雖然已主要就基於機電系統(EMS)及微機電系統(MEMS)之顯示器描述本發明中提供之實例,但是本文提供之概念亦可應用於其他類型的顯示器,諸如液晶顯示器、有機發光二極體(「OLED」)顯示器及場發射顯示器。自描述、圖式及申請專利範圍將明白其他特徵、態樣及優點。注意,下列圖式之相對尺寸不一定按比例繪製。
在各種圖式中,相同的參考數字及符號指示相同元件,該等元件根據某些實施方案可具有某些結構或特性差異。
以下描述係關於用於描述本發明之發明態樣之目的之某些實施方案。然而,一般技術者將容易認知,本文中的教示可以許多不同方式應用。所描述之實施方案可在可經組態以顯示無論係動態(例如,視訊)或靜態(例如,靜止影像)及無論係文字、圖形或圖像之一影像之任何裝置或系統中實施。更特定言之,預期該等所描述之實施方案可包 含於多種電子裝置中或與多種電子裝置相關聯,該等電子裝置諸如(但不限於):行動電話、啟用多媒體網際網路之蜂巢式行動電話、行動電視接收器、無線裝置、智慧型手機、藍芽裝置、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、掌上型或可攜式電腦、小筆電、筆記型電腦、智慧型筆電、平板電腦、印表機、影印機、掃描儀、傳真裝置、GPS接收器/導航器、相機、MP3播放器、攝錄影機、遊戲主控台、腕錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀裝置(即,電子書閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(包含里程表及速度計顯示器等等)、駕駛艙控制器件及/或顯示器、攝影機景觀顯示器(諸如一車輛中之一後視攝影機之顯示器)、電子相冊、電子廣告牌或標誌牌、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡帶錄攝影機或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、可攜式記憶體晶片、洗衣器、乾衣器、洗衣器/乾衣器、停車計時器、包裝(諸如在機電系統(EMS)、微機電系統(MEMS)及非MEMS應用中)、美學結構(例如,一件珠寶上之影像顯示器)及多種EMS裝置。本文中的教示亦可用於非顯示器應用中,諸如(但不限於)電子切換裝置、射頻濾波器、感測器、加速度計、陀螺儀、運動感測裝置、磁力計、消費型電子器件之慣性組件、消費型電子器件產品之零件、變容二極體、液晶裝置、電泳裝置、驅動方案、製造程序、電子測試設備。因此,該等教示不旨在限於僅在圖式中描繪之實施方案,而是如一般技術者將容 易明白般具有廣泛適用性。
本發明揭示具有彎曲遠離佈置在一基板上之一光學堆疊之一機械層之機電裝置。該機械層可包含面對該基板之一反射層、該反射層上方之一介電層及該介電層上方之一罩蓋層。在該裝置之製造期間,該機械層可沈積在一犧牲層上方,該犧牲層隨後可經移除以形成一間隙。雖然在一些實施方案中該機械層之一部分在移除該犧牲層之前可實質上平坦,但是該機械層可經組態以在移除該犧牲層之後彎曲遠離該光學堆疊及該基板(其可稱為該機械層之「發射」)。可以任何適當方式(例如,包含藉由選擇該機械層之諸層之特定材料、厚度、應力及/或幾何形狀)控制該機械層向上及遠離該基板發射。例如,在一些實施方案中,該機械層可經形成以具有經引導朝向該基板之一正應力梯度,該正應力梯度在犧牲層被移除時可引導該機械層之曲率向上。引導該機械層之曲率遠離該基板可導致包含此等裝置之一顯示器之面板邊限、對比率、音域及/或色彩飽和度之改良。例如,已發現,在移除該犧牲層之後在約10 nm至約30 nm之範圍中之該機械層遠離該基板之一位移(定義為自該機械層之中心至平均機械層位置)可提供相對於平坦或在移除該犧牲層之後朝向該基板向下彎曲之一機械層之改良效能。
本發明中描述之標的之特定實施方案可經實施以在移除一犧牲層之後控制該機械層之曲率及/或形狀。此外,一些實施方案可用以減小在致動位置與鬆弛位置之間切換該 機械層所需的電壓。而且,一些實施方案可減小該機械層與該基板之間之靜摩擦及/或改良面板邊限。此外,根據一些實施方案,可改良顯示器之光學性質,包含(例如)改良暗狀態、對比率、音域及/或色彩飽和度。
可應用所描述之實施方案之一適當EMS或MEMS裝置之一實例係一反射顯示裝置。反射顯示裝置可併有干涉量測調變器(IMOD)以使用光學干涉之原理選擇性地吸收及/或反射入射在其上之光。IMOD可包含一吸收體、可相對於該吸收體移動之一反射體及界定於該吸收體與該反射體之間之一光學諧振腔。該反射體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量測調變器之反射比。IMOD之反射比光譜可產生相當寬的光譜帶,該等光譜帶可跨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來調整光譜帶之位置。一種改變該光學諧振腔之方式係藉由改變該反射體之位置。
圖1展示描繪一干涉量測調變器(IMOD)顯示裝置之一系列像素中之兩個相鄰像素之一等角視圖之一實例。該IMOD顯示裝置包含一或多個干涉量測MEMS顯示元件。在此等裝置中,MEMS顯示元件之像素可處於一亮狀態或暗狀態中。在亮(「鬆弛」、「打開」或「開啟」)狀態中,顯示元件將入射可見光之大部分反射至(例如)一使用者。相反,在暗(「致動」、「閉合」或「關閉」)狀態中,顯示元件反射少量入射可見光。在一些實施方案中,可顛倒開啟狀態及關閉狀態之光反射比性質。MEMS像素 可經組態以主要在容許除黑色及白色以外之一色彩顯示之特定波長處反射。
IMOD顯示裝置可包含IMOD之一列/行陣列。每一IMOD可包含一對反射層(即,一可移動反射層及一固定部分反射層),該對反射層定位於彼此相距一可變且可控制距離處以形成一氣隙(亦稱為一光學間隙或腔)。該可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在一第一位置(即,一鬆弛位置)中,該可移動反射層可定位於距該固定部分反射層之一相對較大距離處。在一第二位置(即,一致動位置)中,該可移動反射層可定位成更接近該部分反射層。自該兩個層反射之入射光可取決於該可移動反射層之位置而相長地或相消地干涉,從而針對每一像素產生一總體反射或非反射狀態。在一些實施方案中,IMOD在未致動時可處於反射狀態中,反射可見光譜內之光,且在致動時可處於暗狀態中,吸收及/或相消地干涉可見範圍內之光。然而,在一些其他實施方案中,一IMOD在未致動時可處於暗狀態中,且在致動時處於反射狀態中。在一些實施方案中,引入一施加電壓可驅動像素以改變狀態。在一些其他實施方案中,一施加電荷可驅動像素以改變狀態。
圖1中之像素陣列之所描繪部分包含兩個相鄰干涉量測調變器12。在左側的IMOD 12(如圖解說明)中,一可移動反射層14係圖解說明為處於距包含一部分反射層之一光學堆疊16一預定距離之一鬆弛位置中。跨左側的IMOD 12施加之電壓V0不足以引起該可移動反射層14之致動。在右側 的IMOD 12中,該可移動反射層14係圖解說明為處於接近或相鄰於該光學堆疊16之一致動位置中。跨右側的IMOD 12施加之電壓Vbias足以將該可移動反射層14維持在致動位置中。
在圖1中,像素12之反射性質整體用箭頭13圖解說明,該箭頭13指示入射在像素12上之光及自左側像素12反射之光15。雖然未詳細圖解說明,但是一般技術者應瞭解入射在像素12上之光13之大部分將朝向光學堆疊16而透射穿過透明基板20。入射在光學堆疊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被反射回來穿過透明基板20。透射穿過光學堆疊16之光13之部分將在可移動反射層14處朝向透明基板20被反射回來(並穿過透明基板20)。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反射之光之間之干涉(相長或相消)將判定自像素12反射之光15之(諸)波長。
光學堆疊16可包含一單層或若干層。該(等)層可包含一電極層、一部分反射及部分透射層及一透明介電層之一或多者。在一些實施方案中,光學堆疊16係導電、部分透明及部分反射,且可(例如)藉由將上述層之一或多者沈積在一透明基板20上而製造。電極層可由多種材料(諸如各種金屬,例如銦錫氧化物(ITO))形成。部分反射層可由具部分反射性之多種材料(諸如各種金屬,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,且該等層之各者可由單一材料或一材料組合形成。在一些 實施方案中,光學堆疊16可包含一單一半透明金屬或半導體厚度,其用作一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、導電性更強之層或部分可用以在IMOD像素之間載送信號。光學堆疊16亦可包含覆蓋一或多個導電層或一導電/光學吸收層之一或多個絕緣或介電層。
在一些實施方案中,如下文進一步描述,光學堆疊16之(諸)層可經圖案化為平行條狀物,且可形成一顯示裝置中之列電極。如一般技術者所瞭解,本文中使用術語「圖案化」以指代遮罩以及蝕刻程序。在一些實施方案中,諸如鋁(Al)之一高度導電及反射材料可用於可移動反射層14,且此等條狀物可形成一顯示裝置中之行電極。可移動反射層14可形成為一沈積金屬層或若干沈積金屬層之一系列平行條狀物(正交於光學堆疊16之列電極)以形成沈積在柱18之頂部上之行及沈積在柱18之間之一介入犧牲材料。當蝕除犧牲材料時,可在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成一界定間隙19或光學腔。在一些實施方案中,柱18之間之間隔可為大約1 μm至1000 μm,而間隙19可為大約小於10,000埃(Å)。
在一些實施方案中,IMOD之每一像素(無論處於致動狀態中或鬆弛狀態中)本質上係藉由固定反射層及移動反射層形成之一電容器。如藉由圖1左側的像素12所圖解說明,當未施加電壓時,可移動反射層14保持在一機械鬆弛狀態中,可移動反射層14與光學堆疊16之間具有間隙19。 然而,當將一電位差(一電壓)施加於一選定列及行之至少一者時,形成於對應像素處之列電極及行電極之交叉處之電容器開始充電,且靜電力將電極牽拉在一起。若該施加電壓超過一臨限值,則可移動反射層14可變形且移動接近光學堆疊16或抵著光學堆疊16而移動。如圖1右側的致動像素12所圖解說明,光學堆疊16內之一介電層(未展示)可防止短路並控制層14與16之間之分離距離。無關於所施加的電位差之極性,行為均相同。雖然在一些例項中可將一陣列中之一系列像素稱為「列」或「行」,但是一般技術者將容易瞭解將一方向稱為「列」且將另一方向稱為「行」係任意的。換言之,在一些定向上,列可視為行,且行可視為列。而且,顯示元件可均勻地配置為正交列及行(一「陣列」)或配置為(例如)相對於彼此具有特定位置偏移之非線性組態(一「馬賽克」)。術語「陣列」及「馬賽克」可指代任意組態。因此,雖然顯示器係稱為包含一「陣列」或「馬賽克」,但是在任何例項中,元件本身無需配置成彼此正交或佈置成一均勻分佈,而是可包含具有不對稱形狀及不均勻分佈元件之配置。
圖2展示圖解說明併有一3x3干涉量測調變器顯示器之一電子裝置之一系統方塊圖之一實例。該電子裝置包含可經組態以執行一或多個軟體模組之一處理器21。除執行一作業系統外,該處理器21亦可經組態以執行一或多個軟體應用程式,包含一網頁瀏覽器、一電話應用程式、一電子郵件程式或任何其他軟體應用程式。
該處理器21可經組態以與一陣列驅動器22通信。該陣列驅動器22可包含提供信號給(例如)一顯示陣列或面板30之一列驅動器電路24及一行驅動器電路26。圖1中圖解說明之IMOD顯示裝置之截面係藉由圖2中之線1-1加以展示。雖然圖2為清楚起見而圖解說明IMOD之一3x3陣列,但是該顯示陣列30可含有極多個IMOD,且列中之IMOD數目可不同於行中之IMOD數目,且反之亦然。
圖3展示圖解說明圖1之干涉量測調變器之可移動反射層位置對施加電壓之一圖之一實例。對於MEMS干涉量測調變器,列/行(即,共同/分段)寫入程序可利用如圖3中圖解說明之此等裝置之一磁滯性質。在一例示性實施方案中,一干涉量測調變器可使用約一10伏特電位差以引起可移動反射層或鏡自鬆弛狀態改變為致動狀態。當電壓自該值減小時,可移動反射層維持其狀態,此係因為在此實例中電壓下降回至10伏特以下,然而,該可移動反射層直至電壓下降至2伏特以下才完全鬆弛。因此,如圖3中所示,在此實例中,存在大約3伏特至7伏特之一電壓範圍,在該範圍中存在其中裝置在鬆弛狀態中或致動狀態中皆係穩定之一施加電壓窗。在本文中,將該窗稱為「磁滯窗」或「穩定性窗」。對於具有圖3之磁滯特性之一顯示陣列30,列/行寫入程序可經設計以一次定址一或多列,使得在定址一給定列期間,所定址列中待致動之像素係曝露於(在此實例中)約10伏特之一電壓差,且待鬆弛之像素係曝露於接近零伏特之一電壓差。在定址之後,將該等像素曝露於一穩 定狀態或(在此實例中)大約5伏特之偏壓電壓差,使得該等像素保持在先前選通狀態中。在此實例中,在經定址之後,每一像素經歷約3伏特至7伏特之「穩定性窗」內之一電位差。此磁滯性質特徵使諸如圖1中圖解說明之像素設計能夠在相同施加電壓條件下在一致動或鬆弛預先存在狀態中保持穩定。因為每一IMOD像素(無論處於致動狀態中或鬆弛狀態中)本質上係藉由固定反射層及移動反射層形成之一電容器,所以此穩定狀態可保持在磁滯窗內之一穩定電壓而不實質上消耗或損耗電力。此外,若所施加電壓電位保持實質上固定,則基本上少量或無電流流入IMOD像素中。
在一些實施方案中,可根據一給定列中之像素之狀態之所要變化(若存在),藉由沿行電極集合以「分段」電壓之形式施加資料信號來產生一影像之一圖框。可輪流定址陣列之每一列,使得一次一列寫入圖框。為將所要資料寫入至一第一列中之像素,可將對應於該第一列中之像素之所要狀態之分段電壓施加於行電極上,且可將呈一特定「共同」電壓或信號形式之一第一列脈衝施加至第一列電極。接著,可改變分段電壓集合以對應於第二列中之像素之狀態之所要變化(若存在),且可將一第二共同電壓施加至第二列電極。在一些實施方案中,第一列中之像素未受沿行電極施加之分段電壓之變化影響,且保持在其等在第一共同電壓列脈衝期間所設定之狀態中。可針對整個系列之列或行以一循序方式重複此程序以產生影像圖框。可使用新 影像資料藉由以每秒某一所要數目個圖框持續重複此程序來刷新及/或更新該等圖框。
跨每一像素施加之分段及共同信號之組合(即,跨每一像素之電位差)判定每一像素之所得狀態。圖4展示圖解說明在施加各種共同電壓及分段電壓時一干涉量測調變器之各種狀態之一表之一實例。如一般技術者容易瞭解,「分段」電壓可施加於行電極或列電極,且「共同」電壓可施加於行電極或列電極之另一者。
如圖4中(以及圖5B中所示之時序圖中)所圖解說明,當沿一共同線施加一釋放電壓VCREL時,無關於沿分段線施加之電壓(即,高分段電壓VSH及低分段電壓VSL),沿該共同線之干涉量測調變器之機械層將被置於一鬆弛狀態中,或者稱為一釋放狀態或未致動狀態。特定言之,當沿一共同線施加釋放電壓VCREL時,跨調變器像素之電位電壓(或者稱為一像素電壓)在沿該像素之對應分段線施加高分段電壓VSH及低分段電壓VSL時係皆處於鬆弛窗(參見圖3,亦稱為一釋放窗)內。
當在一共同線上施加一保持電壓(諸如一高保持電壓VCHOLD_H或一低保持電壓VCHOLD_L)時,干涉量測調變器之狀態將保持恆定。例如,一鬆弛IMOD將保持在一鬆弛位置中,且一致動IMOD將保持在一致動位置中。保持電壓可經選擇使得在沿對應分段線施加高分段電壓VSH及低分段電壓VSL時,像素電壓將皆保持在一穩定性窗內。因此,分段電壓擺動(即,高分段電壓VSH與低分段電壓VSL 之間之差)係小於正穩定性窗或負穩定性窗之寬度。
當在一共同線上施加一定址或致動電壓(諸如一高定址電壓VCADD_H或一低定址電壓VCADD_L)時,可沿該線藉由沿各自分段線施加分段電壓而將資料選擇性地寫入至調變器。分段電壓可經選擇使得致動取決於所施加之分段電壓。當沿一共同線施加一定址電壓時,施加一分段電壓將導致一穩定性窗內之一像素電壓,從而引起像素保持未致動。相比之下,施加另一分段電壓將導致超出穩定性窗之一像素電壓,進而導致像素之致動。引起致動之特定分段電壓可取決於所使用的定址電壓而改變。在一些實施方案中,當沿共同線施加高定址電壓VCADD_H時,施加高分段電壓VSH可引起一調變器保持於其當前位置中,而施加低分段電壓VSL可引起該調變器致動。作為一推論,當施加一低定址電壓VCADD_L時,分段電壓之影響可相反,其中高分段電壓VSH引起該調變器致動,且低分段電壓VSL對該調變器之狀態不具有影響(即,保持穩定)。
在一些實施方案中,可使用跨調變器產生相同極性電位差之保持電壓、定址電壓及分段電壓。在一些其他實施方案中,可使用使調變器之電位差之極性隨時間交替之信號。跨調變器之極性之交替(即,寫入程序之極性之交替)可減小或抑制在重複一單一極性之寫入操作之後可發生之電荷累積。
圖5A展示圖解說明圖2之3x3干涉量測調變器顯示器中之一顯示資料圖框之一圖之一實例。圖5B展示可用以寫入圖 5A中圖解說明之顯示資料之圖框之共同信號及分段信號之一時序圖之一實例。該等信號可施加於(例如)圖2之3x3陣列,此最終將導致顯示圖5A中圖解說明之顯示配置之線時間60e。圖5A中之致動調變器係處於一暗狀態中(即,其中反射光之大部分係在可見光譜之外)以導致對(例如)一觀看者之一暗外觀。在寫入圖5A中圖解說明之圖框之前,像素可處於任何狀態中,但是圖5B之時序圖中圖解說明之寫入程序假定每一調變器已在第一線時間60a之前釋放且駐留在一未致動狀態中。
在第一線時間60a期間:將一釋放電壓70施加於共同線1上;施加於共同線2上之電壓開始於一高保持電壓72且移動至一釋放電壓70;及沿共同線3施加一低保持電壓76。因此,在第一線時間60a之持續時間之內,沿共同線1之調變器(共同1,分段1)、(共同1,分段2)及(共同1,分段3)保持在一鬆弛或未致動狀態中,沿共同線2之調變器(共同2,分段1)、(共同2,分段2)及(共同2,分段3)將移動至一鬆弛狀態,且沿共同線3之調變器(共同3,分段1)、(共同3,分段2)及(共同3,分段3)將保持在其等先前狀態中。參考圖4,沿分段線1、2及3施加之分段電壓將對干涉量測調變器之狀態不具有影響,此係因為在線時間60a期間,共同線1、2或3未被曝露於引起致動之電壓位準(即,VCREL-鬆弛及VCHOLD_L-穩定)。
在第二線時間60b期間,共同線1上之電壓移動至一高保持電壓72,且沿共同線1之所有調變器無關於所施加之分 段電壓而保持在一鬆弛狀態中,此係因為在共同線1上未施加定址或致動電壓。歸因於釋放電壓70之施加,沿共同線2之調變器保持在一鬆弛狀態中,且沿共同線3之調變器(共同3,分段1)、(共同3,分段2)及(共同3,分段3)將在沿共同線3之電壓移動至一釋放電壓70時鬆弛。
在第三線時間60c期間,藉由在共同線1上施加一高定址電壓74而定址共同線1。因為在施加此定址電壓期間沿分段線1及2施加一低分段電壓64,所以跨調變器(共同1,分段1)及(共同1,分段2)之像素電壓大於調變器之正穩定性窗之高端(即,電壓差超過一預定義臨限值),且致動調變器(共同1,分段1)及(共同1,分段2)。相反,因為沿分段線3施加一高分段電壓62,所以跨調變器(共同1,分段3)之像素電壓小於跨調變器(共同1,分段1)及(共同1,分段2)之電壓且保持在調變器之正穩定性窗內;因此,調變器(共同1,分段3)保持鬆弛。又在線時間60c期間,沿共同線2之電壓降低至一低保持電壓76,且沿共同線3之電壓保持在一釋放電壓70,從而使沿共同線2及3之調變器保持於一鬆弛位置中。
在第四線時間60d期間,共同線1上之電壓返回至一高保持電壓72,使沿共同線1之調變器保持於其等各自定址狀態中。共同線2上之電壓降低至一低定址電壓78。因為沿分段線2施加一高分段電壓62,所以跨調變器(共同2,分段2)之像素電壓係低於調變器之負穩定性窗之低端,從而引起調變器(共同2,分段2)致動。相反,因為沿分段線1及 3施加一低分段電壓64,所以調變器(共同2,分段1)及(共同2,分段3)保持在一鬆弛位置中。共同線3上之電壓增加至一高保持電壓72,使沿共同線3之調變器保持於一鬆弛狀態中。
最終,在第五線時間60e期間,共同線1上之電壓保持在高保持電壓72,且共同線2上之電壓保持在一低保持電壓76,使沿共同線1及2之調變器保持於其等各自定址狀態中。共同線3上之電壓增加至一高定址電壓74以定址沿共同線3之調變器。由於在分段線2及3上施加一低分段電壓64,所以調變器(共同3,分段2)及(共同3,分段3)致動,而沿分段線1施加之高分段電壓62引起調變器(共同3,分段1)保持在一鬆弛位置中。因此,在第五線時間60e結束時,3x3像素陣列係處於圖5A中所示之狀態中,且只要沿共同線施加保持電壓便將保持在該狀態中,無關於當定址沿其他共同線(未展示)之調變器時可發生之分段電壓之變動。
在圖5B之時序圖中,一給定寫入程序(即,線時間60a至60e)可包含使用高保持電壓及高定址電壓或低保持電壓及低定址電壓。一旦已針對一給定共同線完成該寫入程序(且將共同電壓設定為具有與致動電壓相同之極性之保持電壓),像素電壓便保持在一給定穩定性窗內,且不通過鬆弛窗直到在該共同線上施加一釋放電壓。而且,由於每一調變器係在定址調變器之前作為寫入程序之部分而釋放,所以一調變器之致動時間(而非釋放時間)可判定線時 間。具體言之,在其中一調變器之釋放時間大於致動時間之實施方案中,如圖5B中所描繪,可施加釋放電壓達長於一單一線時間。在一些其他實施方案中,可改變沿共同線或分段線施加之電壓以考量不同調變器(諸如不同色彩之調變器)之致動電壓及釋放電壓之變動。
根據上文陳述之原理進行操作之干涉量測調變器之結構之細節可能大不相同。例如,圖6A至圖6E展示干涉量測調變器之不同實施方案之截面之實例,包含可移動反射層14及其支撐結構。圖6A展示圖1之干涉量測調變器顯示器之一部分截面之一實例,其中金屬材料之一條狀物(即,可移動反射層14)係沈積在自基板20正交地延伸之支撐件18上。在圖6B中,每一IMOD之可移動反射層14之形狀大致為正方形或矩形,且在角隅處或角隅附近附接至支撐件之繋鏈32上。在圖6C中,可移動反射層14之形狀大致為正方形或矩形且自可包含一可撓性金屬之一可變形層34上懸垂下來。該可變形層34可圍繞可移動反射層14之周邊而直接或間接連接至基板20。此等連接在本文中係稱為支撐柱。圖6C中所示之實施方案具有得自可移動反射層14之光學功能與其機械功能(其等可藉由可變形層34實行)之去耦合之額外益處。此去耦合容許用於可移動反射層14之結構設計及材料及用於可變形層34之結構設計及材料獨立於彼此而最佳化。
圖6D展示一IMOD之另一實例,其中可移動反射層14包含一反射子層14a。該可移動反射層14擱在一支撐結構(諸 如支撐柱18)上。該等支撐柱18提供該可移動反射層14與下固定電極(即,所圖解說明IMOD中之光學堆疊16之一部分)之分離,使得(例如)當該可移動反射層14處於一鬆弛位置中時在該可移動反射層14與該光學堆疊16之間形成一間隙19。該可移動反射層14亦可包含可經組態以用作一電極之一導電層14c及一支撐層14b。在此實例中,該導電層14c係佈置在該支撐層14b遠離基板20之一側上,且該反射子層14a係佈置在該支撐層14b靠近基板20之另一側上。在一些實施方案中,該反射子層14a可導電且可佈置在該支撐層14b與該光學堆疊16之間。該支撐層14b可包含一介電材料(例如,氮氧化矽(SiON)或二氧化矽(SiO2))之一或多個層。在一些實施方案中,該支撐層14b可為層之一堆疊,舉例而言,諸如SiO2/SiON/SiO2三層堆疊。該反射子層14a及該導電層14c之任一者或兩者可包含(例如)具有約0.5%銅(Cu)之鋁(Al)合金或另一反射金屬材料。在介電支撐層14b上方及下方採用導電層14a、14c可平衡應力並提供增強之導電性。在一些實施方案中,針對多種設計目的(諸如在該可移動反射層14內達成特定應力分佈),該反射子層14a及該導電層14c可由不同材料形成。
如圖6D中圖解說明,一些實施方案亦可包含一黑色遮罩結構23。該黑色遮罩結構23可形成於光學非作用區域中(例如,像素之間或柱18下方)以吸收環境光或雜散光。該黑色遮罩結構23亦可藉由抑制光自顯示器之非作用部分反射或透射穿過顯示器之非作用部分而改良一顯示裝置之光 學性質,藉此增加對比率。此外,該黑色遮罩結構23可導電且經組態以用作一電匯流層。在一些實施方案中,列電極可連接至該黑色遮罩結構23以減小所連接之列電極之電阻。該黑色遮罩結構23可使用多種方法(包含沈積及圖案化技術)形成。該黑色遮罩結構23可包含一或多個層。例如,在一些實施方案中,該黑色遮罩結構23包含用作一光學吸收體之鉬鉻(MoCr)層、二氧化矽(SiO2)層及用作一反射體及一匯流層之鋁合金,該等層之厚度分別係在約30 Å至80 Å、500 Å至1000 Å及500 Å至6000 Å之範圍中。可使用多種技術圖案化該一或多個層,該等技術包含光微影術及乾式蝕刻(包含(例如)用於MoCr及SiO2層之四氟甲烷(CF4)及/或氧氣(O2)以及用於鋁合金層之氯氣(Cl2)及/或三氯化硼(BCl3))。在一些實施方案中,該黑色遮罩23可為一標準量具或干涉量測堆疊結構。在此等干涉量測堆疊黑色遮罩結構23中,可使用導電吸收體以在每一列或行之光學堆疊16中之下固定電極之間發射或載送信號。在一些實施方案中,一間隔層35可用以使一吸收層16a與該黑色遮罩23中之導電層大體上電隔離。
圖6E展示一IMOD之另一實例,其中可移動反射層14係自支撐。與圖6D相比,圖6E之實施方案並不包含支撐柱18。而是,該可移動反射層14在多個位置處接觸下伏光學堆疊16,且當跨干涉量測調變器之電壓不足以引起致動時,該可移動反射層14之曲率提供足夠支撐使得該可移動反射層14返回至圖6E之未致動位置。此處為清楚起見,將 可含有複數個若干不同層之光學堆疊16展示為包含一光學吸收體16a及一介電質16b。在一些實施方案中,該光學吸收體16a可用作一固定電極及一部分反射層兩者。在一些實施方案中,該光學吸收體16a可比該可移動反射層14薄一數量級。在一些實施方案中,該光學吸收體16a比該反射子層14a薄。
在諸如圖6A至圖6E中所示之實施方案中,IMOD用作直視裝置,其中自透明基板20之前側(即,與其上形成調變器之側相對之側)觀看影像。在此等實施方案中,裝置之背面部分(即,顯示裝置在可移動反射層14後面之任何部分,包含例如圖6C中圖解說明之可變形層34)可經組態及操作而不衝擊或負面影響顯示裝置之影像品質,此係因為反射層14光學屏蔽該裝置之該等部分。例如,在一些實施方案中,可移動反射層14後面可包含一匯流排結構(未圖解說明),該匯流排結構提供使調變器之光學性質與調變器之機電性質(諸如電壓定址及由此定址所引起之移動)分離之能力。此外,圖6A至圖6E之實施方案可簡化諸如圖案化之處理。
圖7展示圖解說明一干涉量測調變器之一製造程序80之一流程圖之一實例,且圖8A至圖8E展示此一製造程序80之對應階段之截面示意圖解之實例。在一些實施方案中,該製造程序80可經實施以製造諸如圖1及圖6中圖解說明之一般類型的干涉量測調變器之一機電系統裝置。製造一機電系統裝置亦可包含圖7中未展示之其他方塊。參考圖1、 圖6及圖7,該程序80開始於方塊82,其中在基板20上方形成光學堆疊16。圖8A圖解說明形成於該基板20上方之此一光學堆疊16。該基板20可為一透明基板(諸如玻璃或塑膠),其可為可撓性或相對較硬及不可彎曲,且可能已遭受先前製備程序(例如,清洗)以促進該光學堆疊16之有效形成。如上所論述,該光學堆疊16可導電、部分透明及具部分反射性,且可藉由(例如)將具有所要性質之一或多個層沈積在該透明基板20上而製造。在圖8A中圖解說明之實施方案中,該光學堆疊16包含具有子層16a及16b之一多層結構,但是在一些其他實施方案中亦可包含更多或更少個子層。在一些實施方案中,該等子層16a、16b之一者可經組態而具有光學吸收及導電性質兩者,諸如組合導體/吸收體子層16a。此外,可將該等子層16a、16b之一或多者圖案化為平行條狀物,且可形成一顯示裝置中之列電極。可藉由一遮罩及蝕刻程序或此項技術中已知之另一適當程序執行此圖案化。在一些實施方案中,該等子層16a、16b之一者可為一絕緣層或介電層,諸如沈積在一或多個金屬層(例如,一或多個反射層及/或導電層)上方之子層16b。此外,可將該光學堆疊16圖案化為形成顯示器之列之個別及平行條狀物。
程序80在方塊84繼續,其中在該光學堆疊16上方形成一犧牲層25。隨後移除犧牲層25(參見方塊90)以形成腔19且因此在圖1中圖解說明之所得干涉量測調變器12中未展示該犧牲層25。圖8B圖解說明包含形成於該光學堆疊16上方 之一犧牲層25之一部分製造裝置。在該光學堆疊16上方形成該犧牲層25可包含依經選擇以在後續移除之後提供具有所要設計大小之一間隙或腔19(亦參見圖1及圖8E)之一厚度沈積二氟化氙(XeF2)(可蝕刻材料),諸如鉬(Mo)或非晶矽(Si)。可使用諸如以下各者之沈積技術實行該犧牲材料之沈積:物理氣相沈積(PVD,其包含許多不同技術,諸如濺鍍)、電漿增強型化學氣相沈積(PECVD)、熱化學氣相沈積(熱CVD)或旋塗。
程序80在方塊86繼續,其中形成一支撐結構(諸如圖1、圖6及圖8C中圖解說明之一柱18)。形成柱18可包含圖案化該犧牲層25以形成一支撐結構孔隙,接著使用一沈積方法(諸如PVD、PECVD、熱CVD或旋塗)將一材料(例如聚合物或一無機材料,例如氧化矽)沈積至該孔隙中以形成該柱18。在一些實施方案中,形成於該犧牲層中之支撐結構孔隙可延伸穿過該犧牲層25及該光學堆疊16兩者而至下伏基板20,使得柱18之下端如圖6A中圖解說明般接觸基板20。或者,如圖8C中描繪,形成於該犧牲層25中之孔隙可延伸穿過該犧牲層25,但未穿過該光學堆疊16。例如,圖8E圖解說明與光學堆疊16之一上表面接觸的支撐柱18之下端。可藉由在該犧牲層25上方沈積一支撐結構材料層且圖案化經定位遠離該犧牲層25中之孔隙之支撐結構材料之部分來形成柱18或其他支撐結構。如圖8C中圖解說明,支撐結構可定位於孔隙內,但是亦可至少部分延伸在該犧牲層25之一部分上方。如上所述,該犧牲層25及/或該等支撐柱18 之圖案化可藉由一圖案化及蝕刻程序執行,但是亦可藉由替代性蝕刻方法執行。
程序80在方塊88繼續,其中形成一可移動反射層或膜(諸如圖1、圖6及圖8D中圖解說明之可移動層14)。可藉由採用包含例如反射層(諸如,鋁、鋁合金或其他反射材料)沈積之一或多個沈積步驟連同一或多個圖案化、遮罩及/或蝕刻步驟一起形成可移動反射層14。該可移動反射層14可導電且可稱為一導電層。在一些實施方案中,該可移動反射層14可包含如圖8D中所示之複數個子層14a、14b、14c。在一些實施方案中,子層(諸如子層14a、14c)之一或多者可包含針對其等光學性質而選擇之高反射子層,且另一子層14b可包含針對其機械性質而選擇之一機械子層。因為犧牲層25仍存在於在方塊88形成之部分製造干涉量測調變器中,所以該可移動反射層14在此階段通常不可移動。含有一犧牲層25之一部分製造IMOD在本文中亦可稱為一「未釋放」IMOD。如上文結合圖1所述,該可移動反射層14可圖案化為形成顯示器之行之個別及平行條狀物。
程序80在方塊90繼續,其中形成一腔(諸如圖1、圖6及圖8E中圖解說明之腔19)。可藉由使犧牲材料25(在方塊84沈積)曝露於一蝕刻劑而形成該腔19。例如,可藉由乾式化學蝕刻、藉由使犧牲層25曝露於一氣態或汽態蝕刻劑(諸如源自固體二氟化氙(XeF2)之蒸氣)達有效移除所要量的材料之一時段來移除諸如Mo或非晶Si之一可蝕刻犧牲材料。通常相對於包圍該腔19之結構選擇性地移除該犧牲材 料。亦可使用其他蝕刻方法,例如濕式蝕刻及/或電漿蝕刻。因為犧牲層25係在方塊90期間移除,所以可移動反射層14在此階段之後通常係可移動的。在移除犧牲材料25之後,所得完全或部分製造IMOD在本文中可稱為一「釋放」IMOD。
本發明揭示具有彎曲遠離一基板之一機械層之機電裝置。在一些實施方案中,該機械層包含一反射層、一罩蓋層及佈置在鏡面層與罩蓋層之間之一介電層。該機械層可沈積在一犧牲層上方以界定一第一高度。在移除該犧牲層之後,該機械層可經組態以彎曲遠離該基板使得該機械層自該基板位移達大於該第一高度之一第二高度。可藉由選擇該機械層之特定特徵包含(例如)該機械層之諸層之材料、厚度、應力及/或幾何形狀來控制該機械層之向上發射。
圖9展示圖解說明一干涉量測調變器之一製造程序100之一流程圖之一實例。圖9中圖解說明之程序100開始於方塊102,其中在一基板上形成一光學堆疊,在本文中亦可稱為在一基板「上方」形成該光學堆疊。該基板可為(例如)包含玻璃或塑膠之一透明基板。雖然該程序100經圖解說明為開始於方塊102,但是該基板可經受先前製備步驟(舉例而言,諸如一清洗步驟)以促進光學堆疊之有效形成。此外,在一些實施方案中,可在該基板上方形成該光學堆疊之前在該基板上提供一或多個層。例如,可在形成該光學堆疊之前在該基板之一部分上佈置一黑色遮罩。
如上所論述,一干涉量測調變器之光學堆疊可導電、部分透明及具部分反射性,且可藉由(例如)將一或多個層沈積在基板上而製造。在一些實施方案中,光學堆疊包含覆蓋經組態以用作干涉量測調變器之一固定電極之一導電層之一絕緣或介電層。固定電極層可圖案化為平行條狀物以形成一顯示裝置中之列電極。如本文使用且如一般技術者所瞭解,術語「經圖案化」在本文中係用以指代遮罩以及蝕刻程序。
圖9中圖解說明之程序100在方塊104繼續,其中在光學堆疊上方形成一犧牲層。在光學堆疊上方形成犧牲層可包含沈積諸如鉬(Mo)或非晶矽(a-Si)之氟可蝕刻材料。如下文將參考方塊110描述,隨後移除該犧牲層以形成一間隙。在一些實施方案中,可沈積多個犧牲層以達成不同干涉量測調變器之不同間隙大小。在一些實施方案中,每一間隙大小可表示一不同反射色彩。
圖9中圖解說明之程序100在方塊106繼續,其中在基板上方形成一支撐結構。該支撐結構可包含佈置在一干涉量測調變器之光學作用區域周圍(例如,一干涉量測調變器陣列之一像素之角隅處)之複數個支撐柱。形成支撐結構可包含以下步驟:圖案化犧牲層以形成支撐結構孔隙;接著使用諸如電漿增強型化學氣相沈積(PECVD)、熱CVD或旋塗之一沈積方法將一材料(諸如氧化矽)沈積至該等孔隙中。在一些實施方案中,形成於該犧牲層中之支撐結構孔隙延伸穿過該犧牲層及該光學堆疊兩者而至諸如該基板或 一黑色遮罩之一下伏結構,使得該支撐柱之下端接觸該下伏層。在一些其他實施方案中,形成於該犧牲層中之孔隙延伸穿過該犧牲層但未穿過該光學堆疊。
該程序100在方塊108繼續,其中形成一機械層。該機械層可形成在支撐結構及犧牲層上方,且在一些實施方案中可包含一反射層或鏡面層、一罩蓋層及佈置在該鏡面層與該罩蓋層之間之一介電層。該機械層可接觸在方塊106中形成於該陣列之像素之光學非作用部分上方之支撐結構。可藉由採用例如一反射層(諸如鋁或鋁合金)沈積之一或多個沈積步驟連同一或多個圖案化、遮罩及/或蝕刻步驟一起形成該機械層。因為犧牲層仍存在於在方塊108形成之部分製造干涉量測調變器中,所以該機械層在此階段通常不可移動。
圖9中圖解說明之程序100在方塊110繼續,其中移除犧牲層以在機械層與光學堆疊之間形成一腔或間隙。可藉由使犧牲材料(諸如在方塊104沈積之犧牲材料)曝露於一蝕刻劑而形成間隙。例如,可藉由乾式化學蝕刻(例如,藉由使犧牲層曝露於氟基氣態或汽態蝕刻劑(諸如源自固體二氟化氙(XeF2)之蒸氣))來移除一可蝕刻犧牲材料,諸如鉬(Mo)、鎢(W)、鉭(Ta)、多晶矽(poly-Si)或非晶矽(a-Si)。為蝕刻該犧牲材料,可對該蝕刻劑提供到達埋入式犧牲材料之一路徑。在一些實施方案中,可在支撐結構中或周圍提供蝕刻開口以提供對犧牲層之接達。亦可使用其他蝕刻方法,例如濕式蝕刻及/或電漿蝕刻。
在移除犧牲層之前,該犧牲層可提供一反作用力,該反作用力可防止機械層在力(諸如由該機械層之一或多個子層中之殘留應力所致之機械力)的影響下撓曲(或移動)。然而,在移除該犧牲層之後,一機械層之應力誘發力可引起該機械層自犧牲層上之其先前位置移動。
當(以任何適當方式)移除犧牲層並釋放機械層時,可引導該機械層向上遠離光學堆疊及基板。例如,反射層及罩蓋層可經選擇而由具有一拉伸應力之一材料形成,且該反射層之厚度可經選擇而大於該罩蓋層之厚度使得該反射層在遠離基板之一方向上對該機械層施加一機械力。
在一些實施方案中,所釋放機械層之曲率受控於罩蓋層、介電層及/或鏡面層之一選定應力特性。例如,當該罩蓋層及該鏡面層係由具有一特定拉伸應力之一材料形成時,組態該反射層使之具有一較大拉伸應力可引起該機械層向上撓曲。可在製造期間藉由控制特定處理參數(包含例如電漿功率、壓力、處理氣體組合物、電漿氣體比及/或溫度)來控制鏡面層、介電層及/或罩蓋層之應力。在一些實施方案中,可藉由在沈積之後退火反射層及/或罩蓋層而使反射層及/或罩蓋層之應力自壓縮應力改變為拉伸應力。在一些實施方案中,可藉由(例如)在使用化學氣相沈積(CVD)時選擇氣體組合物及氣體比來調整該機械層之一介電層之應力。
雖然該程序100在圖9中圖解說明為結束於方塊110,但是可在所圖解說明序列之前、之中或之後採用額外步驟。
圖10A及圖10B係干涉量測調變器裝置之兩個實例之機械層位置對電壓之圖表。
圖10A圖解說明一干涉量測調變器裝置之一實例之作為機械層與一固定電極之間之一電壓差之一函數之間隙高度(機械層位置與光學堆疊之間之距離)之一圖表115之一實例。該圖表115展示當該機械層及該固定電極之電壓係約為相同(即,電壓差約等於0 V)時,該機械層可處於一鬆弛未致動位置中且具有一相對較大間隙高度。隨著該機械層與該固定電極之間之電壓差增加,靜電力將該機械層朝向該固定電極牽拉。當達到一致動電壓VA時,藉由施加電壓產生之靜電力可摺疊(或致動)該機械層,且該機械層可具有約0 nm之一間隙高度。
只要機械層與固定電極之間之電壓大於約一釋放電壓VR,機械層便可保持在摺疊位置中。然而,當該電壓下降至該釋放電壓VR以下時,機械力(諸如該機械層之彈性彈力)可變得大於與施加電壓相關聯之靜電力。因此,當該機械層與該固定電極之間之電壓差變得小於約釋放電壓VR時,該機械層可釋放並進入鬆弛狀態。如圖表115之區域117中所示,該機械層在致動位置與未致動位置之間可具有一相對急劇的轉變。
該圖表115展現出一磁滯效應,其中當在藉由釋放電壓VR與致動電壓VA之間之一電壓範圍定義之一穩定性窗內加偏壓於機械層時,該機械層在鬆弛狀態或致動狀態中皆係穩定。如先前關於圖3描述,當定址干涉量測調變器裝 置之一陣列時可利用該機械層之磁滯。組態干涉量測調變器使之具有一相對較寬穩定性窗(其具有相對較小的像素至像素變動)可係有用的。寬穩定性窗可幫助改良面板邊限或可用以使機械層保持在其當前狀態中之偏壓電壓窗。
圖10B圖解說明一干涉量測調變器裝置之另一實例之作為一固定電極與機械層之間之一電壓差之函數之間隙高度(機械層位置)之一圖表116之一實例。所圖解說明圖表116類似於圖10A之圖表115,惟圖10B之裝置並未在致動位置與鬆弛(未致動)位置之間急劇轉變除外。實情係,如圖表116之區域118所示,圖10B之裝置並未在致動狀態與鬆弛狀態之間平滑轉變。在一些組態中,當在致動位置與鬆弛位置之間切換一干涉量測調變器裝置時,該機械層之邊緣可在不同於該機械層之中心之一電壓下釋放。例如,該機械層之邊緣可在電壓下降至約一最大釋放電壓VR-max以下時開始釋放,但是該機械層直到電壓下降至約一最小釋放電壓VR-min以下才可完全釋放。此現象可稱為「軟釋放」,且可導致非理想切換效能以及相較於具有圖表115中圖解說明之特性之裝置,具有圖表116中圖解說明之特性之裝置之穩定性窗減小及面板邊限減小。當加偏壓於遭受軟釋放之干涉量測調變器裝置之一陣列時,偏壓電壓不一定足夠大以使特定致動像素之邊緣停留在致動暗狀態,此可導致處於或應處於一暗(關閉、致動)狀態中之特定像素之彩色環之產生。
為改良光學效能,已發現鬆弛位置中之一釋放機械層應 具有一向上曲率(呈一彎曲形狀,其中機械層在光學作用區域中之中心比該機械層在該光學作用區域中之邊緣部分更遠離光學堆疊)。換言之,已發現當與具有較少發射或無發射之一「平坦」機械層相比,該機械層之發射減小軟釋放之發生率。因此,本文描述之一些實施方案試圖在移除犧牲層(「釋放」)之後組態(或塑形)該機械層使得該機械層之曲率向上或遠離該基板。例如,已發現對於一些實施方案,具有自光學堆疊之一最大位移(比一機械層自該光學堆疊之一平均位移大約10 nm至約30 nm)之機械層相對於平坦或在釋放之後向下彎曲之一機械層可提供改良的效能。如本文使用,術語機械層之「平均位移」指代在該機械層經釋放並處於鬆弛位置中之後一像素之光學作用區域上方機械層與光學堆疊之間之平均距離。在一些實施方案中,該裝置經組態使得當該機械層處於一鬆弛(或未致動)狀態中時該機械層在該裝置之一光學作用區域上方之最小間隙高度與最大間隙高度之間之差係在約30 nm至約100 nm之範圍中。可藉由考量並選擇該機械層之諸層之特定材料、應力特性、結構厚度及/或製造程序來完成該機械層之此等實施方案。
在致動位置中,具有具向上曲率之一機械層之機電裝置相對於並不具有一向上曲率之其他裝置可具有與光學堆疊之一較大接觸面積。對於具有一向上曲率之機械層,機械層經佈置與該裝置之一光學作用區域之邊緣上之支撐柱相鄰之一相對較小部分在致動期間可不與光學堆疊接觸。因 此,具有向上彎曲機械層之機電裝置可具有改良的暗狀態。此外,可使用一相對較小釋放電壓而在致動位置與鬆弛位置之間切換彎曲遠離基板之機械層,此可導致採用此等裝置之一像素陣列中之動態功率消耗減小。而且,具有向上彎曲機械層之機電裝置可具有改良的面板邊限。
圖11A至圖11L展示根據各種實施方案之製作干涉量測調變器之方法中之各個階段之截面示意圖解之實例。雖然特定部分及步驟被描述為適合於干涉量測調變器實施方案,但是一般技術者應容易瞭解對於其他機電系統或微機電系統實施方案,可使用其他不同材料或可修改、省略或增加部分。
在圖11A中,已在一基板20上提供並圖案化一黑色遮罩結構23。該基板20可包含多種材料,包含玻璃、塑膠或允許透過該基板20觀看影像之任何透明聚合材料。該黑色遮罩結構23可經組態以吸收光學非作用區域中(例如,支撐件下方或像素之間)之環境光或雜散光,以藉由增加對比率改良一顯示裝置之光學性質。此外,該黑色遮罩結構23可導電且經組態以用作一電匯流層。
黑色遮罩結構23可使用多種方法(包含如上文參考圖9描述之沈積及圖案化技術)形成。該黑色遮罩結構23可包含可使用多種技術(包含光微影術及蝕刻)圖案化之一或多個層。
雖然圖11A至圖11L展示為包含該黑色遮罩結構23,但是如本文描述引導一機械層之曲率向上之方法可同樣地適 用於並不包含形成該黑色遮罩結構23之程序。
圖11B圖解說明提供並圖案化一間隔件或介電結構35。該介電結構35可包含(例如)氮氧化矽(SiON)及/或另一介電材料,諸如氮化矽或氧化矽。在一些實施方案中,該介電結構35之厚度係在約3,000 Å至5,000 Å之範圍中。然而,該介電結構35可取決於所要光學性質而具有多種厚度。如圖11B中圖解說明,可在該黑色遮罩結構23上方移除該介電結構35之一部分。以此方式移除該介電結構35之一部分允許繞線及列電極層到達該黑色遮罩結構23,諸如在其中該黑色遮罩結構23用以載送信號之實施方案中。然而,在一些實施方案中,無需在該黑色遮罩結構23上方移除該介電結構35之一部分。
圖11C圖解說明在該介電結構35上方提供一光學堆疊16。如上文關於圖1描述,該光學堆疊16可包含若干層,包含(例如)一固定電極或透明導體層(諸如銦錫氧化物(ITO))、一部分反射光學吸收層(諸如鉻(Cr))及一透明介電質。如圖11C中圖解說明,該光學堆疊16之一或多個層可實體且電接觸該黑色遮罩結構23。
圖11D圖解說明在該光學堆疊16上方提供並圖案化一犧牲層25。通常隨後移除該犧牲層25以形成一間隙。在該光學堆疊16上方形成該犧牲層25可包含如上文參考圖9描述之一沈積步驟。此外,該犧牲層25可經選擇以包含一個以上層,或包含不同厚度之一層,以幫助形成在陣列之不同子像素之間具有多個諧振光學間隙之一顯示裝置。對於一 干涉量測調變器陣列,每一間隙大小可表示一不同反射色彩。此外,在一些實施方案中,可在犧牲層上方或之間提供不同功能的多個層。如圖11D中圖解說明,可在該黑色遮罩結構23上方圖案化該犧牲層25以形成可用以形成支撐柱之孔隙。
如下文將描述,隨後可在該犧牲層25上方沈積一機械層,且此後可移除該犧牲層25。當移除該犧牲層25時,該機械層可經組態以移除或向上「發射」。因此,該犧牲層25之厚度h1可小於該機械層在鬆弛位置中之間隙高度。在一些實施方案中,該犧牲層25可具有在約10 nm至約450 nm之範圍中之一厚度h1。例如,對於紅色、綠色及藍色干涉量測調變器實施方案,高度h1可分別在約50 nm至350 nm、約10 nm至250 nm及約50 nm至450 nm之範圍中。
圖11E圖解說明提供並圖案化一支撐層以形成支撐柱18。如下文將描述,該等支撐柱18可用以支撐一隨後沈積之機械層。在一些實施方案(未圖解說明)中,該機械層14係一自支撐機械層,在此情況中,在沈積該機械層14之前並未沈積該等支撐柱18。該等支撐柱18可包含(例如)二氧化矽(SiO2)及/或氮氧化矽(SiON)。可藉由任何適當技術(諸如使用包含四氟甲烷(CF4)之一乾式蝕刻)圖案化該支撐層以形成該等支撐柱18。
現在將參考圖11F及圖11G。圖11F圖解說明在該犧牲層25及該等支撐柱18上方提供並圖案化一機械層14。如圖解說明,該機械層14包含三個子層。提供並圖案化該機械層 14可包含沈積一第一層(諸如一鏡面層120)、沈積一第二層(諸如一介電層121)及沈積一第三層(諸如一罩蓋層122)。可單獨地或一起圖案化每一層120、121及122。一些層可彼此不同地經圖案化。在其中該機械層14係自支撐之實施方案中,該等層之一些層可保持經圖案化以如所示般在像素之諸端處切開,而例如介電層121之至少一層可向下彎曲以接觸該光學堆疊16或該黑色遮罩結構23以提供對該機械層14之支撐。圖11G圖解說明在移除圖11F之犧牲層25以形成一間隙19之後的干涉量測裝置。該間隙19圖解說明為大於已移除之犧牲層25之高度。
該機械層14包含佈置在該犧牲層25上方之一鏡面層120、佈置在該鏡面層120上方之一介電層121及佈置在該介電層121上方之一罩蓋層122。該鏡面層120可由任何適當反射材料(包含例如一金屬,諸如鋁合金)形成。該介電層121可為例如氮氧化矽(SiON)或二氧化矽(SiO2)之一介電層。可基於多種因數(包含例如該機械層14之所要硬度)判定該介電層121之厚度。該罩蓋層122可包含一金屬材料,且可經選擇以由具有實質上相同於該鏡面層120之組合物之一材料形成。在一實施方案中,該鏡面層120及該罩蓋層122各包含具有在約0.3重量%至1.0重量%(例如,約0.5重量%)之範圍中之銅之鋁銅(AlCu)。
如圖11G中圖解說明,可在形成該機械層14之後移除該犧牲層25。如先前關於圖9描述,可使用多種技術移除該犧牲層25。在移除該犧牲層25之後,該機械層14可開始自 該基板20位移一發射高度h2且改變其曲率。在一些實施方案中,該發射高度h2經選擇以在約50 nm至約200 nm之範圍中,使得定義為自該機械層之頂部至平均機械層位置之距離之所得曲率係約10 nm至30 nm。如本文使用,術語機械層14之「平均位移」指代在該機械層經釋放並處於鬆弛位置中之後一像素之光學作用區域上方該機械層14與該光學堆疊16之間之平均距離。
在一些實施方案中,可藉由選擇該鏡面層120之厚度使其具有大於該罩蓋層122之一厚度來控制該機械層14之發射。因為該鏡面層120及該罩蓋層122可各具有用以向內牽拉該機械層14之拉伸應力,所以形成該鏡面層120使其具有大於該罩蓋層122之厚度之一厚度可幫助在該機械層14上產生可在移除該犧牲層25之後引導該機械層14遠離該光學堆疊16之一凈力。例如,該鏡面層120及該罩蓋層122可經組態以具有一壓縮應力,且該鏡面層120及該罩蓋層122之相對厚度可經選擇以調諧該機械層14之發射,藉此將該機械層14之發射及曲率增加至一所要程度。例如,該鏡面層120及該罩蓋層122之厚度可影響該機械層14之凈內應力。在移除該犧牲層25之後,內應力可對該機械層14施加一力,藉此使該機械層14向上撓曲。
在一些實施方案中,該鏡面層120具有在約250 Å至650 Å之範圍中(例如,約430 Å)之一厚度,該罩蓋層122具有在約200 Å至600 Å之範圍中(例如,約370 Å)之一厚度,且該鏡面層120之厚度經選擇比該罩蓋層122之一厚度大約50 Å至150 Å。然而,該鏡面層120及該罩蓋層122可具有任何適當的厚度,且該鏡面層120可具有相對於該罩蓋層122之一厚度而定大小之一厚度。例如,該鏡面層120可具有比該罩蓋層之一厚度大約1.0倍至約1.2倍之間之一厚度。
在一些實施方案中,鏡面層120及罩蓋層122包含相同材料。例如,該鏡面層120及該罩蓋層122可各包含鋁銅(AlCu)。當該鏡面層120及該罩蓋層122具有實質上相等厚度且或者以一類似方式製造時,針對該鏡面層120及該罩蓋層122選擇相同材料可導致該機械層14具有平衡力。藉由以此方式組態該鏡面層120及該罩蓋層122,可相對於該罩蓋層122之厚度改變該鏡面層120之一厚度以提供對機械層發射之相對精細調諧控制。因此,採用一對稱結構容許使用該鏡面層120與該罩蓋層122之間之一相對差來調諧發射以具有該機械層之一所要位移,藉此避免需要製造具有一特定值之一絕對應力之一單層,歸因於程序變動可難以隨裝置完成該單層之製造。
圖11H圖解說明根據另一實施方案之一干涉量測裝置。圖11H之干涉量測裝置類似於圖11G之干涉量測裝置,惟圖11G之干涉量測裝置包含其中鏡面層120及罩蓋層122具有一相等厚度之一機械層14除外。在一些實施方案中,該機械層14可經組態以藉由控制除該鏡面層120及該罩蓋層122之一厚度外之參數而向上彎曲。
在一些實施方案中,該機械層14經組態以具有一特定應力,該應力可用以在釋放該機械層14之後控制該機械層14 與該光學堆疊16之間之間隙。例如,該機械層14可經組態以具有在約+100 MPa至約+300 MPa之範圍中(例如,約+200 MPa)之一凈應力,使得與該應力相關聯之機械力引導該機械層(「向上」)移動或位移遠離該基板。在一些實施方案中,藉由相對於該鏡面層120之一應力特性之該罩蓋層122之一選定應力特性控制該機械層之曲率。例如,當該罩蓋層122及該鏡面層120係由具有一拉伸應力之一材料形成時,選擇該鏡面層120使其具有大於該罩蓋層122之一拉伸應力可引起該機械層14向上撓曲。當該罩蓋層122及該鏡面層120係由具有壓縮應力之一材料形成時,組態該罩蓋層122使其具有大於該鏡面層120之一壓縮應力可引起該機械層14向上撓曲。可以任何適當的方式(例如,藉由控制特定處理參數,包含例如電漿功率、壓力、處理氣體組合物、電漿氣體比及/或溫度)來控制該鏡面層120及該罩蓋層122之應力。
在一些實施方案中,該鏡面層120之應力經選擇以在約+100 MPa至約+400 MPa之範圍中(例如,約+300 MPa),且該罩蓋層122之應力經選擇以在約+100 MPa至約+400 MPa之範圍中(例如,約+200 MPa)。在一些其他實施方案中,該鏡面層120之應力經選擇以在約-100 MPa至約-400 MPa之範圍中(例如,約-200 MPa),且該罩蓋層122之應力經選擇以在約-100 MPa至約-400 MPa之範圍中(例如,約-300 MPa)。一般技術者將明白,正應力可與拉伸應力相關聯,且負應力可與壓縮應力相關聯。
圖11I圖解說明根據另一實施方案之一干涉量測裝置。圖11I之干涉量測裝置類似於圖11G之干涉量測裝置。然而,與圖11G之干涉量測裝置相比,圖11I之干涉量測裝置包含具有切口或圖案150之一罩蓋層122。在一些實施方案中,該機械層14可經組態以藉由包含該機械層14之一或多個層上之圖案而向上彎曲。例如,該罩蓋層122可具有一拉伸應力且可包含該等切口150以減小該罩蓋層122之拉伸應力以便控制該機械層14之凈應力。在一些實施方案中,該等切口150具有經選擇以在移除一犧牲層之後獲得對應於機械層14之一所要向上位移之機械層14之一所要凈應力之一數目及大小。
該等切口150可具有經選擇以達成該機械層14之所要應力之任何適當的圖案,包含(例如)均勻或非均勻圖案。在一些實施方案中,當自該基板20上方觀看該等切口150時,該等切口150相對於一像素中心具有一徑向對稱。該等切口150可彼此隔開以達成該機械層14之一所要凈應力。例如,增加該等切口150之數目及/或大小可藉由減小該機械層14之張力而減小該罩蓋層122之應力。該等切口150可使用任何適當的程序(包含,例如一光微影術及蝕刻程序)形成。在一些實施方案中,該等切口150經定位接近像素邊緣。例如,該機械層14在該等柱18附近可具有一相對較高應力,且因此在移除該犧牲層之後於該等柱18附近提供該等切口150可對該機械層14之發射產生一相對較大的影響。
圖11J圖解說明根據另一實施方案之一干涉量測裝置。圖11J之干涉量測裝置類似於圖11I之干涉量測裝置。然而,與圖11I之干涉量測裝置相比,圖11J之干涉量測裝置包含具有切口或圖案150之一鏡面層120。在一些實施方案中,該機械層14可經組態以藉由包含該鏡面層120上之圖案而向上彎曲。例如,在一些實施方案中,該鏡面層120可具有一壓縮應力且可包含該等切口150以減小該鏡面層120之壓縮應力,以便在移除一犧牲層之後使該機械層14具有一向上位移。該等切口150可具有任何適當的圖案,包含(例如)均勻或非均勻圖案。該等切口150之額外細節可如上文關於圖11I所述。
圖11K圖解說明根據另一實施方案之一干涉量測裝置。圖11K之干涉量測裝置類似於圖11H之干涉量測裝置。然而,與圖11H之干涉量測裝置相比,圖11K之干涉量測裝置之機械層14包含一鏡面層120、一第一介電子層121a、一第二介電子層121b及一罩蓋層122。
該第一介電子層121a及該第二介電子層121b可用以在該機械層14中產生一應力梯度,該應力梯度可用以在移除犧牲層時控制該機械層14之曲率。例如,該第一介電子層121a可經組態以具有大於該第二介電子層121b之一應力之一應力,使得該機械層14具有經引導朝向該基板20之一正應力梯度。因為當移除該犧牲層時該機械層14之邊緣可在該正應力梯度之方向上彎曲,所以形成一應力大於該第二介電子層121b之第一介電子層121a可引起該機械層14在釋 放之後向上發射。
在一些實施方案中,該第一介電子層121a及該第二介電子層121b係由實質上相同材料(諸如氮氧化矽(SiON)、二氧化矽(SiO2)、氮化鋁(AlN)或氮氧化鋁(AlON))形成,但是該第一介電子層121a經組態以具有大於該第二介電子層121b之應力之一應力。例如,該第一介電子層121a可具有比該第二介電子層121b之一應力大約+10 MPa至約+200 MPa之一應力。例如,在一些實施方案中,該第一介電子層121a具有在約100 MPa至約500 MPa之範圍中(例如,約250 MPa)之一應力,且該第二介電子層121b具有在約20 MPa至約100 MPa之範圍中(例如,約60 MPa)之一應力。
可使用任何適當的技術控制該第一介電子層121a及該第二介電子層121b之應力。例如,可藉由在沈積該第一介電子層121a及該第二介電子層121b時選擇氣體組合物、所使用的氣體比、沈積功率、沈積壓力及此等參數之組合來控制該等介電子層之應力。該第一介電子層121a及該第二介電子層121b可具有相同或不同厚度。例如,在一些實施方案中,該第一介電子層121a可具有在約200 Å至5,000 Å之範圍中(例如,約1,300 Å)之一厚度,且該第二介電子層121b可具有在約200 Å至5,000 Å之範圍中(例如,約1,000 Å)之一厚度。
圖11L圖解說明根據另一實施方案之一干涉量測裝置。圖11L之干涉量測裝置類似於圖11K之干涉量測裝置,惟圖11L之干涉量測裝置之機械層14包含一鏡面層120、一第 一介電子層121a、一第二介電子層121b、一第三介電子層121c及一罩蓋層122除外。
在一些實施方案中,該機械層14可包含具有經選擇以控制該機械層14之發射之應力之兩個以上介電子層。例如,該第一介電子層121a可經組態以具有大於該第二介電子層121b之一應力之一應力,且該第二介電子層121b可經組態以具有大於該第三介電子層121c之一應力之一應力。藉由以此方式形成該第一介電子層121a至該第三介電子層121c,可形成具有經引導朝向該基板20之一正應力梯度之機械層14,該正應力梯度可在移除犧牲層時引導該機械層14之曲率向上。
例如,在一些實施方案中,該第一介電子層121a至該第三介電子層121c係由實質上相同材料形成,且該第一介電子層121a具有在約200 MPa至約300 MPa之範圍中(例如,約250 MPa)之一應力,該第二介電子層121b具有在約150 MPa至約250 MPa之範圍中(例如,約200 MPa)之一應力,且該第三介電子層121c具有在約100 MPa至約200 MPa之範圍中(例如,約150 MPa)之一應力。可藉由(例如)在沈積該第一介電子層121a至該第三介電子層121c期間選擇處理參數來控制該等介電子層之應力。例如,在一些實施方案中,該第一介電子層121a具有在約200 Å至5,000 Å之範圍中(例如,約1,300 Å)之一厚度,該第二介電子層121b具有在約200 Å至5,000 Å之範圍中(例如,約1,000 Å)之一厚度,且該第三介電子層121c具有在約200 Å至5,000 Å之範 圍中(例如,約1,000 Å)之一厚度。雖然圖11L圖解說明其中使用三個介電子層121a至121c之一組態,但是亦可包含額外介電子層以進一步控制該機械層14之應力梯度及發射。而且,雖然上文關於圖11K及圖11L之論述主要集中在控制介電子層之一應力梯度,但是應瞭解亦可藉由在鏡面層120與介電子層121a至121c之一或多者之間產生一應力梯度及/或在該等介電子層121a至121c之一或多者與罩蓋層122之間產生一應力梯度來達成該機械層14之應力梯度。在一些實施方案中,藉由在該鏡面層120、該等介電子層121a至121c及該罩蓋層122之任何兩者或更多者之間產生一應力梯度來控制該機械層14之發射。在各種實施方案中,藉由使包含該鏡面層120、該等介電子層121a至121c及該罩蓋層122之全部該等子層之間具有應力階差而產生應力梯度。
雖然圖11K及圖11L圖解說明其中該機械層14分別包含兩個介電子層及三個介電子層之組態,但是在一些實施例中該機械層14可包含額外的介電子層。例如,在一些實施方案中,該機械層14可包含四個或四個以上介電子層以提供對應力梯度之額外控制。
可藉由使用一個以上的參數或技術控制機械層遠離基板之發射。例如,機械層之一或多個子層之厚度、應力、圖案化、組合物及/或幾何形狀之一或多者可經組態以將機械層之發射引導至一所要值。因此,在一些實施方案中,藉由相對於該鏡面層120之一厚度選擇該罩蓋層122之一厚 度及/或藉由憑藉沈積具有不同應力之複數個子層(介電質及/或金屬)控制該機械層14之一應力梯度來控制該機械層14之發射。而且,在一些實施方案中,藉由圖案化鏡面層及/或罩蓋層使其包含切口150及/或藉由憑藉沈積具有不同應力之複數個子層(介電質及/或金屬)控制該機械層14之一應力梯度來控制該機械層14之發射。因此,在一些實施方案中,可組合複數個發射控制技術以達成該機械層14之所要發射特性。
圖12A及12B展示圖解說明包含複數個干涉量測調變器之一顯示裝置40之系統方塊圖之實例。該顯示裝置40可為(例如)一智慧型電話、一蜂巢式或行動電話。然而,該顯示裝置40之相同組件或其稍微變動亦圖解說明各種類型的顯示裝置,諸如電視機、平板電腦、電子書閱讀器、手持式裝置及可攜式媒體播放器。
該顯示裝置40包含一外殼41、一顯示器30、一天線43、一揚聲器45、一輸入裝置48及一麥克風46。該外殼41可由多種製造程序之任一程序形成,包含射出成型及真空成形。此外,該外殼41可由多種材料之任一材料製成,包含(但不限於):塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其等之一組合。該外殼41可包含可移除部分(未展示),該等可移除部分可與不同色彩或含有不同標誌、圖像或符號之其他可移除部分互換。
如本文所述,顯示器30可為多種顯示器之任一者,包含雙穩態或類比顯示器。該顯示器30亦可經組態以包含一平 板顯示器(諸如電漿、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)或一非平板顯示器(諸如一CRT或其他顯像管裝置)。此外,如本文所述,該顯示器30可包含一干涉量測調變器顯示器。
圖12B中示意地圖解說明該顯示裝置40之組件。該顯示裝置40包含一外殼41,且可包含至少部分圍封在該外殼41中之額外組件。例如,該顯示裝置40包含一網路介面27,該網路介面27包含耦合至一收發器47之一天線43。該收發器47係連接至一處理器21,該處理器21係連接至調節硬體52。該調節硬體52可經組態以調節一信號(例如,過濾一信號)。該調節硬體52係連接至一揚聲器45及一麥克風46。該處理器21亦係連接至一輸入裝置48及一驅動器控制器29。該驅動器控制器29係耦合至一圖框緩衝器28及一陣列驅動器22,該陣列驅動器22繼而耦合至一顯示陣列30。在一些實施方案中,一電源供應器50可提供電力給特定顯示裝置40設計中之實質上全部組件。
該網路介面27包含天線43及收發器47,使得該顯示裝置40可經由一網路與一或多個裝置通信。該網路介面27亦可具有一些處理能力以舒解(例如)處理器21之資料處理要求。該天線43可發射及接收信號。在一些實施方案中,該天線43根據IEEE 16.11標準(包含IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包含IEEE 802.11a、b、g或n)及其等進一步實施方案發射及接收射頻(RF)信號。在一些其他實施方案中,該天線43根據藍芽(BLUETOOTH)標準發射及接 收RF信號。在一蜂巢式電話之情況中,該天線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/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、陸地中繼無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev 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)、演進型高速封包存取(HSPA+)、長期演進技術(LTE)、AMPS或用以在一無線網路(諸如利用3G或4G技術之一系統)內通信之其他已知信號。該收發器47可預處理自該天線43接收之信號,使得該處理器21可接收並進一步操縱該等信號。該收發器47亦可處理自該處理器21接收之信號,使得該等信號可經由該天線43自該顯示裝置40發射。
在一些實施方案中,該收發器47可由一接收器取代。此外,在一些實施方案中,該網路介面27可由可儲存或產生待發送至該處理器21之影像資料之一影像源取代。該處理器21可控制顯示裝置40之總體操作。該處理器21接收資料(諸如來自該網路介面27或一影像源之壓縮影像資料)並將資料處理為原始影像資料或易於處理為原始影像資料之一格式。該處理器21可將經處理之資料發送至該驅動器控制器29或該圖框緩衝器28以進行儲存。原始資料通常指代識別一影像內之每一位置處之影像特性之資訊。例如,此等影像特性可包含色彩、飽和度及灰階度。
該處理器21可包含用以控制顯示裝置40之操作之一微控制器、CPU或邏輯單元。該調節硬體52可包含用於將信號發射至揚聲器45及用於自麥克風46接收信號之放大器及濾波器。該調節硬體52可為顯示裝置40內之離散組件或可併入該處理器21或其他組件內。
該驅動器控制器29可直接自該處理器21或自該圖框緩衝器28取得由該處理器21產生之原始影像資料且可適當地重新格式化原始影像資料以使其高速發射至該陣列驅動器22。在一些實施方案中,該驅動器控制器29可將該原始影像資料重新格式化為具有類光柵格式之一資料流,使得其具有適合跨該顯示陣列30掃描之一時序。接著,該驅動器控制器29將經格式化之資訊發送至該陣列驅動器22。雖然一驅動器控制器29(諸如一LCD控制器)通常係作為一獨立積體電路(IC)而與系統處理器21相關聯,但是此等控制器可以許多方式實施。例如,控制器可作為硬體嵌入於處理器21中、作為軟體嵌入於處理器21中或與陣列驅動器22完全整合於硬體中。
該陣列驅動器22可自該驅動器控制器29接收經格式化之資訊且可將視訊資料重新格式化為一組平行波形,該等波形係每秒多次地施加至來自顯示器之x-y像素矩陣之數百及有時數千個(或更多)引線。
在一些實施方案中,驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30係適合本文描述之任何類型的顯示器。例如,該驅動器控制器29可為一習知顯示控制器或一雙穩態顯示 控制器(例如,一IMOD控制器)。此外,該陣列驅動器22可為一習知驅動器或一雙穩態顯示驅動器(例如,一IMOD顯示驅動器)。此外,該顯示陣列30可為一習知顯示陣列或一雙穩態顯示陣列(例如,包含一IMOD陣列之一顯示器)。在一些實施方案中,該驅動器控制器29可與該陣列驅動器22整合。此一實施方案可用於高度整合系統(例如行動電話、可攜式電子器件、手錶及其他小面積顯示器)中。
在一些實施方案中,輸入裝置48可經組態以容許(例如)一使用者控制顯示裝置40之操作。該輸入裝置48可包含一小鍵盤(諸如一QWERTY鍵盤或一電話小鍵盤)、一按鈕、一切換器、一搖桿、一觸敏螢幕、與顯示器陣列30整合之一觸敏螢幕或一壓敏膜或熱敏膜。麥克風46可組態為顯示裝置40之一輸入裝置。在一些實施方案中,透過麥克風46之語音命令可用於控制該顯示裝置40之操作。
電源供應器50可包含多種能量儲存裝置。例如,該電源供應器50可為一可充電電池,諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用一可充電電池之實施方案中,該可充電電池可使用源自(例如)一壁式插座或一光伏打裝置或陣列之電力來進行充電。或者,該可充電電池可無線地充電。該電源供應器50亦可為一可再生能源、一電容器或一太陽能電池(包含一塑膠太陽能電池或一太陽能電池漆)。該電源供應器50亦可經組態以自一壁式插座接收電力。
在一些實施方案中,控制可程式化性駐留在可定位於電 子顯示系統中之若干位置中之驅動器控制器29中。在一些其他實施方案中,控制可程式化性駐留在該陣列驅動器22中。可在任何數目個硬體及/或軟體組件及各種組態中實施上述最佳化。
結合本文揭示之實施方案進行描述之各種闡釋性邏輯、邏輯塊、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。已在功能性方面大體上描述且在上述各種闡釋性組件、方塊、模組、電路及步驟中圖解說明硬體及軟體之可互換性。是否在硬體或軟體中實施此功能性取決於特定應用及強加於整個系統之設計限制。
可使用以下各者實施或執行用以實施結合本文揭示之態樣進行描述之各種闡釋性邏輯、邏輯塊、模組及電路之硬體及資料處理設備:一通用單晶片或多晶片處理器、一數位信號處理器(DSP)、一特定應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其等之經設計以執行本文描述之功能之任何組合。一通用處理器可為一微處理器或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。一處理器亦可實施為計算裝置之一組合(例如,一DSP與一微處理器之一組合)、複數個微處理器、結合一DSP核心之一或多個微處理器或任何其他此組態。在一些實施方案中,可藉由專用於一給定功能之電路執行特定步驟及方法。
在一或多個態樣中,可將所描述的功能實施於硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體中,包含本說明書中揭示之 結構及其等之結構等效物或其等之任何組合。本說明書中描述之標的之實施方案亦可實施為在一電腦儲存媒體上編碼以藉由資料處理設備執行或控制資料處理設備之操作之一或多個電腦程式(即,電腦程式指令之一或多個模組)。
若在軟體中實施,則功能可作為一或多個指令或程式碼儲存在一電腦可讀媒體上或經由該電腦可讀媒體傳輸。本文揭示之一方法或演算法之步驟可在可駐留在一電腦可讀媒體上之一處理器可執行軟體模組中實施。電腦可讀媒體包含電腦儲存媒體及通信媒體二者,通信媒體包含可經啟用以將一電腦程式自一位置傳送至另一位置之任何媒體。一儲存媒體可為可藉由一電腦存取之任何可用媒體。舉例而言(且不限於),此電腦可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置,或可用以儲存呈指令或資料結構形式之所要程式碼及可藉由一電腦存取之任何其他媒體。再者,任何連接亦可被適當地稱為一電腦可讀媒體。如本文使用,磁碟及光碟包含光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟及藍光光碟,其中磁碟通常磁性地複製資料而光碟用雷射光學地複製資料。上述組合應亦包含於電腦可讀媒體之範疇內。此外,一方法或演算法之操作可作為程式碼與指令之一或任何組合或集合而駐留在一機器可讀媒體及電腦可讀媒體上,該機器可讀媒體及電腦可讀媒體可併入於一電腦程式產品中。
熟習此項技術者可容易明白在本發明中描述之實施方案 之各種修改,且在不脫離本發明之精神或範疇之情況下,本文定義之一般原理亦可應用於其他實施方案。因此,申請專利範圍不旨在限於本文展示之實施方案,但符合與本文所揭示之本發明、原理及新穎特徵一致之最廣範疇。字詞「例示性」在本文中係專用於意謂「用作為一實例、例項或圖解」。在本文中描述為「例示性」之任何實施方案未必解釋為比其他可能性或實施方案較佳或有利。此外,一般技術者將容易明白,術語「上」及「下」有時係為便於描述圖式而使用且指示對應於一適當定向頁面上之圖式定向之相對位置,且可能不反映如所實施之IMOD之適當定向。
在本說明書中於個別實施方案之背景內容下描述之特定特徵亦可在一單一實施方案中組合實施。相反,在一單一實施方案之背景內容下描述之各種特徵亦可在多個實施方案中單獨實施或以任何適當子組合實施。此外,雖然上文可將特徵描述為以特定組合起作用且即使最初如此主張,但在一些情況中,來自所主張之組合之一或多個特徵可自組合中切除且所主張的組合可關於一子組合或一子組合之變體。
類似地,雖然在圖式中以一特定順序描繪操作,但是一般技術者將容易認知無需以所展示之特定順序或循序順序執行此等操作,或執行所有經圖解說明之操作以達成所要結果。進一步言之,圖式可以一流程圖之形式示意地描繪一或多個例示性程序。然而,未經描繪之其他操作可併入 於經示意性圖解說明之例示性程序中。例如,可在經圖解說明之操作之任一者之前、之後、之同時或之間執行一或多個額外操作。在某些境況中,多重任務處理及並行處理可為有利。此外,在上述實施方案中之各種系統組件之分離不應理解為在所有實施方案中皆需要此分離,且應理解為所描述之程式組件及系統通常可一起整合於一單一軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。此外,其他實施方案係在下列申請專利範圍之範疇內。在一些情況中,申請專利範圍中敘述之動作可以一不同順序執行且仍達成所要結果。
12‧‧‧干涉量測調變器(IMOD)/像素
13‧‧‧光
14‧‧‧機械層/可移動反射層
14a‧‧‧反射子層/導電層/反射層/子層
14b‧‧‧支撐層/介電支撐層/子層
14c‧‧‧導電層/子層
15‧‧‧光
16‧‧‧光學堆疊/下伏光學堆疊
16a‧‧‧吸收層/光學吸收體/子層
16b‧‧‧介電質/子層
18‧‧‧柱/支撐柱
19‧‧‧間隙/腔
20‧‧‧透明基板/下伏基板
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
23‧‧‧黑色遮罩結構/黑色遮罩
24‧‧‧列驅動器電路
25‧‧‧犧牲層
26‧‧‧行驅動器電路
27‧‧‧網路介面
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示陣列/顯示面板/顯示器
32‧‧‧繋鏈
34‧‧‧可變形層
35‧‧‧間隔層/間隔件/介電結構
40‧‧‧顯示裝置
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧麥克風
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入裝置
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‧‧‧高分段電壓
64‧‧‧低分段電壓
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
117‧‧‧區域
118‧‧‧區域
120‧‧‧鏡面層
121‧‧‧介電層
121a‧‧‧第一介電子層
121b‧‧‧第二介電子層
121c‧‧‧第三介電子層
122‧‧‧罩蓋層
150‧‧‧切口/圖案
h1‧‧‧犧牲層之厚度/高度
h2‧‧‧發射高度
圖1展示描繪一干涉量測調變器(IMOD)顯示裝置之一系列像素中之兩個相鄰像素之一等角視圖之一實例。
圖2展示圖解說明併有一3x3干涉量測調變器顯示器之一電子裝置之一系統方塊圖之一實例。
圖3展示圖解說明圖1之干涉量測調變器之可移動反射層位置對施加電壓之一圖之一實例。
圖4展示圖解說明在施加各種共同及分段電壓時一干涉量測調變器之各種狀態之一表之一實例。
圖5A展示圖解說明圖2之3x3干涉量測調變器顯示器中之一顯示資料圖框之一圖之一實例。
圖5B展示可用以寫入圖5A中圖解說明之顯示資料圖框之共同信號及分段信號之一時序圖之一實例。
圖6A展示圖1之干涉量測調變器顯示器之一部分截面之 一實例。
圖6B至圖6E展示干涉量測調變器之不同實施方案之截面之實例。
圖7展示圖解說明一干涉量測調變器之一製造程序之一流程圖之一實例。
圖8A至圖8E展示在製作一干涉量測調變器之一方法中之各個階段之截面示意圖解之實例。
圖9展示圖解說明一干涉量測調變器之一製造程序之一流程圖之一實例。
圖10A及圖10B係干涉量測調變器裝置之兩個實例之機械層位置對電壓之圖表。
圖11A至圖11L展示根據各種實施方案之製作干涉量測調變器之方法中之各個階段之截面示意圖解之實例。
圖12A及圖12B展示圖解說明包含複數個干涉量測調變器之一顯示裝置之系統方塊圖之實例。
14‧‧‧機械層/可移動反射層
16‧‧‧光學堆疊
18‧‧‧柱/支撐柱
19‧‧‧間隙/腔
20‧‧‧基板
23‧‧‧黑色遮罩結構
35‧‧‧間隔層
120‧‧‧鏡面層
121a‧‧‧第一介電子層
121b‧‧‧第二介電子層
121c‧‧‧第三介電子層
122‧‧‧罩蓋層

Claims (53)

  1. 一種機電系統裝置,其包括:一基板;及一可移動層,其定位於該基板上方,該可移動層與該基板間隔且界定該可移動層與該基板之間之一間隙之一側,其中該可移動層可在該間隙中在一致動位置與一鬆弛位置之間移動,其中該可移動層包含一鏡面層、一罩蓋層及佈置在該鏡面層與該罩蓋層之間之一介電層,該鏡面層面對該間隙,及其中該可移動層經組態以當該可移動層處於該鬆弛位置中時具有遠離該基板之一方向上之一曲率。
  2. 如請求項1之裝置,其中該鏡面層及該罩蓋層各具有一拉伸應力,該鏡面層之該拉伸應力大於該罩蓋層之該拉伸應力。
  3. 如請求項1之裝置,其中該鏡面層之一厚度尺寸大於該罩蓋層之一厚度尺寸。
  4. 如請求項3之裝置,其中該鏡面層厚度尺寸比該罩蓋層厚度尺寸大約1.0倍至1.2倍之間。
  5. 如請求項3之裝置,其中該鏡面層厚度尺寸比該罩蓋層厚度尺寸大約50 Å至約100 Å。
  6. 如請求項3之裝置,其中該鏡面層厚度尺寸介於約250 Å與約650 Å之間,且該罩蓋層厚度尺寸介於約200 Å與約600 Å之間。
  7. 如請求項1之裝置,其中該可移動層經組態使得當該可移動層處於該鬆弛位置中時該可移動層在該裝置之一像素之一中心上方之一部分自該基板位移達比該像素之一光學作用區域上方該可移動層與該基板之間之一平均距離大約10 nm至約30 nm。
  8. 如請求項1之裝置,其中該鏡面層及該罩蓋層係由實質上相同材料形成。
  9. 如請求項1之裝置,其中反射層及該罩蓋層之至少一者包含鋁銅(AlCu)。
  10. 如請求項1之裝置,其中該介電層包含氮氧化矽(SiON)及二氧化矽(SiO2)之至少一者。
  11. 如請求項1之裝置,其中該罩蓋層具有一拉伸應力且包含用於減小該罩蓋層之該拉伸應力使得該可移動層在遠離該基板之一方向上彎曲之切口。
  12. 如請求項1之裝置,其中該鏡面層具有一壓縮應力且包含用於減小該鏡面層之該壓縮應力之一量值使得該可移動層在遠離該基板之一方向上彎曲之切口。
  13. 如請求項1之裝置,其中該可移動層在該裝置之一光學作用區域上方之一最小間隙高度與一最大間隙高度之間之一差係在約30 nm至約100 nm之範圍中。
  14. 如請求項1之裝置,其進一步包括定位於該基板與該間隙之間之一固定電極。
  15. 如請求項14之裝置,其進一步包括經組態以跨該固定電極及該可移動層施加一偏壓電壓之一偏壓電路。
  16. 如請求項1之裝置,其中該鏡面層及該罩蓋層各具有一壓縮應力,該鏡面層之該壓縮應力之一量值小於該罩蓋層之該壓縮應力之一量值。
  17. 如請求項1之裝置,其中該介電層包含一第一介電子層及佈置在該第一介電子層上方之一第二介電子層,其中該第一介電子層具有大於該第二介電子層之一應力之一應力,使得該可移動層具有朝向該基板增加之一應力梯度。
  18. 如請求項17之裝置,其中該第一介電子層具有比該第二介電子層之一應力大約+10 MPa至約+200 MPa之一應力。
  19. 如請求項17之裝置,其中該第一介電子層之一厚度係在約200 Å至約5,000 Å之範圍中,且其中該第二介電子層之一厚度係在約200 Å至約5,000 Å之範圍中。
  20. 如請求項1之裝置,其進一步包括:一顯示器,其包含該機電系統裝置之一或多者;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;及一記憶體裝置,其經組態以與該處理器通信。
  21. 如請求項20之裝置,其進一步包括:一驅動器電路,其經組態以將至少一信號發送至該顯示器;及一控制器,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。
  22. 如請求項20之裝置,其進一步包括經組態以將該影像資料發送至該處理器之一影像源模組。
  23. 一種製造一機電系統裝置中之一可移動層之方法,該可移動層具有一致動位置及一鬆弛位置,該方法包括:在一基板上方形成一支撐結構;在該支撐結構及該基板上方形成一可移動層,其中形成該可移動層包含形成一鏡面層、在該鏡面層上方形成一介電層及在該介電層上方形成一罩蓋層,該鏡面層處於該可移動層面對該基板之一側上;及其中形成該可移動層包含組態該可移動層以在該可移動層處於該鬆弛位置中時具有遠離該基板之一方向上之一曲率。
  24. 如請求項23之方法,其中形成該可移動層包含:形成該鏡面層及該罩蓋層使得該鏡面層及該罩蓋層各具有一拉伸應力,且其中該鏡面層之該拉伸應力大於該罩蓋層之該拉伸應力,以在該可移動層處於該鬆弛位置中時使該可移動層在遠離該基板之一方向上彎曲。
  25. 如請求項23之方法,其中形成該可移動層包含:在該罩蓋層中形成切口以相對於該鏡面層之一應力減小該罩蓋層之一應力,以在該可移動層處於該鬆弛位置時使該可移動層在遠離該基板之一方向上彎曲。
  26. 如請求項23之方法,其中形成該可移動層包含:形成一厚度尺寸大於該罩蓋層之一厚度尺寸之該鏡面層,因此當該可移動層處於該鬆弛位置中時該可移動層之組態使 該可移動層在遠離該基板之一方向上彎曲。
  27. 如請求項26之方法,其中該鏡面層具有比該罩蓋層之一厚度尺寸大約1.0倍與約1.2倍之間之一厚度尺寸。
  28. 如請求項26之方法,其中該鏡面層之一厚度尺寸比該罩蓋層之一厚度尺寸大約50 Å至約100 Å。
  29. 如請求項26之方法,其中該鏡面層具有介於約250 Å與約650 Å之間之一尺寸厚度,且該罩蓋層具有介於約200 Å與約600 Å之間之一尺寸厚度。
  30. 如請求項23之方法,其中反射層及該罩蓋層係由實質上相同材料形成。
  31. 如請求項23之方法,其中該反射層及該罩蓋層之至少一者包含鋁銅(AlCu)。
  32. 如請求項23之方法,其中該介電層包含氮氧化矽(SiON)及二氧化矽(SiO2)之至少一者。
  33. 如請求項23之方法,其中形成該可移動層包含形成該鏡面層使其具有一壓縮應力,且其中形成該可移動層進一步包含在該鏡面層中形成切口以減小該鏡面層之該壓縮應力之一量值,以在該可移動層處於該鬆弛位置中時使該可移動層在遠離該基板之一方向上彎曲。
  34. 如請求項23之方法,其中形成該可移動層包含:形成該鏡面層及該罩蓋層使得該鏡面層及該罩蓋層各具有一壓縮應力,且其中該鏡面層之該壓縮應力之一量值小於該罩蓋層之該壓縮應力之一量值以在該可移動層處於該鬆弛位置中時使該可移動層在遠離該基板之一方向上彎 曲。
  35. 如請求項23之方法,其進一步包括:在形成該可移動層之前在該基板上方提供一犧牲層;及使用一蝕刻劑移除該犧牲層以形成該間隙。
  36. 一種機電系統裝置,其包括:一基板;及一可移動層,其與該基板間隔且界定該可移動層與該基板之間之一間隙之一側,其中該可移動層可在該間隙中在一致動位置與一鬆弛位置之間移動,且其中該可移動層包含用於在該可移動層處於該鬆弛位置中時在遠離該基板之一方向上引導該可移動層之該曲率使得該可移動層在該裝置之一像素中心上方之一部分自該基板位移達比該裝置之一光學作用區域上方該可移動層與該基板之間之一平均距離大約10 nm至約30 nm之構件。
  37. 如請求項36之機電系統裝置,其中該曲率引導構件包含一鏡面層、一罩蓋層及佈置在該鏡面層與該罩蓋層之間之一介電層,該鏡面層面對該基板且具有大於該罩蓋層之一厚度尺寸之一厚度尺寸。
  38. 如請求項37之機電系統裝置,其中該鏡面層具有比該罩蓋層之一厚度尺寸大約1.0倍與1.2倍之間之一厚度尺寸。
  39. 如請求項37之機電系統裝置,其中該鏡面層之一厚度尺寸比該罩蓋層之一厚度尺寸大約50 Å至約100 Å。
  40. 如請求項37之機電系統裝置,其中該鏡面層具有介於約 250 Å與約650 Å之間之一厚度尺寸,且該罩蓋層具有介於約200 Å與約600 Å之間之一厚度尺寸。
  41. 如請求項36之機電系統裝置,其中該曲率引導構件包含一鏡面層、一罩蓋層及佈置在該鏡面層與該罩蓋層之間之一介電層,該罩蓋層包含用於相對於反射層之一應力減小該罩蓋層之一應力使得該可移動層在遠離該基板之一方向上彎曲之切口。
  42. 如請求項36之機電系統裝置,其中該曲率引導構件包含一鏡面層、一罩蓋層及佈置在該鏡面層與該罩蓋層之間之一介電層,該鏡面層面對該基板,其中該鏡面層及該罩蓋層各具有一拉伸應力,其中該鏡面層之該拉伸應力大於該罩蓋層之該拉伸應力。
  43. 如請求項36之機電系統裝置,其進一步包括佈置在該基板上方之一固定電極,其中該可移動層可藉由在該固定電極與該可移動層之間施加一電壓而在該間隙中在該致動位置與該鬆弛位置之間移動。
  44. 如請求項36之機電系統裝置,其中該曲率引導構件包含一第一層及一第二層,其中該第二層係佈置在該第一層與該基板相對之一側上,且其中該第一層具有大於該第二層之一應力之一應力使得該可移動層具有朝向該基板增加之一應力梯度。
  45. 如請求項44之機電系統裝置,其中該第一層係該可移動層之一第一介電子層,且該第二層係該可移動層之一第二介電子層。
  46. 一種製造一機電系統裝置中之一可移動層之方法,該方法包括:在一基板上方形成一犧牲層;及在該犧牲層及該基板上方形成一可移動層,其中形成該可移動層包含在該犧牲層上方形成一第一層及在該第一層上方形成一第二層,其中該第一層具有大於該第二層之一應力之一應力使得該可移動層具有朝向該基板增加之一應力梯度。
  47. 如請求項46之方法,其進一步包括移除該犧牲層,其中該可移動層經組態以在移除該犧牲層時基於該應力梯度而在遠離該基板之一方向上彎曲。
  48. 如請求項46之方法,其中該第一層係該可移動層之一第一介電子層,且該第二層係該可移動層之一第二介電子層。
  49. 如請求項48之方法,其中形成該可移動層進一步包含:在該第二介電子層上方形成一第三介電子層,其中該第三介電子層具有小於該第二介電子層之該應力之一應力。
  50. 如請求項48之方法,其中形成該可移動層進一步包含:在形成該第一層之前形成一鏡面層及在形成該第二層之後形成一罩蓋層。
  51. 如請求項46之方法,其中該第一層係一鏡面層且該第二層係一罩蓋層。
  52. 如請求項51之方法,其中該第一層係一金屬層及一介電 層之一者,且該第二層係該金屬層及該介電層之另一者。
  53. 如請求項46之方法,其中形成該可移動層進一步包含:在該第一層與該第二層之間形成一第三層,其中該第三層具有大於該第二層之該應力但小於該第一層之該應力之一應力。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9148726B2 (en) * 2011-09-12 2015-09-29 Infineon Technologies Ag Micro electrical mechanical system with bending deflection of backplate structure
WO2013188307A2 (en) 2012-06-12 2013-12-19 Yknots Industries Llc Haptic electromagnetic actuator
US20150242037A1 (en) * 2014-01-13 2015-08-27 Apple Inc. Transparent force sensor with strain relief
US9798409B1 (en) 2015-03-04 2017-10-24 Apple Inc. Multi-force input device
CN106647065B (zh) * 2017-03-13 2019-08-02 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其控制方法、显示装置
CN107188109B (zh) * 2017-05-26 2019-05-21 北京有色金属研究总院 一种低驱动电压凹面电极静电执行器及制作方法
CN108388060B (zh) * 2018-03-13 2022-05-13 京东方科技集团股份有限公司 发光显示基板、显示面板及其控制方法、显示装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5867302A (en) * 1997-08-07 1999-02-02 Sandia Corporation Bistable microelectromechanical actuator
JP2002174721A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Yokogawa Electric Corp ファブリペローフィルタ
US6867897B2 (en) * 2003-01-29 2005-03-15 Reflectivity, Inc Micromirrors and off-diagonal hinge structures for micromirror arrays in projection displays
US8053336B2 (en) * 2008-11-12 2011-11-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for reducing chip warpage
US8187983B2 (en) * 2009-04-16 2012-05-29 Micron Technology, Inc. Methods for fabricating semiconductor components using thinning and back side laser processing
US20110169724A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Interferometric pixel with patterned mechanical layer
US8547626B2 (en) * 2010-03-25 2013-10-01 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Mechanical layer and methods of shaping the same
KR20130100232A (ko) * 2010-04-09 2013-09-10 퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크. 전기 기계 디바이스의 기계층 및 그 형성 방법
US20120194496A1 (en) * 2011-02-01 2012-08-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Apparatus and method for supporting a mechanical layer

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