TW201426002A - 包括可移動吸收體及可移動反射體總成之機電系統顯示裝置 - Google Patents

包括可移動吸收體及可移動反射體總成之機電系統顯示裝置 Download PDF

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Abstract

本發明提供用於包括一可移動吸收體總成以及可移動反射層之類比或多狀態機電系統顯示裝置之系統、方法及設備。在一態樣中,一機電系統顯示裝置可包括一可移動反射體總成及一可移動吸收體總成。該吸收體總成可佈置於該反射體總成與一基板之間。當該反射體總成處於一反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成可經組態以移動至靠近該反射體總成且界定一第一間隙之一吸收體白色狀態位置。當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成可經組態以移動至更接近於該基板而界定一第二間隙之一閉合位置。當該吸收體總成處於該閉合位置中時,該反射體總成可經組態以自該反射體白色/黑色位置移動以增加該第二間隙之一高度。

Description

包括可移動吸收體及可移動反射體總成之機電系統顯示裝置 [優先權主張]
本申請案主張於2012年11月1日申請且標題為「ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DISPLAY DEVICE INCLUDING A MOVABLE ABSORBER AND A MOVABLE REFLECTOR ASSEMBLY」之美國專利申請案第13/666,412號(代理人檔案第QUALP153/112498號)之優先權,該案以引用的方式併入本文中。
本發明大體上係關於機電系統(EMS)顯示裝置,且更特定言之係關於包括可移動反射體總成之EMS顯示裝置。
機電系統(EMS)包括具有電元件及機械元件、致動器、傳感器、感測器、光學組件(諸如,鏡及光學薄膜層)及電子器件之裝置。機電系統可以多種尺度製造,包括(但不限於)微尺度及奈米尺度。例如,微機電系統(MEMS)裝置可包括具有在約一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)裝置可包括具有小於一微米之大小(包括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。
一種類型的機電系統裝置稱為干涉調變器(IMOD)。如本文中使用,術語干涉調變器或干涉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,一干涉調變器可包括一對導電板,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,一板可包括沈積於一基板上之一固定層,且另一板可包括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於該干涉調變器上之光之光學干涉。干涉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。
一EMS顯示裝置可反射一白色光、一彩色光及實質上不反射光。當EMS顯示裝置實質上不反射光時,該裝置產生一黑色。一EMS顯示裝置反射之白色光可部分取決於不同波長的光藉由該EMS顯示裝置中之一吸收金屬層之吸收。例如,歸因於藍色及紅色光譜中藉由吸收金屬層之較高吸收,一些EMS顯示裝置可反射一帶綠色的(green-tinted)白色。藍色及紅色光譜中之此較高吸收亦可減小白色之亮度。
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中揭示之所要屬性。
本發明中描述之標的之一發明態樣可實施於包括一基板、一反射體總成及佈置於該反射體總成與該基板之間之一吸收體總成之一裝置中。當該反射體總成處於一反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成可經組態以移動至靠近該反射體總成而界定該吸收體總成與該基板之間之一第一間隙之一吸收體白色狀態位置。當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成可進一步經組態以移動 至比該吸收體白色狀態位置更接近於該基板而界定該反射體總成與該吸收體總成之間之一第二間隙之一閉合位置。當該吸收體總成處於該閉合位置中時,該反射體總成可經組態以自該反射體白色/黑色位置移動以增加該第二間隙之一高度。
該裝置可包括佈置於該基板上之一基底介電層。當該吸收體總成處於該閉合位置中時,該吸收體總成可靠近該基底介電層。
當該吸收體總成處於界定該第一間隙之吸收體白色狀態位置中時,該裝置可經組態以反射一白色色彩。當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中且該吸收體總成處於界定該第二間隙之該閉合位置中時,該裝置可經組態以實質上不反射光。
當該反射體總成自該反射體白色/黑色位置移動以增加該第二間隙之高度而該吸收體總成處於該閉合位置中時,該裝置可經組態以反射一彩色光(除黑色或白色外)。在一些實施方案中,當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該反射體總成係處於一鬆弛狀態中。
該吸收體總成可包括一金屬層。該吸收體總成可包括佈置於該金屬層面向該基底介電層之一表面上具有一第一折射率之一第一介電層。該基底介電層可包括佈置於該基底介電層面向該吸收體總成之一表面上具有一第二折射率之一第二介電層。該第一折射率可小於該第二折射率。該吸收體總成可包括佈置於該金屬層面向該反射體總成之一表面上之一鈍化層。
該反射體總成可包括一反射金屬層、佈置於該反射金屬層面向該吸收體總成之一表面上具有一第一折射率之一第一介電層。該反射體總成可包括佈置於該第一介電層上具有一第二折射率之一第二介電層。該第一折射率可小於該第二折射率。
該裝置亦可包括佈置於一介電層上之一頂部電極層。該頂部電 極層及該反射體總成可界定一第三間隙。當該反射體總成自該反射體白色/黑色位置移動以增加該第二間隙之高度時,該第三間隙之一高度可降低。在一些實施方案中,當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該第一間隙可具有在約90奈米至140奈米之範圍中之一高度,且該第二間隙可具有在約90奈米至140奈米之範圍中之一高度。
在一些實施方案中,一設備可具有包括該裝置之一顯示器。該設備可包括經組態以與該顯示器通信之一處理器。該處理器可經組態以處理影像資料。該設備可包括經組態以與該處理器通信之一記憶體裝置。
該設備亦可包括佈置於一介電層上之一頂部電極層。該頂部電極層及該反射體總成可界定一第三間隙。該設備可包括形成於該基板上之一基底電極層及一驅動器電路。該驅動器電路可經組態以藉由在該頂部電極層與該反射體總成之間施加一第一電壓差且在該基底電極層與該吸收體總成之間施加一第二電壓差而控制該顯示器。該設備可包括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之一控制器。
該設備可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。該影像源模組可包括一接收器、一收發器及/或一傳輸器。該設備可包括經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳遞至該處理器之一輸入裝置。
該設備亦可包括形成於該基板上之一透明基底電極層。在一些實施方案中,該基底介電層可形成於該基底電極層上。
本發明中描述之標的之另一發明態樣可實施於包括一基底介電層、一吸收體總成、一反射體總成、一頂部電極層及一基底電極層之一裝置中。該吸收體總成可佈置於該反射體總成與該基底介電層之 間。當該反射體總成處於一反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成可經組態以移動至靠近該反射體總成而界定一第一間隙之一吸收體白色狀態位置。當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成可經組態以移動至靠近該反射體總成而界定一第二間隙之一閉合位置。
該反射體總成可佈置於該吸收體總成與該頂部電極層之間。當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該反射體總成及該頂部電極層可界定一第三間隙。當該吸收體總成處於該閉合位置中時,該反射體總成可經組態以移動至該反射體白色/黑色位置與該頂部電極層之間之一反射體色彩位置。
當該吸收體總成處於該吸收體白色狀態位置中且該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該裝置可經組態以反射一白色色彩。當該吸收體總成處於該閉合位置中且該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該裝置可經組態以反射一暗色彩或一實質上黑色色彩。
當該反射體總成處於該反射體色彩位置且該吸收體總成處於該閉合位置中時,該裝置可經組態以反射一非白色非黑色色彩。在一些實施方案中,當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該反射體總成可處於一鬆弛狀態中。
該吸收體總成可包括一金屬層。該基底電極層可包括一ITO層。頂部電極層可包括一金屬層。
本發明中描述之標的之另一發明態樣可實施於包括一基板、一吸收體總成、一反射體總成、一頂部電極層及一基底電極層之一裝置中。該吸收體總成可佈置於該反射體總成與該基板之間。該吸收體總成可經組態以移動至靠近該反射體總成而界定具有一第一高度之一第一間隙之一吸收體白色狀態位置。該吸收體總成可經組態以移動至更 靠近該基板而界定該吸收體總成與該反射體總成之間具有一第二高度之一第二間隙之一閉合位置。
該反射體總成可佈置於該吸收體總成與該頂部電極層之間。該反射體總成及該頂部電極層可界定具有一第三高度之一第三間隙。當該吸收體總成處於該閉合位置中時,該反射體總成可經組態以移動以增加該第二間隙之該第二高度且降低該第三間隙之該第三高度。
該裝置可包括佈置於該基板上之一基底介電層。該吸收體總成之該閉合位置可靠近該反射體總成。
該第一高度可在約80奈米至140奈米之範圍中。該第二高度可在約80奈米至140奈米之範圍中。
當該吸收體總成處於界定具有該第一高度之該第一間隙之該吸收體白色狀態中時,該裝置可經組態以反射一白色色彩。當該吸收體總成處於界定具有該第二高度之該第二間隙之該閉合位置中而該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該裝置可經組態以反射一暗色彩或一實質上黑色色彩。
當該反射體總成移動以增加該第二間隙之該第二高度且降低該第三間隙之該第三高度而該吸收體總成處於該閉合位置處時,該裝置可經組態以反射一非黑色非白色彩色光。
該吸收體總成可包括一金屬層。該基底電極層可包括一ITO層。頂部電極層可包括一金屬層。
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項實施方案之細節。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,下列圖之相對尺寸可不按比例繪製。
12‧‧‧干涉調變器(IMOD)/像素
13‧‧‧光
14‧‧‧可移動反射層/層/反射層
14a‧‧‧反射子層/導電層/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/層
16a‧‧‧吸收體層/光學吸收體/子層
16b‧‧‧介電質/子層
18‧‧‧柱/支撐件/支撐柱
19‧‧‧間隙/腔
20‧‧‧透明基板/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
28‧‧‧圖框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示陣列/顯示器
32‧‧‧繋鏈
34‧‧‧可變形層
35‧‧‧間隔層
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
80‧‧‧製造程序
82‧‧‧方塊
84‧‧‧方塊
86‧‧‧方塊
88‧‧‧方塊
90‧‧‧方塊
800‧‧‧類比或多狀態干涉調變器(IMOD)
805‧‧‧鏡堆疊
810‧‧‧吸收體堆疊
815‧‧‧藍色色彩
820‧‧‧綠色色彩
825‧‧‧紅色色彩
830‧‧‧間隙
900‧‧‧類比或多狀態機電系統(EMS)顯示裝置
902‧‧‧反射體總成
904‧‧‧吸收體總成
906‧‧‧基底介電層
908‧‧‧頂部電極/頂部電極層
910‧‧‧基板
912‧‧‧第一間隙
914‧‧‧第二間隙
916‧‧‧第三間隙
1000‧‧‧類比或多狀態機電系統(EMS)顯示裝置
1002‧‧‧反射體總成
1004‧‧‧吸收體總成
1006‧‧‧基底介電層
1007‧‧‧基底電極層/基底電極
1008‧‧‧頂部電極層
1010‧‧‧基板/玻璃基板
1012‧‧‧層/鈍化層
1014‧‧‧層/金屬層/金屬吸收體
1016‧‧‧層/第三介電層
1022‧‧‧層/反射金屬層/金屬反射體
1024‧‧‧層/第一介電層
1026‧‧‧層/第二介電層
1032‧‧‧第四介電層
1042‧‧‧第一間隙
1044‧‧‧第二間隙
1046‧‧‧第三間隙
1100‧‧‧程序
1101‧‧‧方塊
1102‧‧‧方塊
1104‧‧‧方塊
1106‧‧‧方塊
1108‧‧‧方塊
1110‧‧‧方塊
1112‧‧‧方塊
1114‧‧‧方塊
1116‧‧‧方塊
1118‧‧‧方塊
1120‧‧‧方塊
1121‧‧‧方塊
1122‧‧‧方塊
1124‧‧‧方塊
1202‧‧‧曲線
1204‧‧‧曲線
1306‧‧‧曲線
1308‧‧‧曲線
1310‧‧‧曲線
1406‧‧‧曲線
1502‧‧‧點
1504‧‧‧點
1506‧‧‧點
Vbias‧‧‧電壓
V0‧‧‧電壓
圖1展示描繪一干涉調變器(IMOD)顯示裝置之一系列像素中之兩個鄰近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電壓及分段電壓時一干涉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展示用於可用以寫入圖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之干涉調變器顯示器之一部分橫截面之一實例。
圖6B至圖6E展示干涉調變器之不同實施方案之橫截面之實例。
圖7展示圖解說明一干涉調變器之一製造程序之一流程圖之一實例。
圖8A至圖8E展示在製造一干涉調變器之一方法中之各個階段之橫截面示意圖解之實例。
圖8F至圖8J展示呈各種組態之類比或多狀態IMOD之實例。
圖9A至圖9C及圖10A至圖10C展示包括一可移動反射體總成及一可移動吸收體總成之類比或多狀態EMS顯示裝置之部分之橫截面示意圖解之實例。
圖11展示圖解說明一類比或多狀態EMS顯示裝置之一製造程序之一流程圖之一實例。
圖12至圖14展示類比或多狀態EMS顯示裝置之反射比光譜之實例。
圖15A及圖15B展示CIE 1931色彩空間色度圖上藉由類比或多狀態EMS顯示裝置產生之白色色彩之實例。
圖16A及圖16B展示圖解說明包括複數個干涉調變器之一顯示裝置之系統方塊圖之實例。
在各個圖式中,相似參考數字及符號指示相似元件。
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,預期所描述之實施方案可包括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電話、行動電視接收器、無線裝置、智慧型手機、Bluetooth®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(亦即,電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(包括里程表及速度計顯示器等)、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、製造程序及電子測試設備。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。
本文中描述之一些實施方案係關於EMS顯示裝置及其等製造方法。在一些實施方案中,一EMS顯示裝置可包括一可移動反射體總成。例如,在一些實施方案中,一EMS顯示裝置可包括一基板、一反射體總成及一吸收體總成。該吸收體總成可佈置於該反射體總成與該基板之間。當該反射體總成處於一反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成可經組態以移動至靠近該反射體總成且界定該吸收體總成與該基板之間之一第一間隙之一吸收體白色狀態位置。在此狀態中,EMS裝置可反射一白色光。當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成亦可經組態以移動至更接近於該基板且界定該吸收體總成與該反射體總成之間之一第二間隙之一閉合位置。在此狀態中,該EMS裝置可實質上不反射光。在一些實施方案中,該基板可具有形成於其上之一基底介電層。在此等實施方案中,該吸收體總成之該閉合位置可靠近該基底介電層。當該吸收體總成處於該閉合位置中時,該反射體總成可經組態以自該反射體白色/黑色位置移動以增加該第二間隙之一高度。在此狀態中,該EMS顯示裝置可反射一彩色光。
可實施本發明中描述之標的之特定實施方案以實現以下潛在優點之一或多者。在一些實施方案中,具有一可移動吸收體總成以及一可移動反射體總成之一EMS顯示裝置可能夠產生一白色、一黑色及可見光譜中之一色彩。該EMS顯示裝置可具有約92比1之一白色與黑色對比率。藉由該EMS顯示裝置反射之白色光在一CIE 1931色彩空間色度圖上可接近於CIE(國際照明委員會)標準光源D65。此外,藉由此 一EMS顯示裝置反射之白色光之亮度可大於其他EMS顯示裝置(例如,發光度比其他EMS顯示裝置大約12%)。
可應用所描述之實施方案之一適合EMS或MEMS裝置之一實例為一反射顯示裝置。反射顯示裝置可併有干涉調變器(IMOD)以使用光學干涉原理選擇性地吸收及/或反射入射於其上之光。IMOD可包括一吸收體、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間隙。該反射體可移動至兩個或兩個以上不同位置,此可改變光學諧振間隙之大小且藉此影響該干涉調變器之反射比。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間隙之高度來調整光譜帶之位置。改變光學諧振間隙之一方式為藉由改變反射體之位置。
圖1展示描繪一干涉調變器(IMOD)顯示裝置之一系列像素中之兩個鄰近像素之一等角視圖之一實例。該IMOD顯示裝置包括一或多個干涉MEMS顯示元件。在此等裝置中,MEMS顯示元件之像素可處於亮狀態或暗狀態中。在亮(「鬆弛」、「敞開」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外之一色彩顯示之特定波長下反射。
IMOD顯示裝置可包括IMOD之一列/行陣列。各IMOD可包括一對反射層(亦即,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(亦稱作為一光學間隙或腔)。該可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在一吸收體白色狀態位置(亦即,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。在一閉合位置(亦即,一致動位置)中,該可移動反射層可定位成更接近於該部分反射層。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或相消干涉,從而針對各像素產生一總體反射或非反射狀態。在一些實施方案中,IMOD在致動時可處於一反射狀態中,反射可見光譜內之光,且在未致動時可處於一暗狀態中,吸收及/或相消干涉可見範圍內之光。然而,在一些其他實施方案中,一IMOD在未致動時可處於一暗狀態中,且在致動時處於一反射狀態中。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中像素陣列之所描繪部分包括兩個鄰近干涉調變器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括一部分反射層之一光學堆疊16之一預定距離處之一鬆弛位置中。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,可移動反射層14係圖解說明為處於接近或鄰近該光學堆疊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,該等箭頭13指示入射於像素12上之光及自左側的像素12反射之光15。儘管未詳細圖解說明,然一般技術者將瞭解,入射於像素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(且穿過)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(若干)波長。
光學堆疊16可包括一單一層或若干層。該(若干)層可包括一電極層、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、部分透明及具部分反射性,且可(例如)藉由將上述層之一或多者沈積於一透明基板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。部分反射層可由多種部分反射材料(諸如各種金屬,諸如鉻(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一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可包括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、更多導電層或部分可用以在IMOD像素之間載送信號。光學堆疊16亦可包括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(若干)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。如一般技術者將瞭解,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)以形成沈積於柱18之頂部上之行及沈積於柱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之間之間距可為大約1μm至1000μm,而間隙19可小於10,000埃(Å)。
在一些實施方案中,IMOD之各像素(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中左側的像素12所圖解說明,當未施加電壓時,可移動反射 層14保持於一機械鬆弛狀態中,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、一電壓施加至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。如藉由圖1中右側的致動像素12所圖解說明,光學堆疊16內之一介電層(未展示)可防止短路且控制層14與層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。儘管在一些例項中可將一陣列中之一系列像素稱作「列」或「行」,然一般技術者將容易瞭解,將一方向稱作為「列」且將另一方向稱作為「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。此外,顯示元件可均勻地配置成正交列及行(一「陣列」)或配置成(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」可指代任一組態。因此,儘管顯示器係稱作為包括一「陣列」或「馬賽克」,然在任何例項中,元件本身無需配置成彼此正交或佈置成一均勻分佈,而是可包括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。該電子裝置包括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,包括一網頁瀏覽器、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可包括提供信號至(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顯示裝置之橫截面係藉由圖2中之線1-1加以展示。儘管圖2為清楚起見而圖解說明IMOD之一 3x3陣列,然該顯示陣列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干涉調變器,列/行(亦即,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滯後性質。在一例示性實施方案中,一干涉調變器可使用約10伏特之一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,此係因為電壓下降回至(在此實例中)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中所展示,(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穩定於鬆弛狀態或致動狀態中之一施加電壓窗。本文中,將該窗稱作為「滯後窗」或「穩定性窗」。對於具有圖3之滯後特性之一顯示陣列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約(在此實例中)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,可將該等像素曝露於一穩定狀態或大約5伏特(在此實例中)之偏壓電壓差,使得該等像素保持於先前選通狀態中。在此實例中,在經定址之後,各像素經歷約3伏特至7伏特之「穩定性窗」內之一電位差。此滯後性質特徵使(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保持穩定在一致動或鬆弛預先存在狀態中。因為各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滯後窗內之一穩定電壓而實質上不消耗或損耗電力。此外,若該施加電壓電位保持實質上固定,則基本上少量或無電流流動至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改 變(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。可輪流定址陣列之各列,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改變(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改變影響,且保持於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(替代性地)行以一循序方式重複此程序以產生影像圖框。可運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。
跨各像素施加之分段及共同信號之組合(即,跨各像素之電位差)判定各像素之所得狀態。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調變器之各種狀態之一表之一實例。如一般技術者將瞭解,「分段」電壓可施加至行電極或列電極,且「共同」電壓可施加至行電極或列電極之另一者。
如圖4中(以及圖5B中所展示之時序圖中)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(亦即,高分段電壓VSH及低分段電壓VSL),沿該共同線之全部干涉調變器元件皆將被置於一鬆弛狀態中,或者稱作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(或者稱作為一像素電壓)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時係處於鬆弛窗(參見圖3,亦稱作為一釋放窗)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,干涉調變器之狀態將保持恆定。例如,一鬆弛IMOD將保持於一鬆弛位置中,且一致動IMOD將保持於一致動位置中。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,像素電壓將保持於一穩定性窗內。因此,分段電壓擺動(亦即,高分段電壓VSH與低分段電壓VSL之間之差)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,從而導致像素之致動。引起致動之特定分段電壓可取決於所使用的定址電壓而變化。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可引起該調變器之致動。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引起該調變器之致動,且低分段電壓VSL對該調變器之狀態不具有影響(亦即,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,可使用不時地使調變器之電位差之極性交替之信號。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。該等信號可施加至類似於圖2之陣列之一3x3陣列,此最終將導致圖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(亦即,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,但圖5B之時序圖中圖解說明之寫入程序假定各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)保持於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)將保持於其等先前狀態中。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(亦即,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之全部調變器無關於所施加之分段電壓而保持於一鬆弛狀態中,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之調變器保持於一鬆弛狀態中,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(亦即,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)之電壓且保持於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之電壓保持於一釋放電壓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)保持於一鬆弛位置中。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上之電壓保持於高保持電壓72,且共同線2上之電壓保持於一低保持電壓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)保持於一鬆弛位置中。因此,在第五線時間60e結束時,3x3像素陣列係處於圖5A中所展示之狀態中,且只要沿共同線施加保持電壓便將保持於該狀態中,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(亦即,線時間60a至60e)可包括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(且將共同電壓設定至具有與致動電壓相同之極性之保持電壓),像素電壓便保持於一給定穩定性窗內,且不通過鬆弛窗直至在該共同線上施加一釋放電壓。此外,由於各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。明確言之,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,沿共同線或分段線施加之電壓可變化以考慮不同調變器(諸如不同色彩之調變器)之致動電壓及釋放電壓之變動。
根據上文闡述之原理操作之干涉調變器之結構之細節可大不相同。例如,圖6A至圖6E展示干涉調變器之不同實施方案之橫截面之實例,包括可移動反射層14及其支撐結構。圖6A展示圖1之干涉調變器顯示器之一部分橫截面之一實例,其中金屬材料之一條狀物(亦即,可移動反射層14)係沈積於自基板20正交地延伸之支撐件18上。在圖6B中,各IMOD之可移動反射層14大致為正方形或矩形,且在角隅處或角隅附近在繋鏈32上附接至支撐件。在圖6C中,可移動反射層14大致為正方形或矩形且自可包括一可撓性金屬之一可變形層34懸掛下來。該可變形層34可圍繞可移動反射層14之周長而直接或間接連接至基板20。此等連接在本文中係稱作為支撐柱。圖6C中所展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(其等藉由可變形層34實行)之解除耦合之額外益處。此解除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包括一反射子層14a。該可移動反射層14擱置在一支撐結構(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(亦即,所圖解說明IMOD中之光學堆疊16之部分)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亦可包括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係佈置於該支撐層14b遠離基板20之一側上,且該反射子層14a係佈置於該支撐層14b接近於基板20之另一側上。在一些實施方案中,該反射子層14a可導電且可佈置於該支撐層14b與該光學堆疊16之間。該支撐層14b可包括一介電材料(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,諸如,(舉例而言)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括(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可平衡應力且提供增強之導電性。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括一黑色遮罩結構23。該黑色遮罩結構23可形成於光學非作用區域中(諸如像素之間或柱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(包括沈積及圖案化技術)形成。該黑色遮罩結構 23可包括一或多個層。例如,在一些實施方案中,該黑色遮罩結構23包括用作一光學吸收體之鉬鉻(MoCr)層、一二氧化矽(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30Å至80Å、500Å至1000Å及500Å至6000Å之範圍中。可使用多種技術圖案化一或多個層,該等技術包括光微影術及乾式蝕刻(例如,包括用於MoCr及SiO2層之四氟甲烷(CF4)及/或氧氣(O2)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堆疊結構。在此等干涉堆疊黑色遮罩結構23中,可使用導電吸收體以在各列或行之光學堆疊16中之下固定電極之間傳輸或載送信號。在一些實施方案中,一間隔層35可用以使吸收體層16a與黑色遮罩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之實施方案並不包括支撐柱18。而是,該可移動反射層14在多個位置處接觸下層光學堆疊16,且當跨干涉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展示為包括一光學吸收體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係比該可移動反射層14薄之一數量級(係可移動反射層14之十分之一或十分之一以下)。在一些實施方案中,光學吸收體16a可比反射子層14a薄。
在諸如圖6A至圖6E中所展示之實施方案中,IMOD用作直視裝置,其中自透明基板20之前側(亦即,與其上配置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,包括(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後面可包括一匯流排結構(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(舉例而言)圖案化之處理。
圖7展示圖解說明一干涉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之對應階段之橫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調變器之一機電系統裝置。一機電系統裝置之製造亦可包括圖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堅硬及不可彎曲,且可已遭受先前製備程序(諸如清洗)以促進該光學堆疊16之有效形成。如上文所論述,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於該透明基板20上而製造。在圖8A中,該光學堆疊16包括具有子層16a及16b之一多層結構,然而在一些其他實施方案中,可包括更多或更少個子層。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合程序執行此圖案化。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,諸如沈積於一或多個金屬層(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。應注意,圖8A至圖8E並未按比例繪製。例如,在一些實施方案中,該光學堆疊之子層之一者(光學吸收層)可為非常薄,然而子層16a、16b在圖8A至圖8E中係展示為略微厚。
程序80在方塊84繼續以在該光學堆疊16上方形成一犧牲層25。隨後移除該犧牲層25以形成間隙19(參見方塊90)且因此在圖1中圖解說明之所得干涉調變器12中未展示該犧牲層25。圖8B圖解說明包括形成於該光學堆疊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可包括依經選擇以在後續移除之後提供具有一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(a-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,其包括許多不同技術,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繼續以形成一支撐結構(諸如圖1、圖6及圖8C中圖解說明之柱18)。形成柱18可包括圖案化該犧牲層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(諸如一聚合物或一無機材料,諸如氧化矽)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遠離該犧牲層25中之孔隙而定位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,但亦可至少部分延伸於該犧牲層25之一部分上方。如上文所提及,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,但亦可藉由替代性蝕刻方法執行。
程序80在方塊88繼續以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)。可藉由採用包括(例如)反射層(諸如鋁、鋁合金或其他反射層)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可導電且可稱作為一導電層。在一些實施方案中,該可移動反射層14可包括如圖8D中所展示之複數個子層14a、14b、14c。在一些實施方案中,子層(諸如子層14a、14c)之一或多者可包括針對其等光學性質而選擇之高度反射子層,且另一子層14b可包括針對其機械性質而選擇之一機械子層。因為犧牲層25仍存在於形成於方塊88之部分製造干涉調變器中,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在本文中亦可稱作為一「未釋放」IMOD。如上文結合圖1所描述,可將該可移動反射層14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繼續以形成一間隙(諸如圖1、圖6及圖8E中圖解說明之間隙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間隙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a-Si之一可蝕刻犧牲材料。該犧牲材料通常相對於圍繞該間隙19之結構選擇性地移除。亦可使用其他蝕刻方法,諸如濕式蝕刻及/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在本文中可稱作為一「釋放」IMOD。
圖8F至圖8J展示一類比或多狀態IMOD可如何經組態以產生不同色彩之實例。在一類比或多狀態IMOD中,一像素之反射色彩可藉由改變一吸收體堆疊與一鏡堆疊之間之間隙間距而變化。在圖8F至圖8J中,類比或多狀態IMOD 800包括鏡堆疊805及吸收體堆疊810。在此實施方案中,該鏡堆疊805包括至少一金屬反射層且係展示為位於相對於該吸收體堆疊810之五個位置處。然而,一類比或多狀態IMOD 800可在相對於鏡堆疊805之實質上5個以上位置之間移動。在一些此等實施方案中,該鏡堆疊805與該吸收體堆疊810之間之間隙830之大小可以一實質上連續方式而變化。在一些此等類比或多狀態IMOD 800中,可運用一高位準的精度(例如,具有10nm或更小之一誤差)來控制間隙830之大小。儘管在此實例中吸收體堆疊810包括一單一吸收體層,然吸收體堆疊810之替代實施方案可包括多個吸收體層。
具有一波長λ之一入射波將干涉其自身自該鏡堆疊805之反射以產生具有局部峰值及局部空值之一駐波。第一空值距鏡λ/2,且後續空值依λ/2間隔而定位。針對該波長,放置於該等空值位置之一者處之一薄吸收體層將吸收極少能量。
首先參考圖8F,當間隙830實質上等於一紅色色彩825之半波長時,該吸收體堆疊810定位於紅色駐波干涉圖案之空值處。因為在吸收體處幾乎不存在紅色光,所以紅色波長之吸收接近零。在此組態下,自該吸收體堆疊810反射之紅色光與自該鏡堆疊805反射之紅色光之間出現相長干涉。因此,有效率地反射具有實質上對應於該紅色色彩825之一波長之光。其他色彩(包括藍色色彩815及綠色色彩820)之光在該吸收體處具有一高強度場且未藉由相長干涉強化。而是,此光實質上藉由該吸收體堆疊810吸收。
圖8G描繪呈其中使該鏡堆疊805移動而更接近於該吸收體堆疊810(或反之亦然)之一組態之類比或多狀態IMOD 800。在此實例中, 間隙830實質上等於綠色色彩820之半波長。該吸收體堆疊810定位於綠色駐波干涉圖案之空值處。因為在吸收體處幾乎不存在綠色光,所以綠色波長之吸收接近零。在此組態下,自該吸收體堆疊810反射之綠色光與自該鏡堆疊805反射之綠色光之間出現相長干涉。有效率地反射具有實質上對應於該綠色色彩820之一波長之光。其他色彩(包括紅色色彩825及藍色色彩815)之光實質上藉由該吸收體堆疊810吸收。
在圖8H中,該鏡堆疊805經移動更接近於該吸收體堆疊810(或反之亦然),使得間隙830實質上等於藍色色彩815之半波長。有效率地反射具有實質上對應於該藍色色彩815之一波長之光。其他色彩(包括紅色色彩825及綠色色彩820)之光實質上藉由該吸收體堆疊810吸收。
然而,在圖8I中,該類比或多狀態IMOD 800係呈其中該間隙830實質上等於可見範圍中之平均色彩波長之¼之一組態。在此配置中,吸收體定位於干涉駐波之強度峰值附近;歸因於高場強度以及該吸收體堆疊810與該鏡堆疊805之間之相消干涉之強吸收引起自該類比或多狀態IMOD 800反射相對較少的可見光。此組態在本文中可稱作為一「黑色狀態」。在一些此等實施方案中,可將該間隙830製成大於或小於圖8I中所展示以強化在可見光譜之外之其他波長。相應地,圖8I中所展示之類比或多狀態IMOD 800之組態僅提供該類比或多狀態IMOD 800之一黑色狀態組態之一實例。
圖8J描繪呈其中該吸收體堆疊810實質上鄰近於該鏡堆疊805之一組態之類比或多狀態IMOD 800。在此實例中,該間隙830可忽略。具有一寬波長範圍之光自該鏡堆疊805有效率地反射而未藉由該吸收體堆疊810吸收達一顯著程度。此組態在本文中可稱作為一「白色狀態」。然而,必須使吸收金屬層及反射金屬層顯著分離以減小由經由該兩個金屬層之間之強電場充電引起之黏滯。具有約λ/2之一總厚度之介電層佈置於該等金屬層之表面上。因而,當吸收體放置於駐波之 第一空值處時,白色狀態遠離該鏡堆疊中之反射金屬層。
一亮及純白色色彩在電子書或行動裝置應用中可為重要的。在一類比或多狀態EMS顯示裝置中,可藉由一金屬吸收體層與一反射層之間之間距(亦即,一間隙高度)來判定所反射之色彩,且可連續調整該間距以獲得所要色相角之一色彩。當該吸收體層定位於光駐波干涉圖案之最小場強度處時,反射一類比EMS顯示器中之一白色色彩。然而,歸因於正常材料中光傳播之性質,光之不同波長之最小場強度(亦即,駐波)在空間上不重疊。例如,一較長波長之空值比一較短波長之空值更遠離該反射層。在一些類比或多狀態EMS顯示裝置中,將該吸收體層定位於綠色光之最小強度附近以反射一白色光。然而,在該吸收體層如此放置之情況下,該吸收體層處之紅色光及藍色光之場強度係高的。此可導致光之紅色及藍色波長之較大吸收,從而產生一帶綠色的白色色彩。紅色及藍色波長之此較大吸收亦可減小白色光之亮度。
在一些實施方案中,一類比或多狀態EMS顯示裝置在吸收體層後面可包括一額外氣隙或腔。在一類比或多狀態EMS顯示裝置中與吸收體層相關聯之一額外間隙可減小紅色光及藍色光之場強度之斜率,且因此可減小吸收體層處之紅色光及藍色光之場強度之量值。因此,可減小紅色光及藍色光之吸收且可產生一大有改良的白色色彩。
圖9A至圖9C及圖10A至圖10C展示包括一可移動反射體總成及一可移動吸收體總成之類比或多狀態EMS顯示裝置之部分之橫截面示意圖解之實例。首先參考圖9A至圖9C,一類比或多狀態EMS顯示裝置900包括一反射體總成902及一吸收體總成904。在一些實施方案中,該反射體總成902及該吸收體總成904兩者可包括兩個或兩個以上不同材料層。在一些實施方案中,該吸收體總成904可包括一金屬吸收層。該反射體總成902可包括一金屬反射層。該類比或多狀態EMS顯 示裝置900進一步包括一基底介電層906及一頂部電極908。該頂部電極908可佈置於一介電層上。該基底介電層906可佈置於一基板910上。該基板910可為一透明基板(諸如玻璃(例如,一顯示器玻璃或硼矽酸鹽玻璃)或塑膠),且其可為可撓性或相對堅硬及不可彎曲。該反射體總成902、該吸收體總成904及該頂部電極908可藉由支撐柱(未展示)圍繞該反射體總成902、該吸收體總成904及該頂部電極908之周長而直接或間接機械連接至基板910。
如圖9A至圖9C中所展示,該吸收體總成904係定位於該基底介電層906與該反射體總成902之間。該反射體總成902係定位於該吸收體總成904與該頂部電極層908之間。
圖9A展示處於一白色狀態中之類比或多狀態EMS顯示裝置900;亦即,一使用者將透過該基底介電層906及該基板910看見一白色色彩。在白色狀態中,該類比或多狀態EMS顯示裝置900經組態以反射跨實質上整個可見光譜之光(亦即,所反射之色彩呈現白色)。在此實例中,該吸收體總成904及該基底介電層906界定該吸收體總成904與該基板910之間之一第一間隙912。在一些實施方案中,該第一間隙912可為約90奈米(nm)至140nm高、約115mm高或約120nm高。在白色狀態中,該反射體總成902及該頂部電極908界定一第三間隙916。在白色狀態中,該吸收體總成904係處於靠近該反射體總成902之一吸收體白色狀態位置中,且該反射體總成902係處於一反射體白色/黑色位置中。
在一些實施方案中,當該類比或多狀態EMS顯示裝置900處於該白色狀態中時,該吸收體總成904之實質上整個表面區域可與該反射體總成902接觸。在一些其他實施方案中,為最小化黏滯,當該EMS顯示裝置900處於該白色狀態中時,該吸收體總成904係處於接近於該反射體總成902之一位置中且在該吸收體總成904與該反射體總成902 之間可存在約5nm至15nm或約10nm之一間隙。例如,在一些實施方案中,該吸收體總成904或該反射體總成902可包括自其表面突出約5nm至15nm或約10nm之小突出部。此等小突出部可幫助形成該吸收體總成904與該反射體總成902之間之一間隙;例如,該等突出部可設定該間隙之尺寸。
圖9B展示處於一黑色狀態中之類比或多狀態EMS顯示裝置900;亦即,一使用者將透過該基底介電層906看見一黑色色彩或實質上未看見反射之光。在黑色狀態中,該吸收體總成904及該反射體總成902界定一第二間隙914。在黑色狀態中,該反射體總成904及該頂部電極908界定一第三間隙916。在一些實施方案中,該第二間隙914可具有約90nm至140nm、約115nm或約120nm之一高度。在黑色狀態中,該吸收體總成904係處於更接近於該基板910(在此實例中靠近該基底介電層906)之一閉合位置中,且該反射體總成902係處於反射體白色/黑色位置中。
在一些實施方案中,當該類比或多狀態EMS顯示裝置900處於黑色狀態中時,該吸收體總成904之實質上整個表面區域可與該基底介電層906接觸。在一些其他實施方案中,為最小化黏滯,當該類比或多狀態EMS顯示裝置900處於該黑色狀態中時,該吸收體總成904係處於接近於該基底介電層906之一位置中且在該吸收體總成904與該基底介電層906之間可存在約5nm至15nm或約10nm之一間隙。例如,在一些實施方案中,該吸收體總成904或該基底介電層906可包括自其表面突出約5nm至15nm或約10nm之小突出部。此等小突出部可幫助形成該吸收體總成904與該基底介電層906之間之一間隙;例如,該等突出部可設定該間隙之尺寸。
圖9C展示處於一彩色狀態中之類比或多狀態EMS顯示裝置900;亦即,一使用者將透過該基底介電層906看見一色彩。在彩色狀態 中,該吸收體總成904與該反射體總成902界定一第二間隙914。在彩色狀態中,該反射體總成902及該頂部電極908界定一第三間隙916。在彩色狀態中,該吸收體總成904係處於更接近於該基板910(且在此實例中靠近該基底介電層906)之閉合位置中(類似於黑色狀態)。然而,在彩色狀態中,該反射體總成902自反射體白色/黑色位置移動至一反射體色彩位置,從而增加該第二間隙914之高度且降低該第三間隙916之高度。該第二間隙之高度可自約90nm連續改變至約650nm或可自約90nm以一多狀態方式改變至約650nm,以產生自黑色(在第二間隙為約90nm之情況下)至洋紅色(在第二間隙為約650nm之情況下)之全部可見色彩光譜。在一些實施方案中,該反射體總成902之移動可使第二間隙914之高度自約90nm至140nm增大至約560nm至720nm及其等之間之高度。例如,在一些實施方案中,在彩色狀態中,該第二間隙可具有約140nm至650nm之一高度。在一些其他實施方案中,該反射體總成之移動可使第三間隙之高度降低至實質上零;亦即,該反射體總成902之移動使該第三間隙崩塌。
藉由處於該彩色狀態中之類比或多狀態EMS顯示裝置900產生之色彩可取決於該反射體總成902之位置及該第二間隙914之(若干)高度。例如,在一些實施方案中,該反射體總成902可移動至位置連續區(a continuum of positions)以產生一廣泛色彩陣列。在一些實施方案中,該反射體總成902可自反射體白色/黑色位置移動至約3個或3個以上、6個或6個以上、14個或14個以上、30個或30個以上或62個或62個以上不同反射體色彩位置,從而產生約5個、8個、16個、32個或64個不同色彩(包括黑色及白色)。
現參考圖10A至圖10C,圖10A至圖10C展示一類比或多狀態EMS顯示裝置1000之一部分之橫截面示意圖之實例。該EMS顯示裝置1000包括一反射體總成1002及一吸收體總成1004。在此實例中,該EMS顯 示裝置1000進一步包括一基底介電層1006、一基底電極層1007及一頂部電極層1008。該基底介電層1006及其上佈置該頂部電極層1008之介電層可包括(例如)SiO2。該基底介電層1006及該基底電極層1007可佈置於一基板1010上。
如圖10A至圖10C中所展示,該吸收體總成1004係定位於該基底介電層1006與該反射體總成1002之間。該反射體總成1002係定位於該吸收體總成1004與該頂部電極層1008之間。
該基板1010可係一透明基板(諸如玻璃(例如,一顯示器玻璃或硼矽酸鹽玻璃)或塑膠),且其可為可撓性或相對堅硬及不可彎曲。在一些實施方案中,一玻璃基板1010可為約400微米至1000微米厚或約700微米厚。該反射體總成1002、該吸收體總成1004及該頂部電極層1008可藉由支撐柱(未展示)圍繞該反射體總成1002、該吸收體總成1004及該頂部電極層1008之周長而直接或間接機械連接至基板1010。
如圖10A至圖10C中所展示,該類比或多狀態EMS顯示裝置1000之反射體總成1002包括三個不同材料層1022、1024及1026。在一些實施方案中,一反射金屬層1022之厚度可大於約10nm。例如,該反射金屬層1022可為約40nm、50nm或60nm厚。在一些實施方案中,該反射金屬層1022可為Al。一第一介電層1024可佈置於該反射金屬層1022之表面上,且一第二介電層1026可佈置於該第一介電層1024之表面上。該等介電層1024及1026之各者具有一折射率。一材料之折射率係光在該材料中之速度之一量度。在一些實施方案中,該第一介電層1024之材料可具有低於該第二介電層1026之材料之折射率之一折射率。可用於第一介電層1024之材料之實例包括SiO2、SiON、氟化鎂(MgF2)、氧化鋁(Al2O3)、氟化鉿(HfF4)、氟化鐿(YbF3)、冰晶石(六氟鋁酸鈉,Na3AlF6)及其他介電材料。可用於第二介電層1026之材料之實例包括氧化鈦(TiO2)、氮化矽(Si3N4)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化鉭 (Ta2O5)、氧化銻(Sb2O3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈧(Sc2O3)、氧化銦(In2O3)、銦錫氧化物(ITO,Sn:In2O3)及其他介電材料。
如圖10A至圖10C中所展示,該類比或多狀態EMS顯示裝置1000之吸收體總成1004包括三個不同材料層1012、1014及1016。一金屬層1014可為一部分吸收及部分反射金屬,諸如一半透明厚度之Cr、鎢(W)、鎳(Ni)、釩(V)、鈦(Ti)、銠(Rh)、鉑(Pt)、鍺(Ge)、鈷(Co)或MoCr。在一些實施方案中,該金屬層1014之厚度可小於約10nm。例如,該金屬層可為約5nm至8nm厚。在一些實施方案中,該金屬層1014之厚度可為約薄於該反射體總成1002之反射金屬層1022之一數量級。
一鈍化層1012可佈置於該金屬層1014面向該反射體總成1002之一表面上。在一些實施方案中,該鈍化層可包括Al2O3或另一介電材料。在一些實施方案中,該鈍化層1012可為約5nm至15nm厚或約10nm厚。在一些實施方案中,該鈍化層1012可在EMS顯示裝置1000之製造程序中保護該金屬層1014免受一蝕刻劑影響。在一些實施方案中,該鈍化層1012可幫助防止該EMS顯示裝置1000中該金屬層1014與該第二介電層1026之間之黏滯。
一第三介電層1016可佈置於該金屬層1014面向該基底介電層1006之表面上。一第四介電層1032可佈置於該基底介電層1006面向該吸收體總成1004之一表面上。在一些實施方案中,當該吸收體總成1004處於靠近該反射體總成1002之一吸收體白色狀態位置中且該反射體總成1002處於一反射體白色/黑色位置中時,層1024及1026之組合提供金屬反射體1022與金屬吸收體1014之間之適當間距以及適當色散性質以達成一最佳白色。介電層1016及1032之各者具有一折射率。在一些實施方案中,該第三介電層1016之材料可具有低於該第四介電層1032之材料之折射率之一折射率。可用於第三介電層1016之材料之實 例包括SiO2、SiON、MgF2、Al2O3及其他介電材料。可用於第四介電層1032之材料之實例包括TiO2、Si3N4、ZrO2、Ta2O5、Sb2O3及其他介電材料。
圖10A展示處於一白色狀態中之類比或多狀態EMS顯示裝置1000。在白色狀態中,該EMS顯示裝置1000經組態以反射跨實質上整個可見光譜之光(亦即,所反射之色彩呈現白色)。在白色狀態中,該吸收體總成1004及該第四介電層1032界定該吸收體總成1004與該基板1010之間之一第一間隙1042。在一些實施方案中,該第一間隙1042可具有約90nm至140nm之一高度。在白色狀態中,該反射體總成1002及該頂部電極層1008界定一第三間隙1046。在白色狀態中,該吸收體總成1004係處於靠近該反射體總成1002之一吸收體白色狀態位置中,且該反射體總成1002係處於一反射體白色/黑色位置中。介電層1024及1026可對自該金屬反射體1022反射之一駐波之一節點之位置造成影響,使得當該反射體總成1002緊密靠近該吸收體總成1004時,在該金屬層1014處大範圍之波長具有較小或不具有場強度,藉此在EMS顯示裝置1000處於白色狀態中時實質上最小化藉由該金屬層1014之光吸收。在一些實施方案中,一或多個介電層可佈置於介電層1024及1026上或下方以進一步減小光吸收。
在一些實施方案中,在白色狀態中,該吸收體總成1004可與該反射體總成1002接觸,且在一些其他實施方案中,該吸收體總成1004可處於接近於該反射體總成1002之一位置中。當該吸收體總成1004處於接近於該反射體總成1002之一位置中時,該吸收體總成1004與該反射體總成1002之間可存在約5nm至15nm或約10nm之一實質上均勻間隙。例如,在一些實施方案中,該吸收體總成1004或該反射體總成1002可包括自其表面突出約5nm至15nm或約10nm之小突出部。此等小突出部可幫助形成該吸收體總成1004與該反射體總成1002之間之一 實質上均勻間隙;例如,該等突出部可設定該間隙之尺寸。
圖10B展示處於一黑色狀態中之類比或多狀態EMS顯示裝置1000。在黑色狀態中,該EMS顯示裝置1000經組態以吸收光或實質上不反射光。在黑色狀態中,該吸收體總成1004及該反射體總成1002界定一第二間隙1044。在一些實施方案中,該第二間隙1044之高度可為約90nm至140nm。在黑色狀態中,該反射體總成1002及該頂部電極層1008界定一第三間隙1046。在黑色狀態中,該吸收體總成1004處於更接近於基板(在此實例中靠近該基底介電層1006)之一閉合位置中,且該反射體總成1002處於一反射體白色/黑色位置中。當該裝置處於該黑色狀態中時,介電層1016及1032可幫助實質上最小化自該EMS顯示裝置1000之反射。在一些實施方案中,一或多個介電層可佈置於介電層1016及1032上或下方以進一步減小反射。
在一些實施方案中,在黑色狀態中,該吸收體總成1004可與該第四介電層1032接觸,且在一些其他實施方案中,該吸收體總成1004可處於接近於該第四介電層1032之一位置中。當該吸收體總成1004處於接近於該第四介電層1032之一位置中時,該吸收體總成1004與該第四介電層1032之間可存在約5nm至15nm或約10nm之一實質上均勻間隙。例如,在一些實施方案中,該吸收體總成1004或該第四介電層1032可包括自其表面突出約5nm至15nm或約10nm之小突出部。此等小突出部可幫助形成該吸收體總成1004與該第四介電層1032之間之一實質上均勻間隙;例如,該等突出部可設定該間隙之尺寸。
圖10C展示處於一彩色狀態中之類比或多狀態EMS顯示裝置1000;亦即,一使用者將透過該基底介電層1006看見一色彩。在彩色狀態中,該EMS顯示裝置1000經組態以反射一特定波長或一特定波長帶之光。在彩色狀態中,該吸收體總成1004及該反射體總成1002界定一第二間隙1044。在彩色狀態中,該反射體總成1002及該頂部電極層 1008界定一第三間隙1046。在彩色狀態中,該吸收體總成1004處於靠近該基底介電層1006之第二位置中(類似於黑色狀態)。然而,在彩色狀態中,該反射體總成1002自反射體白色/黑色位置移動至一反射體色彩位置,從而增加該第二間隙1044之高度且降低該第三間隙1046之高度。例如,在一些實施方案中,取決於所要反射色彩,該第二間隙之高度可為約90nm至650nm。在一些實施方案中,該反射體總成1002之移動可使該第二間隙1044之高度自約90nm至140nm增大至約560nm至720nm及其等之間之高度。例如,在一些實施方案中,在彩色狀態中,該第二間隙可具有約140nm至650nm之一高度。在一些其他實施方案中,該反射體總成之移動可使該第三間隙之高度降低至實質上零;亦即,該反射體總成1002之移動可使該第三間隙崩塌。
由處於彩色狀態中之類比或多狀態EMS顯示裝置1000產生之色彩可取決於該反射體總成1002之位置及該第二間隙1044之高度。例如,在一些實施方案中,該反射體總成1002可移動至位置連續區以產生一廣泛色彩陣列。在一些實施方案中,該反射體總成1002可自反射體白色/黑色位置移動至約3個或3個以上、6個或6個以上、14個或14個以上、30個或30個以上或62個或62個以上不同反射體色彩位置,從而產生約5個、8個、16個、32個或64個不同色彩(包括黑色及白色)。
介電層1024、1026、1016及1032之各者之厚度可經指定使得在類比或多狀態EMS顯示裝置1000處於白色狀態中時該EMS顯示裝置1000實質上反射跨整個可見光譜之最大量的光(亦即,一白色光),且在該EMS顯示裝置1000處於黑色狀態中時實質上反射跨整個可見光譜之最小量的光(亦即,一黑色)。例如,當該EMS顯示裝置1000處於白色狀態中時,介電層1024及1026可幫助反射一白色光。介電層1024及1026之厚度可經指定使得該EMS顯示裝置1000中產生之駐波之第一空值之空間色散經修改,使得在該吸收體總成1004處於吸收體白色狀態 位置中且該反射體總成1002處於反射體白色/黑色位置中(亦即,在白色狀態中)時達成最小量的可見光吸收(或大量的可見光反射)。當該EMS顯示裝置1000處於黑色狀態中時,介電層1016及1032可幫助產生一黑色。該第一介電層1024之厚度可為約50nm至80nm。該第二介電層1026之厚度可為約15nm至40nm。該第三介電層1016之厚度可為約20nm至60nm。該第四介電層1032之厚度可為約10nm至40nm。該等介電層1024、1026、1016及1032之各者之厚度將取決於介電層之材料之折射率。
例如,在一些實施方案中,一類比或多狀態EMS顯示裝置1000可包括一反射體總成1002,其中該反射體總成1002包括:Al之一金屬層1022;佈置於該金屬層1022上約77nm厚之SiON之一第一介電層1024;及佈置於該第一介電層1024上約22nm厚之TiO2之一第二介電層1026。該EMS顯示裝置1000亦可包括一吸收體總成1004,其中該吸收體總成1004包括:約7.5nm厚之V之一金屬層1014;佈置於該金屬層1014面向該反射體總成1002之一表面上約9nm厚之Al2O3之一鈍化層1012;及佈置於該金屬層1014面向一基底介電層1006之一表面上約22nm厚之SiO2之一第三介電層1016。該基底介電層1006可具有佈置於該基底介電層1006面向該吸收體總成1004之一表面上約27nm厚之Si3N4之一第四介電層1032。在該EMS顯示裝置1000處於白色狀態中時界定之一第一間隙1042之高度可為約120nm,且在該EMS顯示裝置1000處於黑色狀態中時界定之一第二間隙1044之高度亦可為約120nm。
在一些實施方案中,可藉由包括佈置於該金屬層1014面向該基底介電層1006之一表面上之SiO2之一更厚第三介電層1016而將該吸收體總成1004製成更厚以增加機械硬度。例如,在一些實施方案中,SiO2之第三介電層1016可為約40nm厚、約50nm厚或約60nm厚。在 一些實施方案中,如下文關於圖13論述,儘管一更厚SiO2層可偏離最佳厚度,然其可不顯著影響EMS顯示裝置之效能。
如上文所提及,介電層1024、1026、1016及1032之各者之厚度可取決於該等介電層1024、1026、1016及1032之各者之材料之折射率。例如,針對上文描述包括約22nm厚之SiO2之第三介電層之EMS顯示裝置1000,可用約50nm厚之MgF2層替代SiO2之第三介電層。用MgF2替代SiO2可使第一間隙1042及第二間隙1044之高度減小至約90nm且增加該吸收體總成1004之厚度。在一些實施方案中,如下文關於圖14論述,用MgF2層替代SiO2之第三介電層可不顯著影響EMS顯示裝置之效能。
圖9A至圖9C中所展示之類比或多狀態EMS顯示裝置900及圖10A至圖10C中所展示之類比或多狀態EMS顯示裝置1000可包括用以致動反射體總成及吸收體總成之電極。例如,在圖10A至圖10C中所展示之實例中,該EMS顯示裝置1000包括佈置於該基底介電層1006與該基板1010之間之一基底電極層1007。在替代實施方案中,該EMS顯示裝置1000可包括佈置於該基底介電層1006與該第四介電層1032之間之一基底電極層1007。該基底電極1007可為一透明電極(諸如包括一透明導電氧化物之一電極)。銦錫氧化物(ITO)為一透明導電氧化物之一實例。
在一些實施方案中,該EMS顯示裝置1000之基底電極層1007及頂部電極層1008可包括一透明導電氧化物,諸如(舉例而言)銦錫氧化物或一金屬(諸如(舉例而言)Al、AlCu或Cu)。
在操作中,該反射體總成1002之反射金屬層1022及該吸收體總成1004之金屬層1014兩者可接地。該吸收體總成1004可具有兩個位置,一吸收體白色狀態位置及一閉合位置。在一些實施方案中,該吸收體總成1004之位置可受控於施加至該基底電極層1007之一電壓。在 一些實施方案中,該反射體總成1002之位置可受控於施加至該頂部電極層1008之一電壓。
例如,當電壓未施加至該頂部電極層1008時,該反射體總成1002可處於反射體白色/黑色位置中。即,當該反射體總成1002處於反射體白色/黑色位置中時,其可處於一鬆弛狀態中。當電壓未施加至該基底電極層1007時,該吸收體總成1004可處於吸收體白色狀態位置中。即,當該吸收體總成1004處於吸收體白色狀態位置中時,其可處於一鬆弛狀態中。因此,當電壓未施加至該基底電極層1007或該頂部電極層1008時,該EMS顯示裝置1000可處於一白色狀態中。
施加一電壓至該基底電極層1007可使該吸收體總成1004移動至閉合位置。在此實例中,未施加電壓至該頂部電極層1008,因此該EMS顯示裝置1000可處於一黑色狀態中。當施加一電壓至該基底電極層1007以使該吸收體總成1004移動至閉合位置時,亦可施加一電壓至該頂部電極層1008以使該反射體總成1002自反射體白色/黑色位置移動至一反射體色彩位置,且該EMS顯示裝置可處於一彩色狀態中。
在一些其他實施方案中,該類比或多狀態EMS顯示裝置1000可經製造使得當該吸收體總成1004處於一鬆弛狀態中時其處於閉合位置中。因此,當電壓差未施加於該基底電極層1007與反射體總成1002或該頂部電極層1008與該吸收體總成1004之間時,該EMS顯示裝置1000可處於一黑色狀態中。
與不包括一可移動吸收體總成之一EMS顯示裝置相比,包括一可移動吸收體總成之一類比或多狀態EMS顯示裝置之驅動電路可包括額外薄膜電晶體(TFT)切換器。該等額外TFT切換器可用以控制(例如)具有一可移動吸收體總成之一EMS顯示裝置中該吸收體總成之位置。
圖11展示圖解說明一類比或多狀態EMS顯示裝置之一製造程序之一流程圖之一實例。在一些實施方案中,圖11中所展示之一程序1100 可類似於圖7中所展示之用於製造一二進制IMOD之程序80中之操作。該程序1100可用以製造類似於圖10A至圖10C中所展示之EMS顯示裝置1000之具有一可移動吸收體總成之一EMS顯示裝置。此外,該程序1100可經修改以製造其他EMS顯示裝置。
該程序1100可包括形成包括於一類比或多狀態EMS顯示裝置中之不同材料層。可使用一適當沈積程序(包括PVD程序、CVD程序、原子層沈積(ALD)程序及液相沈積程序)形成此等材料層之各者。此外,在該程序1100中,可使用圖案化技術(包括遮罩以及蝕刻程序)以在製造程序期間界定一EMS顯示裝置之不同組件之形狀。
開始於程序1100之方塊1101,在一基板上形成一基底電極層。該基底電極層可由銦錫氧化物(ITO)及/或另一透明導電材料形成。方塊1101可涉及沈積該基底電極層及將該基底電極層圖案化為所要電極形狀。在方塊1102中,在該基底電極層上形成一基底介電層。該基底介電層可包括SiO2或另一介電材料。在方塊1104,在該基底介電層上形成一第四介電層。該第四介電層可包括TiO2、Si3N4、ZrO2、Ta2O5、Sb2O3及其他介電材料。在方塊1106,在該第四介電層上形成一第一犧牲層。該第一犧牲層可包括呈經選擇以在後續移除之後提供具有一所要高度及大小之一間隙之一厚度及大小之XeF2(可蝕刻材料),諸如Mo或非晶矽。可使用沈積程序(包括PVD程序及CVD程序)形成該第一犧牲層。
在方塊1108,形成一第一支撐結構以支撐一吸收體總成。該第一支撐結構可包括SiO2、SiON及其他介電材料。該第一支撐結構可包括(例如)柱。形成柱可包括圖案化該第一犧牲層以形成一支撐結構孔隙,及接著將該第一支撐結構之材料沈積至該孔隙中以形成該等柱。
在方塊1110,在該第一犧牲層上形成一吸收體總成。在一些實施方案中,形成該吸收體總成可包括:在該第一犧牲層上形成一第三介 電層;在該第三介電層上形成一金屬層;及在該金屬層上形成一鈍化層。在一些實施方案中,該第三介電層可包括SiO2、SiON、MgF2、Al2O3及其他介電材料。在一些實施方案中,該金屬層可包括Cr、W、Ni、V、Ti、Rh、Pt、Ge、Co或MoCr。在一些實施方案中,該鈍化層可包括Al2O3或另一介電材料。
在方塊1112,在該吸收體總成上形成一第二犧牲層。該第二犧牲層可包括呈經選擇以在後續移除之後提供具有一所要高度及大小之一間隙之一厚度及大小之XeF2(可蝕刻材料),諸如Mo或非晶矽。在一些實施方案中,該第二犧牲層可具有與該第一犧牲層相同之厚度,且在一些其他實施方案中,該第一犧牲層及該第二犧牲層之厚度可不同。可使用沈積程序(包括PVD程序及CVD程序)形成該第二犧牲層。
在方塊1114,形成一第二支撐結構以支撐一反射體總成。該第二支撐結構可包括SiO2、SiON及其他介電材料。該第二支撐結構可包括(例如)柱。形成柱可包括圖案化該第二犧牲層以形成一支撐結構孔隙,及接著將該第二支撐結構之材料沈積至該孔隙中以形成該等柱。
在方塊1116,在該第二犧牲層上形成一反射體總成。在一些實施方案中,形成該反射體總成可包括:在該第二犧牲層上形成一第二介電層;在該第二介電層上形成一第一介電層;及在該第一介電層上形成一反射金屬層。在一些實施方案中,該第二介電層可包括TiO2、Si3N4、ZrO2、Ta2O5、Sb2O3、HfO2、Sc2O3、In2O3、Sn:In2O3及其他介電材料。在一些實施方案中,該第一介電層可包括SiO2、SiON、MgF2、Al2O3、HfF4、YbF3、Na3AlF6及其他介電材料。在一些實施方案中,該反射金屬層可為Al。在一些實施方案中,在該反射體總成之頂部上形成具有約500nm至約2um之一厚度之一厚介電層以提供機械硬度。堅硬層材料可包括SiON、SiO2及其他介電材料。在一些實施方案中,在該厚堅硬層之頂部上形成金屬/第一介電層/第二介電層之 一對稱層結構以提供一平衡熱膨脹效能。
在方塊1118,在該反射體總成上形成一第三犧牲層。該第三犧牲層可包括呈經選擇以在後續移除之後提供具有一所要高度及大小之一間隙之一厚度及大小之XeF2(可蝕刻材料),諸如Mo或非晶矽。在一些實施方案中,該第三犧牲層可具有大於該第一犧牲層或該第二犧牲層之厚度。可使用沈積程序(包括PVD程序及CVD程序)形成該第三犧牲層。
在方塊1120,形成一第三支撐結構以支撐一頂部介電層。該第三支撐結構可包括SiO2、SiON及其他介電材料。該第三支撐結構可包括(例如)柱。形成柱可包括圖案化該第三犧牲層以形成一支撐結構孔隙,及接著將該第三支撐結構之材料沈積至該孔隙中以形成該等柱。在方塊1121中,形成一頂部電極層。該頂部電極層可形成於該第三支撐結構上及該第三犧牲層上。該頂部電極層可由一導電金屬(諸如鋁)及/或另一導電材料形成。方塊1121可涉及沈積該頂部電極層及將該頂部電極層圖案化為所要電極形狀。在方塊1122,在該頂部電極層上形成一頂部介電層。該頂部介電層可包括SiO2或另一介電材料。
在方塊1124,移除該第一犧牲層、該第二犧牲層及該第三犧牲層。當該第一犧牲層、該第二犧牲層及該第三犧牲層為Mo或非晶矽時,可使用XeF2以藉由將該等犧牲層曝露於XeF2而移除該等犧牲層。
圖12至圖14展示類比或多狀態EMS顯示裝置之反射比光譜之實例。該EMS顯示裝置通常包括一可移動反射體總成,該可移動反射體總成包括:Al之一反射金屬層;佈置於該反射金屬層上約77nm厚之SiON之一第一介電層;及佈置於該第一介電層上約22nm厚之TiO2之一第二介電層。該EMS顯示裝置進一步包括一可移動吸收體總成,該可移動吸收體總成包括:約7.5nm厚之V之一金屬層;佈置於該金屬層面向該反射體總成之一表面上約9nm厚之Al2O3之一鈍化層;及佈 置於該金屬層面向一基底介電層之一表面上約22nm厚之SiO2之一第三介電層。該EMS顯示裝置之基底介電層具有佈置於該基底介電層面向該吸收體總成之表面上約27nm厚之Si3N4之一第四介電層。在該EMS顯示裝置處於白色狀態中時界定之一第一間隙之高度為約120nm,且在該EMS顯示裝置處於黑色狀態中時界定之一第二間隙之高度為約120nm。該EMS顯示裝置亦包括一第三間隙,該可移動反射體總成可移動至該第三間隙中。可使用一EMS顯示裝置中適當厚度之其他金屬層、介電層及腔以獲得類似結果。注意,圖12至圖14中所展示之結果為模擬結果,且並非藉由實體EMS顯示裝置產生之結果。
圖12展示藉由處於一白色狀態中之兩個不同類比EMS顯示裝置產生之反射比光譜之一實例。曲線1202為藉由具有一固定吸收體總成且(在此實例中)不存在第一間隙之一EMS顯示裝置產生之反射比光譜;然而,此EMS顯示裝置確實包括具有與具有一可移動吸收體總成之一EMS顯示裝置(如上文所描述)相同之厚度之相同材料。曲線1204係藉由包括一可移動吸收體總成之一EMS顯示裝置(如上文所描述)產生。與曲線1202相比,曲線1204跨約390nm至750nm之可見光譜具有一較大量值且較不尖銳,從而指示一更亮、更純白色色彩。曲線1202及1204之發光度分別為約80%及約92%。發光度(關於藉由一完美朗伯表面反射之光之亮度之一量度)描述人眼對不同波長之光之平均視覺靈敏度。對於一EMS顯示裝置之白色狀態,較高發光度指示藉由該EMS顯示裝置產生之一較亮白色。
此外,包括可移動吸收體總成之EMS顯示裝置可達成約92比1之一白色與黑色對比率;該對比率為處於一白色狀態中之裝置之發光度與處於一黑色狀態中之裝置之發光度之比率。
圖13展示藉由處於一白色狀態中之不同EMS顯示裝置產生之反射比光譜之一實例。圖13中包括如上文關於圖12所描述之曲線1202及 1204。曲線1204為運用具有包括約22nm厚之SiO2層之一吸收體總成之一EMS顯示裝置產生之反射比光譜。曲線1306為運用具有包括40nm厚之SiO2層之一吸收體總成之一EMS顯示裝置產生之反射比光譜;發光度為約91%。曲線1308為運用具有包括50nm厚之SiO2層之一吸收體總成之一EMS顯示裝置產生之反射比光譜;發光度為約90%。曲線1310為運用具有包括60nm厚之SiO2層之一吸收體總成之一EMS顯示裝置產生之反射比光譜;發光度為約88%。圖13中所展示之曲線證實可在EMS顯示裝置效能無較大改變之情況下將吸收體總成之SiO2製成更厚。
圖14展示藉由處於一白色狀態中之不同EMS顯示裝置產生之反射比光譜之一實例。圖14中包括如關於圖12所描述之曲線1202及1204。曲線1204為運用具有包括約22nm厚之SiO2層之一吸收體總成之一EMS顯示裝置產生之反射比光譜。曲線1406為運用具有包括替代SiO2層之50nm厚之MgF2層之一吸收體總成之一EMS顯示裝置產生之反射比光譜;發光度為約90%。此外,MgF2層比SiO2層厚(分別50nm厚對22nm厚)在EMS顯示裝置處於白色狀態中時使第二間隙之高度減小至約90nm。圖14中所展示之曲線證實可在EMS顯示裝置效能無較大改變之情況下運用具有一較大厚度之一不同材料取代吸收體總成之SiO2
圖15A及圖15B展示CIE 1931色彩空間色度圖上藉由類比或多狀態EMS顯示裝置產生之白色色彩之實例。如上文提及,CIE 1931色彩空間為一數學上定義色彩空間。點1502指示CIE標準光源D65。點1504指示藉由具有一固定吸收體且不具有一第一間隙之一EMS顯示裝置產生之白色。點1506指示藉由具有一可移動吸收體層及一第一間隙之一EMS顯示裝置產生之白色。用以產生點1504及1506之EMS顯示裝置為分別用以產生曲線1202及1204(上文關於圖12所描述)之相同EMS 顯示裝置。與點1504相比,點1506更接近於點1502,從而指示與藉由具有一固定吸收體總成之EMS顯示裝置產生之白色色彩相比,藉由包括可移動吸收體總成之EMS顯示裝置產生之白色更接近一純白色。注意,圖15A及圖15B中所展示之結果係模擬結果,且並非藉由實體EMS顯示裝置產生之結果。
圖16A及圖16B展示圖解說明包括複數個干涉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之相同組件或其略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、電子閱讀器、掌上型裝置及可攜式媒體播放器。
該顯示裝置40包括一外殼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,包括射出模製及真空成形。此外,該外殼41可由多種材料之任一材料製成,包括(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可包括可移除部分(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。
如本文中所描述,顯示器30可為多種顯示器之任一者,包括雙穩態、多狀態或類比IMOD顯示器。該顯示器30亦可經組態以包括一平板顯示器(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,如本文中所描述,該顯示器30可包括一干涉調變器顯示器。
圖16B中示意地圖解說明該顯示裝置40之組件。該顯示裝置40包括一外殼41,且可包括至少部分圍封於該外殼41中之額外組件。例如,該顯示裝置40包括一網路介面27,該網路介面27包括耦合至一收發器47之一天線43。該收發器47連接至一處理器21,該處理器21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連接至一揚聲器45及一麥克風46。該處理器21亦連接至一輸入裝置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可在特定顯示裝置40設計中將電力提供至實質上全部組件。
該網路介面27包括天線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免除(例如)處理器21之資料處理要求。該天線43可傳輸及接收信號。在一些實施方案中,該天線43根據IEEE 16.11標準(包括IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包括IEEE 802.11a、b、g、n及其進一步實施方案)傳輸及接收RF信號。在一些其他實施方案中,該天線43根據藍芽標準傳輸及接收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,使得可經由該天線43自該顯示裝置40傳輸該等信號。
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)且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各位置處之影像特性之資訊。例如,此等影像特性可包括色彩、飽和度及灰階度。
在一些實施方案中,該處理器21及/或該驅動器控制器29可經組態以執行本文中描述之一些方法。例如,該處理器21或該驅動器控制器29可經組態以將IMOD之一吸收體總成及一反射體總成定位於該顯示器30中。當該反射體總成處於一反射體白色/黑色位置中時,該處理器21或該驅動器控制器29可經組態以引起該吸收體總成移動至靠近該反射體總成且界定該吸收體總成與一基板之間之一第一間隙之一吸收體白色狀態位置。當該反射體總成處於反射體白色/黑色位置中時,該處理器21或該驅動器控制器29可經組態以引起該吸收體總成移動至比吸收體白色狀態位置更接近於該基板之一閉合位置,該閉合位置界定該反射體總成與該吸收體總成之間之一第二間隙。當該吸收體總成處於該閉合位置中時,該處理器21或該驅動器控制器29可經組態以引起該反射體總成自該反射體白色/黑色位置移動以增加該第二間隙之一高度。
該處理器21可包括用以控制顯示裝置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傳輸至該陣列驅動器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一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。儘管一驅動器控制器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,然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平行波形集合,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係適合本文中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(諸如一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(諸如一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(諸如包括一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。此一實施方案在高度整合系統(例如,行動電話、可攜式電子裝置、手錶或小面積顯示器)中可為有用的。
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可包括一小鍵盤(諸如一QWERTY鍵盤或一電話小鍵盤)、一按鈕、一切換器、一觸敏螢幕、與顯示陣列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可包括多種能量儲存裝置。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,可使用來自(例如)一壁式插座或一光伏打裝置或陣列之電力對該可充電電池充電。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(包括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。
結合本文中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。
可運用以下各者實施或執行用以實施結合本文中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中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(諸如一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,包括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(亦即,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於一電腦可讀媒體上或經由該電腦可讀媒體傳輸。本文中揭示之一方法或演算法之步驟可實施於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。電腦可讀媒體包括電腦儲存媒體及通信媒體兩者,通信媒體包括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。例如(且不限於),此電腦可讀媒體可包括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之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,任何連接可適當地稱為一電腦可讀媒體。如本文中所使用,磁碟及光碟包括光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟及其中磁碟通常磁性地重現資料而光碟運用雷射光學地重現資料之藍光光碟。上述組合亦可包括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程式碼與指令之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至一電腦程式產品中。
熟習此項技術者可容易明白本發明中描述之實施方案之各種修改,且本文中定義之一般原理在不脫離本發明之精神或範疇之情況下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中展示 之實施方案,但符合與本文中所揭示之本發明、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理解為比其他可能性或實施方案較佳或有利。此外,一般技術者將容易了解,術語「基底」、「底部」、「頂部」、「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一IMOD之適當定向。
於本說明書中在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項實施方案中單獨實施或以任何適當子組合實施。此外,儘管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,然在一些情況中,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係關於一子組合或一子組合之變動。
類似地,儘管在圖式中以一特定順序描繪操作,然一般技術者將認知,不需要以所展示之特定順序或循序順序執行此等操作,或執行全部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全部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可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。
1000‧‧‧類比或多狀態機電系統(EMS)顯示裝置
1002‧‧‧反射體總成
1004‧‧‧吸收體總成
1006‧‧‧基底介電層
1007‧‧‧基底電極層/基底電極
1008‧‧‧頂部電極層
1010‧‧‧基板/玻璃基板
1012‧‧‧層/鈍化層
1014‧‧‧層/金屬層/金屬吸收體
1016‧‧‧層/第三介電層
1022‧‧‧層/反射金屬層/金屬反射體
1024‧‧‧層/第一介電層
1026‧‧‧層/第二介電層
1032‧‧‧第四介電層
1044‧‧‧第二間隙
1046‧‧‧第三間隙

Claims (32)

  1. 一種裝置,其包含:一基板;一反射體總成;及一吸收體總成,其佈置於該反射體總成與該基板之間,當該反射體總成處於一反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成經組態以移動至靠近該反射體總成且界定該吸收體總成與該基板之間之一第一間隙之一吸收體白色狀態位置,當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成進一步經組態以移動至比該吸收體白色狀態位置更接近於該基板而界定該反射體總成與該吸收體總成之間之一第二間隙之一閉合位置,且當該吸收體總成處於該閉合位置中時,該反射體總成經組態以自該反射體白色/黑色位置移動以增加該第二間隙之一高度。
  2. 如請求項1之裝置,其進一步包括佈置於該基板上之一基底介電層,其中在該吸收體總成處於該閉合位置中時該吸收體總成靠近該基底介電層。
  3. 如請求項1之裝置,其中當該吸收體總成處於界定該第一間隙之該吸收體白色狀態位置中時,該裝置經組態以反射一白色色彩,且其中當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中且該吸收體總成處於界定該第二間隙之該閉合位置中時,該裝置經組態以實質上不反射光。
  4. 如請求項1之裝置,其中當該反射體總成自該反射體白色/黑色位置移動以增加該第二間隙之該高度而該吸收體總成處於該閉合位置中時,該裝置經組態以反射一彩色光。
  5. 如請求項1之裝置,其中當該反射體總成處於該反射體白色/黑色 位置中時,該反射體總成係處於一鬆弛狀態中。
  6. 如請求項1之裝置,其中該吸收體總成包括一金屬層。
  7. 如請求項6之裝置,其中該吸收體總成進一步包括佈置於該金屬層面向該基底介電層之一表面上具有一第一折射率之一第一介電層,其中該基底介電層包括佈置於該基底介電層面向該吸收體總成之一表面上具有一第二折射率之一第二介電層,且其中該第一折射率小於該第二折射率。
  8. 如請求項6之裝置,其中該吸收體總成進一步包括佈置於該金屬層面向該反射體總成之一表面上之一鈍化層。
  9. 如請求項1之裝置,其中該反射體總成包括:一反射金屬層;一第一介電層,其具有一第一折射率,該第一介電層佈置於該反射金屬層面向該吸收體總成之一表面上;及一第二介電層,其具有一第二折射率,該第二介電層佈置於該第一介電層上,其中該第一折射率小於該第二折射率。
  10. 如請求項1之裝置,其進一步包含:一頂部電極層,其佈置於一介電層上,該頂部電極層及該反射體總成界定一第三間隙,其中當該反射體總成自該反射體白色/黑色位置移動以增加該第二間隙之該高度時,該第三間隙之一高度降低。
  11. 如請求項1之裝置,當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該第一間隙具有約90奈米至140奈米之一高度,且該第二間隙具有約90奈米至140奈米之一高度。
  12. 一種設備,其包含:一顯示器,該顯示器包括如請求項1之裝置; 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。
  13. 如請求項12之設備,其進一步包含:一頂部電極層,其佈置於一介電層上,該頂部電極層及該反射體總成界定一第三間隙;一基底電極層,其形成於該基板上;一驅動器電路,其經組態以藉由在該頂部電極層與該反射體總成之間施加一第一電壓差且在該基底電極層與該吸收體總成之間施加一第二電壓差而控制該顯示器;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。
  14. 如請求項12之設備,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。
  15. 如請求項14之設備,其中該影像源模組包括一接收器、收發器及傳輸器之至少一者。
  16. 如請求項12之設備,其進一步包含:一輸入裝置,其經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳遞至該處理器。
  17. 如請求項12之設備,其進一步包含:一透明基底電極層,其形成於該基板上,其中該基底介電層形成於該基底電極層上。
  18. 一種裝置,其包含:一基底介電層;一吸收體總成; 一反射體總成;一頂部電極層;及一基底電極層;該吸收體總成佈置於該反射體總成與該基底介電層之間,當該反射體總成處於一反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成經組態以移動至靠近該反射體總成而界定一第一間隙之一吸收體白色狀態位置,當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該吸收體總成經組態以移動至靠近該反射體總成而界定一第二間隙之一閉合位置;及該反射體總成佈置於該吸收體總成與該頂部電極層之間,當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該反射體總成及該頂部電極層界定一第三間隙,且當該吸收體總成處於該閉合位置中時,該反射體總成經組態以移動至該反射體白色/黑色位置與該頂部電極層之間之一反射體色彩位置。
  19. 如請求項18之裝置,其中當該吸收體總成處於該吸收體白色狀態位置中且該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該裝置經組態以反射一白色色彩,且其中當該吸收體總成處於該閉合位置中且該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該裝置經組態以實質上反射一黑色或暗色彩。
  20. 如請求項18之裝置,其中當該反射體總成處於該反射體色彩位置中且該吸收體處於該閉合位置中時,該裝置經組態以反射一非白色非黑色色彩。
  21. 如請求項18之裝置,其中當該反射體總成處於該反射體白色/黑色位置中時,該反射體總成處於一鬆弛狀態中。
  22. 如請求項18之裝置,其中該吸收體總成包括一金屬層。
  23. 如請求項18之裝置,其中該基底電極層包括一ITO層。
  24. 如請求項18之裝置,其中該頂部電極層包括一金屬層。
  25. 一種裝置,其包含:一基板;一吸收體總成;一反射體總成;一頂部電極層;及一基底電極層;該吸收體總成佈置於該反射體總成與該基板之間,該吸收體總成經組態以移動至靠近該反射體總成而界定具有一第一高度之一第一間隙之一吸收體白色狀態位置,該吸收體總成經組態以移動至更接近於該基板而界定該吸收體總成與該反射體總成之間具有一第二高度之一第二間隙之一閉合位置;及該反射體總成佈置於該吸收體總成與該頂部電極層之間,該反射體總成及該頂部電極層界定具有一第三高度之一第三間隙,且當該吸收體總成處於該閉合位置中時,該反射體總成經組態以移動以增加該第二間隙之該第二高度且降低該第三間隙之該第三高度。
  26. 如請求項25之裝置,其進一步包含:一基底介電層,其佈置於該基板上,其中該吸收體總成之該閉合位置靠近該反射體總成。
  27. 如請求項25之裝置,其中該第一高度為約80奈米至140奈米,且其中該第二高度為約80奈米至140奈米。
  28. 如請求項25之裝置,其中當該吸收體總成處於界定具有該第一高度之該第一間隙之該吸收體白色狀態中時,該裝置經組態以反射一白色色彩,且其中當該吸收體總成處於界定具有該第二高度之該第二間隙之該閉合位置中而該反射體總成處於該反射 體白色/黑色位置中時,該裝置經組態以實質上反射一暗或黑色色彩。
  29. 如請求項25之裝置,其中當該反射體總成經移動以增加該第二間隙之該第二高度且降低該第三間隙之該第三高度而該吸收體總成處於該閉合位置時,該裝置經組態以反射一彩色光。
  30. 如請求項25之裝置,其中該吸收體總成包括一金屬層。
  31. 如請求項25之裝置,其中該基底電極層包括一ITO層。
  32. 如請求項25之裝置,其中該頂部電極層包括一金屬層。
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