TW201447366A - 具有分段電極之機電系統器件 - Google Patents

Abstract

本發明提供用於增加機電系統(EMS)器件內之一可移動層之一穩定行進位置範圍之系統、方法及裝置。在一項態樣中，一經電隔離浮動電極可安置於一可移動層內之一驅動電極與一固定電極之間以便增加該可移動層之一穩定行進範圍。藉由將該經電隔離浮動電極分段成多個經隔離電極分段，回應於該可移動層之傾斜之不平衡電荷累積可被約束以進一步增加該可移動層之該穩定行進範圍。

Description

具有分段電極之機電系統器件

本發明係關於具有分段電極之機電系統(EMS)器件及製作具有分段電極之EMS器件之方法。

機電系統(EMS)包含具有電及機械元件、致動器、傳感器、感測器、光學組件(諸如反射鏡及光學膜)及電子器件之器件。EMS器件或元件可以多種規模製造，包含但不限於微米尺度及奈米尺度。舉例而言，微機電系統(MEMS)器件可包含具有介於自約一微米至數百微米或數百微米以上之範圍之大小之結構。奈米機電系統(NEMS)器件可包含具有小於一微米之大小(包含，舉例而言，小於數百奈米之大小)之結構。機電元件可係使用沈積、蝕刻、微影及/或蝕除基板及/或所沈積材料層之若干部分或添加若干層以形成電器件及機電器件之其他微機械加工程序來形成。

一種類型之EMS器件稱作一干涉式調變器(IMOD)。術語IMOD或干涉式光調變器係指使用光學干涉原理選擇性地吸收及/或反射光之一器件。在某些實施方案中，一IMOD顯示元件可包含一導電板對，該導電板對中之一者或兩者可係全部或部分地透明及/或反射性的且在施加一適當電信號時能夠相對運動。舉例而言，一個板可包含沈積於一基板上方、其上或由其支撐之一靜止層，且另一板可包含與該靜 止層分離一氣隙之一反射隔膜。一個板相對於另一個板之位置可改變入射於IMOD顯示元件上之光的光學干涉。基於IMOD顯示器件具有一寬廣範圍之應用，且預期用於改良現有產品並形成新的產品，尤其係具有顯示能力之彼等產品。

當一EMS器件包含一可移動層時，可移動層可在其中靜電位移之穩定行進位置範圍可至少部分地受可移動層傾斜之一趨勢限制。此傾斜可至少部分地歸因於EMS器件之製造之差異或缺陷。一可移動層之旋轉穩定性可影響EMS之穩定行進範圍，且旋轉不穩定性可限制EMS器件之效能。

本發明之系統、方法及器件各自具有數項發明性態樣，其任一者皆不能單獨決定本文中所揭示之所要性質。

本發明中所闡述之標的物之一項發明性態樣可實施於一機電系統(EMS)器件中，該EMS器件包含：一第一電極，其由一基板支撐；一可移動層，其藉由一間隙與該第一電極分離；一第二電極，其由該可移動層支撐，其中該第一電極或該第二電極中之一者係包含定位於第一驅動電極與第二驅動電極之間的複數個經隔離電極分段之一分段電極，其中該複數個經隔離電極分段中之每一者與該等第一及第二驅動電極及該等其他經隔離電極分段兩者電隔離，且其中該第一電極或該第二電極中之另一者充當一第一驅動電極；及一第二驅動電極，其中在該第一驅動電極與該第二驅動電極之間施加一電壓使該可移動層靜電位移。

在某些實施方案中，該第一驅動電極及該分段電極可形成一第一電容器，且該第二驅動電極及該分段電極可形成與該第一電容器串聯之一第二電容器。在某些實施方案中，每一個別經隔離電極分段可在所有側上由介電材料環繞。在又一些實施方案中，該複數個經隔離 電極分段可包含藉由兩個實質上垂直之介電材料區段分離的四個經隔離電分段。

在某些實施方案中，該器件可包含一干涉式調變器。在又一些實施方案中，該可移動層可在一穩定位置範圍內移動，其中在該第一驅動電極與該第二驅動電極之間施加一電壓維持該可移動層處於在該穩定位置範圍內之一位置處，該干涉式調變器可能夠在該可移動層抵靠該第一電極塌陷時反射實質上白色光，且該干涉式調變器可能夠在該可移動層維持處於在該穩定位置範圍內之至少一個位置中時顯現黑色。

在某些實施方案中，該器件可另外包含驅動電路，該驅動電路能夠在該第一驅動電極與該第二驅動電極之間施加一電壓範圍以使該可移動層移動穿過在其中不在該第一驅動電極與該第二驅動電極之間施加任何電壓之一經鬆弛位置與距該第一電極之一最小穩定距離之間的一穩定位置範圍中。在又一些實施方案中，該最小穩定距離可小於該經鬆弛位置與該第一電極之間的距離之40%。

在某些實施方案中，該第二電極可係該分段電極。在又一些實施方案中，該可移動層可包含該第二驅動電極，其中在該驅動電極與該第一電極之間施加一電壓使該可移動層靜電位移，且其中該複數個經隔離電極分段定位於該第二驅動電極與固定電極之間；及一介電層，其定位於該第二驅動電極與該第一電極之間，其中該複數個經隔離電極分段中之每一者與該第二驅動電極及該等其他經隔離電極分段兩者電隔離。在又一些實施方案中，該第一電極可包含一光學吸收體，且該等經隔離電極分段可包含一反射材料。

在某些實施方案中，該第一電極可係包含該複數個經隔離電極分段之一分段光學吸收體。在又一些實施方案中，該第二驅動電極可與該分段光學吸收體電隔離，且其中該分段光學吸收體安置於該固定 電極與該第二電極之間。在又一些實施方案中，該第二驅動電極可比該分段光學吸收體對可視光波長更具透射性。在又一些實施方案中，該分段光學吸收體可在分段光學吸收體區段之間包含至少一個間隙，且該器件可另外包含一第二光學吸收體結構，該第二光學吸收體結構與分段光學吸收體結構電隔離，與分段光學吸收體區段之間的該至少一個間隙對準。在又一些實施方案中，該第二光學吸收體結構之至少一部分可與分段光學吸收體區段之間的該至少一個間隙係實質上相同大小及形狀。

本發明中所闡述之標的物之另一發明性態樣可實施於製作一機電系統(EMS)器件之一方法中，該方法包含：在一基板上方形成一第一介電層，在該第一介電層上方形成一第一電極層，在該第一電極層中形成複數個經隔離電極分段，在該複數個經隔離電極分段上方形成一第二介電層，及在該第二介電層上方形成一第二電極層。

在某些實施方案中，形成複數個經隔離電極分段可包含：圖案化該第一電極層以形成藉由延伸穿過該第一電極層之兩個實質上垂直切口分離之一群組四個經隔離電分段。在某些實施方案中，形成一第一介電層可包含：形成一介電層堆疊，該介電層堆疊包含一第一介電子層，該第一介電子層包含具有一第一折射率之一第一材料；及一第二介電子層，該第二介電子層包含具有一第二折射率之一第二材料，其中該第一折射率大於該第二折射率。

本發明中所闡述之標的物之另一發明性態樣可實施於一機電系統(EMS)器件中，該EMS器件包含：一第一電極，其由一基板支撐；一可移動層，其藉由一間隙與該第一電極分離；一第二電極，其由該可移動層支撐，其中該第一電極或該第二電極中之一者係包含用於抑制電荷在該可移動層內之一不平衡累積以增加該可移動層之一穩定位置範圍之構件之一浮動電極，且其中該第一電極或該第二電極中之另 一者充當一第一驅動電極；及一第二驅動電極，其中該第一驅動電極與該第二驅動電極之間的一電壓之施加使該可移動層靜電位移。

在某些實施方案中，該浮動電極可係一分段電極，其中該抑制構件包含定位於該第一驅動電極與該第二驅動電極之間的複數個經隔離電極分段，且其中該複數個經隔離電極分段中之每一者與該等第一及第二驅動電極及該等其他經隔離電極分段兩者電隔離。在又一些實施方案中，該第一驅動電極及該分段電極可形成一第一電容器，且該第二驅動電極及該分段電極可形成與該第一電容器串聯之一第二電容器。

在某些實施方案中，該第二電極可係該分段電極，且該可移動層可包含該第二驅動電極，其中在該驅動電極與該第一電極之間施加一電壓使該可移動層靜電位移，且其中該複數個經隔離電極分段定位於該第二驅動電極與該固定電極之間；及一介電層，其定位於該第二驅動電極與該第一電極之間，其中該複數個經隔離電極分段中之每一者與該第二驅動電極及該等其他經隔離電極分段兩者電隔離。在某些實施方案中，該第一電極可係一分段光學吸收體，該分段光學吸收體包含該複數個經隔離電極分段，其中該第二驅動電極與該分段光學吸收體電隔離，且其中該分段光學吸收體安置於該固定電極與該第二電極之間。

在附圖及下文說明中闡明本說明書中所闡述之標的物之一或多項實施方案之細節。儘管本發明中提供之實例主要就基於EMS及MEMS之顯示器來闡述，但本文中提供之概念可適用於其他類型之顯示器，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。依據闡述、圖式及申請專利範圍，其他特徵、態樣及優點將變得顯而易見。注意，以下圖之相對尺寸可並不按比例繪製。

12‧‧‧干涉式調變器顯示元件/顯示元件/干涉式調變器

13‧‧‧光

14‧‧‧可移動反射層/層/可移動層/可移動反射鏡/反射鏡/反射體

14a‧‧‧子層

14b‧‧‧子層

14c‧‧‧子層

15‧‧‧光

16‧‧‧光學堆疊/層/光學堆疊部分/導電吸收體層/導電吸收體/光學吸收體

16a‧‧‧導體/吸收體子/光學吸收體//子層

16b‧‧‧子層/上部子層

18‧‧‧柱/支撐柱

19‧‧‧間隙/腔

20‧‧‧透明基板/基板/下伏基板

21‧‧‧處理器/系統處理器

22‧‧‧陣列驅動器

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‧‧‧顯示器陣列或面板/顯示器陣列/顯示器

36‧‧‧機電系統元件陣列

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

91‧‧‧機電系統封裝

92‧‧‧背板

93‧‧‧凹部

94a‧‧‧背板組件

94b‧‧‧背板組件

96‧‧‧導電通孔

97‧‧‧機械墊高部

98‧‧‧電觸點

100‧‧‧干涉式調變器

116‧‧‧光學吸收體

119‧‧‧間隙

120‧‧‧基板

122‧‧‧電壓源/陣列驅動器

130‧‧‧可移動層/反射鏡

140‧‧‧隔離電極/「浮動」電極/電極

150‧‧‧介電層

160‧‧‧驅動電極

200‧‧‧干涉式調變器

202‧‧‧基板

216‧‧‧光學吸收體

222‧‧‧電壓源

230‧‧‧反射鏡

240a‧‧‧經隔離電極分段/電極分段

240b‧‧‧經隔離電極分段/電極分段

240c‧‧‧經隔離電極分段/電極分段

240d‧‧‧經隔離電極分段/電極分段

245‧‧‧外區段

250‧‧‧介電層/反射鏡/介電材料

252‧‧‧下伏介電層/介電材料

254‧‧‧條帶/介電材料

256‧‧‧條帶/介電材料

260‧‧‧驅動電極

302‧‧‧基板

316‧‧‧導電吸收體層/導電吸收體

319‧‧‧腔

325‧‧‧犧牲層/犧牲材料

340‧‧‧第一電極層/電極層

340a‧‧‧經隔離電分段

340b‧‧‧經隔離電分段

350‧‧‧第二介電層

352‧‧‧第一介電層/介電層

356‧‧‧區

360‧‧‧電極層

530‧‧‧可移動層

540a‧‧‧經隔離電極分段

540b‧‧‧經隔離電極分段

540c‧‧‧經隔離電極分段

540d‧‧‧經隔離電極分段

570‧‧‧支撐臂

572‧‧‧連接區

574‧‧‧端

600‧‧‧類比干涉式調變器

602‧‧‧基板

610‧‧‧光學堆疊

612‧‧‧第一驅動電極/驅動電極

615‧‧‧第一介電層

616‧‧‧光學吸收體層

617a‧‧‧間隙

617b‧‧‧間隙

618a‧‧‧經隔離光學吸收體分段/經電隔離光學吸收體分段/光學吸收體分段

618b‧‧‧經隔離光學吸收體分段/經電隔離光學吸收體分段/光學吸收體分段

618c‧‧‧經隔離光學吸收體分段/經電隔離光學吸收體分段/光學吸收體分段

618d‧‧‧經隔離光學吸收體分段/經電隔離光學吸收體分段/光學吸收體分段

620‧‧‧第二介電層

622‧‧‧陣列驅動器

630‧‧‧可移動層

640‧‧‧第二驅動電極/驅動電極

650‧‧‧支撐層

660‧‧‧額外層

724‧‧‧光學吸收體材料層/層

726‧‧‧十字形狀光學吸收體/經隔離光學吸收體區段

726a‧‧‧條帶/光學吸收體條帶

726b‧‧‧條帶/光學吸收體條帶

h‧‧‧最大高度/最大間隙高度

hs‧‧‧最小穩定性高度

R_I‧‧‧理想穩定行進範圍

Rs‧‧‧穩定行進範圍/實際穩定行進範圍

V₀‧‧‧電壓

V_bias‧‧‧電壓

T_tone‧‧‧臨限值

圖1係繪示一干涉式調變器(IMOD)顯示器件之一系列或陣列顯示元件中之兩個毗鄰IMOD顯示元件之一等角視圖圖解說明。

圖2係圖解說明併入有包含IMOD顯示元件之一3元件×3元件陣列之一基於IMOD顯示器之一電子器件之一系統方塊圖。

圖3係圖解說明用於一IMOD顯示器或顯示元件之一製造程序之一流程圖。

圖4A至圖4E係對在製成一IMOD顯示器或顯示元件之一程序中之各種階段之剖面圖解說明。

圖5A及圖5B係包含一機電系統(EMS)元件陣列及一背板之一EMS封裝之一部分之示意性分解部分透視圖。

圖6係展示以一類比方式驅動之一IMOD之一實例之一示意性剖面圖。

圖7係展示包含一隔離電極之一類比IMOD之另一實例之一實例之一示意性剖面圖。

圖8A係展示其中一隔離電極分離成多個經隔離電極分段之一類比IMOD之另一實例之一實例之一示意性剖面圖。

圖8B係沿著圖8A之線8B-8B截取之圖8A之類比IMOD之可移動層之一剖面圖。

圖9A至圖9D係製作具有經隔離電極分段之一類比IMOD之一程序之各種階段之剖面圖解說明。

圖10係圖解說明用於具有經隔離電極分段之一類比IMOD之一製作程序(其可包含圖9A至圖9D中所圖解說明之階段)之一流程圖。

圖11係經圖案化以包含支撐臂之一可移動層之一實例之一剖面圖。

圖12A係其中一光學吸收體經分離成多個經隔離電極分段之一類比IMOD之另一實例之一實例之一示意性剖面圖。

圖12B係圖12A之類比IMOD之實例性光學吸收體之一剖面圖。

圖13A至圖13C係製作具有包含經隔離電極分段之一光學吸收體之一類比IMOD之一實例性程序中之各種階段之剖面圖解說明。

圖14A及圖14B係製作增加包含經隔離電極分段之一光學吸收體之填充因子之一類比IMOD之一實例性程序中之額外階段之剖面圖解說明。

圖15係圖14B之類比IMOD之實例性光學吸收體之一剖面圖。

圖16係圖解說明用於具有包含經隔離電極分段之一光學吸收體之一類比IMOD之一實例性製作程序(其可包含圖13A至圖13C中所圖解說明之階段)之一流程圖。

圖17A及圖17B係圖解說明包含複數個IMOD顯示元件之一顯示器件之系統方框圖。

各圖式中，相同之參考編號及名稱指示相同元件。

以下說明係針對用於闡述本發明之新穎態樣之目的之某些實施方案。然而，熟習此項技術者應易於認識到，可以許多不同方式來應用本文中之教示。所闡述之實施方案可實施於可經組態以顯示一影像(無論是運動影像(諸如，視訊)或是靜止影像(諸如，靜態影像)，且無論是文字影像、圖形影像還是圖片影像)之任何器件、裝置或系統中。更特定而言，預期該等所闡述之實施方案可包含於以下各種電子器件中或與其相關聯：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、無線器件、智慧型電話、Bluetooth®器件、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或可攜式電腦、小筆電、筆記型電腦、智慧型筆電、平板電腦、印表機、影印機、掃描機、傳真器件、全球定位系統(GPS)接收器/導航儀、相機、數位媒體播放器(諸如MP3播放器)、攝錄影機、遊戲控制 台、手錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀器件(例如，電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(包括里程計及速度計顯示器等)、駕駛艙控制件及/或顯示器、攝影機景物顯示器(諸如，一車輛中之一後視攝影機之顯示器)、電子相片、電子告示牌或標牌、投影機、建築結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡式記錄器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、無線電、可攜式記憶體晶片、清洗機、乾燥機、清洗機/乾燥機、停車計時器、封裝(諸如，機電系統(EMS)應用，包含微機電系統(MEMS)應用，以及非EMS應用)、美學結構(例如，一件珠寶或衣服上之影像顯示器)及各種EMS器件。本文中之教示亦可用於非顯示器應用中，諸如但不限於，電子切換器件、射頻濾波器、感測器、加速度計、陀螺儀、運動感測器件、磁力計、用於消費性電子器件之慣性組件、消費性電子器件產品之部件、變容器、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製造程序及電子測試設備。因此，該等教示並不意欲限於僅繪示於該等圖中之實施方案，而是具有熟習此項技術者應易於顯見之寬廣適用性。

藉由在一穩定位置範圍內驅動一EMS器件之一可移動層，可提供EMS器件之額外精確度及功能性。舉例而言，具有一可移動反射層之一IMOD可以一多狀態(且當多個狀態之數目係足夠大，一類比或近類比)方式驅動以使該可移動反射層在一位置範圍內移動以致使IMOD反射一可能色彩範圍。舉例而言，穩定位置之範圍可取決於EMS器件之結構及組件，但亦可受EMS器件之製作之缺陷或差異影響。在某些EMS器件中，一稍微旋轉不穩定性可導致在可移動層接近一穩定位置範圍之邊緣時一靜電位移可移動層之不希望塌陷，此歸因於導致可移動層之傾斜及隨後塌陷之可移動層上之不平衡電荷累積。此一EMS器件之實際穩定位置範圍可顯著小於相同涉及之一EMS器件之一理論穩定位置範圍。藉由將可移動層中之一電極分離成電經隔離電極分段， 由旋轉不穩定性所致之電荷累積中之某些電荷累積可約束於其中其不對EMS器件之可移動層施加一旋轉力矩之位置，增加EMS器件之穩定位置範圍。

可實施本發明中所闡述之標的物之特定實施方案來實現以下潛在優點中之一者或多者。在某些實施方案中，沿著兩個垂直軸劃分一可移動電極在總電極面積不實質上減少之情況下提供EMS器件之穩定範圍之一顯著增加。在其中EMS器件係經組態而以一多狀態方式驅動之一IMOD之實施方案中，延伸多狀態IMOD之穩定行進範圍可延伸可由多狀態IMOD反射之色彩範圍。

所闡述實施方案可應用於其之一適合EMS或MEMS器件或裝置之一實例係一反射式顯示器件。反射式顯示器件可併入有干涉式調變器(IMOD)顯示元件，該等顯示元件可經實施以使用光學干涉吸收之原理來選擇性地吸收及/或反射入射於其上之光。IMOD顯示元件可包含一部分光學吸收體、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的一光學諧振腔。在某些實施方案中，該反射體可移動至兩個或兩個以上不同位置，此可改變該光學諧振腔之大小且藉此影響IMOD之反射比。IMOD顯示元件之反射光譜可形成可跨越可見波長移位以產生不同色彩之相當寬光譜帶。可藉由改變該光學諧振腔之厚度來調節光譜帶之位置。改變該光學諧振腔之一種方式係藉由改變該反射體相對於吸收體之位置。

圖1係繪示一干涉式調變器(IMOD)顯示器件之一系列或陣列顯示元件中之兩個毗鄰IMOD顯示元件之一等角視圖圖解說明。該IMOD顯示器件包含一或多個干涉式EMS(諸如MEMS)顯示元件。在此等器件中，干涉式MEMS顯示元件可經組態呈一亮狀態或暗狀態。在亮(「鬆弛」、「敞開」或「接通」等)狀態中，該顯示器元件反射入射可見光之一大部分。相反，在暗(「經致動」、「閉合」或「關斷」等)狀 態中，該顯示元件幾乎不反射入射可見光。MEMS顯示元件可經組態以主要按光之特定波長反射，從而除黑色及白色之外亦允許一彩色顯示。在某些實施方案中，藉由使用多個顯示元件，可達成不同強度之色彩原色及灰色陰影。

IMOD顯示器件可包含可配置成列及行之一IMOD顯示元件陣列。陣列中之每一顯示元件可包含至少一對反射及半反射層，諸如一可移動反射層(亦即，一可移動層，亦稱作一機械層)及一固定部分反射層(亦即，一靜止層)，該對反射及半反射層以彼此相距一可變且可控之距離進行定位以形成具有一氣隙(亦稱作一光學間隙，腔或光學諧振腔)。該可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。舉例而言，在一第一位置(亦即，一經鬆弛位置)中，該可移動反射層可定位於與該固定部分反射層相距一距離處。在一第二位置(亦即，一經致動位置)中，該可移動反射層可更接近於該部分反射層而定位。自兩個層反射之入射光可取決於該可移動反射層之位置及入射光之波長而相長地或相消地干涉，從而針對每一顯示元件產生一全反射或非反射狀態。在某些實施方案中，顯示元件可在未經致動時處於一反射狀態中，從而反射在可見光譜內之光，且可在經致動時處於一暗狀態中，從而吸收及/或相消地干涉在可見範圍內之光。然而，在某些其他實施方案中，一IMOD顯示元件可在未經致動時處於一暗狀態中，且在經致動時處於一反射狀態中。在某些實施方案中，引入一所施加電壓可驅動顯示元件改變狀態。在某些其他實施方案中，一所施加電荷可驅動顯示元件改變狀態。

圖1中之陣列之所繪示部分包含呈IMOD顯示元件12之形式之兩個毗鄰干涉式MEMS顯示元件。在右側之顯示元件12(如所圖解說明)中，可移動反射層14經圖解說明為處於靠近、毗鄰或接觸光學堆疊處16之一經致動位置中。跨越右側之顯示元件12施加之電壓V_bias足以移 動且亦維持可移動反射層14處於經致動位置中。在左側之顯示元件12(如所圖解說明)中，一可移動反射層14圖解說明為處於與包括一部分反射層之一光學堆疊16隔開一距離(其可基於設計參數預定)之一經鬆弛位置置中。跨越左側之顯示元件12施加之電壓V₀不足以致使將可移動反射層14致動至一經致動位置(諸如右側之顯示元件12之經致動位置)。

在圖1中，大體上在左邊用指示入射於IMOD顯示元件12上之光13及自顯示元件12反射之光15之箭頭圖解說明IMOD顯示元件12之反射性質。入射於顯示元件12上之光13之大部分可透射穿過透明基板20朝向光學堆疊16。入射於光學堆疊16上之光之一部分可透射穿過光學堆疊16之部分反射層，且一部分將往回反射穿過透明基板20。透射穿過光學堆疊16之光13之部分可在可移動反射層14處往回反射朝向(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反射之光之間的干涉(相長性的或相消性的)將部分地判定器件之觀看或基板側上自顯示元件12反射之光15之波長之強度。在某些實施方案中，透明基板20可係一玻璃基板(有時稱作玻璃板或面板)。玻璃基板可係或包含(舉例而言)一硼矽玻璃、一鹼石灰玻璃、石英、派熱司(Pyrex)或其他適合玻璃材料。在某些實施方案中，玻璃基板可具有0.3毫米、0.5毫米或0.7毫米之一厚度，但在某些實施方案中，玻璃基板可更厚(諸如數十毫米)或更薄(諸如小於0.3毫米)。在某些實施方案中，可使用一非玻璃基板，諸如一聚碳酸酯、丙烯酸、聚對酞酸乙二酯(PET)或聚醚醚酮(PEEK)基板。在此一實施方案中，非玻璃基板將可能具有小於0.7毫米之一厚度，但該基板可取決於設計考量因素而係更厚的。在某些實施方案中，可使用一非透明基板，諸如一基於金屬箔或不鏽鋼之基板。舉例而言，包含係部分透射性及部分反射性之一固定反射層及一可移動層之一基於反轉IMOD之顯示器可經組 態以自一基板之相對側視為圖1之顯示元件12且可由一非透明基板支撐。

光學堆疊16可包含一單個層或數個層。該(等)層可包含一電極層、一部分反射與部分透射層及一透明介電層中之一或多者。在某些實施方案中，光學堆疊16導電、部分透明且部分反射，且可(舉例而言)藉由將上述層中之一或多者沈積至一透明基板20上來製作。該電極層可由各種材料形成，諸如各種金屬(舉例而言，氧化銦錫(ITO))。該部分反射層可由部分反射之各種材料(諸如，各種金屬(例如，鉻及/或鉬)、半導體及電介質)形成。該局部反射層可由一或多個材料層形成，且該等層中之每一者皆可由單一材料或一材料組合來形成。在某些實施方案中，光學堆疊16之某些部分可包含充當一部分光學吸收體及導電體兩者之一單個半透明厚度之金屬或半導體，同時(例如，光學堆疊16或顯示元件之其他結構之)不同較導電層或部分可用於在IMOD顯示元件之間用匯流排傳送信號。光學堆疊16亦可包含覆蓋一或多個導電層或一導電/部分吸收層之一或多個絕緣或介電層。

在某些實施方案中，光學堆疊16之該(等)層中之至少某些層可圖案化成若干平行條帶，且可如下文進一步闡述形成一顯示器件中之列電極。如熟習此項技術者將理解，術語「圖案化」在本文中用於係指遮罩以及蝕刻程序。在某些實施方案中，可將一高導電且反射之材料(諸如鋁(Al))用於可移動反射層14，且此等條帶可形成一顯示器件中之行電極。可移動反射層14可形成為一(或多個)所沈積金屬層之一系列平行條帶(正交於光學堆疊16之列電極)以形成沈積於支撐件(諸如所圖解說明之柱18)之頂部上之行及位於柱18之間的一介入犧牲材料。當蝕除該犧牲材料時，可在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成一經界定間隙19或光學腔。在某些實施方案中，柱18之間的間隔可係大約1um至1000um，而間隙19可大約小於10,000埃(Å)。

在某些實施方案中，每一IMOD顯示元件(無論處於經致動狀態或是經鬆弛狀態中)可認為由固定且移動反射層形成之一電容器。當不施加電壓時，可移動反射層14保持處於一經機械鬆弛狀態中，如圖1中之左側之顯示元件12所圖解說明，其中在可移動反射層14與光學堆疊16之間存在間隙19。然而，當將一電位差(亦即，一電壓)施加至一所選擇列及行中之至少一者時，形成於對應顯示元件處之列電極與行電極之相交處之電容器變為帶電的，且靜電力將該等電極拉到一起。若所施加電壓超過一臨限值，則可移動反射層14可變形且移動靠近或抵靠在光學堆疊16上。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之間的分開距離，如由圖1中之右側之經致動顯示元件12所圖解說明。不管所施加電位差之極性如何，行為皆相同。儘管在某些例項中將一陣列中之一系列顯示元件稱作「列」或「行」，但熟習此項技術者將易於理解，將一個方向稱作一「列」及將另一個方向稱作一「行」係任意的。重申地，在某些定向中，可將列視為行，且將行視為列。在某些實施方案中，列可稱作「共同」線且行可稱作「分段」線，或反之亦然。此外，該等顯示元件可均勻地配置成正交之列與行(一「陣列」)，或配置成非線性組態，舉例而言，相對於彼此具有一定的位置偏移(一「馬賽克」)。術語「陣列」及「馬賽克」可係指任一組態。因此，儘管將顯示器稱為包含一「陣列」或「馬賽克」，但在任一例項中，元件本身無需彼此正交地配置或安置成一均勻分佈，而是可包含具有不對稱形狀及不均勻分佈式元件之配置。

圖2係圖解說明併入有包含IMOD顯示元件之一3元件×3元件陣列之一基於IMOD顯示器之一電子器件之一系統方塊圖。該電子器件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，處理器21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一其他軟體應用程 式。

處理器21可經組態以與一陣列驅動器22通信。陣列驅動器22可包含將信號提供至(舉例而言)一顯示器陣列或面板30之一列驅動器電路24及一行驅動器電路26。圖2中之線1-1展示圖1中所圖解說明之IMOD顯示器件之剖面圖。儘管為清晰起見，圖2圖解說明一3×3IMOD顯示元件陣列，但顯示器陣列30可含有極大數目個IMOD顯示元件且可在列中具有與在行中不同數目之IMOD顯示元件，且反之亦然。

圖3係圖解說明用於一IMOD顯示器或顯示元件之一製造程序80之一流程圖。圖4A至圖4E係對在製成一IMOD顯示器或顯示元件之製造程序80中之各種階段之剖面圖解說明。在某些實施方案中，製造程序80可經實施以製造一或多個EMS器件，諸如IMOD顯示器或顯示元件。此一EMS器件之製造亦可包含圖3中未展示之其他方塊。程序80在方塊82處以在基板20上方形成光學堆疊16開始。圖4A圖解說明形成於基板20上方之一光學堆疊16。基板20可係諸如玻璃或塑膠(諸如上文關於圖1所論述之材料)之一透明基板。基板20可係撓性的或相對剛性及不易彎曲的，且可已經受先前製備程序(諸如清洗)以促進光學堆疊16之高效形成。如上文所論述，光學堆疊16可導電、部分透明、部分反射性及部分吸收性，且可舉例而言藉由將具有所要性質之一或多個層沈積至透明基板20上而製作。

在圖4A中，光學堆疊16包含具有子層16a及16b之一多層結構，但在某些其他實施方案中可包含更多或更少子層。在某些實施方案中，子層16a及16b中之一者可經組態有光學吸收性質及導電性質兩者，諸如經組合導體/吸收體子層16a。在某些實施方案中，子層16a及16b中之一者可包含鉬-鉻(鉬鉻或MoCr)，或具有適合複折射率之其他材料。另外，子層16a、16b中之一或多者可經圖案化成平行條帶， 且可形成一顯示器件中之列電極。此圖案化可藉由一遮蔽及蝕刻程序或此項技術中已知之另一合適程序來執行。在某些實施方案中，子層16a、16b中之一者可係一絕緣層或介電層，諸如沈積於一或多個下伏金屬及/或氧化物層(諸如，一或多個反射及/或導電層)上方之一上部子層16b。另外，可將光學堆疊16圖案化成形成顯示器之列之個別且平行條帶。在某些實施方案中，光學堆疊之子層中之至少一者(諸如光學吸收層)可係相當薄(例如，相對於本發明中所繪示之其他層)，儘管子層16a及16b在圖4A至圖4E中經展示稍微厚。

程序80在方塊84處以在光學堆疊16上方形成一犧牲層25而繼續。由於稍後移除犧牲層25(參見方塊90)以形成腔19，因此所得IMOD顯示元件中未展示犧牲層25。圖4B圖解說明包含形成於光學堆疊16上方之一犧牲層25之一部分製作之器件。在光學堆疊16上方形成犧牲層25可包含以經選擇以在隨後移除之後提供具有一所要之設計大小之一間隙或腔19(亦參見圖4E)的一厚度沈積一種二氟化氙(XeF₂)可蝕刻材料(諸如，鉬(Mo)或非晶矽(Si))。可使用諸如物理汽相沈積(PVD，其包含諸多不同技術，諸如濺鍍)、電漿增強型化學汽相沈積(PECVD)、熱化學汽相沈積(熱CVD)或旋塗等沈積技術來實施犧牲材料之沈積。

程序80在方塊86處以形成諸如一支撐柱18之一支撐結構而繼續。形成支撐柱18可包含：圖案化犧牲層25以形成一支撐結構孔隙，然後使用諸如PVD、PECVD、熱CVD或旋塗之一沈積方法將一材料(諸如一聚合物或一無機材料，如氧化矽)沈積至該孔隙中以形成支撐柱18。在某些實施方案中，形成於犧牲層中之支撐結構孔隙可延伸穿過犧牲層25及光學堆疊16兩者至下伏基板20，以使得支撐柱18之下部段接觸基板20。另一選擇係，如圖4C中所繪示，形成於犧牲層25中之孔隙可延伸穿過犧牲層25，但未穿過光學堆疊16。舉例而言，圖4E 圖解說明支撐柱18之下部端與光學堆疊16之一上部表面接觸。可藉由將一支撐結構材料層沈積於犧性層25上方及圖案化經定位遠離犧牲層25中之孔隙之支撐結構材料之部分來形成支撐柱18或其他支撐結構。支撐結構可定位於孔隙內，如圖4C中所圖解說明，但亦可至少部分在犧牲層25之一部分上方延伸。如上文所述，對犧牲層25及/或支撐柱18之圖案化可藉由一遮蔽及蝕刻程序執行，但亦可藉由替代圖案化方法執行。

程序80在方塊88處以形成一可移動反射層或隔膜(諸如圖4D中所圖解說明之可移動反射層14)繼續。可藉由採用包含(舉例而言)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、遮蔽及/或蝕刻步驟形成可移動反射層14。可移動反射層14可經圖案成個別且平行條帶，該等條帶舉例而言形成顯示器之行。可移動反射層14可導電，且稱為一導電層。在某些實施方案中，可移動反射層14可包含如圖4D中所展示之複數個子層14a、14b及14c。在某些實施方案中，諸如子層14a及14c之子層中之一或多者可包含針對其光學性質而選擇之高度反射子層，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。在某些實施方案中，機械子層可包含一介電材料。由於犧牲層25仍存在於方塊88處所形成之經部分製作之IMOD顯示元件中，因此可移動反射層14在此階段處通常係不可移動的。含有一犧牲層25之一經部分製作之IMOD顯示元件在本文中亦可稱為一「未釋放」IMOD。

程序80在方塊90處以形成一腔19而繼續。可藉由使犧牲材料25(在方塊84處沈積)曝露於一蝕刻劑來形成腔19。舉例而言，可藉由幹式化學蝕刻(即藉由將犧牲層25曝露於一氣態或汽相蝕刻劑(諸如自固態XeF₂得到之蒸氣)達有效地移除所要材料量之一段時間)來移除一可蝕刻犧牲材料(諸如Mo或非晶Si)。該犧牲材料通常係相對於環繞腔19 之結構而選擇性地移除。亦可使用其他蝕刻方法，諸如濕式蝕刻及/或電漿蝕刻。由於犧牲層25在方塊90期間被移除，因而可移動反射層14通常在此階段之後可移動。在移除犧牲層25之後，所得經完全或部分製作之IMOD顯示元件在本文中可稱為一「經釋放」IMOD。

在某些實施方案中，一EMS組件或器件(諸如一基於IMOD之顯示器)之封裝可包含一背板(另一選擇係稱作一底板、背面玻璃或凹入玻璃)，該背板可經組態以保護EMS組件避免損壞(諸如避免機械干涉或可能有害物質)。背板亦可為廣泛範圍之組件(包含但不限於驅動器電路、處理器、記憶體、互連陣列、蒸汽障壁、產品殼體以及諸如此類)提供結構化支撐。在某些實施方案中，一背板之使用可促進組件之整合且藉此減少一可攜式電子器件之體積、重量及/或製造成本。

圖5A及圖5B係包含一EMS元件陣列36及一背板92之一EMS封裝91之一部分之示意性分解部分透視圖。圖5A經展示為其中背板92之兩個拐角經切除以較佳圖解說明背板92之某些部分，而圖5B經展示為其中無任何拐角被切除。EMS陣列36可包含一基板20、支撐柱18及一可移動層14。在某些實施方案中，EMS陣列36可包含在一透明基板上具有一或多個光學堆疊部分16之一IMOD顯示元件陣列，且可移動層14可實施為一可移動反射層。

背板92可係基本上平面的或可具有至少一個波形表面(例如，背板92可由凹部及/或突出部形成)。背板92可由任何適合材料(無論透明或不透明，導電或絕緣)形成。用於背板92之適合材料包含但不限於玻璃、塑膠、陶瓷、聚合物、壓層、金屬、金屬箔、柯華合金(Kovar)及經電鍍之柯華合金。

如圖5A及圖5B中所示，背板92可包含一或多個背板組件94a及94b，該等背板組件可部分或完全嵌入於背板92中。如圖5A中可見，背板組件94a嵌入於背板92中。如圖5A及圖5B中可見，背板組件94b 安置於形成於背板92之一表面內之一凹部93內。在某些實施方案中，背板組件94a及/或94b可自背板92之一表面突出。儘管背板組件94b安置於面向基板20之背板92之側上，但在其他實施方案中，背板組件可安置於背板92之相對側上。

背板組件94a及/或94b可包含一或多個主動或被動電組件，諸如電晶體、電容器、電感器、電阻器、二極體、開關及/或積體電路(IC)，諸如一經封裝、標準或離散IC。在各種實施方案中可使用之背板組件之其他實例包含天線、電池及感測器(諸如電、觸控、光學或化學感測器)或薄膜沈積器件。

在某些實施方案中，背板組件94a及/或94b可係與EMS陣列36之部分電連通。導電結構(諸如跡線、凸塊、柱或導通孔)可形成於背板92或基板20中之一或兩者上，且可彼此接觸或接觸其他導電組件以在EMS陣列36與背板組件94a及/或94b之間形成電連接。舉例而言，圖5B在背板92上包含一或多個導電通孔96，該等導電通孔可與EMS陣列36內之可移動層14向上延伸之電觸點98對準。在某些實施方案中，背板92亦可包含使背板組件94a及/或94b與EMS陣列36之其他組件電絕緣之一或多個絕緣層。在其中背板92係由透氣材料形成之某些實施方案中，背板92之一內部表面可塗佈有一蒸汽障壁(未展示)。

背板組件94a及94b可包含用於吸收可進入EMS封裝91之任何濕氣之一或多個乾燥劑。在某些實施方案中，一乾燥劑(或其他濕氣吸收材料，諸如一吸氣劑)可與任何其他背板組件分離提供，舉例而言，作為用黏合劑安裝至背板92(或於形成於背板中之一凹部中)之一薄片。另一選擇係，乾燥劑可整合至背板92中。在某些其他實施方案中，乾燥劑可直接或間接應用於其他背板組件上方，舉例而言，藉由噴塗、絲網印刷或任何其他適合方法。

在某些實施方案中，EMS陣列36及/或背板92可包含機械墊高部 97以維持背板組件與顯示元件之間的一距離且藉此防止此等組件之間的機械干涉。在圖5A及圖5B中所圖解說明之實施方案中，機械墊高部97形成為與EMS陣列36之支撐柱18對準之自背板92突出之柱。另一選擇係或另外，機械墊高部(諸如軌或柱)可沿著EMS封裝91之邊緣提供。

儘管圖5A及圖5B中未圖解說明，但提供部分或完全包圍EMS陣列36之一密封。連同背板92及基板20，密封可形成包圍EMS陣列36之一防護腔。密封可係一半密閉式密封，諸如一習用基於環氧樹脂之黏合劑。在某些其他實施方案中，密封可係一密閉式密封，諸如一薄膜金屬銲件或一玻璃料。在某些其他實施方案中，密封可包含聚異丁烯(PIB)、聚胺基甲酸酯、液態旋塗式玻璃、焊料、聚合物、塑膠或其他材料。在某些實施方案中，一加強密封劑可用於形成機械墊高部。

在替代實施方案中，一密封環可包含背板92或基板20中之一或兩者之一延伸件。舉例而言，密封環可包含背板92之一機械延伸件(未展示)。在某些實施方案中，密封環可包含一單獨部件，諸如一O型環或其他環狀部件。

在某些實施方案中，EMS陣列36及背板92在附接或耦合在一起之前單獨形成。舉例而言，基板20之邊緣可附接且密封至背板92之邊緣，如上文所論述。另一選擇係，EMS陣列36及背板92可經形成且接合在一起成為EMS封裝91。在某些其他實施方案中，EMS封裝91可以任何其他適合方式製作，諸如藉由藉助沈積在EMS陣列36上方形成背板92之組件。

圖1之IMOD 12經圖解說明處於僅兩個位置中，其中不在可移動層14與導電吸收體層16之間施加任何電壓之一經鬆弛位置及其中已施加足以使可移動層14抵靠導電吸收體層16塌陷之一電壓之一經致動狀態。然而，一IMOD 12亦可以一多狀態或一類比或近類比方式驅動。 諸如IMOD 12之一EMS器件可基本上充當其中電極中之一者可相對於另一電極移動之一平行板電容器。諸如可移動層14之一可移動電極將移動至在由可移動電極與一固定電極(諸如導電吸收體16)之間的一電壓差所致之靜電力與由於可移動層14自一靜止位置之位移所致之一復原力之間的一平衡位置。在某些實施方案中，可移動層14或類似可移動電極可包含一反射層，且可在本文中交互稱為一反射鏡或一可移動反射鏡。然而，儘管某些實施例可係指一反射鏡或一可移動反射鏡，但將理解，除非另外明確註明，否則對彼等實施方案之闡述未必意欲不包含其中一可移動層可較不反射或以其他方式較不適於作為反射鏡之其他限制。

圖6係展示以一多狀態方式驅動之一IMOD之一實例之一示意性剖面圖。應理解，術語「多狀態」亦可包含以一類比方式驅動一IMOD之概念，特定而言在IMOD可驅動至之可能狀態之數目變得極其大時。陣列驅動器22或另一電壓源可用於在可移動層14與導電吸收體16之間施加小於IMOD 12之一致動電壓之一電壓以便使可移動層14在腔19之一最大高度h與穩定行進範圍 R _S 之端部處之一最小穩定性高度h _S 之間在IMOD 12之一穩定行進範圍 R _S 內移動。在所圖解說明之實施方案中，其中電壓直接施加於可移動層14與導電吸收體16之間，穩定行進範圍 R _S 將係最大間隙高度h之高度之大致三分之一。在施加等於或超過IMOD 12之致動電壓之一電壓時，可移動層14將抵靠導電吸收體層16塌陷。

隨著可移動反射鏡14相對於導電吸收體層16移動，反射鏡14與光學吸收體16之間的間隙19之高度將改變，且由IMOD 12反射之色彩將變化。以一多態方式驅動之一IMOD 12可因此回應於施加一特定電壓而提供一特定色彩回應。此色彩回應可透過選擇用於IMOD 12之組件之特定材料以及在可移動反射鏡14與光學吸收體16之間包含介入層 來部分地控制以在反射鏡14處於一塌陷狀態中時在反射鏡14與光學吸收體16之間維持一所要間隔。

然而，當以一多狀態方式驅動時，IMOD 12之有限穩定行進範圍約束IMOD 12之穩定行進範圍內之可能色彩範圍。在某些實施方案中，舉例而言，在塌陷位置中具有一白色狀態之IMOD 12之設計在接近間隙之底部在IMOD 12之穩定行進範圍外部設置IMOD 12之黑色狀態。更特定而言，IMOD 12之穩定行進範圍可約束可由IMOD 12反射之色彩，且若IMOD 12之穩定行進範圍較大，則在該穩定行進範圍外部之反射鏡14之位置可對應於可由IMOD 12反射之額外色彩。甚至當IMOD 12經設計以具有足夠大以反射所要色彩範圍之一穩定行進範圍時，IMOD 12之製作中之缺陷可在實務中減小IMOD 12之實際穩定行進範圍，且一較大穩定行進範圍將提供增加之可靠性。在某些實施方案中，一IMOD或類似EMS器件之結構可經修改以為一可移動層(諸如一可移動反射鏡)提供一增加之穩定行進範圍。

圖7係展示包含一隔離電極之一多狀態IMOD之另一實例之一實例之一示意性剖面圖。IMOD 100包含由一基板120支撐之一光學吸收體116。如上文所闡述，光學吸收體116可充當如所示之一固定電極，或可毗鄰形成一固定電極之一部分之另一導電層形成。一可移動層130藉由具有一最大高度h之一間隙119與光學吸收體116分離。可移動層130包含安置於與光學吸收體116相對之可移動層130之側上之一驅動電極160，一介電層150及安置於與驅動電極160相對之介電層150之側上之一隔離電極140。隔離電極140可充當IMOD 100中之一反射鏡或反射層，類似於圖1及圖6之IMOD 12之反射體14。

可在某些實施方案中係一陣列驅動器及相關聯電路之一電壓源122與驅動電極160及光學吸收體116電連通且可在驅動電極160與光學吸收體116之間施加一電壓以相對於光學吸收體116控制可移動層130 之位置及改變由IMOD 100反射之色彩。與圖1及圖6之IMOD 12之反射體14不同，隔離電極140不與電壓源122或其他陣列驅動器電路電連通。電壓源122及相關聯電路經組態以施加多個離散驅動電壓以按一多狀態、近類比或類比方式驅動IMOD 100，與上文所闡述雙穩定操作相反。

由於隔離或「浮動」電極140安置於驅動電極160與光學吸收體116之間，因此IMOD 100不再表現為具有作為電容器板之驅動電極160及光學吸收體116之一單個電容器，而是表現為彼此串聯之兩個電容器。由於上述情形，反射鏡之穩定行進範圍實質上增加，當以一多狀態方式驅動時顯著增加可由IMOD 100反射之色彩之範圍。在某些實施方案中，介電層150之厚度經挑選以使得可移動層130之有效穩定行進範圍係驅動電極160與光學吸收體116之間的電距離之大致1/3。當介電層150之厚度係足夠大時，可移動層130之穩定行進範圍可增加至初始間隙距離之大致60%。然而，可移動層130中之差異或缺陷可在達到一理想穩定行進範圍R _I 之一理論端之前限制可移動層130之穩定行進範圍。在其他實施方案中，串聯電容器可實施於與陣列驅動器122相關聯之電路內之一驅動薄膜電晶體，而非實施於可移動層130自身內。

在某些實施方案中，如上文所提及，IMOD 100之穩定範圍可並非因在由於在間隙119之剩餘部分內缺少穩定位置而在一理想穩定行進範圍R _I 之一理論端處可移動層130抵靠光學吸收體116塌陷而是由於可移動層130之傾斜或旋轉不穩定性而終止。由於製造缺陷，可移動層130可經稍微不對稱支撐，其中可移動層130之一個側處之復原力大於可移動層130之另一側之復原力。隨著可移動層130行進超過穿過間隙之路徑之大致60%之一點，其中間隙119減少至最小穩定性高度h _s ，復原力之此不平衡導致反射鏡之一初始傾斜。最小穩定性高度hs在一 例項穩定行進範圍R _I 內，但實際穩定行進範圍R _S 在實務上小於理想穩定行進範圍R _I 。可移動層130中之此傾斜促使最接近於光學吸收體116之隔離電極140之部分上之額外電荷累積，使可移動層130之彼邊緣抵靠光學吸收體116塌陷。

在某些實施方案中，電荷累積之累加效應可藉由約束可移動層內之電荷之累積而最小化或控制。特定而言，藉由將浮動電極分段成複數個經隔離電極分段，可抑制彼等分段之間的電荷流動，增加一EMS器件(諸如一IMOD)之穩定行進範圍。

圖8A係展示其中一隔離電極分離成多個經隔離電極分段之一多狀態IMOD之另一實例之一實例之一示意性剖面圖。圖8A之IMOD 200類似於圖1之IMOD 100，且包含由一基板202支撐且藉由具有一最大高度h之一間隙219與諸如反射鏡230之一可移動層間隔開之一光學吸收體216。反射鏡230包含多個經隔離電極分段240a及240b以及定位於與經隔離電極分段240a及240b相反之一介電層250之側上之一驅動電極260。諸如下伏介電層252之額外介電材料可在電極分段240a及240b下方及其之間延伸，以便確保電極分段240a及240b保持彼此以及與IMOD 200之其他導電組件電隔離。諸如一陣列驅動器及相關聯電路之一電壓源222可用於在驅動電極260及光學吸收體216之間施加一電壓。如上文所論述，一陣列驅動器及相關聯電路可與一處理器通信，允許處理器經由陣列驅動器及相關聯電路與驅動電極260及光學吸收體216中之每一者通信。

圖8B係沿著圖8A之線8B-8B截取之圖8A之多狀態IMOD之可移動層之一剖面圖。可見反射鏡230包含藉由介電材料250之部分彼此分離之四個對稱電極分段240a至240d。特定而言，電極分段係沿著反射鏡220之兩個垂直旋轉軸分段。介電材料252之一條帶254分別將電極分段240a及240b與電極分段240c及240d隔離。類似地，介電材料252之 一條帶256分別將電極分段240a及240c與電極分段240b及240d隔離。條帶254及256通常如所圖解說明彼此垂直以便沿著兩個垂直旋轉軸分段浮動電極。介電材料之一外區段245圍繞電極分段240a至240d之外邊緣延伸以完全囊封電極分段240a至240d。

將一浮動電極分解成圖2A及圖2B所圖解說明之IMOD 200之多個電極分段240a至240d增加反射鏡230之穩定行進範圍R _S 。當與圖7中所示之IMOD 100之最小穩定性高度h _S 相比時，傾斜不穩定性致使反射鏡230之塌陷之最小穩定性高度h _S 較接近於光學吸收體216。如上文所註明，反射鏡230之穩定行進範圍R _S 之此增加歸因於電極分段240a至240d彼此隔離。圖8A中可見，反射鏡230之實際穩定行進範圍R _S 比IMOD 100之反射鏡130之穩定行進範圍(參見圖7)更接近於理想穩定行進範圍R _I 。

當反射鏡230開始傾斜時，經隔離電極分段240a至240d中之兩者將較接近於光學吸收體216定位，且經隔離電極分段240a至240d中之兩者將距光學吸收體216更遠定位。將移位至最接近於光學吸收體216之電極分段240a至240d之外邊緣之電荷之量小於若隔離電極係一單個電極則將移位至一隔離電極之外邊緣之電荷之量。在某些實施方案中，將移位至最接近於光學吸收體216之電極分段240a至240d之外邊緣之電荷之量可係若隔離電極係一單個電極則將移位至一隔離電極之外邊緣之電荷的大約一半。將移位至一分段電極之外邊緣之確切電荷量可在不同實施方案中變化，且可由於一傾斜電極中之電荷之非線性電容分佈而稍微大於一半，但然而將比在一未分段電極中顯著小。電荷累積之此劃分由於未向下傾斜之反射鏡230之側上之較遠電極分段上之電荷無法移動穿過分離之介電材料254或256而發生。相反，未向下傾斜之反射鏡230之側上之電極分段中之電荷將累積於毗鄰分離之介電材料254或256之此等更遠電極分段之一內邊緣上。電極分段240a 至240d因此提供用於抑制反射鏡230內之電荷之一不平衡累積以增加反射鏡230之一穩定位置範圍之一構件。

由於此等內邊緣自向下且朝向光學吸收體216傾斜之反射鏡230之邊緣偏移，由於較遠電極分段之邊緣上之電荷累積而由靜電吸引所引起之旋轉力矩將不如若隔離電極係一連續結構所引起之旋轉力矩一樣大。較小旋轉力矩歸因於較遠電極分段上之電荷累積之位置與反射鏡250之傾斜或旋轉軸之間的較短距離。在所圖解說明之實施方案中，其中浮動電極經劃分成四個大體對稱電極分段240a至240d，較遠電極分段對上之電荷累積可施加在極其接近於反射鏡230之旋轉軸之點處起作用之一力，且因此幾乎不對反射鏡230施加旋轉力矩。

由於可由於使反射鏡230傾斜而移位之電荷受電極分段240a至240d之分段約束，因此IMOD 200之反射鏡230之穩定行進範圍R _S 增加至最高間隙高度h之大致80%。針對一給定IMOD設計，當與包含諸如圖7中所示之IMOD 100之電極140之連續浮動電極之相同設計相比時，一浮動電極之分段可顯著增加可由IMOD 200反射之色彩之範圍。

經隔離電極分段及周圍介電材料經設計及製作以確保電極分段之電隔離。若電極分段未經良好絕緣，且電荷隨時間累積於電極分段上，則EMS器件之操作將受影響。由於電極分段之隔離，在某些實施方案中，所累積電荷可難以或不可能移除。

圖9A至圖9D係製作具有經隔離電極分段之一多狀態IMOD之一程序之各種階段之剖面圖解說明。圖10係圖解說明用於具有經隔離電極分段之一類比IMOD之一製作程序(其可包含圖9A至圖9D中所圖解說明之階段)之一流程圖。在某些實施方案中，製作程序亦可包含關於圖4A至圖4C所圖解說明及闡述之階段。

製作程序400在一方塊405處開始，其中在一犧牲層上方形成至 少一第一介電層。如圖9A中可見，一導電吸收體層316形成於一基板302上方，一犧牲層325形成於導電吸收體層316上方且一第一介電層352形成於犧牲層325上方。

如上文關於圖4A至圖4C所論述，導電吸收體層316不需係一單個層，但可替代地包含一光學吸收體層及一導電層，且額外光學層可在形成犧牲層325之前形成於導電吸收體層316上。圖9A中未展示之額外組件亦可在形成犧牲層325之前形成，諸如導電匯流排結構或遮罩或屏蔽結構。舉例而言，導電吸收體層316可經圖案化以在形成犧牲材料325之前形成條帶電極且犧牲層可類似地經圖案化以在沈積上覆層之前形成用於支撐結構(圖9A中未展示)之孔隙，如關於圖4C所闡述。

在某些實施方案中，第一介電層352可包含一個以上層，且介電層352中之層或若干層之材料及厚度可針對其光學性質選擇。在其他實施方案中，諸如當一非光學EMS器件形成時，導電吸收體層316可替換為一不透明材料，且介電層352之光學性質可不重要。

在IMOD或其他光學EMS器件之某些實施方案中，第一介電層352可係形成於犧牲層325上方之一離散介電層堆疊，儘管為便利起見稱為一「層」且在圖8A、圖9A及貫穿本說明書別處中圖解說明為一單個層。舉例而言，第一介電層352可在某些實施方案中係包含形成於犧牲層325上方之一第一介電子層且包含具有一高折射率之一材料，後續接著一第二介電子層形成於第一介電子層上方且包含具有低於形成該第一介電子層之材料之一折射率之另一材料。較低折射率介電子層可具有低於較高折射率介電子層之色散之一色散。在某些實施方案中，較高折射率介電子層可包含諸如二氧化鈦(TiO₂)、二氧化鋯(ZrO₂)或氧化釹(Nb₂O₅)之一材料，但亦可使用其他介電材料。類似地，在某些實施方案中，較低折射率介電子層可包含諸如二氧化矽 (SiO₂)或氮氧化矽(SiON)之一材料。

在某些實施方案中，第一介電層352可包含經組態以使得干涉式調變器能夠在包含第一介電層352之一可移動層抵靠諸如導電吸收體層316之一固定電極塌陷時反射一白色色彩之一介電堆疊，且干涉式調變器經組態以在可移動層維持處於穩定位置範圍內之至少一個位置中時顯現黑色。

在一項特定實施方案中，第一介電層352可包含形成於犧牲層325上方且包含厚度大致21nm之一TiO₂層之一第一介電子層，及形成於該第一介電子層上方且包含厚度大致80nm之一SiON層之一第二介電子層。在另一特定實施方案中，第一介電層352可包含形成於犧牲層325上方且包含厚度大致31nm之一TiO₂層之一第一介電子層，及形成於該第一介電子層且包含厚度大致72nm之一SiON層之一第二介電子層。在其他特定實施方案中，其他材料及/或其他厚度可用於在第一介電層352內形成介電子層且第一介電層352中可包含任何適當數目個子層。

在其他實施方案中，形成第一介電層352之層堆疊中之介電子層之次序可顛倒，以使得由較高折射率材料形成之介電子層可在由較低折射率材料形成之介電子層之後形成且形成於其上方，以使得較高折射率材料將較接近於一隨後沈積分段電極及/或反射體。

製作程序400然後移動至一方塊410，其中在第一介電層上方形成一第一電極層。如圖9A中亦可見，一第一電極層340形成於第一介電層352上方。第一電極層340可充當一多狀態IMOD中之反射鏡，且第一電極層340之材料及厚度可部分地依據電極層340之反射率挑選。在某些實施方案中，電極層340可包含一鋁(Al)層或一鋁合金。然而，如上文所註明，在一非光學EMS器件中，電極層340之反射率可非相關的，且可使用一較不反射之材料。

製作程序400然後移動至一方塊415，其中第一電極層經圖案化以形成複數個經隔離電極分段。如圖9B中可見，第一電極層340已經圖案化以形成至少經隔離電分段340a及340b。在某些實施方案中，第一電極層340經圖案化以形成四個對稱經隔離電極分段，諸如所製作之用於每一多狀態IMOD元件之經隔離電分段340a及340b。然而，在其他實施方案中，可形成其他數目及形狀之經隔離電分段。增加經隔離電分段之數目超過四個可增加可移動層在成品IMOD中之穩定行進範圍。然而，經隔離電分段之數目之進一步增加將由於經隔離電分段之間的額外切口而減少經隔離電分段所覆蓋之總面積，增加IMOD之致動電壓且減少反射鏡之填充因子。

製作程序400然後移動至一方塊420，其中在該複數個經隔離電極分段上方形成一第二介電層。如圖9B中亦可見，第二介電層350在經隔離電分段340a及340b上方延伸，且結合第一介電層352環繞經隔離電分段340a及340b。經隔離電分段340a及340b因此在所有側上由介電材料環繞，該介電材料填充諸如在經隔離電分段340a與340b之間的區356之區。在所圖解說明實施方案中，第二介電層350之上表面經展示為平面，但在某些實施方案中，第二介電層350可在下伏經隔離電分段340a及340b上方保形。第二介電層350及任何上覆層之形狀可基於用於形成第二介電層350之材料及沈積程序變化。如上文關於第一介電層352所論述，第二介電層350可在某些實施方案中亦包含一層堆疊，且為便利及清晰起見經圖解說明及闡述為一單個層。

製作程序400然後移動至一方塊425，其中在第二介電層上方形成一第二電極層。如圖9C中可見，第二電極層360之厚度可類似於經圖案化以形成經隔離電分段340a及340b之第一電極層340。藉助由與第一電極層340相同之材料且以與第一電極層340大致相同之厚度形成第二介電層360，可歸因於沈積條件或溫度之改變的電極層340及360 內之應力可大體彼此平衡且防止可移動層之非所要撓曲。在某些實施方案中，具與用於形成介電層352之層或若干層相同之厚度且由與其相同之材料形成之額外層(未展示)可形成於第二電極層360上方，以提供額外對稱性及應力平衡。

隨後至圖10中所圖解說明之方塊，可執行一釋放蝕刻以移除犧牲層並釋放IMOD。圖9D展示在執行一釋放蝕刻以移除犧牲層325(見圖9C)以形成一腔319之後的IMOD 300。

第一介電層352、第二介電層350及第二電極層360可已先前經圖案化(未展示)以促進可移動層或反射鏡330朝向導電吸收體316之移動及將毗鄰IMOD 300彼此電隔離。在某些實施方案中，一或多個此等層可在沈積任何上覆層之前經圖案化，而在其他實施方案中，此等層可在形成第二電極層360及任何上覆層之後經由一或多個蝕刻程序圖案化。在某些實施方案中，可移動層330可經圖案化以形成沿著IMOD 300之一列或行延伸而連接之條帶，且可包含額外橫向切口以促進當可移動層330以靜電方式向下拉動時可移動層330之至少經隔離電分段340a及340b保持處於實質上平行於導電吸收體層316之一位置中。在其他實施方案中，可移動層330可經圖案化以形成支撐包含經隔離電分段340a及340b之可移動層330之部分之材料繫鏈或條帶

圖11係經圖案化以包含支撐臂之一可移動層之一實例之一剖面圖。可見，在一剖面圖中展示延伸穿過經隔離電極分段540a至540d之可移動層530已經圖案化以包含自包含經隔離電極分段540a至540d之一中心區542之每一側延伸之一支撐臂570。每一支撐臂570經由一連接區572沿著中心區542之一側與中心區542接觸。每一支撐臂570亦大體平行於支撐臂570附接至之中心區542之側延伸。舉例而言，支撐臂570之端574可與支撐結構(未展示)接觸以使可移動層530懸置於一導電吸收體層上方。儘管在圖11之剖面圖中不可見，但可移動層530亦 包含與經隔離電極分段電隔離之一驅動電極。驅動電極可經由(舉例而言)用於形成沿著支撐臂570中之至少一者延伸之驅動電極之相同金屬層之一連續部分來與一陣列驅動器及相關聯電路電連接。

在某些實施方案中，EMS器件結構之結構可結合上文所論述之實施方式以其他方式修改以增加EMS器件之穩定行進範圍。在其他實施方案中，下伏於一可移動層之一固定電極之區域可減少以便使可由可移動層之一端處之電荷之累積所引起之傾斜力矩最小化。若固定電極經製成較小而仍保持實質上居中，則由電荷累積所引起之一傾斜力矩之量值可藉由確保力在較接近於傾斜軸之可移動層之一點處起作用而減小。然而，電極大小之此減少可增加致動反射鏡所需之電壓，如上文所論述，且因此表示增加穩定性範圍與驅動器件所需之增加電力消耗之間的一折衷。

分段一電極可用於每當彼電極引向另一導電層時增加彼電極或包含此一電極之一可移動層之一穩定行進範圍。在其他實施方案中，舉例而言，可提供一個三端EMS器件，其可包含(舉例而言)兩個電極，該兩個電極經組態以使一EMS器件之可移動層沿相反方向靜電位移，此可以增加EMS器件之設計及/或操作之複雜性為代價增加EMS器件之穩定行進範圍。在一個三端EMS器件中，在由其他電極形成之一電場內之一浮動電極之分段可因此類似地防止由於浮動電極上之不平衡電荷累積所致之傾斜。

本文中所闡述之實施方案之其他修改方案及其組合亦係可能的。舉例而言，某些實施方案可包含一分段浮動電極以及一較小固定電極以進一步增加一EMS器件之穩定行進範圍。在某些實施方案中，減小固定電極之大小可減小光學吸收體之大小，此繼而減小可在EMS器件係諸如一干涉式調變器之一顯示元件時減小EMS器件之光學作用區域之大小。在一進一步實施方案中，固定電極之大小可藉由將光學 吸收體分段成與驅動電路及組件電連通之一電作用內部區域及與電作用內部區域電隔離之一電非作用外部區域而在不實質上減小顯示器之光學作用區域之情況下減小。藉由提供一分段光學吸收體，可減小固定電極之大小來以增加致動電壓為代價減小一傾斜力矩，同時光學吸收體之總面積可與分段電極之總面積係實質上相同大小以使顯示元件之光學作用區域之一減小最小化。在其他此等實施方案中，該固定電極可係與該光學吸收體分離之一組件，且可配置於光學吸收體層上方或下方且與光學吸收體電隔離。

舉例而言，圖12A係展示其中一光學吸收體經分離成多個經隔離電極分段之一類比IMOD之另一實例之一實例之一示意性剖面圖。圖12A之類比IMOD 600包含由一基板602支撐且包含一第一驅動電極612及一分段光學吸收體(其包含經隔離光學吸收體分段618a及618b)之一光學堆疊610。一第一介電層615將第一驅動電極612與經隔離光學吸收體分段618a及618b電隔離，且上覆經隔離光學吸收體分段618a及618b之一第二介電層620覆蓋經隔離光學吸收體分段618a及618b之頂部及側，確保經隔離光學吸收體分段618a及618b之電隔離。

圖12A之類比IMOD 600亦包含一可移動層630。如所圖解說明，可移動層630包含一第二驅動電極640、可由如上文所論述之一介電材料形成之一支撐層650，及在支撐層650之相對側上作為驅動電極之一額外層660。與圖7中所繪示之實施方案相比，舉例而言，第二驅動電極640不必與額外層660電隔離，此可在類比IMOD 600中起到一主要機械功能。在某些實施方案中，額外層660可包含與第二驅動電極640實質上相同之材料及厚度，且可用於平衡可移動層630中之應力以控制可移動層630之變形。

圖12A之類比IMOD 600亦包含一可移動層630。如所圖解說明，可移動層630包含一第二驅動電極640、可由如上文所論述之一介電材 料形成之一支撐層650，及在支撐層650之相對側上作為驅動電極之一額外層660。與圖7之實施方案相比，驅動電極640不必與額外層660電隔離，此可在類比IMOD 600中起到一主要機械功能。在某些實施方案中，額外層660可包括與驅動電極640實質上相同材料及厚度，且可用於平衡可移動層630中之應力以控制可移動層630之變形。

在某些實施方案中，一陣列驅動器622在第一驅動電極612與第二驅動電極640之間施加一電壓。如關於先前實施方案所論述，包含呈光學吸收體之形式之一浮動電極增加可移動層之穩定行進範圍，且圖案化浮動電極以形成經隔離光學吸收體分段618a及618b將可移動層630之穩定行進範圍進一步增加至甚至較接近於理想穩定行進範圍R _I 之一穩定行進範圍R _S 。特定而言，藉由將浮動電極圖案化成經隔離光學吸收體分段618a及618b，可累積於浮動電極之邊緣處之電荷之量減少。此繼而使可在可移動層630之邊緣上起作用之靜電力之局部增加最小化，在傾斜不穩定性導致可移動層抵靠光學堆疊610塌陷之前增加穩定行進範圍。

圖12B係圖12A之類比IMOD之實例性光學吸收體之一剖面圖。圖12B中可見，光學吸收體已經圖案化以形成四個經電隔離光學吸收體分段618a、618b、618c及618d。用來自第二介電層620之介電材料填充一間隙617a分別將電極分段240a及240b與電極分段240c及240d隔離。類似地，用來自第二介電層620之介電材料填充之一間隙617b將電極分段240a及240c與電極分段240b及240d隔離。為維持一填充因子儘可能大，可使間隙617a及617b之寬度儘可能小同時仍維持經隔離光學吸收體分段618a、618b、618c及618d之間的電隔離。在某些實施方案中，間隙617a及617b可係3um寬，但具有較大或較小寬度之間隙亦可使用，取決於所使用之製作程序及材料。來自第二介電層620之介電材料亦可圍繞經隔離光學吸收體分段618a、618b、618c及618d之邊 緣延伸，以增加經隔離光學吸收體分段618a、618b、618c及618d之電隔離。

圖13A至圖13C係製作具有包含經隔離電極分段之一光學吸收體之一類比IMOD之一實例性程序中之各種階段之剖面圖解說明。在圖13A中，一第一驅動電極層已形成於一基板602上且經圖案化以形成一或多個驅動電極612。如上文所論述，驅動電極612可在某些實施方案中包含一實質上透明厚度之一導電氧化物(諸如ITO)，但亦可使用其他材料。

在圖13B中，一第一介電層615已形成於驅動電極612上方，且一光學吸收體層616已形成於第一介電層615上方。由於第一介電層615位於驅動電極612與光學吸收體層616之間，因此光學吸收體層616將與驅動電極612電隔離且可充當一浮動電極。在一替代實施方案(未展示)中，第一驅動電極612可形成於與光學吸收體層616相對之基板602之側上，且基板602自身可用於將光學吸收體層616與第一驅動電極612電隔離。

在圖13C中，光學吸收體層616已經圖案化以形成經隔離光學吸收體分段618a及618b。在所圖解說明之實施方案中，光學吸收體層616已經圖案化以藉由形成延伸至頁中且將經隔離光學吸收體分段618a與經隔離光學吸收體分段618b分離之一個間隙617b及大體垂直於間隙617b延伸之一第二間隙(未展示，參見圖12B之間隙617a)來形成四個經隔離光學吸收體分段。如上文所論述，光學吸收體層616可在其他實施方案中經圖案化以形成其他圖案，具有較大或較小數目個經隔離光學吸收體分段。在圖案化光學吸收體層616之後，一第二介電層620已形成於經隔離光學吸收體分段618a及618b上方，填充其之間的間隙617b且在經隔離光學吸收體分段618a及618b之頂部及外部邊緣上方延伸以提供與一EMS器件之毗鄰或上覆組件(未展示)之電隔離。

如上文所論述，若間隙617a及617b經製成儘可能窄，則光學吸收體分段618a、618b、618c及618d之彙總大小可製成儘可能大，增加其中一反射層與一光學吸收體間隔開之類比IMOD 600之光學作用區域。圖14A及圖14B係製作增加包含經隔離電極分段之一光學吸收體之填充因子之一類別IMOD之一實例性程序中之額外階段之剖面圖解說明。圖14A及圖14B中所繪示之程序可在圖13A至圖13C中所圖解說明之階段之後繼續。在圖14A中，可見，一光學吸收體材料層724已沈積於第二介電層620上方。層724可包含光學吸收體層616中所使用之相同材料。

在圖14B中，光學吸收體材料層724已經圖案化以形成延伸至頁中之光學吸收體材料之一條帶726b及大體垂直於光學吸收體條帶726b延伸之一條帶726a(未展示，參見圖15)以形成一十字形狀光學吸收體726(參見圖15)。

圖15係圖14B之類比IMOD之實例性光學吸收體之一剖面圖。圖15中可見，光學吸收體條帶726a上覆間隙617a且與其對準，間隙617a將電極分段240a及240b與電極分段240c及240d隔離，且光學吸收體條帶726b上覆間隙617b且與其對準，間隙617b將電極分段240a及240c與電極分段240b及240d隔離。儘管光學吸收體條帶726a及726b在圖14B及圖15中經圖解說明為寬於其上覆之間隙617a及617b，但光學吸收體條帶726a及726b可在某些實施方案中與間隙617a及617b實質上相同寬度，或可具有厚於間隙617a及617b之一寬度。

藉由在經隔離光學吸收體分段618a、618b、618c及618d與額外經隔離光學吸收體區段726之間形成第二介電層620，可提供呈現實質上連續之一光學吸收體同時維持各種光學吸收體組件之間的電隔離。特定而言，經隔離光學吸收體分段618a、618b、618c及618d之間的間隙617a及617b可由額外經隔離光學吸收體區段726部分或完全遮蔽，以 使得各種光學吸收體部分在自大體正交於基板602之一方向觀看時似乎係一單個光學吸收體。

圖16係圖解說明用於具有包含經隔離電極分段之一光學吸收體之一類比IMOD之一製作程序之一流程圖，該流程圖可包含圖13A至圖13C中所圖解說明之階段。在某些實施方案中，製作程序亦可包含關於圖13A至圖14B所圖解說明及闡述之階段。

在製作程序800之方塊805中，在一基板上方形成指示一第一電極。如上文關於圖13A所論述，第一電極可在某些實施方案中包含一透明導電體，諸如ITO，或另一透明導電氧化物。

在製作程序800之方塊810中，在第一電極上方形成一第一介電層。在製作程序800之方塊圖815，在第一介電層上方形成一光學吸收體層。如關於圖13B所論述，第一介電層在第一電極與光學吸收體材料之間電隔離，以使得光學吸收體材料可形成一浮動電極之一部分。

在製作程序800之方塊820中，光學吸收體層經圖案化以形成經隔離電極分段。在某些實施方案中，可形成兩個垂直間隙，形成類似大小及形狀之四個大體矩形經隔離電極分段。然而，在某些其他實施方案中，可形成經隔離電極分段之其他圖案，此乃因經隔離電極分段之較大數目可提供一可移動層之傾斜穩定性之進一步增加，增加可移動層之穩定行進範圍同時減小顯示器之填充因子。

在製作程序800之方塊825中，在由經圖案化光學吸收體材料形成之經隔離電極分段上方形成一第二介電層。如關於圖13C所論述，第二介電層可覆蓋經隔離電極分段且填充經隔離電極分段之間的間隙，將該等經隔離電極分段與額外組件及與彼此兩者電隔離。

如上文所註明，製作程序800可包含圖16之流程圖中未繪示之額外處理階段。舉例而言，可在第二介電層上方形成經定尺寸上覆在於方塊820處形成之經隔離電極分段之間的間隙之一額外光學吸收體結 構，且可在額外光學吸收體結構上方形成一第三介電層。

圖17A及圖17B係圖解說明包含複數個IMOD顯示元件之一顯示器件40之系統方塊圖。顯示器件40可係(舉例而言)一智慧型電話、一蜂巢式電話或行動電話。然而，顯示器件40之相同組件或其稍微變化形式亦圖解說明諸如電視機、電腦、平板電腦、電子閱讀器、手持式器件及可攜式媒體器件等各種類型之顯示器件。

顯示器件40包含一殼體41、一顯示器30、一天線43、一揚聲器45、一輸入器件48及一麥克風46。殼體41可由各種製造程序(包含注入模製及真空成形)中之任一者形成。另外，殼體41可由各種材料中之任一者製成，該等材料包含但不限於：塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其一組合。殼體41可包含可移除部分(未展示)，該等可移除部分可與具有不同色彩或含有不同標誌、圖片或符號之其他可移除部分互換。

顯示器30可係各種顯示器中之任一者，包含一雙穩態顯示器或類比顯示器，如本文中所闡述。顯示器30亦可經組態以包含一平板顯示器，諸如電漿顯示器、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD，或一非平板顯示器，諸如一CRT或其他映像管器件。另外，顯示器30可包含一基於IMOD之顯示器，如本文中所闡述。

在圖17B中示意性地圖解說明顯示器件40之組件。顯示器件40包含一殼體41，且可包含至少部分地封圍於其中之額外組件。舉例而言，顯示器件40包含一網路介面27，網路介面27包含可耦合至一收發器47之一天線43。網路介面27可係可在顯示器件40上顯示之影像資料之一源。因此，網路介面27係一影像源模組之一項實例，但處理器21及輸入器件48亦可充當一影像源模組。收發器47連接至一處理器21，處理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節一信號(例如，濾波或以其他方式操縱一信號)。調節硬體52可連接至一揚聲器 45及一麥克風46。處理器21亦可連接至一輸入器件48及一驅動器控制器29。驅動器控制器29可耦合至一圖框緩衝器28且耦合至一陣列驅動器22，該陣列驅動器22又可耦合至一顯示器陣列30。顯示器件40中之一或多個元件，包含圖17A中未具體繪示之元件，可經組態以充當一記憶體器件且經組態以與處理器21通信。在某些實施方案中，一電源供應器50可將電力提供至特定顯示器件40設計之實質上所有組件。

網路介面27包含天線43及收發器47，以使顯示器件40可經由一網路與一或多個器件進行通信。網路介面27亦可具有某些處理能力以減輕(舉例而言)處理器21之資料處理要求。天線43可傳輸及接收信號。在某些實施方案中，天線43傳輸並接收根據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、n及其進一步實施方案)之RF信號。在某些其他實施方案中，天線43根據Bluetooth®標準傳輸及接收RF信號。在一蜂巢式電話之情形中，天線43可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)、地面中繼式無線電(TETRA)、寬頻-CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修訂版A、EV-DO修訂版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)、演進式高速封包存取(HSPA+)、長期演進(LTE)、AMPS或用於在一無線網路內(諸如利用3G、4G或5G技術之一系統)內通信之其他已知信號。收發器47可預處理自天線43接收之信號，以使得其可由處理器21接收並進一步操縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號，以使得可經由天線43自顯示器件40傳輸該等信號。

在某些實施方案中，可由一接收器來替換收發器47。另外，在某些實施方案中，可由一影像源來替換網路介面27，該影像源可儲存 或產生待發送至處理器21之影像資料。處理器21可控制顯示器件40之總體操作。處理器21自網路介面27或一影像源接收資料(諸如經壓縮影像資料)，且將該資料處理成原始影像資料或處理成容易被處理成原始影像資料之一格式。處理器21可將經處理之資料發送至驅動器控制器29或發送至圖框緩衝器28以供儲存。原始資料通常係指識別一影像內之每一位置處之影像特性之資訊。舉例而言，此等影像特性可包含色彩、飽和度及灰度位準。

處理器21可包含一微控制器、CPU或邏輯單元以控制顯示器件40之操作。調節硬體52可包含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。調節硬體52可係顯示器件40內之離散組件，或可併入處理器21或其他組件內。

驅動器控制器29可直接自處理器21或自圖框緩衝器28獲取由處理器21產生之原始影像資料，並可適當地將原始影像資料重新格式化以供高速傳輸至陣列驅動器22。在某些實施方案中，驅動器控制器29可將原始影像資料重新格式化成具有一光柵狀格式之一資料流，以使其具有適合於跨越顯示器陣列30進行掃描之一時間次序。然後，驅動器控制器29將經格式化之資訊發送至陣列驅動器22。儘管一驅動器控制器29(諸如一LCD控制器)常常作為一獨立式積體電路(IC)與系統處理器21相關聯，但此等控制器可以諸多方式實施。舉例而言，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中或以硬體形式與陣列驅動器22完全整合在一起。

陣列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化資訊且可將視訊資料重新格式化成一組平行波形，該組平行波形每秒多次地施加至來自顯示元件之x-y顯示元件矩陣之數百條且有時數千條(或更多)引線。

在某些實施方案中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示器 陣列30適用於本文中所闡述之顯示器類型中之任一者。舉例而言，驅動器控制器29可係一習用顯示器控制器或一雙穩態顯示器控制器(諸如一IMOD顯示元件控制器)。另外，陣列驅動器22可係一習用驅動器或一雙穩態顯示器驅動器(諸如一IMOD顯示元件驅動器)。此外，顯示器陣列30可係一習用顯示器陣列或一雙穩態顯示器陣列(諸如，包含一IMOD顯示元件陣列之一顯示器)。在某些實施方案中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合。此一實施方案在高度整合系統(舉例而言，行動電話、可攜式電子器件、手錶或小面積顯示器)中可係有用的。

在某些實施方案中，輸入器件48可經組態以允許(舉例而言)一使用者控制顯示器件40之操作。輸入器件48可包含一小鍵盤(諸如一QWERTY鍵盤或一電話小鍵盤)、一按鈕、一開關、一搖桿、一觸敏螢幕、與顯示器陣列30整合在一起之一觸敏螢幕、或一壓敏或熱敏隔膜。麥克風46可經組態而作為顯示器件40之一輸入器件。在某些實施方案中，可使用透過麥克風46之語音命令來控制顯示器件40之操作。

電源供應器50可包含各種能量儲存器件。舉例而言，電源供應器50可係一可再充電蓄電池，諸如一鎳鎘蓄電池或一鋰離子蓄電池。在使用一可再充電式蓄電池之實施方案中，該可再充電式蓄電池可係可使用來自(舉例而言)一壁式插座或一光伏打器件或陣列之電力充電的。另一選擇係，該可再充電蓄電池可無線充電。電源供應器50亦可係一可再生能量源、一電容器或一太陽能電池，包含塑膠太陽能電池或太陽能電池塗料。電源供應器50亦可經組態以自一壁式插座接收電力。

在某些實施方案中，控制可程式化性駐存於驅動器控制器29中，該驅動器控制器可位於電子顯示系統中之數個地方中。在某些其他實施方案中，控制可程式化性駐存於陣列驅動器22中。上文所闡述 之最佳化可以任一數目之硬體及/或軟體組件實施且可以各種組態實施。

如本文中所使用，關於一系列物項「中之至少一者」之一片語係指彼等物項之任何組合，包含單個部件。作為一實例，「以下各項中之至少一者：a、b或c」意欲涵蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c。

可將結合本文中所揭示之實施方案闡述之各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。已就功能性大致闡述硬體與軟體之可交換性且在上文所闡述之各說明性組件、方塊、模組、電路及步驟中圖解說明。此功能性係以硬體或是軟體實施取決於特定應用及強加於整個系統之設計約束。

可藉助一通用單晶片或多晶片處理器、一數位信號處理器(DSP)、一特殊應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或經設計以執行本文中所闡述之功能之其任一組合來實施或執行用於實施結合本文中所揭示之態樣所闡述之各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置。一通用處理器可係一微處理器或任一習用處理器、控制器、微控制器或狀態機。一處理器亦可實施為計算器件之一組合，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一其他此類組態。在某些實施方案中，可藉由特定用於一給定功能之電路來執行特定步驟及方法。

在一或多項態樣中，可以硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(包含本說明書中所揭示之結構及其結構等效物)或其任一組合來實施所闡述之功能。亦可將本說明書中所闡述之標的物之實施方案實施為一或多個電腦程式，亦即，編碼於一電腦儲存媒體上供資料處理裝 置執行或用以控制資料處理裝置之操作之一或多個電腦程式指令模組。

若以軟體實施，則該等功能可儲存於一電腦可讀媒體上或作為一電腦可讀媒體上之一或多個指令或碼進行傳輸。可以可駐存於一電腦可讀媒體上之一處理器可執行軟體模組實施本文中所揭示之一方法或演算法之步驟。電腦可讀媒體包含電腦儲存媒體及通信媒體兩者，包含可經啟用以將一電腦程式自一個地方傳送至另一地方之任何媒體。一儲存媒體可係可由一電腦存取之任何可用媒體。藉由實例而非限制之方式，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器件或可用於以指令或資料結構之形式儲存所要程式碼且可由一電腦存取之任何其他媒體。此外，可將任何連接適當地稱作一電腦可讀媒體。如本文中所使用，磁碟及碟片包含光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟片及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式複製資料而光碟藉助雷射以光學方式複製資料。以上各項之組合亦應包含在電腦可讀媒體之範疇內。另外，一方法或演算法之操作可作為之一個或任何程式碼及指令組合或集合而駐存於可併入至一電腦程式產品中之一機器可讀媒體及電腦可讀媒體上。

熟習此項技術者可易於明瞭對本發明中所闡述之實施方案之各種修改，且本文中所定義之一般原理可適用於其他實施方案而不背離本發明之精神或範疇。因此，申請專利範圍並不意欲限於本文中所展示之實施方案，而被授予與本發明、本文中所揭示之原理及發明性特徵相一致之最寬廣範疇。另外，熟習此項技術者應易於瞭解，術語「上部」及「下部」有時係用於便於闡述該等圖，且指示對應於該圖在一適當定向之頁面上之定向之相對位置，且可不反映如所實施之一IMOD顯示元件之適當定向。

亦可將在本說明書中以單獨實施方案之內容脈絡中闡述之某些特徵以組合形式實施於一單項實施方案中。相反，亦可將以一單項實施方案之內容脈絡中闡述之各種特徵單獨地或以任一適合子組合之形式實施於多項實施方案中。此外，儘管上文可將特徵闡述為以某些組合形式起作用且甚至最初係如此主張，但在某些情形中，可自一所主張組合去除來自該組合之一或多個特徵，且所主張之組合可係關於一子組合或一子組合之變化形式。

類似地，雖然在該等圖式中以一特定次序繪示操作，但熟習此項技術者應易於看出，無需以所展示之特定次序或以順序性次序來執行此等操作，或執行所有所圖解說明之操作以達成所要之結果。此外，該等圖式可以一流程圖之形式示意性地繪示一或多個實例性程序。然而，可將未繪示之其他操作併入於示意性地圖解說明之實例性過程中。舉例而言，可在所圖解說明操作中之任一者之前、之後、同時或之間執行一或多個額外操作。在某些情況下，多任務及並行處理可係有利的。此外，上文所闡述之實施方案中之各種系統組件之分離不應被理解為需要在所有實施方案中進行此分離，而應理解為所闡述之程式組件及系統通常可一起整合於一單個軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。另外，其他實施方案亦屬於以下申請專利範圍之範疇內。在某些情形下，申請專利範圍中所陳述之動作可以一不同次序執行且仍達成所要之結果。

200‧‧‧干涉式調變器(IMOD)

202‧‧‧基板

216‧‧‧光學吸收體

222‧‧‧電壓源

230‧‧‧反射鏡

240a‧‧‧經隔離電極分段/電極分段

240b‧‧‧經隔離電極分段/電極分段

250‧‧‧介電層/反射鏡/介電材料

252‧‧‧下伏介電層/介電材料

260‧‧‧驅動電極

h‧‧‧最大高度/最大間隙高度

hs‧‧‧最小穩定性高度

R_I‧‧‧理想穩定行進範圍

Rs‧‧‧穩定行進範圍/實際穩定行進範圍

Claims (37)

1. 一種機電系統(EMS)器件，其包括：一第一電極，其由一基板支撐；一可移動層，其藉由一間隙與該第一電極分離；一第二電極，其由該可移動層支撐，其中該第一電極或該第二電極中之一者係包含定位於第一驅動電極與第二驅動電極之間的複數個經隔離電極分段之一分段電極，其中該複數個經隔離電極分段中之每一者與該等第一及第二驅動電極及該等其他經隔離電極分段兩者電隔離，且其中該第一電極或該第二電極中之另一者充當一第一驅動電極；及一第二驅動電極，其中在該第一驅動電極與該第二驅動電極之間施加一電壓使該可移動層靜電位移。
2. 如請求項1之EMS器件，其中該第一驅動電極及該分段電極形成一第一電容器，且其中該第二驅動電極及該分段電極形成與該第一電容器串聯之一第二電容器。
3. 如請求項1之EMS器件，其中該器件包含一干涉式調變器。
4. 如請求項3之EMS器件，其中：該可移動層可在一穩定位置範圍內移動，其中在該第一驅動電極與該第二驅動電極之間施加一電壓維持該可移動層處於在該穩定位置範圍內之一位置處；該干涉式調變器能夠在該可移動層抵靠該第一電極塌陷時反射實質上白色光；且該干涉式調變器能夠在該可移動層維持處於在該穩定位置範圍內之至少一個位置中時顯現黑色。
5. 如請求項1之EMS器件，其另外包含驅動電路，該驅動電路能夠 在該第一驅動電極與該第二驅動電極之間施加一電壓範圍以使該可移動層移動穿過在其中不在該第一驅動電極與該第二驅動電極之間施加任何電壓之一經鬆弛位置與距該第一電極之一最小穩定距離之間的一穩定位置範圍。
6. 如請求項5之EMS器件，其中該最小穩定距離小於該經鬆弛位置與該第一電極之間的距離之40%。
7. 如請求項1之EMS器件，其中該第二電極係該分段電極。
8. 如請求項7之EMS器件，其中該可移動層包含：該第二驅動電極，其中在該驅動電極與該第一電極之間施加一電壓使該可移動層靜電位移，且其中該複數個經隔離電極分段定位於該第二驅動電極與固定電極之間；及一介電層，其定位於該第二驅動電極與該第一電極之間，其中該複數個經隔離電極分段中之每一者與該第二驅動電極及該等其他經隔離電極分段兩者電隔離。
9. 如請求項7之EMS器件，其中該複數個經隔離電極分段自該可移動層之邊緣凹入。
10. 如請求項7之EMS器件，其中該第一電極包含一光學吸收體，且其中該等經隔離電極分段包含一反射材料。
11. 如請求項1之EMS器件，其中該第一電極係包含該複數個經隔離電極分段之一分段光學吸收體。
12. 如請求項11之EMS器件，其中該第二驅動電極與該分段光學吸收體電隔離，且其中該分段光學吸收體安置於該固定電極與該第二電極之間。
13. 如請求項12之EMS器件，其中該第二驅動電極比該分段光學吸收體對可視光波長更具透射性。
14. 如請求項12之EMS器件，其中該第二驅動電極包含一實質上透明 厚度之一導電氧化物。
15. 如請求項12至14中任一項之EMS器件，其中該基板定位於該第一驅動電極與該分段光學吸收體之間。
16. 如請求項12至14中任一項之EMS器件，其中該第一驅動電極定位於該基板與該分段光學吸收體之間。
17. 如請求項12至14中任一項之EMS器件，其中該分段光學吸收體在分段光學吸收體區段之間包含至少一個間隙，該器件另外包含一第二光學吸收體結構，該第二光學吸收體結構與分段光學吸收體結構電隔離，與分段光學吸收體區段之間的該至少一個間隙對準。
18. 如請求項17之EMS器件，其中該第二光學吸收體結構之至少一部分與分段光學吸收體區段之間的該至少一個間隙係實質上相同大小及形狀。
19. 如請求項1至14中任一項之EMS器件，其中每一個別經隔離電極分段在所有側上由介電材料環繞。
20. 如請求項19之EMS器件，其中該複數個經隔離電極分段包含藉由兩個實質上垂直之介電材料區段分離的四個經隔離電分段。
21. 如請求項1至14中任一項之EMS器件，其中該固定電極之一表面積小於該等經隔離電極分段之一表面積。
22. 如請求項1至14中任一項之EMS器件，其進一步包含：一處理器，其能夠與該第一驅動電極及該第二驅動電極中之至少一者通信，該處理器能夠處理影像資料；及一記憶體器件，其能夠與該處理器通信。
23. 如請求項22之EMS器件，其進一步包含：一驅動器電路，其能夠將至少一個信號發送至該第一電極及該驅動電極中之至少一者；及 一控制器，其能夠將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。
24. 如請求項22之EMS器件，其進一步包含一影像源模組，該影像源模組能夠將該影像資料發送至該處理器，其中該影像源模組包括一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。
25. 如請求項22之EMS器件，其進一步包含經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳送至該處理器之一輸入器件。
26. 一種製作一機電系統(EMS)器件之方法，該方法包括：在一基板上方形成一第一介電層；在該第一介電層上方形成一第一電極層；在該第一電極層中形成複數個經隔離電極分段；在該複數個經隔離電極分段上方形成一第二介電層；及在該第二介電層上方形成一第二電極層。
27. 如請求項26之方法，其中形成複數個經隔離電極分段包含：圖案化該第一電極層以形成藉由延伸穿過該第一電極層之兩個實質上垂直切口分離之一群組四個經隔離電分段。
28. 如請求項26之方法，其中形成一第一介電層包含：形成一介電層堆疊，該介電層堆疊包含：一第一介電子層，其包含具有一第一折射率之一第一材料；及一第二介電子層，其包含具有一第二折射率之一第二材料，其中該第一折射率大於該第二折射率。
29. 如請求項28之方法，其中形成該介電層堆疊包含：在犧牲層上方形成該第一介電子層；及在該第一介電子層上方形成該第二介電子層。
30. 如請求項26之方法，其中在位於一第三電極層上方之一犧牲層上方形成該第一介電層，該方法另外包含：在形成該第二電極 層之後執行一蝕刻以移除該犧牲層以在該第一介電層與該第三電極之間形成一間隙。
31. 如請求項26之方法，其中在一第三電極層上方形成該第一介電層，該方法另外包含：在該第二介電層上方形成一犧牲層，其中在該犧牲層上方形成該第二電極層；及在形成第二電極層之後執行一蝕刻以移除該第二犧牲層以在該第二介電層與該第二電極之間形成一間隙。
32. 一種機電系統(EMS)器件，其包括：一第一電極，其由一基板支撐；一可移動層，其藉由一間隙與該第一電極分離；一第二電極，其由該可移動層支撐，其中該第一電極或該第二電極中之一者係包含用於抑制電荷在該可移動層內之一不平衡累積以增加該可移動層之一穩定位置範圍之構件之一浮動電極，且其中該第一電極或該第二電極中之另一者充當一第一驅動電極；及一第二驅動電極，其中在該第一驅動電極與該第二驅動電極之間施加一電壓使該可移動層靜電位移。
33. 如請求項32之EMS器件，其中該浮動電極係一分段電極，其中該抑制構件包含定位於該第一驅動電極與該第二驅動電極之間的複數個經隔離電極分段，且其中該複數個經隔離電極分段中之每一者與該等第一及第二驅動電極及該等其他經隔離電極分段兩者電隔離。
34. 如請求項33之EMS器件，其中該第一驅動電極及該分段電極形成一第一電容器，且其中該第二驅動電極及該分段電極形成與該第一電容器串聯之一第二電容器。
35. 如請求項33或34中任一項之EMS器件，其中該第二電極係該分段電極，且其中該可移動層包含：該第二驅動電極，其中在該驅動電極與該第一電極之間施加一電壓使該可移動層靜電位移，且其中該複數個經隔離電極分段定位於該第二驅動電極與固定電極之間；及一介電層，其定位於該第二驅動電極與該第一電極之間，其中該複數個經隔離電極分段中之每一者與該第二驅動電極及該等其他經隔離電極分段兩者電隔離。
36. 如請求項33或34中任一項之EMS器件，其中該第一電極係一分段光學吸收體，該分段光學吸收體包含該複數個經隔離電極分段，其中該第二驅動電極與該分段光學吸收體電隔離，且其中該分段光學吸收體安置於該固定電極與該第二電極之間。
37. 如請求項36之EMS器件，其中該第二驅動電極比該分段光學吸收體對可見光波長更具透射性。