TW201636677A - 在微機電系統顯示器中之抗潛變反射結構 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於改良一MEMS顯示器件之抗潛變及機械強度之器件、系統及方法。該MEMS顯示器件可包括由一支撐結構連接及支撐之一可移動反射結構。該可移動反射結構可至少包括包夾於兩個鋁或鋁合金層之間的一過渡金屬層。退火後，該等鋁或鋁合金層可經摻雜具有該過渡金屬。位於該等鋁或鋁合金層之間的該過渡金屬層可控制該MEMS顯示器件之機械、光學及電性質。

Description

在微機電系統顯示器中之抗潛變反射結構
本發明係關於微機電系統(MEMS)顯示器件，且更特定言之，係關於用以改良MEMS顯示器件中之抗潛變之可移動反射結構中的經退火之多層薄膜堆疊。
機電系統(EMS)包括具有電氣及機械元件、致動器、換能器、感測器、諸如鏡及光學薄膜之光學組件及電子之器件。EMS器件或元件可以多種尺度製造，包括(但不限於)微尺度及奈米尺度。例如，微機電系統(MEMS)器件可包括具有範圍為約一微米至數百微米或更大之大小的結構。奈米機電系統(NEMS)器件可包括具有小於一微米之大小(例如，包括小於數百奈米之大小)的結構。可使用沈積、蝕刻、微影及/或蝕刻掉基板及/或所沈積材料層之部分或添加層以形成電氣及機電器件的其他微機械加工製程來產生機電元件。
一種類型之EMS器件被稱為干涉調變器(IMOD)。術語IMOD或干涉光調變器係指使用光學干涉之原理選擇性地吸收及/或反射光之器件。在一些實施中，IMOD顯示元件可包括一對導電板，該對導電板中之一者或兩者可整體或部分地為透明及/或反射的，且能夠在施加適當電信號後即刻進行相對運動。例如，一個板可包括沈積於基板上方、沈積於基板上或由基板支撐之固定層，且另一板可包括藉由氣隙 與該固定層分離之反射膜。一個板相對於另一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之顯示器件具有廣泛範圍之應用，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彼等產品。
本發明之系統、方法及器件各自具有若干新穎態樣，其中無單一者獨自負責本文中所揭示之所要屬性。
本發明中所描述之標的物之一個新穎態樣可於MEMS顯示器件中實施，該MEMS顯示器件包括：基板；位於該基板上方之可移動反射結構，其中該可移動反射結構包括經退火之薄膜堆疊；及在該基板上方且連接至該可移動反射結構以支撐該可移動反射結構的一或多個支撐結構。經退火之薄膜堆疊包括第一層(其包括鋁或鋁合金)、第二層(其包括鋁或鋁合金且位於該第一層上方)，及第三層(其位於該第一層與該第二層之間)。第三層與第一層及第二層中之至少一者接觸，其中該第三層包括過渡金屬，該過渡金屬包括以下各者中之至少一者：鋯、鈧、釕、鈦、鉭、鉬及鉻。
在一些實施中，第一層及第二層中之一者或兩者經摻雜具有約0.1原子%至約10原子%之過渡金屬。在一些實施中，可移動反射結構之應力小於約200MPa。在一些實施中，第三層具有小於約5nm之厚度，且第一層與第二層各自具有等於或大於約20nm之厚度。在一些實施中，可移動反射結構之反射率大於約80%。在一些實施中，第一層及第二層中之每一者經摻雜以包括在約1原子%與約20原子%之間的氧及氮中之一者或兩者。在一些實施中，第一層及第二層具有實質上相同之組合物及厚度。
本發明中所描述之標的物之另一新穎態樣可於製造MEMS顯示器件之方法中實施。該方法包括提供基板，於該基板上方形成支撐結 構，使可移動反射結構形成於該基板上方且連接至該支撐結構，及退火該可移動反射結構。可移動反射結構包括第一層(其包括鋁或鋁合金)、第二層(其包括鋁或鋁合金且位於該第一層上方)，及第三層(其位於該第一層與該第二層之間)。第三層與第一層及第二層中之至少一者接觸，其中該第三層包括過渡金屬，該過渡金屬包括以下各者中之至少一者：鋯、鈧、釕、鈦、鉭、鉬及鉻。
在一些實施中，形成可移動反射結構包括於基板上方沈積第一層，於第一層上沈積第三層，及於第三層上沈積第二層。在一些實施中，沈積第一層包括使用氧及氮中之一者或兩者摻雜第一層，及沈積第二層包括使用氧及氮中之一者或兩者摻雜第二層。在一些實施中，該方法進一步包括於基板與第一層之間沈積第四層，其中該第四層具有與第三層實質上相同之厚度及組合物。在一些實施中，該方法進一步包括於基板與第四層之間沈積第五層，其中該第五層具有與第一層及第二層實質上相同之厚度及組合物。
本發明中所描述之標的物之一或多個實施的細節於隨附圖式及以下描述中闡述。雖然本發明中提供之實例主要就基於EMS及MEMS之顯示器來描述，但本文所提供之概念可應用於其他類型之顯示器，諸如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(「OLED」)顯示器及場發射顯示器。其他特徵、態樣及優勢自該描述、該等圖式及申請專利範圍將變得顯而易見。應注意，以下諸圖之相對尺寸可能未按比例繪製。
12‧‧‧顯示元件
13‧‧‧光
14‧‧‧可移動反射層
14a‧‧‧反射子層
14b‧‧‧支撐層
14c‧‧‧傳導層
15‧‧‧光
16‧‧‧光學堆疊
16a‧‧‧吸收體層/子層
16b‧‧‧介電層/子層
18‧‧‧支撐柱
19‧‧‧間隙/空腔
20‧‧‧基板
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
23‧‧‧黑色遮罩結構
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‧‧‧繫栓
34‧‧‧可變形層
35‧‧‧分隔層
40‧‧‧顯示器件
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧麥克風
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入器件
50‧‧‧電源供應器
52‧‧‧調節硬體
80‧‧‧製造IMOD顯示器或顯示元件之製造製程
100‧‧‧MEMS顯示器件
130‧‧‧支撐結構
140‧‧‧可移動反射結構
150‧‧‧繫栓
160‧‧‧固定電極
180‧‧‧支撐柱
200‧‧‧基板
700‧‧‧薄膜堆疊
710a‧‧‧底層
710b‧‧‧頂層
720‧‧‧中間層/過渡金屬層
730‧‧‧光學層
740‧‧‧第一層
750‧‧‧第二層
900‧‧‧製程
圖1為描繪干涉調變器(IMOD)顯示器件之一系列顯示元件或顯示元件陣列中的兩個鄰近IMOD顯示元件之等角視圖說明。
圖2為說明併有包括IMOD顯示元件之三元件乘三元件陣列之基於IMOD之顯示器的電子器件之系統方塊圖。
圖3A至圖3E為IMOD顯示元件之不同實施之橫截面說明。
圖4為說明用於IMOD顯示器或顯示元件之製造製程之流程圖。
圖5A至圖5E為製造IMOD顯示器或顯示元件之製程中的各種階段之橫截面說明。
圖6展示具有藉由間隙與固定電極隔開之可移動反射結構之實例MEMS顯示器件的透視圖。
圖7A展示用於具有包夾於兩個反射層之間的過渡金屬層之可移動反射結構之實例薄膜堆疊的橫截面側視圖。
圖7B展示包括位於光學層上方之薄膜堆疊之實例可移動反射結構的橫截面側視圖。
圖7C展示用於具有額外過渡金屬層之可移動反射結構之實例薄膜堆疊的橫截面側視圖。
圖7D展示用於具有額外過渡金屬層及額外反射層之可移動反射結構之實例薄膜堆疊的橫截面側視圖。
圖8A展示說明可移動反射結構之應力隨鋯沈積時間而變化的曲線圖，其中該可移動反射結構包括包夾於兩個鋯層之間的鋁合金層。
圖8B展示說明來自圖8A之可移動反射結構之反射率隨鋯沈積時間而變化的曲線圖。
圖8C展示說明可移動反射結構之應力隨鋯沈積時間而變化的曲線圖，其中該可移動反射結構包括包夾於兩個鋁合金層之間的鋯。
圖8D展示說明來自圖8C之可移動反射結構之反射率隨鋯沈積時間而變化的曲線圖。
圖8E展示說明可移動反射層之應力隨鋯沈積時間而變化的曲線圖，其中該可移動反射結構包括包夾於兩個鋁合金層之間的鋯。
圖8F展示說明來自圖8E之可移動反射結構之反射率隨鋯沈積時間而變化的曲線圖。
圖8G展示說明可移動反射結構之應力隨鋯沈積時間而變化的曲 線圖，其中該可移動反射結構包括包夾於兩個厚鋁合金層之間的鋯。
圖8H展示說明來自圖8G之可移動反射結構之反射率隨鋯沈積時間而變化的曲線圖。
圖8I展示說明可移動反射結構之應力隨鋯沈積時間而變化的曲線圖，其中該可移動反射結構包括包夾於兩個厚鋁合金層之間的鋯。
圖8J展示說明來自圖8I之可移動反射結構之反射率隨鋯沈積時間而變化的曲線圖。
圖9為製造MEMS顯示器件之實例方法之流程圖。
圖10A及圖10B為說明包括複數個IMOD顯示元件之顯示器件之系統方塊圖。
各種圖式中之類似參考編號及名稱指示類似元件。
出於描述本發明之新穎態樣之目的，以下描述係針對某些實施。然而，一般熟習此項技術者將容易認識到，本文中之教示可以許多不同方式應用。所描述之實施可於可經組態以顯示影像(無論係運動(諸如，視訊)抑或靜止(諸如，靜態影像)的，且無論係文字、圖形抑或圖像)的任何器件、裝置或系統中實施。更特定而言，預期所描述實施可包括於多種電子器件中或與該等電子器件相關聯，該等電子器件諸如(但不限於)：行動電話、具備多媒體網際網路功能之蜂巢式電話、行動電視接收器、無線器件、智慧型手機、Bluetooth®器件、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持型或攜帶型電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、智慧筆記型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃描器、傳真器件、全球定位系統(GPS)接收器/導航器、攝影機、數位媒體播放器(諸如，MP3播放器)、攝錄影機、遊戲主機、腕錶、鐘錶、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(包括里程計顯示器 及速度計顯示器，等等)、座艙控制件及/或顯示器、攝影機視圖顯示器(諸如，車輛中之後視攝影機之顯示器)、電子相片、電子廣告牌或標識、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡式錄音機或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、攜帶型記憶體晶片、洗衣機、乾燥器、洗衣機/乾燥器、停車計時器、封裝(諸如，在包括微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用以及非EMS應用中)、美學結構(諸如，關於一件珠寶或服裝之影像之顯示)及各種EMS器件。本文中之教示亦可用於非顯示應用中，諸如(但不限於)：電子開關器件、射頻濾波器、感測器、加速度計、陀螺儀、運動感測器件、磁力計、用於消費型電子器件之慣性組件、消費型電子器件產品之零件、可變電抗器、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製造製程及電子測試設備。因此，教示並不意欲限於僅在圖式中所描繪之實施，而實情為具有將對一般熟習此項技術者顯而易見之廣泛適用性。
本文中所描述之一些實施係關於具有經改良之抗潛變及應力控制之MEMS顯示器件。該MEMS顯示器件可包括基板、位於該基板上方之可移動反射結構(例如，鏡)及位於該基板上方且連接至該可移動反射結構以支撐該可移動反射結構之一或多個支撐結構。可移動反射結構可包括多層薄膜堆疊，其中該多層薄膜堆疊可至少包括包夾於兩個鋁或鋁合金層之間的薄過渡金屬層。該多層薄膜堆疊可經退火以准許鋁或鋁合金層使用過渡金屬摻雜。該多層薄膜堆疊之微結構可經退火製程改變或控制以控制該可移動反射結構中之應力，改良MEMS顯示器件之抗潛變及最小化對MEMS顯示器件之反射率及電導率之損害。在一些實施中，鋁或鋁合金層可經摻雜具有氧及/或氮以進一步增強機械性質。
可實施本發明中所描述之標的物之特定實施以實現以下潛在優勢中之一或多者。具有包夾於兩個鋁或鋁合金層之間的過渡金屬層的 經退火之多層薄膜堆疊提供更大之抗潛變性。因此，MEMS顯示器件可更加耐受熱循環及機械應力以使得該MEMS顯示器件之壽命可增加。經退火之多層薄膜堆疊亦可藉由縮減可移動反射結構中之應力來增加MEMS顯示器件之機械強度。經退火之多層薄膜堆疊亦可藉由增加可移動反射結構之反射率來改良MEMS顯示器件之光學特性。此外，兩個鋁或鋁合金層之間的過渡金屬層的併入可提供對可移動反射結構之機械、光學及電性質的更大控制。在一些實施中，此等性質可藉由過渡金屬層之厚度及/或多層薄膜堆疊之退火條件來調諧。
可應用所描述之實施之適合的MEMS顯示器件或裝置之實例為反射顯示器件。反射顯示器件可併有干涉調變器(IMOD)顯示元件，該等顯示元件可經實施以使用光學干涉之原理選擇性地吸收及/或反射入射於其上之光。IMOD顯示元件可包括部分光學吸收體、可相對於吸收體移動之反射體及界定於吸收體與反射體之間的光學諧振腔。在一些實施中，反射體可移動至兩個或兩個以上不同位置，此移動可改變光學諧振腔之大小且藉此影響IMOD之反射率。IMOD顯示元件之反射光譜可產生相當寬的光譜帶，該等光譜帶可橫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。改變光學諧振腔之一種方式為藉由改變反射體相對於吸收體之位置。
圖1為描繪干涉調變器(IMOD)顯示器件之一系列顯示元件或顯示元件陣列中的兩個鄰近IMOD顯示元件之等角視圖說明。IMOD顯示器件包括一或多個干涉EMS(諸如MEMS)顯示元件。在此等器件中，干涉MEMS顯示元件可經組態而處於明亮狀態或黑暗狀態中。在明亮(「鬆弛」、「打開」或「開啟」，等等)狀態中，顯示元件反射大部分入射可見光。相反地，在黑暗(「致動」、「閉合」或「關閉」，等等)狀態中，顯示元件反射極少入射可見光。MEMS顯示元件可經組態以主要在特定波長之光處反射，除黑白顯示外，其亦允許彩色顯示。在 一些實施中，藉由使用多個顯示元件，可實現不同強度之原色及不同灰度。
IMOD顯示器件可包括可以列及行之形式配置之IMOD顯示元件的陣列。該陣列中之每一顯示元件可包括定位成彼此相距可變且可控制距離以形成氣隙(亦被稱作光學間隙、空腔或光學諧振腔)的至少一對反射及半反射層，諸如可移動反射層(亦即，可移動層(亦被稱作機械層))及固定之部分反射層(亦即，靜止層)。可移動反射層可於至少兩個位置之間移動。例如，在第一位置(亦即，鬆弛位置)中，可移動反射層可定位於距固定部分反射層一段距離處。在第二位置(亦即，致動位置)中，可移動反射層可定位至更接近於部分反射層。取決於可移動反射層之位置及入射光之波長，自該兩個層反射之入射光可相長及/或相消地干涉，從而針對每一顯示元件產生全反射或非反射狀態。在一些實施中，顯示元件可在未致動時處於反射狀態中，從而反射可見光譜內之光，且可當在致動時處於黑暗狀態中，從而吸收及/或相消地干涉可見範圍內之光。然而，在一些其他實施中，IMOD顯示元件可在未致動時處於黑暗狀態中，且在致動時處於反射狀態中。在一些實施中，所施加之電壓之引入可驅動顯示元件改變狀態。在一些其他實施中，所施加之電荷可驅動顯示元件改變狀態。
圖1中之陣列的所描繪部分包括呈IMOD顯示元件12之形式的兩個鄰近干涉MEMS顯示元件。在右側之顯示元件12(如所說明)中，說明可移動反射層14處於接近、鄰近或碰觸光學堆疊16之致動位置中。橫跨右側之顯示元件12施加的電壓Vbias足以移動可移動反射層14且亦足以將其維持於致動位置中。在左側之顯示元件12(如所說明)中，說明可移動反射層14處於與包括部分反射層之光學堆疊16相距某一距離(其可基於設計參數預定)之鬆弛位置中。橫跨左側之顯示元件12所施加之電壓V0不足以引起可移動反射層14至致動位置(諸如，在右側之 顯示元件12之致動位置)之致動。
在圖1中，指示入射於IMOD顯示元件12上之光13及自左側之顯示元件12反射之光15的箭頭大體上說明IMOD顯示元件12之反射性質。入射於顯示元件12上之光13之大部分可穿過透明基板20透射至光學堆疊16。入射於光學堆疊16上之光之一部分可穿過光學堆疊16之部分反射層透射，且一部分將反射回去穿過透明基板20。穿過光學堆疊16透射之光13之部分可自可移動反射層14朝向(且穿過)透明基板20反射回去。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(相長及/或相消)將部分地判定在器件之檢視或基板側自顯示元件12反射之光15的波長之強度。在一些實施中，透明基板20可為玻璃基板(有時被稱作玻璃板或面板)。玻璃基板可為或包括(例如)硼矽酸鹽玻璃、鹼石灰玻璃、石英、派熱克斯(Pyrex)玻璃或其他適合之玻璃材料。在一些實施中，玻璃基板可具有0.3、0.5或0.7毫米之厚度，但在一些實施中，玻璃基板可更厚(諸如，數十毫米)或更薄(諸如，小於0.3毫米)。在一些實施中，可使用非玻璃基板，諸如聚碳酸酯、丙烯酸、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)或聚醚醚酮(PEEK)基板。在此實施中，非玻璃基板將可能具有小於0.7毫米之厚度，但取決於設計考慮因素，該基板可能更厚。在一些實施中，可使用諸如基於金屬箔或不鏽鋼之基板之不透明基板。例如，包括固定反射層及部分透射且部分反射之可移動層的基於反向IMOD之顯示器可經組態以自基板之與圖1之顯示元件12的相對側檢視且可由不透明基板支撐。
光學堆疊16可包括單一層或若干層。該(等)層可包括電極層、部分反射且部分透射之層及透明介電層中之一或多者。在一些實施中，光學堆疊16導電、部分透明且部分反射，且可(例如)藉由將上述層中之一或多者沈積至透明基板20上來製造。電極層可由多種材料(諸如，例如氧化銦錫(ITO)之各種金屬)形成。該部分反射層可由諸如各 種金屬(例如，鉻及/或鉬)、半導體及介電質之部分反射之多種材料形成。部分反射層可由一或多個材料層形成，且層中之每一者可由單一材料或材料之組合形成。在一些實施中，光學堆疊16之某些部分可包括充當部分光學吸收體及電導體兩者之單一半透明厚度之金屬或半導體，而不同之更為導電之層或部分(例如，光學堆疊16或顯示元件之其他結構的層或部分)可用於在IMOD顯示元件之間匯傳(bus)信號。光學堆疊16亦可包括涵蓋一或多個傳導層或導電/部分吸收層之一或多個絕緣或介電層。
在一些實施中，光學堆疊16之該(該等)層中之至少一些可經圖案化為平行條帶，且可形成顯示器件中之列電極，如下文進一步描述。如一般熟習此項技術者將理解，術語「經圖案化」在本文中用以指代遮罩以及蝕刻製程。在一些實施中，諸如鋁(Al)之高度導電且反射之材料可用於可移動反射層14，且此等條帶可形成顯示器件中之行電極。可移動反射層14可形成為一或多個沈積金屬層之一系列平行條帶(與光學堆疊16之列電極正交)，以形成沈積於支撐件(諸如，所說明之柱18及位於柱18之間的介入犧牲材料)之頂部上的行。當蝕刻掉犧牲材料時，所界定之間隙19或光學空腔可形成於可移動反射層14與光學堆疊16之間。在一些實施中，柱18之間的間距可為大約1μm至1000μm，而間隙19可大約小於10,000埃(Å)。
在一些實施中，可將每一IMOD顯示元件(無論是在致動或鬆弛狀態下)視為由固定及移動反射層形成之電容器。當未施加電壓時，可移動反射層14保持處於機械鬆弛狀態，如由圖1中左側之顯示元件12所說明，其中間隙19位於可移動反射層14與光學堆疊16之間。然而，當電位差(亦即，電壓)施加至所選擇之列及行中之至少一者時，在相應顯示元件處之列與行相交處形成的電容器變得帶電，且靜電力將電極拉在一起。若所施加之電壓超過臨限值，則可移動反射層14可變形 且靠近或抵靠光學堆疊16移動。光學堆疊16內之介電層(未圖示)可防止短路並控制層14與層16之間的分離距離，如圖1中右側之致動顯示元件12所說明。不管所施加之電位差之極性如何，列為可係相同的。雖然陣列中之一系列顯示元件可在一些情況中被稱為「列」或「行」，但一般熟習此項技術者將易於理解，將一方向稱為「列」且將另一方向稱為「行」為任意的。重申，在一些定向上，可將列視為行，並將行視為列。在一些實施中，可將列稱為「共同」線且可將行稱為「區段」線，或反之亦可。此外，顯示元件可均勻地以正交之列及行(「陣列」)形式配置，或以例如具有相對於彼此之某些位置偏移(「馬賽克」)之非線性組態配置。術語「陣列」及「馬賽克」可指代任一組態。因而，儘管顯示器被稱作包括「陣列」或「馬賽克」，但在任何情況下，元件自身無需彼此正交地配置，或以均勻分佈形式安置，而是可包括具有不對稱形狀及不均勻分佈之元件的配置。
圖2為說明併有包括IMOD顯示元件之三元件乘三元件陣列之基於IMOD之顯示器的電子器件之系統方塊圖。該電子器件包括可經組態以執行一或多個軟體模組之處理器21。除執行作業系統外，處理器21亦可經組態以執行一或多個軟體應用程式，包括web瀏覽程式、電話應用程式、電子郵件程式或任何其他軟體應用程式。
處理器21可經組態以與陣列驅動器22通信。陣列驅動器22可包括向(例如)顯示陣列或面板30提供信號之列驅動器電路24及行驅動器電路26。圖1中所說明之IMOD顯示器件之橫截面由圖2中之線1-1展示。儘管為清楚起見，圖2說明IMOD顯示元件之3×3陣列，但顯示陣列30可含有極大數目個IMOD顯示元件，且可在列中具有與行中不同數目個IMOD顯示元件，且反之亦可。
IMOD顯示器及顯示元件之結構之細節可廣泛地變化。圖3A至圖3E為IMOD顯示元件之不同實施之橫截面說明。圖3A為IMOD顯示元 件之橫截面說明，其中金屬材料條帶沈積於大體自基板20正交地延伸之支撐件18上，從而形成可移動反射層14。在圖3B中，每一IMOD顯示元件之可移動反射層14大體上呈正方形或矩形形狀，且在繫栓32上於隅角處或隅角附近附接至支撐件。在圖3C中，可移動反射層14大體上呈正方形或矩形形狀，且懸垂自可包括可撓性金屬之可變形層34。可變形層34可於可移動反射層14之周界的周圍直接或間接地連接至襯底20。此等連接在本文中被稱作「整合的」支撐件或支撐柱18之實施。圖3C中所展示之實施具有來源於自可移動反射層14之機械功能對其光學功能之去耦之額外益處，該機械功能藉由可變形層34實施。此去耦允許用於可移動反射層14之結構設計及材料與用於可變形層34之結構設計及材料彼此獨立地優化。
圖3D為IMOD顯示元件之另一橫截面說明，其中可移動反射層14包括反射子層14a。可移動反射層14放置於諸如支撐柱18之支撐結構上。支撐柱18提供可移動反射層14與下部固定電極之分離，該下部固定電極可為所說明之IMOD顯示元件中之光學堆疊16的部分。例如，當可移動反射層14處於鬆弛位置中時，間隙19形成於可移動反射層14與光學堆疊16之間。可移動反射層14亦可包括可經組態以充當電極之傳導層14c，及支撐層14b。在此實例中，將傳導層14c安置於遠離基板20之支撐層14b之一側上，且將反射子層14a安置於接近基板20之支撐層14b之另一側上。在一些實施中，反射子層14a可為導電的且可安置於支撐層14b與光學堆疊16之間。支撐層14b可包括介電材料之一或多個層，例如，氮氧化矽(SiON)或二氧化矽(SiO2)。在一些實施中，支撐層14b可為多層之堆疊，例如，SiO2/SiON/SiO2三層堆疊。反射子層14a及傳導層14c中之任一者或兩者可包括(例如)具有約0.5%銅(Cu)或另一反射金屬材料之鋁(Al)合金。在介電支撐層14b上方及下方採用傳導層14a及14c可平衡應力且提供經增強之傳導。在一些實施 中，出於諸如實現可移動反射層14內之特定應力分佈之多種設計目的，反射子層14a及傳導層14c可由不同材料形成。
如在圖3D中所說明，一些實施亦可包括黑色遮罩結構23或暗薄膜層。黑色遮罩結構23可形成於光學惰性區中(諸如，在顯示元件之間或在支撐柱18下)以吸收環境或雜散光。黑色遮罩結構23亦可藉由抑制光自顯示器之惰性部分反射或穿過顯示器之惰性部分透射來改良顯示器件之光學性質，藉此增加對比率。另外，黑色遮罩結構23之至少一些部分可為導電的，且可經組態以充當電匯流排傳送層。在一些實施中，列電極可連接至黑色遮罩結構23以減小所連接之列電極之電阻。黑色遮罩結構23可使用包括沈積及圖案化技術之多種方法來形成。黑色遮罩結構23可包括一或多個層。在一些實施中，黑色遮罩結構23可為標準具或干涉堆疊結構。例如，在一些實施中，干涉堆疊黑色遮罩結構23包括充當光學吸收體之鉬鉻(MoCr)層、SiO2層及充當反射體及匯流排傳送層之鋁合金，其中厚度之範圍分別為約30Å至80Å、500Å至1000Å及500Å至6000Å。可使用包括光微影及乾式蝕刻之多種技術來圖案化一或多個層，包括(例如)用於MoCr及SiO2層之四氟甲烷(或四氟化碳，CF4)及/或氧氣(O2)，及用於鋁合金層之氯氣(Cl2)及/或三氯化硼(BCl3)。在此等干涉堆疊黑色遮罩結構23中，可使用傳導性吸收體在每一列或行之光學堆疊16中的下部固定電極之間傳輸或匯傳信號。在一些實施中，分隔層35可用以大體將光學堆疊16(諸如，吸收體層16a)中之電極(或導體)自黑色遮罩結構23中之傳導層中電隔離。
圖3E為IMOD顯示元件之另一橫截面說明，其中可移動反射層14為自撐式。雖然圖3D說明在結構上及/或實質上不同於可移動反射層14之支撐柱18，但圖3E之實施包括與可移動反射層14整合之支撐柱。在此類實施中，可移動反射層14於多個位置處接觸底層光學堆疊16， 且可移動反射層14之曲率提供足夠之支撐，使得當橫跨IMOD顯示元件之電壓不足以引起致動時，可移動反射層14返回至圖3E之未經致動之位置。以此方式，彎曲或下彎以接觸基板或光學堆疊16之可移動反射層14之部分可視為「整合之」支撐柱。出於明晰之目的，此處展示可含有複數個若干不同層之光學堆疊16之一實施包括光學吸收體16a及介電層16b。在一些實施中，光學吸收體16a可充當固定電極且充當部分反射層兩者。在一些實施中，光學吸收體16a可比可移動反射層14薄一個數量級。在一些實施中，光學吸收體16a比反射子層14a薄。
在諸如圖3A至圖3E中展示之實施的實施中，IMOD顯示元件形成直視器件之部分，在直視器件中，可自透明基板20之前側檢視影像，在此實例中，前側為與其上形成IMOD顯示元件之側相對的側。在此等實施中，器件之背部部分(亦即，在可移動反射層14後的顯示器件之任何部分，包括(例如)圖3C中所說明之可變形層34)可經組態且隨後被操作，而不影響或負面影響顯示器件之影像品質，此係因為反射層14以光學方式屏蔽器件之彼等部分。例如，在一些實施中，匯流排結構(未說明)可包括於可移動反射層14後，該可移動反射層14提供將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產生之移動)分離之能力。
圖4為說明用於IMOD顯示器或顯示元件之製造製程80之流程圖。圖5A至圖5E為製造IMOD顯示器或顯示元件之製造製程80中的各種階段之橫截面說明。在一些實施中，製造製程80可經實施以製造諸如IMOD顯示器或顯示元件之一或多個EMS器件。此EMS器件之製造亦可包括圖4中未展示之其他區塊。製程80開始於其中基板20上方形成光學堆疊16之區塊82。圖5A說明形成於基板20上方之此光學堆疊16。基板20可為透明基板，諸如玻璃或塑膠(諸如，上文關於圖1所論述之材料)。基板20可為可撓性或相對剛性且不彎曲的，且可已經經 受諸如清潔之先前準備製程，以促進光學堆疊16之有效形成。如上文所論述，光學堆疊16可為導電、部分透明、部分反射且部分吸收的，且可(例如)藉由將具有所要性質之一或多個層沈積至透明基板20上來製造。
在圖5A中，光學堆疊16包括具有子層16a及16b之多層結構，但在一些其他實施中可包括更多或更少子層。在一些實施中，子層16a及16b中之一者(諸如，組合之導體/吸收體子層16a)可經組態具有光學吸收及導電性質兩者。在一些實施中，子層16a及16b中之一者可包括鉬鉻(鉻化鉬或MoCr)或具有適合之複合折射率之其他材料。另外，子層16a及16b中之一或多者可經圖案化成平行條帶，且可形成顯示器件中之列電極。此圖案化可藉由遮罩及蝕刻製程或此項技術中已知之另一適合之製程來執行。在一些實施中，子層16a及16b中之一者可為絕緣或介電層，諸如沈積於一或多個底層金屬及/或氧化物層(諸如，一或多個反射及/或傳導層)上方之上部子層16b。另外，光學堆疊16可經圖案化成形成顯示器之列之單個及平行條帶。在一些實施中，光學堆疊之子層中之至少一者(諸如光學吸收層)可非常薄(例如，相對於在本發明中描繪之其他層)，即使子層16a及16b在圖5A至圖5E中經展示為稍厚。
製程80於其中在光學堆疊16上方形成犧牲層25之區塊84處繼續。因為稍後移除犧牲層25(參見區塊90)以形成空腔19，所以在所得IMOD顯示元件中未展示犧牲層25。圖5B說明包括形成於光學堆疊16上方之犧牲層25的部分製造之器件。犧牲層25於光學堆疊16上方之形成可包括以經選擇以在後續移除之後提供具有所要設計大小之間隙或空腔19(亦參見圖5E)之厚度來沈積諸如鉬(Mo)或非晶矽(Si)之二氟化氙(XeF2)可蝕刻材料。可使用諸如物理氣相沈積(PVD，其包括諸如濺鍍之許多不同技術)、電漿增強型化學氣相沈積(PECVD)、熱化學氣 相沈積(熱CVD)或旋塗之沈積技術來進行犧牲材料之沈積。
製程80於其中形成諸如支撐柱18之支撐結構之區塊86處繼續。支撐柱18之形成可包括圖案化犧牲層25以形成支撐結構孔隙，隨後使用諸如PVD、PECVD、熱CVD或旋塗之沈積方法將材料(諸如，聚合物或如氧化矽之無機材料)沈積至孔隙中以形成支撐柱18。在一些實施中，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16兩者而至底層基板20，以使得支撐柱18之下端接觸基板20。替代地，如圖5C中所描繪，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。例如，圖5E說明與光學堆疊16之上表面接觸之支撐柱18的下端。可藉由在犧牲層25上方沈積支撐結構材料層且圖案化遠離犧牲層25中之孔隙的支撐結構材料之部分來形成支撐柱18或其他支撐結構。如圖5C中所說明，支撐結構可位於孔隙內，但亦可至少部分地於犧牲層25之部分上方延伸。如上所述，犧牲層25及/或支撐柱18之圖案化可藉由遮罩及蝕刻製程來執行，但亦可藉由替代圖案化方法來執行。
製程80於其中形成諸如圖5D中所說明之可移動反射層14之可移動反射層或膜的區塊88處繼續。可藉由採用包括(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/或蝕刻步驟來形成可移動反射層14。可移動反射層14可經圖案化成形成(例如)顯示器之行的單個及平行條帶。可移動反射層14可為導電的，且被稱作導電層。在一些實施中，可移動反射層14可包括複數個子層14a、14b及14c，如圖5D中所展示。在一些實施中，該等子層中之一或多者(諸如，子層14a及14c)可包括針對其光學性質所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所選擇之機械子層。在一些實施中，機械子層可包括介電材料。由於犧牲層25仍存在於區塊88處所形成之部分製造的IMOD顯示元件中， 因此可移動反射層14在此階段通常不可移動。含有犧牲層25之部分製造之IMOD顯示元件在本文中亦可被稱作「未釋放之」IMOD。
製程80於其中形成空腔19之區塊90處繼續。可藉由將犧牲材料25(於區塊84處沈積)曝露於蝕刻劑來形成空腔19。例如，可藉由乾式化學蝕刻利用將犧牲層25曝露於氣態或蒸氣蝕刻劑(諸如，來源於固體XeF2之蒸氣)歷時可有效移除所要量之材料的時間段來移除諸如Mo或非晶Si之可蝕刻犧牲材料。通常相對於空腔19圍繞之結構選擇性地移除犧牲材料。亦可使用其他蝕刻方法，諸如濕式蝕刻及/或電漿蝕刻。由於在區塊90期間移除犧牲層25，因此可移動反射層14在此階段之後通常可移動。在移除犧牲材料25之後，所得完全或部分製造之IMOD顯示元件在本文中可被稱作「釋放之」IMOD。
潛變為固體材料在機械應力影響下緩慢移動或永久性變形之傾向。潛變為可構成或可不構成故障模式之時間相依變形機制。MEMS器件可包括可經受潛變之一或多個可移動零件。作為因機械應力及熱能所致之潛變之結果，MEMS器件可進行變形。此等機械應力可小於MEMS器件中之材料之屈服強度，但隨時間之流逝且歷經高溫，材料將變形。因此，隨時間之流逝，機械致動及熱發熱可使原子在MEMS器件之層中之一些的周圍擴散，最終導致MEMS器件故障。MEMS器件之抗潛變可藉由以下各者中之一或多者增加：降低操作溫度、減小所施加之應力位準及改變材料。
在改變材料之組合物中，可控制材料之微結構以限制潛變效應。作為潛變之結果之變形可歸因於擴散效應，諸如原子橫跨晶界之擴散。當操作溫度增加時，熱能引起經增加之擴散，藉此產生更大之潛變變形。用於限制擴散潛變之機制之解決方案可包括(例如)減小材料之晶粒大小，及製造更為機械穩固之材料。
通常，一些金屬層及結構，尤其具有低熔點或諸如鋁或金之軟 金屬的金屬層及結構，可部分由於其熱性質及機械性質而易於遭受潛變變形。此外，MEMS器件包括可進行更大量之機械張力之可移動零件。在高溫下，原子擴散可增加，尤其在曝露於較多機械張力之區域中。隨時間之流逝，此可引起可導致器件故障之潛變變形。在可移動零件包括金屬層及結構的情況下，此等易於遭受潛變變形之可移動零件可加強為更加抗潛變及更加機械穩固。
MEMS器件之實例可為MEMS顯示器件或MEMS顯示器件元件(例如，像素)。在一些實施中，MEMS顯示器件可包括參看圖1至圖5E所描述之IMOD。圖6展示具有藉由間隙與固定電極隔開之可移動反射結構之實例MEMS顯示器件的透視圖。MEMS顯示器件100可包括基板200及位於基板200上之固定電極160。MEMS顯示器件100可進一步包括位於固定電極160上方之可移動反射結構140，其中可移動反射結構140與固定電極160界定其間之間隙。可移動反射結構140可由一或多個支撐結構130支撐，其中一或多個支撐結構130可位於基板200與可移動反射結構140之間。在一些實施中，可將一或多個支撐結構130對稱地安置於可移動反射結構140周圍。在一些實施中，MEMS顯示器件100可為諸如雙穩態IMOD、多狀態IMOD或類比IMOD之IMOD。
在一些實施中，一或多個支撐結構130中之每一者可包括連接至支撐柱180之繫栓或鉸鏈150。可移動反射結構140可經由繫栓150連接至支撐柱180中之每一者。在一些實施中，繫栓150可與可移動反射結構140相切，且可減小MEMS顯示器件100中之殘餘應力。繫栓150之其他組態(包括直式、曲形或摺疊式)亦有可能。在一些實施中，繫栓150可由諸如鋁、鋁鈦或鋁鋯之金屬或諸如非晶或多晶矽、氧化物、氮化物及氮氧化物之其他材料組成。在一些實施中，繫栓150可包括與可移動反射結構140相同或實質上相同之材料。
基板200可由包括諸如玻璃或塑膠之實質上透明材料之任何適合 的基板材料組成。如本文中所使用之實質透明度可經界定為約70%或70%以上(諸如約80%或80%以上，或約90%或90%以上)之可見光的透射率。玻璃基板(有時被稱作玻璃板或面板)可為或包括硼矽酸鹽玻璃、鹼石灰玻璃、光阻玻璃(photoglass)、石英、派熱克斯(Pyrex)或其他適合之玻璃材料。可使用非玻璃基板，諸如聚碳酸酯、丙烯酸、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)或聚醚醚酮(PEEK)基板。在一些實施中，基板200可具有數微米至數百微米之尺寸。例如，基板200可具有在約10微米與約1100微米之間的厚度。
基板200上之固定電極160可為導電的或可包括導電層。在一些實施中，固定電極160可為光學堆疊之部分。光學堆疊可至少部分地吸收可見光，且可包括光學吸收材料。光學吸收材料可包括(例如)具有在約20Å與約100Å之間的厚度的鉬鉻化合物。光學堆疊可包括複數個子層，且其組態可類似於圖3A至圖3E中之光學堆疊16。
可移動反射結構140可被稱作可移動電極或鏡。可移動反射結構140可為導電的或可包括導電層。可移動反射結構140可包括複數個層(未圖示)，包括(但不限於)反射層及光學層。反射層可包括經組態以實質上反射可見光之材料，其中反射率可為約70%或70%以上，諸如約80%或80%以上或約90%或90%以上。在一些實施中，反射層可提供用於在固定電極160中使用光學吸收材料干涉地調變光之鏡。
在一些實施中，可移動反射結構140可包括反射層及可變形層，其中可移動反射結構140之光學性質可自其機械性質中去耦。反射層可包括複數個子層，包括(但不限於)反射子層、介電子層及金屬子層。反射子層可具有在約100Å與約500Å之間的厚度，且可包括鋁或鋁合金。若介電子層包括於反射層中，則該介電子層可具有在約4000Å與約40000Å之間的厚度，以向可移動反射結構140提供結構剛性。介電子層可包括任何適合之介電材料，諸如氧化亞氮、二氧化 矽、氮氧化矽及氮化矽。若金屬子層包括於反射層中，則該金屬子層可具有在約100Å與約1000Å之間的厚度，且可包括鋁、銅、鋁銅合金、鋁鈦合金、鋁鋯合金或其他導電材料。
可移動反射結構140可經組態以在施加電壓時，以靜電方式致動固定電極160。一或多個支撐結構130可彎曲，且使可移動反射結構140朝向固定電極160偏轉。在一些實施中，可移動反射結構140可在致動期間保持與固定電極160平行或實質上平行。因為可移動反射結構140朝向固定電極160移動或以其他方式偏轉，所以可移動反射結構140與固定電極160之間的間隙距離可影響MEMS顯示器件100之反射性質。例如，不同間隙距離可穿過基板200反射不同波長之光，其產生具有不同色彩之外觀。
可移動反射結構140與一或多個支撐結構130之重複移動可使MEMS顯示器件100進行若干次應力循環。可移動反射結構140及一或多個支撐結構130可由金屬材料組成。另外，在MEMS顯示器件100之操作壽命期間，MEMS顯示器件100可曝露於高溫。因此，MEMS顯示器件100可易於遭受潛變變形及潛在之機械故障。
在一些實施中，一或多個支撐結構130可為可變形的。一或多個支撐結構130可准許可移動反射結構140於MEMS顯示器件100中致動。隨時間之流逝，可移動反射結構140中之潛變行為可使一或多個支撐結構130變得在致動之後無法恢復至其初始位置。此可引起MEMS顯示器件100中之不佳之影像保留及器件故障。例如，作為潛變之結果，器件故障可出現於繫栓150與可移動反射結構140之間的連接點處。
為增加MEMS顯示器件100中之可移動零件之抗潛變，可改變可移動零件之材料以提供更大之抗潛變性及機械強度。可移動反射結構140可包括鋁或鋁合金。抗潛變鋁合金之實例可包括(但不限於)鋁 銅、鋁鈧及鋁鋯。鋁或鋁合金可充當用於可移動反射結構140之反射材料，其中可移動反射結構140之反射率可反射超過約80%之可見光。鋁或鋁合金可充當用於可移動反射結構140之導電材料，其中可移動反射結構140之薄層電阻可小於約每平方1歐姆、每平方10歐姆或每平方100歐姆。
鋁或鋁合金可提供一定的抗潛變性，但在鋁或鋁合金之情況下，可能難以控制可移動反射層140中之應力。例如，當MEMS顯示器件100中之可移動反射層140經受後續沈積及退火時，具有鋁或鋁合金之可移動反射層140可以增加之張應力而結束。例如，在350℃下退火之後，具有鋁或鋁合金之可移動反射層140可具有大於約500MPa之張應力。
圖7A.至圖7D展示用於可移動反射結構之實例薄膜堆疊之橫截面側視圖。然而，應理解，此等薄膜堆疊不僅可併入可移動反射結構中，亦可併入諸如支撐結構(例如，鉸鏈)之其他可移動零件。更加抗潛變且機械穩固之鋁或鋁合金可藉由將過渡金屬摻雜至該鋁或鋁合金中而形成。如何將過渡金屬摻雜至鋁或鋁合金中可藉由提供如圖7A至圖7D中所展示之薄膜堆疊及退火該薄膜堆疊實現。其結果是，在退火之後，鋁或鋁合金可經摻雜具有過渡金屬。
圖7A展示用於具有包夾於兩個反射層之間的過渡金屬層之可移動反射結構之實例薄膜堆疊的橫截面側視圖。薄膜堆疊700可包括底層710a、位於底層710a上方之頂層710b及位於底層710a與頂層710a之間的中間層720。頂層710b及底層710a可構成反射層，且中間層720可構成過渡金屬層。在一些實施中，反射層710a、710b可具有與彼此實質上相同之組合物及厚度。過渡金屬層720可與反射層710a、710b中之至少一者接觸。在一些實施中，過渡金屬層720可與反射層710a、710b兩者都接觸。
薄膜堆疊700亦可被稱作經退火之多層薄膜堆疊。薄膜堆疊700可具有小於約5微米或在約50nm與約3微米之間的總厚度。過渡金屬層720可具有小於薄膜堆疊700之總厚度的約20%，或小於薄膜堆疊700之總厚度的約10%的厚度。例如，反射層710a、710b可各自具有等於或大於約20nm之厚度，且過渡金屬層720可具有小於約5nm之厚度。反射層710a、710b可各自包括鋁或鋁合金，且過渡金屬層720可包括以下各者中之至少一者：鋯、鈧、釕、鈦、鉭、鉬及鉻。例如，過渡金屬可包括鋯。
在摻雜進反射層710a、710b後，過渡金屬層720可改良抗潛變且減小反射層710a、710b之應力，同時使反射層710a、710b之光學及電性質之降級最小化。併有薄膜堆疊700之可移動反射結構可具有相對較低之應力值，諸如小於約200MPa，或小於100MPa之應力值。此外，併有薄膜堆疊700之可移動反射結構可具有足夠高的可見光之反射率，諸如大於約80%或大於約90%之反射率。即使在退火薄膜堆疊700之後，亦可實現經減小之應力值及足夠高之反射率值。在一些實施中，併有薄膜堆疊700之可移動反射結構可具有相對較低之薄層電阻值，諸如小於約每平方1歐姆、每平方10歐姆或每平方100歐姆。
於兩個反射層710a、710b之間併入過渡金屬層720准許過渡金屬原子之擴散以將過渡金屬摻雜至反射層710a、710b。退火後，過渡金屬原子可自過渡金屬層720之兩側擴散至兩個反射層710a、710b中。過渡金屬層720之厚度及退火條件可影響如何摻雜反射層710a、710b。反射層710a、710b中之每一者可經摻雜具有約0.1原子%至約10原子%之過渡金屬，或具有約0.5原子%至約5原子%之過渡金屬。經摻雜之薄膜堆疊700可提供更大之抗潛變性及應力控制。
在一些實施中，薄膜堆疊700可經摻雜以進一步包括小於20原子%之氧及氮中之一者或兩者，或在約1原子%與約20原子%之間的氧及 氮中之一者或兩者。薄膜堆疊700可經摻雜具有氧及/或氮以進一步改良抗潛變及減小應力。鋁或鋁合金可與氧及/或氮反應以形成氧化鋁、氮化鋁或氮氧化鋁。當摻雜有氧及氮中之一者或兩者時，可在反射層710a、710b之晶界處提供氧及氮原子以限制晶粒生長，且限制原子橫跨晶界之擴散。摻雜可藉由在鋁或鋁合金沈積(例如，濺鍍沈積)期間流動氧氣及氮氣發生。例如，氧氣可以小於約每分鐘5標準立方公分(sccm)流動，且氮氣可以小於約10sccm流動，而諸如氬氣或氪氣之濺鍍氣體可介於50sccm至100sccm或200sccm或更大之間。
併有薄膜堆疊700之可移動反射結構可為「薄」膜反射結構或「厚」膜反射結構之部分。在「薄」膜反射結構之實施中，反射層710a、710b可相對較薄，諸如其每一者具有在約10nm與約50nm之間的厚度。然而，此等實施中之可移動反射結構可包括介電層，其中該等介電層可向可移動反射結構提供結構剛性，且可各自具有在約400nm與約4000nm之間的厚度。在「厚」膜反射結構之實施中，反射層710a、710b可相對較厚，諸如其每一者具有在約100nm與約1000nm之間的厚度。此等實施中之可移動反射結構可包括或可不包括提供結構剛性之介電層。
圖7B展示包括位於光學層上方之薄膜堆疊之實例可移動反射結構的橫截面側視圖。如本文中早先所論述，可移動反射結構可包括複數個層。此等層之實例可包括反射層、可變形層、金屬層、光學層及介電層。薄膜堆疊700可併入具有前述層中之一或多者之可移動反射結構中。薄膜堆疊700包括包夾於底層710a與頂層710b之間的中間層720。如圖7B中之實例所展示，薄膜堆疊700形成於、位於或置放於光學層730上。在一些實施中，光學層730可包括三氧化鈦或氧化鋯，且可具有在約100nm與約500nm之間的厚度。
圖7C展示用於具有額外過渡金屬層之可移動反射結構之實例薄 膜堆疊的橫截面側視圖。圖7D展示用於具有額外過渡金屬層及額外反射層之可移動反射結構之實例薄膜堆疊的橫截面側視圖。薄膜堆疊700中之額外層可提供併有薄膜堆疊700之可移動反射結構之機械、光學及電性質的更大控制及可調諧性。在一些實施中，額外層可提供就應力而言更平衡之薄膜堆疊700。
在圖7C中，薄膜堆疊700包括包夾於底層710a與頂層710b之間的中間層720。薄膜堆疊700可進一步包括第一層740，其中第一層740在底層710a下方。在一些實施中，第一層740可具有與中間層720實質上相同之組合物及厚度。因此，第一層740可進一步將過渡金屬摻雜至底層710a中之鋁或鋁合金，以進一步控制併有薄膜堆疊700之可移動反射結構之機械性質。
在圖7D中，薄膜堆疊700包括包夾於底層710a與頂層710b之間的中間層720，且進一步包括位於底層710a下方之第一層740及位於第一層740下方之第二層750。在一些實施中，第二層750可具有與底層710a及頂層710b中之一者或兩者實質上相同之組合物及厚度。在替代實施中第二層750可具有與底層710a及頂層710b中之一者或兩者不同之組合物及/或厚度。過渡金屬可進一步在底層710a、頂層710b及第二層750中摻雜鋁或鋁合金。薄膜堆疊700中之額外層不限於圖7C及圖7D中所展示之組態，而可以不同組態配置，且可包括甚至更多或更少的層。
薄膜堆疊之不同組態、過渡金屬層之不同厚度及不同退火條件可影響可移動反射結構之機械、光學及電性質，如圖8A至圖8J中所展示。在圖8A至圖8J中，提供用於量測各種薄膜堆疊組態之應力及反射率之資料。一些薄膜堆疊曝露於不同退火條件。退火可使過渡金屬原子經熱擴散製程而摻雜至鋁或鋁合金中。相對於鋯之不同沈積時間量測應力及反射率值。鋯可提供增加之抗潛變及控制應力。在不受理論 限制的情況下，鋯原子可易於沈澱於晶界中以限制原子之擴散以及限制晶粒生長。
圖8A展示說明可移動反射結構之應力隨鋯沈積時間而變化的曲線圖，其中該可移動反射結構包括包夾於兩個鋯層之間的鋁鈧層。圖8B展示說明來自圖8A之可移動反射結構之反射率隨鋯沈積時間而變化的曲線圖。可移動反射結構包括位於光學層上方且具有對應於8秒之沈積時間的厚度之鋯之底層，位於底層上方且具有4000nm之厚度之鋁鈧的中間層及具有對應於可變沈積時間之厚度之鋯的頂層。可移動反射結構在每分鐘1標準公升(slm)氮氣中於約350℃下經受熱退火250秒。隨著鋯沈積時間增加(亦即，增加鋯厚度)，可移動反射結構中之應力降低。對於剛沈積之薄膜，應力並未呈現顯著降低。此情形可展示鋯原子並未大量擴散至鋁鈧層中，除非退火可移動反射結構。對於經退火之薄膜，應力可顯著改變，且甚至可自張應力橫越至壓縮應力。此情形可指示藉由熱退火之應力之可調諧性。此外，增加之鋯厚度對應於降低之反射率。實際上，在8秒之鋯沈積後，反射率小於約80%，且在40秒之鋯沈積後，小於60%。用於顯示器之此類薄膜堆疊組態可能不提供足夠之影像品質。
圖8C展示說明可移動反射結構之應力隨鋯沈積時間而變化的曲線圖，其中該可移動反射結構包括包夾於兩個鋁合金層之間的鋯。圖8D展示說明來自圖8C之可移動反射結構之反射率隨鋯沈積時間而變化的曲線圖。可移動反射結構包括位於光學層上方且具有20nm之厚度之鋁鈧的底層、具有對應於可變沈積時間之厚度之鋯的中間層及具有20nm之厚度之鋁鈧的頂層。可移動反射結構在1slm氮氣中於約350℃下經受熱退火250秒。隨著鋯沈積時間增加，對於剛沈積之條件及後退火兩者，應力皆會降低。應力可相對較低，且在兩種條件下類似。此可意謂即使在退火之後晶粒結構亦未顯著改變，意謂微結構可 為熱穩定的。然而，在退火之後反射率降低，且隨著鋯厚度增加而降低，其中反射率可下降至小於85%。
圖8E展示說明可移動反射層之應力隨鋯沈積時間而變化的曲線圖，其中該可移動反射結構包括包夾於兩個鋁合金層之間的鋯。圖8F展示說明來自圖8E之可移動反射結構之反射率隨鋯沈積時間而變化的曲線圖。可移動反射結構包括位於光學層上方且具有20nm之厚度之鋁鈧的底層、具有對應於可變沈積時間之厚度之鋯的中間層及具有20nm之厚度之鋁鈧的頂層。可移動反射結構經受不同退火條件，其中可移動反射結構在氮氣中於約350℃下經2小時之熱退火。在具有更長退火時間之此等退火條件下，可移動反射結構中之應力變得相當高。可移動反射結構中之應力在不退火情況下略微地降低。此可表明在此等退火條件下之晶粒結構中之改變。在退火之後，反射率亦顯著降低，且隨著鋯厚度之增加而降低。儘管未圖示，但當鋯沈積時間自8秒增加到45秒，可移動反射結構之薄層電阻自每平方1.5歐姆增加至每平方13.5歐姆。總體而言，此情形展示增加之鋯厚度可使可移動反射結構之反射率及電性質降級，且在更長退火時間之情況下，於此類薄膜堆疊組態中併入鋯並未改良機械性質。
圖8G展示說明可移動反射結構之應力隨鋯沈積時間而變化的曲線圖，其中該可移動反射結構包括包夾於兩個厚鋁合金層之間的鋯。圖8H展示說明來自圖8G之可移動反射結構之反射率隨鋯沈積時間而變化的曲線圖。此處，可移動反射結構包括位於光學層上方且具有250nm之厚度的鋁鈧之底層、具有對應於可變沈積時間之厚度之鋯的中間層及具有250nm之厚度之鋁鈧的頂層。可移動反射結構在1slm氮氣中於約350℃下經受熱退火250秒。在更厚之鋁鈧層之情況下，即使在退火之後，可移動反射結構之反射率亦未降級，而是保持大於90%之可見光之反射率。然而，儘管應力在剛沈積之條件及後退火兩 者下保持相對相同，但在退火之後的應力大於約350MPa。
圖8I展示說明可移動反射結構之應力隨鋯沈積時間而變化的曲線圖，其中該可移動反射結構包括包夾於兩個厚鋁合金層之間的鋯。圖8J展示說明來自圖8I之可移動反射結構之反射率隨鋯沈積時間而變化的曲線圖。可移動反射結構包括位於光學層上方且具有250nm之厚度之鋁鈧的底層、具有對應於可變沈積時間之厚度之鋯的中間層及具有250nm之厚度之鋁鈧的頂層。可移動反射結構在氮氣中於約350℃下經受退火2小時。隨著鋯沈積時間增加，在剛沈積之條件及後退火兩者中，應力皆減小，其中在200秒之鋯沈積時間之後，應力小於200MPa。實際上，應力在剛沈積之條件與後退火之間並未改變很多，其可指示即使退火時間較長，亦未發生許多結構改變。即使在退火之後，可移動反射結構之反射率亦大於89%。儘管未圖示，可移動反射結構之薄層電阻經量測為約每平方0.052歐姆，其展示即使退火時間較長，電性質亦未降級。
圖8A至圖8J中之資料展示兩個鋁鈧層之間的鋯層之併入可控制可移動反射結構中之應力。可移動反射結構之一些組態展示在350℃下經2小時之退火之後甚至小於150MPa之應力。此外，可移動反射結構之一些組態提供大於85%之反射率，且一些組態提供甚至大於90%之反射率，其展示此等組態可滿足所要之光學標準。可移動反射結構之一些組態提供小於每平方1歐姆或小於每平方10歐姆之薄層電阻，指示此等組態即使在退火之後亦可維持所要之電性質。
在一些實施中，使用氧及/或氮摻雜鋁或鋁合金層可進一步改良可移動反射結構之機械穩固性。表1展示包括鋁合金鏡之可移動反射結構之應力資料，其中應力值視鋁合金所引入之氮氣或氧氣量而變化。獲得退火之前及在約350℃下經3小時退火之後的應力值。在鋁合金沈積期間，氧氣及/或氮氣以較小量流動。例如，在鋁合金濺鍍期 間，可引入氧氣及氮氣以形成氧化鋁、氮化鋁或氮氧化鋁之沈澱。諸如氬氣之惰性載氣亦同時流動。
可調整氮氣及氧氣之流動速率以控制具有鋁合金鏡之可移動反射結構之應力。氧氣之流動速率可小於約5sccm，且氮氣之流動速率可小於約10sccm。在一些實施中，氧氣之流動速率可小於約4sccm，且氮氣之流動速率可小於約5sccm。如表1中所展示，氧及氮之引入可將可移動反射結構之應力減小至小於100MPa。另外，對於具有40nm之厚度之可移動反射結構，摻雜有氧及氮之可移動反射結構之薄層電阻為約每平方1.2歐姆。當維持相對較低之薄層電阻時，摻雜有氧及氮之可移動反射結構可改良抗潛變薄膜之應力。
圖9為製造MEMS顯示器件之實例方法之流程圖。製程900可以不同次序或藉由不同、更少或額外之操作來執行。
在區塊910中，提供基板。基板可包括任何適合之基板材料，諸如玻璃或塑膠。在一些實施中，基板材料可為實質上對可見光透明的。一或多個顯示元件可形成於用於MEMS顯示器件之基板上。在一些實施中，一或多個顯示元件可包括主動矩陣OLED、基於遮光片之光調變器，或IMOD。顯示元件中之每一者可為顯示器件中之像素之 部分。在一些實施中，製程900可進一步包括於基板上方形成固定電極或光學堆疊，其中固定電極或光學堆疊可包括導電材料。
在區塊920中，支撐結構形成於基板上方。在一些實施中，支撐結構可包括對稱地安置於可移動反射結構之邊緣周圍的複數個繫栓或鉸鏈。支撐結構可形成於基板上，且可經組態以支撐可移動反射結構。支撐結構可由諸如鋁或鈦之金屬，或諸如氧化物、氮化物及氮氧化物之其他材料形成。在一些實施中，支撐結構可包括與可移動反射結構之材料相同或實質上相同之材料。因此，支撐結構可包括鋁或鋁合金。支撐結構可為可彎曲的以准許可移動反射結構朝向基板之致動。在一些實施中，支撐結構可包括支撐柱及連接至該支撐柱之繫栓，其中繫栓連接至可移動反射結構。繫栓可由可撓性材料組成，而支撐柱可由相對剛性之材料組成。
在區塊930中，可移動反射結構形成於基板上方且連接至支撐結構，其中該可移動反射結構包括第一層(其包括鋁或鋁合金)、第二層(其包括鋁或鋁合金且位於該第一層上方)，及第三層(其位於該第一層及該第二層之間)，其中該第三層與該第一層及該第二層中之至少一者接觸。該第三層包括過渡金屬，其中該過渡金屬包括以下各者中之至少一者：鋯、鈧、釕、鈦、鉭、鉬及鉻。
可移動反射結構可構成藉由間隙與固定電極分離之可移動電極或鏡。可移動反射結構可經組態以藉由靜電力橫跨該間隙朝向固定電極移動。可移動反射結構可為MEMS顯示器件之像素之部分。MEMS顯示器件之像素可經配置為陣列以形成顯示器。可移動反射結構與固定電極之間的間隙距離可反射特定波長之光以產生特定色彩之外觀。
在一些實施中，形成可移動反射結構可包括於基板上方沈積第一層，於第一層上沈積第三層及於第三層上沈積第二層。可移動反射結構可形成具有包夾於兩個鋁或鋁合金層之間的過渡金屬層之薄膜堆 疊。沈積步驟中之每一者可隨後繼之以遮罩、圖案化、蝕刻，或平坦化步驟。可使用諸如PVD、CVD、PECVD、ALD及旋塗之此項技術中已知之沈積技術沈積層中之每一者。PVD製程可包括脈衝雷射沈積、濺鍍沈積、電子束物理氣相沈積及蒸發沈積。在一些實施中，可移動反射結構可進一步包括三氧化鈦之光學層，其中第一層形成於該光學層上方。
在一些實施中，可移動反射結構之第一層及第二層可具有實質上相同之組合物及厚度。第一層與第二層之組合物可包括鋁，諸如純鋁、鋁鈧、鋁鋯或鋁銅。第一層與第二層之厚度可各自等於或大於約20nm，諸如在約20nm與約400nm之間。第三層之厚度可小於約5nm。在一些實施中，第三層之厚度可為可移動反射結構之總厚度的約10%或10%以下。
在一些實施中，沈積第一層可包括使用氧及氮中之一者或兩者摻雜第一層，且沈積第二層可包括使用氧及氮中之一者或兩者摻雜第二層。使用氧及/或氮摻雜第一及第二層可包括在鋁或鋁合金之反應性濺鍍期間流動氧氣及/或氮氣。在一些實施中，氧氣之流動速率可小於約5sccm，且氮氣之流動速率可小於約10sccm。
在一些實施中，製程900進一步包括於基板與第一層之間沈積第四層，其中第四層具有與第三層實質上相同之組合物及厚度。因此，另一過渡金屬層可併入可移動反射結構之薄膜堆疊中。在一些實施中，第四層可提供就應力而言更平衡之結構。
在一些實施中，製程900可進一步包括於基板與第四層之間沈積第五層，其中第五層具有與第一層及第二層實質上相同之厚度及組合物。第五層可包括鋁或鋁合金，且可具有等於或大於約20nm之厚度。在一些實施中，第五層可提供就應力而言更平衡之結構。
在區塊940中，退火可移動反射結構。藉由退火可移動反射結 構，第一層及第二層可經摻雜具有過渡金屬。退火後，過渡金屬可自兩側擴散以使得第一層可經摻雜且第二層可經摻雜具有過渡金屬。在一些實施中，第一及第二層可各自經摻雜具有約0.1原子%至約10原子%之過渡金屬，或具有約0.5原子%至約5原子%之過渡金屬。在一些實施中，在退火期間之溫度可在約100℃與約600℃之間。可能需要控制應力以使得可移動反射結構之應力在剛沈積之條件及後退火下可相對類似。在該方式下，可移動反射結構之微結構可為熱穩定的。
可移動反射結構中之此經退火之薄膜堆疊可減小抗潛變可移動反射結構中之應力，其中該應力可小於約200MPa或小於約100MPa。經退火之薄膜堆疊可加強可移動反射結構之機械穩固性，而不使可移動反射結構之光學及電性質顯著降級。例如，可移動反射結構之薄層電阻可小於約每平方1歐姆或小於約每平方10歐姆，且可移動反射結構之反射率可大於約80%。
圖10A及圖10B為說明包括諸如圖6中所展示之MEMS顯示器件之複數個MEMS顯示元件的顯示器件40之系統方塊圖。顯示器件40可為(例如)智慧型手機、蜂巢式或行動電話。然而，顯示器件40之相同組件或其略微變化亦說明各種類型之顯示器件，諸如電視、電腦、平板電腦、電子閱讀器、手持型器件及攜帶型媒體器件。
顯示器件40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入器件48及麥克風46。外殼41可由包括射出成形及真空成形之多種製造製程中之任一者形成。另外，外殼41可由包括(但不限於)以下各者之多種材料中之任一者製成：塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷，或其組合。外殼41可包括可與具有不同色彩或含有不同標識、圖像或符號之其他可卸除式部分互換之可卸除式部分(未圖示)。
如本文中所描述，顯示器30可為包括雙穩態或類比顯示器之多種顯示器中之任一者。顯示器30亦可經組態以包括諸如電漿、EL、 OLED、STN LCD或TFT LCD之平板顯示器，或諸如CRT或其他管式器件之非平板顯示器。另外，如本文中所描述，顯示器30可包括基於IMOD之顯示器。
顯示器件40之組件示意性地說明於圖10A中。顯示器件40包括外殼41，且可包括至少部分地圍封於其中之額外組件。例如，顯示器件40包括網路介面27，該網路介面包括可耦接至收發器47之天線43。網路介面27可為可顯示於顯示器件40上之影像資料之來源。因此，網路介面27為影像源模組之一實例，但處理器21及輸入器件48亦可充當影像源模組。收發器47連接至處理器21，該處理器連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節信號(諸如，對信號進行濾波或以其他方式操縱信號)。調節硬體52可連接至揚聲器45及麥克風46。處理器21亦可連接至輸入器件48及驅動器控制器29。驅動器控制器29可耦接至圖框緩衝器28並耦接至陣列驅動器22，該陣列驅動器又可耦接至顯示陣列30。包括在圖10A中未特定描繪之元件之顯示器件40中之一或多個元件可經組態以充當記憶體器件且可經組態以與處理器21通信。在一些實施中，電源供應器50可向特定顯示器件40設計中之實質上所有組件提供電力。
網路介面27包括天線43及收發器47，以使得顯示器件40可經由網路與一或多個器件通信。網路介面27亦可具有用以降低(例如)處理器21之資料處理要求的一些處理能力。天線43可傳輸並接收信號。在一些實施中，天線43根據包括IEEE 16.11(a)、(b)或(g)之IEEE 16.11標準或包括IEEE 802.11a、b、g、n之IEEE 802.11標準及其另外實施來傳輸及接收RF信號。在一些其他實施中，天線43根據Bluetooth®標準傳輸及接收RF信號。在蜂巢式電話之情況下，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)、陸上集群無線電(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(LTE)、AMPS或用於在諸如利用3G、4G或5G技術之系統的無線網路內通信之其他已知信號。收發器47可預先處理自天線43接收之信號，以使得該等信號可由處理器21接收，及進一步由處理器21操縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號，以使得該等信號可經由天線43自顯示器件40傳輸。
在一些實施中，可用接收器替換收發器47。另外，在一些實施中，可用可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料的影像源替換網路介面27。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或影像源接收諸如壓縮影像資料之資料，且將資料處理成原始影像資料或處理成可易於處理成原始影像資料之格式。處理器21可將經處理之資料發送至驅動器控制器29或圖框緩衝器28以用於儲存。原始資料通常指代識別影像內每一位置處的影像特性之資訊。例如，此等影像特性可包括色彩、飽和度及灰度階。
處理器21可包括微控制器、CPU或邏輯單元以控制顯示器件40之操作。調節硬體52可包括用於將信號傳輸至揚聲器45及用於自麥克風46接收信號之放大器及濾波器。調節硬體52可為顯示器件40內之離散組件，或可併入於處理器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取得由處理器21產生之原始影像資料且可適當地重新格式化原始影像資料以高速傳輸至陣列驅動器22。在一些實施中，驅動器控制器29可將原始影像資料重新格式化成具有光柵狀格式之資料流，以使得該影像資料具有適合於在顯示陣列30上掃描之時間次序。接著，驅動器控制器29將 經格式化之資訊發送至陣列驅動器22。雖然諸如LCD控制器之驅動器控制器29常常作為單獨積體電路(IC)與系統處理器21相關聯，但此等控制器可以許多方式來實施。例如，控制器可作為硬體嵌入處理器21中、作為軟體嵌入處理器21中，或與陣列驅動器22一起完全整合於硬體中。
陣列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化之資訊，且可將視訊資料重新格式化為平行之波形集合，該等波形每秒被許多次地施加至來自顯示器之顯示元件x-y矩陣之數百且有時數千個(或更多)的導線。
在一些實施中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30適合於本文中所描述之任何類型的顯示器。例如，驅動器控制器29可為習知顯示器控制器或雙穩態顯示器控制器(諸如，IMOD顯示元件控制器)。另外，陣列驅動器22可為習知驅動器或主動矩陣顯示器驅動器(諸如，IMOD顯示元件驅動器)。此外，顯示陣列30可為習知顯示陣列或MEMS顯示陣列(諸如，包括IMOD顯示元件陣列之顯示器)。在一些實施中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合。此實施可適用於例如行動電話、攜帶型電子器件、手錶或小面積顯示器之高度整合系統。
在一些實施中，輸入器件48可經組態以允許(例如)使用者控制顯示器件40之操作。輸入器件48可包括諸如QWERTY鍵盤或電話小鍵盤之小鍵盤、按鈕、開關、搖桿、觸敏式螢幕、與顯示陣列30整合之觸敏式螢幕，或壓敏或熱敏膜。麥克風46可經組態為顯示器件40之輸入器件。在一些實施中，通過麥克風46之語音命令可用於控制顯示器件40之操作。
電源供應器50可包括多種能量儲存器件。例如，電源供應器50可為可再充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用可再充電電 池之實施中，可再充電電池可為使用來自(例如)壁式插座或光伏打器件或陣列之電力的充電式。替代地，可再充電電池可為可無線充電式。電源供應器50亦可為可再生能源、電容器或包括塑膠太陽能電池或太陽能電池漆之太陽能電池。電源供應器50亦可經組態以自壁式插座接收電力。
在一些實施中，控制可程式化性駐留於可位於電子顯示系統中之若干處的驅動器控制器29中。在一些其他實施中，控制可程式化性駐留於陣列驅動器22中。上文所描述之最佳化可在任何數目個硬體及/或軟體組件中及以各種組態實施。
如本文中所使用，指代項目清單「中之至少一者」之片語係指彼等項目之任何組合，包括單一成員。作為實例，「a、b或c中之至少一者」意欲涵蓋：a、b、c、a與b、a與c、b與c及a與b與c。
結合本文中所揭示之實施所描述之各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。硬體與軟體之互換性已就功能性加以大體描述，且說明於上文所描述之各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟中。是否將此功能性以硬體或軟體之形式實施視特定應用及施加於整個系統上之設計約束而定。
用於實施結合本文中所揭示之態樣而描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置可使用以下各者來實施或執行：通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其經設計以執行本文中所描述之功能的任何組合。通用處理器可為微處理器、或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為計算器件之組合，諸如，DSP與微處理器、複數個微處理器、結合DSP核心之一 或多個微處理器，或任何其他此等組態之組合。在一些實施中，特定步驟及方法可藉由特定於給定功能之電路執行。
在一或多個態樣中，所描述之功能可以硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(包括本說明書中所揭示之結構及其結構等效物)之形式實施，或以其任何組合之形式實施。本說明書中所描述之標的物之實施亦可實施為編碼於電腦儲存媒體上的一或多個電腦程式(亦即，電腦程式指令之一或多個模組)以用於資料處理裝置之執行或控制資料處理裝置之操作。
本發明中所描述之實施的各種修改對於熟習此項技術者可為顯而易見的，且本文中所定義之一般原理可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下應用於其他實施。因此，申請專利範圍並不意欲限於本文中所展示之實施，而應符合與本文中所揭示之本發明、原理及新穎特徵相一致之最廣泛範疇。另外，一般熟習此項技術者將易於理解，術語「上」及「下」有時係用以簡易描述諸圖，及指示與在經正向之頁面上的圖之定向對應之相對位置，且可能未反映出例如所實施之IMOD顯示元件之正確定向。
在單獨實施之情況下描述於本說明書中之某些特徵亦可在單個實施中以組合形式實施。相反地，在單一實施之情況下所描述之各種特徵亦可分別在多個實施中或以任何適合之子組合實施。此外，雖然上文可將特徵描述為以某些組合之形式起作用，且甚至最初按此來主張，但來自所主張之組合之一或多個特徵在一些情形下可自該組合中刪除，且所主張之組合可針對子組合或子組合之變化。
類似地，儘管在圖式中以特定次序來描繪操作，但一般熟習此項技術者將易於認識到，此等操作無需以所展示之特定次序或以順序次序執行，或所有所說明之操作可經執行以實現合乎需要的結果。此外，圖式可按流程圖之形式示意性地描繪一或多個實例製程。然而， 未描繪之其他操作可併入於示意性說明之實例製程中。例如，可在所說明之操作中之任一者前、後、同時或之間執行一或多個額外操作。在某些情形下，多任務及並行處理可為有利的。此外，不應將在上文所描述之實施中的各種系統組件之分離理解為在所有實施中要求此分離，而應理解，所描述之程式組件及系統可大體上一起整合於單一軟體產品中或經封裝至多個軟體產品中。另外，其他實施處於下列申請專利範圍之範疇內。在一些狀況下，申請專利範圍中所述之動作可以不同次序執行，且仍實現合乎需要的結果。
700‧‧‧薄膜堆疊
710a‧‧‧底層
710b‧‧‧頂層
720‧‧‧中間層/過渡金屬層

Claims (22)

  1. 一種微機電系統(MEMS)顯示器件，其包含：一基板；位於該基板上方之一可移動反射結構，其中該可移動反射結構包括一經退火之薄膜堆疊，該經退火之薄膜堆疊包括：包括鋁或鋁合金之一第一層，包括鋁或鋁合金且位於該第一層上方之一第二層，位於該第一層與該第二層之間且與該第一層及該第二層中之至少一者接觸之一第三層，該第三層包括一過渡金屬，該過渡金屬包括以下各者中之至少一者：鋯、鈧、釕、鈦、鉭、鉬及鉻；以及位於該基板上方且連接至該可移動反射結構以支撐該可移動反射結構之一或多個支撐結構。
  2. 如請求項1之器件，其中該第一層及該第二層中之一者或兩者經摻雜具有約0.1原子%至約10原子%之該過渡金屬。
  3. 如請求項1之器件，其中該可移動反射結構之一應力小於約200MPa。
  4. 如請求項1之器件，其中該第三層具有小於約5nm之一厚度，且該第一層與該第二層各自具有等於或大於約20nm之一厚度。
  5. 如請求項1之器件，其中該第三層之一厚度為該薄膜堆疊之一總厚度的約10%或10%以下。
  6. 如請求項1之器件，其中該可移動反射結構之一反射率大於約80%。
  7. 如請求項1之器件，其中該第一層及該第二層中之每一者經摻雜以包括在約1原子%與約20原子%之間的氧及氮中之一者或兩 者。
  8. 如請求項1之器件，其中該第三層與該第一層及該第二層兩者都接觸。
  9. 如請求項1之器件，其中該第一層與該第二層具有實質上相同之組合物及厚度。
  10. 如請求項9之器件，其中該薄膜堆疊進一步包括：位於該第一層下方之一第四層，該第四層具有與該第三層實質上相同之組合物及厚度。
  11. 如請求項10之器件，其中該薄膜堆疊進一步包括：位於該第四層下方之一第五層，該第五層具有與該第一層及該第二層實質上相同之組合物及厚度。
  12. 如請求項1之器件，其進一步包含：位於該基板與可移動反射結構之間的一固定電極，該固定電極與該可移動反射結構界定其間之一間隙，該可移動反射結構經組態以藉由靜電力橫跨該間隙朝向該固定電極移動。
  13. 如請求項1之器件，其中該MEMS顯示器件形成一顯示器，該MEMS顯示器件進一步包含：經組態以與該顯示器通信之一處理器，該處理器經組態以處理影像資料；以及經組態以與該處理器通信之一記憶體器件。
  14. 如請求項13之器件，其進一步包含：經組態以將至少一個信號發送至該顯示器之一驅動器電路；以及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。
  15. 如請求項13之器件，其進一步包含： 經組態以將該影像資料發送至該處理器之一影像源模組，其中該影像源模組包含一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。
  16. 如請求項13之器件，其進一步包含：經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳達給該處理器之一輸入器件。
  17. 一種製造一MEMS顯示器件之方法，該方法包含：提供一基板；於該基板上方形成一支撐結構；使一可移動反射結構形成於該基板上方且連接至該支撐結構，其中該可移動反射結構包括：包括鋁或鋁合金之一第一層；包括鋁或鋁合金且位於該第一層上方之一第二層；位於該第一層與該第二層之間且與該第一層及該第二層中之至少一者接觸之一第三層，該第三層包括一過渡金屬，該過渡金屬包括以下各者中之至少一者：鋯、鈧、釕、鈦、鉭、鉬及鉻；以及退火該可移動反射結構。
  18. 如請求項17之方法，其中形成該可移動反射結構包括：於該基板上方沈積該第一層；於該第一層上沈積該第三層；以及於該第三層上沈積該第二層。
  19. 如請求項18之方法，其中沈積該第一層包括使用氧及氮中之一者或兩者摻雜該第一層，且其中沈積該第二層包括使用氧及氮中之一者或兩者摻雜該第二層。
  20. 如請求項18之方法，其進一步包含： 於該基板與該第一層之間沈積一第四層，其中該第四層具有與該第三層實質上相同之厚度及組合物。
  21. 如請求項20之方法，其進一步包含：於該基板與該第四層之間沈積一第五層，其中該第五層具有與該第一層及該第二層實質上相同之厚度及組合物。
  22. 如請求項17之方法，其中退火該可移動反射結構包括使用該過渡金屬摻雜該第一層及該第二層。
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