顯示裝置及用于形成光轉(zhuǎn)向特征和顯示元件的雙側(cè)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于通過使用光波導(dǎo)分散光而提供照明的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。在一方面中，一種照明系統(tǒng)具備具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)對置的第二側(cè)的襯底。所述襯底可為光學(xué)透射型且形成所述光波導(dǎo)的用于分散光的部分。所述襯底的所述第一側(cè)是使用第一處理技術(shù)來處理。處理所述第一側(cè)包含在所述第一側(cè)上形成光轉(zhuǎn)向特征及在所述光轉(zhuǎn)向特征之上形成保護層。所述第二側(cè)是使用第二處理技術(shù)來處理以形成顯示元件，同時所述保護層保護所述第一側(cè)免受損壞。所述第一處理技術(shù)和所述第二處理技術(shù)可使用相同成套工具來執(zhí)行。除保護所述第一側(cè)之外，所述鈍化層可充當(dāng)光學(xué)包層和/或鈍化層。
【專利說明】顯示裝置及用于形成光轉(zhuǎn)向特征和顯示元件的雙側(cè)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明系統(tǒng)，包含用于顯示器的照明系統(tǒng)，明確地說，具有具光轉(zhuǎn)向特征的光波導(dǎo)的照明系統(tǒng)，且本發(fā)明涉及機電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機電系統(tǒng)包含具有電及機械元件、致動器、換能器、傳感器、光學(xué)組件(例如，鏡面)及電子裝置的裝置?？砂窗?但不限于)微尺度及納米尺度的多種尺度來制造機電系統(tǒng)。舉例來說，微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置可包含具有在從約一微米到數(shù)百微米或更大的范圍內(nèi)的大小的結(jié)構(gòu)。納米機電系統(tǒng)(NEMS)裝置可包含具有小于一微米的大小(包含(例如)小于數(shù)百納米的大小)的結(jié)構(gòu)?？墒褂贸练e、蝕刻、光刻和/或蝕刻掉襯底和/或經(jīng)沉積材料層的部分或添加若干層以形成電及機電裝置的其它微機械加工工藝來創(chuàng)制機電元件。
[0003]一種類型的機電系統(tǒng)裝置被稱為干涉調(diào)制器(IMOD)。如本文所使用，術(shù)語“干涉調(diào)制器”或“干涉光調(diào)制器”是指使用光學(xué)干涉原理來選擇性地吸收及/或反射光的裝置。在一些實施方案中，干涉調(diào)制器可包含一對導(dǎo)電板，所述對導(dǎo)電板中的一者或兩者可完全地或部分地為透明的及/或反射的，且能夠在施加適當(dāng)電信號后隨即進行相對運動。在實施方案中，一個板可包含沉積于襯底上的靜止層，且另一個板可包含與靜止層分離開氣隙的反射隔膜。一個板相對于另一個板的位置可改變?nèi)肷湓诟缮嬲{(diào)制器上的光的光學(xué)干涉。干涉調(diào)制器裝置具有廣泛范圍的應(yīng)用，且預(yù)期用于改進現(xiàn)有產(chǎn)品及創(chuàng)制新產(chǎn)品(尤其是具有顯示能力的產(chǎn)品)。
[0004]反射的環(huán)境光用以在一些顯示裝置中形成圖像，例如，使用由干涉調(diào)制器形成的顯示元件的反射顯示器。這些顯示器的所感知的亮度取決于被反射朝向觀察者的光的量。在低環(huán)境光條件中，來自具有人工光源的照明裝置的光可用以照明反射顯示元件，反射顯示元件接著將光反射朝向觀察者從而產(chǎn)生圖像。為了滿足顯示裝置的市場需求和設(shè)計準(zhǔn)貝U，包含反射型和透射型顯示器，正連續(xù)不斷地開發(fā)新照明裝置和用于形成新照明裝置的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和裝置各自具有若干創(chuàng)新方面，所述方面中無單個方面獨自地負責(zé)本文所揭示的合乎需要的屬性。
[0006]本發(fā)明中所描述的標(biāo)的物的一個創(chuàng)新方面可在一種制造顯示裝置的方法中予以實施。所述方法包含提供具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)對置的第二側(cè)的襯底。所述方法進一步包含使用第一處理技術(shù)處理所述第一側(cè)。處理所述第一側(cè)包含在所述襯底的所述第一側(cè)上形成多個光轉(zhuǎn)向特征。處理所述第一側(cè)進一步包含在所述光轉(zhuǎn)向特征之上形成第一保護層且隨后使用第二處理技術(shù)處理所述第二側(cè)。處理所述第二側(cè)包含在所述襯底的所述第二側(cè)上形成顯示元件陣列。在實施方案中，所述第一處理技術(shù)可使用實質(zhì)上與所述第二處理技術(shù)相同的成套工具。在實施方案中，所述第一保護層可為防刮層。在實施方案中，所述第一保護層可抵抗蝕刻化學(xué)以用于形成所述顯示元件陣列。
[0007]本發(fā)明中所描述的標(biāo)的物的另一創(chuàng)新方面可在一種顯示裝置中予以實施。所述顯示裝置包含具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)對置的第二側(cè)的襯底。所述顯示裝置進一步包含通過所述第一側(cè)上的凹痕界定的多個光轉(zhuǎn)向特征。所述顯示裝置進一步包含實質(zhì)上平坦的第一保護層，其在所述光轉(zhuǎn)向特征之上且實質(zhì)上延伸到所述凹痕中。所述顯示裝置進一步包含形成于所述第二側(cè)上的顯示元件陣列。在實施方案中，所述顯示元件陣列可以直接與所述襯底接觸方式形成。在實施方案中，所述襯底可構(gòu)成光波導(dǎo)。
[0008]本發(fā)明中所描述的標(biāo)的物的另一創(chuàng)新方面可在一種顯示裝置中予以實施。所述顯示裝置包含具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)對置的第二側(cè)的襯底。所述顯示裝置進一步包含所述第一側(cè)上的多個光轉(zhuǎn)向特征。所述顯示裝置進一步包含用于保護所述光轉(zhuǎn)向特征和形成于所述第二側(cè)上的顯示元件陣列的裝置。在實施方案中，用于保護的所述裝置可包含光學(xué)包層。在實施方案中，用于保護的所述裝置可包含鈍化層。在實施方案中，所述多個光轉(zhuǎn)向特征可形成于所述襯底的所述第一側(cè)上的凹痕中，且用于保護的所述裝置可包含延伸到所述凹痕中的防刮層。
[0009]在附圖和下文描述中闡述本說明書中所描述的標(biāo)的物的一或多個實施方案的細節(jié)。其它特征、方面和優(yōu)點將從所述描述、所述圖式和權(quán)利要求書而變得顯而易見。應(yīng)注意，隨附各圖的相對尺寸可能未按比例繪制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1展示描繪干涉調(diào)制器(IMOD)顯示裝置的一系列像素中的兩個鄰近像素的等角視圖的實例。
[0011]圖2展示說明并有3X3干涉調(diào)制器顯示器的電子裝置的系統(tǒng)框圖的實例。
[0012]圖3展示說明圖1的干涉調(diào)制器的可移動反射層位置相對于施加電壓的圖解的實例。
[0013]圖4展示說明在施加各種共同電壓和段電壓時的干涉調(diào)制器的各種狀態(tài)的表格的實例。
[0014]圖5A展示說明圖2的3X3干涉調(diào)制器顯示器中的顯示數(shù)據(jù)幀的圖解的實例。
[0015]圖5B展示可用以寫入圖5A所說明的顯示數(shù)據(jù)幀的共同信號和段信號的時序圖的實例。
[0016]圖6A展示圖1的干涉調(diào)制器顯示器的部分截面的實例。
[0017]圖6B到6E展示干涉調(diào)制器的不同實施方案的截面的實例。
[0018]圖7展示說明用于干涉調(diào)制器的制造工藝的流程圖的實例。
[0019]圖8A到SE展示在制造干涉調(diào)制器的方法中的各種階段的截面示意性說明的實例。
[0020]圖9展示照明系統(tǒng)的截面的實例。
[0021]圖1OA到IOD展示根據(jù)一些實施方案的制造集成光和顯示元件陣列的方法中的各種階段的截面示意性說明的實例。
[0022]圖1lA到IlB展示根據(jù)一些其它實施方案的制造集成光和顯示元件陣列的方法中的各種階段的截面示意性說明的實例。
[0023]圖12A展示圖1OA到IlB的光波導(dǎo)的一些實施方案的截面示意性說明。
[0024]圖12B展示圖1OA到IlB的光波導(dǎo)的另一實施方案的截面示意性說明。
[0025]圖12C展示圖1OA到IlB的光波導(dǎo)的又一實施方案的截面示意性說明。
[0026]圖13展示說明用于集成光和顯示元件陣列的制造工藝的流程圖的實例。
[0027]圖14A和14B展示說明包含多個干涉調(diào)制器的顯示裝置的系統(tǒng)框圖的實例。
[0028]各圖式中的相似參考數(shù)字和命名指示相似元件。
【具體實施方式】
[0029]以下詳細描述涉及用于描述創(chuàng)新方面的目的的某些實施方案。然而，本文中的教示可以多種不同方式來應(yīng)用?？梢匀魏窝b置來實施所描述實施方案，所述任何裝置經(jīng)配置以顯示圖像(無論在運動中(例如，視頻)還是為靜止的(例如，靜態(tài)圖像)，且無論為文字、圖形還是圖片的)。更明確地說，預(yù)期所述實施方案可實施于多種電子裝置中或與多種電子裝置相關(guān)聯(lián)，所述電子裝置例如(但不限于):移動電話、具備多媒體因特網(wǎng)功能的蜂窩電話、移動電視接收器、無線裝置、智能電話、藍牙?裝置、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持型或便攜式計算機、迷你筆記型計算機、筆記型計算機、智能筆電(smartbook)、平板計算機、打印機、復(fù)印機、掃描器、傳真裝置、GPS接收器/導(dǎo)航儀、攝像機、MP3播放器、攝錄像機、游戲控制臺、腕表、時鐘、計算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、電子閱讀裝置(例如，電子閱讀器)、計算機監(jiān)視器、自動顯示器(例如，里程表顯示器，等等)、座艙控制件和/或顯示器、攝像機景觀顯示器(例如，車輛中后視攝像機的顯示器)、電子相片、電子廣告牌或標(biāo)牌、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、微波、電冰箱、立體聲系統(tǒng)、卡式記錄器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、便攜式存儲器芯片、洗衣機、烘干機、洗衣機/烘干機、停車計時表、封裝(例如，MEMS和非MEMS)、美學(xué)結(jié)構(gòu)(例如，關(guān)于一件珠寶的圖像的顯示)，以及多種機電系統(tǒng)裝置。本文的教示還可用于非顯示應(yīng)用中，例如(但不限于):電子開關(guān)裝置、射頻濾波器、傳感器、加速度計、回轉(zhuǎn)儀、運動感測裝置、磁力計、用于消費型電子裝置的慣性組件、消費型電子產(chǎn)品的零件、可變電抗器、液晶裝置、電泳裝置、驅(qū)動方案、制造工藝，和電子測試裝備。因此，所述教示不希望限于僅在諸圖中描繪的實施方案，而是具有廣泛適用性，這對于一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于顯而易見。
[0030]在一些實施方案中，一種照明系統(tǒng)具備具有第一側(cè)和與第一側(cè)對置的第二側(cè)的襯底。襯底可為光學(xué)透射型且形成用于分散光的光波導(dǎo)的部分?？墒褂玫谝惶幚砑夹g(shù)來處理襯底的第一側(cè)。在一些實施方案中，第一處理技術(shù)可涉及使用特定處理成套工具(例如，第一組處理裝備或第一處理腔室)。第一處理技術(shù)可用于一或多個第一沉積及/或圖案化工藝，其可創(chuàng)制一或多個第一結(jié)構(gòu)。
[0031]可使用第二處理技術(shù)來處理第二側(cè)，同時保護層保護第一側(cè)免受損壞。在一些實施方案中，第二處理技術(shù)可涉及使用特定處理成套工具且可包含一或多個第二沉積及/或圖案化工藝。第二處理技術(shù)可創(chuàng)制一或多個結(jié)構(gòu)，所述一或多個結(jié)構(gòu)可不同于形成于第一側(cè)上的結(jié)構(gòu)。舉例來說，處理第二側(cè)可包含在襯底的第二側(cè)上形成顯示元件。應(yīng)注意，第一處理技術(shù)和第二處理技術(shù)可利用相同成套工具(例如，相同處理裝備或處理腔室)。
[0032]在一些實施方案中，處理襯底的第一側(cè)可包含在第一側(cè)上形成光轉(zhuǎn)向特征及在光轉(zhuǎn)向特征之上形成第一保護層。除保護第一側(cè)之外，第一保護層可充當(dāng)光學(xué)包層和/或鈍化層。在一些實施方案中，可在保護層之上形成第二保護層。在一些實施方案中，相對于第一保護層來說，第二保護層可具有較高防刮性和/或抵抗與第二處理技術(shù)中的化學(xué)起反應(yīng)的性能。
[0033]照明系統(tǒng)可為包含顯示器和用于照明顯示器的顯示光的集成裝置。舉例來說，光轉(zhuǎn)向特征可經(jīng)配置以使在襯底內(nèi)部傳播的光轉(zhuǎn)向以使得光離開襯底且照射在顯示元件上，借此照明由顯示元件形成的顯示器。因此，在所述顯示元件的制造期間，襯底既可充當(dāng)用于照明功能的光波導(dǎo)，又可充當(dāng)用于顯示元件的支撐件。另外，在一些實施方案中，保護層可在制造顯示元件期間保護光轉(zhuǎn)向特征且還充當(dāng)包層以促進通過全內(nèi)反射進行的光在光波導(dǎo)內(nèi)的傳播及/或作為鈍化層。
[0034]可實施本發(fā)明中所描述的標(biāo)的物的特定實施方案以實現(xiàn)以下可能的優(yōu)點中的一者或一者以上。舉例來說，本文中所揭示的方法的各種實施方案允許在單個襯底上集成制造顯示元件與光轉(zhuǎn)向特征兩者。與此對比,分別形成顯示元件及將顯示元件與具有顯示元件的光波導(dǎo)組合可為昂貴的，且光波導(dǎo)與顯示器襯底之間的接口可干涉光透射，從而減小終端裝置的亮度。舉例來說，光波導(dǎo)與顯示器襯底之間的接口處可能存在不合需要的菲涅耳反射。因此，具有既在制造期間支撐顯示元件又可充當(dāng)顯示光的部分的襯底的集成裝置可改進正面光的亮度且減小制造成本。另外，本文中所揭示的方法的各種實施方案在集成襯底的第一側(cè)之上提供實質(zhì)上平坦保護層。保護層可幫助減輕包含(但不限于)以下各者的可能問題:在處理第二側(cè)期間使用的化學(xué)制品對第一側(cè)的處理損壞、由于在處理第二側(cè)期間與處理表面和機器人端接器接觸而產(chǎn)生的對第一側(cè)的刮擦和處置損壞，由在處理第二側(cè)期間被從第一側(cè)去除的受損壞的光轉(zhuǎn)向特征部分造成的前端處理系統(tǒng)的污染、由在處理第二側(cè)期間存在的顆粒物質(zhì)造成的光轉(zhuǎn)向特征的污染，及在處理第二側(cè)期間歸因于第一側(cè)的表面中的突起產(chǎn)生的真空傳感器錯誤。另外，保護層還可充當(dāng)包層和/或鈍化層，借此促進光在顯示光中的傳播及/或減少光轉(zhuǎn)向特征中的腐蝕，其中光轉(zhuǎn)向特征具備對腐蝕敏感的部分，例如金屬反射層。這些可能的優(yōu)點中的一者或一者以上可減少制造時間和/或成本，且增加制造產(chǎn)量，同時還改進顯示性能。
[0035]所描述實施方案可適用的合適MEMS裝置的實例為反射顯示裝置。反射顯示裝置可并有干涉調(diào)制器(MOD)以使用光學(xué)干涉原理來選擇性地吸收及/或反射入射在MOD上的光。IMOD可包含吸收體、可相對于吸收體移動的反射體，和界定于吸收體與反射體之間的光學(xué)諧振腔?？蓪⒎瓷潴w移動到兩個或兩個以上不同位置，此情形可改變光學(xué)諧振腔的大小且借此影響干涉調(diào)制器的反射率。IMOD的反射光譜可創(chuàng)制相當(dāng)寬的光譜帶，其可跨越可見波長而移位以產(chǎn)生不同色彩?？赏ㄟ^改變光學(xué)諧振腔的厚度(即，通過改變反射體的位置)來調(diào)整光譜帶的位置。
[0036]圖1展示描繪干涉調(diào)制器(IMOD)顯示裝置的一系列像素中的兩個鄰近像素的等角視圖的實例。IMOD顯示裝置包含一或多個干涉MEMS顯示元件。在這些裝置中，MEMS顯示元件的像素可處于明亮狀態(tài)或黑暗狀態(tài)。在明亮(“松弛”、“開啟”或“接通”)狀態(tài)下，顯示元件(例如)向用戶反射入射可見光的大部分。相反地，在黑暗(“致動”、“關(guān)閉”或“斷開”)狀態(tài)下，顯示元件幾乎不反射入射可見光。在一些實施方案中，可顛倒接通狀態(tài)與斷開狀態(tài)的光反射性質(zhì)。MEMS像素可經(jīng)配置以主要在特定波長下反射，從而除允許黑色及白色以外還允許彩色顯示。
[0037]IMOD顯示裝置可包含IMOD的行/列陣列。每一 IMOD可包含定位于彼此相距可變且可控距離以形成氣隙(也被稱作光學(xué)間隙或空腔)的一對反射層，即，可移動反射層和固定部分反射層。可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在第一位置(即，松弛位置)中，可移動反射層可定位于距固定部分反射層相對較大距離處。在第二位置(即，致動位置)中，可移動反射層可定位成更接近于部分反射層。從兩個層反射的入射光可取決于可移動反射層的位置而相長地或相消地干涉，從而針對每一像素產(chǎn)生總體反射或非反射狀態(tài)。在一些實施方案中，MOD在未經(jīng)致動時可處于反射狀態(tài)，從而反射在可見光譜內(nèi)的光，且在經(jīng)致動時可處于黑暗狀態(tài)，從而反射在可見光范圍之外的光(例如，紅外線光)。然而，在一些其它實施方案中，頂OD在未經(jīng)致動時可處于黑暗狀態(tài)，且在經(jīng)致動時可處于反射狀態(tài)。在一些實施方案中，施加電壓的引入可驅(qū)動像素改變狀態(tài)。在一些其它實施方案中，施加電荷可驅(qū)動像素改變狀態(tài)。
[0038]圖1中的像素陣列的所描繪部分包含兩個鄰近干涉調(diào)制器12。在左側(cè)的IM0D12(如所說明)中，可移動反射層14經(jīng)說明為處于距光學(xué)堆疊16預(yù)定距離的松弛位置，光學(xué)堆疊16包含部分反射層?？缭阶髠?cè)的IM0D12施加的電壓Vtl不足以造成可移動反射層14的致動。在右側(cè)的IM0D12中，可移動反射層14經(jīng)說明為處于靠近或鄰近光學(xué)堆疊16的致動位置?？缭接覀?cè)的IM0D12施加的電壓Vbias足以維持可移動反射層14處于致動位置。
[0039]在圖1中，一般用指示入射在像素12上的光13的箭頭和從左側(cè)的像素12反射的光15說明像素12的反射性質(zhì)。盡管未詳細說明，但一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，入射在像素12上的光13中的大部分將朝向光學(xué)堆疊16透射穿過透明襯底20。入射在光學(xué)堆疊16上的光的一部分將透射穿過光學(xué)堆疊16的部分反射層，且一部分將被反射回穿過透明襯底20。透射穿過光學(xué)堆疊16的光13的部分將在可移動反射層14處被反射回朝向(且穿過)透明襯底20。從光學(xué)堆疊16的部分反射層反射的光與從可移動反射層14反射的光之間的干涉(相長或相消)將確定從像素12反射的光15的(多個)波長。
[0040]光學(xué)堆疊16可包含單個層或若干層。所述(多個)層可包含電極層、部分反射且部分透射層及透明介電層中的一者或一者以上。在一些實施方案中，光學(xué)堆疊16為導(dǎo)電的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)通過將以上各層中的一者或一者以上沉積到透明襯底20上來制造。電極層可由多種材料形成，例如，各種金屬(例如，氧化銦錫(ITO))。部分反射層可由部分地反射的多種材料形成，例如，各種金屬(例如，鉻(Cr))、半導(dǎo)體和電介質(zhì)。部分反射層可由一或多個材料層形成，且所述層中的每一者可由單個材料或材料的組合形成。在一些實施方案中，光學(xué)堆疊16可包含充當(dāng)光學(xué)吸收體與導(dǎo)體兩者的單個半透明厚度的金屬或半導(dǎo)體，而不同的更多導(dǎo)電層或部分(例如，光學(xué)堆疊16或IMOD的其它結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層或部分)可用以在IMOD像素之間用總線傳送信號。光學(xué)堆疊16還可包含覆蓋一或多個導(dǎo)電層的一或多個絕緣或介電層，或?qū)щ?吸收層。
[0041]在一些實施方案中，光學(xué)堆疊16的所述(多個)層可經(jīng)圖案化成平行條帶，且可在顯示裝置中形成行電極，如下文進一步所描述。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，術(shù)語“經(jīng)圖案化”在本文中用以指遮蔽以及蝕刻工藝。在一些實施方案中，可將高度導(dǎo)電且反射的材料(例如，鋁(Al))用于可移動反射層14，且這些條帶可在顯示裝置中形成列電極。可移動反射層14可形成為一或多個經(jīng)沉積金屬層的一系列平行條帶(正交于光學(xué)堆疊16的行電極)，以形成沉積在支柱18之上的列和沉積在支柱18之間的介入犧牲材料。當(dāng)蝕刻掉犧牲材料時，經(jīng)界定間隙19或光學(xué)空腔可形成于可移動反射層14與光學(xué)堆疊16之間。在一些實施方案中，支柱18之間的間隔可為大約I微米到1000微米，而間隙19可大約< 10，000埃(A)。
[0042]在一些實施方案中，頂OD的每一像素(不管處于致動還是松弛狀態(tài))基本上為由固定反射層和移動反射層形成的電容器。當(dāng)未施加電壓時，可移動反射層14保持處于機械松弛狀態(tài)，如通過圖1中左側(cè)的像素12說明，其中間隙19處于可移動反射層14與光學(xué)堆疊16之間。然而，當(dāng)將電位差(例如，電壓)施加到所選擇行和列中的至少一者時，在對應(yīng)像素處形成于行電極與列電極的相交部分處的電容器變得充電，且靜電力將所述電極牽拉在一起。如果施加電壓超過閾值，那么可移動反射層14可變形且靠近或相抵于光學(xué)堆疊16而移動。光學(xué)堆疊16內(nèi)的介電層(未圖示)可防止短路且控制層14與層16之間的分離距離，如通過圖1中右側(cè)的經(jīng)致動像素12說明。不管施加電位差的極性如何，行為皆相同。盡管陣列中的一系列像素在一些實例中可被稱作“行”或“列”，但一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于理解，將一個方向稱作“行”且將另一個方向稱作“列”是任意的。再聲明，在一些定向上，可將行視為列，且將列視為行。此外，顯示元件可以正交行和列(“陣列”)來均勻地布置，或以非線性配置來布置，例如，具有相對于彼此的某些位置偏移(“馬賽克(mosaic)”)。術(shù)語“陣列”和“馬賽克”可指任一配置。因此，盡管將顯示器稱作包含“陣列”或“馬賽克”，但元件自身不需要彼此正交地布置，或以均勻散布來安置，而在任何實例中可包含具有不對稱形狀和不均勻散布元件的布置。
[0043]圖2展示說明并有3X3干涉調(diào)制器顯示器的電子裝置的系統(tǒng)框圖的實例。電子裝置包含處理器21，處理器21可經(jīng)配置以執(zhí)行一或多個軟件模塊。除執(zhí)行操作系統(tǒng)之外，處理器21還可經(jīng)配置以執(zhí)行一或多個軟件應(yīng)用程序，包含web瀏覽程序、電話應(yīng)用程序、電子郵件程序或任何其它軟件應(yīng)用程序。
[0044]處理器21可經(jīng)配置以與陣列驅(qū)動器22通信。陣列驅(qū)動器22可包含將信號提供到(例如)顯示陣列或面板30的行驅(qū)動器電路24和列驅(qū)動器電路26。圖1所說明的MOD顯示裝置的截面是通過圖2中的線1-1展示。盡管為了清晰起見，圖2說明3X3IM0D陣列，但顯示陣列30可含有大量M0D，且在行中可具有與列中的MOD數(shù)目不同的數(shù)目個M0D，且反過來也一樣。
[0045]圖3展示說明圖1的干涉調(diào)制器的可移動反射層位置相對于施加電壓的圖解的實例。對于MEMS干涉調(diào)制器，行/列(即，共同/段)寫入程序可利用這些裝置的滯后性質(zhì)(如圖3所說明)。干涉調(diào)制器可能需要(例如)約10伏特的電位差，以造成可移動反射層或鏡面從松弛狀態(tài)改變成致動狀態(tài)。當(dāng)電壓從所述值縮減時，隨著電壓下降回到低于(例如)10伏特，可移動反射層維持其狀態(tài)，然而，在電壓下降到低于2伏特以前，可移動反射層不會完全地松弛。因此，存在一電壓范圍(如圖3所示，大約3伏特到7伏特)，其中存在施加電壓窗，在所述施加電壓窗內(nèi)，裝置穩(wěn)定處于松弛狀態(tài)或致動狀態(tài)。此窗在本文中被稱作“滯后窗”或“穩(wěn)定性窗”。對于具有圖3的滯后特性的顯示陣列30來說，可設(shè)計行/列寫入程序以便每次尋址一或多個行，以使得在尋址給定行期間，將經(jīng)尋址行中欲致動的像素曝露于約10伏特的電壓差，且將待松弛的像素曝露于接近零伏特的電壓差。在尋址之后，將像素曝露于穩(wěn)態(tài)或約5伏特的偏壓電壓差，以使得其保持處于先前選通狀態(tài)。在此實例中，在尋址之后，每一像素經(jīng)歷在約3伏特到7伏特的“穩(wěn)定性窗”內(nèi)的電位差。此滯后性質(zhì)特征使得像素設(shè)計(例如，圖1所說明)能夠在相同施加電壓條件下保持穩(wěn)定處于致動狀態(tài)或松弛預(yù)先存在狀態(tài)。由于每一 IMOD像素(無論處于致動狀態(tài)還是松弛狀態(tài))基本上為通過固定反射層和移動反射層形成的電容器，因此可在滯后窗內(nèi)的穩(wěn)定電壓下保持此穩(wěn)定狀態(tài)，而不會實質(zhì)上消耗或損耗電力。此外，如果施加電壓電位保持實質(zhì)上固定，那么基本上幾乎沒有電流流入MOD像素中。
[0046]在一些實施方案中，可通過根據(jù)對給定行中的像素的狀態(tài)的所要改變(如果存在的話)沿著所述組列電極以“段”電壓的形式施加數(shù)據(jù)信號來創(chuàng)制圖像的幀?？梢来螌ぶ逢嚵械拿恳恍?，使得一次一行地寫入幀。為了將所要數(shù)據(jù)寫入到第一行中的像素，可將對應(yīng)于第一行中的像素的所要狀態(tài)的段電壓施加在列電極上，且可將呈特定“共同”電壓或信號的形式的第一行脈沖施加到第一行電極。接著可改變所述組段電壓以對應(yīng)于對第二行中的像素的狀態(tài)的所要改變(如果存在的話)，且可將第二共同電壓施加到第二行電極。在一些實施方案中，第一行中的像素不受沿著列電極施加的段電壓的改變影響，且保持處于其在第一共同電壓行脈沖期間被設(shè)置到的狀態(tài)。對于整個系列的行(或者，列)，可以依序方式重復(fù)此過程以產(chǎn)生圖像幀?？赏ㄟ^以每秒某所要數(shù)目個幀不斷地重復(fù)此過程來用新圖像數(shù)據(jù)刷新及/或更新幀。
[0047]跨越每一像素施加的段信號與共同信號的組合(即，每一像素上的電位差)確定每一像素的所得狀態(tài)。圖4展示說明在施加各種共同電壓和段電壓時的干涉調(diào)制器的各種狀態(tài)的表格的實例。如一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于理解，可將“段”電壓施加到列電極或行電極，且可將“共同”電壓施加到列電極或行電極中的另一者。
[0048]如圖4(以及圖5B所示的時序圖)所說明，當(dāng)沿著共同線施加釋放電壓VC.時，沿著共同線的所有干涉調(diào)制器元件將被置于松弛狀態(tài)(或者被稱作釋放或未經(jīng)致動狀態(tài))，而不管沿著段線施加的電壓(即，高段電壓VSh和低段電壓VSJ如何。明確地說，當(dāng)沿著共同線施加釋放電壓VC.時，調(diào)制器上的電位電壓(或者被稱作像素電壓)在沿著用于所述像素的對應(yīng)段線施加高段電壓VSh及施加低段電壓V&兩種情況時皆處于松弛窗(參見圖3，也被稱作釋放窗)內(nèi)。
[0049]當(dāng)在共同線上施加保持電壓(例如，高保持電壓VC_—H或低保持電壓VC_—J時，干涉調(diào)制器的狀態(tài)將保持恒定。舉例來說，松弛MOD將保持處于松弛位置，且經(jīng)致動MOD將保持處于致動位置?？蛇x擇保持電壓，使得像素電壓在沿著對應(yīng)段線施加高段電壓VSh及施加低段電壓兩種情況時皆將保持處于穩(wěn)定性窗內(nèi)。因此，段電壓擺動(即，高段電壓VSh與低段電壓VSlj之間的差)小于正或負穩(wěn)定性窗的寬度。
[0050]當(dāng)在共同線上施加尋址或致動電壓(例如，高尋址電壓VCadd H或低尋址電壓VCaddL)時，可通過沿著相應(yīng)段線施加段電壓而沿著所述線將數(shù)據(jù)選擇性地寫入到調(diào)制器。可選擇段電壓，使得致動取決于所施加的段電壓。當(dāng)沿著共同線施加尋址電壓時，一個段電壓的施加將導(dǎo)致穩(wěn)定性窗內(nèi)的像素電壓，從而造成像素保持未經(jīng)致動。與此對比，另一段電壓的施加將導(dǎo)致在穩(wěn)定性窗外的像素電壓，從而導(dǎo)致像素的致動。造成致動的特定段電壓可取決于使用哪一尋址電壓而變化。在一些實施方案中，當(dāng)沿著共同線施加高尋址電壓VCadd h時，高段電壓VSh的施加可造成調(diào)制器保持處于其當(dāng)前位置，而低段電壓V&的施加可造成調(diào)制器的致動。作為推論，當(dāng)施加低尋址電壓VCADDj時，段電壓的效應(yīng)可相反，其中高段電壓VSh造成調(diào)制器的致動，而低段電壓V&不影響調(diào)制器的狀態(tài)(即，保持穩(wěn)定)。
[0051 ] 在一些實施方案中，可使用始終產(chǎn)生調(diào)制器上的相同極性的電位差的保持電壓、尋址電壓和段電壓。在一些其它實施方案中，可使用交替調(diào)制器的電位差的極性的信號。跨越調(diào)制器的極性的交替(即，寫入程序的極性的交替)可縮減或抑制在單個極性的重復(fù)寫入操作之后可能發(fā)生的電荷累積。
[0052]圖5A展示說明圖2的3X3干涉調(diào)制器顯示器中的顯示數(shù)據(jù)幀的圖解的實例。圖5B展示可用以寫入圖5A所說明的顯示數(shù)據(jù)幀的共同信號和段信號的時序圖的實例。可將信號施加到(例如)圖2的3X3陣列，其將最終導(dǎo)致圖5A所說明的線時間60e顯示布置。圖5A中的經(jīng)致動調(diào)制器處于黑暗狀態(tài)，即，其中反射光的實質(zhì)部分處于可見光譜外部，以便導(dǎo)致在(例如)觀察者看來的黑暗外觀。在寫入圖5A所說明的幀之前，像素可處于任何狀態(tài)，但圖5B的時序圖中所說明的寫入程序假定:在第一線時間60a之前，每一調(diào)制器已釋放且駐留于未經(jīng)致動狀態(tài)。
[0053]在第一線時間60a期間:將釋放電壓70施加在共同線I上；施加在共同線2上的電壓以高保持電壓72開始，且移動至釋放電壓70 ;且沿著共同線3施加低保持電壓76。因此，沿著共同線I的調(diào)制器(共同1，段I)、(共同1，段2)和(共同1，段3)保持處于松弛或未經(jīng)致動狀態(tài)歷時第一線時間60a的持續(xù)時間，沿著共同線2的調(diào)制器(共同2，段I)、(共同2，段2)和(共同2，段3)將移動到松弛狀態(tài)，且沿著共同線3的調(diào)制器(共同3，段I)、(共同3，段2)和(共同3，段3)將保持處于其先前狀態(tài)。參看圖4，沿著段線1、2和3施加的段電壓將不影響干涉調(diào)制器的狀態(tài)，這是因為在線時間60a期間(即，VC.-松弛及VChold l-穩(wěn)定)共同線1、2或3中無一者正曝露于造成致動的電壓電平。
[0054]在第二線時間60b期間，共同線I上的電壓移動到高保持電壓72，且沿著共同線I的所有調(diào)制器保持處于松弛狀態(tài)，而不管所施加的段電壓，這是因為無尋址或致動電壓施加在共同線I上。沿著共同線2的調(diào)制器歸因于釋放電壓70的施加而保持處于松弛狀態(tài)，且當(dāng)沿著共同線3的電壓移動到釋放電壓70時，沿著共同線3的調(diào)制器(共同3，段I)、(共同3，段2)和(共同3，段3)將松弛。
[0055]在第三線時間60c期間，通過將高尋址電壓74施加在共同線I上來尋址共同線I。因為在此尋址電壓的施加期間沿著段線I和2施加低段電壓64，所以調(diào)制器(共同1，段I)和(共同1，段2)上的像素電壓大于調(diào)制器的正穩(wěn)定性窗的高端(即，電壓差超過預(yù)定義閾值)，且調(diào)制器(共同1，段I)和(共同1，段2)經(jīng)致動。相反地，因為沿著段線3施加高段電壓62，所以調(diào)制器(共同1，段3)上的像素電壓小于調(diào)制器(共同1，段I)和(共同1，段2)的像素電壓，且保持處于調(diào)制器的正穩(wěn)定性窗內(nèi)；調(diào)制器(共同1，段3)因此保持松弛。而且在線時間60c期間，沿著共同線2的電壓減小到低保持電壓76，且沿著共同線3的電壓保持處于釋放電壓70，從而使沿著共同線2和3的調(diào)制器處于松弛位置。
[0056]在第四線時間60d期間，共同線I的電壓返回到高保持電壓72，從而使沿著共同線I的調(diào)制器處于其相應(yīng)尋址狀態(tài)。共同線2上的電壓減小到低尋址電壓78。因為沿著段線2施加高段電壓62，所以調(diào)制器(共同2，段2)上的像素電壓低于調(diào)制器的負穩(wěn)定性窗的下端，從而造成調(diào)制器(共同2，段2)致動。相反地，因為沿著段線I和3施加低段電壓64，所以調(diào)制器(共同2，段I)和(共同2，段3)保持處于松弛位置。共同線3上的電壓增大到高保持電壓72，從而使沿著共同線3的調(diào)制器處于松弛狀態(tài)。
[0057]最后，在第五線時間60e期間，共同線I上的電壓保持處于高保持電壓72，且共同線2上的電壓保持處于低保持電壓76，從而使沿著共同線I和2的調(diào)制器處于其相應(yīng)尋址狀態(tài)。共同線3上的電壓增大到高尋址電壓74以尋址沿著共同線3的調(diào)制器。因為將低段電壓64施加在段線2和3上，所以調(diào)制器(共同3，段2)和(共同3，段3)致動，而沿著段線I施加的高段電壓62造成調(diào)制器(共同3，段I)保持處于松弛位置。因此，在第五線時間60e結(jié)束時，3 X 3像素陣列處于圖5A所示的狀態(tài)，且將保持處于所述狀態(tài)，只要沿著共同線施加保持電壓即可，而不管在正尋址沿著其它共同線(未圖示)的調(diào)制器時可發(fā)生的段電壓的變化。
[0058]在圖5B的時序圖中，給定寫入程序(即，線時間60a到60e)可包含使用高保持及尋址電壓或低保持及尋址電壓。一旦已針對給定共同線完成寫入程序(且將共同電壓設(shè)置為極性相同于致動電壓的極性的保持電壓)，像素電壓隨即保持處于給定穩(wěn)定性窗內(nèi)，且在將釋放電壓施加在所述共同線上以前不會傳遞通過松弛窗。此外，因為在尋址調(diào)制器之前，作為寫入程序的部分而釋放每一調(diào)制器，所以調(diào)制器的致動時間(而不是釋放時間)可確定必要的線時間。具體來說，在調(diào)制器的釋放時間大于致動時間的實施方案中，可施加釋放電壓歷時長于單個線時間的時間，如圖5B所描繪。在一些其它實施方案中，沿著共同線或段線施加的電壓可變化以考量不同調(diào)制器(例如，不同色彩的調(diào)制器)的致動電壓和釋放電壓的變化。
[0059]根據(jù)上文所闡述的原理而操作的干涉調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的細節(jié)可廣泛地變化。舉例來說，圖6A到6E展示干涉調(diào)制器(包含可移動反射層14及其支撐結(jié)構(gòu))的不同實施方案的截面的實例。圖6A展示圖1的干涉調(diào)制器顯示器的部分截面的實例，其中金屬材料條帶(即，可移動反射層14)沉積于從襯底20正交地延伸的支撐件18上。在圖6B中，每一IMOD的可移動反射層14 一般為正方形或矩形形狀，且在系鏈32上于拐角處或靠近拐角附接到支撐件。在圖6C中，可移動反射層14 一般為正方形或矩形形狀，且從可變形層34懸置，可變形層34可包含柔性金屬。可變形層34在可移動反射層14的周界周圍直接地或間接地連接到襯底20。這些連接在本文中被稱作支撐支柱。圖6C所示的實施方案具有得自可移動反射層14的光學(xué)功能與可移動反射層14的機械功能解耦的額外益處，所述機械功能是通過可變形層34執(zhí)行。此解耦允許用于反射層14的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料與用于可變形層34的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料獨立于彼此而優(yōu)化。
[0060]圖6D展不IMOD的另一實例,其中可移動反射層14包含反射子層14a?？梢苿臃瓷鋵?4擱置于例如支撐支柱18等支撐結(jié)構(gòu)上。支撐支柱18提供可移動反射層14與下部靜止電極(即，所說明IMOD中的光學(xué)堆疊16的部分)的分離，使得(例如)當(dāng)可移動反射層14處于松弛位置時，間隙19形成于可移動反射層14與光學(xué)堆疊16之間?？梢苿臃瓷鋵?4也可包含可經(jīng)配置以充當(dāng)電極的導(dǎo)電層14c，和支撐層14b。在此實例中，導(dǎo)電層14c安置在支撐層14b的遠離襯底20的一側(cè)上，且反射子層14a安置在支撐層14b的接近襯底20的另一側(cè)上。在一些實施方案中，反射子層14a可為導(dǎo)電的，且可安置于支撐層14b與光學(xué)堆疊16之間。支撐層14b可包含介電材料(例如，氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO2))的一或多個層。在一些實施方案中，支撐層14b可為層堆疊，例如，Si02/Si0N/Si02三層堆疊。反射子層14a和導(dǎo)電層14c中的任一者或兩者可包含(例如)具有約0.5%銅(Cu)的鋁(Al)合金，或另一反射金屬材料。在介電支撐層14b上方及下方使用導(dǎo)電層14a、14c可平衡應(yīng)力且提供增強型導(dǎo)電。在一些實施方案中，出于多種設(shè)計目的(例如，在可移動反射層14內(nèi)實現(xiàn)特定應(yīng)力剖面)，反射子層14a和導(dǎo)電層14c可由不同材料形成。
[0061]如圖6D所說明，一些實施方案還可包含黑色掩模結(jié)構(gòu)23。黑色掩模結(jié)構(gòu)23可形成于不旋光區(qū)中(例如，在像素之間或在支柱18下)以吸收周圍光或雜散光。黑色掩模結(jié)構(gòu)23還可通過抑制光從顯示器的不活性部分反射或透射穿過顯示器的不活性部分來改進顯示裝置的光學(xué)性質(zhì)，借此增大對比率。另外，黑色掩模結(jié)構(gòu)23可為導(dǎo)電的，且經(jīng)配置以充當(dāng)電總線傳送層(electrical bussing layer)。在一些實施方案中,行電極可連接到黑色掩模結(jié)構(gòu)23以縮減所連接行電極的電阻。可使用包含沉積及圖案化技術(shù)的多種方法來形成黑色掩模結(jié)構(gòu)23。黑色掩模結(jié)構(gòu)23可包含一或多個層。舉例來說，在一些實施方案中，黑色掩模結(jié)構(gòu)23包含充當(dāng)光學(xué)吸收體的鑰-鉻(MoCr)層、層，及充當(dāng)反射體和總線傳送層的鋁合金，其中厚度的范圍分別為約30埃到80埃、500埃到1000埃及500埃到6000埃。一或多個層可使用多種技術(shù)來圖案化，所述技術(shù)包含光刻及干式蝕刻，包含(例如)用于MoCr和SiO2層的四氟化碳(CF4)和/或氧氣(O2)及用于鋁合金層的氯氣(Cl2)和/或三氯化硼(BCl3)。在一些實施方案中，黑色掩模23可為校準(zhǔn)器或干涉堆疊結(jié)構(gòu)。在此類干涉堆疊黑色掩模結(jié)構(gòu)23中，導(dǎo)電吸收體可用以在每一行或列的光學(xué)堆疊16中的下部靜止電極之間傳輸信號或用總線傳送信號。在一些實施方案中，間隔層35可用以一般地使吸收體層16a與黑色掩模23中的導(dǎo)電層電隔離。
[0062]圖6E展示MOD的另一實例，其中可移動反射層14是自支撐的。與圖6D形成對t匕，圖6E的實施方案不包含支撐支柱18。替代地，可移動反射層14在多個部位處接觸底層光學(xué)堆疊16，且可移動反射層14的曲率提供足夠支撐，使得當(dāng)干涉調(diào)制器上的電壓不足以造成致動時，可移動反射層14返回到圖6E的未經(jīng)致動位置。此處為了清晰起見而展示可含有多個若干不同層的光學(xué)堆疊16,其包含光學(xué)吸收體16a和電介質(zhì)16b。在一些實施方案中，光學(xué)吸收體16a既可充當(dāng)固定電極又可充當(dāng)部分反射層。
[0063]在例如圖6A到6E所示的實施方案等實施方案中，MOD充當(dāng)直視裝置，其中從透明襯底20的前側(cè)(即，與布置有調(diào)制器的側(cè)對置的側(cè))觀察圖像。在這些實施方案中，可配置及操作裝置的背部分(即，在可移動反射層14之后的顯示裝置的任何部分，包含(例如)圖6C所說明的可變形層34)，而不影響或負面地影響顯示裝置的圖像質(zhì)量，這是因為反射層14光學(xué)地屏蔽裝置的所述部分。舉例來說，在一些實施方案中，在可移動反射層14之后可包含總線結(jié)構(gòu)(未圖示說明)，此情形提供使調(diào)制器的光學(xué)性質(zhì)與調(diào)制器的機電性質(zhì)分離的能力，例如，電壓尋址及由此尋址引起的移動。另外，圖6A到6E的實施方案可簡化例如圖案化等處理。
[0064]圖7展示說明用于干涉調(diào)制器的制造工藝80的流程圖的實例，且圖8A到SE展示此制造工藝80的對應(yīng)階段的截面示意性說明的實例。在一些實施方案中，除圖7中未圖示的其它框之外，還可實施制造工藝80以制造(例如)圖1和6所說明的一般類型的干涉調(diào)制器。參看圖1、6和7，工藝80在框82處開始，在框82處，在襯底20之上形成光學(xué)堆疊
16。圖8A說明形成于襯底20之上的此光學(xué)堆疊16。襯底20可為例如玻璃或塑料等透明襯底，其可為柔性的或相對硬質(zhì)且不彎曲的，且可能已經(jīng)受先前準(zhǔn)備工藝(例如，清潔)以促進光學(xué)堆疊16的有效率形成。如上文所論述，光學(xué)堆疊16可為導(dǎo)電的、部分透射且部分反射的，且可(例如)通過將具有所要性質(zhì)的一或多個層沉積到透明襯底20上來制造。在圖8A中，光學(xué)堆疊16包含具有子層16a和16b的多層結(jié)構(gòu)，但在一些其它實施方案中可包含更多或更少子層。在一些實施方案中，子層16a、16b中的一者可配置有光學(xué)吸收性質(zhì)和導(dǎo)電性質(zhì)兩者(例如，組合式導(dǎo)體/吸收體子層16a)。另外，子層16a、16b中的一者或一者以上可經(jīng)圖案化成平行條帶，且可在顯示裝置中形成行電極。此圖案化可通過所屬領(lǐng)域中已知的遮蔽及蝕刻工藝或另一合適工藝來執(zhí)行。在一些實施方案中，子層16a、16b中的一者可為絕緣或介電層，例如，沉積于一或多個金屬層(例如，一或多個反射及/或?qū)щ妼?之上的子層16b。另外，光學(xué)堆疊16可經(jīng)圖案化成形成顯示器的行的個別及平行條帶。
[0065]工藝80在框84處繼續(xù)，在框84處，在光學(xué)堆疊16之上形成犧牲層25。稍后去除犧牲層25 (例如，在框90處)以形成空腔19，且因此，在圖1所說明的所得干涉調(diào)制器12中未展示犧牲層25。圖SB說明包含形成于光學(xué)堆疊16之上的犧牲層25的部分制造的裝置。在光學(xué)堆疊16之上形成犧牲層25可包含以經(jīng)選擇以在后續(xù)去除之后提供具有所要設(shè)計大小的間隙或空腔19 (也參見圖1和SE)的厚度來沉積例如鑰(Mo)或非晶硅(a-Si)等二氟化氙(XeF2)可蝕刻材料。可使用例如物理氣相沉積(PVD，例如，濺鍍)、等離子增強型化學(xué)氣相沉積(PECVD)、熱化學(xué)氣相沉積(熱CVD)或旋涂等沉積技術(shù)來執(zhí)行犧牲材料的沉積。
[0066]工藝80在框86處繼續(xù)，在框86處，形成支撐結(jié)構(gòu)，例如，如圖1、6和8C所說明的支柱18。支柱18的形成可包含圖案化犧牲層25以形成支撐結(jié)構(gòu)孔隙，接著使用例如PVD、PECVD、熱CVD或旋涂等沉積方法將材料(例如，聚合物或無機材料，例如，氧化硅)沉積到孔隙中以形成支柱18。在一些實施方案中，形成于犧牲層中的支撐結(jié)構(gòu)孔隙可延伸穿過犧牲層25和光學(xué)堆疊16兩者到底層襯底20，使得支柱18的下端接觸襯底20，如圖6A所說明。或者，如圖8C所描繪，形成于犧牲層25中的孔隙可延伸穿過犧牲層25，但不穿過光學(xué)堆疊16。舉例來說，圖SE說明接觸光學(xué)堆疊16的上表面的支撐支柱18的下端?？赏ㄟ^將支撐結(jié)構(gòu)材料層沉積于犧牲層25之上且圖案化位于遠離犧牲層25中的孔隙處的支撐結(jié)構(gòu)材料的部分來形成支柱18或其它支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)可位于孔隙內(nèi)(如圖8C所說明)，而且可至少部分地在犧牲層25的一部分之上延伸。如上文所提及，犧牲層25和/或支撐支柱18的圖案化可通過圖案化及蝕刻工藝執(zhí)行，而且可通過替代蝕刻方法執(zhí)行。
[0067]工藝80在框88處繼續(xù)，在框88處，形成可移動反射層或隔膜，例如，圖1、6和8D所說明的可移動反射層14?？赏ㄟ^使用一或多個沉積(例如，反射層(例如，鋁、鋁合金)沉積)以及一或多個圖案化、遮蔽及/或蝕刻操作來形成可移動反射層14?？梢苿臃瓷鋵?4可為導(dǎo)電的，且被稱作導(dǎo)電層。在一些實施方案中，可移動反射層14可包含多個子層14a、14b、14c,如圖8D所示。在一些實施方案中，所述子層中的一者或一者以上(例如,子層14a、14c)可包含針對其光學(xué)性質(zhì)而選擇的高度反射子層，且另一子層14b可包含針對其機械性質(zhì)而選擇的機械子層。由于犧牲層25仍存在于在框88處形成的部分制造的干涉調(diào)制器中，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的部分制造的IMOD在本文中還可被稱作“未釋放的” MOD。如上文結(jié)合圖1所描述，可移動反射層14可經(jīng)圖案化成形成顯示器的列的個別及平行條帶。
[0068]工藝80在框90處繼續(xù)，在框90處，形成空腔，例如，如圖1、6和8E所說明的空腔
19?？赏ㄟ^將犧牲材料25 (在框84處所沉積)曝露給蝕刻劑來形成空腔19。舉例來說，例如Mo或非晶Si等可蝕刻犧牲材料可通過干式化學(xué)蝕刻來去除，例如，通過將犧牲層25曝露給氣態(tài)或蒸氣蝕刻劑(例如，得自固體XeF2的蒸氣)歷時一段時間，所述時間段有效用于去除所要量的材料(通常相對于環(huán)繞空腔19的結(jié)構(gòu)而選擇性地去除)。還可使用其它蝕刻方法(例如，濕式蝕刻和/或等離子蝕刻)。由于在框90期間去除犧牲層25，因此可移動反射層14在此階段之后通常可移動。在去除犧牲材料25之后，所得的完全或部分制造的IMOD在本文中可被稱作“釋放的” IMOD。
[0069]圖9展示照明系統(tǒng)的截面的實例。光波導(dǎo)1070接收來自光源130的光。光波導(dǎo)1070中的多個光轉(zhuǎn)向特征1030經(jīng)配置以將來自光源130的光(例如，光線150)重導(dǎo)向返回朝向顯示元件的底層陣列1060。顯示元件的陣列1060可包含將經(jīng)重導(dǎo)向的光反射向前朝向觀察者170的反射顯示元件。在一些實施方案中，反射顯示元件可包含IMOD(例如，圖1中所展示的M0D12)。在一些其它實施方案中，顯示元件可為透射型的且光可在陣列1060的與光波導(dǎo)1070對置的一側(cè)上傳播穿過陣列1060到達觀察者(未圖示)。
[0070]繼續(xù)參看圖9，在顯示元件為反射性的實施方案中，光波導(dǎo)1070可為實質(zhì)上平坦光學(xué)裝置，其耦合到顯示元件的陣列1060且平行于顯示元件的陣列1060，以使得入射光穿過光波導(dǎo)1070的厚度到達顯示元件的陣列1060，且從顯示元件的陣列1060反射的光也返回穿過光波導(dǎo)1070的厚度到達觀察者170。
[0071]光源130可包含任何合適的光源，例如，白熾燈泡、緣桿、發(fā)光二極管(“LED”)、熒光燈、LED燈條、LED陣列，和/或另一光源。在某些實施方案中，將來自光源130的光注入到光波導(dǎo)1070中，以使得光的一部分在跨越光波導(dǎo)1070的至少一部分的方向上以相對于與顯示元件的陣列1060對準(zhǔn)的光波導(dǎo)1070的表面的低的低掠角傳播，以使得光在光波導(dǎo)1070內(nèi)通過全內(nèi)反射(“TIR”)而被分別反射離開光波導(dǎo)的第一側(cè)1012和第二側(cè)1014。在一些實施方案中，具有比光波導(dǎo)1070的折射率低的折射率(例如，低0.05或0.1)的光學(xué)包層(未圖示)可安置在第一側(cè)1012和/或第二側(cè)1014處以促進離開這些側(cè)面的全內(nèi)反射。在一些實施方案中，將光注入到光波導(dǎo)1070中的光源130包含燈條。從光產(chǎn)生裝置(例如，LED)進入燈條中的光可沿著燈條的長度的一些部分或全部傳播且在燈條的長度的一部分或全部上從燈條的表面或邊緣離開。離開燈條的光可進入光波導(dǎo)1070的邊緣中，且接著在光波導(dǎo)1070內(nèi)傳播。
[0072]光波導(dǎo)1070中的光轉(zhuǎn)向特征1030將光以一角度重導(dǎo)向朝向顯示元件的陣列1060中的顯示元件，所述角度足夠使得至少一些光從光波導(dǎo)1070離去到達顯示元件的陣列1060。從光波導(dǎo)1070離去的經(jīng)重導(dǎo)向的光可被視為從光波導(dǎo)1070中提取。光轉(zhuǎn)向特征1030可包含一或多個不同材料層(例如，本文中關(guān)于圖12A所描述)，所述一或多個不同材料層總的說來被稱作涂層1040。涂層1040可經(jīng)配置以(例如)通過包含反射金屬層而增加轉(zhuǎn)向特征1030的反射率。
[0073]在一些實施方案中，在光波導(dǎo)1070中形成光轉(zhuǎn)向特征1030，且在制造顯示元件期間，分別使用光波導(dǎo)1070作為支撐陣列1060的顯示元件的襯底來制造MOD (例如，圖1中所展示的M0D12)?？墒褂玫谝惶幚砑夹g(shù)在光波導(dǎo)1070中形成光轉(zhuǎn)向特征1030，所述第一處理技術(shù)可涉及沉積及/或圖案化，且可使用第二處理技術(shù)在顯示元件的陣列1060中形成M0D，所述第二處理技術(shù)還可涉及沉積及圖案化。在一些實施方案中，兩種技術(shù)可使用相同成套工具。[0074]在各種實施方案中，保護層可在隨后處理期間(例如，在使用第二處理技術(shù)時)保護光轉(zhuǎn)向特征1030。在一些實施方案中，可在制造工藝結(jié)束時去除保護層。在一些實施方案中，保護層可在制造工藝結(jié)束時保持作為保護、鈍化及/或包層，如本文中所論述?？墒沟帽Ｗo層足夠厚以在處理第二側(cè)1014期間保護第一側(cè)1012上的光轉(zhuǎn)向特征1030免于化學(xué)和/或機械損壞。舉例來說，保護層可為防刮及/或鈍化層。鈍化層可減少對底層特征的濕氣吸收和化學(xué)損壞。鈍化層可提供濕氣或氣體勢壘以保護對濕氣敏感的底層特征，例如，可能存在于光波導(dǎo)1070中的含有金屬的光轉(zhuǎn)向特征。因此，可緩解或避免對光轉(zhuǎn)向特征1030的腐蝕或其它不合需要的改變。在一些實施方案中，保護層還可為平坦化的。保護層的平坦化可提供與經(jīng)設(shè)計以供具有扁平襯底背側(cè)的襯底使用的處理裝備的兼容性。
[0075]圖1OA到IOD展示根據(jù)一些實施方案的制造集成光和顯示元件陣列的方法中的各種階段的截面示意性說明的實例。所述方法可在單個襯底的對置側(cè)上提供光轉(zhuǎn)向特征與顯示元件兩者。此外，圖1OA到IOD中所說明的方法可準(zhǔn)備光轉(zhuǎn)向特征的表面以用于進行額外處理，例如，通過提供促進與其它結(jié)構(gòu)集成(例如，附接)的實質(zhì)上平坦頂表面。
[0076]參看圖10A，提供部分形成的顯示裝置，其包含襯底1010、光轉(zhuǎn)向膜1020、形成于凹痕1030中的一或多個光轉(zhuǎn)向特征，及涂層1040。襯底1010具有第一側(cè)1012和第二側(cè)1014，且光轉(zhuǎn)向膜1020安置于第一側(cè)1012上。轉(zhuǎn)向膜1020和襯底1010兩者可由允許光沿著其長度傳播的實質(zhì)上光學(xué)透射型材料形成。舉例來說，轉(zhuǎn)向膜1020和襯底1010可各自包含以下材料中的一者或一者以上:丙烯酸樹脂、丙烯酸酯共聚物、UV可固化樹脂、聚碳酸酯、環(huán)烯聚合物、聚合物、有機材料、無機材料、矽酸鹽、氧化鋁、藍寶石、玻璃、聚對苯二甲酸伸乙酯(“PET”)、聚乙烯對苯乙二醇(“PET-G”)、氮氧化硅，和/或其它光學(xué)透明材料。對于機械及化學(xué)穩(wěn)定性，形成轉(zhuǎn)向膜1020的材料可具有對在稍后處理中使用的材料和溫度的低濕氣吸收、抵抗熱及化學(xué)性能，及有限的或?qū)嵸|(zhì)上無釋氣。在一些實施方案中，光轉(zhuǎn)向特征1020可為SiON層。
[0077]在一些實施方案中，光轉(zhuǎn)向膜1020可選擇性地圖案化且具有足夠結(jié)構(gòu)完整性以支持具有成角度側(cè)壁的光轉(zhuǎn)向特征1030的形成。雖然為了便于說明及描述而隔離地來展示，但多個光轉(zhuǎn)向特征1030可跨越光轉(zhuǎn)向膜1020而分布。在所說明的實施方案中，光轉(zhuǎn)向膜1020中的光轉(zhuǎn)向特征1030始終延伸穿過光轉(zhuǎn)向膜1020到達襯底1010。在另一實施方案中，光轉(zhuǎn)向特征1030可能并不始終延伸穿過光轉(zhuǎn)向膜1020，且可能并不到達襯底1010。在另一實施方案中，光轉(zhuǎn)向特征1030可直接形成于襯底1010中，而不用提供單獨光轉(zhuǎn)向膜1020。舉例來說，可對襯底1010進行圖案化及蝕刻以在表面1012上界定凹口以直接在襯底1010上形成光轉(zhuǎn)向特征。
[0078]仍參看圖10A，可在光轉(zhuǎn)向膜1020之上沉積涂層1040。沉積可為保形毯覆式沉積，例如，化學(xué)氣相沉積(CVD)或物理氣相沉積(PVD)。涂層1040可為反射性的，借此促進通過光轉(zhuǎn)向特征1030進行光的轉(zhuǎn)向。舉例來說，涂層1040可為反射金屬層。在一些實施方案中，涂層1040可為兩個或兩個以上循序沉積的組成層(例如，下文關(guān)于圖12A所描述的層1242、1244和1246)的堆疊。在實施方案中，光轉(zhuǎn)向特征1030的寬度可介于約3微米到約10微米之間。在實施方案中，光轉(zhuǎn)向特征1030可包含處于約43度到約47度的角度下的側(cè)壁。
[0079]現(xiàn)參看圖10B，在光轉(zhuǎn)向膜1020和襯底1010的第一側(cè)1012上的涂層1040之上形成保護層1050。在各種實施方案中，保護層1050可為化學(xué)上穩(wěn)定的、熱穩(wěn)定的及/或機械上堅固的。保護層1050可在處理第二側(cè)1014期間保護光轉(zhuǎn)向特征1030免受機械磨損、化學(xué)侵蝕和/或極端溫度。在實施方案中，可選擇保護層1050的材料和厚度使得其足以保護底層免受(例如)在后續(xù)CVD處理期間可能出現(xiàn)的大于350°C的溫度。作為另一實例，可選擇保護層1050的材料和厚度以使得其足以保護底層免受在處理第二側(cè)1014上的顯示元件期間使用的蝕刻劑。此類蝕刻劑的實例包含緩沖氧化物蝕刻(BOE)、磷酸剝離劑、四甲基銨氫氧化物(TMAH)等。在一些實施方案中，鈍化層具有約I克/米2/天或小于I克/米2/天、約0.01克/米2/天或小于0.01克/米2/天或約0.0001克/米2/天或小于0.0001克/米2/天的濕氣透射系數(shù)，以保護底層材料免受腐蝕。在一些實施方案中，鈍化層的每重量濕氣吸收小于約0.5%。換句話說，對于每100克鈍化層材料，鈍化層可吸收小于約0.5克的濕氣。在一些實施方案中，鈍化層可具有低擴散系數(shù)。
[0080]在一些實施方案中，可使用(例如)在沉積時形成實質(zhì)上平坦表面的材料或可在沉積之后通過后續(xù)處理而使得具有實質(zhì)上平坦表面的材料來形成保護層1050。舉例來說，可通過旋涂平坦化聚合物來形成保護層1050。平坦化聚合物可為高溫、低折射率聚合物。平坦化聚合物的實例包含在以下各商標(biāo)下出售的有機聚合物:日本東京千代田區(qū)的旭硝子(Asahi Glass)公司的AGC-ALX543? ;日本東京千代田區(qū)的旭硝子公司的ALX2000? ;和/或新澤西帕林(Parlin)的惠普微系統(tǒng)的HD-4100?。作為另一實例，可通過旋涂一旋涂玻璃材料來形成保護層1050，包含可圖案化的旋涂玻璃材料。在各種實施方案中，保護層1050可包含旋涂玻璃材料，例如在以下各商標(biāo)下出售的材料:新澤西莫里森鎮(zhèn)的霍尼韋爾國際有限公司的AccuglassT-1 2?、新澤西莫里森鎮(zhèn)的霍尼韋爾國際有限公司的512B?、新澤西莫里森鎮(zhèn)的霍尼韋爾國際有限公司的PTS-R?、新澤西莫里森鎮(zhèn)的霍尼韋爾國際有限公司的PTS-T?，和/或日本中原、川崎、神奈川的東京應(yīng)用化學(xué)有限公司(Tokyo Ohka Kogyo C0.，Ltd.)的T0K-Tria1009?。在各種實施方案中，保護層1050可包含可光圖案化旋涂玻璃材料，例如，在日本中原、川崎、神奈川的東京應(yīng)用化學(xué)有限公司的商標(biāo)--Κ-OLiM-1F?下出售的材料。在一些實施方案中，保護層1050可包含由日本3330千浜掛)丨I市靜網(wǎng)(3330ChihamaKakegawa-city, Shiznoka Japan)的AZ電子材料(日本)有限公司出售的AZLExp?j。平坦化層填充光轉(zhuǎn)向特征1030且提供實質(zhì)上平坦頂表面。
[0081]在一些實施方案中，保護層1050為厚SiO2涂層。在各種實施方案中，保護層1050的厚度可為約1000埃到約3微米?？墒褂玫入x子CVD工藝來形成SiO2。在另一實施方案中，可使用濺鍍工藝來形成Si02。保護層1050填入光轉(zhuǎn)向特征1030，且可包含一或多個表面突起1052。表面突起1052可由(例如)拓展穿過到保護層1050的頂部的底層襯底1010的拓撲中的突起造成。
[0082]現(xiàn)在參看圖10C，在一些實施方案中(例如，其中保護層1050并不在沉積時形成平坦表面)，保護層1050可為平坦化的。舉例來說，在保護層1050包含在形成之后造成表面突起1052的材料的實施方案中，保護層1050可為平坦化的。在實施方案中，可使用化學(xué)機械拋光(CMP)工藝來實現(xiàn)平坦化。在一些實施方案中，在后續(xù)平坦化期間，去除所沉積的保護層1050的介于約1.5微米與約3.0微米之間的厚度。在一些實施方案中，保護層可為平坦化的以具有實質(zhì)上平坦表面，所述平坦表面具有小于約15埃或小于約7埃的偏差絕對值的均值(MAD)。在實施方案中，其中保護層1050包含在沉積時形成實質(zhì)上平坦表面的材料，可省略平坦化工藝。
[0083]在一些實施方案中，保護層1050包含折射率實質(zhì)上匹配襯底1010和/或轉(zhuǎn)向膜1020的折射率的材料。舉例來說，保護層1050和轉(zhuǎn)向膜1020的折射率彼此可處于約0.03或約0.02內(nèi)。在一些實施方案中，襯底1010和光轉(zhuǎn)向膜1020可形成光波導(dǎo)1070。另外，保護層1050可形成光波導(dǎo)1070的某一部分且可支持保護層1050的上表面處的TIR。在一些其它實施方案中，保護層1050可包含折射率低于光轉(zhuǎn)向膜1020的折射率但足以支持保護層1050與光轉(zhuǎn)向膜1020之間的接口處的TIR的材料。舉例來說，保護層1050的折射率可比光轉(zhuǎn)向膜1020的折射率小約0.05、約0.08或約0.1以上。因此，保護層1050可充當(dāng)包層。另外或替代地，在一些實施方案中，保護層1050可為由足以保護一或多個底層免受氧化的材料形成的鈍化層。
[0084]現(xiàn)在參看圖10D，在襯底1010的第二側(cè)1014上形成顯示元件的陣列1060。在一些實施方案中，可通過將襯底1010倒裝而在襯底1010的第二側(cè)1014上形成陣列1060。在一些實施方案中，陣列1060可包含多個IMOD(例如，圖1中所展示的IM0D12)。可使用與上文關(guān)于圖1OA到IOC所描述的用于形成光轉(zhuǎn)向特征1030的處理設(shè)備或成套工具相同或?qū)嵸|(zhì)上類似的處理裝備或成套工具來形成陣列1060。在一些實施方案中，可使用上文關(guān)于圖6到8所描述的工藝來形成陣列1060，其中襯底1010代替所述圖中的襯底20。在一些其它實施方案中，可在第二側(cè)1014上形成包層(例如，SiO2層)且接著直接在包層上或接觸包層而制造陣列1060的顯示元件。
[0085]仍參看圖10D，總的來看，襯底1010和光轉(zhuǎn)向膜1020可形成光波導(dǎo)1070。在各種實施方案中，襯底1010和光轉(zhuǎn)向膜1020可由具有實質(zhì)上類似折射率的相同材料或不同材料形成，借此允許光在所述層之間及橫向地跨越光波導(dǎo)1070來回傳播。在一些實施方案中，光轉(zhuǎn)向膜1020和襯底1010的折射率彼此處于約0.05、約0.03或約0.02內(nèi)。
[0086]現(xiàn)在參看圖1lA到11B，在一些其它實施方案中，可提供多個保護層。圖1lA到IlB展示根據(jù)一些其它實施方案的制造集成光和顯示元件陣列的方法中的各種階段的截面示意性說明的實例。在一些實施方案中，保護層1050為第一保護層，一或多個額外保護層可安置在所述第一保護層之上。在一些實施方案中，保護層1050可包含在沉積時形成平坦表面的第一保護材料。舉例來說，第一保護層可由旋涂玻璃(SOG)或高溫低折射率聚合物涂層形成?？蓪Φ谝槐Ｗo層覆蓋第二保護層，所述第二保護層可比第一保護層硬及/或更能夠抵抗化學(xué)相互作用或機械磨損。所說明的方法可在無平坦化工藝(例如，CMP)的情況下提供保護層。在一些其它實施方案中，可使用CMP。
[0087]參看圖11A，提供襯底1010、光轉(zhuǎn)向膜1020、一或多個光轉(zhuǎn)向特征1030、涂層1040、第一保護層1050和第二保護層1155。襯底1010具有第一側(cè)1012和第二側(cè)1014，且光轉(zhuǎn)向膜1020提供于第一側(cè)1012上。在光轉(zhuǎn)向膜1020和襯底的第一側(cè)1012上的涂層1040之上形成第一保護層1050。如上文關(guān)于圖1OA到IOD所論述，可使用(例如)在沉積時形成實質(zhì)上平坦表面的材料或可在沉積之后通過后續(xù)處理而使得具有實質(zhì)上平坦表面的材料來形成第一保護層1050。舉例來說，可通過旋涂一平坦化聚合物或旋涂玻璃材料來形成第一保護層1050，包含可圖案化的旋涂玻璃材料。在實施方案中，第一保護層1050填充光轉(zhuǎn)向特征1030且提供實質(zhì)上平坦頂表面。
[0088]仍參看圖11A，在第一保護層1050之上形成第二保護層1155。在一些實施方案中，第二保護層1155可包含比第一保護層1050堅固、硬、更能夠防刮及/或具有對其將曝露到的化學(xué)物質(zhì)的更高抵抗性能的材料，且可在后續(xù)背側(cè)處理期間對第一保護層1050及其它底層1020和1040提供額外保護。在一些實施方案中，第一保護層1050可能不夠堅固以忍受襯底1010的第二側(cè)1014的處理。第二保護層1155的其它可能的用途包含減少或防止在處理襯底1010的第二側(cè)1014期間的濕氣吸收及釋氣。在各種實施方案中，第二保護層1155的厚度可介于約0.1微米與約3微米之間。
[0089]在一些實施方案中，第二保護層1155可包含SiON、SiO2、氮化硅(SiNx)或其組合中的一者?？墒褂玫入x子CVD工藝來形成第二保護層1155。在另一實施方案中，可使用濺鍍工藝來形成第二保護層1155。第二保護層1155可能并不包含上文關(guān)于圖1OB所描述的表面突起1052，這是歸因于第一保護層1050的實質(zhì)上平坦表面。
[0090]現(xiàn)在參看圖11B，在襯底1010的第二側(cè)1014上形成陣列1060?？扇绫疚闹?例如)關(guān)于圖1OD所描述般形成陣列1060。
[0091]圖12A展示圖1OA到IlB的光波導(dǎo)1070的一些實施方案的截面示意性說明。在所說明的實施方案中，涂層1040可由三個組成層1242、1244和1246形成，所述組成層可形成“黑色掩?！保缦挛乃枋觥Ｔ谀承嵤┓桨钢?，轉(zhuǎn)向特征1030(圖9)的涂層1040可配置為具有以下各者的干涉堆疊:反射層1242，其將在光波導(dǎo)100內(nèi)傳播的光重導(dǎo)向或反射；光學(xué)透射型間隔層1244 ;及上覆間隔層1244的部分反射層1246。間隔層1244安置于反射層1242與部分反射層1246之間且通過其厚度界定光學(xué)諧振腔。
[0092]干涉堆疊可經(jīng)配置而給予涂層1040黑暗外觀，如觀察者170 (圖9)所見，且因此在一些實施方案中可被稱作“黑色掩?！?。舉例來說，可將光反射離開反射層1242和部分反射層1246中的每一者，其中間隔物1244的厚度經(jīng)選擇以使得反射的光相消地干涉，從而使得涂層1040呈現(xiàn)為黑色或黑暗的(如觀察者170從上方所見)。
[0093]反射層1242可(例如)包含金屬層，例如鋁(Al)、鎳(Ni)、銀(Ag)、鑰(Mo)、金(Au)和鉻(Cr)。反射層1242的厚度可介于約100埃與約700埃之間。在一個實施方案中，反射層1242的厚度為約300埃。間隔層1244可包含各種光學(xué)透射型材料，例如空氣、氮氧化娃(SiOxN)、二氧化娃(SiO2)、氧化招(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、氟化鎂(MgF2)、鉻(III)氧化物(Cr3O2)、氮化硅(Si3N4)、透明導(dǎo)電氧化物(TCO)、氧化銦錫(ITO)和氧化鋅(ZnO)。在一些實施方案中，間隔層1244的厚度介于約500埃與約1500埃之間。在一個實施方案中，間隔層1244的厚度為約800埃。部分反射層1246可包含各種材料，例如鑰(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉻(Cr)等，以及合金(例如，MoCr)。在一些實施方案中，部分反射1246的厚度可介于約20埃與約300埃之間。在一個實施方案中，部分反射層1246的厚度為約80埃。在一些實施方案中，反射層1242、間隔層1244和部分反射層1246可分別包含Al膜、SiO2膜和MoCr膜。
[0094]圖12B展示圖1OA到IlB的光波導(dǎo)1070的另一實施方案的截面示意性說明。在一些實施方案中，涂層1040可包含開口 1280。因為光轉(zhuǎn)向特征1030的側(cè)面1290主要用以將光重導(dǎo)向到顯示元件的陣列1060(圖9)，所以在一些實施方案中，涂層1040可具備開口1280，光可穿過開口 1280行進。開口 1280可促進環(huán)境光傳播到顯示元件的陣列1060及/或反射的光傳播到觀察者170?？赏ㄟ^在涂層1040之上提供圖案化掩模且蝕刻涂層1040以界定開口 1280來形成開口 1280。[0095]圖12C展示圖1OA到IlB的光波導(dǎo)的又一實施方案的截面示意性說明。在一些實施方案中，光轉(zhuǎn)向特征1030可能不包含涂層1040(圖12A)。確切地說，光轉(zhuǎn)向特征1030通過全內(nèi)反射將光重導(dǎo)向離開其表面。在此類實施方案中，相對較低折射率的材料(例如，包層的材料(例如，SiO2))可填充形成光轉(zhuǎn)向特征1030的凹痕，借此促進光轉(zhuǎn)向特征1030的表面處的全內(nèi)反射。
[0096]圖13展示說明用于集成光和顯示元件陣列的制造工藝1300的流程圖的實例。上文關(guān)于圖1OA到IlB說明及描述制造工藝1300的各種階段。在一些實施方案中，可實施制造工藝1300以制造(例如)圖9中所說明的一般類型的集成光和顯示元件陣列。盡管本文中關(guān)于圖9和IOA到IOD描述工藝1300的各框，但一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，工藝1300可適用于其它結(jié)構(gòu)。舉例來說，工藝1300還可適用于圖1lA到IlB的結(jié)構(gòu)。此外，可以任何次序執(zhí)行工藝1300的各框，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)省略或修改框，及/或添加額外框。
[0097]制造工藝1300在框1310處開始，在框1310處，提供襯底1010 (圖10)。襯底1010具有第一側(cè)和與第一側(cè)對置的第二側(cè)。工藝1300在框1320處繼續(xù)，在框1320處，使用第一處理技術(shù)處理第一側(cè)。在一些實施方案中，在襯底1010中形成多個光轉(zhuǎn)向特征1030。在襯底1010和光轉(zhuǎn)向特征1030之上形成保護層1050。光波導(dǎo)1070可包含保護層1050、光轉(zhuǎn)向特征1030和襯底1010。如上文所論述，可在光轉(zhuǎn)向膜1020中或直接在襯底1010中形成光轉(zhuǎn)向特征1030。在一些實施方案中，光波導(dǎo)1070可為光波導(dǎo)1070(圖9)。光波導(dǎo)1070可經(jīng)配置以通過全內(nèi)反射使光沿著光波導(dǎo)1070的長度傳播。
[0098]在一些實施方案中，可在光轉(zhuǎn)向特征1030中形成涂層1040。在一些實施方案中，涂層1040可經(jīng)配置以增加最終形成的轉(zhuǎn)向特征的反射率及/或充當(dāng)觀察者側(cè)的黑色掩模以改進如由觀察者170(圖9)所觀察到的顯示元件的陣列1060的對比度。在一些實施方案中，進一步在涂層1040之上沉積平坦化層1035。接著工藝1300轉(zhuǎn)變到框1330。
[0099]在框1330處，可使用第二處理技術(shù)處理襯底1010的第二側(cè)。在一些實施方案中，第二處理技術(shù)可與第一處理技術(shù)相同或?qū)嵸|(zhì)上類似。在一些實施方案中，處理襯底1010的第二側(cè)可包含在襯底1010的第二側(cè)上形成陣列1060。在一些實施方案中，可通過將襯底1010倒裝而在襯底1010的第二側(cè)上形成陣列1060。在一些實施方案中，可使用上文關(guān)于圖6到8所描述的工藝形成陣列1060。在一些實施方案中，可在進行針對襯底1010的第二側(cè)的每一處理操作之前使第一保護層1050固化且進一步對第一保護層1050進行烘烤。在一些實施方案中，可在框1330之前執(zhí)行框1320。在一些其它實施方案中，框1320和1330可在時間上重疊。
[0100]圖14A和14B展示說明包含多個干涉調(diào)制器的顯示裝置40的系統(tǒng)框圖的實例。顯示裝置40可為(例如)蜂窩或移動電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其輕微變化也說明各種類型的顯示裝置，例如電視、電子閱讀器和便攜式媒體播放器。
[0101]顯示裝置40包含外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入裝置48和麥克風(fēng)46。外殼41可通過多種制造工藝中的任一者形成，包含射出模制及真空成型。另外，外殼41可由多種材料中的任一者制成，所述材料包含(但不限于):塑料、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷，或其組合。外殼41可包含可與具不同色彩或含有不同標(biāo)志、圖片或符號的其它卸除式部分互換的卸除式部分(未圖示)。[0102]顯示器30可為如本文中所描述的多種顯示器中的任一者，包含雙穩(wěn)態(tài)或模擬顯示器。顯示器30還可經(jīng)配置以包含平板顯示器(例如，等離子、EL、OLED, STN IXD或TFTLCD)，或非平板顯示器(例如，CRT或其它管裝置)。另外，顯示器30可包含如本文中所描述的干涉調(diào)制器顯示器。
[0103]在圖14B中示意性地說明顯示裝置40的組件。顯示裝置40包含外殼41，且可包含至少部分地圍封于其中的額外組件。舉例來說，顯示裝置40包含網(wǎng)絡(luò)接口 27，網(wǎng)絡(luò)接口27包含耦合到收發(fā)器47的天線43。收發(fā)器47連接到處理器21，處理器21連接到調(diào)節(jié)硬件52。調(diào)節(jié)硬件52可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)信號(例如，對信號進行濾波)。調(diào)節(jié)硬件52連接到揚聲器45和麥克風(fēng)46。處理器21也連接到輸入裝置48和驅(qū)動器控制器29。驅(qū)動器控制器29耦合到幀緩沖器28和陣列驅(qū)動器22，陣列驅(qū)動器22又耦合到顯示陣列30。電力供應(yīng)器50可按照特定顯示裝置40設(shè)計要求而向所有組件提供電力。
[0104]網(wǎng)絡(luò)接口 27包含天線43和收發(fā)器47，以使得顯示裝置40可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與一或多個裝置通信。網(wǎng)絡(luò)接口 27還可具有一些處理能力以減輕(例如)處理器21的數(shù)據(jù)處理要求。天線43可發(fā)射及接收信號。在一些實施方案中，天線43根據(jù)IEEE16.11標(biāo)準(zhǔn)(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或 IEEE802.11 標(biāo)準(zhǔn)(包含 IEEE802.lla、b、g 或 η)來發(fā)射及接收RF信號。在一些其它實施方案中，天線43根據(jù)藍牙標(biāo)準(zhǔn)來發(fā)射及接收RF信號。在蜂窩電話的情況下，天線43經(jīng)設(shè)計成接收碼分多址(CDMA)、頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、GSM/通用包無線電服務(wù)(GPRS)、增強型數(shù)據(jù)GSM環(huán)境(EDGE)、陸上集群無線電(TETRA)、寬帶CDMA(W-CDMA)、演進數(shù)據(jù)優(yōu)化(EV-DO)、IxEV-DO、EV-DO修訂A、EV-DO修訂B、高速包存取(HSPA)、高速下行鏈路包存取(HSDPA)、高速上行鏈路包存取(HSUPA)、演進型高速包存取(HSPA+)、長期演進(LTE)、AMPS，或用以在無線網(wǎng)絡(luò)(例如，利用3G或4G技術(shù)的系統(tǒng))內(nèi)通信的其它已知信號。收發(fā)器47可預(yù)先處理從天線43所接收的信號，使得可由處理器21接收及進一步操縱所述信號。收發(fā)器47也可處理從處理器21所接收的信號，使 得可經(jīng)由天線43從顯示裝置40發(fā)射所述信號。
[0105]在一些實施方案中，可用接收器替換收發(fā)器47。另外，可用可存儲或產(chǎn)生待發(fā)送到處理器21的圖像數(shù)據(jù)的圖像源替換網(wǎng)絡(luò)接口 27。處理器21可控制顯示裝置40的總體操作。處理器21接收數(shù)據(jù)(例如，來自網(wǎng)絡(luò)接口 27或圖像源的壓縮圖像數(shù)據(jù))，且將數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或處理成易于經(jīng)處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21可將經(jīng)處理數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動器控制器29或發(fā)送到幀緩沖器28以供存儲。原始數(shù)據(jù)通常指識別圖像內(nèi)的每一部位處的圖像特性的信息。舉例來說，此類圖像特性可包含色彩、飽和度和灰度階。
[0106]處理器21可包含微控制器、CPU或邏輯單元以控制顯示裝置40的操作。調(diào)節(jié)硬件52可包含放大器和濾波器以用于將信號發(fā)射到揚聲器45,及用于從麥克風(fēng)46接收信號。調(diào)節(jié)硬件52可為顯示裝置40內(nèi)的離散組件，或可并入于處理器21或其它組件內(nèi)。
[0107]驅(qū)動器控制器29可直接從處理器21或從幀緩沖器28取得由處理器21產(chǎn)生的原始圖像數(shù)據(jù)，且可適當(dāng)?shù)刂匦赂袷交紙D像數(shù)據(jù)以用于高速發(fā)射到陣列驅(qū)動器22。在一些實施方案中，驅(qū)動器控制器29可將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化成具有似光柵格式的數(shù)據(jù)流，使得其具有適于跨越顯示陣列30進行掃描的時間次序。接著，驅(qū)動器控制器29將經(jīng)格式化信息發(fā)送到陣列驅(qū)動器22。盡管驅(qū)動器控制器29 (例如，LCD控制器)常常作為獨立集成電路(IC)與系統(tǒng)處理器21相關(guān)聯(lián)，但此類控制器可以許多方式來實施。舉例來說，控制器可作為硬件嵌入于處理器21中、作為軟件嵌入于處理器21中，或以硬件形式與陣列驅(qū)動器22完全地集成。
[0108]陣列驅(qū)動器22可從驅(qū)動器控制器29接收經(jīng)格式化信息，且可將視頻數(shù)據(jù)重新格式化成一組平行波形，所述波形每秒許多次被施加到來自顯示器的χ-y像素矩陣的數(shù)百個且有時數(shù)千個(或更多)引線。
[0109]在一些實施方案中，驅(qū)動器控制器29、陣列驅(qū)動器22和顯示陣列30適于本文所描述的類型的顯示器中的任一者。舉例來說，驅(qū)動器控制器29可為常規(guī)顯示器控制器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器控制器(例如，IMOD控制器)。另外，陣列驅(qū)動器22可為常規(guī)驅(qū)動器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器驅(qū)動器(例如，IMOD顯示器驅(qū)動器)。此外，顯示陣列30可為常規(guī)顯示陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示陣列(例如，包含IMOD陣列的顯示器)。在一些實施方案中，驅(qū)動器控制器29可與陣列驅(qū)動器22集成。此實施方案常見于高度集成系統(tǒng)(例如，蜂窩電話、手表及其它小面積顯示器)中。
[0110]在一些實施方案中，輸入裝置48可經(jīng)配置以允許(例如)用戶控制顯示裝置40的操作。輸入裝置48可包含例如QWERTY鍵盤或電話小鍵盤等小鍵盤、按鈕、開關(guān)、搖桿、觸敏屏幕，或者壓敏或熱敏隔膜。麥克風(fēng)46可配置為用于顯示裝置40的輸入裝置。在一些實施方案中，通過麥克風(fēng)46的語音命令可用于控制顯示裝置40的操作。
[0111]電力供應(yīng)器50可包含如所屬領(lǐng)域中所熟知的多種能量存儲裝置。舉例來說，電力供應(yīng)器50可為可再充電電池組，例如，鎳-鎘電池組或鋰離子電池組。電力供應(yīng)器50還可為再生能源、電容器或太陽能電池(包含塑料太陽能電池或太陽能電池漆)。電力供應(yīng)器50還可經(jīng)配置以從壁式插座接收電力。
[0112]在一些實施方案中，控制可編程序性駐留于可位于電子顯示系統(tǒng)中的若干處的驅(qū)動器控制器29中。在一些其它實施方案中，控制可編程序性駐留于陣列驅(qū)動器22中。上文所描述的優(yōu)化可以任何數(shù)目個硬件和/或軟件組件及以各種配置來實施。
[0113]可將結(jié)合本文所揭示的實施方案所描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊、電路和算法步驟實施為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。硬件與軟件的互換性已一般地按功能性予以描述，且在上文所描述的各種說明性組件、塊、模塊、電路和步驟中加以說明。以硬件還是軟件來實施此功能性取決于特定應(yīng)用和強加于整個系統(tǒng)的設(shè)計約束。
[0114]用以實施結(jié)合本文所揭示的方面所描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊和電路的硬件和數(shù)據(jù)處理設(shè)備可用以下各者來實施或執(zhí)行:通用單芯片或多芯片處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或其經(jīng)設(shè)計以執(zhí)行本文所描述的功能的任何組合。通用處理器可為微處理器，或任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器還可實施為計算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合DSP核心的一或多個微處理器，或任何其它此類配置。在一些實施方案中，特定步驟和方法可由為給定功能所特有的電路執(zhí)行。
[0115]在一或多個方面中，所描述的功能可以硬件、數(shù)字電子電路、計算機軟件、固件(包含在本說明書中所揭示的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)等效物)或其任何組合來實施。本說明書中所描述的標(biāo)的物的實施方案還可實施為編碼于計算機存儲媒體上的一或多個計算機程序(即，計算機程序指令的一或多個模塊)以供數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行或控制數(shù)據(jù)處理設(shè)備的操作。
[0116]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可易于顯而易見對本發(fā)明所描述的實施方案的各種修改，且本文所界定的一般原理可在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下應(yīng)用于其它實施方案。因此，權(quán)利要求書不希望限于本文所示的實施方案，而應(yīng)符合與本文所揭示的本發(fā)明、原理和新穎特征一致的最廣范圍。詞語“示范性”在本文中獨占式地用以意味著“充當(dāng)實例、例子或說明”。未必將本文中描述為“示范性”的任何實施方案解釋為較其它實施方案優(yōu)選或有利。另外，一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解，術(shù)語“上部”和“下部”有時用于便于描述各圖，且指示對應(yīng)于在適當(dāng)定向的頁面上的圖的定向的相對位置，且可能不反映如所實施的IMOD的適當(dāng)定向。
[0117]本說明書中在單獨實施方案的上下文中所描述的某些特征也可在單個實施方案中以組合形式來實施。相反地，在單個實施方案的上下文中所描述的各種特征也可單獨地在多項實施方案中或以任何合適子組合來實施。此外，盡管上文可能將特征描述為以某些組合起作用且甚至最初按此進行主張，但來自所主張組合的一或多個特征在一些情況下可被從所述組合刪除，且所主張組合可涉及子組合或子組合的變化。
[0118]類似地，雖然在圖式中按特定次序描繪操作，但不應(yīng)將此理解為需要按所展示的特定次序或按循序次序執(zhí)行此類操作或需要執(zhí)行所有所說明的操作以實現(xiàn)合乎需要的結(jié)果。另外，圖式可以流程圖的形式示意性地描繪一或多個實例過程。然而，未描繪的其它操作可并入于示意性說明的實例過程中。舉例來說，可在所說明操作中的任一者之前、之后、同時地或在所說明操作中的任一者之間執(zhí)行一或多個額外操作。在某些情況下，多任務(wù)及并行處理可為有利的。此外，不應(yīng)將在上文所描述的實施方案中的各種系統(tǒng)組件的分離理解為在所有實施方案中需要此分離，且應(yīng)理解，所描述的程序組件和系統(tǒng)一般可一起集成在單個軟件產(chǎn)品中或封裝到多個軟件產(chǎn)品中。另外，其它實施方案在隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。在一些情況下，權(quán)利要求書中所敘述的動作可以不同次序執(zhí)行且仍實現(xiàn)合乎需要的結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種制造顯示裝置的方法，所述方法包括: 提供襯底，所述襯底具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)對置的第二側(cè)； 使用第一處理技術(shù)處理所述第一側(cè)，其中處理所述第一側(cè)包含: 在所述襯底的所述第一側(cè)上形成多個光轉(zhuǎn)向特征，以及 在所述光轉(zhuǎn)向特征之上形成第一保護層；以及 隨后使用第二處理技術(shù)處理所述第二側(cè)，其中處理所述第二側(cè)包含: 在所述襯底的所述第二側(cè)上形成顯示元件陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一處理技術(shù)使用實質(zhì)上與所述第二處理技術(shù)相同的成套工具。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一保護層為防刮層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一保護層抵抗蝕刻化學(xué)以用于形成所述顯示元件陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括: 通過化學(xué)機械拋光所述第一保護層而使所述第一保護層平坦化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一保護層包含二氧化硅Si02。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一保護層是由自平坦化材料形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述自平坦化材料為旋涂玻璃SOG材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在所述第一保護層之上形成第二保護層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第二保護層比所述第一保護層硬。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述顯示元件陣列包含通過執(zhí)行沉積及圖案化而形成多個干涉調(diào)制器。
12.—種顯示裝置，其包括: 襯底，其具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)對置的第二側(cè)； 多個光轉(zhuǎn)向特征，其通過所述第一側(cè)上的凹痕來界定； 實質(zhì)上平坦第一保護層，其在所述光轉(zhuǎn)向特征之上且實質(zhì)上延伸到所述凹痕中；以及 顯示元件陣列，其形成于所述第二側(cè)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述顯示元件陣列是以直接與所述襯底接觸的方式形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述襯底構(gòu)成光波導(dǎo)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)包含在所述襯底的所述第一側(cè)上的光轉(zhuǎn)向膜，其中所述凹痕形成于所述光轉(zhuǎn)向膜中。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述第一保護層包含光學(xué)包層。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述第一保護層包含鈍化層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述光轉(zhuǎn)向特征包含在所述凹痕中的每一者中及在所述第一保護層下的反射層，其中所述鈍化層防止所述反射層的腐蝕。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述反射層為黑色掩模的部分，所述黑色掩模包含: 所述反射層；部分反射層；以及 間隔層，其將所述反射層與所述部分反射層分離。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述第一保護層包含二氧化硅Si02。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的顯示裝置，其中所述第一保護層是由自平坦化材料形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述自平坦化材料為旋涂玻璃SOG。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示裝置，其進一步包括在所述第一保護層之上的第二保護層，其中所述第二保護層比所述第一保護層硬。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述第二保護層包含二氧化硅SiO2、氮氧化硅SiON和氮化硅SiNx中的至少一者。
25.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述顯示元件陣列包含反射顯示元件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述反射顯示元件為干涉調(diào)制器MOD。
27.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述顯示元件形成顯示器，所述裝置進一步包括: 處理器，其經(jīng)配置以與所述顯示器通信，所述處理器經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù)；以及 存儲器裝置，其經(jīng)配置以與所述處理器通信。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其進一步包括: 驅(qū)動器電路，其經(jīng)配置以將至少一個信號發(fā)送到所述顯示器；以及 控制器，其經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送到所述驅(qū)動器電路。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其進一步包括: 圖像源模塊，其經(jīng)配置以將所述圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到所述處理器。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述圖像源模塊包含接收器、收發(fā)器和發(fā)射器中的至少一者。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其進一步包括: 輸入裝置，其經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)及將所述輸入數(shù)據(jù)傳達到所述處理器。
32.一種顯示裝置，其包括: 襯底，其具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)對置的第二側(cè)； 多個光轉(zhuǎn)向特征，其在所述第一側(cè)上； 用于保護所述光轉(zhuǎn)向特征的裝置；以及 顯示元件陣列，其形成于所述第二側(cè)上。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中所述用于保護的裝置包含光學(xué)包層。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中所述用于保護的裝置包含鈍化層。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中所述多個光轉(zhuǎn)向特征形成于所述襯底的所述第一側(cè)上的凹痕中，其中所述用于保護的裝置包含延伸到所述凹痕中的防刮層。
【文檔編號】G02B26/00GK104024915SQ201280065788
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月21日
【發(fā)明者】笹川照夫 申請人:高通Mems科技公司