[发明专利]机电干涉测量调制器器件

说明书

技术领域

本公开涉及机电系统。

相关技术描述

机电系统包括具有电气及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件（例如，镜子）以及电子器件的设备。机电系统可以在各种尺度上制造，包括但不限于微米尺度和纳米尺度。例如，微机电系统（MEMS）器件可包括具有范围从大约一微米到数百微米或以上的大小的结构。纳米机电系统（NEMS）器件可包括具有小于一微米的大小（包括，例如小于几百纳米的大小）的结构。机电元件可使用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀刻掉基板和/或所沉积材料层的部分或添加层以形成电气及机电器件的其他微机械加工工艺来制作。

一种类型的机电系统器件称为干涉测量（interferometric）调制器（IMOD）。如本文所使用的，术语干涉测量调制器或干涉测量光调制器是指使用光学干涉原理来选择性地吸收和/或反射光的器件。在一些实现中，干涉测量调制器可包括一对导电板，这对导电板中的一者或两者可以完全或部分地是透明的和/或反射式的，且能够在施加恰适电信号时进行相对运动。在一实现中，一块板可包括沉积在基板上的静止层，而另一块板可包括与该静止层相隔一气隙的反射膜。一块板相对于另一块板的位置可改变入射在该干涉测量调制器上的光的光学干涉。干涉测量调制器器件具有范围广泛的应用，且预期将用于改善现有产品以及创造新产品，尤其是具有显示能力的那些产品。

概述

本公开的系统、方法和设备各自具有若干个创新性方面，其中并不由任何单个方面全权负责本文中所公开的期望属性。

本公开中所描述的主题内容的一个创新性方面可在机电干涉测量调制器系统中实现。该系统包括基板和多个干涉测量调制器（IMOD）。每个IMOD包括在基板上形成的光学叠层，其中该光学叠层包括第一吸收器层。每个IMOD进一步包括可移动反射层，其中可移动反射层至少具有打开状态和塌陷(collapsed)状态，以及包括在打开状态中在可移动反射层与光学叠层之间限定的间隙。

IMOD包括在这些状态之一中与不同的所反射可见波长相对应的至少两种不同的IMOD类型，其中光学叠层针对该至少两种不同的IMOD类型中的每一种定义不同的光程长度，并且间隙在打开状态中对于该至少两种不同的IMOD类型中的每一种而言具有相同的大小。

机电干涉测量调制器系统的光学叠层可包括第一吸收器层与可移动反射层之间的透明固体层，其中该透明固体层对于不同的IMOD类型中的每一种IMOD类型而言具有不同的厚度。在一些实现中，光学叠层可进一步包括位于透明固体层与在打开状态中的间隙之间的第二吸收器层。在一些实现中，机电干涉测量调制器系统的光学叠层可进一步包括透明固体层与间隙之间的平坦化层，该平坦化层对于不同的IMOD类型中的每一种IMOD类型而言具有不同的厚度以补充不同IMOD类型的透明固体层的不同厚度，从而对于不同的IMOD类型定义光学叠层的均匀的总厚度，并且其中对于不同的IMOD类型中的每一种IMOD类型，透明固体层具有与平坦化层的折射率不同的折射率。另外，在一些实现中，该多个干涉测量调制器可形成彩色显示器。

本公开中所描述的主题内容的另一个创新性方面可在机电干涉测量调制器彩色显示系统中实现。该系统包括基板和多个干涉测量调制器（IMOD）。每个IMOD包括在基板上形成的光学叠层，其中该光学叠层包括电介质层、电介质层的一侧上的第一吸收器层、以及电介质层的相对侧上的第二吸收器层。每个IMOD进一步包括可移动反射层（其中可移动反射层至少具有打开状态和塌陷状态）、以及在打开状态中在该可移动反射层与光学叠层之间限定的空气间隙。

根据本公开中所描述的主题内容的另一个创新性方面，提供了一种机电系统器件。该系统包括基板和基板上方的静止电极。静止电极包括基板上方的第一吸收器层、第一吸收器层上方的透明固体层、以及电介质层上方的第二吸收器层。该系统进一步包括静止电极上方的可移动电极，其中该可移动电极至少具有打开状态和塌陷状态，并且静止电极与可移动电极在打开状态中在它们之间限定间隙。