[發明專利]具有改進的原色的干涉式調制器

有效

• 申請號: 201380039872.2
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104508534A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 建·J·馬;約翰·H·洪;尤里婭·列茲尼克
• 申請（專利權）人: 高通MEMS科技公司
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00;B81B3/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

技術領域

本發明涉及機電系統。具體來說，本發明涉及包含用于控制從IMOD反射的光的兩個干涉式間隙的干涉式調制器(IMOD)。

背景技術

機電系統(EMS)包含具有電氣和機械元件、激活器、換能器、傳感器、光學組件(例如鏡及光學薄膜層)和電子器件的裝置。機電系統可以多種尺度制造，包含(但不限于)微尺度及納米尺度。舉例來說，微機電系統(MEMS)裝置可包含大小范圍在約一微米到數百微米或以上的結構。納米機電系統(NEMS)裝置可包含大小小于一微米(包含例如小于數百納米的大小)的結構。可使用沉積、蝕刻、光刻及/或蝕刻掉襯底及/或所沉積材料層的部分或添加層以形成電及機電裝置的其它微機械加工工藝來形成機電元件。

一種類型的機電系統裝置叫作干涉式調制器(IMOD)。如本文所使用，術語干涉式調制器或干涉式光調制器指使用光學干涉原理選擇性地吸收和/或反射光的裝置。在一些實施方案中，干涉式調制器可包含一對導電板，所述導電板中的一或兩者可整體或部分地為透明的及/或反射性的，且能夠在施加適當電信號后即刻進行相對運動。在一實施方案中，一個板可包含沉積在襯底上的靜止層，且另一板可包含與所述靜止層以氣隙分開的反射隔膜。一個板相對于另一板的位置可改變入射在干涉式調制器上的光的光學干涉。干涉式調制器裝置具有廣泛的應用范圍，且預期將用于改善現有產品和創造新產品(尤其是具有顯示能力的產品)中。

發明內容

本發明的系統、方法和裝置各自具有若干創新方面，其中沒有單個方面單獨負責本文所揭示的合乎需要的屬性。

本發明中描述的標的物的一個新穎方面可實施于機電裝置中，所述機電裝置包含：安置在襯底上的在可見波長譜上實質上透明的第一電極；包含第二電極的光吸收部分透射可移動堆疊，所述可移動堆疊可在距所述第一電極可變第一距離處定位，以在所述可移動堆疊與所述第一電極之間形成可變第一間隙，其中所述裝置經配置以將所述可移動堆疊移動到至少兩個不同位置，每一位置與所述第一電極相距不同距離；包含第三電極的可移動反射器，所述可移動反射器經安置以使得所述可移動堆疊在所述第一電極與所述可移動反射器之間且使得所述可移動反射器在距所述可移動堆疊可變第二距離處，以在所述可移動反射器與所述可移動堆疊之間形成可變第二間隙，其中所述裝置經配置以將所述可移動反射器移動到多個位置，以使得所述第二距離在約零(0)nm與650nm之間。此裝置可進一步包含第四電極，其經安置以使得所述可移動反射器在所述第四電極與所述可移動堆疊之間。所述裝置可經配置以移動所述可移動堆疊以將所述第一距離改變為兩個不同距離中的任一者。在一些實施方案中，所述至少兩個不同位置在所述可移動堆疊處于經激活狀態時將所述可移動堆疊放置在距所述第一電極最小距離處，且在所述可移動堆疊處于經松弛狀態時將所述可移動堆疊放置在距所述第一電極最大距離處。在一些實施方案中，所述裝置經配置以定位所述可移動反射器及所述可移動堆疊以使得所述第二距離在約10nm與650nm之間，且所述第一距離在約零(0)nm與10nm之間或在約100nm與200nm之間。所述可移動反射器可包含(以相對次序)金屬膜層、低折射率薄膜層、高折射率電介質膜層。所述可移動反射器進一步包含機械支撐電介質層，其經安置以使得所述高折射率電介質膜層在所述機械支撐電介質層與所述低折射率薄膜之間。在一些實施方案中，所述金屬膜層可包含鋁(Al)，所述低折射率薄膜層包含氮氧化硅(SiON)，且所述高折射率電介質膜層包含二氧化鈦(TiO₂)，且所述機械支撐電介質層包含氮氧化硅(SiON)。

在一些實施方案中，所述可移動堆疊可包含(以相對次序)鈍化薄膜層、吸收金屬膜層、低折射率薄膜層、高折射率膜層，及其折射率等同于襯底材料的第二薄膜層，所述第二薄膜層具有在約150nm與250nm之間的厚度尺寸。在一些裝置中，所述鈍化薄膜層包含氧化鋁(Al₂O₃)，所述吸收金屬膜層包含釩(V)，所述低折射率薄膜層包含二氧化硅(SiO₂)，所述高折射率膜層包含氮化硅(Si₃N₄)，且所述第二薄膜層包含二氧化硅(SiO₂)。所述裝置的一些實施方案可經配置以跨越所述可移動堆疊及所述第一電極施加電壓以調整所述第一距離，且其中所述裝置經配置以跨越所述可移動反射器及所述可移動堆疊施加電壓以調整所述第二距離。且在一些實施方案中，所述裝置經配置以將所述第二距離調整為至少五個唯一距離中的一者。