TWI481897B - 具有ｒｇｂ吸收器的多狀態干涉量測調制器（ｉｍｏｄ）、包括此種imod的裝置及用於製造此種imod的方法 - Google Patents

Description

具有RGB吸收器的多狀態干涉量測調制器(IMOD)、包括此種IMOD的裝置及用於製造此種IMOD的方法 【優先權請求】

本專利申請案主張2012年4月6日提出申請的題為「MULTI-STATE IMOD WITH RGB ABSORBERS(具有RGB吸收器的多狀態IMOD)」的美國專利申請案第13/441,553號(代理人案號No.QUALP115/111152)的優先權，該專利申請案以引用之方式併入本文。

本揭示案涉及顯示裝置，包括但不限於併入機電系統的顯示裝置。

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、光學組件(包括鏡子)以及電子器件的設備。EMS可以各種尺度製造，包括但不限於微米尺度和奈米尺度。例如，微機電系統(MEMS)裝置可包括具有範圍從大約一微米到數百微米或以上之大小的結構。奈米機電系 統(NEMS)裝置可包括具有小於一微米之大小(包括，例如小於幾百奈米的大小)的結構。機電元件可使用沉積、蝕刻、光刻及/或蝕刻掉基板及/或所沉積材料層的部分或添加層以形成電氣及機電裝置的其它微機械加工製程來製作。

一種類型的EMS裝置稱為干涉量測(interferometric)調制器(IMOD)。如本文所使用的，術語IMOD或干涉量測光調制器意指使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射光的裝置。在一些實施中，IMOD可包括一對導電板，這對導電板中的一者或兩者可以完全或部分地為透明的及/或反射性的，且能夠在施加合適電訊號時進行相對運動。在一實施中，一塊板可包括沉積在基板上的靜止層，而另一塊板可包括與靜止層相隔一氣隙的反射膜。一塊板相對於另一塊板的位置可改變入射在IMOD上之光的光學干涉。IMOD裝置具有寬廣範圍的應用，且預期將用於改良現有產品以及創造新產品，尤其是具有顯示能力的彼等產品。

在諸如類比IMOD(AIMOD)之類之多狀態IMOD中，圖元之反射色係經由薄吸收層與鏡面之間的間隙決定。隨著吸收器移動為更靠近鏡子(或反之亦然)，反射色變紅、隨後變綠，並且隨後變藍、隨後變黑，其中跨可見光譜的顏色被幾乎均勻地吸收。

多狀態IMOD之白色狀態發生在吸收層位於光之最小場強時。然而，因為不同波長的最小場強(駐波)並不在空間上交疊，所以多狀態IMOD產生之白色狀態的顏色會根據吸收層之位置而偏移。例如，當吸收器之位置與綠色波長之 零點相對應時，所反射之綠色有所加強。因此，白色狀態顏色將帶有綠色色調。希望提供用於達成白色狀態顏色的改良方法和設備。

本案的系統、方法和設備各自具有若干個創新性態樣，其中並不由任何單個態樣全權負責本文中所揭示的期望屬性。

本案中所描述的標的的一個創新性態樣可在一種顯示裝置中實施。該顯示裝置可包括多狀態IMOD，諸如類比IMOD(AIMOD)、(具有白色狀態、黑色狀態和一個有色狀態的)3狀態IMOD，或者(具有白色狀態、黑色狀態和三個有色狀態的)5狀態IMOD。該多狀態IMOD可包括可移動反射層和吸收器疊層。吸收器疊層可包括具有第一吸收係數和在第一波長處具有第一吸收峰值的第一吸收器層、具有第二吸收係數和在第二波長處具有第二吸收峰值的第二吸收器層，以及具有第三吸收係數和在第三波長處具有第三吸收峰值的第三吸收器層。第一、第二和第三吸收層可具有在每個相鄰的吸收器層的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。

本案中所描述的標的的另一個創新性態樣可在包括多狀態干涉量測調制器(IMOD)的裝置中實施。多狀態IMOD可例如為3狀態IMOD、5狀態IMOD，或者類比IMOD。多狀態IMOD可包括可移動反射層和吸收器疊層。吸收器疊層可包括具有第一吸收係數和在第一光波長處具有第一吸收峰值的第一吸收器層、具有第二吸收係數和在第二光波長處具有第二 吸收峰值的第二吸收器層，以及具有第三吸收係數和在第三波長處具有第三吸收峰值的第三吸收器層。第一、第二和第三吸收層可具有在至少一個相鄰的吸收器層的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。

第一吸收器層可部署在與第一吸收峰值重合的第一光波長的零點相對應的第一位置處。第二吸收器層可部署在與第二吸收峰值重合的第二光波長的零點相對應的第二位置處。第三吸收器層可部署在與第三吸收峰值重合的第三光波長的零點相對應的第三位置處。第一、第二和第三光波長的零點可對應於當可移動反射層被致動到白色狀態時的所得干涉駐波場強度分佈。

第一波長可比第二波長短，並且第二波長可比第三波長短。例如，第一波長可對應於藍色，第二波長可對應於綠色，並且第三波長可對應於紅色。

在一些實施中，第一吸收器層、第二吸收器層，及/或第三吸收器層可由金屬奈米顆粒薄膜形成。吸收器疊層可包括部署在第一吸收器層與第二吸收器層之間的第一實質透明層。吸收器疊層可包括部署在第二吸收器層與第三吸收器層之間的第二實質透明層。

在一些實施中，多狀態IMOD可配置成當可移動反射層定位在離吸收器疊層大致100nm或更多時達成白色狀態。在替代實施中，多狀態IMOD可配置成當可移動反射層定位在離吸收器疊層約10nm時達成白色狀態。多狀態IMOD的白色狀態可以實質上類似於CIE標準照明D65的白色狀態。

本案中所描述的標的的另一個創新性態樣可在包括多狀態IMOD的裝置中實施。該多狀態IMOD可為例如3狀態IMOD、5狀態IMOD，或者類比IMOD。多狀態IMOD可包括可移動反射層和吸收器疊層。

吸收器疊層可包括第一吸收器層，該第一吸收器層部署在與該第一吸收器層的第一吸收峰值重合的第一光波長的零點相對應的第一位置處。吸收器疊層可包括第二吸收器層，該第二吸收器層部署在與該第二吸收器層的第二吸收峰值重合的第二光波長的零點相對應的第二位置處。吸收器疊層可包括第三吸收器層，該第三吸收器層部署在與第三吸收器層的第三吸收峰值重合的第三光波長的零點相對應的第三位置處。

第一、第二和第三光波長的零點可對應於當可移動反射層被致動到白色狀態時的所得干涉駐波場強度分佈。該白色狀態可以實質上類似於CIE標準照明D65的白色狀態。第一、第二和第三吸收層具有在至少一個相鄰的吸收器層的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。在一些實施中，第一吸收器層、第二吸收器層，及/或第三吸收器層可由金屬奈米顆粒薄膜形成。

第一波長可比第二波長短，並且第二波長可比第三波長短。例如，第一波長可對應於藍色，第二波長可對應於綠色，並且第三波長可對應於紅色。

本案中所描述的標的的另一個創新性態樣可在一種方法中實施，該方法涉及在第一位置處部署第一吸收器層， 該第一位置對應於與該第一吸收器層的第一吸收峰值重合的第一光波長的零點。該方法可涉及在第二位置處部署第二吸收器層，該第二位置對應於與該第二吸收器層的第二吸收峰值重合的第二光波長的零點。該方法可涉及在第三位置處部署第三吸收器層，該第三位置對應於與該第三吸收器層的第三吸收峰值重合的第三光波長的零點。

該方法可涉及形成金屬奈米顆粒薄膜的第一吸收器層、第二吸收器層，及/或第三吸收器層。在一些實施中，第一、第二和第三吸收器層之每一者吸收器層可具有在相鄰的吸收器層的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。

第一、第二和第三光波長的零點可對應於當反射層被致動到白色狀態時的所得干涉駐波場強度分佈。第一波長可比第二波長短，並且第二波長可比第三波長短。

該方法可涉及配置反射層以相對於第一、第二和第三吸收器層移動至各個位置。例如，反射層可配置成相對於第一、第二和第三吸收器層移動至至少三個位置。

包括多狀態IMOD的裝置亦可包括顯示器以及配置成與該顯示器通訊的處理器。該處理器可配置成處理圖像資料。該裝置可包括配置成與該處理器通訊的記憶體設備。該裝置可包括配置成將至少一個訊號發送給該顯示器的驅動器電路以及配置成將圖像資料的至少一部分發送至該驅動器電路的控制器。該裝置可包括圖像源模組，其配置成將圖像資料發送至該處理器。該圖像源模組可包括接收器、收發器和 發射器中的至少一者。該裝置可包括配置成接收輸入資料並將輸入資料傳達給處理器的輸入裝置。

本說明書中所描述的標的的一或多個實施的詳情在附圖及以下描述中闡述。儘管本概述提供的實例主要在基於MEMS的顯示器的態樣進行描述，但是本文提供的構思可適用於其他類型的顯示器，諸如有機發光二極體(「OLED」)顯示器和場致發射顯示器。其它特徵、態樣和優點將從該描述、附圖和申請專利範圍中變得明瞭。注意，以下附圖的相對尺寸可能並非按比例繪製。

12‧‧‧干涉量測調制器(IMOD)

13‧‧‧光

14‧‧‧可移動反射層

14a‧‧‧反射子層

14b‧‧‧支承層

14c‧‧‧傳導層

15‧‧‧光

16‧‧‧光學疊層

16a‧‧‧吸收體層

16b‧‧‧介電質

18‧‧‧支承柱

19‧‧‧間隙

20‧‧‧基板

21‧‧‧處理器

22‧‧‧陣列驅動器

23‧‧‧黑色掩模結構

24‧‧‧行驅動器電路

25‧‧‧犧牲層

26‧‧‧列驅動器電路

27‧‧‧網路介面

29‧‧‧驅動器控制器

30‧‧‧顯示器陣列或面板

32‧‧‧系帶

34‧‧‧可形變層

35‧‧‧分隔層

40‧‧‧顯示裝置

41‧‧‧外殼

43‧‧‧天線

45‧‧‧揚聲器

46‧‧‧話筒

47‧‧‧收發器

48‧‧‧輸入裝置

50‧‧‧電源系統

52‧‧‧調節硬體

62‧‧‧高分段電壓

64‧‧‧低分段電壓

70‧‧‧釋放電壓

72‧‧‧高保持電壓

74‧‧‧高定址電壓

76‧‧‧低保持電壓

78‧‧‧低定址電壓

80‧‧‧製造製程

82‧‧‧方塊

84‧‧‧方塊

86‧‧‧方塊

88‧‧‧方塊

90‧‧‧方塊

900‧‧‧多狀態IMOD

905‧‧‧鏡子疊層

910‧‧‧吸收器疊層

915‧‧‧藍色

920‧‧‧綠色

925‧‧‧紅色

930‧‧‧間隙

1015‧‧‧層

1020‧‧‧層

1025‧‧‧層

1030‧‧‧吸收器層

1035‧‧‧層

1040‧‧‧吸收器層

1045‧‧‧層

1050‧‧‧吸收器層

1055‧‧‧層

1060‧‧‧層

1150‧‧‧圖表

1155‧‧‧曲線

1160‧‧‧曲線

1165‧‧‧曲線

1170‧‧‧曲線

1205‧‧‧曲線

1210‧‧‧三角形

1215‧‧‧紅色頂點

1220‧‧‧綠色頂點

1225‧‧‧藍色頂點

1230a‧‧‧顏色螺旋線

1230b‧‧‧顏色螺旋線

1230c‧‧‧顏色螺旋線

1235‧‧‧位置

1240‧‧‧位置

1245‧‧‧位置

1250‧‧‧位置

1255‧‧‧位置

1260‧‧‧位置

1535‧‧‧位置

1540‧‧‧位置

1550‧‧‧位置

1560‧‧‧位置

1635‧‧‧位置

1640‧‧‧位置

1650‧‧‧位置

1660‧‧‧位置

1700‧‧‧製程

1705‧‧‧方塊

1710‧‧‧方塊

1715‧‧‧方塊

1720‧‧‧方塊

1725‧‧‧方塊

1730‧‧‧方塊

圖1示出圖示了干涉量測調制器(IMOD)顯示裝置的一系列圖元中的兩個毗鄰圖元的等軸視圖的實例。

圖2示出圖示併入了3×3 IMOD顯示器的電子設備的系統方塊圖的實例。

圖3示出圖示圖1的IMOD的可移動反射層位置相對於所施加電壓的圖示的實例。

圖4示出圖示在施加各種共用電壓和分段電壓時IMOD的各種狀態的表的實例。

圖5A示出圖示圖2的3×3 IMOD顯示器中的訊框顯示資料的圖示的實例。

圖5B示出可用於寫圖5A中所圖示的該訊框顯示資料的共用訊號和分段訊號的時序圖的實例。

圖6A示出圖1的IMOD顯示器的局部橫截面的實例。

圖6B-6E示出IMOD的不同實施的橫截面的實例。

圖7示出圖示IMOD的製造製程的流程圖的實例。

圖8A-8E示出製作IMOD的方法中的各個階段的橫截面示意圖示的實例。

圖9A-9E示出多狀態IMOD可如何被配置成產生不同顏色的實例。

圖10示出具有用於提供改良的白色狀態顏色的光學疊層的多狀態IMOD的實例。

圖11A示出圖10中所示的多狀態IMOD的反射率相對於波長的圖表的實例。

圖11B示出具有不同的長軸與短軸比的奈米橢圓體的消光效率相對於波長的圖表的實例。

圖12示出經由改變圖10中所示的多狀態IMOD的鏡子疊層與吸收器疊層之間的間隙所產生的(x-y色度空間中的)模擬IMOD(AIMOD)顏色螺旋線的實例。

圖13示出替代的多狀態IMOD的實例。

圖14示出圖13中所示的多狀態IMOD的反射率相對於波長的圖表的實例。

圖15示出經由改變圖13中所示的多狀態IMOD的鏡子疊層與吸收器疊層之間的間隙所產生的AIMOD顏色螺旋線的實例。

圖16示出經由改變第三多狀態IMOD實施的鏡子疊層與吸收器疊層之間的間隙所產生的AIMOD顏色螺旋線的實例。

圖17示出用於製造本文中所描述的一些多狀態IMOD的製程的流程圖的實例。

圖18A和18B示出圖示包括多個IMOD的顯示裝置的系統方塊圖的實例。

各個附圖中相似的元件符號和命名指示相似要素。

以下描述針對意欲用於描述本案的創新性態樣的某些實施。然而，普通熟習此項技術者將容易認識到本文之教示可以多種不同方式來應用。所描述之實施可在可配置成顯示圖像之任何設備或系統中實施，無論該圖像是運動的(例如，視訊)還是不動的(例如，靜止圖像)，且無論是本文的、圖形的還是畫面的。具體而言，預期所描述之實施可包括在諸如但不限於以下各者的各種各樣之電子設備中或與其相關聯：行動電話、具有網際網路能力之多媒體蜂巢式電話、行動電視接收器、無線設備、智慧型電話、藍芽®設備、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、掌上型或可攜式電腦、小筆電、筆記本、智慧型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃瞄器、傳真設備、GPS接收器/導航儀、相機、MP3播放機、攝錄影機、遊戲控制台、手錶、鐘錶、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀設備(亦即，電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(包括里程表和速度表顯示器等)、駕駛座艙控制項及/或顯示器、相機取景顯示器(諸如車輛中的後視相機的顯示器)、電子照片、電子告示牌或招牌、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、立體音響系統、 卡式答錄機或播放機、DVD播放機、CD播放機、VCR、無線電、可攜式記憶體晶片、洗衣機、烘乾機、洗衣機/烘乾機、停車計時器、封裝(諸如在機電系統(EMS)、微機電系統(MEMS)和非MEMS應用中)、美學結構(例如，關於一件珠寶之圖像的顯示)以及各種各樣的EMS設備。本文中之教示亦可用在非顯示器應用中，諸如但不限於：電子交換設備、射頻濾波器、感測器、加速計、陀螺儀、運動感測設備、磁力計、用於消費者電子設備的慣性元件、消費者電子產品的部件、可變電抗器、液晶設備、電泳設備、驅動方案、製造製程以及電子測試裝備。因此，該等教示無意被局限於只是在附圖中圖示的實施，而是具有如普通熟習此項技術者將容易明白的廣泛應用性。

多狀態IMOD可包括可移動反射層和吸收器疊層。吸收器疊層可包括具有第一吸收係數和在第一波長處具有第一吸收峰值的第一吸收器層、具有第二吸收係數和在第二波長處具有第二吸收峰值的第二吸收器層，以及具有第三吸收係數和在第三波長處具有第三吸收峰值的第三吸收器層。第一、第二和第三吸收層可具有在每個相鄰之吸收器層之吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。

吸收器層可用各種方法和材料來製造。在一些實施中，吸收器層可經由薄膜沉積和使用具有合適之紅色、綠色和藍色消光係數分佈的材料(諸如一或多個金屬)進行摻雜的方式來製造。在替代實施中，可根據薄膜中所摻雜之奈米 顆粒的大小和形狀，諸如根據奈米橢圓體之長軸與短軸之比來控制吸收器層的吸收光譜性質。

可實施本揭示案中所描述之標的的具體實施以達成以下潛在優點中的一項或多項。包括諸如本文中所描述之彼等多狀態IMOD之類的多狀態IMOD的顯示器能夠達成與CIE標準照明D65的白色狀態實質上類似的白色狀態。可在不使用空間和時間顫動的情況下達成對亮度和空間解析度影響很小或者沒有影響的改良之白色狀態。不僅如此，可達成改良之白色狀態而無需額外之處理或電功率。

在吸收器疊層實質上毗鄰鏡子疊層時(其中吸收器疊層與鏡子疊層之間的間隙很小或者沒有間隙)，本文中所描述的一些多狀態IMOD達成白色狀態。然而，替代實施可在較大空氣間隙(諸如100nm或更大的間隙)的情況下達成白色狀態。在此類實施中，鏡子可為相對較機械穩定的。諸如因拉入鏡子所導致之靜摩擦和帶電之類的問題可得以減少或者防止。

可應用所描述實施之合適EMS或MEMS裝置的實例為反射式顯示裝置。反射式顯示裝置可併入干涉量測調制器(IMOD)以使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射入射到其上的光。IMOD可包括吸收體、可相對於吸收體移動的反射體，以及界定在吸收體與反射體之間的光學諧振腔。反射體可移動至兩個或兩個以上不同位置，此舉可以改變光學諧振腔的大小並由此影響IMOD的反射。IMOD的反射譜可建立相當廣的譜帶，該等譜帶可跨可見波長移位以產生不同顏色 。譜帶的位置可經由改變光學諧振腔的厚度來調節。改變光學諧振腔的一種方法為經由改變反射體的位置。

圖1示出圖示了干涉量測調制器(IMOD)顯示裝置之一系列圖元中之兩個毗鄰圖元的等軸視圖的實例。IMOD顯示裝置包括一或多個干涉量測MEMS顯示元件。在該等設備中，MEMS顯示元件的圖元可處於亮狀態或暗狀態。在亮(「鬆弛」、「打開」或「接通」)狀態，顯示元件將入射之可見光的很大部分反射掉(例如，去往使用者)。相反，在暗(「致動」、「關閉」或「關斷」)狀態，顯示元件幾乎不反射所入射之可見光。在一些實施中，可顛倒接通和關斷狀態的光反射性質。MEMS圖元可配置成主導性地在特定波長上發生反射，從而除了黑白以外亦允許彩色顯示。

IMOD顯示裝置可包括IMOD的行/列陣列。每個IMOD可包括一對反射層，亦即，可移動反射層和固定的部分反射層，該等反射層定位在彼此相距可變且可控的距離處以形成氣隙(亦稱為光學間隙或腔)。可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在第一位置(亦即，鬆弛位置)，可移動反射層可定位在離固定的部分反射層有相對較大距離處。在第二位置(亦即，致動位置)，可移動反射層可定位成更靠近部分反射層。取決於可移動反射層的位置，從這兩個層反射的入射光可相長地或相消地干涉，從而產生每個圖元之總體反射或非反射的狀態。在一些實施中，IMOD在未致動時可處於反射狀態，此時反射可見光譜內的光，並且在未致動時可處於暗狀態，此時吸收及/或相消地干涉可見光範圍內的 光。然而，在一些其它實施中，IMOD可在未致動時處於暗狀態，而在致動時處於反射狀態。在一些實施中，所施加電壓的引入可驅動圖元改變狀態。在一些其它實施中，所施加電荷可驅動圖元改變狀態。

圖1中所圖示的圖元陣列部分包括兩個毗鄰的IMOD 12(亦即，IMOD圖元)。在左側(如圖所示)的IMOD 12中，可移動反射層14圖示為處於離光學疊層16有一距離(該距離可基於設計參數而預先決定)的鬆弛位置，光學疊層16包括部分反射層。跨左側的IMOD 12施加的電壓V₀ 不足以引起對可移動反射層14的致動。在右側的IMOD 12中，可移動反射層14圖示為處於靠近、毗鄰或觸及光學疊層16的致動位置。跨右側的IMOD 12施加的電壓V_偏置 足以移動可移動反射層14並可將可移動反射層14維持在致動位置。

在圖1中，圖元12的反射性質係用指示入射在圖元12上之光13的箭頭，以及從左側之圖元12反射之光15的箭頭來一般化地圖示。普通熟習此項技術者將容易認識到，入射在圖元12上之光13的大部份可透射穿過透明基板20傳向光學疊層16。入射在光學疊層16上的光的一部分可透射穿過光學疊層16的部分反射層，且一部分將反射回去穿過透明基板20。光13透射穿過光學疊層16之部分可在可移動反射層14處朝向透明基板20反射回去(並穿過透明基板20)。從光學疊層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(相長的或相消的)將決定從圖元12反射之光15的波長。

光學疊層16可包括單層或若干層。該(些)層可包括電極層、部分反射且部分透射層以及透明介電層中的一者或多者。在一些實施中，光學疊層16為導電的、部分透明且部分反射的，並且可以例如經由將上述層中的一者或多者沉積在透明基板20上來製造。電極層可由各種各樣的材料形成，諸如各種金屬，例如氧化銦錫(ITO)。部分反射層可由各種各樣之部分反射的材料形成，諸如各種金屬(諸如鉻(Cr))、半導體以及介電質。部分反射層可由一層或多層材料形成，且每一層可由單種材料或由材料的組合形成。在一些實施中，光學疊層16可包括單個半透明的金屬或半導體厚層，其既用作光吸收體又用作電導體，而(例如，IMOD的光學疊層16或其它結構的)更導電的不同層或部分可用於在IMOD圖元之間匯流訊號。光學疊層16亦可包括覆蓋一或多個傳導層或導電/光吸收層的一或多個絕緣或介電層。

在一些實施中，光學疊層16的(諸)層可圖案化為平行條帶，並且可如下文進一步描述地形成顯示裝置中的行電極。如普通熟習此項技術者將理解的，術語「圖案化」在本文中用於指掩模以及蝕刻製程。在一些實施中，可將高傳導性和高反射性的材料(諸如，鋁(Al))用於可移動反射層14，且該等條帶可形成顯示裝置中的列電極。可移動反射層14可形成為一個或數個沉積金屬層的一系列平行條帶(與光學疊層16的行電極正交)，以形成沉積在柱子18頂上以及各個柱子18之間所沉積的居間犧牲材料頂上的列。當犧牲材料被蝕刻掉時，便可在可移動反射層14與光學疊層16之間形 成界定的間隙19或即光學腔。在一些實施中，各個柱子18之間的間距可近似為1-1000um，而間隙19可近似小於10,000埃(Å)。

在一些實施中，IMOD的每個圖元(無論處於致動狀態還是鬆弛狀態)基本上是由固定反射層和可移動反射層形成的電容器。在未施加電壓時，可移動反射層14保持在機械鬆弛狀態，如由圖1中左側的圖元12所圖示的，其中在可移動反射層14與光學疊層16之間存在間隙19。然而，當將電位差(例如，電壓)施加至所選行和列中的至少一者時，在對應圖元處的該行電極和列電極的交叉處形成的電容器變為帶電的，且靜電力將該等電極拉向一起。若所施加電壓超過閾值，則可移動反射層14可形變並且移動到靠近或靠倚光學疊層16。光學疊層16內的介電層(未圖示)可防止短路並控制層14與層16之間的分隔距離，如圖1中右側的致動圖元12所圖示的。不管所施加電位差的極性如何，行為皆相同。儘管陣列中的一系列圖元在一些實例中可被稱為「行」或「列」，但普通熟習此項技術者將容易理解，將一個方向稱為「行」並將另一方向稱為「列」為任意的。要重申的是，在一些定向中，行可視為列，而列視為行。此外，顯示元件可均勻地排列成正交的行和列(「陣列」)，或排列成非線性配置，例如關於彼此具有某些位置偏移(「馬賽克」)。術語「陣列」和「馬賽克」可以指任一種配置。因此，儘管將顯示器稱為包括「陣列」或「馬賽克」，但在任何實例中，該等元件 本身不一定要彼此正交地排列，或部署成均勻分佈，而是可包括具有非對稱形狀以及不均勻分佈的元件的佈局。

圖2示出圖示併入了3×3 IMOD顯示器的電子設備的系統方塊圖的實例。電子設備包括處理器21，其可配置成執行一或多個軟體模組。除了執行作業系統，處理器21亦可配置成執行一或多個軟體應用，包括web瀏覽器、電話應用、電子郵件程式，或任何其它軟體應用。

處理器21可配置成與陣列驅動器22通訊。陣列驅動器22可包括例如向顯示器陣列或面板30提供訊號的行驅動器電路24和列驅動器電路26。圖1中所圖示的IMOD顯示裝置的橫截面由圖2中的線1-1示出。儘管圖2為清晰起見圖示了3×3的IMOD陣列，但顯示陣列30可包含很大數目的IMOD，並且可在行中具有與列中不同的數目的IMOD，以及反之亦然。

圖3示出圖示圖1的IMOD的可移動反射層位置相對於所施加電壓的圖示的實例。對於MEMS IMOD，行/列(亦即，共用/分段)寫規程可利用該等裝置的如圖3中所圖示的滯後性質。IMOD可能需要例如約10伏的電位差以使可移動反射層或鏡從鬆弛狀態改變為致動狀態。當電壓從該值減小時，可移動反射層隨電壓降回至例如10伏以下而維持其狀態，然而，可移動反射層並不完全鬆弛，直至電壓降至2伏以下為止。因此，如圖3中所示，存在一電壓範圍(大約為3至7伏)，在此電壓範圍中有該裝置穩定於鬆弛狀態或者致動狀態的所施加電壓訊窗。該訊窗在本文中稱為「滯後窗」或「穩定態窗」。對於具有圖3的滯後特性的顯示陣列30，行/列寫規程可 設計成每次定址一行或多行，以使得在對給定行定址期間，被定址行中要致動的圖元暴露於約10伏的電壓差，而要鬆弛的圖元暴露於接近0伏的電壓差。在定址之後，該等圖元暴露於約5伏的穩態或偏置電壓差，以使得其保持在先前的閘選狀態中。在此實例中，在被定址之後，每個圖元皆經受落在約3-7伏的「穩定態窗」內的電位差。此滯後性質特徵使得(例如圖1中所圖示的)圖元設計能夠在相同的所施加電壓條件下保持穩定在致動或鬆弛的事先存在的狀態中。由於每個IMOD圖元(無論是處於致動狀態還是鬆弛狀態)基本上是由固定反射層和可移動反射層形成的電容器，因此此穩定狀態在落在該滯後窗內的平穩電壓下可得以保持，而實質上不消耗或損失功率。此外，若所施加電壓電位保持實質上固定，則基本上很少或沒有電流流入IMOD圖元中。

在一些實施中，可根據對給定行中圖元的狀態所期望的改變(若有)，經由沿該組列電極施加「分段」電壓形式的資料訊號來建立圖像的訊框。可輪流定址陣列的每一行，以使得每次一行地寫訊框。為了將期望資料寫到第一行中的圖元，可在諸列電極上施加與第一行中的圖元的期望狀態相對應的分段電壓，並且可向第一行電極施加特定的「共用」電壓或訊號形式的第一行脈衝。該組分段電壓隨後可改變為與對第二行中圖元的狀態的期望改變相對應(若有)，且可向第二行電極施加第二共用電壓。在一些實施中，第一行中的圖元不受沿諸列電極施加的分段電壓的改變的影響，而是保持於其在第一共用電壓行脈衝期間設定的狀態。可按順 序方式對整個行系列(或替代地對整個列系列)重複此程序以產生圖像訊框。經由以每秒某個期望數目的訊框來不斷地重複此程序，便可用新圖像資料來刷新及/或更新該等訊框。

跨每個圖元施加的分段訊號和共用訊號的組合(亦即，跨每個圖元的電位差)決定每個圖元的所得狀態。圖4示出圖示在施加各種共用電壓和分段電壓時IMOD的各種狀態的表的實例。如普通熟習此項技術者將容易理解的，可將「分段」電壓施加於列電極或行電極，並且可將「共用」電壓施加於列電極或行電極中的另一者。

如圖4中(以及圖5B所示的時序圖中)所圖示的，當沿共用線施加釋放電壓VC_釋放 時，沿共用線的所有IMOD元件將置於鬆弛狀態，替代地稱為釋放狀態或未致動狀態，而不管沿各分段線所施加的電壓如何(亦即，高分段電壓VS_H 和低分段電壓VS_L )。具體而言，當沿共用線施加釋放電壓VC_釋放 時，在沿該圖元的對應分段線施加高分段電壓VS_H 和低分段電壓VS_L 之兩種情況下，跨該調制器的電位電壓(替代地稱為圖元電壓)皆落在鬆弛窗(參見圖3，亦稱為釋放窗)內。

當在共用線上施加保持電壓時(諸如高保持電壓VC_{保持_H} 或低保持電壓VC_{保持_L} )，IMOD的狀態將保持恆定。例如，鬆弛的IMOD將保持在鬆弛位置，而致動的IMOD將保持在致動位置。保持電壓可選擇成使得在沿對應的分段線施加高分段電壓VS_H 和低分段電壓VS_L 之兩種情況下，圖元電壓皆將保持落在穩定態窗內。因此，分段電壓擺幅(亦即，高分段 電壓VS_H 與低分段電壓VS_L 之差)小於正穩定態窗或負穩定態窗任一者的寬度。

當在共用線上施加定址或即致動電壓(諸如高定址電壓VC_{定址_H} 或低定址電壓VC_{定址_L} )時，經由沿各自相應的分段線施加分段電壓，就可選擇性地將資料寫入到沿該線的各調制器。分段電壓可選擇成使得致動取決於所施加的分段電壓。當沿共用線施加定址電壓時，施加一個分段電壓將產生落在穩定態窗內的圖元電壓，從而使圖元保持未致動。相反，施加另一個分段電壓將產生超出穩定態窗的圖元電壓，從而導致圖元的致動。引起致動的特定分段電壓可取決於使用了哪個定址電壓而變化。在一些實施中，當沿共用線施加高定址電壓VC_{定址_H} 時，施加高分段電壓VS_H 可使調制器保持在其當前位置，而施加低分段電壓VS_L 可引起調制器的致動。作為推論，當施加低定址電壓VC_{定址_L} 時，分段電壓的效果可為相反的，其中高分段電壓VS_H 引起調制器的致動，而低分段電壓VS_L 對調制器的狀態無影響(亦即，保持穩定)。

在一些實施中，可使用總是產生相同極性的跨調制器電位差的保持電壓、定址電壓和分段電壓。在一些其它實施中，可使用使調制器的電位差的極***變的訊號。跨調制器極性的交變(亦即，寫規程極性的交變)可減少或抑制在反覆的單極性寫操作之後可能發生的電荷累積。

圖5A示出圖示圖2的3×3 IMOD顯示器中的一訊框顯示資料的圖示的實例。圖5B示出可用於寫圖5A中所圖示的該訊框顯示資料的共用訊號和分段訊號的時序圖的實例。可將 訊號施加於例如圖2的3×3陣列，此將最終導致圖5A中所圖示的線時間60e的顯示佈局。圖5A中的致動調制器處於暗狀態，亦即，其中所反射光的大體部分在可見光譜之外，從而給例如觀看者造成暗觀感。在寫圖5A中所圖示的訊框之前，圖元可處於任何狀態，但圖5B的時序圖中所圖示的寫規程假設了在第一線時間60a之前，每個調制器皆已釋放且常駐在未致動狀態中。

在第一線時間60a期間：在共用線1上施加釋放電壓70；在共用線2上施加的電壓始於高保持電壓72且移動向釋放電壓70；並且沿共用線3施加低保持電壓76。因此，沿共用線1的調制器(共用1，分段1)、(共用1，分段2)和(共用1，分段3)在第一線時間60a的歷時中保持在鬆弛或即未致動狀態，沿共用線2的調制器(2,1)、(2,2)和(2,3)將移至鬆弛狀態，而沿共用線3的調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將保持在其先前狀態中。參考圖4，沿分段線1、2和3施加的分段電壓將對諸IMOD的狀態沒有影響，這是因為線時間60a期間，共用線1、2或3皆不暴露於引起致動的電壓位準(亦即，VC_釋放 -鬆弛和VC_{保持_L} -穩定)。

在第二線時間60b期間，共用線1上的電壓移至高保持電壓72，並且由於沒有定址或即致動電壓施加在共用線1上，因此沿共用線1的所有調制器皆保持在鬆弛狀態中，不管所施加的分段電壓如何。沿共用線2的諸調制器由於釋放電壓70的施加而保持在鬆弛狀態中，而當沿共用線3的電壓移至釋放 電壓70時，沿共用線3的調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將鬆弛。

在第三線時間60c期間，經由在共用線1上施加高定址電壓74來定址共用線1。由於在此定址電壓的施加期間沿分段線1和2施加了低分段電壓64，因此跨調制器(1,1)和(1,2)的圖元電壓大於調制器的正穩定態窗的高端(亦即，電壓差分超過了預定義閾值)，並且調制器(1,1)和(1,2)得以致動。相反，由於沿分段線3施加了高分段電壓62，因此跨調制器(1,3)的圖元電壓小於調制器(1,1)和(1,2)的圖元電壓，並且保持在調制器的正穩定態窗內；調制器(1,3)因此保持鬆弛。同樣線時間60c期間，沿共用線2的電壓減小至低保持電壓76，且沿共用線3的電壓保持在釋放電壓70，從而使沿共用線2和3的調制器留在鬆弛位置。

在第四線時間60d期間，共用線1上的電壓返回至高保持電壓72，從而使沿共用線1的調制器留在其各自相應的被定址狀態中。共用線2上的電壓減小至低定址電壓78。由於沿分段線2施加了高分段電壓62，因此跨調制器(2,2)的圖元電壓低於調制器的負穩定態窗的下端，從而導致調制器(2,2)致動。相反，由於沿分段線1和3施加了低分段電壓64，因此調制器(2,1)和(2,3)保持在鬆弛位置。共用線3上的電壓增大至高保持電壓72，從而使沿共用線3的調制器留在鬆弛狀態中。

最終，在第五線時間60e期間，共用線1上的電壓保持在高保持電壓72，且共用線2上的電壓保持在低保持電壓76 ，從而使沿共用線1和2的調制器留在其各自相應的被定址狀態中。共用線3上的電壓增大至高定址電壓74以定址沿共用線3的調制器。由於在分段線2和3上施加了低分段電壓64，因此調制器(3,2)和(3,3)致動，而沿分段線1施加的高分段電壓62使調制器(3,1)保持在鬆弛位置。因此，在第五線時間60e結束時，3×3圖元陣列處於圖5A中所示的狀態，且只要沿該等共用線施加有保持電壓就將保持在該狀態中，而不管在沿其它共用線(未圖示)的調制器正被定址時可能發生的分段電壓的變化如何。

在圖5B的時序圖中，給定的寫規程(亦即，線時間60a-60e)可包括使用高保持和定址電壓或使用低保持和定址電壓。一旦針對給定的共用線已完成寫規程(且共用電壓設為與致動電壓具有相同極性的保持電壓)，圖元電壓就保持在給定的穩定態窗內且不會穿越鬆弛窗，直至在該共用線上施加了釋放電壓。此外，由於作為寫規程的一部分每個調制器在被定址之前釋放，因此調制器的致動時間而非釋放時間可決定必需的線時間。具體而言，在調制器的釋放時間大於致動時間的實施中，釋放電壓的施加可長於單個線時間，如圖5B中所圖示的。在一些其它實施中，沿共用線或分段線施加的電壓可變化以計及不同調制器(諸如不同顏色的調制器)的致動電壓和釋放電壓的變化。

根據上文闡述的原理來操作的IMOD的結構細節可以廣泛地變化。例如，圖6A-6E示出包括可移動反射層14及其支承結構的IMOD的不同實施的橫截面的實例。圖6A示出圖1 的IMOD顯示器的部分橫截面的實例，其中金屬材料條帶(亦即，可移動反射層14)沉積在從基板20正交延伸出的支承18上。在圖6B中，每個IMOD的可移動反射層14的形狀為大致方形或矩形，且在拐角處或拐角附近靠系帶32附連至支承。在圖6C中，可移動反射層14為大致方形或矩形的形狀且懸掛於可形變層34，可形變層34可包括柔性金屬。可形變層34可圍繞可移動反射層14的周界直接或間接地連接至基板20。此等連接在本文中稱為支承柱。圖6C中所示的實施具主動自可移動反射層14的光學功能與其機械功能(這由可形變層34實施)解耦的額外益處。此解耦允許用於反射層14的結構設計和材料與用於可形變層34的結構設計和材料彼此獨立地最佳化。

圖6D示出IMOD的另一實例，其中可移動反射層14包括反射子層14a。可移動反射層14支托在支承結構(諸如，支承柱18)上。支承柱18提供了可移動反射層14與下靜止電極(亦即，所圖示IMOD中的光學疊層16的部分)的分離，從而使得(例如當可移動反射層14處在鬆弛位置時)在可移動反射層14與光學疊層16之間形成間隙19。可移動反射層14亦可包括傳導層14c和支承層14b，該傳導層14c可配置成用作電極。在此實例中，傳導層14c部署在支承層14b的基板20遠端的一側上，而反射子層14a部署在支承層14b的基板20近端的另一側上。在一些實施中，反射子層14a可為傳導性的並且可部署在支承層14b與光學疊層16之間。支承層14b可包括一層或多層介電材料，例如氧氮化矽(SiON)或二氧化矽(SiO₂ )。在一些實施中，支承層14b可為諸層的疊層，諸如舉例而言SiO₂ /SiON/SiO₂ 三層疊層。反射子層14a和傳導層14c中的任一者或這兩者可包括例如具有約0.5%銅(Cu)的鋁(Al)合金，或其它反射性金屬材料。在介電支承層14b上方和下方採用傳導層14a、14c可平衡應力並提供增強的傳導性。在一些實施中，反射子層14a和傳導層14c可由不同材料形成以用於各種各樣的設計目的，諸如達成可移動反射層14內的特定應力分佈。

如圖6D中所圖示的，一些實施亦可包括黑色掩模結構23。黑色掩模結構23可形成於光學非活躍區域中(例如，在各圖元之間或在柱子18下方)以吸收環境光或雜散光。黑色掩模結構23亦可經由抑制光從顯示器的非活躍部分反射或透射穿過顯示器的非活躍部分以由此提高對比率，來改良顯示裝置的光學性質。另外，黑色掩模結構23可為傳導性的並且配置成用作電匯流層。在一些實施中，行電極可連接至黑色掩模結構23以減小所連接的行電極的電阻。黑色掩模結構23可使用各種各樣的方法來形成，包括沉積和圖案化技術。黑色掩模結構23可包括一層或多層。例如，在一些實施中，黑色掩模結構23包括用作光學吸收體的鉬鉻(MoCr)層、SiO₂ 層，以及用作反射體和匯流層的鋁合金，其厚度分別在約30-80Å、500-1000Å和500-6000Å的範圍內。這一層或多層可使用各種各樣的技術來圖案化，包括光刻和幹式蝕刻，包括例如用於MoCr及SiO₂ 層的四氟化碳(CF₄ )及/或氧氣(O₂ )，以及用於鋁合金層的氯(Cl₂ )及/或三氯化硼(BCl₃ )。 在一些實施中，黑色掩模23可為標準具(etalon)或干涉量測疊層結構。在此類干涉量測疊層黑色掩模結構23中，傳導性的吸收體可用於在每行或每列的光學疊層16中的下靜止電極之間傳送或匯流訊號。在一些實施中，分隔層35可用於將吸收體層16a與黑色掩模23中的傳導層大體上電隔離。

圖6E示出IMOD的另一實例，其中可移動反射層14為自支承的。不同於圖6D，圖6E的實施不包括支承柱18。作為代替，可移動反射層14在多個位置接觸下伏光學疊層16，且可移動反射層14的曲度提供足夠的支承以使得在跨IMOD的電壓不足以引起致動時，可移動反射層14返回至圖6E的未致動位置。出於清晰起見，可包含多個(若干)不同層的光學疊層16在此處示為包括光學吸收體16a和介電質16b。在一些實施中，光學吸收體16a既可用作固定電極又可用作部分反射層。

在諸如圖6A-6E中所示之彼等實施的諸實施中，IMOD用作直視設備，其中是從透明基板20的前側(亦即，與佈置調制器的一側相對的那側)來觀看圖像。在該等實施中，可對設備的背部(亦即，顯示裝置的在可移動反射層14後面的任何部分，包括例如圖6C中所圖示的可形變層34)進行配置和操作而不衝突或不利地影響顯示裝置的圖像品質，因為反射層14在光學上遮罩了設備的彼等部分。例如，在一些實施中，在可移動反射層14後面可包括匯流排結構(未圖示)，這提供了將調制器的光學性質與調制器的機電性質(諸 如，電壓定址和由此類定址所導致的移動)分離的能力。另外，圖6A-6E的實施可簡化處理(諸如，圖案化)。

圖7示出圖示IMOD的製造製程80的流程圖的實例，並且圖8A-8E示出此類製造製程80的相應階段的橫截面示意圖示的實例。在一些實施中，可實施製造製程80加上圖6中未圖示的其它方塊以製造例如圖1和6中所圖示的一般類型的IMOD。參考圖1、6和7，製程80在方塊82開始以在基板20上方形成光學疊層16。圖8A圖示了在基板20上方形成的此類光學疊層16。基板20可為透明基板(諸如，玻璃或塑膠)，其可為柔性的或是相對堅硬且不易彎曲的，並且可能已經歷了在先驗製備製程(例如，清洗)以便於高效地形成光學疊層16。如上文所論述的，光學疊層16可為導電的、部分透明且部分反射的，並且可例如經由將具有期望性質的一層或多層沉積在透明基板20上來製造。在圖8A中，光學疊層16包括具有子層16a和16b的多層結構，但在一些其它實施中可包括更多或更少的子層。在一些實施中，子層16a、16b中的一者可配置成具有光學吸收和傳導性質兩者，諸如組合式導體/吸收體子層16a。另外，子層16a、16b中的一者或多者可圖案化成平行條帶，並且可形成顯示裝置中的行電極。可經由掩模和蝕刻製程或此項技術中已知的另一合適製程來執行此類圖案化。在一些實施中，子層16a、16b中的一者可為絕緣層或介電層，諸如沉積在一或多個金屬層(例如，一或多個反射及/或傳導層)上方的子層16b。另外，光學疊層16可圖案化成形成顯示器的諸行的多個平行的條帶。

製程80在方塊84繼續以在光學疊層16上方形成犧牲層25。犧牲層25稍後經移除(例如，在方塊90處)以形成腔19，且因此在圖1中所圖示的所得IMOD12中未圖示犧牲層25。圖8B圖示包括形成在光學疊層16上方的犧牲層25的經部分製造的裝置。在光學疊層16上方形成犧牲層25可包括以所選厚度來沉積二氟化氙(XeF₂ )可蝕刻材料(諸如，鉬(Mo)或非晶矽(Si))，該厚度經選擇成在後續移除之後提供具有期望設計大小的間隙或腔19(亦參見圖1和8E)。沉積犧牲材料可使用諸如實體汽相沉積(PVD，例如濺鍍)、等離子體增強型化學汽相沉積(PECVD)、熱化學汽相沉積(熱CVD)，或旋塗等沉積技術來實施。

製程80在方塊86處繼續以形成支承結構(例如，圖1、6和8C中所圖示的柱子18)。形成柱子18可包括：圖案化犧牲層25以形成支承結構孔，隨後使用沉積方法(諸如PVD、PECVD、熱CVD或旋塗)將材料(例如，聚合物或無機材料，諸如氧化矽)沉積至孔中以形成柱子18。在一些實施中，在犧牲層中形成的支承結構孔可延伸穿過犧牲層25和光學疊層16兩者到達下伏基板20，從而柱子18的下端接觸基板20，如圖6A中所圖示的。替代地，如圖8C中所圖示的，在犧牲層25中形成的孔可延伸穿過犧牲層25，但不穿過光學疊層16。例如，圖8E圖示了支承柱18的下端與光學疊層16的上表面接觸。可經由在犧牲層25上方沉積支承結構材料層並將該支承結構材料的位於遠離犧牲層25中的孔的部分圖案化來形成柱子18或其它支承結構。支承結構可位於孔內(如圖8C中所圖 示的)，但是亦可至少部分地延伸在犧牲層25的一部分上方。如上所述，對犧牲層25及/或支承柱18的圖案化可經由圖案化和蝕刻製程來執行，但亦可經由替代的蝕刻方法來執行。

製程80在方塊88處繼續以形成可移動反射層或膜，諸如圖1、6和8D中所圖示的可移動反射層14。可移動反射層14可經由採用一或多個沉積步驟(例如，反射層(諸如鋁、鋁合金)沉積)連同一或多個圖案化、掩模及/或蝕刻步驟來形成。可移動反射層14可為導電的，且稱為導電層。在一些實施中，可移動反射層14可包括如圖8D中所示的多個子層14a、14b、14c。在一些實施中，該等子層中的一者或多者(諸如子層14a、14c)可包括針對光學性質所選擇的高反射子層，且另一子層14b可包括針對機械性質所選擇的機械子層。由於犧牲層25仍存在於在方塊88形成的經部分製造的IMOD中，因此可移動反射層14在此階段通常是不可移動的。包含犧牲層25的經部分製造的IMOD在本文亦可稱為「未脫模」IMOD。如上文結合圖1所描述的，可移動反射層14可圖案化成形成顯示器的諸列的多個平行的條帶。

製程80在方塊90處繼續以形成腔，例如圖1、6和8E中所圖示的腔19。腔19可經由將(在方塊84處沉積的)犧牲材料25暴露於蝕刻劑來形成。例如，可蝕刻的犧牲材料(諸如鉬(Mo)或非晶矽(Si))可經由乾式化學蝕刻來移除，例如經由將犧牲層25暴露於氣態或蒸汽蝕刻劑(諸如，由固態XeF₂ 得到的蒸汽)長達能有效地移除期望量的材料(通常是相對於圍繞腔19的結構而選擇性地移除)的一段時間來移 除。亦可使用其它蝕刻方法，例如濕式蝕刻及/或等離子蝕刻。由於在方塊90期間移除了犧牲層25，因此可移動反射層14在此階段之後通常為可移動的。在移除犧牲材料25之後，所得的已完全或部分製造的IMOD在本文中可稱為「已脫模」IMOD。

圖9A-9E示出多狀態IMOD可如何配置成產生不同顏色的實例。在諸如類比IMOD(AIMOD)之類的多狀態IMOD中，圖元的反射色係經由吸收器疊層與鏡子疊層之間的間隙決定。在圖9A-9E中，多狀態IMOD 900包括鏡子疊層905和吸收器疊層910。在此實施中，鏡子疊層905包括至少一個反射層並且可在至少5個位置之間相對於吸收器疊層910移動。因此，多狀態IMOD 900的該實施可為AIMOD或者(具有白色狀態、黑色狀態和三個有色狀態的)5狀態IMOD。在替代實施中，吸收器疊層910可以在多個位置之間相對於鏡子疊層905移動。在任一種情形中，可以改變鏡子疊層905與吸收器疊層910之間的間隙930的大小。儘管吸收器疊層910在此實例中包括單個吸收器層，但是本文中其它地方所描述的各個實施包括包含多個吸收器層的吸收器疊層910。

具有波長λ的入射波將與其自身之來自鏡子疊層905的反射發生干涉以建立具有局部峰值和零點的駐波。第一零點距離鏡子λ/2並且後續零點以λ/2之間隔定位。對於該波長，放置在零點位置中之每一零點位置處的薄吸收器層將吸收非常小的能量。

首先參照圖9A，當間隙930實質上等於紅色925的波長時，吸收器疊層910定位在紅色干涉圖案的零點處。光由吸收器疊層910部分反射和部分透射。在吸收器疊層910與鏡子疊層905之間形成具有等於間隙930之大小之深度的光學腔。因此，由於從吸收器疊層910反射的紅光與從鏡子疊層905反射的紅光之間的相長干涉，具有實質上對應於紅色925之波長的光被高效地反射。包括藍色915和綠色920的其它顏色的光不經由相長干涉加強。相反，此類光實質上由吸收器疊層910吸收。

圖9B圖示了在鏡子疊層905移動靠近吸收器疊層910(或反之亦然)的配置中的多狀態IMOD 900。在此實例中，間隙930實質上等於綠色920的波長。由於從吸收器疊層910反射的綠光與從鏡子疊層905反射的綠光之間的相長干涉，具有實質上對應於綠色920的波長的光被高效地反射。包括紅色925和藍色915的其它顏色的光實質上由吸收器疊層910吸收。

在圖9C中，鏡子疊層905移動靠近吸收器疊層910(或反之亦然)，以使得間隙930實質上等於藍色915的波長。由於相長干涉，具有實質上對應於藍色915的波長的光被高效地反射。包括紅色925和綠色920的其它顏色的光實質上由吸收器疊層910吸收。

然而，在圖9D中，多狀態IMOD 900處於間隙930實質上等於可見光範圍內的平均顏色的波長的¼的配置。在此類佈置中，吸收器位於干涉駐波的強度峰值附近；因高場強連同吸收器疊層910與鏡子疊層905之間的相消干擾所造成的強 吸收導致相對較少的可見光從多狀態IMOD 900反射。此配置在本文中可稱為「黑色狀態」。在一些此類實施中，間隙930可以大於或小於圖9D中所示的間隙，以加強可見光範圍以外的其它波長。因此，圖9D中所示的多狀態IMOD 900的配置僅提供了多狀態IMOD 900的黑色狀態配置的一個實例。

圖9E圖示了吸收器疊層910實質上毗鄰鏡子疊層905的配置的多狀態IMOD 900。在此實例中，可忽略間隙930。具有寬範圍的波長的光得以從鏡子疊層905高效地反射，而不被吸收器疊層910較大程度地吸收。此配置在本文中可稱為「白色狀態」。

圖10示出具有用於提供改良之白色狀態顏色之光學疊層的多狀態IMOD的實例。多狀態IMOD 900可為例如(具有白色狀態、黑色狀態和一種有色狀態的)3狀態IMOD、5狀態IMOD或者AIMOD。在此實施中，如圖9E中一般，當多狀態IMOD 900處於白色狀態時，在鏡子疊層905與吸收器疊層910之間實質上沒有間隙。這裡，鏡子疊層905包括層1015、1020和1025。層厚度由圖10的橫軸指示。在此實例中，層1015由鋁(Al)形成，層1020由氮氧化矽(SiO_x N_y )形成，並且層1025由氧化鈦(TiO₂ )形成。然而，在替代實施中，鏡子疊層905可包括由不同材料形成及/或具有不同厚度的層。用於1020的其它可能的材料包括二氧化矽(SiO₂ )、氟化鎂(MgF₂ )、氧化鋁(Al₂ O₃ )、四氟化鉿(HfF₄ )、三氟化鐿(YbF₃ )、冰晶石(Na₃ AlF₆ )和其它介電質材料。用於1025的其它可能的材料包括氧化鈦(Ta₂ O₅ )、氧化銻(Sb₂ O₃ )、氧化 鉿(HfO₂ )、氧化鈧(Sc₂ O₃ )、氧化銦(In₂ O₃ )、銦錫氧化物(Sn：In₂ O₃ )和它此類介電質材料。

在此實例中，吸收器疊層910包括與藍色915、綠色920和紅色925的零點相對應的三個獨立吸收器層：吸收器層1030定位在約430nm的波長的第一零點處，吸收器層1040定位在約530nm的波長的第一零點處，並且吸收器層1050定位在約630nm的波長的第一零點處。在此設計模擬中，藍色、綠色和紅色吸收器的吸收光譜基於在其相應的吸收波長帶(例如，分別約430nm、530nm和630nm)的中心處達到峰值並且在其它吸收器的波長帶的中心處下降到幾乎為0的數學模型。

在一些實施中，吸收器層可經由薄膜沉積和使用具有合適的紅色、綠色和藍色吸收係數分佈的一或多個染料來摻雜的方式製造。吸收器層1030、1040和1050可具有在每個相鄰的吸收器層的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。例如，吸收器層1030可具有在吸收器層1040或1050的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。吸收器層1040可具有在吸收器層1030及/或1050的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。

此實例包括吸收器層之間實質上透明介電層。這裡，層1035、1045和1055由SiO₂ 形成，而層1060由氮化矽(Si₃ N₄ )形成。在此實例中，層1035和1045的厚度為8nm，而層1045的厚度為15nm。1035和1045的層厚度经最佳化以分別具有與1040和1050重合的530nm波長光和630nm波長光的零點。然 而，層1035和1045可在替代實施中具有其它厚度。不僅如此，除了SiO₂ 之外的介電質材料可用於層1035和1045。

圖10亦指示在多狀態IMOD 900處於白色狀態時的所得干涉駐波場強度分佈。在吸收器疊層910之外，藍色915、綠色920和紅色925均具有相當的場強。

圖11A示出圖10中所示的多狀態IMOD的反射率相對於波長的圖表的實例。圖11A指示在多狀態IMOD 900處於白色狀態時跨從400nm到800nm的波長範圍的反射率。在此實例中，除了最長的波長範圍之外，反射率跨可見光範圍內的大多數波長相對恆定。在400nm與約660nm之間，反射率的範圍在0.8與1之間。因此，此實施產生了與CIE標準照明D65的白色狀態類似的白色狀態。

在一些實施中，可根據薄膜中的奈米顆粒的大小及/或形狀來控制吸收器層的吸收光譜性質。在一些此類實施中，可根據薄膜中的奈米橢圓體的長軸與短軸之比來控制吸收器層的消光光譜。

圖11B示出具有不同的長軸與短軸比的奈米橢圓體的消光效率相對於波長的圖表的實例。在圖表1150中，圖示用四種形狀的銀質奈米橢圓體摻雜的材料的消光光譜。所有奈米橢圓體具有相同的體積，該體積對應於具有30nm半徑的球體。然而，其它實施可包括由其它材料形成的、具有其它形狀及/或大小的奈米橢圓體。在此實例中，在大致365nm處具有峰值的曲線1155表示用具有1：1的短軸與長軸比(R )的銀質奈米橢圓體摻雜的材料的消光光譜。在大致460nm處 (藍色範圍內)具有峰值的曲線1160表示用銀質奈米橢圓體摻雜的材料的消光光譜，其中R 為3：10。在大致520nm處(綠色範圍內)具有峰值的曲線1165表示用銀質奈米橢圓體摻雜的材料的消光光譜，其中R 為1：5。在大致660nm處(紅色範圍內)具有峰值的曲線1170表示用銀質奈米橢圓體摻雜的材料的消光光譜，其中R為1：10。

在此實施中，由曲線1155、1160、1165和1170表示的消光效率水準在峰值波長的任一側上陡峭地下降。例如，由曲線1160表示的、用R為1：5的銀質奈米橢圓體摻雜的材料的消光效率在峰值水準處幾乎為9。此材料的消光效率在對應於曲線1165的峰值的波長處下降到小於1，並且在對應於曲線1170的峰值的波長處下降到幾乎為0。類似地，由曲線1170表示的、用R為1：10的銀質奈米橢圓體摻雜的材料的消光效率在峰值水準處接近10。此材料的消光效率在對應於曲線1165的峰值的波長處下降到小於1，並且在對應於曲線1160的峰值的波長處接近0。因此，若多狀態IMOD 900的吸收器層由用此類銀質奈米橢圓體摻雜的薄膜形成，則吸收器層將具有在相鄰吸收器層的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準(消光效率水準)。

圖12示出經由改變圖10中所示的多狀態IMOD的鏡子疊層與吸收器疊層之間的間隙所產生的(x-y色度空間中的)模擬IMOD(AIMOD)顏色螺旋線的實例。曲線1205指示CIE(國際照明委員會)1931顏色空間的邊界。三角形1210圖示sRGB空間，該sRGB空間具有紅色頂點1215、綠色頂 點1220和藍色頂點1225。顏色螺旋線1230a指示當鏡子疊層905與吸收器疊層910之間的間隙930從0變到640nm時從圖10中所示的多狀態IMOD 900反射的顏色。

在對應於多狀態IMOD 900的白色狀態的位置1235處，間隙930實質上為0。位置1235實質上對應於CIE標準照明D65的位置，該位置粗略地對應於西歐或北歐正午的太陽。因此，多狀態IMOD 900的此實施的白色狀態幾乎為理想的白色狀態。

位置1240對應於多狀態IMOD 900的一階紅色狀態。在位置1240中，間隙930約為345nm。一階紅色狀態達成相對接近sRGB空間的紅色頂點1215的良好的顏色飽和度。

對於多狀態IMOD 900的一些實施，二階顏色比一階顏色更飽和。例如，位置1245對應於一階藍色，並且位置1250對應於二階藍色和約430nm的間隙930。在此實例中，二階藍色比一階藍色更接近sRGB空間的藍色頂點1225，並且因此更飽和。類似地，位置1255對應於一階綠色，並且位置1260對應於二階綠色(和約530nm的間隙930)。在此實例中，二階綠色毗鄰sRGB空間的綠色頂點1220，並且因此比一階綠色更飽和。

可希望多狀態IMOD 900達成白色狀態而無需使吸收器疊層910與鏡子疊層905接觸。在此實施中，可移動部分(例如，鏡子疊層905)可以相對更為機械穩定。諸如因拉入鏡子所導致的靜摩擦和帶電之類的問題可得以減少或防止。因此，本文中所描述的一些替代實施可以較大的間隙930 (諸如約10nm至100nm或更大的間隙930)來達成白色狀態。

圖13示出替代的多狀態IMOD的實例。在此實例中，多狀態IMOD 900的白色狀態發生在吸收器疊層910離層1015大致200nm時，該層1015是Al反射層。此實施不包括圖10中所示的鏡子疊層905的層1020或1025。在此實例中，吸收器層1030為5nm厚並且定位在430nm波長的第一零點處。吸收器層1040為6nm厚並且定位在530nm波長的第一零點處。吸收器層1050為7nm厚並且定位在630nm波長的第一零點處。然而，其它厚度和配置亦可能。

圖13亦指示在多狀態IMOD 900的此實施處於白色狀態時的所得干涉駐波場強度分佈。在吸收器疊層910之外，藍色915、綠色920和紅色925均具有相當的場強。

然而，此實施的反射率不像先前所描述的實施一般跨可見光譜恆定。圖14示出圖13中所示的多狀態IMOD的反射率相對於波長的圖表的實例。反射率在可見光範圍上顯著變化，其中有三個0.9或更大的波峰以及兩個低於0.6的波谷。經由將圖14與圖11A作比較，可見圖10中所示的多狀態IMOD 900具有跨可見光譜較恆定的反射率。然而，圖13中所示的多狀態IMOD 900對於較長的波長而言具有相對較大的反射率。

圖15示出經由改變圖13中所示的多狀態IMOD的鏡子疊層與吸收器疊層之間的間隙所產生的AIMOD顏色螺旋線的實例。顏色螺旋線1230b指示當鏡子疊層905與吸收 器疊層910之間的間隙930從200nm處的白色狀態配置增大並且在一定範圍的腔大小範圍內變化時從圖13中所示的多狀態IMOD 900反射的顏色。對應於在其中間隙930為200nm的白色狀態配置的位置1535合理地接近CIE標準照明D65的位置。因此，此實施產生可接受的白色狀態。

然而，經由比較圖12和圖15，可觀察到圖13中所示的多狀態IMOD 900的實施具有比圖10中所示的多狀態IMOD 900的顏色飽和度差的顏色飽和度。對應於一階紅色的位置1540並不如位置1240一般緊鄰紅色頂點1215(參見圖12)。對應於二階藍色的位置1550並不如圖12中的位置1250一般緊鄰藍色頂點1225。對應於二階綠色的位置1560並不如圖12中的位置1260一般緊鄰綠色頂點1220。

多狀態IMOD 900的第三實施可配置成提供與圖13的多狀態IMOD 900相比改良的顏色飽和度，而同時仍以鏡子疊層905與吸收器疊層910之間的間隙930提供可接受的白色狀態。在此實施中，鏡子疊層905包括實質上如圖10中所示的層1015、1020和1025。在此實例中，層1015由40nm的鋁Al形成，層1020由72nm的氮氧化矽形成，並且層1025由24nm的TiO₂ 形成。然而，層1015、1020和1025可在替代實施中具有其它厚度和配置。

然而，在此實例中，吸收器疊層910經不同地配置。吸收器疊層1010的吸收器層1030的厚度為5nm，而吸收器層1040的厚度為6nm，並且吸收器層1050的厚度為7nm。層1035、1045和1055均由SiO₂ 形成。然而，層1035的厚度 為7nm，層1045的厚度為12nm，並且層1055的厚度為41nm。在此實例中，層1060由Si₃ N₄ 形成並且厚度為31nm。替代實施可具有不同的層厚度及/或配置。

圖16示出經由改變第三多狀態IMOD實施的鏡子疊層與吸收器疊層之間的間隙所產生的AIMOD顏色螺旋線的實例。白色狀態發生在空氣間隙的厚度大致為10nm時。此實施的對應於顏色螺旋線1230c的位置1635的白色空間顏色緊密地近似CIE標準照明D65的白色空間顏色。

經由將圖16的顏色螺旋線與圖15的顏色螺旋線作比較，可觀察到由此實施提供的顏色飽和度勝於由圖13的多狀態IMOD 900提供的顏色飽和度。對應於一階紅色的位置1640比圖15的位置1540顯著接近sRGB空間的紅色頂點1215。圖16中所示的對應於二階藍色的位置1650比圖15的位置1550顯著接近藍色頂點1225。圖16的對應於二階綠色的位置1660比圖15的位置1520顯著接近綠色頂點1220。

圖17示出用於製造本文中所描述的一些多狀態IMOD的製程的流程圖的實例。如同本文中所示出和所描述的其它製程一樣，製程1700的方塊不必以所指示的次序來執行。在一些實施中，製程1700可與以上參照圖7所描述的製造製程80類似。例如，製程1700的方塊1705到1715可與製造製程80的方塊82類似。這兩個製程均涉及包括多層結構的光學疊層的形成。在一些實施中，子層中的至少一個子層可配置有光學吸收性和傳導性性質兩者。另外，子層中的一或多個子層可圖案化成平行條帶，並且可形成顯示裝置中 的行或列電極。此類圖案化可經由掩膜和蝕刻製程或其它合適的製程來執行。

方塊1705涉及在第一位置處形成第一吸收器層。第一吸收器層可定位在第一波長的第一零點處。例如，參照圖10，方塊1705可涉及當鏡子疊層致動到白色狀態時在紅色範圍內的波長(例如，630nm波長)的第一零點處形成吸收器層1050。可在具有一層或多層的實質上透明基板上形成吸收器層。在此實例中，方塊1705涉及在層1055上形成吸收器層1050，該層1055可由SiO₂ 或另一種合適的材料形成。

方塊1710涉及在第二位置處形成第二吸收器層。第二吸收器層可定位在第二波長的第一零點處。例如，參照圖10，方塊1710可涉及當鏡子疊層致動到白色狀態時在綠色範圍內的波長(諸如530nm波長)的第一零點處形成吸收器層1040。在此實施中，在實質上透明層上(諸如圖10中所示的層1045上)形成第二吸收器層。作為方塊1075或方塊1710的一部分，可形成層1045。

方塊1715涉及在第三位置處形成第三吸收器層。第三吸收器層可定位在第三波長的第一零點處。例如，參照圖10，方塊1715可涉及當鏡子疊層致動到白色狀態時在藍色範圍內的波長(諸如430nm波長)的第一零點處形成吸收器層1030。在此實施中，在實質上透明的層上(諸如圖10中所示的層1035上)形成第三吸收器層。作為方塊1710或方塊1715的一部分，可形成層1035。

在此實例中，第一、第二和第三吸收器層由吸收薄 膜形成，其中吸收薄膜的吸收光譜具有與圖11B中所圖示的1160、1165和1170類似的合適的紅色、綠色和藍色消光係數分佈。吸收器的厚度可根據材料的折射率和消光係數來最佳化以在吸收器位於相應波長帶的駐波的峰值處時達成最大吸收。例如，第一吸收器層、第二吸收器層，或第三吸收器層中的至少一者可由金屬奈米顆粒薄膜形成。吸收器層可具有在相鄰吸收器層的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。

方塊1720涉及形成可移動反射層。可移動反射層可經由一或多個沉積步驟(例如，反射層(諸如鋁、鋁合金)沉積)連同一或多個圖案化、掩模及/或蝕刻步驟來形成。可移動反射層可為導電的。在一些實施中，可移動反射層可包括多個子層。

在此實施中，方塊1720涉及形成諸如圖10所示的鏡子疊層905之類的鏡子疊層。在此實例中，層1015由Al形成，層1020由氮氧化矽形成，並且層1025由TiO₂ 形成。然而，在替代實施中，實施方塊1720可涉及形成鏡子疊層905，該鏡子疊層905包括由不同材料形成及/或具有不同厚度的層。

可經由在吸收器層上形成犧牲層、隨後在犧牲層上形成鏡子疊層905的方式來使反射層可移動。形成犧牲層可涉及沉積諸如鉬(Mo)或非晶矽之類的二氟化氙可蝕刻材料。犧牲材料的沉積可使用諸如實體汽相沉積(例如，濺鍍)、等離子體增強型化學汽相沉積、熱化學汽相沉積，或旋塗等 沉積技術來實施。

在形成反射層之後，可移除犧牲材料。例如，諸如Mo或非晶矽之類的可蝕刻犧牲材料可經由乾式化學蝕刻，例如經由將犧牲層暴露於氣態或汽化的蝕刻劑(諸如來源於固體XeF₂ 的蒸汽)來移除。其它蝕刻方法(例如，濕式蝕刻及/或等離子體蝕刻)亦可用於移除犧牲層和釋放可移動反射層。

方塊1725涉及將可移動反射層配置成相對於吸收器疊層移至各種位置。每個位置可以例如與所施加的不同電壓相對應。在一些實施中，方塊1725可涉及將可移動反射層配置成相對於吸收器疊層移至至少三個位置。此類實施可涉及形成具有白色狀態、黑色狀態和一個有色狀態的3狀態IMOD。在一些其它實施中，方塊1725可涉及將可移動反射層配置成相對於吸收器疊層移至至少五個位置。此類實施可涉及形成具有白色狀態、黑色狀態和三個有色狀態的5狀態IMOD。

在又一些其它實施中，方塊1725可涉及將可移動反射層配置成相對於吸收器疊層移至五個以上位置。在一些此類實施中，方塊1725可涉及形成模擬IMOD，該類比IMOD配置成使可移動反射層在一定範圍的不同位置之間相對於吸收器疊層移動(或者反之亦然)。

方塊1730可涉及封裝和處理。例如，方塊1730可涉及如本文中所描述地製造的IMOD陣列的切單及/或封裝。方塊1730可涉及將一或多個處理器、驅動器控制器等配置成與此類IMOD陣列通訊。方塊1730可涉及裝配包括IMOD陣 列的顯示裝置，或者封裝IMOD陣列以供裝運及/或儲存。

圖18A和18B示出圖示包括多個IMOD的顯示裝置40的系統方塊圖的實例。顯示裝置40可為例如智慧型電話、蜂巢或行動電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其稍有變動的變體亦圖示諸如電視、平板電腦、電子閱讀器、掌上型設備和可攜式媒體播放機等各種類型的顯示裝置。

顯示裝置40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入裝置48以及話筒46。外殼41可由各種各樣的製造製程(包括注模和真空成形)中的任何製造製程來形成。另外，外殼41可由各種各樣的材料中的任何材料製成，包括但不限於：塑膠、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷，或其組合。外殼41可包括可拆卸部分(未圖示)，其可與具有不同顏色，或包含不同徽標、圖片或符號的其它可拆卸部分互換。

顯示器30可為各種各樣的顯示器中的任何顯示器，包括雙穩態顯示器或模擬顯示器，如本文中所描述的。顯示器30亦可配置成包括平板顯示器(諸如，等離子體、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)，或非平板顯示器(諸如，CRT或其它電子管設備)。另外，顯示器30可包括IMOD顯示器，如本文中所描述的。

在圖18B中示意性地圖示顯示裝置40的組件。顯示裝置40包括外殼41，並且可包括被至少部分地包封於其中的額外元件。例如，顯示裝置40包括網路介面27，該網路介面27包括耦接至收發器47的天線43。收發器47連接至處理器21，該處理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可配置成 調節訊號(例如，對訊號濾波)。調節硬體52連接至揚聲器45和話筒46。處理器21亦連接至輸入裝置48和驅動器控制器29。驅動器控制器29耦接至訊框緩衝器28並且耦接至陣列驅動器22，該陣列驅動器22進而耦接至顯示陣列30。在一些實施中，電源系統50可向特定顯示裝置40設計中的幾乎所有元件提供電力。

網路介面27包括天線43和收發器47，從而顯示裝置40可在網路上與一或多個設備通訊。網路介面27亦可具有一些處理能力以減輕例如對處理器21的資料處理要求。天線43可發射和接收訊號。在一些實施中，天線43根據IEEE 16.11標準(包括IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包括IEEE 802.11a、b、g、n)及其進一步實施來發射和接收RF訊號。在一些其它實施中，天線43根據藍芽標準來發射和接收RF訊號。在蜂巢式電話的情形中，天線43設計成接收分碼多工存取(CDMA)、分頻多工存取(FDMA)、分時多工存取(TDMA)、行動通訊全球系統(GSM)、GSM/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、地面集群無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、進化資料最佳化(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)、進化高速封包存取(HSPA+)、長期進化(LTE)、AMPS，或用於在無線網路(諸如，利用3G或4G技術的系統)內通訊的其它已知訊號。收發器47可預處理從天線43 接收的訊號，以使得該等訊號可由處理器21接收並進一步操縱。收發器47亦可處理從處理器21接收的訊號，以使得可從顯示裝置40經由天線43發射該等訊號。

在一些實施中，收發器47可由接收器代替。另外，在一些實施中，網路介面27可由圖像源代替，該圖像源可儲存或產生要發送給處理器21的圖像資料。處理器21可控制顯示裝置40的整體操作。處理器21接收資料(諸如來自網路介面27或圖像源的經壓縮圖像資料)，並將該資料處理成原始圖像資料或容易處理成原始圖像資料的格式。處理器21可將經處理資料發送給驅動器控制器29或發送給訊框緩衝器28以進行儲存。原始資料通常是指標識圖像內每個位置處的圖像特性的資訊。例如，此類圖像特性可包括色彩、飽和度和灰度級。

處理器21可包括微控制器、CPU，或用於控制顯示裝置40的操作的邏輯單元。調節硬體52可包括用於將訊號傳送至揚聲器45以及用於從話筒46接收訊號的放大器和濾波器。調節硬體52可為顯示裝置40內的個別元件，或者可併入處理器21或其它元件內。

驅動器控制器29可直接從處理器21或者可從訊框緩衝器28提取由處理器21產生的原始圖像資料，並且可適當地重新格式化該原始圖像資料以用於向陣列驅動器22高速傳輸。在一些實施中，驅動器控制器29可將原始圖像資料重新格式化成具有類光柵格式的資料串流，以使得其具有適合跨顯示陣列30進行掃瞄的時間次序。隨後，驅動器控制器29 將經格式化的資訊發送至陣列驅動器22。儘管驅動器控制器29(諸如，LCD控制器)往往作為自立的積體電路(IC)來與系統處理器21相關聯，但此類控制器可用許多方式來實施。例如，控制器可作為硬體嵌入在處理器21中、作為軟體嵌入在處理器21中，或以硬體形式完全與陣列驅動器22整合在一起。

陣列驅動器22可從驅動器控制器29接收經格式化的資訊並且可將視訊資料重新格式化成一組並行波形，該等波形被每秒許多次地施加至來自顯示器的x-y圖元矩陣的數百條且有時是數千條(或更多)引線。

在一些實施中，驅動器控制器29、陣列驅動器22以及顯示陣列30適用於本文中所描述的任何類型的顯示器。例如，驅動器控制器29可為一般顯示器控制器或雙穩態顯示器控制器(諸如，IMOD控制器)。另外，陣列驅動器22可為一般驅動器或雙穩態顯示器驅動器(諸如，IMOD顯示器驅動器)。此外，顯示陣列30可為一般顯示陣列或雙穩態顯示陣列(諸如，包括IMOD陣列的顯示器)。在一些實施中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合在一起。此類實施在高度整合的系統中可能有用，該等系統例如有行動電話、可攜式電子設備、手錶或其他小面積顯示器。

在一些實施中，輸入裝置48可配置成允許例如使用者控制顯示裝置40的操作。輸入裝置48可包括按鍵板(諸如，QWERTY鍵盤或電話按鍵板)、按鈕、開關、搖桿、觸敏螢幕、與顯示陣列30相整合的觸敏螢幕，或者壓敏或熱敏 膜。話筒46可配置成作為顯示裝置40的輸入裝置。在一些實施中，可使用經由話筒46的語音命令來控制顯示裝置40的操作。

電源系統50可包括各種能量存放裝置。例如，電源系統50可包括可再充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用可再充電電池的實施中，該可再充電電池可為可使用例如來自光致電壓設備或陣列的牆壁插座的電力來充電的。替代地，該可再充電電池可為可無線地充電的。電源系統50亦可包括可再生能源、電容器或太陽能電池，包括塑膠太陽能電池或太陽能電池塗料。電源系統50亦可配置成從牆上插座接收電力。

在一些實施中，控制可程式設計性常駐在驅動器控制器29中，驅動器控制器29可位於電子顯示系統中的若干個地方。在一些其它實施中，控制可程式設計性常駐在陣列驅動器22中。上述最佳化可以用任何數目的硬體及/或軟體元件並在各種配置中實施。結合本文中所揭示的實施來描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路和演算法步驟可實施為電子硬體、電腦軟體，或這兩者的組合。硬體與軟體的此種可互換性已以其功能性的形式作了一般化描述，並在上文描述的各種說明性元件、方塊、模組、電路和步驟中作瞭圖示。此類功能性是以硬體亦是軟體來實施取決於具體應用和加諸於整體系統的設計約束。

用於實施結合本文中所揭示的態樣描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組和電路的硬體和資料處理裝置可用 通用單晶片或多晶片處理器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式設計閘陣列(FPGA)或其它可程式設計邏輯裝置、個別閘門或電晶體邏輯、個別的硬體元件，或其設計成執行本文中描述的功能的任何組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器，或者任何一般的處理器、控制器、微控制器，或狀態機。處理器亦可以實施為計算設備的組合，諸如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心協調的一或多個微處理器，或任何其他此類配置。在一些實施中，特定步驟和方法可由專門針對給定功能的電路系統來執行。

在一或多個態樣，所描述的功能可以用硬體、數位電子電路系統、電腦軟體、韌體(包括本說明書中所揭示的結構及其結構均等物)或其任何組合來實施。本說明書中所描述的標的的實施亦可實施為一或多個電腦程式，亦即，編碼在電腦儲存媒體上以供資料處理裝置執行或用於控制資料處理裝置的操作的電腦程式指令的一或多個模組。

若在軟體中實施，則諸功能可以作為一或多個指令或代碼儲存在電腦可讀取媒體上或藉其進行傳送。本文中所揭示的方法或演算法的步驟可在可常駐在電腦可讀取媒體上的處理器可執行軟體模組中實施。電腦可讀取媒體包括電腦儲存媒體和通訊媒體兩者，其包括可被賦予將電腦程式從一地轉移到另一地的能力的任何媒體。儲存媒體可為能被電腦存取的任何可用媒體。作為實例而非限定，此類電腦可讀取媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光碟儲 存、磁碟儲存或其它磁存放裝置，或能用來儲存指令或資料結構形式的期望程式碼且能被電腦存取的任何其它媒體。任何連接亦可正當地稱為電腦可讀取媒體。如本文中所使用的盤和碟包括壓縮光碟(CD)、鐳射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟和藍光光碟，其中盤(disk )往往以磁的方式再現資料而碟(disc )利用鐳射以光學方式再現資料。上述的組合亦可包括在電腦可讀取媒體的範圍內。另外，方法或演算法的操作可作為代碼和指令之一或者代碼和指令的任何組合或集合而常駐在可併入電腦程式產品中的機器可讀取媒體和電腦可讀取媒體上。

對本案中描述的實施的各種改動對於熟習此項技術者可能是明顯的，並且本文中所定義的普適原理可應用於其它實施而不會脫離本案的精神或範圍。由此，請求項並非意欲限定於本文中示出的實施，而是應授予與本揭示案、本文中所揭示的原理和新穎性特徵一致的最廣義的範圍。本文中專門使用詞語「示例性」來表示「用作示例、實例或圖示」。本文中描述為「示例性」的任何實施未必解釋為優於或勝過其他可能性或實施。另外，普通熟習此項技術者將容易領會，術語「上」和「下/低」有時為了便於描述附圖而使用，且指示與定向正確的頁面上的附圖定向相對應的相對位置，且可能並不反映如所實施的IMOD的真正定向。

本說明書中在分開實施的上下文中描述的某些特徵亦可組合地實施在單個實施中。相反，在單個實施的上下文中描述的各種特徵亦可分開地或以任何合適的子群組合實施 在多個實施中。此外，儘管諸特徵在上文可能描述為以某些組合的方式起作用且甚至最初如此要求保護的，但來自所要求保護的組合的一或多個特徵在一些情形中可從該組合被切除，且所要求保護的組合可以針對子群組合，或子群組合的變體。

類似地，儘管在附圖中以特定次序圖示了諸操作，但普通熟習此項技術者將容易認識到此類操作無需以所示的特定次序或按順序次序來執行，亦無需要執行所有所圖示的操作才能達成期望的結果。此外，附圖可能以流程圖的形式示意性地圖示一或多個示例製程。然而，未圖示的其它操作可併入示意性地圖示的示例製程中。例如，可在任何所圖示操作之前、之後、同時或之間執行一或多個額外操作。在某些環境中，多工處理和並行處理可能是有利的。此外，上文所描述的實施中的各種系統元件的分開不應被理解為在所有實施中皆要求此類分開，並且應當理解，所描述的程式元件和系統一般可以一起整合在單個軟體產品中或封裝成多個軟體產品。另外，其它實施亦落在所附申請專利範圍的範圍內。在一些情形中，請求項中敘述的動作可按不同次序來執行並且仍達成期望的結果。

900‧‧‧多狀態IMOD

910‧‧‧吸收器疊層

915‧‧‧藍色

920‧‧‧綠色

925‧‧‧紅色

1015‧‧‧層

1030‧‧‧吸收器層

1035‧‧‧層

1040‧‧‧吸收器層

1045‧‧‧層

1050‧‧‧吸收器層

1055‧‧‧層

1060‧‧‧層

Claims (33)

1. 一種多狀態干涉量測調制器(IMOD)，包括：一可移動反射層；及一吸收器疊層，該吸收器疊層包括一具有一第一吸收係數和在一第一光波長處具有一第一吸收峰值的第一吸收器層、一具有一第二吸收係數和在一第二光波長處具有一第二吸收峰值的第二吸收器層，以及一具有一第三吸收係數和在一第三光波長處具有一第三吸收峰值的第三吸收器層，其中該等第一、第二和第三吸收層具有在至少一個相鄰的吸收器層的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。
2. 如請求項1述及之多狀態IMOD，其中該第一吸收器層部署在一與該第一吸收峰值重合的該第一光波長的一零點相對應的第一位置處，該第二吸收器層部署在一與該第二吸收峰值重合的該第二光波長的一零點相對應的第二位置處，並且該第三吸收器層部署在一與該第三吸收峰值重合的該第三光波長的一零點相對應的第三位置處。
3. 如請求項2述及之多狀態IMOD，其中該等第一、第二和第三光波長的該等零點對應於當該可移動反射層被致動到白色狀態時的一所得干涉駐波場強度分佈。
4. 如請求項1述及之多狀態IMOD，其中該第一吸收器層、該第二吸收器層或該第三吸收器層中的至少一者由一金屬奈 米顆粒薄膜形成。
5. 如請求項1述及之多狀態IMOD，其中該第一波長比該第二波長短，並且該第二波長比該第三波長短。
6. 如請求項1述及之多狀態IMOD，其中該吸收器疊層包括一部署在該第一吸收器層與該第二吸收器層之間的第一實質透明層。
7. 如請求項6述及之多狀態IMOD，其中該吸收器疊層包括一部署在該第二吸收器層與該第三吸收器層之間的第二實質透明層。
8. 如請求項1述及之多狀態IMOD，其中該多狀態IMOD配置成當該可移動反射層定位在與該吸收器疊層相距大致100nm或更多時達成一白色狀態。
9. 如請求項1述及之多狀態IMOD，其中該多狀態IMOD配置成當該可移動反射層定位在與該吸收器疊層相距約10nm時達成一白色狀態。
10. 如請求項1述及之多狀態IMOD，其中該多狀態IMOD為一3狀態IMOD、一5狀態IMOD，或者一類比IMOD。
11. 如請求項1述及之多狀態IMOD，其中該多狀態IMOD的一白色狀態實質上與CIE標準照明D65的一白色狀態類似。
12. 如請求項1述及之多狀態IMOD，其中該第一波長對應於一藍色，該第二波長對應於一綠色，並且該第三波長對應於一紅色。
13. 一種包括請求項1述及之多狀態IMOD的裝置，進一步包括：一顯示器；一配置成與該顯示器通訊的處理器，該處理器配置成處理圖像資料；及一記憶體設備，該記憶體設備配置成與該處理器通訊。
14. 如請求項13述及之裝置，進一步包括：驅動器電路，該驅動器電路配置成將至少一個訊號發送給該顯示器；及控制器，該控制器配置成將該圖像資料的至少一部分發送給該驅動器電路。
15. 如請求項13述及之裝置，進一步包括：圖像源模組，其配置成將該圖像資料發送給該處理器，其中該圖像源模組包括一接收器、一收發器和一發射器中的至少一者。
16. 如請求項13述及之裝置，進一步包括：一輸入裝置，配置成接收輸入資料並將該輸入資料傳達給該處理器。
17. 一種多狀態干涉量測調制器(IMOD)，包括：一可移動反射層；及一具有一第一吸收器層、一第二吸收器層和一第三吸收器層的吸收器疊層，其中該第一吸收器層部署在與該第一吸收器層的一第一吸收峰值重合的一第一光波長的一零點相對應的一第一位置處，該第二吸收器層部署在與該第二吸收器層的一第二吸收峰值重合的一第二光波長的一零點相對應的一第二位置處，並且該第三吸收器層部署在與該第三吸收器層的一第三吸收峰值重合的一第三光波長的一零點相對應的一第三位置處。
18. 如請求項17述及之多狀態IMOD，其中該等第一、第二和第三光波長的該等零點對應於當該可移動反射層被致動到白色狀態時的一所得干涉駐波場強度分佈。
19. 如請求項17述及之多狀態IMOD，其中該等第一、第二和第三吸收層具有在至少一個相鄰的吸收器層的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準。
20. 如請求項17述及之多狀態IMOD，其中該第一吸收器層、該第二吸收器層或該第三吸收器層中的至少一者由一金屬奈米顆粒薄膜形成。
21. 如請求項17述及之多狀態IMOD，其中該第一波長比該第二波長短，並且該第二波長比該第三波長短。
22. 如請求項17述及之多狀態IMOD，其中該多狀態IMOD為一3狀態IMOD、一5狀態IMOD，或者一類比IMOD。
23. 如請求項17述及之多狀態IMOD，其中該多狀態IMOD的一白色狀態與CIE標準照明D65的一白色狀態實質上基本類似。
24. 如請求項17述及之多狀態IMOD，其中該第一波長對應於一藍色，該第二波長對應於一綠色，並且該第三波長對應於一紅色。
25. 一種多狀態干涉量測調制器(IMOD)，包括：可移動反射裝置；用於在一第一波長處產生一第一吸收峰值的第一吸收器裝置；用於在一第二波長處產生一第二吸收峰值的第二吸收器裝置；及 用於在一第三波長處產生一第三吸收峰值的第三吸收器裝置，其中該等第一、第二和第三吸收器裝置中的每一者具有在至少一個相鄰的吸收器裝置的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準，其中該第一吸收器裝置、該第二吸收器裝置及該第三吸收器裝置形成一吸收器疊層。
26. 如請求項25述及之多狀態IMOD，其中該第一吸收器裝置、該第二吸收器裝置，或該第三吸收器裝置中的至少一者由一金屬奈米顆粒薄膜形成。
27. 如請求項25述及之多狀態IMOD，其中該第一波長比該第二波長短，並且該第二波長比該第三波長短。
28. 如請求項25述及之多狀態IMOD，其中該多狀態IMOD為一3狀態IMOD、一5狀態IMOD，或者一類比IMOD。
29. 一種用於製造一多狀態干涉量測調制器(IMOD)的方法，包括：在一吸收器疊層內之一第一位置處部署該多狀態IMOD之一第一吸收器層，該第一位置對應於與該第一吸收器層的一第一吸收峰值重合的一第一光波長的一零點；在該吸收器疊層內之一第二位置處部署該多狀態IMOD之一第二吸收器層，該第二位置對應於與該第二吸收器層的 一第二吸收峰值重合的一第二光波長的一零點；在該吸收器疊層內之一第三位置處部署該多狀態IMOD之一第三吸收器層，該第三位置對應於與該第三吸收器層的一第三吸收峰值重合的一第三光波長的一零點，其中該等第一、第二和第三吸收器層中的每一者具有在相鄰的吸收器層的吸收峰值的中心處下降到幾乎為0的吸收水準；及配置該多狀態IMOD之一反射層以移動至相對於該吸收器疊層的各種位置，各個位置對應於自該多狀態IMOD反射的一顏色。
30. 如請求項29述及之方法，其中該等第一、第二和第三光波長的該等零點對應於當該可移動反射層被致動到一白色狀態時的一所得干涉駐波場強度分佈。
31. 如請求項29述及之方法，進一步包括形成一金屬奈米顆粒薄膜的該第一吸收器層、該第二吸收器層或該第三吸收器層中的至少一者。
32. 如請求項29述及之方法，其中該第一波長比該第二波長短，並且該第二波長比該第三波長短。
33. 如請求項29述及之方法，其中該反射層經配置成相對於該吸收器疊層移動至至少三個位置。