光幹涉式反射單元以及其修理方法

2023-07-29 17:44:41

專利名稱：：光幹涉式反射單元以及其修理方法
技術領域：
：本發明有關一種平面顯示器，且特別是有關一種光幹涉式反射單元以及其修理方法。
背景技術：
：平面顯示器由於具有體積小、重量輕的特性，在可攜式顯示設備，以及小空間應用的顯示器市場中極具優勢。現今的平面顯示器除液晶顯示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)、有機電激發光二極體(OrganicElectro-LuminescentDisplay，OLED)和等離子體顯示器(PlasmaDisplayPanel，PDP)等外，一種利用光幹涉式的平面顯示模式已被提出。由光幹涉式反射單元陣列所形成的顯示器的特色在本質上具有低電力耗能、快速響應(ResponseTime)及雙穩態(Bi-Stable)特性，將可應用於顯示器的面板，特別是用在可攜式(Portable)產品，例如行動電話(MobilePhone)、個人數字助理(PDA)、可攜式電腦(PortableComputer)等上。請參見美國第5,835,255號專利，該專利揭示了一可見光的調整元件(ArrayofModulation)，即為一光幹涉式反射單元，用來作為平面顯示器之用。請參見圖1A，圖1A是繪示已有光幹涉式反射單元的剖面示意圖。每一個光幹涉式反射單元100形成於一基板110之上，包含兩道牆(Wall)102及104，兩道牆102、104間是由支撐物106所支撐而形成一腔室(Cavity)108。兩道牆102、104間的距離，也就是腔室108的高度為D。牆102是為一光入射電極，具有光吸收率，可吸收部分可見光。牆104則是為一光反射電極，利用電壓驅動可以使其產生形變。通常利用白光作為此光幹涉式反射單元100的入射光源，白光包含可見光頻譜範圍中各種不同波長(WaveLength，以λ表示)的光線所混成。當入射光穿過牆102而進入腔室108中時，僅有符合公式1.1中波長限制的入射光會在腔體108中產生建設性幹涉而被反射輸出，其中N為自然數。換句話說，2D＝Nλ1(1.1)當腔室108的兩倍高度2D滿足入射光波長λ1的整數倍時，即可使此入射光波長λ1在此腔室108中產生建設性幹涉，而輸出該波長λ1的反射光。此時，觀察者的眼睛順著入射光入射牆102的方向觀察，可以看到波長為λ1的反射光，因此，對光幹涉式反射單元100而言是處於″開″的狀態，即為一亮態狀態。圖1B是繪示圖1A中的光幹涉式反射單元100在加上電壓後的剖面示意圖。請參照圖1B，在電壓的驅動下，牆104會因為靜電吸引力而產生形變，向牆102的方向塌下。此時，兩道牆102、104間的距離，也就是腔室108的高度並不為零，而是為d，且此d可以等於零。也就是說，公式1.1中的D將以d置換，入射光中所有光線的波長中，僅有符合公式1.1的波長(λ2)可以在腔體108中產生建設性幹涉，經由牆104的反射穿透牆102而輸出。在此光幹涉式反射單元100中，牆102被設計成對波長為λ2的光具有較高的光吸收率，因此入射光中的所有光線均被濾除，對順著入射光入射牆102的方向觀察的觀察者而言，將不會看到任何的光線被反射出來。因此，此時對光幹涉式反射單元100而言是處於″關″的狀態，即為一暗態狀態。如上所述，在電壓的驅動下，牆104會因為靜電吸引力而產生形變，向牆102的方向塌下，使得此光幹涉式反射單元100由″開″的狀態切換為″關″的狀態。而當光幹涉式反射單元100要由″關″的狀態切換為″開″的狀態時，則必須先移除用以驅動牆104形變的電壓，接著，依靠自己本身的形變恢復力，失去靜電吸引力作用的牆104會恢復成如圖1A的原始的狀態，使此光幹涉式反射單元100呈現一″開″的狀態。圖2A是繪示已有利用被動陣列驅動的光幹涉式反射結構的示意圖。如圖2A所示，此光幹涉式反射結構200，為一顯示面板的一部份，包含多個光幹涉式反射單元。該光幹涉式反射單元是由列狀排列的光入射電極線202a、202b與202c以及行狀排列的光反射電極線204a、204b與204c相互垂直排列所構成。圖2B為沿圖2A中的剖面線AA′所得的剖面圖，其繪示出三個光幹涉式反射單元，分別由光反射電極204a、204b與204c線與光入射電極線202a所構成的。如前所述，圖2B中的光反射電極線204a、204b與204c與光入射電極線202a之間，是由支撐物206來支撐以形成腔室，以供光在其中產生幹涉。圖3A是繪示已有光幹涉式反射結構的示意圖，其中反射結構具有一短路的光幹涉式反射單元302。圖3B則為沿圖3A中的剖面線BB′所得的剖面圖，剖面線BB′是切過上述的短路的光幹涉式反射單元302。由於圖3A中的光幹涉式反射單元302是利用被動陣列的方式來驅動，因此用來使光幹涉式反射單元302產生形變的電位差，必須由光反射電極線204d以及光入射電極線202a兩者的電位一同來決定。光幹涉式反射單元302會由於其結構上的缺陷，例如位於光幹涉式反射單元302位置的光入射電極線202a，其介電層部分具有破洞等，造成其上下兩電極線因破洞而相互接觸並產生短路(如圖3B所示)。這種短路會造成不必要的電壓降，進而影響到與其同行(光反射電極線204d)或同列(光入射電極線202a)的其他光幹涉式反射單元的電位差，造成整個反射結構在操作時的顯示錯誤。如上所述，利用被動陣列來驅動的光幹涉式反射結構，通常是由多個光幹涉式反射單元所組合而成，其中該光幹涉式反射單元是由多個光入射電極線以及多個光反射電極線相互垂直排列而構成。此時光入射電極線以及光反射電極線兩者的電位，兩者的差值即為在其所構成的光幹涉式反射單元上所施加的電位差，因此可用以控制此光幹涉式反射單元的開關狀態。然而，若是光幹涉式反射結構中的一光幹涉式反射單元發生短路，這單一單元的短路卻會影響到多個與其同行與同列的光幹涉式反射單元所被施加的電位，使得其他的光幹涉式反射單元無法依照預定的電位差來操作，因而造成整個光幹涉式反射結構在顯示上嚴重的問題。
發明內容因此本發明的目的是提供一種光幹涉式反射結構，利用其中可供切斷的連接部分隔絕短路的光幹涉式反射單元，避免其影響其他正常的光幹涉式反射單元的正常操作。本發明的另一目的是提供一種光幹涉式反射結構的修理方法，用以切斷其中短路光幹涉式反射單元與其他正常光幹涉式反射單元的電性連接。本發明的又一目的是提供一種光幹涉式反射單元，此光幹涉式反射單元的電極具有分開的顯示部分與導線部分，當其顯示部分發生短路時，切斷此顯示部分與導線部分之間的電性連接，便可避免此短路的光幹涉式反射單元影響到整個光幹涉式顯示結構的整體操作。根據本發明一方面提出一種光幹涉式反射單元。本發明的光幹涉式反射單元具有一光入射電極以及一光反射電極，此兩電極之一或兩者均包含一顯示部分以及一導線部分，且此顯示部分與導線部分利用一連接部分相互電性連接。將多個上述的光幹涉式反射單元排列成一矩陣並相互組合後，可形成一光幹涉式反射結構。該光幹涉式反射單元的該光入射電極，是以其導線部分相互連結，以形成多個第一電極線結構；或者是該光幹涉式反射單元的該光反射電極間，是以其導線部分相互連結，以形成多個第二電極線結構，其中該第一與第二電極線結構是相互垂直排列。因此，當光幹涉式反射結構中的任一光幹涉式反射單元的顯示部分發生短路時，便可藉由切斷其顯示部分與其導線部分之間的電性連接，即切斷其連接部分，來避免此單一光幹涉式反射單元的短路，影響到其他多個與其同行與同列的光幹涉式反射單元的正常操作。依照本發明的一較佳實施例，本發明的具有上述特徵的電極，即具有顯示部分、導線部分以及連接部分的電極，除了作為光幹涉式反射單元的光反射電極外，亦可作為其光入射電極，甚至光反射電極與光入射電極可皆為具有本發明的特徵的電極。而且，在本發明中，此兩電極的寬度尺寸並無限定，光反射電極的寬度尺寸可大於光入射電極的寬度尺寸，而反之亦可。再者，本發明中位於電極的連接部分，其數量可為多個，且其與顯示部分的電性連接位置並無限定，可視工序與設計需要做相對的調整。此外，此連接部分亦可為一彎折的線段，具有至少一折角，且此折角的角度並不限於90度。根據本發明的另一方面提出一種光幹涉式反射單元的修理方法。首先，提供具有本發明的特徵的光幹涉式反射結構，即其中的每一光幹涉式反射單元是由一顯示部分與一導線部分所組成，且顯示部分與導線部分間是以一連接部分來電性連接。接著，當確認此光幹涉式反射結構中的一光幹涉式反射單元的顯示部分發生短路時，本發明的修理方法，會切斷其導線部分與此短路的顯示部分之間的連接部分，以避免此短路的顯示部分影響與其同行或同列的其他光幹涉式反射單元的電位差。本發明提出一種光幹涉式反射單元以及其修理方法，利用其中特殊結構，即分開的顯示部分、導線部分以及電性連接兩者的連接部分，使得當此顯示部分發生短路時，可切斷此連接部分以避免影響到其他與其相連的光幹涉式反射單元。本發明的結構簡單且富有彈性，可依照設計或工序需求調整本發明的連接部分的數量與形狀，為一便宜且具應用性的光幹涉式反射單元結構與其修理方法。為進一步說明本發明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。圖1A是繪示已有光幹涉式反射單元的剖面示意圖；圖1B是繪示圖1A中的光幹涉式反射單元100在加上電壓後的剖面示意圖；圖2A是繪示已有利用被動陣列驅動的光幹涉式反射結構的示意圖；圖2B為沿圖2A中的剖面線AA′所得的剖面圖；圖3A是繪示已有具有一短路的光幹涉式反射單元的光幹涉式反射結構的示意圖；圖3B為沿圖3A中的剖面線BB′所得的剖面圖；圖4A是繪示本發明的一較佳實施例的示意圖；圖4B是繪示圖4A的連接部分被切斷後的示意圖；圖5A是繪示本發明的另一較佳實施例的示意圖；圖5B是繪示本發明的另一較佳實施例的示意圖；圖5C是繪示本發明的另一較佳實施例的示意圖；圖6A是繪示本發明的另一較佳實施例的示意圖；圖6B是繪示本發明的另一較佳實施例的示意圖；圖7A是繪示本發明的另一較佳實施例的示意圖；以及圖7B是繪示本發明的另一較佳實施例的示意圖。具體實施例方式本發明的光幹涉式反射結構，其每一光幹涉式反射單元中的一電極，是由一顯示部分與一導線部分所組成，且顯示部分與導線部分間是以一連接部分來電性連接。再者，上述的每一光幹涉式反射單元的電極之間，是利用其導線部分相互連結成一電極線結構，以供光幹涉式反射結構操作於被動陣列驅動模式時使用。圖4A是繪示本發明的一較佳實施例的示意圖。光幹涉式結構400，為一顯示面板的一部份，包含多個光幹涉式反射單元412。多個光幹涉式反射單元，是由多個列狀排列的光入射電極線402a、402b與402c以及多個行狀排列的光反射電極線404a、404b與404c相互垂直排列所構成，其中光入射電極線402a、402b與402c是為直條的電極線結構。如圖4A所示，本發明的光幹涉式反射單元412，其光反射電極包含一顯示部分416以及一導線部分414，且顯示部分416與導線部分414之間則以一連接部分418相互電性連接。再者，同行(光反射電極線404b)的兩相鄰光幹涉式反射單元，其光反射電極之間是利用兩者的導線部分相連，以形成一電極線結構的光反射電極線404。此外，在此實施例中，構成光幹涉式反射單元412中的光入射電極的寬度尺寸是大於光反射電極的寬度尺寸。當確認光幹涉式反射結構400中的一光幹涉式反射單元412的顯示部分416發生短路時，本發明提供一種修理方法，切斷導線部分414與短路的顯示部分416之間的連接部分418，如圖4B所示。如此，即可避免此短路的顯示部分416影響與其同行(光反射電極線404b)或同列(光入射電極線402a)的其他光幹涉式反射單元的電位差，進而防止其造成整個光幹涉式反射結構400在操作時的顯示錯誤。依照本發明的一較佳實施例，是利用一雷射切割工序來切斷連接部分418。雷射切割工序具有高能量且可聚焦集中為一點的特性，因此可避免於切割時不小心破壞到其他相鄰的正常光幹涉式反射單元。然而，其他可達到精確切割要求的切割方式亦可運用於本發明中，本發明並不限於只能使用雷射切割工序來進行連接部分418的切割。本發明的具有上述特徵的電極，即具有顯示部分、導線部分以及連接部分的電極，除了如圖4A的實施例的中所示是作為其光反射電極外，依照本發明的另一較佳實施例，亦可位於其光入射電極線之上，而此時其光反射電極線則為直條的電極線結構。此外，本發明尚具有其他多種的實施方式，以下舉出其中數種並分別予以說明。圖5A是繪示本發明的另一較佳實施例的示意圖。圖5A中的光幹涉式反射結構500a與圖4A中的光幹涉式反射結構400的不同處在於，用以構成每一光幹涉式反射單元512a的光入射電極線502的寬度尺寸，是大於每一光反射電極線504的寬度尺寸。圖4A與圖5A說明了本發明並不限定具有顯示部分與導線部分的電極的寬度尺寸。當運用具有本發明的特徵結構的電極時，其寬度尺寸可大於、小於或等於另一可能不具有本發明的特徵結構的其他電極。圖5B是繪示本發明的另一較佳實施例的示意圖。圖5B中的光幹涉式反射結構500b與圖4A中的光幹涉式反射結構400的不同處在於，在光幹涉式反射單元512b中用以電性連接其顯示部分516與其導線部分514的連接部分518a，其位置是位於顯示部分516的中間。圖4A與圖5B說明了本發明並不限定連接部分與顯示部分之間的電性連接位置。也就是說，具有上述的本發明特徵結構的電極，其電性連接位置可視工序與設計需要做相對的調整。圖5C是繪示本發明的另一較佳實施例的示意圖。圖5C中的光幹涉式反射結構500c與圖4A中的光幹涉式反射結構400的不同處在於，在光幹涉式反射單元512c中用以電性連接其顯示部分516與其導線部分514的連接部分518b，其數量為兩個。圖4A與圖5B說明了本發明並不限定連接部分的數量，其可為多個。也就是說，具有上述的本發明特徵結構的電極，其電性連接位置的數量可視工序與設計需要增加，以加強其顯示部分與其導線部分之間的電性連接強度。圖6A與圖6B是繪示本發明的另一組較佳實施例的示意圖。如前所述，具有上述本發明特徵結構的電極，可選擇形成於光幹涉式反射單元的光反射電極或光入射電極之上，而兩個實施例則用以說明光反射電極與光入射電極兩者皆具有本發明的特徵結構的情形。如圖6A中所示，在光幹涉式反射單元612a中，光入射電極線602a具有顯示部分616a、導線部分614以及連接部分618，光反射電極線604a則具有顯示部分626a、導線部分624以及連接部分628，且其中顯示部分626a是大於顯示部分616a。在圖6B中則繪示光反射電極線604b上的顯示部分616b大於光入射電極線602b上的顯示部分616a的情形。上述的數個實施例中的連接部分，除了為一直線段外，亦可視工序或設計所需，改變為一彎折的線段。圖7A與圖7B是分別繪示一較佳實施例的連接部分的示意圖。在圖7A中，光反射電極線704上的連接部分718為一彎折的線段，而在圖7B中，光入射電極線702上的連接部分728為一彎折的線段。同樣的，此彎折線段所具有的折角，其角度並不限於圖中的直角，且其數量亦不限於一個，也就是說，具有多個折角的連接部分亦符合本發明的精神與範圍。以下以圖6A中的光幹涉式反射結構600簡單地說明本發明的光幹涉式反射結構的製造方法。首先在一基板上，例如透明基板，先形成多個光入射電極線602a，其中每一光入射電極線602a被圖案化成多個光入射電極，每一光入射電極具有顯示部分616a、導線部分614以及連接部分618，且兩同列且相鄰的光入射電極之間是以其導線部分相互電性連接成一第一電極線結構。然後，在此第一電極線結構上形成犧牲層。犧牲層可以採用透明的材質，例如介電材質，或是不透明材質，例如金屬材質、多晶矽或非晶矽。接著，再於第一電極線結構及犧牲層中形成多個開口以適用於形成支撐物於其內，例如以一微影蝕刻工序於第一電極線結構及犧牲層中形成多個開口。接著，在犧牲層以一材質層填滿上述的多個開口。材質層是用於形成支撐物，一般可以使用感光材質，例如光阻，或是非感光的聚合物材質，例如聚酯或聚醯等等。若是使用非感光材質形成材質層，則需一微影蝕刻工序在材質層上形成支撐物。之後，於犧牲層及支撐物之上，再形成多個光入射電極線604a，其中每一光入射電極線604a被圖案化成多個光入射電極，每一光入射電極具有顯示部分626a、導線部分624以及連接部分628，且兩同行且相鄰的光入射電極之間是以其導線部分相互電性連接成一第二電極線結構。最後，以結構釋放蝕刻工序(ReleaseEtchProcess)，例如一等離子體蝕刻工序，來移除犧牲層而形成腔室(位於犧牲層的位置)。等離子體蝕刻工序是以含有氟基或是氯基的蝕刻劑，例如四氟化碳、三氯化硼、三氟化氮或六氟化硫等蝕刻劑為前驅物以產生一等離子體蝕刻犧牲層。如此，即可完成一如圖6A中所示的光幹涉式反射結構600。雖然本發明已參照當前的具體實施例來描述，但是本
技術領域：
中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，在沒有脫離本發明精神的情況下還可作出各種等效的變化或等效替換，因此，只要在本發明的實質精神範圍內對上述實施例的變化、變型都將落在本申請的權利要求書的範圍內。權利要求1.一種光幹涉式反射結構，至少包含多個光幹涉式反射單元，其中每一光幹涉式反射單元包含一第一電極，具有一第一顯示部分、一第一導線部分與至少一第一連接部分，該第一顯示部分與該第一導線部分之間是以該第一連接部分相互電性連接；一第二電極；以及一支撐物，位於該第一電極以及該第二電極之間形成一腔室；該第一電極之間是利用該第一導線部分相互電性連接，以形成多個第一電極線結構。2.如權利要求1所述的光幹涉式反射結構，其特徵在於每一該第二電極具有第二顯示部分與一第二導線部分，該第二顯示部分與該第二導線部分之間是以至少一第二連接部分相互電性連接，且該第二電極之間是利用該第二導線部分相互電性連接，以形成多個第二電極線結構。3.如權利要求1所述的光幹涉式反射結構，其特徵在於該第一連接部分是為一彎折的線段。4.一種光幹涉式顯示面板的製造方法，至少包含以下步驟提供一基板；形成多個第一電極於該基板之上，其中該第一電極之間是相互電性連接，以形成多個第一電極線結構；形成一犧牲層於該些第一電極之上；形成多個第一開口於該犧牲層以及每一該第一電極之內；形成一支撐物於每一該第一開口中；形成多個第二電極於該犧牲層及該些支撐物之上，其中每一該第二電極具有一第一顯示部分與一第一導線部分，該第一顯示部分與該第一導線部分之間是以至少一第一連接部分相互電性連接，且該第二電極之間是利用該第一導線部分相互電性連接，以形成多個第二電極線結構；以及以一結構釋放蝕刻工序蝕刻移除該犧牲層。5.如權利要求4所述的製造方法，其特徵在於每一該第一電極具有一第二顯示部分與一第二導線部分，該第二顯示部分與該第二導線部分之間是以至少一第二連接部分相互電性連接，且該第一電極之間是利用該第二導線部分相互電性連接，以形成該第一電極線結構。6.如權利要求4所述的製造方法，其特徵在於該第一連接部分是為一彎折的線段。7.一種光幹涉式顯示面板的製造方法，至少包含以下步驟提供一基板；形成多個第一電極於該基板之上，其中每一該第一電極具有一第一顯示部分與一第一導線部分，該第一顯示部分與該第一導線部分之間是以至少一第一連接部分相互電性連接，且該第一電極之間是利用該第一導線部分相互電性連接，以形成多個第一電極線結構；形成一犧牲層於該第一電極之上；形成多個第一開口於該犧牲層以及每一該第一電極之內；形成一支撐物於每一該第一開口中；形成多個第二電極於該犧牲層及該支撐物之上，其中該第二電極之間是相互電性連接，以形成多個第二電極線結構；以及以一結構釋放蝕刻工序蝕刻移除該犧牲層。8.如權利要求7所述的製造方法，其特徵在於每一該第二電極具有一第二顯示部分與一第二導線部分，該第二顯示部分與該第二導線部分之間是以至少一第二連接部分相互電性連接，且該第二電極之間是利用該第二導線部分相互電性連接，以形成該第二電極線結構。9.如權利要求7所述的製造方法，其特徵在於該第一連接部分是為一彎折的線段。10.一種光幹涉式反射結構的修理方法，光幹涉式反射結構具有多個光幹涉式反射單元，其中每一該光幹涉式反射單元包含一第一電極以及一第二電極，每一該第二電極包含一顯示部分與一導線部分，該顯示部分與該導線部分之間是以至少一連接部分相互電性連接，且每一該第二電極是利用該導線部分相互電性連接，以形成多個電極線結構，該修理方法至少包含以下步驟確認一光幹涉式反射結構的一缺陷光幹涉式反射單元；以及切斷該缺陷光幹涉式反射單元的該連接部分。11.如權利要求10所述的修理方法，其特徵在於該修理方法是利用一雷射切斷該連接部分。全文摘要本發明的光幹涉式反射單元具有一光入射電極以及一光反射電極，此兩電極之一或兩者均包含一顯示部分以及一導線部分，且此顯示部分與導線部分利用一連接部分相互電性連接。所述的多個光幹涉式反射單元的電極之間，是利用其導線部分相互連結成一電極線結構，以供其所形成的光幹涉式反射結構操作於被動陣列驅動模式時使用。文檔編號G02F1/31GK1677214SQ20041003227公開日2005年10月5日申請日期2004年3月29日優先權日2004年3月29日發明者洪柏鍾,蔡熊光,林文堅申請人:元太科技工業股份有限公司