CN101128766A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

披露了一种包括基于快门的光调制器的显示装置以及制造这种装置的方法。该方法与所属技术领域内公知的薄膜制造工艺兼容并且得出具有低功耗的显示器。

Description

显示装置及其制造方法

技术领域

总体上本发明涉及图像显示领域，本发明尤其涉及基于MEMS的显示器以及其制造方法。

背景技术

用机械的光调制器构成显示器是基于液晶技术的显示器的一种有诱惑力的替代方案。机械的光调制器快速得足以用良好的视角和大范围的色彩及灰度显示视频内容。机械的光调制器在投影显示应用中已经取得成功。然而使用机械的光调制器的背光显示器却还没有表现亮度与低功率的有足够诱惑力的组合。在所属技术领域内需要快速、明亮、低功率的机械作动的显示器。尤其需要可以高速且低电压驱动的机械作动的显示器以提高图像质量和降低功耗。

另外，围绕液晶显示器的制造已经开发了重要的制造工业。然而典型的MEMS制造技术往往与液晶显示器工业使用的工艺在制造用于控制液晶显示器的薄膜部件方面不兼容。为了利用显示器制造工业中已经投资了的资本，在所属领域中需要与液晶显示器制造使用的工艺兼容的基于MEMS的显示器的制造方法。

发明内容

在一个技术方面，本发明涉及制造基于MEMS的光调制器中采用的作动器的方法，该基于MEMS的光调制器包括由机械梁支承在一个基片上的快门。具体地该方法包括在一个基片上形成模子，其中该模子包括一个下水平表面、一个上水平表面和一个壁。然后在该模子的该下水平表面和该壁上沉积梁材料。接着，例如通过一种各向异性蚀刻去除沉积在该模子的下水平表面上的梁材料，同时原封不动地保留大部分沉积在该模子的壁上的梁材料，形成一个顺性的梁。

形成一个连接到该顺性的梁上的快门。在一个实施方案中，该顺性的梁和该快门材料在一个步骤中用相同材料形成。在一个替代实施方案中，该梁材料不同于该快门材料。该快门形成在该模子的上水平表面上。该快门材料和/或梁材料可以包括复合材料，例如包括非晶硅和金属。由于例如在复合物中各层材料的不同膨胀系数，复合物的形成可以在得出的梁上产生不平衡的应力。

在一个实施方案中，该梁材料还机械地和电气地把该梁连接到一个设置在该基片上的一个支撑点上。例如，该梁材料可以沉积到一个不到约2微米的厚度。在不同的实施方案中，该梁材料沉积到不到约1.5微米的厚度或者甚至不到约1μm的厚度。在形成了该顺性的梁和快门以后去除该模子，松开该快门和顺性的梁使之能够活动。

在一个实施方案中，该模子的下水平表面从一个第一牺牲层的顶部形成。该模子壁可以从一个第二牺牲层形成并且大体上正交于该下水平表面。在一个实施方案中，去除该模子包括去除该牺牲层的一个或者两个牺牲层都去除。

在另一个技术方面，本发明涉及一种有多个薄作动器梁的空间光调制器，该薄作动器梁使得顺性增加，结果作动需要的功率更低。在一个实施方案中，该作动器梁把一个快门悬挂在一个基片上方。该顺性的作动器梁在平行于该基片的平面的一个维度上具有不到约2微米的一个剖视厚度。在另一个实施方案中，该剖视厚度不到约1.5微米或者不到约1.0微米。

在另一个技术方面，本发明涉及一种制造一个显示器的方法。该方法包括直接在一个大体上透明的基片上沉积一介电体材料层，接着直接在该介电体材料的顶部沉积一金属层。在该金属层中形成许多孔径光阑。该方法包括在该金属层的顶部形成一个控制矩阵并且在该控制矩阵的顶部并且与该控制矩阵电连通地形成多个光调制的快门组件。

该控制矩阵控制该多个快门组件的光调制功能性。在一个实施方案中，该控制矩阵包括多个薄膜部件。尤其是，该薄膜部件可以以晶体三极管或者二极管的形式开关该薄膜部件。

在另一个技术方面，本发明涉及制造一种显示装置的类似方法，其中一个第二介电体层沉积在该第一介电体层与该金属层之间。在一个实施方案中，该第二介电体材料的折射率低于该第一介电体材料的折射率。

在又一个技术方面，本发明涉及制造一种显示装置的方法，其中在一个大体上透明的玻璃基片上沉积一个高反射率层。该方法还包括在该高反射率层上形成多个孔径光阑。直接在该高反射率层的顶部沉积一个绝缘层，接着在该绝缘层上形成多个薄膜部件。然后，该方法包括在该多个薄膜部件上方并且与该多个薄膜部件电连通地形成多个光调制快门组件，从而该薄膜部件形成一个控制矩阵，用于控制该多个光调制快门组件的光调制。

在一个实施方案中，该高反射率层具有高于90％的反射率。这例如可以从至少一个金属和至少一个介电体的复合层形成。作为可供选择的替代，它可以从一种致密地沉积的金属形成。在各种实施方案中，该金属通过一种喷涂工艺或者通过一种离子辅助的蒸发工艺被沉积。

在一个实施方案中，该方法还包括在形成该薄膜部件之前在该绝缘层中形成多个渡通孔。在形成时该薄膜在该渡通孔处造成对该高反射率层的电连接。

在另一个技术方面，本发明涉及一个类似的制造方法，其中在该透明基片上沉积一种光遮挡层替代高反射率层。在各种实施方案中，该光遮挡层可以是高反射率的，它可以是光吸收的，也可以用其他的方式遮挡光。在一个实施方案，该光遮挡层吸收落射在该光遮挡层一侧的光并且反射落射在该光遮挡层的对侧的光。

在另一个技术方面中，本发明涉及一种通过形成多个薄膜部件并且在该薄膜部件的顶部形成多个光调制快门组件制造一种显示装置的方法。该光调制快门组件的形成，部分地，是通过蚀刻一个非晶硅层以形成包括在调制光的组件中的可运动的快门的至少一部分。

附图简要说明

通过参照附图对本发明的详细说明会更加容易理解以上的讨论：

图1A是根据本发明的一个示例性实施方案的显示装置的等比例图示；

图1B是一个适用于结合进图1A的显示装置中的一个示例性快门组件的图示；

图2A是适用于控制图1的显示装置的快门组件的一种根据本发明的一个示例性实施方案的控制矩阵的示意图；

图2B是结合图2A的控制矩阵和图1B的快门组件的根据本发明的一个示例性实施方案的一种像素阵列的等比例图；

图3A-3B是图2B所示的根据本发明的一个示例性实施方案的控制矩阵的构建阶段的等比例图；

图4A-4B是图2B所示的根据本发明的一个结构的横剖视图；

图5A是适用于控制图1所示的显示装置的快门组件的根据本发明的一个示例性实施方案的控制矩阵的示意图；

图5B和5C是图5A的根据本发明的一个示例性实施方案的控制矩阵的平面图布局；

图6是图5B中所示的根据本发明的一个示例性实施方案的控制矩阵中一个晶体三极管的一个横剖视图；

图7是制造图5B中所示的根据本发明的一个示例性实施方案的控制矩阵的方法的流程图；

图8A-8H是图5C所示的根据本发明的一个示例性实施方案的控制矩阵的构建阶段的横剖视图；

图9A-9C是用于图5B的根据本发明的一个示例性实施方案的控制矩阵中的可供选择的替代开关结构的横剖视图；

图10A-10F是图5C的根据本发明的一个示例性实施方案的控制矩阵的构建阶段的横剖视图；

图11是用于图5C的根据本发明的一个示例性实施方案的控制矩阵中的一个复合快门组件的一个横剖视细节；

图12A-12D是图11中所示的根据本发明的一个示例性实施方案的复合快门组件的构建阶段的横剖视图；

图13A-13D是根据本发明的一个示例性实施方案的具有窄侧壁梁的一个可供选择的替代快门组件的构建阶段的等比例图；

图14A和14B是根据本发明的一个示例性实施方案的形成窄梁的可供选择的替代方法的横剖视图；

图15示出根据本发明的一个示例性实施方案的具有用于提高强度的侧壁结构的一种快门组件的等比例图；

图16示出根据本发明的一个示例性实施方案的一种快门组件的横剖视图，其中该快门和作动器梁由不同的材料组成；

图17示出根据本发明的一个示例性实施方案的快门组件、孔径光阑和相关联的控制矩阵的一种可供选择的替代薄膜结构的一个横剖视图；

图18示出根据本发明的一个示例性实施方案的快门组件、孔径光阑和相关联的控制矩阵的一种可供选择的替代薄膜结构的一个横剖视图；

图19A和19B是用于譬如图5C中所示的一种控制矩阵中的根据本发明的一个示例性实施方案的可供选择的替代渡通结构的横剖视图；

图20是根据本发明的一个示例性实施方案的包括一个快门组件和一个快门组件垫片的可供选择的替代薄膜结构的一个横剖视图；

图21是根据本发明的一个示例性实施方案构成为一个MEMS上构形的一种显示器的一个组装图；

图22是根据本发明的一个示例性实施方案构成为一个MEMS下构形的一种显示器的一个组装图。

具体实施方式

为了提供对本发明的总体理解，下面说明某些示例性实施方案，包括显示图像的装置以及其制造方法。然而所属领域技术人员将会理解，本文所说明的装置和方法可以适当地对所针对的应用进行适应和进行修改，并且本文所说明的装置和方法可以用于其他适当的应用中，并且可以理解其他的补充和修改不会偏离其范畴。

图1A是根据本发明的一个示例性实施方案的显示装置100的一个等比例图。显示装置100包括多个光调制器，尤其是，按行和列安排的多个快门组件102a-102d(统称“快门组件102”)。在显示装置100中，快门组件102a和102d处于开放的状态，使得光能够通过。快门组件102b和102c处于关闭的状态，遮断光的通路。通过选择性地设定快门组件102a-102d的状态，如果由灯105照明就可以利用显示装置100形成投影显示或者背光显示的一个图像104。在另一个实施方案中，装置100可以通过反射源于该装置的前方的环境光形成一个图像。

在显示装置100中，每个快门组件102对应于图像104中的一个像素106。在其他实施方案中，显示装置100可以利用多个快门组件形成图像104中的一个像素106。例如，显示装置100可以包括三个或者更多的颜色专有的快门组件102，例如红、绿和蓝；红、绿、蓝和白；或者青、绛红和黄等等。通过对应于一个特定的像素106选择性地开放一个或者多个颜色专有的快门组件102，显示装置100可以产生图像104中的一个彩色像素106。在另一个例子中，显示装置100每像素106包括两个或者更多快门组件102以提供一个图像104中的灰度。相对于一个图像，一个“像素”对应于由一个图像的分辨率确定的最小画面元。相对于显示装置100的结构成分，术语“像素”指得是用于调制形成一个图像的单个像素的光的组合的机械和电部件。

每个快门组件102都包括一个快门108和一个孔径光阑109。为了照明图像104中的一个像素106，把快门108布置得使之允许光朝向一名观看者穿过孔径光阑109。为了保持一个像素106不发光，把该快门108布置得使之遮断光穿过孔径光阑109的通路。孔径光阑109由一个穿过每个快门组件102中的反射材料或者光吸收材料构图的开口形成。

该显示装置还包括一个连接到该基片和该快门组件的控制矩阵，用于控制该快门的运动。控制矩阵包括一系列的电互连(例如互连110、112和114)，包括每行像素至少一个写赋能互连110(也称为“扫描线互连”)、每列像素的一个数据互连112，和一个公共互连114，该公共互连向所有像素或者至少向在显示装置100多个行和多个列两方面中的一些像素提供一个公共电压。响应于施加一个适当的电压(“写赋能电压，V_we”)，一个给定行像素的写赋能互连110使该行中的像素准备接受新的快门运动指令。数据互连112以数据电压脉冲形式交流该新的快门运动指令。在一些实施方案中，施加到数据互连112的数据电压脉冲直接对快门的静电学运动起作用。在其他的实施方案中，该数据电压脉冲控制开关，例如晶体三极管或者控制向快门组件102施加分开的作动电压的其他非线性电路元件，该分开的作动电压典型地幅度上高于该数据电压。于是施加这些作动电压得出快门108的静电驱动的运动。

图1B示出适于包括进图1A的显示装置100中的一个示例性快门组件130的图示。快门组件130包括一个连接到一个作动器134上的快门132。作动器134由两个分开的顺性的电极梁作动器135(“作动器135”)形成，如在2005年10月14日提交的美国专利申请11/251,035号中所说明。快门132在一侧连接到作动器135上。作动器135在一个大体上平行于表面133的运动平面上横向地越过表面133运动快门132。快门132的对置侧连接到一个弹簧137上，该弹簧提供一个与作动器134作用的力相反的恢复力。

每个作动器135都包括一个顺性的负荷梁136，该顺性的负荷梁把快门132连接到一个负荷支撑点138上。该负荷支撑点138与该顺性的负荷梁136一同起机械支承作用，保持快门132接近于表面133悬挂。该表面包括一个或者多个容纳光通路的孔径光阑孔141。负荷支撑点138物理地把顺性的负荷梁136和快门132连接到表面133上，并且电气地把负荷梁136连接到一个偏置电压上，在某些情况下，该偏置电压是接地。

如果该基片是不透明的，譬如硅，孔径光阑孔141就通过蚀刻一个穿过基片204的孔阵列形成在该基片中。如果基片204是透明的，譬如玻璃或者塑料，于是该工艺序列的第一步骤就涉及在该基片上沉积一个光遮挡层并且然后把该光遮挡层蚀刻成一个孔141的阵列。孔径光阑孔141可以在形状上大体是圆、椭圆、多边形、螺旋形或者不规则的。

每个作动器135还包括一个布置在每个负荷梁136附近的顺性的驱动梁146。该驱动梁146在一端连接到一个共用于驱动梁146的驱动梁支撑点148上。每个驱动梁146的另一端自由运动。每个驱动梁146都是弯曲的，使得它在驱动梁146的游离端和负荷梁136的受支撑端附近最接近负荷梁136。

在工作时，包括快门组件130的一个显示装置经驱动梁支撑点148向驱动梁146施加一个电位。一个第二电位可以施加到负荷梁136上。所得出的驱动梁146与负荷梁136之间的电位差向负荷梁136的受支撑端拉驱动梁146的游离端，并且向驱动梁146的受支撑端拉负荷梁136的快门端，从而向着驱动支撑点148横向地驱动快门132。顺性的构件136像弹簧那样动作，从而在去掉跨在梁136和146电位之间的电压时，负荷梁136把快门132推回其初始位置，释放存储在负荷梁136中的应力。

一个快门组件，譬如快门组件130，包括一种被动恢复力，譬如一个弹簧，用于在去掉电压以后把一个快门复原到其静止位置。其他的快门组件，如在美国专利申请11/251,035号和11/326,696号中所说明，并且如在图5中所示，包括一个双组的“开放”和“关闭”作动器和一个分开的组的“开放”和“关闭”电极，用于把快门或运动到一个开放的状态或者运动到一个关闭的状态。

美国专利申请11/251,035号和11/326,696号说明了各种方法，用之可以经一个控制矩阵控制一个快门和孔径光阑的阵列以用适当的灰度产生图像，在许多情况下，是运动的图像。在某些例子中借助于连接在显示器的周边上的驱动电路上的行和列互连的一个无源矩阵阵列完成控制。在其他的情况下适当的是在该阵列(所谓的有源矩阵)的每个像素内包括开关和/或数据存储器件以提高显示器的速度、灰度和/或功耗性能。

图2A是一个有源控制矩阵200的原理图，该有源控制矩阵适于包括进该显示装置100中用于寻址一个像素240的阵列(“阵列240”)。每个像素201包括一个由一个作动器203控制的弹性快门组件202，譬如图1B的快门组件130。每个像素还包括一个孔径光阑层250，该孔径光阑层包括孔径光阑孔254。诸如快门组件202之类的快门组件和其变例的进一步电气和机械的阐述可以在美国专利申请11/251,035号和11/326,696号中查阅。

控制矩阵200制造成其上形成该快门组件202的基片204表面上的扩散的或者薄膜沉积的电路。控制矩阵200包括控制矩阵200中的每列像素201的一个扫描线互连206和控制矩阵200中的每列像素201的一个数据互连208。每个扫描线互连206把一个写赋能电压源207电连接到一个对应的像素行201中的像素201。每个数据互连208把一个数据电压源(“Vd源”)209电连接到一个对应的像素列201中的像素201。在控制矩阵200中，数据电压Vd提供作动快门组件202所需要的能量的大部分。从而，该数据电压源209还可以起一种作动电压源的作用。

图2B是包括控制矩阵200的像素240的阵列一个部分的等比例图。参见图2A和图2B，对于像素240的阵列中的每个像素201或者每个快门组件，控制矩阵200包括一个晶体三极管210和一个电容器212。每个晶体三极管210的栅极电连接到像素201位于其中的阵列240中的行的扫描线互连206。每个晶体三极管210的源极电连接到其对应的数据互连208。每个快门组件的作动器203包括两个电极。每个晶体三极管210的漏极与对应的电容器212的一个电极并联地电连接并且连接到对应作动器203的电极之一。快门组件202中，电容器212的另一个电极和作动器203的另一个电极连接到一个公共电位或者地电位。

在工作中，为了形成一个图像，控制矩阵200通过依次向每个扫描线互连206施加电压V_we顺序地写赋能阵列240中的每个行。对于一个写赋能了的行，对该行中的像素201的晶体三极管210的栅极施加V_we使电流能够经过数据互连208流过晶体三极管向快门组件202的作动器203施加一个电位。当该行写赋能以后，数据电压V_d选择性地施加到数据互连208上。在提供模拟灰度的实施方案中，与所希望的位于该写赋能的扫描线互连206与数据互连208的交点处的像素201亮度相关联地改变施加于每个数据互连208的数据电压。在提供数字控制方案的实施方案中，该数据电压选择为或是相对低幅度的电压(即接近地的电压)或是等于或超过V_at(作动阈值电压)。响应于对数据互连208施加电压V_at，对应的快门组件202中的作动器203作动，开放在快门组件202中的快门。施加于数据互连208的电压即使在控制矩阵200停止向一个行施加电压V_we以后也保留存储在像素201的电容器212中。因此不需要等待和保持一个行上的电压V_we长久到足以作动快门组件202；这样的作动可以在已经从行上去除该写赋能电压后开始进行。一个行中的电容器212中的电压大体上一直存储到写完整个视频帧为止，并且在某些实施方案中一直存储到对该行写新的数据为止。

阵列240的像素201形成在一个基片204上。该阵列包括一个设置在该基片上的孔径光阑层250，该孔径光阑层包括阵列240中的每个像素201的一组孔径光阑孔254。孔径光阑孔254对准每个像素中的快门组件202。

在一个替代的快门组件实施方案中，可以把该快门组件与该作动器一起做成双稳态的。就是说，该快门可以存在于至少两个平衡位置(例如开放和关闭的)，同时只需要少量的功率或者不需要功率把它们保持在两个位置之一。更加具体地，该快门组件可以是机械双稳态的。一旦把该快门组件的快门置位，不需要电能或者保持电压去保持该位置。在该快门组件的物理元件上的机械应力可以把该快门保持在位。

该快门组件与该作动器一起也可以做成电双稳态的。在一个电双稳态的快门组件中，存在有于该快门组件的作动电压以下的一个电压范围，如果把该电压范围施加到一个关闭的作动器上(不论该快门是开放还是关闭的)，就把该作动器保持关闭并且把该快门保持在位，即使一个相反的力作用在该快门上。该相反的力可以通过一个弹簧作用，或者该相反的力可以由一个相反的作动器作用，譬如一个“开放”或者“关闭的”作动器。

一般化的工艺流程

图3A和3B示出根据本发明的一个示例性实施方案制造阵列240的像素201的一个一般化的工艺流程的一个第一部分。在一个第一步骤中，如在图3A中所示，在一个透明的基片204上沉积和构图一个孔径光阑层250。在图3B中所示的第二步骤中，该控制矩阵，包括一个薄膜开关或者晶体三极管210的阵列与电容器212和互连，譬如扫描线互连206或者数据互连208，一起制造在孔径光阑层250的顶部。在图3B中所示的用于制造晶体三极管210的工艺可以是本领域中已知的用来在液晶显示器中制造有源矩阵阵列的典型工艺。在最后步骤中，结果如图2B中所示，在薄膜开关阵列的顶部形成微电子机械(或MEMS)快门组件。

在一个简单的实施方案中，该孔径光阑层250通过一个居间的介电体层与该控制矩阵绝缘。孔径光阑层250可以由一个与要制造在其上方的有源矩阵兼容地加工的薄膜材料组成，但是不需要电连接到该有源矩阵。孔径光阑孔254在形状上总体可以是圆、椭圆、多边形、螺旋形或者不规则的。在某些实施方案中，第二步骤的制造序列(形成控制矩阵)不需要包括任何开关、晶体三极管，或者电容器而是取而代之地产生由一个介电体层分开的行和列互连的点阵。这样一种控制矩阵也称为一种无源矩阵，如在所属领域内例如对制造场发射阴极发光显示器所公知的那样。

如将对图17所说明的那样，在显示器的其他实施方案中，一个分开的孔径光阑层不需要作为该序列中的一个第一步骤被制造。取而代之可以用在制造有源矩阵或者无源矩阵中使用的相同的薄膜材料和相同的加工步骤直接制造在玻璃基片上，如所属领域内典型地公知的那样。只需要改变掩模设计或者像素布局以适应孔径光阑孔的形成。

如将参照图18所说明的那样，在另一个实施方案中，该孔径光阑层作为加工序列中的一个最后的步骤被制造。该孔径光阑层刚性地附着在该基片上但是总体上悬挂在该快门组件的上方，下方留出空间用于该快门组件的自由位移。

孔径光阑层

图4A示出可在制造序列(图3A)的第一步骤中制造的孔径光阑层250的一个孔径光阑层结构400。该孔径光阑层结构400包括一个在一个玻璃基片401上沉积成一个单个的薄膜的孔径光阑层401。已经蚀刻了孔径光阑层401以在孔径光阑层401中产生一系列的孔径光阑孔403。已经在孔径光阑层401的顶部沉积一个介电体层404以把它与要制造在其顶部的电路绝缘开。已经刻意地斜削孔径光阑层401的蚀刻边缘以降低上方的介电体层中裂纹的概率。

孔径光阑层401设计用于遮挡从该背光到观看者的光通路。适用作光遮挡的孔径光阑层的材料包括金属，包括而不限于Al、Cr、Au、Ag、Cu、Ni、Ta、Ti、Nd、Nb、W、Mo和/或其合金。如果沉积到超过30nm的厚度这样的材料就在遮断光透视上有效。沉积可以通过蒸发、喷溅或者化学气相沉积完成。

在许多实施方案中，优选的是孔径光阑层401具有吸收光的能力。多数金属膜吸收一定的光成分并且反射其余的光成分。在某些应用中希望避免反射照射在孔径光阑层401上的环境光以提高显示器的对比度。对于这样的应用，孔径光阑层401可以称为一种“黑基质”。在吸收光上有效，即可以用于在一种黑基质中的某些金属合金包括然而不限于MoCr、MoW、MoTi、MoTa、TiW和TiCr。用上述合金或者简单金属譬如Ni和Cr形成的有粗糙表面的金属膜也在吸收光上有效。这样的膜可以通过在高气压(在超过20毫托的喷溅气体环境中)中的喷溅沉积制造。粗糙的金属膜还可以通过弥散金属颗粒的液体喷洒或者等离子喷洒应用制造，接着进行一个热烧结步骤。然后添加一个介电体层譬如一个介电体层404以防止金属颗粒散裂或者剥落。

半导体材料，譬如非晶或者多晶Si、Ge、CdTe、InGaAs、胶态石墨(碳)以及合金譬如SiGe也在吸收光上有效。这些材料可以沉积成厚度超过500nm的膜以防止任何穿过该薄膜的光透射。金属氧化物或者氮化物也可以在吸收光上有效，包括但是不限于CuO、NiO、Cr₂O₃、AgO、SnO、ZnO、TiO、Ta₂O₅、MoO₃、CrN、TiN或者TaN。如果以非化学计量化的方式制备或者沉积该氧化物——通常是通过喷溅或者蒸发——尤其是如果该沉积工艺产生点阵中的氧缺失，这些氧化物或者氮化物的吸收就会提高。如同半导体材料的情况那样，该金属氧化物应当沉积成到厚度超过500nm以防止穿过该膜的光透射。

一类称为金属陶瓷的材料也可在吸收光上有效。金属陶瓷典型地由悬浮在氧化物或者氮化物基质中的小金属颗粒组成。例子包括在一种Cr₂O₃基质中的Cr颗粒或者在SiO₂基质中的Cr颗粒。其他悬浮在该基质中的金属颗粒可以是Ni、Ti、Au、Ag、Mo、N_b和碳。其他基质材料包括TiO₂、Ta₂O₅、Al₂O₃和Si₃N₄。

有可能在适当的薄膜材料之间使用摧毁性光干涉创立多层吸收结构。一个典型的实施方案涉及与有适当反射性的金属一起的一个氧化物或者氮化物局部反射层。该氧化物可以是一种金属氧化物例如CrO₂、TiO₂、Al₂O₃或SiO₂，或者是一种氮化物譬如Si₃N₄且该金属可以是适当的金属譬如Cr、Mo、Al、Ta、Ti。在一个实施方案中为了吸收从基片进入的光，首先在基片402的表面上沉积10-500nm范围的金属氧化物薄层，然后沉积一个10-500nm的厚金属层。在另一个实施方案中为了吸收从基片相反方向进入的光，首先沉积该金属层，然后沉积该金属氧化物。如果该氧化层的厚度选择为大体上等于0.55微米除以该氧化物层的折射率的四分之一，上述两种情况下都可以优化双层堆栈的吸收性。

在另一个实施方案中，在一个基片上沉积一个金属层，然后沉积一个计算了厚度的适当的氧化物层。然后在该氧化物的顶部沉积一薄层金属从而该薄金属只是局部反射的(厚度不到0.2微米)。该金属层发出的局部反射会摧毁性地干涉从基片金属层发出的反射并且从而产生一种黑基质效应。如果该氧化层的厚度选择为大体上等于0.55微米除以该氧化物层的折射率的四分之一将会最大化吸收。

图4B是一种第二孔径光阑层结构450的一个示例性实施方案。第二孔径光阑层结构450包括孔径光阑层452，该孔径光阑层有一侧是反射性的而另一侧是光吸收的。如在2005年9月2日提交的美国专利申请11/218,690号中所说明，如果一个孔径光阑层的一个表面用反射性材料，譬如一种金属制造，于是该孔径光阑层就可以起一种镜表面作用，该镜表面把非透射的光回收回一个所附着的背光以增加光学效率。如果以产生一种致密和光滑的薄膜的方式沉积该金属，如可以通过喷溅或者通过离子辅助蒸发达到的那样，就可以加强这种反射性。具有加强的反射性的金属膜包括Ag、Au和铝。

从沉积在一个基片453上的一个复合结构形成孔径光阑层452。图4B的孔径光阑层设计用于吸收落射在孔径光阑层452的顶表面454上的光，同时反射入射在孔径光阑层452的底部456上的光，亦即透射过基片453的光。孔径光阑层452包括4层，即一个高折射率层458、一个低折射率层460、一个金属反射层462，和一个吸收层464。蚀刻该孔径光阑层452以形成一个孔径光阑孔466，并且上覆一个介电体层468。所属领域技术人员将会看出连接有不同折射率的折射层458和460导致一套局部反射的表面。通过控制这些局部反射表面的至少两个之间的间隔可以借助于光干涉加强该膜堆栈的反射性。多层膜可以设计用于提供跨宽广的波长带的高反射性，或者用于提供在离散数量的个别波长处的高反射性，例如匹配于从该背光发射出的光的波长。

可选作高折射率层458的薄膜包括，但是不限于，TiO₂、HfO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅、Cr₂O₃、Sc₂O₃、Bi₂O₃、In₂O₃和Al₂O₃。可选作低折射率层460的薄膜包括，但是不限于，SiO₂、Si₃N₄、MgF₂、CaF₂和HfF₄以及钻石样碳。这些膜可以通过反应性喷溅、反应性蒸发、离子辅助蒸发、离子辅助离子束喷溅沉积或者通过化学气相沉积被沉积。所属领域技术人员将会理解，可以通过顺序地沉积多对这样的折射层加强反射性。在许多情况下，如果每个折射层(460和458)的厚度选择为大体上等于0.55微米除以该层的折射率的四分之一就可以对可见光谱最大化该反射性。

可以从孔径光阑层456去除两个折射层458或460的任何一个却还同时在相当的程度上提高沉积在一个透明的基片453的顶部的一种简单金属上的孔径光阑层452的反射性。只要插入在金属层462与透明的基片453之间的该折射层具有低于基片453折射率的折射率就可以得到改进。

在孔径光阑层452中的金属反射层462将不仅反射入射光还起遮挡光透射的作用。以上所列用作光遮挡的孔径光阑层的任何金属膜和/或半导体材料都可以用于该金属反射层。

吸收层464起防止从对侧到达基片453的光反射的作用。以上所列用于一个黑基质的任何吸收材料都可以用于孔径光阑层452的最顶层。

形成孔径光阑孔466所需要的蚀刻工艺可以包括RF或者DC等离子蚀刻、离子喷溅，或者湿化学蚀刻。

在孔径光阑层452的另一个实施方案中，可以形成一个2层薄膜堆栈。首先在一个表面上沉积一个有加强的反射性的金属膜，譬如Ag、Au或者Al。然后在该金属顶上沉积以上所列的吸收的黑基质材料之一。

有一些实施方案其中优选地颠倒图4B中所示的复合孔径光阑层中的层的次序，具有挨着该基片的吸收层和远离该基片的反射膜堆栈。这样的实施方案将参照图22说明。

一个制造复合的孔径光阑层452的优选实施方案进行如下：首先，对于高折射率层458，在一个O₂分压下通过Ti的反应性喷溅沉积来沉积一个54nm±3nm厚的TiO₂层。接着对于低折射率层460，在O₂分压下通过SiO₂的反应性喷溅沉积来沉积一个91nm±5nm的SiO₂膜。接着，对于金属反射层462，在真空的、非氧化的环境中通过喷溅沉积来沉积一个100nm±5nm的光滑的Al膜。接着构图这三个膜458、460和462以形成孔径光阑孔466。如所属领域内所公知施加典型的光致抗蚀剂，然后通过带有孔径光阑孔466的图形的光掩模进行UV曝光。然后化学显影该光致抗蚀剂成一种蚀刻掩模。该3膜堆栈的蚀刻用一个有Ar离子的离子束铣削系统进行，该离子束铣削系统依次地除去每个该膜但是不除去所有的光致抗蚀剂。在该薄膜的蚀刻完成以后或用一种含水的或基于溶剂的剥除剂成分或通过臭氧和/或等离子灰化去除该光致抗蚀剂。

接着，作为吸收层464的第一成分，通过等离子辅助化学气相沉积来沉积一个厚度250nm±10nm的Si₃N₄薄膜。接着，作为吸收层464的第二成分，通过等离子辅助化学气相沉积来沉积一个厚度500nm±40nm的非晶硅厚层。然后使用一种光致抗蚀剂曝光和类似于以上说明的显影步骤用一个形成孔径光阑孔466类似的光掩模构图这些膜。然后借助于反应性离子蚀刻进行Si₃N₄和该非晶硅的蚀刻。最后以覆盖层的方式通过原子层沉积来沉积一个50nm±4nm的Al₂O₃膜。

控制矩阵

在另一个实施方案中该孔径光阑层可以用作控制矩阵的电子部件之一，具有其自己的对较上层中的控制矩阵的电连接。图5A至5C示出这样一种集成的设计。

图5A是适于包括在显示装置100中用于寻址一个像素阵列的另一个控制矩阵500的示意图。控制矩阵500控制一个像素502的阵列，该像素阵列包括双作动器快门组件504(即既有快门开放作动器也有快门关闭作动器的快门组件)。图5B是一个像素502的阵列中的两个相邻的像素502的部分的平面图布局。图5B的布局提供如何把控制矩阵500的电子部件安排在一个像素502内以并列地在一个基片上制造一个像素502的阵列的例子。图5C与图5B相同并且引出像素502的其他特征。诸如图5B/5C的一个布局可以用于为像素502的每个功能层产生光掩模。控制矩阵500的部件从一个功能层的序列构成，并且该光掩模用于为跨基片505的每个层印制阵列图形。在阵列502中的像素每个在形状上大体上都是矩形的，带有180至200微米范围内的一个节距，或者像素之间的重复的距离。图5C示出横剖视标记AA`-GG`，用作要参照图6、7、8和10说明的各种电气和机械部件的顺序层的横剖视图的基准。

为了图示的目的，在图5B/5C中只在细节上提供导体层、半导体层和快门层。其他构图特征，譬如切入进介电体层中的渡通或者构图进该孔径光阑层中的孔由符号标记和/或虚线标识。

参照图5A和5B，控制矩阵500包括一个控制矩阵500中的每行像素502的一个扫描线互连506。控制矩阵500还包括两个数据互连：一个数据开放互连508a和一个数据关闭互连508b，用于该控制矩阵500中的每列像素502。控制矩阵500还包括一个预充电互连510、一个全局作动互连514，和一个快门公共互连515。在该阵列的多个行和多个列中的像素502之间共享这些互连510、514和515。在一个实施方案(在下面更加详细地说明的实施方案)中，在该控制矩阵500中的所有像素502之间共享这些互连510、514和515。

在该控制矩阵中的每个像素502包括一个快门开放充电晶体三极管516、一个快门开放放电晶体三极管518、一个快门开放写赋能晶体三极管517，和一个数据存储电容器519。在控制矩阵500中的每个像素502还包括一个快门关闭充电晶体三极管520、一个快门关闭放电晶体三极管522、一个快门关闭写赋能晶体三极管527，和一个数据存储电容器529。

在该控制矩阵中的每个像素502包括各种渡通结构，该渡通结构由一个有图5B/5C中的对角线的方框符号指示。控制矩阵500包括几个M1-M2渡通531(即把一个第一金属层M1连接到一个第二金属层M2的渡通)、一个Ap-M1渡通533(即，一个把孔径光阑层547连接到第一金属层M1的渡通)、两个驱动支撑点535、四个顺性的驱动梁537、四个快门支撑点539、四个顺性的负荷梁541、一个孔径光阑孔543和一个快门545。该孔径光阑孔543由虚线标识。

两个相邻像素502的部分示于图5B和5C中。对于每个像素502，快门545通过向左移动关闭在孔径光阑孔543上。每个像素的快门开放作动电子元件，包括晶体三极管516、517和518紧接每个快门组件504的右边安置，(这两个像素是等效的，但是在图5B/5C中只包括最左边的快门组件504的快门开放电子元件)。每个像素的快门关闭作动电子元件，包括晶体三极管520、522和527紧接每个快门组件的左边安置，(同样，像素502是等效的，但是只包括最右边的快门组件504的快门关闭电子元件)。

对于一个给定的像素502，顺性的负荷梁541把快门545机械地连接到四个快门支撑点539并且把快门545悬挂在基片表面上方。安置在负荷梁541附近的顺性的驱动梁537机械地连接到驱动支撑点535。一组驱动梁537(位于快门545的右边)机械地连接到一个驱动支撑点，并且借助于驱动支撑点535和M1-M2渡通531电连接到快门开放充电晶体三极管516的漏极。通过在快门545右侧的驱动梁537与负荷梁541之间施加一个大于最低作动电压的电压，可以引起快门545运动到该开放位置，即从孔径光阑孔543移动开。同时一组驱动梁537和负荷梁541向快门右边运动形成一个快门开放作动器。另一组驱动梁537(位于快门545的左边)机械地连接到一个驱动支撑点535，并且借助于驱动支撑点535和M1-M2渡通531连接到快门关闭放电晶体三极管520的漏极。通过使一个大于最低作动电压的电压出现在快门545的左侧的驱动梁537与负荷梁541之间，可以引起快门545运动到该关闭位置(如图5B/5C中所示)，即到孔径光阑孔543顶部上方的位置。位于快门545的左边的这组驱动梁537和负荷梁541形成一个快门关闭作动器。

在工作中，控制矩阵500设计用于独立控制截然不同的电气功能，即a)预充电该作动器，b)像素寻址和数据存储，和c)该像素的全局作动。

在每个帧寻址周期的开始控制矩阵500对预充电互连510施加一个电压，该预充电互连，由于连接快门开放和快门关闭充电晶体三极管516和520的栅极和漏极双方，起把这两个晶体三极管516和520都导通的作用。把预充电互连510脉动到一个超过作动快门545最低要求的电压，例如一个超过15伏的电压或者在某些实施方案中超过30伏的电压。在把每个快门开放和快门关闭作动器的作动器充电以后，在预充电互连510上的电压恢复到零，并且快门开放和快门关闭晶体三极管516和520双方于是都恢复到其截止状态。提供到快门开放和快门关闭作动器的每个上的电荷保留储存在该作动器上，因为馈给这些作动器的晶体三极管已经恢复到其截止状态了。

然后通过将一个写赋能电压V_we置于扫描线互连506上，依次对每个行进行写赋能。在对一个特定行的像素502写赋能的同时，控制矩阵500对应于控制矩阵500中的每个列像素不是向数据开放互连508a就是向数据关闭互连508b施加一个数据电压。在经写赋能的行的扫描线互连506施加电压V_we导通对应扫描线中的像素502的写赋能晶体三极管517和527双方。因此施加到数据互连508a和508b的电压能够存储在相应像素502的数据存储电容器519和529上。总体上，为了确保正确的作动，每快门组件504只在存储电容器519或者529的一个上允许存储一个数据电压。

在控制矩阵500中，全局作动互连514连接到快门开放放电开关晶体三极管518和快门关闭放电晶体三极管522两者的源极上。保持全局作动互连514处于显著高于快门公共互连515的电位的一个电位上，阻止任何放电开关晶体三极管518或者522导通，不论是什么电荷存储在电容器519和529上。在控制矩阵500中的全局作动通过把全局作动互连514带到一个等于或者小于快门公共互连515的电位达到，这使之能够取决于在电容器519上还是在电容器520上储存了一个数据电压导通放电开关晶体三极管518或者522。当转换到导通状态时，快门开放放电开关晶体三极管518或者快门关闭放电晶体三极管522将允许电荷从其相应的作动器的一个或者另一个泄露。例如，通过只导通快门开放放电晶体三极管518，储存在快门545右边的驱动梁537上的电荷将经过驱动支撑点535、M1-M2渡通531、经过晶体三极管518，并且出经全局作动互连514泄露。结果是，一个超过该最低作动电压的电压将只保留在该快门与快门左边的驱动梁之间，并且将引起该快门向左运动进入关闭位置。

在把全局作动互连514带到其作动电位的时间过程中，向数据存储电容器519和521施加部分电压使得能够部分地导通放电开关晶体三极管518和522。以此方式，可以在快门组件504上建立一个模拟电压，提供用于模拟灰度。

图5B/5C中所示的布局包括两个相邻的像素的部分，在这两个相邻的像素之间某些互连单独地分派，而某些互连普遍共享。这些像素的每个都含有一个数据开放互连508a和一个数据关闭互连508b，该互连竖直地沿控制矩阵500的一个单个列连接所有像素502。在图5B/5C中的两个相邻的像素502还共享一个公共的扫描线互连506，该公共的扫描线互连水平地沿控制矩阵500的一个单个行连接所有像素502。然而，这两个相邻的像素共享它们之间的预充电互连510和全局作动互连514。沿列的方向取向的这两个互连置于每两个像素502之间，用电连接，经M1-M2渡通531，向右边和左边的两个像素都馈送电压信号。在显示器(未示出)的周边处，从多个列发出的预充电互连线510和全局作动互连线514被进一步相应地连接到其他的预充电互连线和其他的全局作动互连线。

控制矩阵500包括一个快门公共互连515，该快门公共互连在图5B/5C的布局中由一个分开的导体层建立，该分开的导体层称为孔径光阑层547。如在图3A和3B中所示孔径光阑层547制造成一个垫在控制矩阵500的所有其他层之下的截然不同的层。在该优选的实施方案中，孔径光阑层547用导电的材料制造。孔径光阑层的构图轮廓除了孔径光阑孔543位置以外都没有在图5B/5C中示出。在控制矩阵500中，该孔径光阑层用于借助于快门支撑点539在所有行和所有列中的所有快门545之间造成公共的电连接。

替代布局

应当理解，图5B/5C只是适合于构成控制矩阵500的布局的一个例子。可以有许多其他等同的布局。例如公共互连510和514已经沿图5B/5C中的列方向确定路线，但是有其中这些互连沿行方向确定线路的其他实施方案。在图5B/5C中，公共互连510和514在连接到诸如晶体三极管518之类的晶体三极管的源极和漏极的相同的金属层面建立和/或构图。然而，还有这些公共的互连510和514建立在该薄膜晶体三极管的栅极层面的其他实施方案，并且还可以有这些互连可以构图为位于下衬的导电孔径光阑层547中的独立的电连接件的另一些实施方案。

在图5B/5C中所示的控制矩阵500布局中，把快门组件504对齐使得快门545沿一个平行于扫描线互连506的方向运动。可以有其中快门545平行于数据互连508a和508b运动的其他实施方案。还可以有其中诸如晶体三极管518或者电容器519之类的电部件不只是设置在快门组件504左边或者右边而且是还设置在快门组件504上方或者下方的实施方案。在图5B/5C中电部件在像素502中占据不同的区域。然而还可以有诸如晶体三极管518或者电容器519之类的部件构成在处于快门组件504下面的其他薄膜层上的其他实施方案。

所属领域内公知的数种不同的薄膜开关可以用于运行控制矩阵500。图6示用横剖视示出几个适当的开关结构之一。图6中所示的结构包括一个晶体三极管，譬如快门开放放电晶体三极管518之类的横剖视图。晶体三极管518的结构类似于所属领域内用于有源矩阵液晶显示器的晶体三极管的结构。图6的结构600还包括一个电极互连610，譬如在一个液晶显示器中普遍用于连接到像素电容器的电极互连，或者譬如普遍用于连接到一个显示器的周边上的一个驱动器电路上的电极互连。具体地，晶体三极管518代表一个在所属技术领域内称为倒置交错背沟道蚀刻薄膜晶体三极管的结构。这种特定晶体三极管的形成和功能的说明以及其他等等可以在文献中找到，譬如在Willem den Boer(Elsevier，阿姆斯特丹，2005)著的“有源矩阵液晶显示器”中。

晶体三极管518从一个不同的膜或者层的组构成，其制造工艺将参照图7-10更加详细地说明。具体地，晶体三极管518设置在一个孔径光阑层602的顶部。在该孔径光阑层的顶上放置一个第一介电体层604。晶体三极管518的要素包括一个第一导体层606、一个第二介电体层608、一个第一半导体层610、一个第二导体层612、一个第三介电体层614和一个第三导体层616。在所属技术领域内，该第一导体层还称为栅极金属层并且晶体三极管518称为底部栅极晶体三极管。在所属技术领域中，该第二导体层还称为对晶体三极管518的源极和漏极的连接器。在所属技术领域中，该第三导体层还称为电极或者接触金属。

半导体层610普遍地从非晶硅或者多晶硅形成。该非晶硅既可以用等离子加强的化学气相沉积(PECVD)也可以用热线沉积从诸如SiH₄之类的前体气体沉积。可以用在层610的其他半导体材料包括钻石样碳、Si、Ge、GaAs、CdTe或者其合金。形成该半导体层的其他技术包括低压化学气相沉积和喷溅。

半导体层610的顶表面用杂质掺杂以增加该非晶硅的电导率并且在该非晶硅与第二导体层612之间提供欧姆接触。典型地或用于非晶硅或用于多晶硅的增加电导率的掺杂物包括磷、砷、硼，或者铝。可以把这些掺杂物包括作为一个沉积步骤的部分，即通过在该PECVD腔中把掺杂物前体与SiH₄混合，或者以后借助于从一个掺杂物气体扩散或者通过离子植入来添加。

多个薄膜开关，譬如图6中所示的代表性的晶体三极管518，是用一个沉积、掩模和蚀刻步骤的序列来制造。形成薄膜开关，譬如晶体三极管518所需要原掩模和/或沉积步骤的数量可以在3和10之间变动。在此同时，用于形成该薄膜开关的该沉积、构图和蚀刻步骤也可以用于形成薄膜部件，譬如像素之间的阵列互连、电容器，或者用于形成到该显示器的周边上的驱动器芯片的电极接触。可以采用类似的和/或附加的工艺步骤形成MEMS快门显示器中的薄膜部件，例如形成薄膜开关与诸如孔径光阑层602的孔径光阑层之间的电连接，或者用于开关之间的电连接、阵列互连，和快门组件，譬如快门组件202或者快门组件504。

制造规程700

图7示出用于构成一个控制矩阵和相关联的快门组件的制造工艺或者规程700的一个例子。图7的规程700包括形成一种孔径光阑层的步骤，譬如形成孔径光阑层250或者孔径光阑层602。规程700还包括形成一种开关或者说晶体三极管的步骤，譬如形成晶体三极管210或者晶体三极管518的步骤。规程700还包括用于制造一种快门组件的步骤，譬如快门组件202或者快门组件504。下面相对于形成一种倒置、交错的背沟道蚀刻的晶体三极管，譬如晶体三极管518，说明图7的规程700。后文参照图9讨论可能适于简化工艺或者适于形成可供选择的替代薄膜开关和控制矩阵的对规程700的修改和可供选择的替代。

该规程700在步骤705以在一个基片上形成一个孔径光阑层602开始。孔径光阑层形成705包括清洁基片，该基片可以是玻璃或者塑料，接着沉积和蚀刻孔径光阑层602。步骤705的几个实施方案已经参照图4A和4B说明了。在某些情况下该孔径光阑层可以是复合的孔径光阑层譬如孔径光阑层452。

该规程700在步骤710继以沉积和蚀刻该第一介电体层，譬如介电体层604。适用的介电体材料包括，但是不限于，SiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃、TiO₂、HfO₂、Ta₂O₅，这些介电体材料可以或通过喷溅、蒸发，或通过化学气相沉积到0.1至2.0微米的数量级沉积。可以施加典型的光致抗蚀剂，如所属领域内所公知，然后经光掩模图形UV曝光，如在图5的布局中所示，并且最后显影成一种蚀刻掩模。在介电体层604的蚀刻完成以后或用一个含水的或基于溶剂的剥除剂成分或通过臭氧和/或等离子灰化去余留的光致抗蚀剂。可以用于构图第一介电体层604的蚀刻工艺包括RF或者DC等离子蚀刻、喷溅蚀刻或者湿化学蚀刻。

该规程700在步骤715继以沉积和蚀刻该第一导体层，譬如导体层606，适用的导体材料包括，但是不限于Al、Cu、Ag、Ni、Cr、Mo、W、Ti、Ta、Nd、Nb和其合金或者组合。所属领域内使用的一些典型的合金包括TiW、MoW、MoCr、AlNd、AlTa和AlCr。双层金属也可以用作第一导体层606。一些可以使用的双层金属包括在Al上的Cr、在Al上的Ta、在Ag上的Ta、在Al上的Ti或者在Al上的Mo。所属技术领域内还公知三层金属结构包括Cr/Al/Cr或Cr/Al/Ti或Ti/Al/Ti、Cr/Al/Ta、或者Cr/Ag/Ta。这些金属或者金属的组合可以通过DC或者RF喷溅、蒸发或者在某些情况下通过化学气相沉积施加。适合的厚度可以在0.1至1.0微米的范围内。对于构图第一导体层606，可以如所属领域内公知的那样施加典型的光致抗蚀剂并且通过光掩模图形曝光，如在图5的布局中所示。在该导体层的蚀刻完成以后或用一个含水的或基于溶剂的剥除剂成分或通过臭氧和/或等离子灰化去余留的光致抗蚀剂。可以用于构图该第一导体层的蚀刻工艺包括RF或者DC等离子蚀刻、喷溅蚀刻、反应性离子铣削和/或者湿化学蚀刻。

该规程700在步骤720继以沉积和蚀刻该第二介电体层，譬如介电体层608。适用的介电体材料包括，但是不限于，SiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃、TiO₂、HfO₂和Ta₂O₅，这些介电体材料可以或通过喷溅、蒸发，或通过化学气相沉积到0.1至2.0微米的数量级沉积。构图可以借助于典型的光致抗蚀剂达到，如所属领域内所公知，然后经光掩模图形曝光，如在图5的布局中所示。在该介电体层的蚀刻完成以后或用一个含水的或基于溶剂的剥除剂成分或通过臭氧和/或等离子灰化去余留的光致抗蚀剂。可以用于构图第二介电体层608的蚀刻工艺包括RF或者DC等离子蚀刻、喷溅蚀刻或者湿化学蚀刻。

该规程700在步骤725继以沉积和蚀刻该第一半导体层，譬如半导体层610。在250至350℃的沉积温度范围内用一个PECVD工艺沉积的非晶硅是在该步骤中施加的典型半导体材料。多晶硅是用于薄膜晶体三极管的一种可供选择的替代薄膜半导体材料，然而如在图9中所示，该多晶硅层典型地在一个以前的步骤中施加，或者说处于第一导体层606下方。对于倒置、交错的背沟道蚀刻晶体三极管518，沉积一个双层非晶硅。对于层610的第一部分，非晶硅无任何掺杂物地沉积到0.1至0.2微米的范围。层610的第二部分包括沉积浓n掺杂的非晶硅，典型地通过在PECVD腔中包括进PH3气体沉积。层610的第二部分或者说上部较薄，典型地在0.02至0.05微米的范围。非晶硅晶体三极管小岛的构图然后借助于所属领域内公知的光致抗蚀剂达到并且通过光掩模图形曝光，如在图5的布局中所示。在该半导体的蚀刻完成以后或用一个含水的或基于溶剂的剥除剂成分或通过等离子灰化去除余留的光致抗蚀剂。可以用于构图该半导体小岛的蚀刻工艺包括RF或者DC等离子蚀刻、喷溅蚀刻、反应性离子铣削和/或者湿化学蚀刻。

该规程700在步骤730继以沉积和蚀刻该第二导体层，譬如导体层612。适用的导体层材料包括，但是不限于Al、Cu、Ag、Au、Ni、Cr、Mo、W、Ti、Ta、Nd、Nb和其合金或者组合。所属领域内使用的一些典型的合金包括TiW、MoW、MoCr、AlNd、AlTa和AlCr。双层金属也可以用作该第二导体层。一些可以使用的双层金属包括在Al上的Cr、在Al上的Ta、在Ag上的Ta、在Al上的Ti或者在Al上的Mo。所属技术领域内还公知三层金属结构，包括Cr/Al/Cr或Cr/Al/Ti或Ti/Al/Ti、或Cr/Al/Ta、或者Cr/Ag/Ta。这些金属或者金属的组合可以通过DC或者RF喷溅、蒸发或者在某些情况下通过化学气相沉积施加。适合的厚度可以在0.1至1.0微米的范围内。对于构图第二导体层612，可以如所属领域内公知的那样施加典型的光致抗蚀剂并且通过光掩模图形曝光，如在图5的布局中所示。在第二导体层612的蚀刻完成以后或用一个含水的或基于溶剂的剥除剂成分或通过等离子灰化去余留的光致抗蚀剂。可以用于构图第二导体层612的蚀刻工艺包括RF或者DC等离子蚀刻、喷溅蚀刻、反应性离子铣削和/或者湿化学蚀刻。

该规程700在步骤735继以沉积和蚀刻该第三介电体层，譬如介电体层614。适用的介电体材料包括SiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃、TiO₂、HfO₂和Ta₂O₅，这些介电体材料可以或通过喷溅、蒸发，或通过化学气相沉积到0.2至2.0微米的数量级沉积。构图可以借助于典型的光致抗蚀剂达到，如所属领域内公知，然后经光掩模图形曝光，如在图5的布局中所示。在该介电体层的蚀刻完成以后或用一个含水的或基于溶剂的剥除剂成分或通过等离子灰化去余留的光致抗蚀剂。可以用于构图第三介电体层614的蚀刻工艺包括RF或者DC等离子蚀刻、喷溅蚀刻或者湿化学蚀刻。

该规程700在步骤740继以沉积和蚀刻该第三导体层，譬如导体层616，适用的导体层材料包括，但是不限于Al、Cu、Ag、Au、Ni、Cr、Mo、W、Ti、Ta、Nd、Nb和其合金或者组合。对于可以起一个接触层或者电极层作用的第三导体层616，可以采用其他的导电材料，譬如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、Al掺杂的氧化锡、氟掺杂的氧化锡、银合金和/或金合金。还可以使用为用作第二导体层612列举的其他合金、双层和/或三层。这些金属或者金属的组合可以通过DC或者RF喷溅、蒸发或者在某些情况下通过化学气相沉积施加。适合的厚度可以在0.1至1.0微米的范围内。对于构图第三导体层616，可以如所属领域内公知的那样施加典型的光致抗蚀剂并且通过光掩模图形曝光，如在图5的布局中所示。在第三导体层616的蚀刻完成以后或用一个含水的或基于溶剂的剥除剂成分或通过等离子灰化去余留的光致抗蚀剂。可以用于构图第三导体层616的蚀刻工艺包括RF或者DC等离子蚀刻、喷溅蚀刻和/或者湿化学蚀刻。

该规程700在步骤745继以沉积和构图该牺牲层，譬如下面在图8F中示出的牺牲层805。适用的牺牲层805包括诸如聚酰亚胺之类的聚合物、诸如SiO₂之类的介电体，或者软金属，譬如铜或者铝。在一些情况下该牺牲材料的构图通过如添加一层所属领域内所公知的光致抗蚀剂进行，然后经一个光掩模曝光并且显影该光致抗蚀剂以形成一个蚀刻掩模。可供牺牲材料使用的蚀刻工艺包括RF或者DC等离子蚀刻或者湿化学蚀刻。在一些情况下可以得到本身可以光定形的牺牲材料，意味着其图形可以通过直接对光掩模UV照射曝光建立，接着浸泡到一个显影化学药品浴或者喷淋显影化学制剂中。不论在两种情况下的哪一种，在牺牲层805中形成的图形都起接着形成快门层807的模子的作用。牺牲层805一直到规程700的步骤760才去除。可供使用的牺牲材料的其他的细节参照图12说明。

该规程700在步骤750继以沉积和构图该快门层，譬如图8G中所示的快门层807。用于其本身的适当的快门层材料包括，但是不限于，金属，譬如Al、Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Ta、Nb、Nd或其合金；介电体材料，譬如Al₂O₃、SiO₂、Ta₂O₅或者Si₃N₄；或者半导体材料，譬如钻石样碳、Si、Ge、GaAs、CdTe或者其合金。关于快门层807的优选的材料特性的进一步讨论可以参照图11。也可以采用快门层材料的分层的组合，如参照11所进一步地说明的那样。快门层807可以沉积到0.1微米至5微米范围的厚度。可以用于较厚的快门材料的沉积技术包括DC或者RF喷溅、化学气相沉积和/或蒸发。在一些情况下，可以在牺牲层805的暴露的表面上沉积一个导电的籽层以后用无电镀或者电镀从溶液沉积该快门材料。

该规程700在步骤755继以去除牺牲层805。该步骤也称为释放步骤，旨在从在其上曾经沉积了该快门层的模子释放该快门层，并且使得形成在快门层807中的元件能够自由运动，或者至少受其作动器和对基片的支撑点或者支承限制地运动。聚合物牺牲层805可以在一种氧等离子中去除，或者在一些情况下通过热解作用去除。某些无机牺牲层805(譬如SiO₂、Si、Cu或者Al)可以通过湿化学蚀刻和/或蒸发相蚀刻地去除。

该规程700在步骤760继以添加介电体涂层，譬如图8H中所示的介电体涂层。介电体涂层813可以以敷形方式施加，使得该快门和梁的所有底、顶和侧表面都均匀地被涂层。这样的薄膜可以通过热氧化和/或通过敷形地化学气相沉积诸如Al₂O₃、Cr₂O₃、SCr₂、TiO₂、HfO₂、V₂O₅、Nb₂O₅、Ta₂O₅、SiO₂、或者Si₃N₄之类的绝缘体，或者借助于原子层沉积类似的材料生成。介电体涂层813可以施加到10nm到1微米范围内的厚度。在一些情况下可以借助喷溅和蒸发在侧壁上沉积介电体涂层813。

该规程700在步骤765结束于清洁接触焊盘。因为在步骤760沉积的介电体涂层813均匀地涂覆所有表面，在显示器的周边的接触焊盘上去除介电体涂层813是有用的，在该显示器周边处需要对驱动器芯片或者电源电压造成电连接。在一个实施方案中，使用一种惰性气体譬如Ar的喷溅蚀刻足以从所有曝露的表面去除介电体涂层813。优选地在已经用到一个盖片(譬如分开的玻璃片)保护或者密封显示器的活性区域以后施用该喷溅蚀刻。该盖片防止喷溅蚀刻从该像素区域中的的任何快门组件去除介电体材料。

在步骤765避免了喷溅蚀刻的另一个实施方案中，可以预处理该显示器的周边上的所有接触区域，使得在步骤760施加的介电体涂层813不粘附到该接触区域并且因此不能够阻挡一种欧姆接触。这样一种无粘附预处理可以通过围绕该显示器的周边喷洒或者液体分送施用某些改变接触表面的化学反应性的成分达到。表面处理的例子包括具有化学组成CH₃(CH₂)_xSiCl₃(x是大于7而小于30的数)的三氯氢硅类、全氟辛基三氯氢硅(FOTS)和二甲基二氯硅烷(DMDCS)。可供选择的替代表面处理包括具有化学组成CH₃(CH₂)_xSH(x是大于7而小于30的数)的烷基硫醇类。如果在低温下进行沉积，通常低于200摄氏度，这样的预处理可以有效阻滞沉积某些介电体材料。这样的低温介电体沉积可以用原子层化学气相沉积达到。于是在步骤765的接触焊盘清洁就可以是简单的热处理、对UV照射曝光或者暴露于臭氧以从接触焊盘上去除有机材料。

在步骤765避免了喷溅蚀刻的另一个实施方案中，可以在规程700的步骤760沉积介电体材料以前用一种牺牲材料覆盖或者钝化该显示器的周边上的该接触区域。可以使用的牺牲材料的例子包括光致抗蚀剂、硅氧烷密封材料，或者聚二甲基硅氧烷(PDMS)。这些材料可以耐受在步骤760介电体沉积所要求的100至300℃范围内温度。可以使用一种喷嘴发送工具选择性地在该接触焊盘区域中沉积一种相对厚的这些材料层。

在后一个实施方案中，其中在介电体沉积以前已经用一种牺牲材料事先涂敷了该接触区域，规程700的步骤765含有去除该牺牲材料以及任何上方的介电体材料。在一些情况下去除该牺牲材料可以通过结合机械磨擦、湿化学或者溶剂溶解和/或氧等离子完成。在牺牲材料沉积成密封胶或者弹性体材料的粘附的厚(＞20微米)膜的情况中，可以用镊子或者捏钳简单地拉掉该牺牲材料。然后可以或用去污剂或用弱酸洗剂进一步清洁该接触焊盘。

应当理解规程700示出适用于形成一个控制矩阵，譬如控制矩阵500，的一个工艺序列，然而可以有许多其他的工艺序列。在一些情况下可以改变该步骤的顺序。例如，图9示出一种顶部栅极多晶硅薄膜晶体三极管的结构，其中半导体层610在第一介电体层604之后而在第一导体层606之前进行沉积。

还有其中取消规程700的某些步骤的控制矩阵的实施方案。例如图17示出其中取消了孔径光阑层602和第一介电体层604的一种控制矩阵，它们的功能由该控制矩阵中的其他层承担。在其他实施方案中可以取消第三导体层616。

还有一些实施方案，其中包括规程700的所有的层却取消了某些光掩模步骤和/或蚀刻步骤。例如，如果在该控制矩阵与孔径光阑层602之间不需要任何电连接，就可以取消第一介电体层604的构图和蚀刻。规程700包括每个介电体层604、608和614的光掩模和蚀刻步骤。总体上包括这些蚀刻步骤以形成该导体层之间的电连接或者渡通。可以在沉积每个介电体层后不需要渡通蚀刻步骤地造成类似的电连接。例如，在一些情况下，在步骤735建立的掩模和蚀刻步骤例如也可以用作蚀刻穿过下衬的介电体层以揭示下方导体层处的电连接，甚至对孔径光阑层602的电连接，而不需要此前的介电体掩模步骤的辅助。这些渡通组合的一些例子参照图19说明。

图8A至8H通过横剖视图表明可以如何逐步地使用图7的规程构成一个控制矩阵和相关联的快门组件。在图8A至8H中示出四个独立的结构。这四个结构示出好像它们在基片801上彼此相邻，然而这是用于图示的目的，从而可以给出一个公共的高度基准。给出横剖视标记譬如A-A`和B-B`使得读者可以通过把图8A至8H中的标记与图5B/5C中的相同标记相比较识别一个像素内的结构的适当的相对取向。图8A至8H表明如何构成一个晶体三极管，譬如带有相关联的电容器519的晶体三极管518或者晶体三极管210。在图8A至8H指代为晶体三极管518的该晶体三极管在事实上可以代表图5B/5C中所示的任何晶体三极管516、517、520、522或者527的横剖视。在图8A至8H中还示出如何制造一个代表性的MEMS快门组件，譬如带有相关联的孔径光阑孔543(或者孔径光阑孔254)的快门组件504(它类似于快门组件202)。还示出一个代表性驱动支撑点的制造，譬如驱动支撑点535的制造，该驱动支撑点类似于驱动支撑点148。

图8A示出在施用规程700的步骤705和710以后晶体三极管518、电容器519、驱动支撑点535和快门组件504的结构。在图8A中的结构包括一个孔径光阑层602和一个第一介电体层604。这两个层没有一个构图在该晶体三极管或者电容器下方。然而在快门组件504的区域中对孔径光阑层602施加一个光图形。在孔径光阑孔543的点位于孔径光阑层中造一个开口。还在孔径光阑层602中也造一些开口以电绝缘孔径光阑层602的将处于驱动梁537(示于图8E中)下面的区域。第一介电体层604沉积于孔径光阑层602的上方以后，允许它以覆盖层的方式保留在孔径光阑层602的顶部上方。

图8B示出在施用规程700的步骤715和720以后晶体三极管518、电容器519、驱动支撑点535和快门组件504的结构。图8B包括预存在层602和604。在步骤715沉积和构图第一导体层606。在晶体三极管518处构图第一导体层606以形成该栅极金属。在电容器519处构图第一导体层606以形成该电容器的上电极。电容器519的下电极由孔径光阑层602构成。对于驱动支撑点，允许保持该第一导体层保留原封不动，因为它将形成对驱动支撑点的电连接的部分。在快门组件504的区域中完全地蚀刻掉第一导体层606。在步骤720允许在图8B的所有结构上保留第二介电体608原封不动。

已经斜削了晶体三极管518和电容器519的上电极处的栅极金属的构图了的边缘。斜削了的边缘可有利于确保一个敷形涂层以沉积后续的介电体层并且有利于避免由于应力集中形成的介电体裂纹。介电体层中的裂纹可能导致导体层之间的漏电。

还可以使用在步骤715施加的光掩模把第一导体层606构图成任何数量的互连线，譬如图5B/5C中所示的扫描线互连506。

图8C示出在施用规程700的步骤725以后的晶体三极管518、电容器519、驱动支撑点535和快门组件504的结构。图8C包括预存在层602、604、606和608。在步骤725沉积和构图半导体层610。对于倒置、交错的背沟道蚀刻晶体三极管518，该半导体的沉积往往用两个步骤进行。首先沉积一个稍掺杂的非晶硅层，接着沉积一个掺杂的非晶硅层。然后把包括半导体层610的这两个层一起构图以形成“硅小岛”。往往斜削该硅小岛的边缘。通过光图形和蚀刻步骤从图8C中所示的所有其他结构中去除半导体层610。

图8D示出在施用规程700的步骤730以后的晶体三极管518、电容器519、驱动支撑点535和快门组件504的结构。图8D包括预存在层602、604、606、608和610。在步骤730沉积和构图第二导体层612以建立晶体三极管518的源极804a和漏极804b区域。对于图8中所示倒置、交错的背沟道蚀刻晶体三极管，在晶体三极管518的顶部的金属层612的器件之间形成的开口或者间隙决定穿过半导体层610的导电沟道的临界尺寸(长度和宽度)。用于把导体层612分开成源极和漏极区域804a和804b的蚀刻还持续进入该硅岛直到它穷尽上部区域或者半导体层610的掺杂的非晶硅部分为止。惟一保留在晶体三极管518的沟道区域中的非晶硅是不掺杂的或者稍掺杂的情况的。通过光图形和蚀刻步骤从图8D中所示的所有其他结构中去除第二导体层612。下衬的介电体层608形成构图和去除第二导体层612的部分的一种方便的蚀刻止档。

还可以使用在步骤730施加的光掩模把第二导体层612构图成任何数量的互连线，譬如图5B/5C中所示的数据开放互连508a或者预充电互连510。

图8E示出在施用规程700的步骤735和740以后的晶体三极管518、电容器519、驱动支撑点535和快门组件504的结构。图8E包括预存在层602、604、606、608、610和612。在步骤735沉积和构图第三介电体层614。第三介电体层614总体上起对显示器的后续处理和封装环境钝化或者保护晶体三极管518和电容器519的作用。然而在步骤735施用的介电体蚀刻步骤也已经用于去除在驱动支撑点535的区域中曾一直覆盖着第一导体层606和在快门组件504的区域中覆盖了孔径光阑层602的所有介电体材料。假定在所有前面的介电体沉积的步骤中使用类似的材料，在构图第三介电体层614中使用的蚀刻化学制剂可以蚀刻所有下衬的介电体层并且可以以良好的选择性要么止于玻璃基片801要么止于含金属层602或者606。在规程700的步骤740沉积第三导体层并且从图8所示的所有结构去除该第三导体层。供选择地允许第三导体层616保留在驱动支撑点535的区域中以辅助形成对该驱动支撑点的一种欧姆接触。

图8F示出在施用规程700的步骤745以后的晶体三极管518、电容器519、驱动支撑点535和快门组件504的结构。图8F包括预存在层602、604、606、608、610、612和614。在步骤745沉积和构图牺牲层805。在该图示的例子中，牺牲层中的图形只在该支撑点的附近才需要，譬如在驱动支撑点535附近，在此处将做成该快门组件对该基片的固附。

图8G示出在施用规程700的步骤750以后的晶体三极管518、电容器519、驱动支撑点535和快门组件504的结构。图8G包括预存在层602、604、606、608、610、612、614和805。在步骤750沉积和构图快门层807。快门材料将总体上平放，覆盖该牺牲材料的表面，并且还涂覆于步骤745在该牺牲层中构图的孔的侧部和底部，如在驱动支撑点535处所示。蚀刻进入快门层807中的图形将确定快门545，该快门在图8G中在一个阻断孔径光阑孔543的位置。蚀刻进快门层807中的图形还确定该快门组件的作动器梁，譬如顺性的负荷梁541或顺性的驱动梁537。从晶体三极管譬如晶体三极管518和电容器譬如电容器519的附近去除快门层807的材料。

图8H示出在施用规程700的步骤765以后的晶体三极管518、电容器519、驱动支撑点535和快门组件504的最终结构。在图8H中所示的结构包括孔径光阑层602、第一介电体层604、第一导体层606、第二介电体层608，第一半导体层610、第二导体层612、第三介电体层614，和快门层807。图8G中所示的结构在规程700的步骤755中去除了牺牲层805以后达到。图8G中所示的快门组件包括一个构图了的孔径光阑孔543、一个快门545，和两组顺性的作动器梁537和541。如在平面图，譬如图2、图3和图5B/5C中所示，顺性的负荷梁541把快门545机械地连接到一个快门支撑点、譬如快门支撑点539或者快门支撑点138。图8H中所示的结构在规程700的步骤755中去除了该牺牲层以后达到。还示出的是介电体涂层813，该介电体涂层在规程700的步骤760沉积在该快门组件的所有表面上。

应当理解可以有结构518、519、535和504的变例。图8H中示出电容器519为使用从孔径光阑层602和第一导体层606发出的电极。还可以用规程700通过使用其他金属层作电极建立类似的电容器。例如可以使用第一导体层606和第二导体层612，或者第三导体层电极形成电容器519。

图8H示出其中在快门层807与第一导体层606之间做电连接的一个驱动支撑点535。在其他实施方案中可以使用其中在较高的层面或者较低的层面之一建立电连接和机械连接的一种驱动支撑点。例如，使用规程700，可以把驱动支撑点建立成对孔径光阑层602或者对第三导体层616的一种直接连接。

图6至8使用倒置、交错的背沟道蚀刻的薄膜晶体三极管(TFT)的例子示出控制矩阵500的结构。然而，许多可供选择的薄膜开关结构在所属技术领域中公知并且可以用于提高基于MEMS的快门显示器。几个可供选择的替代开关示于图9中并且譬如说明在Willem den Boer(Elsevier，阿姆斯特丹，2005)著的“有源矩阵液晶显示器”的文字中。

图9A示出倒置、交错的背沟道蚀刻止档或者三层TFT901。图9B示出一个顶部栅极TFT903，通常使用多晶硅而不是非晶硅。图9C示出一种金属-绝缘体-金属(MIM)结构，往往称为薄膜二极管905。每个结构901、903和905含有某些具有与晶体三极管518(图6)中的那些相似的功能和相似的沉积/构图工艺。它们包括一个孔径光阑层902、一个第一介电体层904、一个第一导体层906、一个第二介电体层908、一个第二导体层912、一个第三介电体层914，和一个第三导体层916。

与晶体三极管518和工艺流程700相比较，蚀刻止档TFT901的工艺加以两个额外的层和一个额外的光掩模。该蚀刻止档TFT包括两个分开地沉积(而不是一个)的半导体层：一个本征的非晶硅层918和一个掺杂的非晶硅层920。蚀刻止档TFT901还加以一个附加的蚀刻止档介电体层922，该附加的蚀刻止档介电体层紧接着本征的非晶硅层918之后沉积。连续蚀刻止档TFT的工艺，蚀刻止档介电体层922典型地构图成该TFT顶部上方的一个小岛。接着沉积掺杂的非晶硅层920，并且然后把半导体层918和920都构图成一个硅小岛。接着沉积第二导体层912。把第二半导体层912构图/蚀刻成源极和漏极区域的工艺包括一个下衬的掺杂的非晶硅层920的蚀刻工艺。当蚀刻剂达到蚀刻止档介电体层922时该蚀刻工艺将自然地被停止，从而与规程700的步骤730的源极/漏极构图相比较，给与该工艺显著多的变化余地(不显著降低晶体三极管的性能)。用于第一和第二导体层906和912的材料在晶体三极管901与晶体三极管518之间类似，然而这些晶体三极管的开关特性类似。将在下面参照图10说明的渡通结构也大体上不受使用晶体三极管518还是晶体三极管901的结构的影响。

图9B示出一个共顶部低温多晶薄膜晶体三极管(LTPS-TFT)903的结构。与晶体三极管518(图6)和规程700相比较，该LTPS-TFT改变半导体层和第一导体层的次序和顺序。图9B包括一个紧接在第一介电体层904以后沉积的多晶硅层924。硅层924典型地沉积成一种非晶硅层并且然后在构图成一个硅小岛以前借助于受激激光退火转变成多晶硅。然后该多晶硅层的构图接着以覆盖层的方式沉积一个额外的层，即栅极绝缘层926。接着沉积和构图第一导体层906以形成栅极金属。接着或用离子植入、等离子浸渍，或通过离子淋浴掺杂技术用硼或磷之一掺杂该硅小岛的源极和漏极区域。(通过屏蔽栅极金属使得可以有源极和漏极的自对准掺杂。)接着把第二介电体层908沉积和构图成一组渡通开口，类似于下面参照图10说明的M1-M2渡通531。接着沉积和构图第二导体层912以形成对源极和漏极的连接。该工艺在类似于规程700中说明的序列中以层914和916完成。

层924中的多晶硅材料具有比非晶硅晶体三极管譬如晶体三极管518可得到的高得多的载流子活动性。结果，可以用LTPS驱动相似的电流和相似的开关速度，同时比对非晶硅晶体三极管所要求的显著地少的面积。因此使用高活动性、小面积LTPS晶体三极管使之能够在固定尺寸的基片内部构成有较小的像素、较紧密的节距并且因此有较高的分辨率格式的基于MEMS的快门显示器。

当对基于MEMS的快门显示器采用LTPS晶体三极管，譬如晶体三极管903时，可以对光图形和规程做其他有用的修改。例如，为了形成如在图10A-10F所示的Ap-M1渡通533以用于LTPS晶体三极管，譬如晶体三极管903，在渡通533的区域中去除多晶硅层924是适当的。还有在形成渡通533时，会正常地开放穿过第一介电体层604(步骤710，示于图10B中)的渡通的同样的光构图和蚀刻可以推迟到沉积栅极介电体层926以后。

所属技术领域内公知、但是在图9中没有示出的该薄膜晶体三极管的另一个普通的变例是该交错的顶部栅极非晶硅晶体三极管。在倒置交错的晶体三极管518(图6)的该进一步变例中，这两个导体层的作用颠倒了。第一导体层606用于形成对紧接着沉积在其上方的一个半导体层610的源极和漏极接触。第二导体层612用于形成该栅极结构。为了把基于MEMS的快门显示器适配于非晶的顶部栅极晶体三极管可以优选地把扫描线互连506构图进第二导体层612而不是第一导体层606。相反地，其他互连线，譬如数据开放互连508a或者预充电互连510可以优选地构图进第一导体层606。通过取消一些渡通譬如把某些晶体三极管连接到驱动支撑点535的M1-M2渡通531的需要，使用非晶的顶部栅极晶体三极管可以在像素内部节省一些空间。

图9C示出MIM薄膜二极管905的结构。与晶体三极管518(图6)比较，二极管905不包括任何半导体层。取而代之的是对第二介电体材料908一种特定的材料选择。对第二介电体材料908选择的材料Si₃N₄、Ta₂O₅或者钻石样碳，即具有捕获电荷能力的公知其性能或是泄露介电体或者介电体的材料。用于沉积这些材料的技术包括等离子辅助化学气相沉积(PECVD)、热线沉积，或者后续电化学阳极氧化的喷溅。

在工作中，MIM二极管905表现为一种可变电阻，与使用一个无源矩阵比较，该可变电阻可以帮助提高选择性、寻址和/或在大的像素阵列中可达到的对比度。用于形成渡通结构(参见下面的图10)的工艺可以稍加改动用于MIM二极管905。使用MIM二极管905作开关结构制造一个控制矩阵可以不太贵，因为这些开关可以少用一个沉积步骤、少一个光掩模来制造，并且与非晶硅晶体三极管518比具有更容易实现的构图尺寸。

薄膜开关901、903和905只是一个薄膜开关结构的许多可能的变例的三个例子。从以上列举的例子所属领域技术人员会理解可以有其他的变例。可以构成比以上示出或在规程700中列举的层数或多或少的类似结构或者包括对规程700内说明的步骤次序加以改变的类似结构。

图10A示出可以用作控制矩阵500的要素，尤其是用于辅助晶体三极管之间或者晶体三极管与该快门组件的支撑点之间的互连的几个渡通结构的横剖视图。图10A包括四个截然不同的类型的渡通结构。图10A包括M1-M2渡通531，这是把第一导体层606连接到第二导体层612的渡通。图10A包括Ap-M1渡通533，这是把孔径光阑层602连接到第一导体层606的渡通。图10A还示出快门支撑点539，该快门支撑点在快门545与控制矩阵500之间提供机械的和电的支承或者连接。图10A中的结构示出为好像它们在基片1001上彼此相邻，但是这仅仅是图示的目的，从而可以给出一个公共的高度基准。给出横剖视标记譬如E-E`或者F-F`从而读者可以把图10A至10F中的标记与图5B/5C中的相同标记相比较识别这些结构在该像素内部的位置关系。

图10A还示出经一个粘接焊盘1003的横剖视。粘接焊盘1003促进第一导体层606与可能围绕显示器的周边安装的驱动器芯片或者电压源之间的电连接。该粘接焊盘在图5B/5C中没有示出。

图10A中所示的每个渡通结构共同之处是都包括几个金属层和介电体层。这些渡通结构的每个都包括一个孔径光阑层602、一个第一介电体层604、一个第一导体层606、一个第二介电体层608、一个第二导体层612、一个第三介电体层614、一个第三导体层616，和一个快门层807。

图7中说明的规程700可以用于构成图10A中说明的渡通结构的每一个。制造工艺的逐步说明参照图10B-10F中的渡通结构示出。图10B-10F还示出包括在不同规程步骤施用的光掩模的典型设计方针。

图10B示出在施行规程700的步骤705和710之后的M1-M2渡通531、Ap-M1渡通533、快门支撑点539和粘接焊盘1003的结构。图10A中所示的渡通结构接受孔径光阑层602的覆层沉积和接着的第一介电体层604的覆层沉积。图10A中的渡通结构不需要在孔径光阑层602的步骤705进行任何构图。只有一个渡通结构，即Ap-M1渡通533要求在第一介电体步骤，即步骤710处的构图。在Ap-M1渡通的情况下，穿过第一介电体层604蚀刻一个渡通开口从而可以通过该Ap-M1渡通对孔径光阑层602做后续的电接触。该渡通孔的宽度典型地是2至30微米。该渡通孔典型地是正方形的尽管也可以有矩形的渡通。该第一介电体层的厚度典型地在0.1至2.0微米的范围内。

图10C示出在施行规程700的步骤715之后M1-M2渡通531、Ap-M1渡通533、快门支撑点539和粘接焊盘1003的结构。图10C包括预存在层602、604。当沉积时，第一导体层606完全地填充被开放在Ap-M1渡通533的第一介电体层中的渡通。优选的设计方针表明构图的金属沉积应当满出以前步骤中提供的渡通孔至少2微米。图10C还示出在沉积以后在快门支撑点539处完全地蚀刻掉第一导体层606以露出第一介电体层604。斜削第一导体层606的所有构图的边缘。可以用于第一导体层606中的金属的多数蚀刻剂对下衬的第一介电体层604有良好的选择性，从而金属蚀刻不会明显地侵蚀下衬的介电体层。优选的设计方针避免需要蚀刻一个金属层以停止下衬的金属层的情况。

图10D示出在施行规程700的步骤720、725和730之后M1-M2渡通531、Ap-M1渡通533、快门支撑点539和粘接焊盘1003的结构。图10D包括预存在层602、604、和606。步骤720用于沉积第二介电体层608，同时构图在该M1-M2结构531中开通一个渡通。覆盖(即不构图的)介电体允许保留在所有其他的渡通结构上。半导体层610不包括在图10A所示的任何渡通结构中。在步骤725从图10D中的每个结构蚀刻掉第一半导体610。在步骤730中允许该第二导体层完全地填充穿过第二介电体材料608蚀刻提供的M1-M2渡通531。从其他渡通的表面完全地去除第二导体层612，同时该金属蚀刻停止在所有下衬的介电体层上。

图10E示出在施行规程700的步骤735和740之后M1-M2渡通531、Ap-M1渡通533、快门支撑点539和粘接焊盘1003的结构。图10E包括预存在层602、604、606、608和612。步骤735的目的是使用第三介电体层614钝化和保护所有晶体三极管和互连材料的表面，如在M1-M2渡通531处和在Ap-M1渡通533处所示。第三导体层616不包括在内并且因此在工艺的步骤740从M1-M2渡通531和从Ap-M1渡通533完全地去掉。在快门支撑点539的区域中把第三介电体层614和第三导体层616两者都去掉。

图10E示出粘接焊盘1003的完成。粘接焊盘1003的用途是提供一个穿过第三介电体层614的渡通，旨在造成对显示器周边处的下衬导体层的电接触。粘接焊盘1003示出第三导体层616和第一导体层606之间的一种电渡通或者接触。在步骤735内进行的渡通蚀刻步骤不平常处在于它设计得穿过第三介电体层614和第二介电体层608两者蚀刻，并且在于它终止于任何下衬的金属上。在快门支撑点539的区域中，用于介电体层614和608的蚀刻将半途而不是完全地蚀刻进第一介电体层604。步骤740提供用于用第三导体层616填充粘接焊盘1003，构图该第三导体层以覆盖和钝化显示器周边上的该粘接焊盘。

图10F示出在施行规程700的步骤745和750之后M1-M2渡通531、Ap-M1渡通533、快门支撑点539和粘接焊盘1003的结构。图10F包括预存在层602、604、606、608、612、614和616。允许步骤745牺牲层805覆盖和钝化除快门支撑点539处之外的所有结构，该快门支撑点形成快门和负荷梁的机械固附。该牺牲层的细节将参照图12详述。步骤750包括快门材料的沉积和构图，将参照图12详述。

这些渡通结构的形成中的最终步骤阐述成规程700的步骤755——去掉牺牲层。步骤755完成以后就完成了所有渡通的最终结构，如在图10A中所示。

应当理解可以有其他的变例。比较图10A至图8H，可以看到在不同的金属层建立了快门支撑点和驱动支撑点：驱动支撑点535直接连接到第一导体层606，而快门支撑点539直接连接到孔径光阑层。还可以有其中该快门支撑点和该驱动支撑点固附到相同的金属层的实施方案，譬如固附到第一导体层606，该第一导体层可以降低快门组件504中的任何机械的高度差别。

在图8A-8H中或者在图10A-10E中没有示出的是互连线的形成，譬如扫描互连506、或者数据线互连508a或者预充电互连510的形成。应当理解，这些互连可以通过在控制矩阵500的任何导体层中，譬在如孔径光阑层602、第一导体层606、第二导体层608、第三导体层616或者在快门层807中建立适当的光图形在规程700内合理地建立这些互连。

图11示出根据一个基于MEMS的快门显示器的实施方案的复合快门组件1100的横剖视细节，该复合快门组件包括构成在基片1103和孔径光阑层1106上的快门1101、一个顺性的梁1102和一个支撑点结构1104。复合的快门组件的元件包括一个第一机械层1105、一个导体层1107、一个第二机械层1109和一个封装介电体1111。机械层1105或者1109的至少一个将被沉积到超过0.15微米的厚度，同时该机械层的一个或者两个都将包括该快门组件的主要的承载和机械作动构件。机械层1105和1109的待选材料包括但是不限于，金属譬如Al、Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Ta、Nb、Nd或者其合金；介电体材料譬如Al₂O₃、SiO₂、Ta₂O₅或者Si₃N₄；或者半导体材料，譬如钻石样碳、Si、Ge、GaAs、CdTe或者其合金。该层中的至少一个层，譬如导体层1107应该是电导体，以便承载电荷到作动元件上或承载电荷从作动元件离开。候选的材料包括，但不限于，Al、Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Ta、Nb、Nd或者其合金；或者半导体材料，譬如钻石样碳、Si、Ge、GaAs、CdTe或者其合金，尤其是当该半导体用磷、砷、硼或者铝之类的杂质掺杂时。图11示出该复合物的夹层构形，其中有相似厚度和机械特性的机械层1105和1109沉积在导体层1107的任一侧。这样一种夹层结构帮助确保沉积后余留的应力和/或由于温度变化施加的应力不作用引起快门组件1100的弯曲或者翘曲。

快门1101的薄膜堆栈中的材料的至少一种应当是一种光遮挡体，即在可见光光谱内是不透明的。如果在快门中机械层1105导体层1107两者之一中使用金属，它们将有效遮挡95％以上的入射光。半导体材料也可以是对可见光不透明的，尤其是在把它们提供得厚度超过0.5微米的情况下。

优选的是快门1101中的材料的至少一种是光吸收本，从而大体上吸收入射光而不是仅仅反射入射光。(许多金属将主要借助于反射而不是吸收遮挡光)。一些可以用于层1105、1107或者1109的金属合金尤其在吸收光上有效。这些合金包括，但是不限于MoCr、MoW、MoTi、MoTa、TiW和TiCr合金，在一些情况下这些合金吸收30％以上的入射光。半导体材料，譬如非晶或者多晶的Si、Ge、CdTe、InGaAs、胶态石墨(碳)和合金譬如SiGe也在吸收光上有效。

在一些实施方案中复合的快门组件1100中的层的次序可以颠倒，从而该夹层的外侧包括一个导体层而该夹层的内侧包括一个机械层。

如果希望进一步减少穿过快门1101的透射光量和/或增加光吸收量，可以对复合快门1101(图中未示出)的顶表面、底表面的任何一个添加或者对两个都添加附加的吸收涂层。一些在光吸收上有效的沉积的金属涂层包括但是不限于Ni、Cr、Ti、Zr及合金，譬如MoCr、MoW、MoTi、MoTa、TiW和TiCr。粗糙的金属涂层加强吸收性。这样的粗糙表面可以通过在高气压(超过20毫托的喷溅气体环境)下喷溅沉积产生。

用于快门组件1100的半导体涂层材料，譬如非晶或者多晶的Si、Ge、CdTe。InGaAs、胶态石墨(碳)和合金譬如SiGe也在吸收光上有效。用金属氧化物或者氮化物制造的涂层也可以在吸收光上有效，包括但是不限于CuO、NiO、Cr₂O₃、AgO、SnO、ZnO、TiO、Ta₂O₅、MoO₃、CrN、TiN或者TaN。如果以非化学计量法的方式——往往是通过喷溅或者蒸发——制备或者沉积该氧化物，尤其是该沉积工艺在点阵中产生一种氧或者氮的缺失，会提高这些氧化物或者氮化物的吸收。

金属陶瓷材料类也可有效地用作快门组件1100的吸收材料。金属陶瓷典型地由悬浮在氧化物或者氮化物基质中的小金属颗粒组成。例子包括在一种Cr₂O₃基质中的Cr颗粒或者在SiO₂基质中的Cr颗粒。其他悬浮在该基质中的金属颗粒可以是Ni、Ti、Au、Ag、Mo、Nb和碳。其他基质材料包括TiO₂、Ta₂O₅、Al₂O₃和Si₃N₄。

对于用光吸收材料涂覆快门组件1100的用途，还可以采用聚合物涂层或者包括光吸收染料的树脂。

还有可能在适当的薄膜材料之间使用摧毁性光干涉用多层吸收结构建立快门涂层。一个典型的实施方案涉及与有适当反射性的金属一起的一个氧化物或者氮化物局部反射层。该氧化物可以是一种金属氧化物例如CrO₂、TiO₂、Al₂O₃或SiO₂，或者是一种氮化物譬如Si₃N₄且该金属可以是适当的金属譬如Cr、Mo、Al、Ta、Ti。在一个实施方案中首先沉积该金属层，然后沉积该金属氧化物或者氮化物。如果该氧化层或氮化物层的厚度选择为大体上等于0.55微米除以该氧化物层的折射率的四分之一，上述两种情况下都可以优化双层的吸收性。

对于一些应用希望快门1101的一个表面是吸收而对置的表面是一种反射器。如果图11中的机械层1105或者1109的任何一个包括一种光滑金属，于是将得出相当的反射性。在其他的应用中可能希望尤其是对该快门的顶部或者底部两者之一添加反射的涂层。良好的反射涂层包括光滑沉积Al、Au、Ag、Cr、Ni、或者Nb，在许多情况下进一步地用氧化物或者介电体涂层。

快门组件1100包括一个封装介电体层1111。介电体涂层能够以敷形方式施加，使得该快门和梁的所有底、顶和侧表面都均匀地涂层。这样的薄膜可以通过热氧化和/或通过敷形地化学沉积诸如Al₂O₃、Cr₂O₃、TiO₂、HfO₂、V₂O₅、Nb₂O₅、Ta₂O₅、SiO₂、或者Si₃N₄之类的绝缘体，或者借助于原子层沉积沉积类似的材料生成。该介电体涂层可以施加到10nm到1微米范围内的厚度。在一些情况下可以借助喷溅和蒸发在侧壁上沉积介电体涂层。

图12A-12D示出构成快门组件1100的工艺，该快门组件包括在一个基片1103和孔径光阑层1106的顶部上的快门1101、一个顺性的梁1102和支撑点结构1104，该工艺开始于已经在一个玻璃基片上制造行和列金属化和供选择的TFT以后的点，例如从规程700的步骤745开始。

图12A示出根据本发明的一个示例性实施方案在形成快门组件1100的工艺中的一个第一步骤的横剖视图。如在图12A中所示，沉积和构图一个牺牲层1113。聚酰亚胺是一种优选的牺牲材料。其他可选择的牺牲材料包括聚合物材料，譬如聚酰胺、氟聚合物、苯并环丁烯、聚苯基奎诺希尔(polyphenylquinoxylene)、聚对亚苯基二甲基，或者聚降冰片烯。选择这些材料是因为其能够平整粗糙表面、在超过250℃的处理温度下保持机械完整性以及其在去除过程中易于蚀刻和/或热分解。可以在光致抗蚀剂中间找到可供选择的替代牺牲层：聚乙酸乙烯酯、聚乙烯(polyvinyl ethylene)以及酚醛树脂或者酚醛清漆树脂，尽管它们的使用典型地限于350℃以下。一个可供选择的替代牺牲层是SiO₂，只要其他的电子电路或者结构层耐受其去除用的氢氟酸溶剂(Si₃N₄是耐受的)就可以优先地去除它。另一个可供选择的替代牺牲层是硅，只要其他的电子电路或者结构层耐受其去除用的氟等离子或者XeF₂(多数金属和/或Si₃N₄是耐受的)就可以优先地去除它。另一个可供选择替代牺牲层是铝，只要其他的电子电路或者结构层耐受其去除用的强碱(浓NaOH)溶液(Cr、Ni、Mo、Ta和Si是耐受的)就可以优先地去除它。仍然还有另一个替代牺牲层是铜，只要其他的电子电路或者结构层耐受其去除用的硝酸或硫酸溶液(Cr、Ni和Si是耐受的)就可以优先地去除它。

接着构图牺牲层1113以曝露支撑点区域1104处的孔或者渡通。可以配制优选的聚酰亚胺材料和其他聚合物树脂以包括光敏剂——使得通过一个UV光掩模曝光的区域能够用一种显影溶液优先地去除。通过在用一个附加的光致抗蚀剂层涂覆该牺牲层、光构图该光致抗蚀剂并且最后用该光致抗蚀剂作蚀刻掩模可以构图其他牺牲层1113。可以通过用一种硬掩模涂覆该牺牲层构图其他牺牲层，该硬掩模可以是一薄层SiO₂或者金属，譬如铬。然后借助于光致抗蚀剂和湿化学蚀刻把一个光图形转变成该硬掩模。在该硬掩模中显影的图形能够非常耐受干化学、各向异性的或者等离子蚀刻，这些是可以用于在该牺牲层中给予非常深和窄的支撑点孔的技术。

在牺牲层中开放了支撑点1104或者渡通区域以后，可以或化学地或通过等离子的喷溅作用蚀刻曝露的和下衬的导电表面1114，以去除任何表面氧化层。这样一种接触蚀刻步骤可以改进下衬的导体与快门材料之间的欧姆接触。

在构图了该牺牲层以后可以或使用溶剂清洁或使用酸蚀刻去除任何光致抗蚀剂层或者硬掩模。

接着，如在图12B中所示，在构成快门组件1100的工艺中沉积快门材料。快门组件1100由多个薄膜1105、1107和1109组成。在一个优选的实施方案中第一机械层1105是一个首先沉积的非晶硅层，接着是一个包括铝的导体层1107、接着是一个非晶硅的第二层1109。用于快门材料1105、1107和1109的沉积温度低于牺牲材料发生物理退化的温度。例如，公知聚酰亚胺在高于400℃的温度分解。从而可以在低于400℃的温度沉积快门材料1105、1107和1109，从而使得能够用聚酰亚胺作牺牲材料。氢化的非晶硅可以用作层1105和109的有用的机械材料，因为可以在250到350℃的温度范围内借助于等离子辅助化学气相沉积(PECVD)从硅烷气体，以相对无应力的状态，生成到0.15至3微米的厚度范围。用磷杂环戊二烯气体(PH3)作掺杂物，从而可以生成低于1欧姆-cm的电阻率的非晶硅。在可供选择的替代实施方案中可以使用类似的PECVD技术沉积Si₃N₄、富硅Si₃N₄，或者SiO₂材料作为机械层1105，或者用于为机械层1105沉积钻石样碳、Ge、SiGe、CdTe、或者其他半导体材料。PECVD沉积技术的一个优点是该沉积可以是相当敷形的，就是说，它可以涂覆各种倾斜的表面或者狭窄的渡通孔的内表面。即使切割进该牺牲材料的支撑点或者渡通孔存在几乎竖直的侧壁，PECVD技术也可以在支撑点的底部和顶部水平表面之间提供连续的涂层。

除了PECVD技术以外可以有用于生成快门层1105或者1109的可供选择的替代技术包括RE或者DC喷溅、金属有机物化学气相沉积、蒸发、电镀或者无电镀。

对于导体层1107，优选金属薄膜譬如Al，尽管可以替代地选择譬如Cu、Ni、Mo或者Ta之类。包括这样一种导电材料用于两个目的。它降低该快门材料的总片电阻并且它帮助遮挡穿过快门材料的可见光通路。(如果生成为不到2微米的厚度，非晶硅可以在一定的程度透射可见光。)可以或通过喷溅，或以一种较敷形的方式通过化学气相沉积技术、电镀或者无电镀沉积该导电材料。

构成快门组件1100的工艺在图12C中继续。在牺牲层1113还在晶片上时光掩模和蚀刻快门层1105、1107和1109。首先施加一种光致抗蚀剂材料，然后通过一个光掩模曝光，并且然后显影以形成一种蚀刻掩模。然后可以在氟基等离子化学制剂中蚀刻非晶硅、氮化硅和氧化硅。可以用HF湿化学制剂蚀刻SiO₂机械层；并且既可以用化学制剂也可以用氯基等离子化学制剂蚀刻导体层中任何金属。

在图12C通过光掩模施加的图形形状影响快门组件1100的作动器和快门中的机械特性，譬如硬度、顺性，以及电压响应。快门组件1100包括一个顺性的梁1102，在图中用剖视示出。把顺性的梁1102造型得宽度小于该快门材料的总高度或者厚度。优选的是保持一种至少1.4∶1的梁尺寸比，以梁1102高于或者厚于其宽度。

构成快门组件1100的工艺继续如在图12D中所示。去除牺牲层1113，这从基片1103游离出所有的运动部分，只有支撑点处例外。优选的是用一种氧等离子去除聚酰亚胺牺牲材料。还可以用一种氧等离子，或者在一些情况下通过热解去除用于牺牲层1113的其他聚合物材料。一些牺牲层1113(譬如SiO₂)可以通过湿化学蚀刻或者通过蒸发相蚀刻去除。

在图12D中没有示出但是在图11中示出的一个最终工艺中，在快门的所有暴露表面上沉积一个介电体涂层1111。可以以敷形的方式施加介电体涂层1111，从而使用化学气相沉积均匀地涂覆快门1101和梁1102的所有底部、顶部和侧部表面。Al₂O₃是层1111的一种优选的介电体涂层，该层用原子层沉积沉积到10至30纳米范围的厚度。

最后，可以至所有快门1101和梁1102的表面施加抗静磨擦涂层。这些涂层防止一个作动器的两个独立梁之间的不利的静磨擦或者粘附。可应用的涂层包括碳膜(石墨的和钻石样的两者均可)以及氟聚合物，和/或低蒸发压润滑剂。这些涂层既可以通过暴露于一种分子蒸气也可以借助于化学气相沉积通过分解一种前体成分施加。抗静磨擦涂层还可以通过化学改变快门表面产生，如氟化、硅烷化、硅氧化或者氢化绝缘表面。

美国专利申请11/251,035号说明了数个可以用于快门组件和作动器的设计。一类可以用在基于MEMS的快门显示器中的适当的作动器包括控制横向于显示基片或者在显示基片平面内的运动用的顺性的作动器梁。该作动器梁越顺性，驱动这样的快门组件的作动器所需要的电压就越降低。如果把该梁造型得优选地相对平面外运动优先或者促进平面内运动，那么也提高作动运动的控制。在一个优选的设计中该顺性的作动器梁具有矩形横剖视，譬如图12C的梁1102，使得该梁高于或者厚于它们的宽度。

一个相对于一个平面中的曲率的长的矩形梁的硬度与该平面中该梁中的最薄的尺寸的比达到三次幂。因此所关注的是尽可能地减少该顺性的梁的宽度以降低平面内运动的作动电压。然而，使用图11和12的构图技术，该梁的宽度却限于可得到的(并且经济的)光刻设备的分辨率。尽管可以购买到在光致抗蚀剂确定窄到15纳米的零件的图形的光刻设备，这样的设备却昂贵，并且单次曝光可构图的面积有限。对于在大的玻璃板上经济的光刻，该分辨率限度较典型的是1微米或者2微米。

图13A-13D是各个建构阶段中的快门组件1300的等比例图示。在一起它们示出可以以相当低于大玻璃板的常规光刻极限的尺寸生产非常窄的梁的一种工艺方法。具体地，图13A-13D示出用之把快门组件1300顺性的梁形成为牺牲材料制造的一个模子上的侧壁零件的一种工艺。图13A-13D还示出如何可以把一个三维的模子用于制造一种有较复杂的三维(即非平坦的)形状的一种快门组件1300。

如在图13A中所示，形成带有侧壁梁的快门组件1300的工艺开始于沉积和构图一个第一牺牲材料1301。在该第一牺牲材料中确定的图形建立开口或者渡通1302，在其中最终形成该快门的支撑点。第一牺牲材料1301的沉积和构图与参照图7、图8和图12说明的沉积和构图在概念上类似，并且使用类似的材料。

形成侧壁梁的工艺开始于沉积和构图一个第二牺牲材料1305。图13B示出在构图第二牺牲材料1305以后建立的一个模子1303的形状。模子1303还包括带有以前确定的渡通1302的第一牺牲材料1301。图13B中的模子1303包括两个截然不同的水平层面：模子1303的底部水平层面1308由第一牺牲层1301的顶部表面建立并且可以容纳在已经蚀刻掉第二牺牲层1305的那些区域内。模子1303的顶部水平层面1310由第二牺牲层1305的顶部表面建立。在图13B中示出的模子1303还包括大体上竖直的侧壁1309。

形成侧壁梁的工艺继续于在牺牲材料1303的所有暴露的表面上沉积和构图快门材料，如在图13C中所示。该快门材料沉积得有不到约2微米的厚度。在一些实施方案中，该快门材料沉积得有不到约1.5微米的厚度。在另一些实施方案中，该快门材料沉积得有不到约1.0微米的厚度，并且薄到约0.15微米。在沉积以后，构图该快门材料(这可以是一种如参照图11说明的复合快门)，如在图13C中所示。显影进该光致抗蚀剂中的图形设计得使该快门材料保留在快门1312的区域中以及在支撑点1314处。

为在图13C中所示的所属技术领域内公知为各向异性蚀刻步骤所用的蚀刻工艺还选择特定的设备和化学制剂。该快门材料的各向异性蚀刻在一种等离子空气环境中进行，且对该基片或者该基片近端的一个电极加以一个电压偏置。加以偏压的基片(以电场垂直到该基片的表面)导致以接近垂直于该基片的角度朝向基片加速离子。这样加速的离子，与蚀刻化学制剂相关联，导致沿正交于该基片的平面的方向比沿平行于该基片的方向快得多的蚀刻速度。因此，实质上消除了在受该光致抗蚀剂保护的区域中快门材料的下切割蚀刻。沿着大体上平行于该受加速的离子的轨迹的该模子1303的侧壁表面1309，还实质上保护了快门材料不受该各向异性蚀刻。这样受保护的侧壁快门材料将在此后形成支承快门1312的顺性的梁1316。沿该模子的其他(非光致抗蚀剂保护的)水平表面，譬如顶部水平表面1310或者底部水平表面1308，该快门材料完全被该蚀刻去除了。

只要施加了该基片的或者该基片的靠紧近端中的一个电极的偏置供电，就既可在一个RF的也可以在DC的等离子蚀刻装置中达到用于形成侧壁梁的各向异性蚀刻。对于RF等离子蚀刻的情况，通过从激励电路的接地板上断开基片持定件的连接从而让基片电位浮在该等离子中就可以得到一种等效自偏置。在一个实施方案中可以提供一种蚀刻气体譬如CHF₃、C₄F₈或者CHCl₃，其中在蚀刻气体中既构成碳也构成氢和/或既构成碳也构成氟。当与一种还是通过基片的电压偏置达到的定向的等离子相关联时，释放的C、H和/或F原子可以迁移到侧壁1309上，在该侧壁处它们构成钝性的或者说保护性的准聚合物涂层。该准聚合物涂层进一步保护侧壁梁1316不受蚀刻或者化学侵蚀。

形成侧壁梁的工艺完成于去除第二牺牲层1305和第一牺牲层1301的残余，其结果示于图13D中。沉积在模子1303的侧壁1309上的材料保留成顺性的梁1316。顺性的梁1316机械地把支撑点1314连接到快门1312上。该支撑点连接到一个孔径光阑层1325上。顺性的梁1316高且窄。从模子1303的表面形成，侧壁梁1316宽度与沉积的快门材料的厚度相似。在一些情况下在1316处的梁宽度将与1312处水平的快门材料的厚度相同，在其他情况下该梁宽度将仅约快门材料厚度的1/2。侧壁梁1316的高度由第二牺牲材料1305的厚度决定，换言之，由参照图13B说明的构图步骤过程中建立的模子1303的深度决定。只要所沉积的快门材料的厚度选择得不到2微米(对于许多应用0.2到2.0微米的厚度范围是适当的)，图13A-13D中所示的方法非常适于生产非常狭窄的梁。常规的光刻把图13A、13B和13C中所示的构图的零件限制到大得多的尺寸，例如允许最小分辨的零件不小于2微米或者5微米。

图13D示出一个用上述工艺形成的快门组件1300的等比例图，该工艺得到有高纵横比的横剖视的顺性的梁。例如，只要该第二牺牲层的厚度大于该快门材料的厚度的4倍，得到到梁高与梁宽的比将会产生到一个相似的比例，即大于4。

以上图中没有示出但是被包括成导致图13C的工艺的部分的一个选项步骤涉及等比例蚀刻侧壁梁1316以分开或者脱离开沿模子1303的侧壁形成的梁。例如，通过使用一种等比例蚀刻已经在点1324处从该侧壁去除了该快门材料。等比例蚀刻是一种沿所有方向其蚀刻速度都相同的蚀刻，从而不再保护诸如点1324之类的区域中的侧壁材料。只要不在该基片上加一个偏置电压就可以在典型的等离子蚀刻设备中完成该等比例蚀刻。还可以使用湿化学蚀刻技术或者蒸发相蚀刻技术达到等比例蚀刻。在点1324处的梁分离通过一个截然不同序列的光致抗蚀剂分布、构图和蚀刻达到。在该情况下光致抗蚀剂图形设计用于保护侧壁梁1316不受等比例蚀刻化学制剂但是在点1324处暴露该侧壁梁。

为了保护模子1303的侧壁1309上沉积的快门材料并且为了产生大体上均匀横剖视的侧壁梁1316，要遵循一些特定的工艺准则。例如在图13B中，可以把侧壁1309做得尽可能地竖直。在侧壁1309上的倾斜和/或暴露的表面会对各向异性蚀刻敏感。如果也以各向异性的方式进行图13B处的构图步骤，即第二牺牲材料1305的构图，就可以产生竖直的侧壁1309。结合第二牺牲层1305的构图使用附加的光致抗蚀剂涂层或者一种硬掩模(见参照图12A的讨论)使之能够在各向异性蚀刻第二牺牲材料1305时采用进取性的等离子和/或高基片偏置而不担心过度损耗光致抗蚀剂。只要在UV曝光过程小心控制焦点深度并且在最后硬化阻蚀剂的过程中避免过度的收缩还可以在可照像成型的牺牲材料中产生竖直的侧壁1309。

在侧壁梁处理过程可能有帮助的另一个工艺准则是快门材料沉积的敷形性。模子1303的表面优选地覆盖以相似厚度的快门材料，不论这些表面的方向是竖直的还是水平的。当用一种化学气相沉积技术(CVD)沉积时可以达到这种敷形性。具体地可以采用以下的敷形技术：等离子加强化学气相沉积(PECVD)、低压化学气相沉积(LPECVD)，和原子层或者自限制层沉积(ALD)。在上述CVD技术中可以通过在与暴露于一个定向的源原子流的表面相对置的一个表面上的反应速度限制该薄膜的生长速度。在这样的敷形沉积技术中，生成在竖直表面上的材料的厚度优选地至少是生成在水平表面上的材料的厚度的50％。作为可供选择的替代方案，只要在镀层前设有均匀地涂覆所有表面的一个金属籽层，就可以通过无电镀或者电镀从溶液敷形地沉积该快门材料。

图13D中示出的快门组件1300具有平行于基片表面设置的平坦元件，例如快门1312，以及垂直于该基片表面设置的元件，例如顺性的梁1316。还可以使用敷形沉积和各向异性蚀刻的技术产生具有一个三维的、折叠的或者皱纹形的方面的快门组件。以此方式，即使用沉积0.5微米的厚度构成快门1312，也可以通过适当地设计一种皱纹状的盒子和/或具有三维联接的表面把结构做得非常硬且轻巧。

形成快门组件1300的工艺的另一个有用的变例涉及形成有不平衡应力的梁。例如，顺性的梁1316可以用两种不同材料的层板形成。在该层板中的应力状态可以得出该梁的自发的弯曲。例如，快门组件1300可以包括分开的负荷梁和驱动梁，譬如图1B中所示的负荷梁136和驱动梁146。在去除牺牲模子材料譬如第一和第二牺牲层1301和1305以后，具有不平衡的应力的该分开的顺性的梁可以彼此相向弯曲直到它们触碰为止。这种负荷梁与驱动梁之间的接触可以降低作动所要求的电压。

形成叠层梁可以有利地导致不平衡的应力。例如，如果叠层梁的一个表面受张应力而另一个表面受压应力，于是该梁将沿一种降低该应力的方向弯曲——以压缩的表面出现在弯曲的外侧。在一些情况下该不平衡的应力可以源于生长应力，通常是由于两个不同的材料之间的点阵不匹配引起的应力或者从颗粒的柱形生长产生的应力。在其他的情况下不平衡的应力源于两种材料之间的热膨胀系数差——从而材料在从其生长温度冷却以后在该层板中诱发不对称的应力分布。

在有不平衡应力的一个叠层梁的实施方案中，可以用非晶硅或者用复合非晶硅与铝形成该快门材料，如参照图11所说明。然而，在从快门组件1300去除牺牲材料以前，在梁1316的暴露的表面上沉积一个附加的介电体材料涂层，譬如SiO₂或者Si₃N₄。还与模子材料1305接触的梁表面将不涂覆介电体——因此该层板的应力状态将是不平衡的。如果以一种张应力的状态沉积该介电体材料，或者如果快门材料在其与介电体材料的界面处于一种张应力的状态，于是在去除牺牲材料1316以后该侧壁梁将弯曲并且彼此发生接触。在该层板中使用介电体材料帮助确保作动器梁之间的机械接触，而不形成一种电接触或者短路。

除了以上对侧壁梁说明的方法以外，还有在快门组件中产生顺性的梁的其他的方法，在此宽度大体上成为2微米以下或者大体上低于实际光刻限度。在一个这样的技术中，取代于在一个模子1303的顶部1310和竖直的侧面1309上以敷形的方式沉积该快门材料，还可以采用只有一个薄金属籽层的侧壁工艺。在各向异性蚀刻了该籽层以后，可以把该金属籽层用作电镀一个较厚的快门材料的基质。在此情况下不需要在全表面上敷形地沉积该快门材料，只需要在模子1303的侧壁1309上连续电镀该籽层，接着进行各向异性蚀刻。

另一种形成狭窄的顺性的梁的方法示于图14A中，该方法利用一个第三牺牲层1402。在该方法的第一步骤中，在一个层1401上沉积一个第二牺牲模子材料1404。层1401可以是一个导体层的部分或者它可以是一种第一牺牲层。接着在一个第二牺牲模子材料1404中构图一个相对宽的沟槽1403(大概在宽度上是3至5微米)。接着在第二牺牲材料1404的顶部沉积第三牺牲材料1402。以敷形的方式沉积该第三牺牲材料，从而它以相似的厚度既覆盖竖直的表面也覆盖水平的表面，这有窄化该沟槽宽度的作用。在图示的例子中如果以1至1.5微米范围的厚度在侧壁上沉积该第三牺牲材料，那么余留的沟槽的宽度将为2微米或者以下。第四，一种快门材料1406沉积进第三牺牲材料1402形成的余留的沟槽中。最后，或借助于湿蚀刻或借助于等离子蚀刻把第二和第三牺牲材料1402和1404两者都去除，留下一个狭窄的悬挂的梁。

有几个可以用于形成第三牺牲层1402的方法。如果把SiO₂用作牺牲层1402，可以借助于等离子加强的沉积或者低压化学气相沉积来沉积SiO₂。作为可供选择的替代方案可以通过分子蒸发把二对二甲苯(di-para-xylylene)——也称为聚对亚苯基二甲基或者聚对亚苯基二甲基C沉积为第三个且敷形的牺牲层1402。并且，最后，可以通过无电镀或者电镀从溶液沉积牺牲层1402。在该电镀工艺中首先通过蒸发或者喷溅在该模子的暴露的表面上沉积一个金属籽层。然后通过电镀生成一个较厚的牺牲金属涂层(譬如Ni或者Cu)。

另一种狭窄梁形成的方法示于图14B中。在该情况下在一个牺牲材料中蚀刻进一个沟槽的形状的窄模子。蚀刻的该沟槽的宽度窄于印在光掩模上的沟槽的宽度，这是一种通过在阻蚀处理的曝光和显影步骤之间在上方的光致抗蚀剂层中发生的形状变化达到的窄缩。在该工艺中，在一个层1407上沉积和硬化一个第一牺牲层1408，并且然后在牺牲层1408的顶部沉积一个相对厚(2微米)的光致抗蚀剂1410。在光致抗蚀剂1410中形成一个沟槽1411。接着作为一个烘烤或者硬化步骤的一部分，把该光致抗蚀剂加热到超过130摄氏度的温度，在此温度下该光致抗蚀剂开始松弛或者流动。原先显影在阻蚀剂中的光图形的陡直的侧壁然后趋于塌陷，把该光致抗蚀剂的边缘彼此相向移动，并且形成一个有更窄的尺寸1412的间隙。在接着的步骤中，把该光致抗蚀剂中的该狭窄的图形1412转移到牺牲材料1408中，借助于一个蚀刻步骤建立一个沟槽1414并且去除该光致抗蚀剂。第五，用快门材料填充该牺牲材料中的狭窄的沟槽1414，并且最后去除该牺牲材料以露出一个狭窄的悬挂的梁。

另一种形成狭窄的顺性的梁的方法涉及基于氧化该梁材料的削薄技术。在该方法中，首先根据参照图11和图12说明的直接制法光构图基本宽度(例如3-5微米)的梁。其次去除该牺牲材料以暴露一个相对宽的梁。再次，如果该梁材料由可氧化的材料组成，譬如Si、Cu、Ni、Ti或者Ta组成，然后就氧化该梁使得其一半以上的体积由硅或者金属氧化物占据而不是由硅或者金属占据。并且最后蚀刻掉该氧化材料曝露大体上窄于原来梁的一个金属梁。几种方法可以用于这样的氧化：在一个炉子内热氧化，与高pH溶液反应，和/或可以在一个电化学浴中进行的阳极氧化。

另一种形成窄顺性的梁的方法涉及一种受控的该梁材料的等比例蚀刻。在该方法中，首先根据参照图11和图12说明的直接制法光构图基本宽度(例如3-5微米)的梁。然而，在该方法中，该梁的蚀刻按两个步骤进行。首先施加一种各向异性蚀刻以向下到该层的底部蚀刻该快门材料，清除该梁两侧之一的上的区域。然后，其次施加一个有窄缩该梁作用的附加的等比例蚀刻。必须注意提供一种均匀的等比例的蚀刻速度，因为该蚀刻只有在一个预设的时间间期以后从该蚀刻媒介取出才停止。非均匀的蚀刻速率会导致跨显示装置对角不均匀的梁宽度。

另一种形成窄顺性的梁的方法从削薄技术起遵循以上列举的方法，然而使用该削薄技术形成一个狭窄的硬掩模而不是该梁本身。可以由金属、氧化物或者聚合物组成。可以氧化或者蚀刻该硬掩模以形成梁和显著地窄于常规的光刻极限的梁宽度。如果硬掩模形成在该快门材料的顶部上，该硬掩模然后就可以保护该快门材料的一个狭窄的梁，因为要用一种各向异性蚀刻接着蚀刻该快门材料。

图15示出一种替代的快门组件1500。快门组件1500是其中充分利用该侧壁梁的方法以提高强度厚度比的一种结构的例子。快门组件1500包括一个孔径光阑层1501、一个快门支撑点1503、顺性的梁1505和一个快门1507，它们构成在一个基片1509上。与图13D中所示的快门组件1300相比较，快门1507不是平坦的，而是包括其他的侧壁结构1511。

这些侧壁结构1511可以用一种与参照图13A-13D说明的形成顺性的梁1505的工艺非常相似的工艺形成。该工艺包括沉积一个第一牺牲层和一个第二牺牲层，包括把两种牺牲材料都构图以形成一种既有底部表面也有壁部表面的模子。接着在该模子的底部和壁部上沉积快门材料并且然后借助于一种各向异性蚀刻构图。在去除该牺牲材料以后，可以得出一种快门组件，譬如快门组件1500。

侧壁结构1511用快门1507的同样的材料形成并且沿快门1507的周边的相当的部分连接到快门上。因此快门1507具有一个三维的方位，从而在从基片的平面弯曲出的方面它的有效厚度显著地厚于所沉积的快门材料的厚度。就是说，快门1507既包括水平的表面也包括竖直的侧壁表面，并且在弯曲方面的有效厚度显著地厚于简单地经该快门的一个水平剖视测量的厚度。

图16用横剖视示出一种可供选择的替代的快门组件1600。快门组件1600是具有非常窄的梁1601的快门组件的另一个例子，其中可以用显著地低于常规的光刻极限的临界尺寸形成顺性的梁。除了顺性的梁1601以外，快门组件1600包括制造在一个基片1607上的一个快门支撑点1603和一个快门1605。图16还是其中快门1605包括侧壁1608以在从该基片的平面弯出的方面提高其硬度的一种快门组件的例子。图16还是其中快门1605用与制造顺性的梁1601的材料不同的材料组成的一种快门组件的例子。

一种形成一个快门组件1600的方法进行如下。在一个基片上沉积和构图一个第一牺牲层。接着在该第一牺牲材料的顶部沉积和构图一个快门层材料1609。该工艺与参照规程700的步骤745和750说明并且最后参照图11和12A-12D讨论的工艺相似。接着在快门材料1609的顶部沉积和构图一个第二牺牲层。构图该第二牺牲材料以形成一个既有底部表面也有侧壁表面的模子。为了图示的目的，一个示例的模子的水平表面的位置由图16中虚线1610代表。在多个区域中，在构图第二牺牲材料以后，该牺牲模子的底部将暴露并且由快门层材料1609构成。接着在该模子的底部和侧壁上沉积一个梁材料1611。在多个区域中，尤其在该侧壁的基部，将使该梁材料接触到并且变得粘接到快门层材料1609。接着施加一种各向异性蚀刻，该各向异性蚀刻具有或者蚀刻梁材料1161或快门层材料1609两者之一或者既蚀刻梁材料1161也蚀刻快门层材料1609的能力，尤其是在这些材料沿该模子的或顶部或底部暴露处。接着借助于一个蚀刻步骤把第一和第二牺牲材料双方都去除，以露出一个释放了的结构譬如快门组件1600。并且，最后可以施加一种介电体涂层，譬如图11中所示的介电体涂层1111。

快门组件1600包括相对于其他的快门组件1100或者1300的优点。快门组件1600允许分别为快门组件1605和顺性的梁1601使用不同的材料。例如快门1605可以由对可见光不透明的和/或吸收的材料组成，而顺性的梁1601可以用弹性的且耐受折断的材料形成。例如快门1605可以用一种金属材料形成而梁1601可以用非晶硅或者多晶硅形成或者用氧化硅或氮化硅形成。或者，例如，快门1605可以用分层的材料形成，如参照图4中的孔径光阑材料所说明，而梁1601可以或用金属材料(例如电镀的)或用沉积的Si、SiO₂或SiN₄形成。一些材料，譬如导电的覆层或者金属粘附层，可以用作梁材料1611或快门层材料1609两者之一的成分或者既用作梁材料1611材料也用作快门层材料1609的成分。

图17示出经过适用于包括进显示装置100中以寻址一个像素阵列的另一种控制矩阵1700中的一些结构的一个横剖视。控制矩阵1700包括一种构成在基片1702上的倒置交错背沟道蚀刻薄膜晶体三极管1701，该薄膜晶体三极管类似于晶体三极管518。该控制矩阵还包括一个快门1703、顺性的梁1705、一个驱动支撑点1707和一个快门支撑点1708。该控制矩阵还包括一个孔径光阑孔1709。该控制矩阵包括以下的层：一个第一导体层1711、一个第一介电体层1713、一个第一半导体层1715、一个第二导体层1717、一个第二介电体层1719和一个第三导体层1721，和一个快门层1723。与前文说明的控制矩阵200和500相反控制矩阵1700不包括一个分开的孔径光阑层，譬如孔径光阑层250或者孔径光阑层602。因此可以比控制矩阵200或者500更便宜地制造控制矩阵1700。

在控制矩阵1700中形成孔径光阑孔1709的功能通过形成在第二导体层1717中的图形完成。允许第二导体层1717以覆层的方式保留在除孔径光阑孔的区域中以外的该快门组件的大部分下。第二导体层可以用数个金属形成，该数个金属还起反射镜的作用。从该第二导体金属，例如在区域1725和1727反射的光可以返回到背光并且因此提高背光的效率。

在控制矩阵1700中，薄膜晶体三极管1701与驱动支撑点1707之间的电连接通过第二导体层1717建立。第一导体层1711与快门支撑点1708之间的电连接借助于一个用第三导体层1721形成的条带造成。对于图17中所示的实施方案，既不需要M1-M2渡通，譬如渡通531，也不需要Ap-M1渡通，譬如渡通533。

在同样不使用分开的孔径光阑层的一种快门组件的另一个可能的实施方案中，可以在第一导体层1711的顶部构成一个快门支撑点，譬如快门支撑点1707，并且电连接到第一导体层1711。在此情况下该第一导体层也用作回收返回到该背光中的光的反射层。在该实施方案中可以利用它提供一种M1-M2渡通，类似于图10A中所示的渡通531，用于把一个晶体三极管的漏极电连接到该快门支撑点。

在另一个变例中可以在控制矩阵1700上在第一导体层1711与该基片之间插入一个优选地有折射系数比下衬的基片的折射系数大的分开的介电体层。这样一种居间的介电体层可以加强对从下方或者穿过该基片落到控制矩阵1700上的光的光学反射性。

在控制矩阵1700的另一个变例中，一个分开的孔径光阑层可以插入在控制矩阵1700与该基片之间并且通过一个分开的介电体层与控制矩阵1700绝缘。该分开的孔径光阑层可以用如参照图4说明的材料形成并且构图以形成一个孔径光阑孔，譬如孔径光阑孔1709。该分开的孔径光阑层可以用选择以向该背光中最大限度地回收光的材料构成。然而，在该实施方案中，在控制矩阵1700与孔径光阑层之间不提供渡通或者其他电连接。为了避免一个运动的快门1703与一个分开的孔径光阑层之间的容性连接，在运动的快门1703与该孔径光阑层之间提供电屏蔽可能是有利的。这样的屏蔽可以借助于蚀刻进该控制矩阵各层，譬如第一导体层1711或者第二导体层1717，中的图形完成。可以电连接这些层使它们承载与该运动的快门相同的电位。布设控制矩阵1700的金属区域1725和1727，这些金属区域包括快门支撑点1707，以或起把光返回进背光的反射镜的作用或起控制矩阵1700与一个分开的孔径光阑层(图中没有示出分开的孔径光阑层)之间的电屏蔽的作用。

图18示出经过适用于包括进显示装置100中以寻址一个像素阵列的另一种控制矩阵1800中的一些结构的一个横剖视。控制矩阵1800包括一种构成在基片1802上的倒置交错背沟道蚀刻薄膜晶体三极管1801，该薄膜晶体三极管类似于晶体三极管518。该控制矩阵还包括一个快门1803、顺性的梁1805、一个快门支撑点1807和一个悬挂的孔径光阑层1808。该控制矩阵还包括一个孔径光阑孔1809。该控制矩阵包括以下的层：一个第一导体层1811、一个第一介电体层1813、一个第一半导体层1815、一个第二导体层1817、一个第二介电体层1819和一个第三导体层1821，和一个快门层1823。与前文说明的控制矩阵200和500相反，在控制矩阵1800中孔径光阑层1808以后制造并且置于晶体三极管1801和快门1803两者之上而不是置于它们的下方。

悬挂的孔径光阑1808可以借助于类似于使用制造快门组件的步骤745、750和755的步骤类似的工艺步骤制造。尤其可以用于诸如步骤750的工艺步骤沉积和构图一个快门层1823。接着一个第二牺牲层(在图18中未示出)会沉积在快门层1823的顶部并且构图以形成一个渡通，譬如孔径光阑支撑点1825。接着在第二牺牲层的顶部沉积和构图该孔径光阑材料。为孔径光阑层1808选择的材料可以类似于分别地相对图4A和4B讨论的为层401或者层452选择的材料。然而对于控制矩阵1800的实施方案，在复合物452中的各层内的光学层的次序可以颠倒，会首先沉积该吸收层，譬如层464，接着沉积金属反射层462并且然后沉积两个折射层460和458。在构图孔径光阑层1808以后，可以把两个牺牲层都去除以露出一个悬挂的结构，如在图18中所示。

往往关注在一个固定的显示器封装内提高一个显示器的分辨率，或者关注形成该显示器用的每英寸像素数。因此关注降低构成该控制矩阵所要求的面积。在许多情况中，可以通过把图8H或者在图10A中所示的两个或者三个零件结合成降低了面积的单个结构，从而降低像素的面积。图19A示出构成在基片1901上的堆栈渡通1900中的这样一种结合的结构，该结构同时造成一个孔径光阑层1902、第一导体层1906和快门层1915之间的电接触。堆栈渡通1900基本上是Ap-M1渡通533与快门支撑点539(参见图10A)一起成为一种单个结构的一种结合。堆栈渡通1900也包括一个第一介电体层1904、一个第二介电体层1908、一个第三介电体层1914，和快门层1915。形成堆栈渡通1900的工艺如下。首先采用如图10B至图10D说明的为Ap-M1渡通533用的相同的工艺步骤和相同的掩模步骤。然而，在规程700的步骤735，施加一种掩模图形使得直接在堆栈渡通1900的上方建立渡通开口。在该步骤，把第三介电体层1914和第二介电体层1908两者都向下蚀刻到第一导体层。在步骤735的渡通的开口应当大于在步骤710于该第一介电体层中开放的渡通。接着在堆栈渡通1900的区域中沉积和去除第三导体层。接着进行形成该快门组件的步骤，包括规程700的步骤745至760。在步骤745中把一个渡通或者支撑点孔对准以前在堆栈渡通1900的区域中的渡通开口，使得快门材料1915可以向下达到第一导体层1906并且造成与该第一导体层的电接触。

在该控制矩阵中可以有渡通件的其他组合，如可以从以上的例子中可以看到的那样。例如可以用驱动支撑点535(示于图8H中)做M1-M2渡通531的一个组合以形成另一个堆栈渡通，该另一个堆栈渡通同时把快门层807连接到第一导体层606以及连接到第二导体层612。类似地可以把M1-M2渡通531与Ap-M1渡通533(两者都示于图10A中)结合以在孔径光阑层602、第一导体层606与第二导体层612之间建立一种同时的连接。

在许多情况下通过从规程700取消掩模步骤来节省成本是有益的。每个掩模步骤都涉及沉积该光致抗蚀剂、一个光构图步骤，和蚀刻步骤，以及去除阻蚀剂。图19B示出可以如何借助于一种条带连接造成一些渡通连接。条带连接1950包括一种典型的薄膜晶体三极管，譬如晶体三极管518，和一个快门支撑点，譬如支撑点539，它们由条带1952电连接。晶体三极管518和支撑点539包括在图6中和在图10A中为这些结构示出的所有的层。电条带1952由第三导体材料1953构成，该第三条带与图6中的第三导体材料616类似。形成电条带1952的工艺进行如下：在整个步骤730中遵循与形成晶体三极管518和用于快门支撑点539的相同的工艺，例外的是取消了通常在步骤710采用的光掩模。在步骤745穿过第三介电体层1954构图一个渡通并且一直向下蚀刻到把第二导体层1956以及孔径光阑层1958都露出为止。接着沉积和构图第三导体层1953使得在第二导体层1956与孔径光阑层1958之间建立一种电连接。然后对步骤745至760遵循快门形成的通常工艺。在条带1952造成接触的相同的点对孔径光阑层1958开放该快门支撑点的渡通。

有几种其他可能性，其中一种电条带可以代替图10A中所示的多个渡通结构。在每个情况下使用一个电条带可以省却使用一个掩模步骤。例如从第三导体层616形成的一个电条带也可以用于代替图10A中所示的M1-M2渡通531。在此情况下该条带用于把第一导体层606电接触到第三导体层612。一个电条带还可以用于代替图10A中所示的Ap-M1渡通533。在此情况下该条带既可以用第二导体层612也可以用第三导体层616形成。在此情况下该条带将形成第一导体层606与孔径光阑层602之间的一种电连接。

在一些情况下，甚至快门层807也可以替代第三导体层616并且用作一种电条带。在一些情况下快门层807可以通过代替第二导体层612起替代互连线的作用。在这些情况的某些中与牺牲层805结合构图的快门层807可以形成一种空气桥的条带。作为一种空气桥，带有相关联的支撑点的快门层807可以代替M1-M2渡通，譬如渡通531。该空气桥可以用于连接该控制矩阵的两个电部件。例如在图5B/5C中该空气桥可以连接全局作动互连514和晶体三极管518的源极。

如果不借助于M1-M2渡通531通过第一导体层606确定这些电信号的路线，可代之以使用快门支撑点形成一个空气桥通过快门层807确定该信号的路线。通过取消M1-M2渡通的需要，可以达到降低光掩模的数量和降低制造成本。

显示组件

图20示出适用于包括进显示装置100中以寻址一个像素阵列的另一种控制矩阵2000的横剖视。控制矩阵2000包括一种构成在基片2004上的快门组件2001以及一个组件垫片2003。该控制矩阵包括以下的层：一个第一导体层2005、一个第一介电体层2007、一个第二导体层2009、一个快门层2011以及组件垫片2003。控制矩阵2000可以作为一个无源矩阵阵列工作，在该像素中没有薄膜晶体三极管。

在工作中，有利地借助于一个盖板保护快门组件130、202、504、1312、2001免受环境影响。在该盖板(图中未示出)与基片2004之间的间隔可以充以一种真空、充以空气，或者充以一种润滑液体。通过使用机械垫片，譬如垫片2003，保持基片2004与该盖板之间的间隔。垫片2003适当地高度上为4至40微米在宽度上为5至20微米。

组件垫片2003优选地用一种聚合物材料形成。该垫片的制造顺序可以进行如下。在整个控制矩阵的形成中，即在整个步骤740可以遵循规程700中的步骤。在步骤745沉积和构图该牺牲层。在形成组件垫片的准备中，在该垫片要附着到的下衬的基片上的位置把一个渡通构图进该牺牲层中。在步骤750沉积和构图快门层2011，如参照图12A-12D或图13A-13D所说明的那样。接着在快门层2011的顶部沉积和构图组件垫片2003的材料。该组件垫片的材料将通过为此目的而制造的该牺牲层中的一个渡通造成对基片的接触。最后去除在步骤745沉积的牺牲层。

构成组件垫片2003的优选的聚合物是耐受用于去除该牺牲层的释放工艺的聚合物，该牺牲层譬如是一个牺牲层805、1113或者1305。如果采用氧等离子去除进行牺牲层的去除，那么组件垫片2003的适当的聚合物会是聚(二酰亚胺-硅氧烷)共聚物(PISX)、多面的oligosilsequioxane(POSS)硅氧烷共聚物、含氧化苯膦的聚(芳撑醚苯并噁唑)族、聚(芳撑醚苯并噻唑)族、聚(芳撑醚1，3，4-噁二唑)和聚(芳撑醚苯并咪唑)族。这些聚合物材料可以通过涂层以一种光致抗蚀剂和/或一种金属构图，该光致抗蚀剂和/或金属接着光刻成一种蚀刻掩模。然后可以用一种等离子蚀刻完成该垫片聚合物的蚀刻，其中该等离子含有氯、氟和氧的混合物。在一些情况下可以准备所选取的聚合物的光敏变化，对此不需要蚀刻掩模。

在一个替代实施方案中，组件垫片2003可以包括电镀或者无电镀进用一种牺牲材料制造的模子中。

图21示出显示组件2100的一个横剖视图形。显示组件2100包括一个背光2101、一个扩散器2103、一个亮度加强膜2105、一个MEMS基片2107，和一个盖板，2109。MEMS基片2107包括一个孔径光阑层2111、一个控制矩阵(未示出)，和一个快门组件2113的阵列。MEMS基片2107具有两侧，称为MEMS侧2115和背侧2117。显示组件2100的构形称为一种MEMS上构形。MEMS上构形意味着该MEMS基片的MEMS侧2115对置于该背光。在该MEMS上构形中，MEMS基片2107的MEMS侧2115面对观看者，而MEMS的背侧2117面对背光2101。显示组件2100的孔径光阑层2111也称为一种反射孔径光阑。一个反射孔径光阑定义为一种该孔径光阑层的至少一个表面是反射表面的孔径光阑。这样的反射表面的结构例子参照图4给出。

显示组件2100的盖板2109包括一种黑基质2119。该黑基质设计用于吸收环境光，不然从之发出的反射可能降低显示器的对比度。显示组件2100包括起保持MEMS基片2107与盖板2109之间的间隔的作用的组件垫片2121。显示组件2100的背光2101包括灯2123。

在称为MEMS上构形的显示组件2100中，反射孔径光阑2111层被构成使得该孔径光阑的反射表面面对基片2107，并且因此还面对背光。在该构形中，如在美国专利申请11/218,690号中所说明，不经一个开放的孔径光阑发出的背光中进入的光将被反射回该背光，在此它变得可以用于回收。图4A的孔径光阑层401和图4B的复合孔径光阑层452是适用于显示组件2100中的反射孔径光阑2111的一个例子。孔径光阑层401可以由反射性材料譬如银或者铝组成。孔径光阑452具有一个反射表面，沉积用于反射经基片453落射的光。如果基片402或者基片453组装进该MEMS上构形，譬如显示组件2100的MEMS基片2107，于是从背光落射到孔径光阑401或者452上的光可以回收进该背光。

控制矩阵1700提供一种适用于显示组件2100中的反射孔径光阑层的另一个例子。控制矩阵1700的金属区域1725和1727沉积用于把光反射回基片1702中。如果基片1702组装进MEMS上构形，譬如显示组件2100的MEMS基片2107，中会发生光的回收。

控制矩阵1800的悬挂的孔径光阑层1808提供适用于显示组件2100的另一种反射孔径光阑层的例子。如果设有一个面对基片1802的反射表面，那么悬挂的孔径光阑层1808将把光反射回基片1802中。如果基片1802组装进MEMS上构形，譬如显示组件2100的MEMS基片2107，中会发生光的回收。

当把一个显示器组装进该MEMS上构形中并且采用一种反射性孔径光阑时，如果朝向观看者的该孔径光阑的表面用吸收材料制造也是有帮助的。例如，复合孔径光阑452的层464设计用于吸收从与基片453相反的一个方向454落射的光。在显示组件2100的MEMS上构形中，这种从与背光相反的方向发出的光称为环境光。通过在面对环境的复合的孔径光阑层452或者孔径光阑2111的表面上提供一种吸收材料，可以提高该显示器的对比度。

图22示出一个显示组件2200的一个横剖视图。显示组件2200包括一个背光2201、一个扩散器2203、一个亮度加强膜2205、一个孔径光阑板2207和一个MEMS基片2209。MEMS基片2209包括一个孔径光阑层2211、一个控制矩阵(图中未示出)，和一个快门组件2213的阵列。在显示组件2200中孔径光阑板2207置于MEMS基片2209与背光2201之间。MEMS基片2209具有两侧，称为MEMS侧2215和背侧2217。显示组件2200的构形称为一种MEMS下构形。MEMS下构形意味着该MEMS基片2209的MEMS侧2115方向朝着该背光(并且反向于观看者)。

显示组件2200的背光2201包括灯2223。

孔径光阑板2207包括一种孔径光阑层2219，也称为一种反射的孔径光阑。不经一个开放的孔径光阑发出的从背光进入的光将由反射的孔径光阑2219反射回该背光，在此它变得可以用于回收。图4A的孔径光阑层401和图4B的复合孔径光阑层452是适用于显示组件2200中的反射的孔径光阑2219的一个例子。然而，因为反射的孔径光阑制造在与MEMS基片2209分开的孔径光阑板2207上，一个广范围的材料变得可以用于制造反射的孔径光阑2219。厚反射膜，譬如3M公司出售的Vikuiti(商标)加强的镜象反射器膜，可以在加层到孔径光阑板2207上以后用作反射的孔径光阑2219。

在一个称为MEMS下构形的显示组件2200的实施方案中，孔径光阑层2211设计成一种复合的孔径光阑，其中一侧设计以反射落射的光而另一侧设计以吸收落射的光。在一个优选的实施方案中，显示组件2200的孔径光阑层2211设计成一种吸收的孔径光阑。一个吸收的孔径光阑设计成其中两个表面都设计成吸收落射的光的一种孔径光阑。在MEMS下构形的任何一个实施方案中，把孔径光阑层2211构成得使孔径光阑2211的该吸收表面面对MEMS基片2209；孔径光阑2211的吸收表面因此背向背光2201并且朝向观看者。在此构形中，环境光将基本上被孔径光阑层2211吸收。

在显示组件2200的工作中，孔径光阑板2207被制造具有沉积的向背光返回反射光用以回收的反射性孔径光阑2219。构成在MEMS基片2209上并且置于快门组件2213与基片2209之间的孔径光阑层2211完成不同的功能。孔径光阑层2211遮挡从名义上关闭的快门发出的离角光不让它逸向观看者，并且孔径光阑层2211设计用于吸收环境光，在每个情况下提高显示器的对比度。

图4A的孔径光阑层401是适用在显示组件2200中的吸收的孔径光阑2211的一个例子。当在显示组件2200中采用孔径光阑2211的孔径光阑层401时，为层401(如参照图4A所说明)选择吸收的材料以提高该显示器的对比度。

类似于图4B的复合孔径光阑452，一个复合的孔径光阑层也可以用作孔径光阑层2211。然而在显示组件2200的MEMS下构形中部署成孔径光阑层2211时，优选的是颠倒复合的孔径光阑层452的次序。在这样一种颠倒的次序中，直接对着基片453放置吸收层464，后接金属反射层462和两个折射层460和458。控制矩阵1700也可以部署在一种MEMS下构形中。当在显示组件2200中采用控制矩阵1700时，为层1717选择吸收材料以提高该显示器的对比度。

并且，最后图18的控制矩阵1800可以部署在一种MEMS下构形中，譬如部署进显示组件2200中。然而在一个MEMS下构形中采用控制矩阵1800时，完全地取消孔径光阑板2207可能是优选的。控制矩阵1800包括悬挂的孔径光阑层1808。悬挂的孔径光阑层1808具有两个表面，一个面对基片1802，而一个背向该基片。如果部署进一个MEMS下构形中，优选的是面对基片1802的悬挂的孔径光阑层1808的表面用一种吸收材料制造，而背离该基片的悬挂的孔径光阑1808的表面优选的是用一种反射性材料或者用一种反射性的材料组合制造。

本发明可以以其他特定的形式实施而不偏离本发明的精神或者其基本特性。因此上文中的实施方案要在所有方面都认为是说明本发明，而不是限制本发明。

Claims (43)

1.一种形成空间光调制器的方法，该空间光调制器包括由顺性的梁支承的快门，该方法包括：

在一个基片上形成一个模子，其中该模子包括一个下水平表面、一个上水平表面和一个壁；

在该模子的该下水平表面和该壁上沉积一种梁材料；

去除沉积在该模子的下水平表面上的该梁材料，而保留大部分沉积在该模子的壁上的梁材料，以形成该顺性的梁；

形成连接到该顺性的梁上的快门；并且

去除该模子，从而释放该快门和余留的梁材料。

2.如权利要求1所述的方法，其中该模子的下水平表面包括一个第一牺牲层的顶部。

3.如权利要求2所述的方法，其中去除该模子包括去除该第一牺牲层。

4.如权利要求2所述的方法，其中该模子的壁包括一个第二牺牲层。

5.如权利要求2所述的方法，其中去除该模子包括去除该第二牺牲层。

6.如权利要求1所述的方法，其中去除该梁材料包括对该梁材料施加一种各向异性蚀刻。

7.如权利要求6所述的方法，包括向该基片施加一个电位以控制该各向异性蚀刻的方向。

8.如权利要求1所述的方法，其中该梁材料的沉积把该梁材料连接到设置在该基片上的一个支撑点。

9.如权利要求1所述的方法，其中该梁材料的沉积把该梁材料连接到沉积在一层在该模子的下水平表面以下沉积的材料上的一个支撑点上。

10.如权利要求9所述的方法，其中该梁材料的沉积在该梁材料与该支撑点之间建立了一种电连接。

11.如权利要求1所述的方法，其中形成该快门包括在该模子的上水平表面上沉积一个快门层，使得该快门层连接到该梁材料。

12.如权利要求11所述的方法，其中该快门层包括非晶硅。

13.如权利要求11所述的方法，其中该快门层用不同于该梁材料的一种材料形成。

14.如权利要求11所述的方法，其中该快门层用与该梁材料相同的材料形成。

15.如权利要求14所述的方法，其中该梁材料与该快门层一起包括一个多层的复合物。

16.如权利要求15所述的方法，其中该复合物包括至少一层非晶硅和至少一层金属。

17.如权利要求15所述的方法，其中该多层在该顺性的梁中产生一种不平衡的应力层次。

18.如权利要求1所述的方法，其中该模子壁大体上正交于该基片。

19.如权利要求1所述的方法，其中该梁材料沉积在该模子的壁上以具有一种不到约2微米的厚度。

20.如权利要求1所述的方法，其中该梁材料沉积在该模子的壁上以具有一种不到约1.5微米的厚度。

21.如权利要求1所述的方法，其中该梁材料沉积在该模子的壁上以具有一种不到约1.0微米的厚度。

22.一种空间光调制器，包括：

确定一个平面的基片；

在该基片上方由一个顺性的梁悬挂的一个快门，其中该顺性的梁的横剖视厚度在平行于该基片的平面的一个维度上不到约2微米。

23.如权利要求22所述的空间光调制器，其中该顺性的梁的该尺寸不到约1.5微米。

24.如权利要求22所述的空间光调制器，其中该顺性的梁的该尺寸不到约1微米。

25.一种制造显示装置的方法包括：

直接在一个大体上透明的基片上沉积一介电体材料层：

直接在该介电体材料的顶部沉积一金属层：

在该金属层中形成多个孔径光阑；

在该金属层的顶部形成一个控制矩阵；并且

在该控制矩阵的顶部并且与该控制矩阵电连通地形成多个调制光的快门组件，从而该控制矩阵控制该多个快门组件的光调制功能性。

26.如权利要求25所述的方法，其中该控制矩阵包括多个薄膜部件。

27.如权利要求26所述的方法，其中这些薄膜部件包括多个开关。

28.一种制造显示装置的方法，包括：

直接在一个大体上透明的基片上沉积一个第一介电体材料层；

直接在该第一介电体材料的顶部沉积一个第二介电体材料层；

直接在该介电体材料的顶部沉积一个金属层；

在该金属层中形成多个孔径光阑；

在该金属层的顶部形成一个控制矩阵；并且

在该控制矩阵的顶部并且与该控制矩阵电连通地形成多个调制光的快门组件，从而该控制矩阵控制该多个快门组件的光调制功能性。

29.如权利要求28所述的方法，其中该第二介电体材料的折射率低于该第一介电体材料的折射率。

30.一种制造显示装置的方法，包括：

在一个大体上透明的玻璃基片上沉积一个高反射率层；

在该高反射率层中形成多个孔径光阑；

直接在该高反射率层的顶部沉积一个绝缘层；

在该绝缘层上沉积多个薄膜部件；

在该多个薄膜部件上方并且与该多个薄膜部件电连通地形成多个调制光的快门组件，从而这些薄膜部件形成一个控制矩阵，用于控制该多个调制光的快门组件的光调制。

31.如权利要求30所述的方法，其中该高反射率层具有一个高于90％的反射率。

32.如权利要求30所述的方法，该高反射率层包括至少一种金属和至少一种介电体的一个复合层。

33.如权利要求30所述的方法，其中该高反射率层包括一种致密地沉积的金属。

34.如权利要求33所述的方法，包括使用一种喷溅工艺沉积该高反射率层的金属。

35.如权利要求33所述的方法，包括使用一种离子辅助的蒸发沉积该高反射率层的金属。

36.如权利要求30所述的方法，包括在沉积该多个薄膜部件之前在该绝缘层中形成多个渡通孔。

37.如权利要求36所述的方法，其中在该绝缘层上沉积该薄膜部件形成了在该渡通孔处该高反射率层和该薄膜部件之间的电连接。

38.一种制造显示装置的方法，包括：

在一个大体上透明的玻璃基片上沉积一个孔径光阑层；

在该孔径光阑层中形成多个孔径光阑；

直接在该孔径光阑层的顶部沉积一个绝缘层；

在该绝缘层中形成多个渡通孔；

在该绝缘层上形成多个薄膜部件使得该多个薄膜部件在该多个渡通孔处电连接到该孔径光阑层；并且

在该多个薄膜部件上方、并且与该多个薄膜部件电连通地形成多个调制光的快门组件，从而这些薄膜部件形成一个控制矩阵，用于控制该多个光调制快门组件的光调制。

39.如权利要求38所述的方法，其中该孔径光阑层包括一种光遮挡材料。

40.如权利要求38所述的方法，其中该孔径光阑层包括一种光反射材料。

41.如权利要求38所述的方法，其中该孔径光阑层包括一种光吸收材料。

42.如权利要求38所述的方法，其中该孔径光阑层包括一种光吸收材料和一种光反射材料。

43.一种制造显示装置的方法，包括：

形成多个薄膜部件；并且

在该薄膜部件的顶部形成多个调制光的快门组件，其中该多个快门组件包括一层经蚀刻的非晶硅以形成多个可运动的快门。

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