CN103890635A - 机电系统装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于EMS装置的系统、方法及设备。在一方面中，EMS装置包含至少一个可移动层，所述可移动层经配置以相对于一个或一个以上电极移动。所述至少一个可移动层可包含第一导电层、第二导电层及安置于所述第一导电层与所述第二导电层之间的非导电层。在一些实施方案中，所述可移动层可包含经由所述非导电层电连接所述第一导电层与所述第二导电层的至少一个导电通孔。
Description
技术领域
本发明涉及用于机电系统中的可移动层。
背景技术
机电系统(EMS)包含具有电及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(包含镜子)及电子器件的装置。机电系统可被制造成多种尺度，包含，但不限于，微尺度及纳尺度。举例来说，微机电系统(MEMS)装置可包含具有范围从约一微米到数百微米或数百微米以上的大小的结构。纳机电系统(NEMS)装置可包含具有小于微米的大小(包含例如小于数百纳米的大小)的结构。机电元件可使用沉积、蚀刻、光刻及/或蚀刻掉衬底及/或沉积的材料层的部分或添加层以形成电及机电装置的其它微加工工艺来制作。
一种类型的EMS装置被称作干涉调制器(IMOD)。如本文中所使用，术语干涉调制器或干涉光调制器是指使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射光的装置。在一些实施方案中，干涉调制器可包含一对导电板，其中的一者或两者可全部或部分为透明的及/或反射的，且能够在施加适当电信号之后相对运动。在实施方案中，一个板可包含沉积在衬底上的静止层，且另一个板可包含与静止层分离一气隙的反射薄膜。一个板相对于另一个的位置可改变入射于干涉调制器上的光的光学干涉。干涉调制器装置具有广泛的应用，且被预期用于改进现有产品且制作新产品，尤其是具有显示能力的产品。
发明内容
本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，其中无单个的方面单独负责本文中所揭示的所要属性。
本发明中所描述的标的物的一个创新方面可实施于一种设备中，所述设备包含安置成一行的多个显示元件。每一显示元件包含部分透射及部分反射光学堆叠。每一显示元件还包含可移动层，其安置于所述光学堆叠的至少一部分之上以便至少部分界定所述可移动层与所述光学堆叠之间的腔。所述可移动层为至少部分反射的，且包含第一导电层、第二导电层及安置于所述第一导电层与所述第二导电层之间的非导电层。每一显示元件的所述第一导电层电连接到显示元件的所述行中的任何邻近显示元件的所述第一导电层。同样，每一显示元件的所述第二导电层电连接到显示元件的所述行中的任何邻近显示元件的所述第二导电层。所述多个显示元件中的至少一者包含经由所述非导电层而安置于所述可移动层中的至少一个导电通孔，所述导电通孔电连接所述第一导电层与所述第二导电层。
在一方面中，所述光学堆叠可包含第一电极，且所述第一导电层及所述第二导电层可形成第二电极的至少一部分。所述可移动层可经配置以基于横跨所述第一电极及所述第二电极施加的电压在致动位置与松弛位置之间移动。在另一方面中，所述多个显示元件中的每一者可包含电连接所述第一导电层与所述第二导电层的至少一个导电通孔。在一方面中，至少一个显示元件可包含电连接所述第一导电层与所述第二导电层的一个以上导电通孔。
在一方面中，所述至少一个导电通孔可包含安置于所述多个显示元件中的至少一者的系绳区域中的导电通孔。在一方面中，所述至少一个导电通孔可包含沿着所述多个显示元件中的至少一者的边缘安置的导电通孔。在一方面中，所述至少一个导电通孔可经结构化以具有椭圆形横截面面积、矩形横截面面积及圆形横截面面积中的一者。
本发明中所描述的标的物的另一创新方面可实施于制造设备的方法中，所述方法包含形成安置成一行的多个显示元件。形成所述多个显示元件中的每一者包含：形成部分透射及部分反射光学堆叠；在所述光学堆叠之上沉积牺牲层；及在所述牺牲层及光学堆叠之上形成可移动层，以使得当移除所述牺牲层时，所述可移动层可朝向及远离所述光学堆叠而移动。形成所述可移动层包含：形成第一导电层；在所述第一导电层之上形成非导电层；及在所述非导电层之上形成第二导电层。每一显示元件的所述第一导电层电连接到显示元件的所述行中的任何邻近显示元件的所述第一导电层，且每一显示元件的所述第二导电层电连接到显示元件的所述行中的任何邻近显示元件的所述第二导电层。所述方法还包含在所述第一导电层与所述第二导电层之间的至少一个显示元件的所述可移动层中形成至少一个导电通孔。
在一方面中，形成所述至少一个导电通孔可包含蚀刻在所述至少一个显示元件的所述第一导电层与所述至少一个显示元件的与所述第一导电层相反的所述非导电层的表面之间的所述显示元件中的至少一者的所述非导电层。在此方面中，形成所述至少一个导电通孔还可包含在所述至少一个显示元件的所述非导电层之上形成所述第二导电层。
在所述方法的一方面中，所述光学堆叠可包含第一电极，所述第一导电层及所述第二导电层可形成第二电极的至少一部分，且所述可移动层可经配置以基于横跨所述第一电极及所述第二电极施加的电压在致动位置与松弛位置之间移动。在一方面中，形成所述至少一个导电通孔可包含形成安置于所述多个显示元件中的至少一者的系绳区域中的导电通孔。在一方面中，形成所述至少一个导电通孔可包含形成沿着所述多个显示元件中的至少一者的边缘安置的导电通孔。
本发明中所描述的标的物的另一创新方面可实施于一种设备中，所述设备包含安置成一行的多个显示元件。每一显示元件包含用于部分透射及部分反射光的装置。每一显示元件还包含可移动层，其安置于所述部分透射及部分反射装置的至少一部分之上以便界定所述可移动层与所述部分透射及部分反射装置之间的腔。所述可移动层为至少部分反射的，且包含用于传导电力的第一装置、用于传导电力的第二装置，及安置于所述第一导电装置与所述第二导电装置之间的非导电层。每一显示元件的所述第一导电装置连接到显示元件的所述行中的任何邻近显示元件的所述第一导电装置。每一显示元件的所述第二导电装置电连接到显示元件的所述行中的任何邻近显示元件的所述第二导电装置。所述显示元件中的至少一者包含用于经由所述非导电层电连接所述第一导电装置与所述第二导电装置的至少一个装置。
在一方面中，所述第一导电装置包含第一导电层。在一方面中，所述第二导电装置包含第二导电层。在一方面中，所述电连接装置包含至少一个导电通孔。
本发明中所描述的标的物的另一创新方面可实施于一种设备中，所述设备包含多个部分透射及部分反射光学堆叠。所述设备还包含在所述多个光学堆叠中的每一者之上延伸的可移动层及界定所述光学堆叠中的每一者与所述可移动层之间的多个显示元件。所述可移动层的至少一部分可基于横跨所述多个光学堆叠中的至少一者及所述可移动层施加的电压朝向及远离所述多个光学堆叠中的所述至少一者而移动。所述可移动层包含第一导电层、第二导电层、安置于所述第一导电层与所述第二导电层之间的非导电层，及经由所述非导电层电连接所述第一导电层与所述第二导电层的至少一个导电通孔。
在一方面中，所述可移动层可包含电连接所述第一导电层与所述第二导电层的一个以上导电通孔。在一方面中，所述至少一个导电通孔可包含安置于所述多个显示元件中的两者之间的导电通孔。在一方面中，所述至少一个导电通孔可包含安置于所述多个显示元件中的至少一者的中心的导电通孔。在一方面中，所述至少一个导电通孔可经结构化以具有椭圆形横截面面积、矩形横截面面积及圆形横截面面积中的一者。在一方面中，所述可移动层可包含安置于两个邻近显示元件之间的一个槽。在一方面中，所述至少一个导电通孔可安置于所述至少一个槽中。
在附图及下文描述中阐述了本说明书中所描述的标的物的一个或一个以上实施方案的细节。尽管本发明中所提供的实例主要关于基于机电系统(EMS)及微机电系统(MEMS)的显示器进行描述，但本文中所提供的概念可适用于其它类型的显示器，例如液晶显示器、有机发光二级管(“OLED”)显示器及场发射显示器。其它特征、方面及优势将从描述、附图及权利要求书中显而易见。应注意下图的相对尺寸可不按比例绘制。
附图说明
图1展示描绘干涉调制器(IMOD)显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图的实例。
图2展示说明并入有3x3干涉调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。
图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置对施加电压的图的实例。
图4展示说明当施加各种共同及分段电压时干涉调制器的各种状态的表的实例。
图5A展示说明图2的3x3干涉调制器显示器中的显示数据的帧的图的实例。
图5B展示可用以写入图5A中所说明的显示数据的帧的共同及分段信号的时序图的实例。
图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分横截面的实例。
图6B到6E展示干涉调制器的变化实施方案的横截面的实例。
图7展示说明干涉调制器的制造工艺的流程图的实例。
图8A到8E展示制作干涉调制器的方法中的各种阶段的横截面示意性说明的实例。
图9A展示具有第一导电层及第二导电层的可移动层的电气示意图的实例。
图9B展示具有由多个导电通孔电连接到彼此的第一导电层及第二导电层的可移动层的电气示意图的实例。
图9C展示第一导电层在可移动层的端部之间具有断裂及第二导电层在可移动层的端部之间具有断裂的图9A的实例电气示意图。
图9D展示第一导电层在可移动层的端部之间具有断裂及第二导电层在可移动层的端部之间具有断裂的图9B的实例电气示意图。
图10A展示具有多个可移动层的EMS装置的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有在由可移动层及多个下伏电极形成的显示元件的中心在第一及第二导电层之间延伸的多个导电通孔。
图10B展示沿着线10B-10B截取的图10A的实例EMS装置的横截面图。
图11A展示说明制造设备的实例方法的流程图。
图11B到11E展示根据图11A的实例方法的制造图10A及10B的EMS装置的实例工艺的横截面图。
图12展示具有多个可移动层的EMS装置的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有沿着由可移动层及多个下伏电极形成的显示元件的相反边缘在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个导电通孔。
图13展示具有多个可移动层的EMS装置的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有沿着由可移动层及多个下伏电极形成的显示元件的四个边缘在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个导电通孔。
图14展示具有多个可移动层的EMS装置的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有成对地沿着由可移动层及多个下伏电极形成的显示元件的相反边缘在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个导电通孔。
图15展示具有多个可移动层的EMS装置的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有在显示器的黑色掩模结构之上在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个圆形导电通孔。
图16展示具有多个可移动层的EMS装置的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有在显示器的黑色掩模结构之上在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个椭圆形导电通孔。
图17展示具有多个可移动层的EMS装置的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有在第一导电层与第二导电层之间延伸穿过非导电层的多个导电通孔。
图18A及18B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置的系统框图的实例。
在各种图中相似参考数字及标号指示相似元件。
具体实施方式
以下描述是针对出于描述本发明的创新方面的目的的特定实施方案。然而，所属领域的一股技术人员将容易认识到，可以众多不同方式应用本文中的教示。所描述的实施方案可实施于可经配置以显示图像(不管是运动(例如，视频)还是静止(例如，静态图像)，及不管是文本、图形还是图片)的任何装置或系统中。更特定来说，预期所描述的实施方案可包含于多种电子装置中或与多种电子装置相关联，所述电子装置例如，但不限于：移动电话、具有多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能手机、
装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、上网本、笔记本、智能本、平板计算机、打印机、复印机、扫描仪、传真装置、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄录像机、游戏控制台、腕表、钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(即，电子阅读器)、计算机监视器、自动显示器(包含里程表及速度计显示器等)、驾驶舱控制及/或显示器、相机视图显示器(例如，车辆中的后视相机的显示器)、电子照片、电子广告牌或指示牌、投影仪、架构结构、微波炉、冰箱、立体声系统、卡式记录器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、干衣机、洗衣机/干衣机、停车记时器、封装(例如，在机电系统(EMS)、微机电系统(MEMS)及非MEMS应用中)、美观结构(例如，一件首饰上的图像显示)及多种EMS装置。本文中的教示还可用于非显示应用中，例如，但不限于，电子开关装置、射频滤波器、传感器、加速计、陀螺仪、运动感测装置、磁力计、消费电子器件的惯性组件、消费电子器件产品的部分、变容二极管、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺及电子测试设备。因此，教示并不意欲限于仅在图中所描绘的实施方案，而是具有广泛的适用性，如所属领域的一股技术人员将易于显见。
反射显示装置(例如，干涉调制器装置)可包含一个或一个以上像素，所述像素可各自具有一个或一个以上显示元件或子像素。每一显示元件可包含经配置以相对于光吸收层或堆叠(其在本文中可被简称为“光学堆叠”)移动的可移动层。每一显示元件还可包含安置于可移动层与光学堆叠之间的光学谐振腔。可移动层、光学堆叠及光学谐振腔可经配置以使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射入射于其上的光。可移动层可在两个或两个以上位置之间移动，其可改变光学谐振腔的大小。改变光学谐振腔的大小可影响显示元件的反射率及对应地作为一个整体来看，干涉调制器装置的反射率。
在一些实施方案中，可移动层包含第一导电层、第二导电层及安置于第一导电层与第二导电层之间的非导电(或间隔物)层。第一导电层可经配置以反射光，且第二导电层可经配置以平衡可移动层上的机械应力，及提供对称性到可移动层。第一导电层及第二导电层通常在可移动层的端部处电连接(例如，短接)到彼此。非导电层可经配置以提供所要刚性到可移动层。然而，非导电层还可在可电连接的可移动层的端部之间将第一导电层与第二导电层电隔离。第一导电层及第二导电层在可移动层的端部之间的电分离可在将信号提供到可移动层及在第一导电层及第二导电层上构成电荷时产生在第一导电层与第二导电层之间测量的有效电容。
在一些实施方案中，可移动层可通过接收数据信号而朝向光学堆叠移动，所述数据信号在可移动层与光学堆叠之间施加一电压。在所述实施方案中，可移动层的有效电阻及有效电容可在将数据信号提供到可移动层时影响可移动层的响应性。举例来说，与具有较低有效电阻及有效电容的可移动层相比，具有较高有效电阻及有效电容的可移动层可具有较高的RC延迟。
在本文中所揭示的一些实施方案中，干涉调制器装置中的可移动层可包含在第一导电层与第二导电层之间延伸穿过可移动层的端部之间的非导电层的一个或一个以上导电通孔。以此方式，与不包含电连接第一及第二导电层的延伸穿过非导电层的导电通孔的类似可移动层相比较，所述可移动层可具有降低的有效电阻及有效电容。
可实施本发明中所描述的标的物的特定实施方案以实现以下潜在优势中的一者或一者以上。举例来说，与不包含所述导电通孔的其它可移动层相比，具有延伸穿过非导电层以便电连接第一导电层与第二导电层的一个或一个以上导电通孔的可移动层可具有较低的有效电阻及有效电容。当将具有在第一导电层与第二导电层之间延伸的一个或一个以上导电通孔的可移动层并入于EMS装置(例如，干涉调制器装置)中时，装置可比其它EMS装置(例如，干涉调制器装置)更积极地响应。即，与不包含在第一及第二导电层之间延伸穿过非导电层的导电通孔的可移动层相比，经由所述可移动层发射的信号可经历较低的RC延迟。响应性的增加或RC延迟的对应降低可改进干涉调制器装置的帧速率。此外，可移动层的有效电阻及有效电容的降低可降低干涉调制器装置的组件之间的串扰。因为串扰可不合需要地导致可移动层的假释放及/或假致动，所以降低串扰可增加可用以致动及/或释放可移动层的可用电压窗口。此外，延伸穿过非导电层以便电连接第一及第二导电层的导电通孔可用以在将干涉调制器装置并入于触控装置中时维持穿过可移动层的电通路。在所述装置中，硬触碰可使第一导电层及/或第二导电层的部分断裂。在第一导电层与第二导电层之间延伸的导电通孔可保留横跨可移动层的断裂点的电通路。
所描述的实施方案可适用于的合适的EMS或MEMS装置的实例为反射显示装置。反射显示装置可并入有干涉调制器(IMOD)以使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射入射于其上的光。IMOD可包含吸收器、可相对于吸收器移动的反射器及在吸收器与反射器之间界定的光学谐振腔。反射器可移动到两个或两个以上不同位置，其可改变光学谐振腔的大小，及借此影响干涉调制器的反射率。IMOD的反射光谱可产生相当宽的光谱带，所述光谱带可横跨可见光波长移位以产生不同颜色。光谱带的位置可通过改变光学谐振腔的厚度(例如，通过改变反射器的位置)来调整。
图1展示描绘IMOD显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图的实例。IMOD显示装置包含一个或一个以上干涉MEMS显示元件。在这些装置中，MEMS显示元件的像素可处于明亮或黑暗状态。在明亮(“松弛”、“打开”或“接通”)状态中，显示元件反射大部分的入射可见光，例如到用户。相反地，在黑暗(“致动”、“关闭”或“切断”)状态中，显示元件反射极少的入射可见光。在一些实施方案中，接通及切断状态的光反射性质可颠倒。MEMS像素可经配置以主要在特定波长处反射，从而除了黑白之外还允许彩色显示。
IMOD显示装置可包含IMOD的行/列阵列。每一IMOD可包含一对反射层(即，可移动反射层及固定部分反射层)，其以彼此相隔可变及可控制的距离定位以形成气隙(也被称作光学间隙或腔)。可移动反射层可在至少两个位置之间移动。在第一位置(即，松弛位置)中，可移动反射层可以与固定部分反射层相隔相对大的距离定位。在第二位置(即，致动位置)中，可移动反射层可定位成更靠近于部分反射层。从两个层反射的入射光可取决于可移动反射层的位置而相长或相消地干涉，从而产生每一像素的整体反射或非反射状态。在一些实施方案中，IMOD可在未致动时处于反射状态，反射在可见光谱内的光，且可在致动时处于黑暗状态，反射在可见光范围之外的光(例如，红外光)。然而，在一些其它实施方案中，IMOD可在未致动时处于黑暗状态，且在致动时处于反射状态。在一些实施方案中，引入所施加的电压可驱动像素改变状态。在一些其它实施方案中，所施加的电荷可驱动像素改变状态。
图1中的像素阵列的所描绘的部分包含两个邻近干涉调制器12。在左边的IMOD12(如所说明)中，可移动反射层14被说明成在距光学堆叠16预定距离的松弛位置中，所述光学堆叠包含部分反射层。横跨左边的IMOD12施加的电压V0不足以引起可移动反射层14的致动。在右边的IMOD12中，可移动反射层14被说明成在靠近或邻近光学堆叠16的致动位置中。横跨右边的IMOD12施加的电压Vbias足以使可移动反射层14维持在致动位置中。
在图1中，像素12的反射性质通常用指示入射于像素12上的光13及从左边的像素12反射的光15的箭头来说明。尽管未详细说明，但所属领域的一股技术人员将理解，入射于像素12上的光13的大部分将透射穿过透明衬底20而朝向光学堆叠16。入射于光学堆叠16上的光的一部分将透射穿过光学堆叠16的部分反射层，且一部分将往回反射穿过透明衬底20。光13的透射穿过光学堆叠16的部分将在可移动反射层14处朝向(及穿过)透明衬底20往回反射。从光学堆叠16的部分反射层反射的光与从可移动反射层14反射的光之间的干涉(相长或相消)将确定从像素12反射的光15的波长。
光学堆叠16可包含单个层或若干层。层可包含电极层、部分反射及部分透射层以及透明电介质层中的一者或一者以上。在一些实施方案中，光学堆叠16为导电的、部分透射及部分反射的，且可例如通过将以上层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上而制成。电极层可由例如各种金属(例如，氧化铟锡(ITO))等多种材料形成。部分反射层可由例如各种金属(例如，铬(Cr))、半导体及电介质等为部分反射的多种材料形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且所述层中的每一者可由单个材料或材料的组合形成。在一些实施方案中，光学堆叠16可包含充当光学吸收器及导体的金属或半导体的单个半透明厚度，而(例如，光学堆叠16的或IMOD的其它结构的)不同的较导电的层或部分可用以在IMOD像素之间载送(bus)信号。光学堆叠16还可包含覆盖一个或一个以上导电层或导电/吸收层的一个或一个以上绝缘或电介质层。
在一些实施方案中，光学堆叠16的层可经图案化成平行条带，且可形成显示装置中的行电极，如下文所进一步描述。如所属领域的技术人员将理解，术语“图案化”在本文中用以指遮蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中，例如铝(Al)等高导电及反射材料可用于可移动反射层14，且这些条带可形成显示装置中的列电极。可移动反射层14可经形成为一个或一个以上沉积金属层的一系列平行条带(正交于光学堆叠16的行电极)，以形成沉积于柱18上的列及沉积于柱18之间的插入牺牲材料。当蚀刻掉牺牲材料时，所界定的间隙19或光学腔可形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。在一些实施方案中，柱18之间的间距可约为1到1000μm，而间隙19可小于10,000埃
在一些实施方案中，IMOD的每一像素(不管是在致动状态还是在松弛状态)本质上为由固定及移动反射层形成的电容器。当不施加电压时，可移动反射层14保持处于机械松弛状态，如图1中左边的像素12所说明，其中在可移动反射层14与光学堆叠16之间具有间隙19。然而，当将电位差(例如，电压)施加到选定行及列中的至少一者时，对在对应像素处在行及列电极的相交处形成的电容器充电，且静电力将电极拉到一起。如果所施加的电压超过阈值，那么可移动反射层14可变形且移动靠近或抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的电介质层(未图示)可防止短路，且控制层14及16之间的分离距离，如图1中右边的致动像素12所说明。不管所施加的电位差的极性如何，行为是相同的。尽管阵列中的一系列像素可在一些情况下被称作“行”或“列”，但所属领域的一股技术人员将容易理解，将一个方向称作“行”及另一个称作“列”是任意的。重申，在一些定向中，行可被视为列，且列可被视为行。此外，显示元件可均匀地布置成正交的行及列(“阵列”)或布置成非线性配置，例如具有相对于彼此的某些位置偏移(“马赛克”)。术语“阵列”及“马赛克”可指任一配置。因此，尽管显示器被称作包含“阵列”或“马赛克”，但在任何情况下，元件自身并不需要彼此正交地布置或均匀分布地安置，而是可包含具有非对称形状及不均匀分布的元件的布置。
图2展示说明并入有3x3干涉调制器显示器的电子装置的系统框图的实例。电子装置包含处理器21，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统之外，处理器21还可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含网页浏览器、电话应用程序、电子邮件程序任何其它软件应用程序。
处理器21可经配置以与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包含将信号提供到例如显示器阵列或面板30的行驱动器电路24及列驱动器电路26。图1中所说明的IMOD显示装置的横截面由图2中的线1-1展示。尽管图2出于清楚起见说明IMOD的3x3阵列，但显示器阵列30可含有极大量的IMOD，且可在行中具有与列中不同数目的IMOD，且反之亦然。
图3展示说明图1的干涉调制器的可移动反射层位置对所施加电压的图的实例。对于MEMS干涉调制器，行/列(即，共同/分段)写入程序可利用如图3中所说明的这些装置的磁滞性质。干涉调制器可能需要例如约10伏特电位差来使可移动反射层或镜从松弛状态改变到致动状态。当电压从所述值减少时，可移动反射层在电压跌到例如10伏特以下时维持其状态，然而可移动反射层直到电压跌到2伏特以下时才完全松弛。因此，如图3中所示，存在大约3到7伏特的电压范围，其中存在装置稳定在松弛或致动状态的所施加电压的窗口。在本文中这被称作“磁滞窗口”或“稳定窗口”。对于图3的具有磁滞特性的显示器阵列30，行/列写入程序可经设计以每次寻址一个或一个以上行，以使得在寻址给定行期间，所寻址的行中待致动的像素暴露于约10伏特的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏特的电压差。在寻址之后，像素暴露于约5伏特的稳定状态或偏置电压差以使得其保持先前选通状态。在此实例中，在经寻址之后，每一像素会看见在“稳定窗口”内约3到7伏特的电位差。此磁滞性质特征使得例如图1中所说明的像素设计能够在相同所施加电压的条件下保持稳定在致动或松弛预先存在状态。因为每一IMOD像素(不管是在致动状态还是在松弛状态)本质上为由固定及移动反射层形成的电容器，所以可在磁滞窗口内的稳定电压处保持此稳定状态而实质上不消耗或损失电力。此外，如果所施加的电压电位保持实质上固定，那么基本上极少或没有电流会流动到IMOD像素中。
在一些实施方案中，图像的帧可通过根据给定行中的像素的状态的所要改变(如果有的话)沿着列电极集合以“分段”电压的形式施加数据信号而产生。阵列的每一行可轮流寻址，使得以每次一行的方式写入帧。为了将所要数据写入到第一行中的像素，可将对应于第一行的像素的所要状态的分段电压施加于列电极上，且可将呈特定“共同”电压或信号的形式的第一行脉冲施加到第一行电极。分段电压集合接着可改变以对应于第二行中的像素的状态的所要改变(如果有的话)，且可将第二共同电压施加到第二行电极。在一些实施方案中，第一行中的像素未受沿着列电极施加的分段电压的改变的影响，且保持在其在第一共同电压行脉冲期间所设定的状态。可以连续方式对完整系列的行或者列重复此过程以产生图像帧。可通过以每秒钟某一所要帧数持续地重复此过程，用新的图像数据来刷新及/或更新所述帧。
横跨每一像素施加的分段及共同信号的组合(即，横跨每一像素的电位差)确定每一像素的所得状态。图4展示说明当施加各种共同及分段电压时干涉调制器的各种状态的表的实例。如所属领域的一股技术人员将容易理解，可将“分段”电压应用于列电极或行电极，且可将“共同”电压应用于列电极或行电极中的另一者。
如图4中(以及图5B中所示的时序图中)所说明，当沿着共同线施加释放电压VCREL时，沿着共同线的所有干涉调制器元件将被置于松弛状态(或者被称作释放或未致动状态)，而不管沿着分段线施加的电压，即高分段电压VSH及低分段电压VSL。特定来说，当沿着共同线施加释放电压VCREL时，横跨调制器的电位电压(或者被称作像素电压)当沿着所述像素的对应分段线施加高分段电压VSH及低分段电压VSL两者时在松弛窗口(见图3，也被称作释放窗口)内。
当在共同线上施加保持电压(例如，高保持电压VCHoLD_H或低保持电压VCHOLD_L)时，干涉调制器的状态将保持恒定。举例来说，松弛IMOD将保持于松弛位置，且致动IMOD将保持于致动位置。可选择保持电压以使得当沿着对应分段线施加高分段电压VSH及低分段电压VSL两者时，像素电压将保持在稳定窗口内。因此，分段电压摆幅(即，高VSH与低分段电压VSL之间的差)小于正或负稳定窗口的宽度。
当在共同线上施加寻址或致动电压(例如，高寻址电压VCADD_H或低寻址电压VCADD_L)时，可通过沿着相应分段线施加分段电压选择性地将数据写入到沿着所述线的调制器。可选择分段电压以使得致动取决于所施加的分段电压。当沿着共同线施加寻址电压时，施加一个分段电压将产生稳定窗口内的像素电压，致使像素保持未致动。相对比地，施加另一分段电压将产生超出稳定窗口的像素电压，从而导致像素的致动。引起致动的特定分段电压可取决于使用哪一寻址电压而变化。在一些实施方案中，当沿着共同线施加高寻址电压VCADD_H时，施加高分段电压VSH可致使调制器保持于其当前位置，而施加低分段电压VSL可引起调制器的致动。按照推论，当施加低寻址电压VCADD_L时，分段电压的效果可为相反的，其中高分段电压VSH引起调制器的致动，且低分段电压VSL对调制器的状态没有影响(即，保持稳定)。
在一些实施方案中，可使用总是产生横跨调制器的相同极性电位差的保持电压、寻址电压及分段电压。在一些其它实施方案中，可使用使调制器的电位差的极性交替的信号。横跨调制器的极性的交替(即，写入程序的极性的交替)可减少或抑制可在单个极性的重复写入操作之后发生的电荷积聚。
图5A展示说明图2的3x3干涉调制器显示器中的显示数据的帧的图的实例。图5B展示可用以写入图5A中所说明的显示数据的帧的共同及分段信号的时序图的实例。可将信号施加到例如图2的3x3阵列，其最终将导致图5A中所说明的线时间60e显示布置。图5A中的致动调制器处于黑暗状态，即其中反射光的实质部分在可见光谱之外以便向例如检视者产生黑暗外观。在写入图5A中所说明的帧之前，像素可处于任何状态，但图5B的时序图中所说明的写入程序假设每一调制器在第一线时间60a之前已被释放且驻留于未致动状态。
在第一线时间60a期间：在共同线1上施加释放电压70；在共同线2上施加的电压在高保持电压72处开始且移动到释放电压70；及沿着共同线3施加低保持电压76。因此，沿着共同线1的调制器(共同1，分段1)、(1，2)及(1，3)在第一线时间60a的持续时间内保持处于松弛或未致动状态，沿着共同线2的调制器(2，1)、(2，2)及(2，3)将移动到松弛状态，且沿着共同线3的调制器(3，1)、(3，2)及(3，3)将保持处于其先前状态。参看图4，沿着分段线1、2及3施加的分段电压将对干涉调制器的状态没有影响，因为在线时间60a期间，共同线1、2或3中无一者暴露于引起致动的电压电平(即，VCREL松弛且VCHOLD_L稳定)。
在第二线时间60b期间，共同线1上的电压移动到高保持电压72，且沿着共同线1的所有调制器保持处于松弛状态而不管所施加的分段电压，这是因为没有寻址或致动电压被施加于共同线1上。沿着共同线2的调制器归因于施加释放电压70而保持处于松弛状态，且沿着共同线3的调制器(3，1)、(3，2)及(3，3)将在沿着共同线3的电压移动到释放电压70时松弛。
在第三线时间60c期间，通过在共同线1上施加高寻址电压74来寻址共同线1。因为在施加此寻址电压期间沿着分段线1及2施加低分段电压64，所以横跨调制器(1，1)及(1，2)的像素电压大于调制器的正稳定窗口的高端(即，超过预定阈值的电压差)，且致动调制器(1，1)及(1，2)。相反地，因为沿着分段线3施加高分段电压62，所以横跨调制器(1，3)的像素电压小于调制器(1，1)及(1，2)的像素电压，且保持在调制器的正稳定窗口内；调制器(1，3)因此保持松弛。而且在线时间60c期间，沿着共同线2的电压降低到低保持电压76，且沿着共同线3的电压保持于释放电压70，使得沿着共同线2及3的调制器处于松弛位置。
在第四线时间60d期间，共同线1上的电压返回到高保持电压72，使得沿着共同线1的调制器处于其相应的寻址状态。共同线2上的电压降低到低寻址电压78。因为沿着分段线2施加高分段电压62，所以横跨调制器(2，2)的像素电压低于调制器的负稳定窗口的下端，从而使得调制器(2，2)致动。相反地，因为沿着分段线1及3施加低分段电压64，所以调制器(2，1)及(2，3)保持处于松弛位置。共同线3上的电压增加到高保持电压72，使得沿着共同线3的调制器处于松弛状态。
最终，在第五线时间60e期间，共同线1上的电压保持于高保持电压72，且共同线2上的电压保持于低保持电压76，使得沿着共同线1及2的调制器处于其相应的寻址状态。共同线3上的电压增加到高寻址电压74以寻址沿着共同线3的调制器。在分段线2及3上施加低分段电压64时，调制器(3，2)及(3，3)致动，而沿着分段线1施加的高分段电压62致使调制器(3，1)保持于松弛位置。因此，在第五线时间60e结束处，3x3像素阵列处于图5A中所示的状态，且将保持处于所述状态，只要沿着共同线施加保持电压即可，而不管当寻址沿着其它共同线(未图示)的调制器时可出现的分段电压的变化。
在图5B的时序图中，给定写入程序(即，线时间60a到60e)可包含使用高保持及寻址电压或低保持及寻址电压。一旦已对给定共同线完成写入程序(且将共同电压设定为具有与致动电压相同极性的保持电压)，像素电压便保持于给定稳定窗口内，且直到在所述共同线上施加释放电压方穿过松弛窗口。此外，因为在寻址调制器之前作为写入程序的部分释放每一调制器，所以调制器的致动时间而非释放时间可确定必要的线时间。具体来说，在调制器的释放时间大于致动时间的实施方案中，可施加释放电压长于单个线时间，如图5B中所描绘。在一些其它实施方案中，沿着共同线或分段线施加的电压可变化以导致不同调制器(例如，不同颜色的调制器)的致动及释放电压的变化。
根据上文所阐述的原理而操作的干涉调制器的结构的细节可广泛地变化。举例来说，图6A到6E展示包含可移动反射层14及其支撑结构的干涉调制器的变化实施方案的横截面实例。图6A展示图1的干涉调制器显示器的部分横截面的实例，其中金属材料(即，可移动反射层14)的条带沉积在从衬底20正交地延伸的支撑件18上。在图6B中，每一IMOD的可移动反射层14的形状通常为正方形或矩形且在系绳32上附接到支撑件的角上或角附近。在图6C中，可移动反射层14的形状通常为正方形或矩形，且从可包含柔性金属的可变形层34悬吊下来。可变形层34可在可移动反射层14的周边周围直接或间接连接到衬底20。这些连接在本文中被称作支撑柱。图6C中所示的实施方案具有由可变形层34实现的额外益处，所述额外益处来源自可移动反射层14的光学功能与其机械功能的解耦。此解耦允许用于反射层14的结构设计及材料以及用于可变形层34的结构设计及材料彼此独立地最优化。
图6D展示IMOD的另一实例，其中可移动反射层14包含反射子层14a。可移动反射层14搁置在例如支撑柱18等支撑结构上。支撑柱18提供可移动反射层14与下部静止电极(即，所说明的IMOD中的光学堆叠16的部分)的分离，因此间隙19形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间，例如当可移动反射层14处于松弛位置时。可移动反射层14还可包含可经配置以充当电极的导电层14c及支撑层14b。在此实例中，导电层14c安置于支撑层14b的远离衬底20的一侧上，且反射子层14a安置于支撑层14b的接近于衬底20的另一侧上。在一些实施方案中，反射子层14a可为导电的，且可安置于支撑层14b与光学堆叠16之间。支撑层14b可包含电介质材料(例如，氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO2))的一个或一个以上层。在一些实施方案中，支撑层14b可为层堆叠，例如SiO2/SiON/SiO2三层堆叠。反射子层14a及导电层14c中的任一者或两者可包含例如具有约0.5％铜(Cu)的铝(Al)合金，或另一反射金属材料。使用在电介质支撑层14b上方及下方的导电层14a、14c可平衡应力且提供增强的导电性。在一些实施方案中，反射子层14a及导电层14c可出于多种设计目的(例如，实现可移动反射层14内的特定应力剖面)由不同材料形成。
如图6D中所说明，一些实施方案还可包含黑色掩模结构23。黑色掩模结构23可形成于光学非作用区中(例如，在像素之间或在柱18之下)以吸收环境或杂散光。黑色掩模结构23还可通过抑制光从显示器的非作用部分反射或透射穿过显示器的非作用部分，借此增加对比率，而改进显示装置的光学性质。另外，黑色掩模结构23可为导电的，且经配置以充当电汇流层。在一些实施方案中，行电极可连接到黑色掩模结构23以减少所连接的行电极的电阻。黑色掩模结构23可使用多种方法形成，包含沉积及图案化技术。黑色掩模结构23可包含一个或一个以上层。举例来说，在一些实施方案中，黑色掩模结构23包含充当光学吸收器、层的钼-铬(MoCr)层及充当反射器及汇流层的铝合金，其中厚度的范围分别为约30到500到
及500到
一个或一个以上层可使用多种技术来图案化，包含光刻及干式蚀刻，包含例如用于MoCr及SiO2层的四氟化碳(CF4)及/或氧气(O2)，及用于铝合金层的氯气(C12)及/或三氯化硼(BCl3)。在一些实施方案中，黑色掩模23可为标准具或干涉堆叠结构。在所述干涉堆叠黑色掩模结构23中，导电吸收器可用以在每一行或列的光学堆叠16中的下部静止电极之间发射或载送信号。在一些实施方案中，间隔物层35可用以大体上将吸收器层16a与黑色掩模23中的导电层电隔离。
图6E展示IMOD的另一实例，其中可移动反射层14为自支撑的。与图6D相对比，图6E的实施方案不包含支撑柱18。替代地，可移动反射层14在多个位置处接触下伏光学堆叠16，且可移动反射层14的曲率提供足够的支撑以使得可移动反射层14在横跨干涉调制器的电压不足以引起致动时返回到图6E的未致动位置。此处出于清楚起见展示可含有多个若干不同层的光学堆叠16，包含光学吸收器16a及电介质16b。在一些实施方案中，光学吸收器16a可既充当固定电极又充当部分反射层。
在例如图6A到6E中所示的实施方案等实施方案中，IMOD充当直视装置，其中从透明衬底20的前侧(即，与布置有调制器的侧相反的侧)检视图像。在这些实施方案中，装置(即，在可移动反射层14之后的显示装置的任何部分，包含例如图6C中所说明的可变形层34)的后部可在不冲击或负面地影响显示装置的图像质量的情况下经配置及操作，这是因为反射层14光学地屏蔽装置的所述部分。举例来说，在一些实施方案中，总线结构(未说明)可包含在可移动反射层14之后，其提供能力以将调制器的光学性质与调制器的机电性质(例如，电压寻址及由所述寻址导致的移动)分离。另外，图6A到6E的实施方案可简化处理，例如图案化。
图7展示说明用于干涉调制器的制造工艺80的流程图的实例，且图8A到8E展示所述制造工艺80的对应阶段的横截面示意性说明的实例。在一些实施方案中，除了图7中所未示的其它块之外，制造工艺80还可经实施以制造例如图1及6中所说明的一股类型的干涉调制器。参看图1、6及7，工艺80在块82处开始，其中在衬底20之上形成光学堆叠16。图8A说明形成于衬底20之上的所述光学堆叠16。衬底20可为透明衬底，例如玻璃或塑料，其可为柔性的或相对硬及不易弯的，且可已经受先前制备工艺(例如，清洁)以促进光学堆叠16的有效形成。如上文所论述，光学堆叠16可为导电的、部分透射及部分反射的，且可例如通过将具有所要性质的一个或一个以上层沉积到透明衬底20上而制成。在图8A中，光学堆叠16包含具有子层16a及16b的多层结构，但在一些其它实施方案中可包含更多或更少的子层。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可经配置有光学吸收及导电性质两者，例如组合的导体/吸收器子层16a。另外，子层16a、16b中的一者或一者以上可图案化成平行条带，且可形成显示装置中的行电极。所述图案化可由遮蔽及蚀刻工艺或现有技术中已知的另一合适工艺执行。在一些实施方案中，子层16a、16b中的一者可为绝缘或电介质层，例如沉积在一个或一个以上金属层之上的子层16b(例如，一个或一个以上反射及/或导电层)。另外，光学堆叠16可图案化成形成显示器的行的个别及平行条带。
工艺80在块84处继续，其中在光学堆叠16之上形成牺牲层25。稍后移除牺牲层25(例如，在块90处)以形成腔19，且因此在图1中所说明的所得干涉调制器12中并未展示牺牲层25。图8B说明包含形成于光学堆叠16之上的牺牲层25的部分制成装置。在光学堆叠16之上形成牺牲层25可包含沉积二氟化氙(XeF2)可蚀刻材料，例如钼(Mo)或非晶硅(a-Si)，达经选择以在随后移除之后提供具有所要设计大小的间隙或腔19(也见图1及8E)的厚度。沉积牺牲材料可使用沉积技术来进行，例如物理气相沉积(PVD，例如溅镀)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂。
工艺80在块86处继续，其中形成支撑结构，例如，如图1、6及8C中所说明的柱18。形成柱18可包含图案化牺牲层25以形成支撑结构孔隙，接着使用例如PVD、PECVD、热CVD或旋涂等沉积方法将材料(例如，聚合物或无机材料，例如氧化硅)沉积到孔隙中以形成柱18。在一些实施方案中，形成于牺牲层中的支撑结构孔隙可延伸穿过牺牲层25及光学堆叠16两者到下伏衬底20，因此柱18的下端接触衬底20，如图6A中所说明。或者，如图8C中所描绘，形成于牺牲层25中的孔隙可延伸穿过牺牲层25，但不穿过光学堆叠16。举例来说，图8E说明与光学堆叠16的上表面接触的支撑柱18的下端。柱18或其它支撑结构可通过在牺牲层25之上沉积支撑结构材料的层及图案化远离牺牲层25中的孔隙而定位的支撑结构材料的部分而形成。支撑结构可位于孔隙内，如图8C中所说明，但还可至少部分在牺牲层25的部分之上延伸。如上文所注明，牺牲层25及/或支撑柱18的图案化可由图案化及蚀刻工艺执行，但还可由替代蚀刻方法执行。
工艺80在块88处继续，其中形成可移动层或薄膜，例如图1、6及8D中所说明的可移动反射层14。可移动反射层14可通过使用一个或一个以上沉积步骤(例如，反射层(例如，铝、铝合金)沉积)以及一个或一个以上图案化、遮蔽及/或蚀刻步骤而形成。可移动反射层14可为导电的，且被称作导电层。在一些实施方案中，可移动反射层14可包含多个子层14a、14b、14c，如图8D中所示。在一些实施方案中，例如子层14a、14c等子层中的一者或一者以上可包含出于其光学性质而选择高反射子层，且另一子层14b可包含出于其机械性质而选择的机械子层。因为牺牲层25仍存在于块88处所形成的部分制成干涉调制器中，所以可移动反射层14通常在此阶段不可移动。含有牺牲层25的部分制成IMOD还可在本文中被称作“未释放”IMOD。如上文结合图1所描述，可移动反射层14可图案化成形成显示器的列的个别及平行条带。
工艺80在块90处继续，其中形成腔，例如，如图1、6及8E中所说明的腔19。腔19可通过将牺牲材料25(在块84处沉积)暴露于蚀刻剂而形成。举例来说，例如Mo或非晶Si等可蚀刻牺牲材料可通过干式化学蚀刻(例如，通过将牺牲层25暴露于例如从固体XeF2导出的蒸气等气态或蒸气蚀刻剂达有效地移除所要量的材料(通常相对于环绕腔19的结构选择性地移除)的时间周期)来移除。还可使用其它蚀刻方法(例如，湿式蚀刻及/或等离子体蚀刻)。因为在块90期间移除牺牲层25，所以可移动反射层14通常在此阶段之后可移动。在移除牺牲材料25之后，所得完整或部分制成的IMOD可在本文中被称作“释放”IMOD。
如上文所论述，在IMOD装置的一些实施方案中，并入有具有在第一导电层与第二导电层之间延伸穿过非导电层的一个或一个以上导电通孔的可移动层可为有利的。以此方式，第一导电层及第二导电层可在可移动层的端部之间电连接到或短接到彼此。因此，所述可移动层可具有小于不包含延伸穿过非导电层的任何导电通孔的其它可移动层的有效电阻、有效电容及总阻抗。此外，如下文所描述并入有一个或一个以上导电通孔的可移动层可甚至在已在第一导电层及/或第二导电层中形成断裂之后仍保留穿过可移动层的电通路。
图9A展示具有第一导电层914a及第二导电层914c的可移动层901的电气示意图的实例。可移动层901及本文中所描述的可移动层的其它实施方案可例如为包含干涉调制器的双稳态或模拟EMS装置的部分。第一导电层914a可在可移动层901的端部903及905处通过端部连接911电连接到第二导电层914c。可移动层901可与干涉调制器装置中的一个或一个以上光学堆叠(未图示)间隔开以便形成包含可移动层901及光学堆叠的显示元件912。举例来说，可移动层901可安置于一个或一个以上光学堆叠下方，且经配置以相对于一个或一个以上光学堆叠移动。如所说明，第一导电层914a的对应于显示元件912的部分可形成有效电阻器924a，所述电阻器在可移动层901的端部903及905之间串联地连接到彼此。类似地，第二导电层914c的对应于显示元件912的部分可形成有效电阻器924c，所述电阻器在可移动层901的端部903及905之间串联地连接到彼此。另外，在第一导电层914a与第二导电层914c之间延伸的端部连接911可各自在第一导电层914a与第二导电层914c之间形成有效电阻器921。
仍参看图9A，可移动层901还包含在端部连接911之间安置于第一导电层914a与第二导电层914c之间的非导电层914b。端部连接911可包含能够电连接第一导电层914a与第二导电层914c的任何导电材料。在此实施方案中，非导电层914b在端部连接911之间持续地延伸，使得有效电容器924b在显示元件912之间形成于第一导电层914a与第二导电层914c之间。可移动层901的这些有效电容器924b及有效电阻器924a、924c及921可影响可移动层901的总阻抗。即，可移动层901的电容器924b及有效电阻器924a、924c及921可相反地影响例如从列驱动器电路穿过可移动层901的电流或信号。
图9B展示具有由多个导电通孔977电连接到彼此的第一导电层964a及第二导电层964c的可移动层951的电气示意图的实例。第一导电层964a也在可移动层951的端部953及955处通过端部连接961电连接到第二导电层964c。可移动层951可与干涉调制器装置中的一个或一个以上光学堆叠(未图示)间隔开以便形成在可移动层951及光学堆叠之间的显示元件962。举例来说，可移动层951可安置于一个或一个以上光学堆叠下方，且经配置以相对于一个或一个以上光学堆叠移动。如所说明，第一导电层964a的对应于显示元件962的部分可形成有效电阻器974a，所述电阻器在可移动层951的端部953及955之间串联地连接到彼此。类似地，第二导电层964c的对应于显示元件962的部分可形成有效电阻器974c，所述电阻器在可移动层951的端部953及955之间串联地连接到彼此。另外，在第一导电层964a与第二导电层964c之间延伸的端部连接961可各自形成有效电阻器971。
仍参看图9B，可移动层951还包含在端部连接961之间安置于第一导电层964a与第二导电层964c之间的非导电层964b。在此实施方案中，可移动层951包含导电通孔977，所述导电通孔经由非导电层964b电连接第一导电层964a与第二导电层964c。以此方式，一个或一个以上有效电阻器979由可移动层951的显示元件962之间的导电通孔977形成。因为导电通孔977的有效电阻器979及有效电阻器971并联地连接于第一导电层964a与第二导电层964c之间，所以可移动层951具有比不包含延伸穿过非导电层914b的任何导电通孔的图9A的可移动层901低的总有效电阻及阻抗。
在一些实施方案中，例如IMOD装置等EMS装置可暴露于用户或工具(例如，钢笔或铁笔)的物理接触或触碰。举例来说，EMS装置可实施于包含触控输入表面或接口的设备中。在所述实施方案中，EMS装置的可移动层可经受由触碰或接触引起的有效的力，且有效的力可致使可移动层的一个或一个以上层断裂或分离。
图9C展示第一导电层914a在可移动层901的端部903及905之间具有断裂930a及第二导电层914c在可移动层901的端部903及905之间具有断裂930c的图9A的实例电气示意图。因为图9A及9C中的可移动层901不包含在第一导电层914a与第二导电层914c之间延伸的一个或一个以上导电通孔，所以断裂930a及930c使得可移动层901的左侧及右侧彼此电分离。因此，例如从驱动器被提供到可移动层901的信号可不从一个端部903穿过可移动层901到另一端部905。即，断裂930a及930c可产生可移动层901的“线路输出”。
图9D展示第一导电层964a在可移动层951的端部953及955之间具有断裂980a及第二导电层964c在可移动层951的端部953及955之间具有断裂980c的图9B的实例电气示意图。与图9A的可移动层901相对比，因为图9B及9D中的可移动层951包含在第一导电层964a与第二导电层964c之间延伸的导电通孔977，所以可移动层951即使在具有断裂980的情况下仍提供可移动层951的端部953与955之间的电通路。即，即使可移动层951包含断裂980，例如从驱动器提供到可移动层951的信号可通过从第一导电层964a及第二导电层964c中的一者穿过导电通孔977到第一导电层964a及第二导电层964c中的另一者而从一个端部953穿过可移动层951到另一端部955。
图10A展示具有多个可移动层1004的EMS装置1000的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有在由可移动层1004a、1004b及1004c及多个下伏电极1002形成的显示元件1006a、1006b及1006c的中心在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个导电通孔1025。如本文中所使用，EMS装置的仰视平面图是指与接收入射光的装置的侧相反的装置的视图(例如，与图1中所说明的衬底20相反的侧)。如图所示，电极1002按行安置(在图10A中水平地描绘)，且可移动层1004a、1004b及1004c按列安置(在图10A中垂直地描绘)，垂直于电极1002而延伸。电极1002与可移动层1004a、1004b及1004c的重叠部分界定九个显示元件1006(包含各三个显示元件1006a、1006b及1006c)。支撑件1008安置于每一显示元件1006的角区处，且经配置以相对于电极1002支撑可移动层1004的边缘部分。
在一些实施方案中，电极1002可为光学堆叠的导电部分。因此，在此及以下论述中对电极1002的参考将被理解为对光学堆叠(例如，图6A到6E中所说明的光学堆叠16)的导电层的参考。尽管图10A出于清楚起见省略了光学堆叠的其它层(例如，部分反射层或吸收器及/或一个或一个以上透明电介质层)，但对于特定应用，其它层可在需要时存在。EMS装置1000还包含安置于电极1002及可移动层1004之下(例如，离图10A的视图最远)的光学或黑色掩模结构1009。在一些实施方案中，黑色掩模结构1009可被配置成类似于上文参看图6D及6E所描述的黑色掩模结构23以吸收EMS装置1000的非作用部分中的环境或杂散光，且通过增加对比率而改进EMS装置1000的光学响应。
在图10A中所说明的实施方案中，可移动层1004各自包含在第一导电层与第二导电层之间延伸穿过非导电层的导电通孔1025。举例来说，可移动层1004a包含三个导电通孔1025a，所述导电通孔安置于形成于可移动层1004a与电极1002之间的显示元件1006a中的每一者的中心。类似地，可移动层1004b包含安置于形成于可移动层1004b与电极1002之间的显示元件1006b中的每一者的中心的三个导电通孔1025b。最后，可移动层1004c包含安置于形成于可移动层1004c与电极1002之间的显示元件1006c中的每一者的中心的三个导电通孔1025c。在所述实施方案中，可移动层1004的第一导电层与第二导电层沿着可移动层1004的长度电连接。因此，可移动层1004可具有比其它可移动层低的电阻，且在如上文参看图9A到9D所论述的触碰状况下可防止线路输出。
还参看图10A，每一可移动层1004可包含安置于支撑件1008之间的一个或一个以上槽或切口1090。在一些实施方案中，槽1090安置于可移动层1004中在显示元件1006之间。以此方式，槽1090可使得可移动层1004的部分彼此分离以避免显示元件1006之间的机械串扰。
图10B展示沿着线10B-10B截取的图10A的实例EMS装置1000的横截面图。图1OB还展示安置于电极1002与下伏衬底层1020之间的绝缘层1035。衬底层1020可包含任何合适的衬底，例如玻璃。如上文所论述，每一电极1002可为包含吸收器层1016a及电介质层1016b的光学堆叠1016的导电部分。因此，在一些实施方案中，电极1002可为光学堆叠1016的导电吸收器层1016a。在所述实施方案中，干涉腔可由吸收器层1016a及反射层1014a界定，所述干涉腔可包含电介质层1016b及在电介质层1016b与反射层1014a之间的间隙1021。
如上文参看图10A所论述，图10A的可移动层1004可包含多个层。举例来说，如图10B中所说明，可移动层1004b包含第一导电层1014a、第二导电层1014c及安置于第一导电层1014a与第二导电层1014c之间的非导电层1014b。尽管非导电层1014b可包含使得第一导电层1014a及第二导电层1014c的部分电分离的电介质材料，但导电通孔1025经由非导电层1014b而电连接第一导电层1014a与第二导电层1014c。
而且在图10B中展示间隙1021，所述间隙可为例如气隙。在可移动层1004b与电极1002之间界定间隙1021。可移动层1004b经配置以在由电极1002中的任一者与可移动层1004之间的致动电压致动时相对于光学堆叠1016而移动穿过间隙1021。在一些实施方案中，可移动层1004b可经配置以移动穿过间隙1021，以使得第一导电层1014a在致动时接触光学堆叠1016中的一者的电介质层1016b。
图11A展示说明制造设备的实例方法1100的流程图。方法1100可用以制造EMS装置，例如包含具有在第一导电层与第二导电层之间延伸的一个或一个以上导电通孔的至少一个可移动层的IMOD装置。举例来说，方法1100可用以制造图10A及1OB的EMS装置1000。
如块1101中所示，方法1100包含形成安置成一行的多个显示元件。在一些实施方案中，形成多个显示元件中的每一者包含形成部分透射及部分反射光学堆叠。举例来说，类似于图10B的光学堆叠1016，部分透射及部分反射光学堆叠可包含吸收器层(例如，部分反射及部分透射层)及电介质层。在一些实施方案中，吸收器层可包含钼-铬(MoCr)层，其厚度在3nm与12nm之间，例如6nm，但吸收器层可取决于所要实施方案而更厚或更薄。电介质层可包含能够使吸收器层与可移动层绝缘的任何合适的非导电或电介质材料。举例来说，电介质层可包含SiO2、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)或其混合物。
形成多个显示元件中的每一者还可包含在光学堆叠之上沉积牺牲层，及在牺牲层及光学堆叠之上形成可移动层。在一些实施方案中，可移动层可形成于牺牲层之上以使得当移除牺牲层时，可移动层可朝向及远离光学堆叠而移动。形成所述可移动层可包含：形成第一导电层；在所述第一导电层之上形成非导电层；及形成第二导电层。可移动层可类似于图1OA及10B的可移动层1004。
在一些实施方案中，第一导电层可包含具有约0.5％铜(Cu)的铝(Al)合金或另一反射及导电材料。第二导电层可包含与第一导电层相同的材料，或可由不同材料形成。举例来说，第二导电层可包含具有约0.5％Cu的Al合金，或另一导电材料。在一些实施方案中，可选择第一导电层及第二导电层的材料以使得第一导电层及第二导电层具有实质上类似的热膨胀系数。举例来说，第一导电层可具有在第二导电层的热膨胀系数的20％内的热膨胀系数。以此方式，第一导电层及第二导电层可用以在暴露可移动层的温度变动时平衡可移动层。
非导电层可包含电介质材料(例如，氮氧化硅(SiON)或SiO2)的一个或一个以上层。在一些实施方案中，非导电层可为层堆叠，例如SiO2/SiON/SiO2三层堆叠。此外，在一些实施方案中，每一显示元件的所述第一导电层电连接到显示元件的所述行中的任何邻近显示元件的所述第一导电层。类似地，每一显示元件的所述第二导电层可电连接到显示元件的所述行中的任何邻近显示元件的所述第二导电层。
在一些实施方案中，所述光学堆叠可包含第一电极，且所述第一导电层及所述第二导电层可形成第二电极的至少一部分。以此方式，每一显示元件的所述可移动层可经配置以基于横跨所述第一电极及所述第二电极施加的电压在致动位置与松弛位置之间移动。因此，每一显示元件可干涉调制入射于其上的光以使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射入射于其上的光。
如块1103中所示，方法1100还包含在至少一个显示元件的可移动层中形成至少一个导电通孔。至少一个导电通孔可形成于显示元件的第一导电层与显示元件的第二导电层之间。以此方式，第一导电层及第二导电层可电连接到彼此，且可减少可移动层的总电阻及阻抗。在一些实施方案中，形成至少一个导电通孔可包含在形成第二导电层之前蚀刻显示元件中的至少一者的非导电层。可在第一导电层与非导电层的与第一导电层相反的表面之间蚀刻非导电层以便形成穿过非导电层的空隙或空间。第二导电层接着可形成于非导电层之上以使得用以形成第二导电层的材料可经由非导电层穿过或渗透到空隙或空间中，直到到达第一导电层为止，以便形成导电通孔。因此，至少一个导电通孔可包含与第二导电层相同的材料。在一些实施方案中，至少一个导电通孔包含不同于第一导电层及第二导电层中的至少一者的材料。
如下文更详细所论述，至少一个导电通孔可形成于至少一个显示元件的各种位置中。举例来说，至少一个导电通孔可安置于显示元件中的至少一者的系绳区域中。即，至少一个导电通孔可安置于柱结构附近，所述柱结构支撑可移动层在电极或光学堆叠上方。在一些实施方案中，所述至少一个导电通孔可沿着所述多个显示元件中的至少一者的边缘安置。换句话说，至少一个导电通孔可沿着可移动层的边缘在第一导电层与第二导电层之间延伸穿过非导电层。在一些实施方案中，至少一个导电通孔可形成于显示元件的中心。此外，在一些实施方案中，至少一个导电通孔可形成于EMS装置的黑色掩模结构的下面。以此方式，至少一个导电通孔可由掩模结构屏蔽。在一些实施方案中，每一显示元件可包含至少一个导电通孔，且在其它实施方案中，并非每一显示元件皆包含导电通孔。在一些实施方案中，显示元件可包含多个导电通孔，例如2到10个导电通孔，且在一些实施方案中，甚至10个以上导电通孔。
图11B到11E展示根据图11A的实例方法的制造图10A及10B的EMS装置的实例工艺的横截面图。
图11B说明图10B的光学堆叠1016、绝缘层1035及衬底1020。牺牲层1030安置于光学堆叠1016之上，且第一导电层1014a安置于牺牲层1030之上。在一些实施方案中，牺牲层1030包含光阻材料或其它可分解材料，例如二氟化氙(XeF2)可蚀刻材料，例如Mo或a-Si。沉积牺牲层1030可使用沉积技术来进行，例如物理气相沉积(PVD，例如溅镀)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂。第一导电层1014a可使用一个或一个以上沉积步骤以及一个或一个以上图案化、遮蔽及/或蚀刻步骤来形成。在一些实施方案中，第一导电层包含Al合金，例如具有0.5％Cu的Al合金。
图11C说明沉积于图11B中所描绘的第一导电层1014a之上的非导电层1014b。如上文所论述，非导电层可包含一个或一个以上电介质层，例如氮氧化硅(SiON)的一个或一个以上层。图11D说明在非导电层1014b经图案化及蚀刻以产生延伸穿过非导电层1014b到第一导电层1014a的空隙或孔1027之后的非导电层1014b。非导电层1014b可使用包含光刻及干式蚀刻的多种技术来图案化及蚀刻。
图11E说明在第二导电层1014c已沉积在非导电层1014b之上之后的可移动层1004b。第二导电层1014c可包含任何导电材料，例如具有0.5％Cu的Al合金。在一些实施方案中，经沉积以形成第二导电层1014c的材料延伸或渗透穿过图11D的空隙1027以形成导电通孔1025b，如图11E中所示。在所述实施方案中，导电通孔1025b经由可移动层的端部之间的非导电层1014b电连接第一导电层1014a与第二导电层1014c。在已沉积第二导电层1014c之后，由第一导电层1014a、非导电层1014b及第二导电层1014c形成的可移动层1004b可经图案化及蚀刻以形成槽1090b。如上文所论述，所述槽1090b可使得可移动层1004b的部分彼此分离，以避免由可移动层1004b及光学堆叠1016引起的在显示元件之间的机械串扰。
在图11E中，槽1090b可在一些实施方案中通过将第一导电层1014a、非导电层1014b及第二导电层1014c图案化及蚀刻在一起而形成。在一些实施方案中的替代工艺为使用多个步骤图案化及蚀刻槽1090b，其中每一步骤图案化及蚀刻三个层(例如，第一导电层1014a、非导电层1014b及第二导电层1014c)中的一者或两者。举例来说，第一导电层1014a可在沉积在牺牲层1030之上之后经图案化及蚀刻以形成槽1090b。非导电层1014b接着可沉积在第一导电层1014a之上，且可经图案化及蚀刻以形成孔1027及槽1090b。第二导电层1014c可沉积在第一导电层1014a及非导电层1014b之上以形成导电通孔1025b，且可经图案化及蚀刻以形成层中的槽1090b。在导电通孔1025b形成于槽1090b中的实施方案中，多个步骤工艺可较容易实施。
可从图11E中所说明的配置移除牺牲层1030，其产生图10B中所说明的EMS装置。牺牲层1030可通过干式化学蚀刻移除，例如通过将牺牲层暴露于包含从固体XeF2导出的蒸气的气态或蒸气蚀刻剂达有效地通常相对于环绕牺牲层1030的结构选择性地移除所要量的材料的时间周期。还可使用其它蚀刻方法(例如，湿式蚀刻及/或等离子体蚀刻)。移除牺牲层1030会产生在可移动层1004b与光学堆叠1016之间的图10B中所说明的间隙1021。在一些实施方案中，间隙1021允许可移动层1004b相对于衬底1020移动。
图10A说明具有圆形横截面形状且安置于显示元件1006的中心的导电通孔1025。另外，图10A中所说明的导电通孔1025各自类似地设定大小。然而，在一些其它实施方案中，可移动层中的在第一导电层与第二导电层之间延伸穿过非导电层的导电通孔可与图10A的导电通孔1025不同地设定大小、形状及位置，如下文参看图12到17所描述。
图12展示具有多个可移动层1204的EMS装置1200的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有沿着由可移动层1204及多个下伏电极1002形成的显示元件1206的相反边缘在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个导电通孔1225。类似于上文参看图10A所论述的EMS装置1000，EMS装置1200的电极1002按行安置，且可移动层1204按列安置，垂直于电极1002而延伸。电极1002与可移动层1204的重叠部分界定九个显示元件1206。支撑件1008安置于每一显示元件1206的角区处，且经配置以相对于电极1002支撑可移动层1204的边缘部分。EMS装置1200还包含安置于电极1002及可移动层1204之下的黑色掩模结构1009。
在一些实施方案中，每一可移动层1204可包含多个导电通孔1225。导电通孔1225的形状可为矩形，且安置于显示元件1206的相反边缘上。在一些实施方案中，导电通孔1225安置于可移动层1204内在可移动层1204下面延伸的电极1002的边缘之上(如图12中所检视)。在一些实施方案中，导电通孔1225可安置于可移动层1204中在邻近支撑结构1008之间，如图12中所说明。换句话说，导电通孔1225可安置于可移动层1204的接近于支撑结构1008的系绳区域或区中。在所述实施方案中，导电通孔1225可影响支撑结构1008附近的可移动层1204的硬度。
图13展示具有多个可移动层1304的EMS装置1300的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有沿着由可移动层1304及多个下伏电极1002形成的显示元件1306的四个边缘在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个导电通孔1304。图13的EMS装置1300与图12的EMS装置1200类似的地方在于EMS装置1300包含电极1002、支撑结构1008及黑色掩模结构。然而，图13的每一可移动层1304包含沿着每一显示元件1306的所有四个边缘的具有矩形横截面形状的导电通孔1325。即，导电通孔1325安置于可移动层1304内在每一显示元件1306中的电极1002的边缘之上，且沿着每一显示元件1306中的可移动层1304的边缘。因此，图13的可移动层1304具有比图12的可移动层1204多的导电通孔。因此，可移动层1204的电阻可大于可移动层1304的电阻。
图14展示具有多个可移动层1404的EMS装置1400的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有成对地沿着由可移动层及多个下伏电极1002形成的显示元件的相反边缘在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个导电通孔1425。导电通孔1425的形状为矩形，且成对地安置于显示元件1406的相反边缘上。即，每一显示元件1406包含一对矩形形状导电通孔1425，所述导电通孔沿着上覆于电极的边缘的显示元件的第一边缘并排地安置。此外，每一显示元件1406包含沿着上覆于电极的另一边缘的显示元件的第二边缘并排地安置的另一对导电通孔1425。在一些实施方案中，所述对导电通孔1425可安置于可移动层1404中在邻近支撑结构1008之间。
图15展示具有多个可移动层1504的EMS装置1500的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有在显示器的黑色掩模结构1009之上在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个圆形导电通孔1525。如所说明，在一些实施方案中，导电通孔1525具有圆形或曲线横截面形状，且大小不同于图10A及12到14的导电通孔(例如，每一导电通孔1525的横截面面积不同于图10A及12到14的导电通孔的横截面面积)。
在一些实施方案中，导电通孔1525可安置于可移动层1504的与EMS装置1500的黑色掩模结构1009重叠的部分中。以此方式，与图10A及12到14中示意性地说明的导电通孔相对比，可在从图15中所示的相反侧检视EMS装置1500时由黑色掩模结构1009屏蔽或遮蔽导电通孔1525。因此，在所述实施方案中，导电通孔1525可经配置以便不影响来自EMS装置1500的经干涉调制的反射率。此外，如所说明，在一些实施方案中，导电通孔1525可安置于显示元件1506的系绳区域中。因此，导电通孔1525可减少支撑结构1008附近的可移动层1504的硬度。
图16展示具有多个可移动层1604的EMS装置1600的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有在显示器的掩模结构1009之上在第一导电层与第二导电层之间延伸的多个椭圆形导电通孔1625。类似于图15的导电通孔1525，导电通孔1625可在显示元件1606的系绳区域中与黑色掩模结构1009重叠。因此，导电通孔1625可经配置以不影响来自EMS装置1600的反射率。然而，与图15中所说明的导电通孔1525相对比，导电通孔1625的大小及形状不同。因此，可移动层1604可具有不同于图15的可移动层1504的硬度或刚性特性。举例来说，可移动层1604在支撑结构1008附近的硬度可低于图15的可移动层1604。
图17展示具有多个可移动层1704的EMS装置1700的实例的部分的仰视平面图，所述可移动层各自具有在第一导电层与第二导电层之间延伸穿过非导电层的多个导电通孔1725。在所说明实施方案中，导电通孔1725安置于形成于可移动层1704中的槽1790内在显示元件1706之间。即，在一些实施方案中，导电通孔1725可通过在槽1790中形成导电通孔1725而定位于显示元件1706之间。在所述实施方案中，导电通孔1725可具有与槽1790的宽度相同的宽度。在一些实施方案中，槽1790的宽度可在2μm与4μm之间，例如3μm。每一导电通孔1725可具有在0.5μm与5μm之间的长度，例如1.5μm。导电通孔1725的较大长度可针对较高帧速率减少电阻及RC延迟。然而，因为可移动层1704的第一导电层及第二导电层可沉积在槽1790中，其可诱发显示元件1706之间的机械串扰，所以导电通孔1725的长度可最优化以具有仍不会诱发显示元件1706之间的机械串扰的最大长度。此外，因为导电通孔1725形成于显示元件1706之间，所以导电通孔1725可不影响每一显示元件1706的反射特性。
如通过比较图10A与图12到17所理解，EMS装置可包含具有各种数目个导电通孔的可移动层。而且，形成于可移动层中的导电通孔可具有各种大小、形状及相对于EMS装置的剩余部分的位置。举例来说，导电通孔可具有圆形、椭圆形、曲线、多边形、矩形、正方形或其它横截面形状。另外，导电通孔可安置于例如显示元件之间、在系绳区域(例如，附近支撑结构)中，沿着显示元件的一个或一个以上边缘，在显示元件的中心，及/或使得导电通孔由一个或一个以上黑色掩模结构遮蔽或屏蔽。此外，导电通孔的大小或横截面面积可变化。在一些实施方案中，导电通孔可具有在2μm2与20μm2之间的横截面面积。举例来说，导电通孔可具有在3μm2与4μm2之间的横截面面积。在一些实施方案中，导电通孔可具有在3μm2与10μm2之间的横截面面积。
在一些实施方案中，导电通孔的大小、形状、数量及/或定位可基于可移动层的所要硬度来选择。举例来说，导电通孔可安置于可移动层的系绳区域中以减少可移动层的硬度。在一些实施方案中，导电通孔的大小、形状、数量及/或定位可基于可移动层的所要反射性质来选择。以此方式，具有可移动层(其具有一个或一个以上导电通孔)的EMS装置可经配置以使用光学干涉及吸收的原理选择性地吸收及/或反射入射于其上的光。此外，所述可移动层的一个或一个以上导电通孔可降低可移动层的有效电阻及/或电容。而且，当第一导电层及/或第二导电层的部分归因于有效的力而断裂时，所述可移动层的一个或一个以上导电通孔可防止可移动层的线路输出。
图18A及18B展示说明包含多个干涉调制器的显示装置40的系统框图的实例。显示装置40可为例如智能手机、蜂窝式或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其轻微变化还说明各种类型的显示装置，例如电视、平板计算机、电子阅读器、手持式装置及便携式媒体播放器。
显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48及麦克风46。外壳41可由多种制造工艺中的任一者形成，包含注射模制及真空成型。另外，外壳41可由多种材料中的任一者制成，包含，但不限于：塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。外壳41可包含可移除部分(未图示)，所述可移除部分可与不同颜色或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分互换。
显示器30可为多种显示器中的任一者，包含双稳态或模拟显示器，如本文中所描述。显示器30还可经配置以包含平板显示器，例如等离子体、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD，或非平板显示器，例如CRT或其它管装置。另外，显示器30可包含干涉调制器显示器，如本文中所描述。
图18B中示意性地说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41，且可包含至少部分围封于其中的额外组件。举例来说，显示装置40包含网络接口27，所述网络接口包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，所述处理器连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，滤波信号)。调节硬件52连接到扬声器45及麦克风46。处理器21还连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28及耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器又耦合到显示器阵列30。在一些实施方案中，电力供应器50可将电力提供到特定显示装置40设计中的实质上所有组件。
网络接口27包含天线43及收发器47以使得显示装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。网络接口27还可具有减轻例如处理器21的数据处理要求的一些处理能力。天线43可发射及接收信号。在一些实施方案中，天线43根据包含IEEE16.11(a)、(b)或(g)的IEEE16.11标准或包含IEEE802.11a、b、g、n及其另外实施方案的IEEE802.11标准发射及接收RF信号。在一些其它实施方案中，天线43根据蓝牙标准发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的状况下，天线43经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用分组无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地集群无线电(TETRA)、宽带CDMA(W-CDMA)、演进数据最优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev B、高速分组接入(HSPA)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、演进型高速分组接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用以在无线网络(例如，利用3G或4G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器47可预处理从天线43接收的信号以使得其可由处理器21接收且进一步由所述处理器操纵。收发器47还可处理从处理器21接收的信号以使得其可经由天线43从显示装置40发射。
在一些实施方案中，收发器47可由接收器替换。另外，在一些实施方案中，网络接口27可由图像源替换，所述图像源可存储或产生待发送到处理器21的图像数据。处理器21可控制显示装置40的总操作。处理器21从网络接口27或图像源接收数据(例如，压缩的图像数据)，且将所述数据处理成原始图像数据或处理成容易被处理成原始图像数据的格式。处理器21可将经处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以用于存储。原始数据通常是指识别图像内的每一位置处的图像特性的信息。举例来说，所述图像特性可包含颜色、饱和度及灰度级。
处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示装置40的操作。调节硬件52可包含用于将信号发射到扬声器45及用于从麦克风46接收信号的放大器及滤波器。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件，或可并入于处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28得到由处理器21产生的原始图像数据，且可重新格式化原始图像数据以适用于到阵列驱动器22的高速发射。在一些实施方案中，驱动器控制器29可将原始图像数据重新格式化成具有类光栅格式的数据流，使得其具有适合于横跨显示器阵列30的扫描的时间顺序。接着，驱动器控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管例如LCD控制器等驱动器控制器29常常作为独立集成电路(IC)与系统处理器21相关联，所述控制器可以许多方式来实施。举例来说，控制器可作为硬件嵌入于处理器21中，作为软件嵌入于处理器21中，或以硬件与阵列驱动器22完全集成。
阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化的信息，且可将视频数据重新格式化成每秒钟许多次地施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百及有时数千(或更多)引线的平行的一组波形。
在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示器阵列30适用于本文中所描述的类型的显示器中的任一者。举例来说，驱动器控制器29可为常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，IMOD控制器)。另外，阵列控制器22可为常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，IMOD显示器驱动器)。此外，显示器阵列30可为常规显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如包含IMOD的阵列的显示器)。在一些实施方案中，驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成。所述实施方案可用于高度集成系统中，例如移动手机、便携式电子装置、手表或小区域显示器。
在一些实施方案中，输入装置48可经配置以允许例如用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含小键盘(例如，QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏式屏幕、与显示器阵列30集成的触敏式屏幕或压敏式或热敏式薄膜。麦克风46可经配置为显示装置40的输入装置。在一些实施方案中，通过麦克风46的语音命令可用于控制显示装置40的操作。
电力供应器50可包含多种能量存储装置。举例来说，电力供应器50可为可再充电电池，例如镍-镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中，可再充电电池可使用来自例如壁式插槽或光伏打装置或阵列的电力来充电。或者，可再充电电池可无线地充电。电力供应器50还可为可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池或太阳能电池漆。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。
在一些实施方案中，控制可编程性驻留于驱动器控制器29中，所述驱动器控制器可位于电子显示系统中若干处。在一些其它实施方案中，控制可编程性驻留于阵列驱动器22中。上文所描述的最优化可以任何数目个硬件及/或软件组件及以各种配置来实施。
结合本文中所揭示的实施方案而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法步骤可被实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的可互换性通常已在功能性方面进行描述，且说明于上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路及步骤中。所述功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。
用以实施结合本文中所揭示的方面描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块及电路的硬件及数据处理设备可使用通用单或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以执行本文中所描述的功能的任何组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器或任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或一个以上微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此类配置。在一些实施方案中，特定步骤及方法可由特定用于给定功能的电路执行。
在一个或一个以上方面中，所描述的功能可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含本说明书中所揭示的结构及其结构等效物)或其任何组合来实施。本说明书中所描述的标的物的实施方案还可实施为一个或一个以上计算机程序，即计算机程序指令的一个或一个以上模块，所述计算机程序编码于计算机存储媒体上以用于由数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。
所属领域的技术人员可容易明白对本发明中所描述的实施方案的各种修改，且本文中所定义的一股原理可在不偏离本发明的精神或范围的情况下应用于其它实施方案。因此，权利要求书既定不限于本文中所展示的实施方案，而是应符合与本发明及本文中所揭示的原理及新颖特征相一致的最广范围。词“示范性”在本文中专用以意谓“充当实例、例项或说明”。本文中描述为“示范性”的任何实施方案不一定要解释为相比其它实施方案优选或有利。另外，所属领域的一股技术人员将容易了解，术语“上”及“下”有时用于容易描述诸图，且指示对应于适当定向的页上的图的定向的相对位置，且可不反映如所实施的IMOD的恰当定向。
在单独实施方案的上下文中在本说明书中所描述的某些特征还可组合地实施于单个实施方案中。相反地，在单个实施方案的上下文中所描述的各种特征还可单独地或以任何合适的子组合实施于多个实施方案中。此外，尽管上文可将特征描述为以某些组合起作用及甚至最初像这样声明，但来自所声明组合的一个或一个以上特征可在一些状况下从组合切去，且所声明组合可是针对子组合或子组合的变化。
类似地，虽然在图式中按特定次序来描绘操作，但这不应被理解为需要按所展示的特定次序或按顺序次序执行所述操作或执行所有所说明的操作以达成所要结果。此外，图式可示意性地按流程图的形式描绘一个或一个以上实例工艺。然而，未描绘的其它操作可并入于示意性地说明的实例工艺中。举例来说，可在所说明的操作中的任一者之前、之后、同时或之间执行一个或一个以上额外操作。在某些情况中，多任务及并行处理可为有利的。此外，上文所描述的实施方案中的各种系统组件的分离不应理解为在所有实施方案中需要所述分离，且应理解所描述的程序组件及系统通常可一起集成于单个软件产品中或封装到多个软件产品中。另外，其它实施方案属于所附权利要求书的范围内。在一些状况下，权利要求书中所叙述的动作可按不同次序执行且仍达成所要结果。
Claims (26)
1.一种设备，其包括多个显示元件，每一显示元件包括：
用于部分透射及部分反射光的装置；及
可移动层，其安置成邻近于所述部分透射及部分反射装置的至少一部分以便至少部分界定所述可移动层与所述部分透射及部分反射装置之间的腔，所述可移动层为至少部分反射的，每一显示元件的所述可移动层包括第一导电层、第二导电层及安置于所述第一导电层与所述第二导电层之间的非导电层，
其中每一显示元件的所述导电层中的至少一者电连接到邻近显示元件的导电层，且其中所述显示元件中的至少一者包括用于经由所述非导电层的平面电连接所述第一导电层与所述第二导电层的装置。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述电连接装置包括至少一个导电通孔。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述导电通孔具有在3微米2与10微米2之间的横截面面积。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的设备，其中所述至少一个导电通孔包括安置于所述多个显示元件中的两者之间的导电通孔。
5.根据权利要求2到4中任一权利要求所述的设备，其中所述至少一个导电通孔包括安置于所述多个显示元件中的至少一者的中心的导电通孔。
6.根据权利要求2到5中任一权利要求所述的设备，其中所述至少一个导电通孔包括安置于所述多个显示元件中的至少一者的系绳区域中的导电通孔。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的设备，其中所述电连接装置包括沿着所述多个显示元件中的至少一者的边缘安置的电连接。
8.根据权利要求2到7中任一权利要求所述的设备，其中所述至少一个导电通孔经结构化以具有椭圆形横截面面积、矩形横截面面积及圆形横截面面积中的一者。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的设备，其中一行显示元件的所述可移动层互连，且其中至少一个槽安置于邻近显示元件的所述可移动层之间的所述互连处。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述电连接装置包括安置于所述至少一个槽中的电连接。
11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的设备，其中所述部分透射及部分反射装置包括层的光学堆叠。
12.根据权利要求10所述的设备，其中所述光学堆叠包括第一电极，且其中所述第一导电层及所述第二导电层形成第二电极的至少一部分，且其中所述可移动层可基于在所述第一电极与所述第二电极之间施加的电压在致动位置与松弛位置之间移动。
13.根据前述权利要求中任一权利要求所述的设备，其中所述第一导电层及所述第二导电层中的至少一者包括铝合金。
14.根据权利要求1到12中任一权利要求所述的设备，其中所述第一导电层包括安置于所述光学堆叠与所述非导电层之间的反射材料。
15.根据前述权利要求中任一权利要求所述的设备，其中所述第一导电层及所述第二导电层经配置以具有实质上类似的热膨胀系数。
16.根据前述权利要求中任一权利要求所述的设备，其中所述非导电层包括氮氧化硅。
17.根据前述权利要求中任一权利要求所述的设备，其进一步包括：
处理器，其经配置以与所述多个显示元件通信，所述处理器经配置以处理图像数据；及
存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。
18.根据权利要求17所述的设备，其进一步包括：
驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述多个显示元件；及
控制器，其经配置以将所述图像数据的一部分发送到所述驱动器电路。
19.根据权利要求17或18所述的设备，其进一步包括图像源模块，所述图像源模块经配置以将所述图像数据发送到所述处理器，其中所述图像源模块包括接收器、收发器及发射器中的至少一者。
20.根据权利要求19所述的设备，其进一步包括输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据及将所述输入数据传达到所述处理器。
21.一种制造设备的方法，所述方法包括：
形成安置成一行的多个显示元件，其中形成所述显示元件中的每一者包括：
形成部分透射及部分反射光学堆叠；
在所述光学堆叠之上沉积牺牲层；
在所述牺牲层及光学堆叠之上形成可移动层，以使得当移除所述牺牲层时，所述可移动层可朝向及远离所述光学堆叠而移动，其中形成所述可移动层包括：形成第一导电层，在所述第一导电层之上形成非导电层，及在所述非导电层之上形成第二导电层，
其中每一显示元件的所述第一导电层电连接到所述行的显示元件中的任一邻近显示元件的所述第一导电层，且其中每一显示元件的所述第二导电层电连接到所述行的显示元件中的任一邻近显示元件的所述第二导电层，
所述方法进一步包括在所述第一导电层与所述第二导电层之间的至少一个显示元件的所述可移动层中形成至少一个电互连。
22.根据权利要求21所述的方法，其中形成所述至少一个电互连包括：
在所述第一导电层与所述非导电层的与所述至少一个显示元件的所述第一导电层相反的表面之间蚀刻所述显示元件中的至少一者的所述非导电层；及
在所述至少一个显示元件的所述非导电层之上形成所述第二导电层。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其中所述形成所述光学堆叠包括形成第一电极，且其中所述第一导电层及所述第二导电层形成第二电极的至少一部分，以使得所述可移动层可基于在所述第一电极与所述第二电极之间施加的电压在致动位置与松弛位置之间移动。
24.根据权利要求21到23中任一权利要求所述的方法，其中所述第一导电层及所述第二导电层中的至少一者包括铝合金。
25.根据权利要求21到24中任一权利要求所述的方法，其中形成所述至少一个电互连包括形成安置于所述多个显示元件中的至少一者的系绳区域中的导电通孔。
26.根据权利要求21到25中任一权利要求所述的方法，其中形成所述至少一个电互连包括形成沿着所述多个显示元件中的至少一者的边缘安置的电互连。
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