CN104145202B - 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、方法和设备。在一个方面中,EMS装置包含显示元件阵列及多个驱动器线,其中所述多个驱动器线的至少一部分布设在所述阵列上方或下方在一或多个驱动器电路与所述阵列之间。在一些实施方案中,所述多个驱动器线的至少一部分安置于所述阵列的非作用区域上方。在一个方面中,EMS装置可形成所述多个驱动器线中的至少一者的一部分。在一些实施方案中,所述阵列的可移动层可安置于显示器的所述多个驱动器线的至少一部分与固定电极之间。

Description

机电系统装置
技术领域
本发明涉及机电系统中的驱动器线的布设。
背景技术
机电系统(EMS)包含具有电气和机械元件、激活器、换能器、传感器、光学组件(包含镜)和电子器件的装置。EMS可在多种尺度下制造,包含(但不限于)微尺度和纳米尺度。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更大的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小的结构,包含(例如)小于数百纳米的大小。可使用沉积、蚀刻、光刻和/或其它蚀刻掉衬底和/或已沉积材料层的部分或者添加层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生机电元件。
一种类型的EMS装置被称为干涉式调制器(IMOD)。如本文中所使用,术语IMOD或干涉式光调制器是指使用光学干涉的原理来选择性地吸收和/或反射光的装置。在一些实施方案中,IMOD可包含一对导电板,所述对导电板中的一者或两者可为整体或部分透明和/或反射性的,且能够在施加适当电信号时相对运动。在一实施方案中,一个板可包含沉积于衬底上的静止层,且另一板可包含通过气隙与所述静止层分开的反射膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射于IMOD上的光的光学干涉。IMOD装置具有广泛范围的应用,且预期用于改善现有产品且创造新产品,尤其是具有显示能力的产品。
在一些实施方案中,EMS装置可包含可从一或多个驱动器电路接收电信号的IMOD阵列。所述一或多个驱动器电路可通过在所述阵列与一或多个驱动器电路之间布设的多个驱动器线而电耦合到所述阵列。驱动器线的布设可需要大于所述阵列的作用区域的几何区域或占地面积。因此,在一些实施方案中,所述阵列的作用区域可受到驱动器线布设的限制。
发明内容
本发明的系统、方法和装置各自具有若干创新方面,其中没有单个一者单独地负责本文中所揭示的所需属性。
本发明中所描述的标的物的一个创新方面可在包含界定阵列占地面积的显示元件阵列的设备中实施。所述显示元件阵列包含在第一方向上延伸的多个可移动层、在第二方向上延伸的多个固定电极、多个电连接垫,及多个驱动器线。所述多个可移动层及固定电极形成多个显示元件的一部分。每一连接垫安置于可移动层的末端处。每一驱动器线具有连接到连接垫的第一末端及可连接到驱动器电路的第二末端。在所述阵列的占地面积内在所述阵列上方或下方布设多个驱动器线的至少一部分。
在一个方面中,多个驱动器线的至少一部分可安置于所述阵列的非作用区域上方,且固定电极可安置于可移动层与安置于所述阵列的非作用区域上的多个驱动器线的所述部分之间。在一个方面中,多个驱动器线的至少一部分可安置于所述阵列的作用区域上。所述设备可包含导电光学掩模结构,其安置于所述阵列上且在至少一些所述显示元件之间延伸以掩盖显示器的非作用区域。所述光学掩模结构可形成多个驱动器线中的至少一者的一部分。在一个方面中,多个可移动层可安置于多个固定电极与多个驱动器线的至少一部分之间。在一个方面中,所述设备可包含至少一个钝化层,且多个驱动器线的至少一部分可安置于所述至少一个钝化层上。在一个方面中,显示元件可为干涉式调制器(IMOD)。
本发明中所描述的标的物的另一创新方面可在包含界定阵列占地面积的显示元件阵列的设备中实施。所述显示元件阵列包含在第一方向上延伸的多个可移动层、在第二方向上延伸的多个固定电极、多个电连接垫,及用于将所述多个可移动层中的每一者电连接到驱动器电路的装置。每一连接垫安置于可移动层的末端处。电连接装置电连接到连接垫且可连接到驱动器电路。在所述阵列的占地面积内在所述阵列上方或下方将电连接装置的至少一部分从所述驱动器电路布设到所述连接垫。在一个方面中,所述电连接装置可包含多个驱动器线,每一驱动器线具有连接到连接垫的第一末端及可连接到驱动器电路的第二末端。
本发明中所描述的标的物的另一创新方面可在包含形成界定阵列占地面积的显示元件阵列的制造设备的方法中实施。形成所述显示元件阵列包含:形成在第一方向上延伸的多个可移动层及在第二方向上延伸的多个固定电极;在每一可移动层的末端处形成电连接垫;及形成多个驱动器线,每一驱动器线具有连接到连接垫的第一末端及可连接到驱动器电路的第二末端。所述多个驱动器线的至少一部分在所述阵列的占地面积内在所述阵列上方或下方从所述驱动器电路通过到达所述连接垫。
在一个方面中,多个驱动器线的至少一部分可形成于所述阵列的非作用区域上方,且固定电极可安置于可移动层与安置于所述阵列的非作用区域上的多个驱动器线的所述部分之间。所述方法可包含形成导电光学掩模结构,其位于所述阵列上且在至少一些所述显示元件之间延伸以掩盖显示器的非作用区域。形成所述光学掩模结构可包含形成多个驱动器线中的至少一者的一部分。在一个方面中,多个可移动层可形成于固定电极与多个驱动器线的至少一部分之间。在一个方面中,形成多个可移动层及多个固定电极可包含形成多个干涉式调制器(IMOD)显示元件。
在附图和以下描述中陈述了本说明书中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。虽然本发明中提供的实例主要是在基于机电系统(EMS)和微机电系统(MEMS)的显示器方面进行描述,但本文中所提供的概念可应用于其它类型的显示器,例如液晶显示器、有机发光二极管(“OLED”)显示器和场发射显示器。其它特征、方面及优势将从描述、附图以及权利要求书变得显而易见。应注意,下图的相对尺寸可能未按比例绘制。
附图说明
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距视图的实例。
图2展示说明并入有3×3IMOD显示器的电子装置的系统框图的实例。
图3展示说明针对图1的IMOD的可移动反射层位置对所施加的电压的图的实例。
图4展示说明在施加各种共同和片段电压时IMOD的各种状态的表的实例。
图5A展示说明图2的3×3IMOD显示器中的显示数据的帧的图的实例。
图5B展示可用于写入图5A中所说明的显示数据的帧的共同和片段信号的时序图的实例。
图6A展示图1的IMOD显示器的部分横截面的实例。
图6B到6E展示IMOD的不同实施方案的横截面的实例。
图7展示说明IMOD的制造工艺的流程图的实例。
图8A到8E展示制作IMOD的方法中的各个阶段的横截面示意性说明的实例。
图9展示EMS装置的俯视平面图的实例,所述EMS装置包含显示元件阵列、驱动器电路及沿着阵列在阵列与驱动器电路之间布设的多个驱动器线。
图10A展示EMS装置的仰视平面图的实例,所述EMS装置包含图9的显示元件阵列、驱动器电路及至少部分在阵列下方及在阵列与驱动器电路之间布设的多个驱动器线。
图10B展示EMS装置的仰视平面图的实例,所述EMS装置包含图9的显示元件阵列、第一驱动器电路、第二驱动器电路及至少部分在阵列下方及在阵列与第二驱动器电路之间布设的多个驱动器线。
图10C展示另一EMS装置的仰视平面图的实例,所述EMS装置包含图9的显示元件阵列、第一驱动器电路、第二驱动器电路及至少部分在阵列下方及在阵列与第一驱动器电路和第二驱动器电路中的一者之间布设的多个驱动器线。
图11A到11H展示制造EMS装置的实例过程的横截面图,所述EMS装置具有至少部分在显示元件阵列下方布设的多个驱动器线。
图12A展示EMS装置的部分俯视平面图的实例,所述EMS装置包含显示元件阵列、驱动器电路及至少部分在所述阵列上方通过导电光学掩模结构而布设的多个驱动器线。
图12B展示沿着线12B-12B取得的图12A的EMS装置的横截面图的实例。
图13展示说明制造设备的实例方法的流程图。
图14A和14B展示说明包含多个IMOD的显示装置的系统框图的实例。
各种图式中的相同参考数字和标示指示相同元件。
具体实施方式
以下描述针对于用于描述本发明的创新方面的目的的一些实施方案。然而,所属领域的技术人员将容易认识到,可以多种不同方式应用本文中的教示。可在可经配置以显示图像(无论是运动图像(例如,视频)还是静止图像(例如,静态图像),且无论是文本、图形还是图画图像)的任何装置或系统中实施所描述的实施方案。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所述电子装置相关联,所述电子装置例如为(但不限于):移动电话、具备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,智能电话、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、传真机装置、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏装置、腕表、时钟、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、汽车显示器(包含里程表和速度计显示器等等)、驾驶舱控制和/或显示器、相机取景显示器(例如车辆中的后视相机的显示器)、电子照片、电子广告牌或标志、投影仪、建筑结构、微波炉、冰箱、立体声系统、磁带录音机,或者播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、停车计时器、包装(例如在机电系统(EMS)、微机电系统(MEMS)和非MEMS应用中)、美学结构(例如,一件首饰上的图像的显示)和各种各样的EMS装置。本文中的教示还可用于非显示器应用中,例如(但不限于)电子开关装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、动作感测装置磁力计、用于消费型电子器件的惯性组件、消费型电子产品的零件、可变电抗器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺和电子测试设备。因此,所述教示无意受限于仅图中所描绘的实施方案,而是具有如所属领域的技术人员将容易明白的较广适用性。
在一些实施方案中,可在通过布置在线段(例如,行)中的多个可移动层且通过布置在线片段(例如,列)中的与所述可移动层重叠的多个固定电极形成的阵列中配置多个显示元件。所得的阵列可形成光学显示器。在此些实施方案中,可通过电耦合到可移动层线段和固定电极线段的一或多个驱动器电路在至少经松弛状态与经激活状态之间驱动每一显示元件。以此方式,可在单个显示元件的可移动层与固定电极之间施加电压来选择性地驱动可移动层。为了将一或多个驱动器电路与可移动层和固定电极电耦合,可在每一可移动层线段与驱动器电路之间以及在每一固定电极线段与驱动器电路之间布设多个驱动器线。在一些实施方案中,可移动层和固定电极可电耦合到单个驱动器电路。在一些其它实施方案中,EMS装置可包含电耦合到可移动层线段中的每一者的第一驱动器电路及电耦合到固定电极线段中的每一者的第二驱动器电路。
在现有的EMS装置中,通常在显示元件阵列的侧上布设驱动器线,从而产生围绕所述阵列的占地面积的“布设边界”。换句话说,通常不是在阵列上方或下方布设而是沿着阵列布设驱动器线以将一或多个驱动器与阵列的侧电耦合。如本文中所使用,阵列的占地面积是指由阵列的显示元件形成的阵列的区域。举例来说,阵列的占地面积可为由阵列的显示元件形成的阵列的外边界。此布设边界的面积或宽度可随着显示器的大小而增加,因为随着可移动层的线段和/或固定电极的线段的数目增加,会需要更多的布设线。在一些实施方案中,使EMS装置的布设边界的大小最小化可为有用的,使得可在给定区域或占地面积内使显示器区域最大化。在本文中所揭示的一些实施方案中,至少部分在显示元件阵列上方或下方布设驱动器线以减小显示器的侧上的布设边界的大小。也就是说,在一些实施方案中,在阵列的至少一些显示元件上方或下方布设驱动器线,这与专门沿着显示器的横向侧布设形成对比。以此方式,较大的阵列可配合在给定区域或占地面积内,因为相关联的布设边界需要较少的空间。
本发明中所描述的标的物的特定实施方案可经实施以实现以下潜在优点中的一或多者。举例来说,包含至少部分在阵列内布设的驱动器线的EMS装置可减小与所述阵列相关联的任何布设边界的宽度。减小与显示元件阵列相关联的布设边界的宽度允许将较大的阵列定位在给定占地面积或区域内。另外,减小与显示元件阵列相关联的布设边界的宽度允许将给定阵列放置在比通过完全在所述阵列外侧布设的驱动器线而电耦合到驱动器电路的类似大小的阵列小的外壳内。减小显示器外壳的大小还可导致用于生产EMS装置的较低材料成本,且可对用户更具美观(例如,导致围绕显示器的较纤细的外壳边界和/或饰边)。减小与显示元件阵列相关联的布设边界的宽度还可实现更紧凑和/或更纤细的显示器设计。此类设计可在给定大小的衬底上生产更多的EMS显示装置,从而减小所述装置的成本。此外,此类设计可产生具有与显示器市场中的其它现有产品相容的形态因数的EMS显示装置。
可应用所描述的实施方案的合适的EMS或MEMS装置的实例是反射式显示装置。反射式显示装置可并入IMOD以使用光学干涉的原理选择性地吸收和/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。所述反射器可移动到两个或更多不同位置,其可改变光学谐振腔的大小,且进而影响IMOD的反射性。IMOD的反射光谱可产生相当广的光谱带,所述光谱带可跨可见波长移位以产生不同的色彩。可通过改变光学谐振腔的厚度,即,通过改变反射器的位置,来调整光谱带的位置。
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距视图的实例。所述IMOD显示装置包含一或多个干涉式MEMS显示元件。在这些装置中,MEMS显示元件的像素可处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“经松弛”、“打开”或“接通”)状态下,所述显示元件将较大部分的入射可见光反射到(例如)用户。相反,在黑暗(“经激活”、“关闭”或“断开”)状态下,所述显示元件反射极少的入射可见光。在一些实施方案中,可颠倒接通和断开状态的光反射特性。MEMS像素可经配置以主要反射特定波长,从而允许除了黑白以外的彩色显示。
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,即可移动反射层和固定部分反射层,其定位在彼此相距可变且可控的距离处以形成气隙(还被称作光学间隙或腔)。所述可移动反射层可在至少两个位置之间移动。在第一位置(即,经松弛位置)中,可移动反射层可定位在距固定部分反射层相对较大的距离处。在第二位置(即,经激活位置)中,可移动反射层可定位成更靠近所述部分反射层。视可移动反射层的位置而定,从所述两个层反射的入射光相长地或相消地进行干涉,从而为每一像素产生全反射状态或非反射状态。在一些实施方案中,IMOD在未被激活时可处于反射状态中,从而反射可见光谱内的光,且在被激活时可处于黑暗状态中,从而反射可见范围之外的光(例如,红外光)。然而,在一些其它实施方案中,IMOD可在未被激活时处于黑暗状态中,且在被激活时处于反射状态中。在一些实施方案中,所施加的电压的引入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部分包含两个邻近IMOD12。在左边上的IMOD12(如所说明)中,说明可移动反射层14处于距包含部分反射层的光学堆叠16预定距离处的经松弛位置中。跨左边上的IMOD12而施加的电压V0不足以致使激活可移动反射层14。在右边上的IMOD12中,说明可移动反射层14处于光学堆叠16附近或邻近处的经激活位置中。跨右边上的IMOD12而施加的电压Vbias足以将可移动反射层14维持在经激活位置中。
在图1中,一股用指示入射在像素12上的光13及从左边上的像素12反射的光15的箭头说明像素12的反射性质。虽然未详细说明,但所属领域的技术人员将理解,入射在像素12上的光13的大多数将朝向光学堆叠16透射穿过透明衬底20。入射在光学堆叠16上的光的一部分将透射穿过光学堆叠16的部分反射层,且一部分将反射回穿过透明衬底20。透射穿过光学堆叠16的光13的部分将在可移动反射层14处朝向(及穿过)透射衬底20反射回。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(若干)波长。
光学堆叠16可包含单一层或若干层。所述层可包含电极层、部分反射和部分透射层及透明电介质层中的一或多者。在一些实施方案中,光学堆叠16具导电性、部分透明性及部分反射性,且可(例如)通过将上述层中的一或多者沉积到透明衬底20上而制造。所述电极层可由多种材料(例如各种金属,例如氧化铟锡(ITO))形成。所述部分反射层可由具部分反射性的多种材料(例如各种金属(例如铬(Cr))、半导体及电介质)形成。部分反射层可由一或多个材料层形成,且所述层的每一者可由单一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与导体两者的单一半透明厚度的金属或半导体,而(例如,光学堆叠16或IMOD的其它结构的)不同的更多导电层或部分可用来汇流IMOD像素之间的信号。光学堆叠16还可包含覆盖一或多个导电层或导电/吸收层的一或多个绝缘或电介质层。
在一些实施方案中,光学堆叠16的(若干)层可被图案化成平行条带且可形成显示装置中的行电极,如下文进一步描述。如所属领域的技术人员将理解,术语“图案化”在本文中用以指代掩盖以及蚀刻工艺。在一些实施方案中,高导电及反射材料(例如铝(Al))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可形成为经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)以形成沉积在柱18顶部上的列及沉积于柱18之间的介入牺牲材料。当所述牺牲材料被蚀刻掉时,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之间的间隔可为约1um到1000um,而间隙19可小于10,000埃
在一些实施方案中,IMOD的每一像素(无论处于经激活还是经松弛状态)本质上为由固定及移动反射层形成的电容器。当未施加电压时,可移动反射层14保持处于机械松弛状态(如由图1中的左边上的像素12所说明),其中间隙19介于可移动反射层14与光学堆叠16之间。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,对应像素处的形成在行与列电极的交叉点处的电容器变得带电,且静电力将所述电极拉在一起。如果所施加的电压超过阈值,那么可移动反射层14可变形且在光学堆叠16附近移动或抵着光学堆叠16移动。光学堆叠16内的电介质层(未图示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离,如图1中右边上的经激活的像素12所说明。不管所施加的电位差的极性如何,表现均相同。虽然阵列中的一系列像素可在一些例子中被称为“行”或“列”,但所属领域的技术人员将易于理解,将一个方向称为“行”且将另一方向称为“列”是任意的。应重申,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(例如)具有相对于彼此的某些位置偏移的非线性配置(“马赛克”)。术语“阵列”及“马赛克”可指代任一配置。因此,虽然显示器被称为包含“阵列”或“马赛克”,但在任何情况下,元件本身无需彼此正交布置或安置成均匀分布,但可包含具有非对称形状及不均匀分布元件的布置。
图2展示说明并入有3×3IMOD显示器的电子装置的系统框图的实例。所述电子装置包含可经配置以执行一或多个软件模块的处理器21。除了执行操作系统外,处理器21可经配置以执行一或多个软件应用程序,包含网络浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或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)显示阵列或面板30的行驱动器电路24及列驱动器电路26。由图2中的线1-1展示图1中所说明的IMOD显示装置的横截面。虽然为了清晰起见而图2说明IMOD的3×3阵列,但显示阵列30可含有极大量的IMOD且可使行中的IMOD数目不同于列中的IMOD数目,且反之亦然。
图3展示说明针对图1的IMOD的可移动反射层位置对所施加的电压的图的实例。对于MEMSIMOD,行/列(即,共同/片段)写入程序可利用这些装置的滞后性质,如图3中所说明。IMOD可需要(例如)约10伏电位差以致使可移动反射层或镜从经松弛状态改变到经激活状态。当所述电压从所述值减小时,可移动反射层因所述电压回降到低于(例如)10伏而维持其状态,然而,可移动反射层未完全松弛,直到所述电压下降到低于2伏为止。因此,存在约3伏到7伏的电压范围(如图3中所展示),其中存在使装置稳定于经松弛或经激活状态的所施加电压窗。此窗在本文中被称为“滞后窗”或“稳定窗”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列30,行/列写入程序可经设计以每次寻址一或多个行,使得在给定行的寻址期间,经寻址行中的待激活的像素被暴露于约10伏的电压差,且待松弛的像素被暴露于接近零伏的电压差。在寻址之后,所述像素被暴露于稳定状态或约5伏的偏置电压差以使得其保持处于先前选通状态。在此实例中,在被寻址之后,每一像素经历约3伏到7伏的“稳定窗”内的电位差。此滞后性质特征使(例如)图1中所说明的像素设计能够在相同的所施加电压条件下保持稳定于经激活或经松弛的预先存在状态。由于每一IMOD像素(无论处于经激活状态还是经松弛状态)本质上为由固定及移动反射层形成的电容器,所以可在滞后窗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。另外,如果所施加的电压电位保持大体上固定,那么实质上很少或无电流流入到IMOD像素中。
在一些实施方案中,根据给定行中的像素的状态的所要改变(如果存在),可通过沿列电极集合施加呈“片段”电压形式的数据信号而产生图像的帧。可依次寻址阵列的每一行,使得一次一行地写入所述帧。为将所要数据写入到第一行中的像素,可将与所述第一行中的像素的所要状态对应的片段电压施加于列电极上,且可将呈特定“共同”电压或信号形式的第一行脉冲施加到第一行电极。接着,可改变片段电压的集合以对应于第二行中的像素的状态的所要变化(如果存在),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,所述第一行中的像素不受沿列电极而施加的片段电压的变化影响,且保持于第一共同电压行脉冲期间其被设定到的状态。可以连续方式针对整个系列的行或列重复此过程以产生所述图像帧。可通过以每秒某所要数目个帧不断重复此过程而用新的图像数据刷新及/或更新所述帧。
跨越每一像素而施加的片段与共同信号的组合(即,跨越每一像素的电位差)确定每一像素的所得状态。图4展示说明在施加各种共同和片段电压时IMOD的各种状态的表的实例。如所属领域的技术人员将容易理解,可将“片段”电压施加到列电极或行电极且可将“共同”电压施加到列电极或行电极中的另一者。
如图4(以及5B中所展示的时序图)中所说明,当沿共同线施加释放电压VCREL时,无论沿片段线而施加的电压(即,高片段电压VSH及低片段电压VSL)如何,均将使沿所述共同线的全部IMOD元件置于经松弛状态(或称为经释放或未激活状态)中。特定来说,当沿共同线施加释放电压VCREL时,在沿所述像素的对应片段线施加高片段电压VSH与低片段电压VSL两种情况时,跨越调制器的电位电压(或称为像素电压)均在松弛窗(参看图3,也称为释放窗)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,IMOD的状态将保持恒定。例如,经松弛的IMOD将保持处于经松弛位置,且经激活的IMOD将保持处于经激活位置。保持电压可经选择以使得在沿对应片段线施加高片段电压VSH与低片段电压VSL两种情况时,像素电压将保持在稳定窗内。因此,片段电压摆动(即,高片段电压VSH与低片段电压VSL之间的差)小于正或负稳定窗的宽度。
当在共同线上施加寻址或激活电压(例如高寻址电压VCADD_H或低寻址电压VCADD_L)时,可通过沿相应片段线施加片段电压而沿所述线将数据选择性地写入到调制器。所述片段电压可经选择以使得激活取决于所施加的片段电压。当沿共同线施加寻址电压时,片段电压的施加将产生稳定窗内的像素电压以导致像素保持未被激活。相比之下,另一片段电压的施加将产生超出所述稳定窗的像素电压以导致像素的激活。导致激活的特定片段电压可取决于所使用的寻址电压而变化。在一些实施方案中,当沿共同线施加高寻址电压VCADD_H时,高片段电压VSH的施加可导致调制器保持处于其当前位置,而低片段电压VSL的施加可导致所述调制器的激活。作为推论,当施加低寻址电压VCADD_L时,片段电压的效应可相反,其中高片段电压VSH导致所述调制器的激活且低片段电压VSL不影响所述调制器的状态(即,保持稳定)。
在一些实施方案中,可使用始终产生跨越调制器的相同极性电位差的保持电压、寻址电压及片段电压。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。跨越调制器的极性的交替(即,写入程序的极性的交替)可减少或抑制可发生在单一极性的重复写入操作之后的电荷积累。
图5A展示说明图2的3×3IMOD显示器中的显示数据的帧的图的实例。图5B展示可用于写入图5A中所说明的显示数据的帧的共同和片段信号的时序图的实例。所述信号可施加到(例如)图2的3×3阵列,此将最终产生图5A中所说明的线时间60e显示布置。图5A中的经激活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)观看者产生暗色外观。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定:在第一线时间60a之前,每一调制器已被释放且驻留于未激活状态中。
在第一线时间60a期间:在共同线1上施加释放电压70;施加在共同线2上的电压开始于高保持电压72且移动到释放电压70;且沿共同线3施加低保持电压76。因此,沿共同线1的调制器(共同1、片段1)、(1,2)及(1,3)在第一线时间60a的持续时间内保持处于经松弛或未激活状态,沿共同线2的调制器(2,1)、(2,2)及(2,3)将移动到经松弛状态,且沿共同线3的调制器(3,1)、(3,2)及(3,3)将保持处于其先前状态。参考图4,当共同线1、2或3均未暴露于在线时间60a期间导致激活的电压电平(即,VCREL--松弛及VCHOLD_L-稳定)时,沿片段线1、2及3而施加的片段电压将不影响IMOD的状态。
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,且因为共同线1上未施加寻址或激活电压,所以无论所施加的片段电压如何,沿共同线1的全部调制器均保持处于经松弛状态。沿共同线2的调制器因施加释放电压70而保持于经松弛状态,且当沿共同线3的电压移动到释放电压70时,沿共同线3的调制器(3,1)、(3,2)及(3,3)将松弛。
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而寻址共同线1。因为在此寻址电压的施加期间沿片段线1及2施加低片段电压64,所以跨越调制器(1,1)及(1,2)的像素电压大于所述调制器的正稳定窗的高端(即,电压微分超过预定义阈值)且调制器(1,1)及(1,2)被激活。相反,因为沿片段线3施加高片段电压62,所以跨越调制器(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所述调制器的正稳定窗内;调制器(1,3)因此保持松弛。同样在线时间60c期间,沿共同线2的电压减小到低保持电压76,且沿共同线3的电压保持处于释放电压70以使沿共同线2及3的调制器处于经松弛位置。
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,以使沿共同线1的调制器处于其相应寻址状态。共同线2上的电压减小到低寻址电压78。因为沿片段线2施加高片段电压62,所以跨越调制器(2,2)的像素电压低于所述调制器的负稳定窗的低端,从而导致调制器(2,2)激活。相反,因为沿片段线1及3施加低片段电压64,所以调制器(2,1)及(2,3)保持于经松弛位置。共同线3上的电压增加到高保持电压72,从而使沿共同线3的调制器处于经松弛状态。
最后,在第五线时间60e期间,共同线1上的电压保持处于高保持电压72且共同线2上的电压保持处于低保持电压76,从而使沿共同线1及2的调制器处于其相应寻址状态。共同线3上的电压增加到高寻址电压74以寻址沿共同线3的调制器。当在片段线2及3上施加低片段电压64时,调制器(3,2)及(3,3)激活,同时沿片段线1而施加的高片段电压62导致调制器(3,1)保持处于经松弛位置。因此,在第五线时间60e结束时,3×3像素阵列处于图5A中所展示的状态,且无论在沿其它共同线(未展示)的调制器被寻址时可发生的片段电压的变化如何,只要沿共同线施加保持电压,3×3像素阵列将保持处于所述状态。
在图5B的时序图中,给定的写入程序(例如线时间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。一旦已针对给定的共同线而完成写入程序(且共同电压被设定为具有与激活电压相同的极性的保持电压)之后,像素电压保持在给定的稳定窗内且不通过松弛窗,直到将释放电压施加在所述共同线上为止。此外,因为在寻址每一调制器之前释放所述调制器被以作为写入程序的部分,所以调制器的激活时间(非释放时间)可确定所需的线时间。具体来说,在其中调制器的释放时间大于激活时间的实施方案中,可施加释放电压达长于单一线时间,如图5B中所描绘。在一些其它实施方案中,沿共同线或片段线而施加的电压可变化以考虑到不同的调制器(例如不同色彩的调制器)的激活及释放电压的变化。
根据以上所阐释原理而操作的IMOD的结构的细节可广泛变化。例如,图6A到6E展示包含可移动反射层14及其支撑结构的IMOD的不同实施方案的横截面的实例。图6A展示图1的IMOD显示器的部分横截面的实例,其中金属材料条带(即,可移动反射层14)沉积于从衬底20正交延伸的支撑件18上。在图6B中,每一IMOD的可移动反射层14大体上呈方形或矩形形状且在系链32上在隅角处或隅角附近附接到支撑件。在图6C中,可移动反射层14大体上呈方形或矩形形状且从可包含柔性金属的可变形层34悬垂下来。可变形层34可围绕可移动反射层14的周边而直接或间接地连接到衬底20。这些连接在本文中称为支柱。图6C中所展示的实施方案具有由可移动反射层14的光学功能与由可变形层34实施的其机械功能的解耦得到的额外益处。此解耦允许用于反射层14的结构设计及材料与用于可变形层34的结构设计及材料独立于彼此而优化。
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搁置于支撑结构(例如支撑柱18)上。支撑柱18使可移动反射层14与下部固定电极(即,所说明IMOD中的光学堆叠16的部分)分离,使得(例如)在可移动反射层14处于经松弛位置时,使间隙19形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。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的一个侧上(在衬底20的远端处),且反射子层14a安置于支撑层14b的另一侧上(在衬底20的近端处)。在一些实施方案中,反射子层14a可具导电性且可安置于支撑层14b与光学堆叠16之间。支撑层14b可包含一或多层电介质材料(例如氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(SiO2))。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%的铜(Cu)的铝(Al)合金或另一反射金属材料。在电介质支撑层14b上方及下方采用导电层14a和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可由用于多种设计用途(例如,实现可移动反射层14内的特定应力分布)的不同材料形成。
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(例如,介于像素之间或柱18下方)中以吸收周围或杂散光。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抑制光透射穿过显示器的非作用部分而改善显示装置的光学性质,借此增加对比度。另外,黑色掩模结构23可具导电性且经配置以用作电汇流层。在一些实施方案中,行电极可连接到黑色掩模结构23以减小所连接的行电极的电阻。可使用多种方法(包含沉积及图案化技术)来形成黑色掩模结构23。黑色掩模结构23可包含一或多个层。例如,在一些实施方案中,黑色掩模结构23包含充当光学吸收器的钼铬(MoCr)层、充当反射器及汇流层的层和铝合金,其分别具有约30埃到80埃、500埃到1000埃及500埃到6000埃范围内的厚度。可使用多种技术(包含光刻及干式蚀刻)来图案化所述一或多个层,包含(例如)用于MoCr及SiO2层的四氟甲烷(CF4)及/或氧气(O2)及用于铝合金层的氯气(Cl2)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(etalon)或干涉式堆叠结构。在此类干涉式堆叠黑色掩模结构23中,导电吸收器可用以传输或汇流每一行或列的光学堆叠16中的下部固定电极之间的信号。在一些实施方案中,间隔层35可用来使吸收器层16a与黑色掩模23中的导电层大体上电隔离。
图6E展示IMOD的另一实例,其中可移动反射层14为自撑式。与图6D相比,图6E的实施方案不包含支撑柱18。而是,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的曲率提供足够支撑,使得在跨越IMOD的电压不足以导致激活时,可移动反射层14返回图6E的未激活位置。为清晰起见,可含有多个若干不同层的光学堆叠16在此处展示为包含光学吸收器16a及电介质16b。在一些实施方案中,光学吸收器16a可充当固定电极与部分反射层两者。
在例如图6A到6E中所展示的实施方案中,IMOD用作直观式装置,其中从透明衬底20的前侧(即,与其上布置有调制器的侧相对的侧)观看图像。在这些实施方案中,可配置及操作显示装置的背部(即,可移动反射层14后方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)而不影响或负面地影响显示装置的图像质量,这是因为反射层14光学屏蔽装置的那些部分。例如,在一些实施方案中,可移动反射层14后方可包含总线结构(未说明),其提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质(例如电压寻址及由此寻址引起的移动)分离的能力。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IMOD的制造工艺80的流程图的实例,且图8A到8E展示此制造工艺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中未展示的其它框之外,可实施制造工艺80以制造(例如)图1及6中所说明的一股类型的IMOD。参考图1、6及7,工艺80开始于框82处,其中在衬底20上形成光学堆叠16。图8A说明形成于衬底20上方的此光学堆叠16。衬底20可为透明衬底(例如玻璃或塑料),其可具柔性或相对刚性且不弯曲,且可能已经受先前制备过程(例如清洁)以促进光学堆叠16的有效形成。如上所论述,光学堆叠16可具导电性、部分透明性及部分反射性且可(例如)通过将具有所要性质的一或多个层沉积到透明衬底20上来制造。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和16b中的一者可配置有光学吸收性质与导电性质两者,例如经组合导体/吸收器子层16a。另外,子层16a、16b中的一或多者可被图案化成平行条带且可形成显示装置中的行电极。可通过此项技术中已知的掩盖及蚀刻工艺或另一适合工艺而执行此图案化。在一些实施方案中,子层16a和16b中的一者可为绝缘或电介质层,例如沉积于一或多个金属层(例如,一或多个反射层及/或导电层)上的子层16b。另外,光学堆叠16可被图案化成形成显示器的行的个别且平行的条带。
工艺80在框84处继续,其中在光学堆叠16上形成牺牲层25。稍后移除牺牲层25(例如,在框90处)以形成腔19,且因此,图1所说明的所得IMOD12中未展示牺牲层25。图8B说明包含形成于光学堆叠16上的牺牲层25的经部分制造装置。在光学堆叠16上形成牺牲层25可包含以在后续移除之后提供具有所要设计尺寸的间隙或腔19(也参看图1及8E)而选择的厚度来沉积二氟化氙(XeF2)可蚀刻材料(例如钼(Mo)或非晶硅(a-Si))。可使用例如物理气相沉积(PVD,例如溅镀)、等离子增强型化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂的沉积技术来进行牺牲材料的沉积。
工艺80在框86处继续,其中形成支撑结构,例如图1、6及8C中所说明的柱18。柱18的形成可包含:图案化牺牲层25以形成支撑结构孔口;接着,使用沉积方法(例如PVD、PECVD、热CVD或旋涂)来将材料(例如,聚合物或无机材料(例如氧化硅))沉积到所述孔口中以形成柱18。在一些实施方案中,形成于牺牲层中的所述支撑结构孔口可穿过牺牲层25与光学堆叠16两者而延伸到下伏衬底20,使得柱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中的所述孔口可延伸穿过牺牲层25,但未穿过光学堆叠16。例如,图8E说明支撑柱18的下端与光学堆叠16的上表面接触。可通过将一层支撑结构材料沉积于牺牲层25上且图案化所述支撑结构材料的远离牺牲层25中的孔口而定位的部分而形成柱18或其它支撑结构。所述支撑结构可位于所述孔口内(如图8C中所说明),但也可至少部分在牺牲层25的一部分上延伸。如上所述,牺牲层25及/或支撑柱18的图案化可通过图案化及蚀刻工艺而执行,且也可通过替代性蚀刻方法而执行。
工艺80在框88处继续,其中形成可移动反射层或隔膜,例如图1、6及8D中所说明的可移动反射层14。通过使用一或多个沉积步骤,如反射层(例如,铝、铝合金)沉积连同一或多个图案化、掩蔽及/或蚀刻步骤,可形成可移动反射层14。可移动反射层14可具导电性且被称为导电层。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中所展示。在一些实施方案中,子层中的一或多者(例如子层14a和14c)可包含针对其光学性质而选择的高反射子层,且另一子层14b可包含针对其机械性质而选择的机械子层。由于牺牲层25仍存在于框88处所形成的经部分制造的IMOD中,所以可移动反射层14通常不可在此阶段处移动。含有牺牲层25的经部分制造IMOD在本文中也可被称为“未释放的”IMOD。如以上结合图1所描述,可移动反射层14可被图案化成形成显示器的列的个别且平行的条带。
工艺80在框90处继续,其中形成腔,例如图1、6及8E中所说明的腔19。可通过将牺牲层25(框84处所沉积)暴露于蚀刻剂而形成腔19。举例来说,可例如通过将牺牲层25暴露于气态或蒸气状蚀刻剂(例如源自固体XeF2的蒸汽)并持续对移除所要量的材料(通常相对于环绕腔19的结构而选择性地移除)为有效的时间周期,而通过干式化学蚀刻移除可蚀刻牺牲材料(例如Mo或非晶Si)。还可使用其它蚀刻方法,例如湿式蚀刻及/或等离子蚀刻。由于在框90期间移除牺牲层25,所以可移动反射层14通常可在此阶段之后移动。在移除牺牲材料25之后,所得的经完全或部分制造的IMOD在本文可被称为“释放的”IMOD。
图9展示EMS装置900的俯视平面图的实例,所述EMS装置包含显示元件916的阵列910、驱动器电路920及沿着阵列910在阵列910与驱动器电路920之间布设的多个驱动器线922、924a及924b。在一些实施方案中,阵列910包含多个行912和多个列914。如上文所论述,虽然阵列910的多个部分可在一些例子中被称为“行”或“列”,但所属领域的技术人员将易于理解,将一个方向称为“行”且将另一方向称为“列”是任意的。应重申,在一些定向中,行912可被视为列且列914可被视为行。此外,显示元件916可均匀地布置成正交的行912及列914(如图示)或布置成(例如)具有相对于彼此的某些位置偏移的非线性配置(“马赛克”)。术语“阵列”及“马赛克”可指代任一配置。因此,虽然EMS装置900被称为包含“阵列”910,但在任何情况下,显示元件916本身无需彼此正交布置或安置成均匀分布,但可包含具有非对称形状及不均匀分布元件的布置。
仍参看图9,行912和列914的重叠部分可界定阵列910的个别显示元件916。在一些实施方案中,行912可包含可移动层,所述可移动层经配置以当在其间施加电压时相对于列914进行移动。以此方式,每一显示元件916的可移动层可在至少经松弛状态与经激活状态之间移动以反映光的不同波长。在一些实施方案中,驱动器电路920电耦合到行912和列914中的每一者,使得驱动器电路920可将信号施加到一或多个行912及一或多个列914。以此方式,可在单个显示元件916的行912与列914之间施加电压以相对于彼此选择性地驱动行912或列914。
在一些实施方案中,行912通过多个驱动器线924a和924b而电耦合到驱动器电路920。如所示,在驱动器电路920与连接垫926之间布设每一驱动器线924a和924b。连接垫926电连接到每一行912的一端,使得可经由驱动器线924a和924b将信号施加到每一行912。
在一些实施方案中,可从驱动器电路920沿着阵列910的第一横向侧将驱动器线924a的第一群组布设到行912的群组。如图9中所示,沿着阵列910的第一侧布设驱动器线924a产生具有宽度尺寸W1的布设边界931a。另外,可从驱动器电路920沿着阵列910的第二横向侧将驱动器线924b的第二群组布设到行912的群组。沿着阵列910的第二侧布设驱动器线924b产生具有宽度尺寸W2的布设边界931b。可从驱动器电路920沿着阵列910的第三横向侧将驱动器线922的另一群组布设到列914。沿着阵列910的第三侧布设驱动器线922产生具有宽度尺寸W3的布设边界933。如上文所论述,布设边界931a、931b和933的宽度尺寸W1、W2和W3可随着阵列910的大小增加而增加,因为随着行912的数目和/或列914的数目增加,会需要更多的布设线922、924a和924b。因此,使EMS装置的任何布设边界的大小最小化可为有用的,使得可在给定区域或占地面积内使EMS装置的阵列的区域最大化。
图10A展示EMS装置1000a的仰视平面图的实例,所述EMS装置包含图9的显示元件916的阵列910、驱动器电路1021及至少部分在阵列910下方及在阵列910与驱动器电路1021之间布设的多个驱动器线1024a。类似于图9的EMS装置900,列914通过多个驱动器线922电耦合到驱动器电路1021。在驱动器电路1021与列914之间布设驱动器线922产生具有宽度尺寸W3的布设边界1033。
在一些实施方案中,行912通过多个驱动器线1024a而电耦合到驱动器电路1021。与图9的EMS装置900相比,每一驱动器线1024a的至少一部分是从驱动器电路1021在阵列910下方(例如,至少部分在区域的占地面积内)被布设到电耦合到行912的一端的连接垫926。如通过比较图9和10A所展示,EMS装置的布设边界所需的总面积可通过至少部分在显示元件阵列上方或下方而不是专门在阵列的侧面布设驱动器线而减小。举例来说,因为至少部分在阵列910下方布设驱动器线1024a,所以驱动器线1024a不影响阵列910的其中安置着连接垫926的横向侧上的布设边界1031a和1031b的宽度尺寸W1和W2。因此,布设边界1031a和1031b的宽度尺寸W1和W2显著小于图9的EMS装置900的布设边界931a和931b的宽度尺寸。因此,图10A的EMS装置1000a可配合在比图9的EMS装置900小的占地面积或区域内,即使每一装置的阵列910具有类似大小也如此。或者,图10A的驱动器线1024a可用于将较大的阵列配合在与图9的EMS装置900相同的占地面积或区域内,因为布设边界1031a和1031b需要较少的区域。
图10B展示EMS装置1000b的仰视平面图的实例,所述EMS装置包含图9的显示元件916的阵列910、第一驱动器电路1027、第二驱动器电路1029及至少部分在阵列910下方及在阵列910与第二驱动器电路1029之间布设的多个驱动器线1024b。与图10A的EMS装置1000a相比,EMS装置1000b包含两个驱动器电路:通过多个驱动器线1022b电耦合到列914的第一驱动器电路1027,及通过多个驱动器线1024b电耦合到行912的第二驱动器电路1029。因此,EMS装置1000b包含布设边界1053a,其安置在第一驱动器电路1027与阵列910之间且具有由第一驱动器电路1027与阵列910之间的距离界定的宽度尺寸W3。在EMS装置1000b的另一侧上,布设边界1053b安置在第二驱动器电路1029与阵列910之间且具有由第二驱动器电路1029与阵列910之间的距离界定的宽度尺寸W4。EMS装置1000b还包含布设边界1051a和1051b,其分别具有由每一行912的末端处的连接垫926的横向尺寸界定的宽度尺寸W1和W2
与图10A的EMS装置1000a一样,因为至少部分在阵列910下方布设驱动器线1024b,所以驱动器线1024b不影响阵列910的其中安置着连接垫926的横向侧上的布设边界1051a和1051b的宽度尺寸W1和W2。因此,布设边界1051a和1051b的宽度尺寸W1和W2显著小于图9的阵列910的布设边界931a和931b的宽度尺寸。因此,图1OB的EMS装置1000b可并入用于阵列910的行912和列914的单独驱动器电路1027和1029,同时仍配合在比图9的EMS装置900小的占地面积或区域内。
图10C展示另一EMS装置1000c的仰视平面图的实例,所述EMS装置包含图9的显示元件916的阵列910、第一驱动器电路1026、第二驱动器电路1028及至少部分在阵列910下方及布设在阵列910与第一驱动器电路1026和第二驱动器电路1028中的一者之间的多个驱动器线1024c。与图10B的EMS装置1000b相比,第一驱动器电路1026和第二驱动器电路1028中的每一者连接到显示元件916的阵列910的至少一些行912且连接到阵列910的列914。以此方式,第一驱动器电路1026和第二驱动器电路1028可将信号施加到阵列910的一或多个行912和/或一或多个列914。因此,EMS装置1000c包含布设边界1063a,其安置在第一驱动器电路1026与阵列910之间且具有由第一驱动器电路1026与阵列910之间的距离界定的宽度尺寸W3。在EMS装置1000c的另一侧上,布设边界1063b安置在第二驱动器电路1028与阵列910之间且具有由第二驱动器电路1028与阵列910之间的距离界定的宽度尺寸W4。EMS装置1000c还包含布设边界1061a和1061b,其分别具有由每一行912的末端处的连接垫926的横向尺寸界定的宽度尺寸W1和W2
与图10B的EMS装置1000b一样,因为驱动器线1024c至少部分布设在阵列910下方,所以驱动器线1024c不影响阵列910的其中安置着连接垫926的横向侧上的布设边界1061a和1061b的宽度尺寸W1和W2。因此,图10C的EMS装置1000c可并入单独驱动器电路1026和1028,其各自连接到阵列910的至少一些行912和列914,同时仍配合在比图9的EMS装置900小的占地面积或区域内。
图11A到11H展示制造EMS装置的实例过程的横截面图,所述EMS装置具有至少部分布设在显示元件阵列下方的多个驱动器线。图11A说明安置在前部衬底层1101上的实例阵列1103。在一些实施方案中,前部衬底层1101可为透明衬底(例如玻璃或塑料),其可具柔性或相对刚性且不弯曲,且可能已经受先前制备过程(例如清洁)以促进阵列1103在其上的有效形成。此外,阵列1103可包含被配置为个别显示元件的多个IMOD。在一些实施方案中,举例来说,阵列1103的IMOD可根据图7的流程图及图8A到8D的实例工艺来制造,之后是释放图8E的牺牲层25,或图7的腔形成框90。
图11B说明图11A的阵列1103和前部衬底层1101,其中牺牲层1105安置在阵列1103上且第一钝化层1107安置在牺牲层1105和前部衬底层1101上。牺牲层1105可包含与牺牲层25相同的(例如)二氟化氙(XeF2)可蚀刻的材料,例如Mo或a-Si。第一钝化层1107可包含抗腐蚀材料,例如氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN),或具有较低的透水率的任何无机材料。可使用沉积技术(例如物理气相沉积(PVD,例如溅镀)、等离子增强型化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂)来实施牺牲层1105和/或第一钝化层1107的沉积。
图11C说明已沉积且电耦合到阵列1103的连接垫1109。连接垫1109可包含导电材料,例如金属或合金。在一些实施方案中,连接垫1109包含铝(Al)、铝铜(AlCu)、铝硅(AlSi)、钼铬(MoCr)、金(Au)、铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)和/或其它低电阻率金属。连接垫1109还电耦合到在阵列1103的至少一部分下方延伸的驱动器线1110a(参考前部衬底层1101)。在此些实施方案中,驱动器线1110a的多个部分必须与其它驱动器线1110电隔离以通过一系列处理步骤(例如,光致抗蚀剂图案化、干式或湿式金属蚀刻,抗蚀剂剥离)提供离散且单独的驱动器线1110。其它驱动器线1110也经布设以便至少部分在阵列1103下方延伸,且可电耦合到与所说明的横截面外部的阵列1103的其它部分电耦合的其它连接垫。以此方式,可在阵列1103下方布设驱动器线1110,从而与在阵列1103的横向侧上将驱动器线1110布设到连接垫相比,减小阵列1103的横向侧上的布设边界。在一些实施方案中,驱动器线1110可包含铝(Al)、铝合金和/或任何低电阻率金属。
图11D说明安置在驱动器线1110、连接垫1109和前部衬底层1101上方的第二钝化层1111。第二钝化层1111可包含与第一钝化层1107相同的材料或不同的抗腐蚀材料。如图11E中所展示,可对第二钝化层1107进行图案化及蚀刻以产生穿过第一钝化层1107和第二钝化层1111的释放孔1113。可通过释放孔1113与牺牲层25同时地释放牺牲层1105,从而在阵列1103与第一钝化层1107之间产生空间,如图所示。
现在转向图11F,在一些实施方案中,阵列1103可被气密密封在囊封外壳内。作为密封过程的部分,密封环1115可安置在沿圆周围绕阵列1103的前部衬底层1101上。在一些实施方案中,可在将抗静摩擦涂层沉积在衬底层1101上且在将沉积密封环1115的位置处选择性地移除之后,沉积密封环1115。在一些实施方案中,抗静摩擦涂层可包含基于碳氢或碳氟氟硅烷的自组装单层(SAM)。在一些实施方案中,密封环1115包含金(Au)、银(Ag),或适合于共晶焊接的任何金属。一旦密封环1115已沉积在阵列1103周围,用于阵列1103的囊封外壳的背部可耦合到密封环1115。
图11G说明用于阵列1103的囊封外壳1123的一部分。在一些实施方案中,囊封外壳1123可包含水平延伸的背部衬底层1121及向后延伸的环1117。任选的祛湿材料1119可安置成耦合到环1117内的背部衬底层1121。在一些实施方案中,环1117可由铟(In)或锡(Sn)共晶焊料制成。在一些实施方案中,背部衬底层1121可由玻璃、塑料、不锈钢或具有较低的透水率和充分的机械强度以用于EMS装置的可靠性和触摸损坏考虑的任何抗腐蚀材料制成。如图11H中所示,环1117可耦合到密封环1115以在环1117、密封环1115、前部衬底层1101与背部衬底层1121之间气密地密封阵列1103。从此配置,一或多个电路驱动器(未图示)可经由连接垫而电耦合到驱动器线1110以将信号提供给阵列1103的列和/或行。在一些实施方案中,密封环1115下方的驱动器线1110可通过无机或有机材料(未图示)与密封环1115电隔离。
如上文所论述,在一些实施方案中,EMS装置可包含形成于显示元件或像素之间的光学非作用区中的光学掩模结构(例如,黑色掩模结构)以吸收环境或杂散光。光学掩模结构可通过抑制光从显示器的非作用部分反射或抑制光透射穿过显示器的非作用部分而改善显示装置的光学性质,借此增加对比度。图12A展示EMS装置1200的部分俯视平面图的实例,所述EMS装置包含显示元件1216的阵列1210、驱动器电路1221及至少部分在所述阵列1210上方通过导电光学掩模结构1230而布设的多个驱动器线1224。如图所示,多个驱动器线1224可电耦合到安置于阵列1210的行1212的末端处的连接垫1226,以便将驱动器电路1221与行1212电耦合。EMS装置1200还可包含在阵列1210的列1214与驱动器电路1221之间布设的多个驱动器线1222。以此方式,驱动器电路1221可将信号施加到一或多个行1212及一或多个列1214以驱动阵列1210的一或多个显示元件1216。
在一些实施方案中,光学掩模结构1230安置于阵列1210上方(例如,在阵列1210的最靠近EMS装置1200的观看者的一侧上)的显示元件1216之间。以此方式,可至少部分在阵列1210上方或上将驱动器线1224布设到连接垫1226。作为此布设配置的结果,驱动器线1224的布设边界W1受限于连接垫1226的宽度。因此,在阵列1210的侧上布设驱动器线1224的情况下,布设驱动器线1224所需的空间较小,这与在阵列1210上方或上布设驱动器线形成对比。虽然在图12A中,驱动器线1224被说明为安置在阵列1210的非作用区域上(例如,在显示元件1216之间),在一些实施方案中,可至少部分在阵列1210的作用区域上(例如,在一或多个显示元件1216上)布设驱动器线1224。在此些实施方案中,还可至少部分在阵列1210的一或多个非作用区域上布设驱动器线1224的至少一部分。
仍参看图12A,在一些实施方案中,光学掩模结构1230提供用于驱动器线1224的导电路径。换句话说,光学掩模结构1230的结构可用于将驱动器电路1221电耦合到连接垫1226。如下文所论述,在一些实施方案中,光学掩模结构1230可包含一或多个导电层,所述一或多个导电层可电耦合到连接垫1226和驱动器电路1221以在其间提供电路径。在此些实施方案中,光学掩模结构1230的多个部分必须彼此电隔离以提供穿过光学掩模结构1230的离散且单独的驱动器线1224。为了电隔离光学掩模结构1230的多个部分,非导电空间或空隙1270可安置于光学掩模结构1230中以在可用作单独的驱动器线1224的光学掩模结构1230的部分之间提供中断。举例来说,如所说明,第一驱动器线1224a可至少部分延伸穿过光学掩模结构1230,且第二驱动器线1224b可至少部分延伸穿过光学掩模结构1230。形成第一驱动器线1224a的至少一部分的光学掩模结构1230的所述部分可通过安置于光学掩模结构中的非导电空间1270与形成第二驱动器线1224b的至少一部分的光学掩模结构1230的所述部分电隔离。以此方式,光学掩模结构1230可如上文所论述提高EMS装置1200的光学性质,同时提供用于在驱动器电路1221与连接垫1226之间在阵列1210上布设驱动器线1224的结构。在此些实施方案中,可形成光学掩模结构1230以在不需要额外沉积步骤的情况下并入所隔离的驱动器线1224。
图12B展示沿着线12B-12B取得的图12A的EMS装置1200的光学掩模结构1230的横截面图的实例。光学掩模结构1230可包含吸收器层1250、间隔物层1252及反射层1254。间隔物层1252可形成于吸收器层1250与反射层1254之间。
在一些实施方案中,撞击吸收器层1250的光1240的一部分被吸收器层1250反射,且光1240的另一部分透射穿过吸收器层1250。透射穿过吸收器层1250的光1240的所述部分传播穿过间隔物层1252,且被反射层1254朝向吸收器层1250反射回穿过间隔物层1252,且可产生具有局部峰值和空值的驻波。光的峰值和空值的位置可至少部分取决于光的波长。为了光的特定波长被反射层1254反射,吸收器层1250(例如,6nm的铬(Cr)层)可放置在相对于驻波的空值位置处以吸收光的特定波长的极少的能力,但吸收器层1250将吸收光的其它波长的更多能量(例如,具有不在空值处的波长的光)。未被吸收的所反射的光的至少一部分通过吸收器层1250且显现为从所述装置反射的有色彩的光。
用于反射层1254的合适材料可包含钼(Mo)和/或铝(Al)。反射层1254可具有充分的厚度以实质上反射可见光。在一些实施方案中,反射层1254可具有在约500埃与6,000埃之间的厚度。在一些实施方案中,间隔物层1252是由透明导电材料制成,例如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟镓锌(InGaZnO)等。在一些其它实施方案中,间隔物层1252是由例如二氧化硅(SiO2)等透明绝缘材料制成。间隔物层1252可具有充分的厚度以在吸收器层1250与反射层1254之间形成干涉腔,所述干涉腔将光干涉地调制成非可见波长。在一些实施方案中,间隔物层1252可具有在约400埃与1000埃之间的厚度。用于吸收器层1250的合适材料包含(例如)铬(Cr)和钼铬(MoCr)。吸收器层1250可具有充分的厚度以实质上吸收光。在一些实施方案中,吸收器层1250可具有在约30埃与80埃之间的厚度。如上文参考图1所论述,吸收器层1250、间隔物层1252及反射层1254的材料和尺寸可经选择以便干涉地调制入射于光学掩模结构1230上的光,从而限制可见光从其的反射。举例来说,在一些实施方案中,光学掩模结构1230可被配置成类似于上文参考图6D所论述的黑色掩模23。
图13展示说明制造设备的实例方法1300的流程图。方法1300可用于制造具有在阵列上方或下方在驱动器电路与多个连接垫之间布设的多个驱动器线的EMS装置。举例来说,方法1300可用于制造上文所论述的图10A到12B的EMS装置。
如框1301中所示,方法1300包含形成显示元件阵列。在一些实施方案中,形成显示元件阵列可包含形成安置成行的多个可移动层及安置成列的多个固定电极。如上文所述,所属领域的技术人员将易于理解,将一个方向称为“行”且将另一方向称为“列”是任意的。因此,可移动层可安置于除了水平线段之外的其它定向上,且固定电极可安置于除了垂直线段之外的其它定向上。在一些实施方案中,可根据图7的流程图来制造显示元件阵列。形成显示元件阵列还可包含在每一行的末端处形成电连接垫。
现在返回到框1303,在一些实施方案中,方法1300可包含形成多个驱动器线,每一驱动器线具有连接到连接垫的第一末端及可连接到安置于所述阵列外部的驱动器电路的第二末端,且所述驱动器线的至少一部分可在所述阵列上方或下方从所述驱动器电路通过到达所述连接垫。作为形成如框1303中提供的多个驱动器线的结果,使用方法1300制造的EMS装置的布设边界可小于其中与至少部分在所述阵列上方或下方相对的沿着所述阵列布设驱动器线的类似EMS装置。以此方式,使用方法1300制造的EMS装置可具有类似于图10A到12B的装置的减小的布设边界。
在一些实施方案中,方法1300可用于制造具有在阵列上方从所述驱动器电路通过到达连接垫的驱动器线的至少一部分的EMS装置。在此些实施方案中,多个驱动器线的至少一部分可形成于可移动层的与固定电极相同的侧上的阵列的非作用区域中。举例来说,方法1300可任选地包含形成导电光学掩模结构,所述导电光学掩模结构位于所述阵列上且在至少一些所述显示元件之间延伸以掩盖显示器的非作用区域,且形成光学掩模结构可包含形成多个驱动器线中的至少一者的一部分。以此方式,例如,方法1300可用于制造图12A的EMS装置1200。
在其它实施方案中,方法1300可用于制造具有在阵列下方从所述驱动器电路通过到达连接垫的驱动器线的至少一部分的EMS装置。举例来说,可任选地形成多个驱动器线,使得多个可移动层可形成于固定电极与多个驱动器线的至少一部分之间。以此方式,例如,方法1300还可用于制造图10A及10B的EMS装置1000a和1000b。
图14A和14B展示说明包含多个IMOD的显示装置40的系统框图的实例。显示装置40可为(例如)智能电话、蜂窝式电话或移动电话。然而,显示装置40的相同组件或其稍微变化也说明例如电视、平板计算机、电子阅读器、手持式装置和便携式媒体播放器等各种类型的显示装置。
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和麦克风46。外壳41可由多种制造工艺中的任一者形成,所述制造工艺包含注射模制和真空成形。另外,外壳41可由多种材料中的任一者制成,所述材料包含(但不限于):塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。外壳41可包含可与不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分互换的可移除部分(未展示)。
如本文中描述,显示器30可为多种显示器(包含双稳态或模拟显示器)中的任一者。显示器30还可经配置以包含平板显示器(例如等离子、EL、OLED、STNLCD或TFTLCD)或非平板显示器(例如CRT或其它显像管装置)。另外,显示器30可包含IMOD显示器,如本文中所描述。
图14B中示意地说明显示装置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所述外壳中的额外组件。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,处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如,对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22,所述阵列驱动器22进而耦合到显示器阵列30。在一些实施方案中,电力供应器50可将电力提供给特定显示装置40设计中的大体上全部组件。
网络接口27包含天线43和收发器47以使得示范性显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27还可具有一些处理能力以减轻(例如)处理器21的数据处理需求。天线43可发射及接收信号。在一些实施方案中,天线43根据IEEE16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE802.11标准(包含IEEE802.11a、b、g、n)而发射及接收RF信号。在一些其它实施方案中,天线43根据蓝牙(BLUETOOTH)标准而发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下,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)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO版本A、EV-DO版本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,或用于在无线网络(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接收到的信号,使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行操纵。收发器47还可处理从处理器21接收到的信号,使得可经由天线43从显示装置40发射所述信号。
在一些实施方案中,收发器47可由接收器取代。另外,在一些实施方案中,网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源取代。处理器21可控制显示装置40的整个操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据的数据,并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21可将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说,此些图像特性可包含色彩、饱和度和灰度级水平。
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可包含放大器及滤波器以将信号发射到扬声器45及从麦克风46接收信号。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获取由处理器21产生的原始图像数据,且可适当地重新格式化原始图像数据以将其高速发射到阵列驱动器22。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,使得其具有适合于跨越显示阵列30而扫描的时间次序。接着,驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21关联而作为独立的集成电路(IC),但可以许多方式实施这些控制器。举例来说,控制器可作为硬件嵌入处理器21中、作为软件嵌入处理器21中或与阵列驱动器22完全集成于硬件中。
阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化信息且可将视频数据重新格式化成一组平行波形,所述组平行波形每秒多次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。
在一些实施方案中,驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示阵列30适合于本文中所述的任何类型的显示器。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,阵列驱动器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)。另外,显示阵列30可为常规显示阵列或双稳态显示阵列(例如包含IMOD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。此实施方案在高度集成系统(例如移动电话、便携式电子装置、手表及小面积显示器)中可为有用的。
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、与显示阵列30集成的触敏屏幕,或压敏或热敏隔膜。麦克风46可配置为显示装置40的输入装置。在一些实施方案中,通过麦克风46的话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。例如,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,可再充电电池可为使用来自(例如)壁式插座或光伏装置或阵列的电力可充电的。或者,可再充电电池可为可无线充电的。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涂料。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可位于电子显示系统中的若干位置中的驱动器控制器29中。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。上述优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。
可将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、电路和算法步骤实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的此互换性已大致关于其功能性而描述,且在上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路及步骤中进行说明。所述功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。
可用通用单芯片或多芯片处理器、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所描述的功能的任何组合来实施或执行用于实施结合本文中所揭示的方面而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理设备。通用处理器可为微处理器,或任何常规的处理器、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、一或多个微处理器与DSP核心的联合,或任何其它此配置。在一些实施方案中,可由专用于给定功能的电路来执行特定步骤及方法。
在一或多个方面中,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)或以其任何组合来实施所描述的功能。本说明书中所述的标的物的实施方案还可实施为一或多个计算机程序(即,计算机程序指令的一或多个模块),其在计算机存储媒体上被编码以由数据处理设备执行或用以控制数据处理设备的操作。
所属领域的技术人员将易于明白本发明中所描述的实施方案的各种修改,且可在不背离本发明的精神或范围的情况下将本文中所界定的一股原理应用于其它实施方案。因此,本发明无意限于本文中所展示的实施方案,而是将赋予本发明与本文中所揭示的此揭示内容、原理和新颖特征相一致的最广范围。词语“示范性”在本文中专门用于表示充当“实例、例子或说明”。在本文中描述为“示范性”的实施方案不一定解释为比其它实施方案优选或有利。另外,所属领域的技术人员将易于了解,术语“上部”及“下部”有时用以使图式描述简易,且指示与适当定向页上的图式的定向对应的相对位置,且可能不反映如所实施的IMOD的适当定向。
在单独实施方案的背景下描述于本说明书中的某些特征还可组合地实施于单一实施方案中。相反,还可在多个实施方案中单独地或以任何适合子组合实施在单一实施方案的背景下所描述的各种特征。再者,虽然特征可在上文中被描述为以某些组合作用且甚至最初被如此主张,但在一些情况下,可从所述组合删除来自所主张的组合的一或多个特征,且所述所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。
类似地,虽然图式中以特定次序描绘操作,但此不应被理解为需要以所展示的特定次序或以连续次序执行此类操作或需要执行全部所说明的操作以实现合意的结果。此外,图式可以流程图的形式示意性地描绘一个以上实例过程。然而,未描绘的其它操作可并入于示意性地说明的实例过程中。举例来说,可在所说明的操作中的任一者之前、之后、同时地或在其之间执行一或多个额外的操作。在某些状况中,多任务处理及并行处理可为有利的。再者,上述实施方案中的各种系统组件的分离不应被理解为全部实施方案中需要此分离,且应了解,所描述的程序组件及系统可一股一起集成在单一软件产品中或封装到多个软件产品中。另外,其它实施方案在所附权利要求书的范围内。在一些情况中,权利要求书中所叙述的动作可以不同次序执行且仍实现合意的结果。

Claims (20)

1.一种机电系统设备,其包括:
显示元件阵列,其界定阵列占地面积,所述显示元件阵列包含:
在第一方向上延伸的多个可移动层及在第二方向上延伸的多个固定电极,所述多个可移动层及固定电极形成多个显示元件的一部分;
多个电连接垫,每一连接垫安置于可移动层的末端处;及
多个驱动器线,每一驱动器线具有连接到连接垫的第一末端及可连接到驱动器电路的第二末端,
其中所述多个驱动器线的至少一部分被布设在所述阵列占地面积内在所述显示元件阵列上方或下方,且
其中所述多个驱动器线的至少一部分安置于所述显示元件阵列的非作用区域上方,且其中所述固定电极安置于所述可移动层与安置于所述显示元件阵列的所述非作用区域上的所述多个驱动器线的所述部分之间。
2.根据权利要求1所述的机电系统设备,其进一步包括导电光学掩模结构,所述导电光学掩模结构安置于所述显示元件阵列上且在至少一些所述显示元件之间延伸以掩盖显示器的非作用区域,其中所述光学掩模结构形成所述多个驱动器线中的至少一者的一部分。
3.根据权利要求2所述的机电系统设备,其中所述光学掩模结构包含膜堆叠,所述膜堆叠包含导电第一反射层及导电第二反射层,且安置于所述第一反射层与所述第二反射层之间的非导电层形成所述多个驱动器线中的至少一者的一部分。
4.根据权利要求2所述的机电系统设备,其中所述光学掩模结构包含至少一个非导电空间,以将由所述光学掩模结构形成的所述至少一个驱动器线与所述光学掩模结构的剩余部分电隔离。
5.根据权利要求1所述的机电系统设备,其中所述多个连接垫安置于可移动层的末端处。
6.根据权利要求1所述的机电系统设备,其进一步包括驱动器电路,所述驱动器电路连接到所述多个驱动器线的第二末端,且经配置以通过所述多个驱动器线将信号发送到所述可移动层。
7.根据权利要求1所述的机电系统设备,其进一步包括:
处理器,其经配置以与所述显示元件阵列通信,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。
8.根据权利要求7所述的机电系统设备,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显示元件阵列;及
控制器,其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。
9.根据权利要求7所述的机电系统设备,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含接收器、收发器和发射器中的至少一者。
10.根据权利要求9所述的机电系统设备,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且将所述输入数据传送到所述处理器。
11.一种机电系统设备,其包括:
显示元件阵列,其界定阵列占地面积,所述显示元件阵列包含:
在第一方向上延伸的多个可移动层及在第二方向上延伸的多个固定电极,所述多个可移动层及固定电极形成多个显示元件的一部分;
多个电连接垫,每一连接垫安置于可移动层的末端处;及
多个电连接装置,其用于将所述多个可移动层的每一者电连接到驱动器电路,每一电连接装置被电连接到连接垫且可连接到驱动器电路,
其中所述多个电连接装置的至少一部分被布设在所述阵列占地面积内在所述显示元件阵列上方或下方,且
其中所述多个电连接装置的至少一部分安置于所述显示元件阵列的非作用区域上方,且其中所述固定电极安置于所述可移动层与安置于所述显示元件阵列的所述非作用区域上的所述多个电连接装置的所述部分之间。
12.根据权利要求11所述的机电系统设备,其中所述多个电连接装置包含多个驱动器线,每一驱动器线具有连接到连接垫的第一末端及可连接到所述驱动器电路的第二末端。
13.一种制造机电系统设备的方法,其包括:
形成显示元件阵列,其界定阵列占地面积,其中形成所述显示元件阵列包含:
形成在第一方向上延伸的多个可移动层及在第二方向上延伸的多个固定电极;
在每一可移动层或固定电极的末端处形成电连接垫;及
形成多个驱动器线,每一驱动器线具有连接到连接垫的第一末端及可连接到驱动器电路的第二末端,其中所述驱动器线的至少一部分在所述阵列占地面积内在所述显示元件阵列上方或下方通过,且
其中所述多个驱动器线的至少一部分在所述阵列的非作用区域上方形成,且其中所述固定电极安置于所述可移动层与安置于所述显示元件阵列的所述非作用区域上的所述多个驱动器线的所述部分之间。
14.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括形成导电光学掩模结构,所述导电光学掩模结构位于所述显示元件阵列上且在至少一些所述显示元件之间延伸以掩盖显示器的非作用区域,其中形成所述光学掩模结构包含形成所述多个驱动器线中的至少一者的一部分。
15.根据权利要求14所述的方法,其中形成所述光学掩模结构包含形成膜堆叠,所述膜堆叠包含导电第一反射层、导电第二反射层,及安置于所述第一反射层与所述第二反射层之间的非导电层,且其中形成所述多个驱动器线中的所述至少一者包含形成所述第一反射层或第二反射层。
16.根据权利要求14所述的方法,其中形成所述光学掩模结构包含形成至少一个非导电空间,以将由所述光学掩模结构形成的所述至少一个驱动器线与所述光学掩模结构的剩余部分电隔离。
17.根据权利要求13所述的方法,其中所述多个连接垫在可移动层的末端处形成。
18.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括将所述多个驱动器线的所述第二末端电连接到驱动器电路,所述驱动器电路经配置以通过所述多个驱动器线将信号发送到所述可移动层。
19.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括在所述多个可移动层上形成牺牲层,且其中形成所述多个驱动器线包含形成在所述阵列上方或下方在所述牺牲层上通过的所述驱动器线的所述部分。
20.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括将所述显示元件阵列囊封在第一衬底与第二衬底之间。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9312517B2 (en) 2013-03-15 2016-04-12 Apple Inc. Electronic device displays with border masking layers
CN204496889U (zh) * 2015-04-07 2015-07-22 京东方科技集团股份有限公司 一种电路、显示基板以及显示装置
ES2875602T3 (es) 2015-10-22 2021-11-10 Ericsson Telefon Ab L M Métodos y aparato relacionados con la mejora selectiva de señales de radio
KR102614711B1 (ko) * 2016-12-13 2023-12-14 엘지디스플레이 주식회사 전자 기기
US10928624B2 (en) 2017-12-29 2021-02-23 Texas Instruments Incorporated Microelectromechanical system (MEMS) structure and method of formation
KR20210011529A (ko) 2019-07-22 2021-02-02 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1640337A2 (en) * 2004-09-27 2006-03-29 Idc, Llc Apparatus and methods for arranging micromechanical devices into an interconnected array
EP1990671A2 (en) * 2007-05-11 2008-11-12 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods of fabricating MEMS having elevated land regions for routing and devices formed by same

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6674562B1 (en) 1994-05-05 2004-01-06 Iridigm Display Corporation Interferometric modulation of radiation
US7123216B1 (en) 1994-05-05 2006-10-17 Idc, Llc Photonic MEMS and structures
US6040937A (en) 1994-05-05 2000-03-21 Etalon, Inc. Interferometric modulation
JP3904671B2 (ja) 1997-05-28 2007-04-11 富士通株式会社 仮想粘土システムおよびそのシミュレーション方法
US6215221B1 (en) 1998-12-29 2001-04-10 Honeywell International Inc. Electrostatic/pneumatic actuators for active surfaces
US6288821B1 (en) 1999-10-01 2001-09-11 Lucent Technologies, Inc. Hybrid electro-optic device with combined mirror arrays
US6674090B1 (en) 1999-12-27 2004-01-06 Xerox Corporation Structure and method for planar lateral oxidation in active
US7324176B2 (en) 2003-10-07 2008-01-29 American Panel Corporation Flat panel display having integral heater, EMI shield, and thermal sensors
US7119945B2 (en) 2004-03-03 2006-10-10 Idc, Llc Altering temporal response of microelectromechanical elements
US7327510B2 (en) 2004-09-27 2008-02-05 Idc, Llc Process for modifying offset voltage characteristics of an interferometric modulator
EP2840465A3 (en) 2005-01-30 2015-08-26 Swiftpoint Limited Computer mouse peripheral
EP2495212A3 (en) 2005-07-22 2012-10-31 QUALCOMM MEMS Technologies, Inc. Mems devices having support structures and methods of fabricating the same
JP2009222764A (ja) 2008-03-13 2009-10-01 Hitachi Displays Ltd 表示装置
US7999995B2 (en) 2009-09-28 2011-08-16 Sharp Laboratories Of America, Inc. Full color range interferometric modulation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1640337A2 (en) * 2004-09-27 2006-03-29 Idc, Llc Apparatus and methods for arranging micromechanical devices into an interconnected array
EP1990671A2 (en) * 2007-05-11 2008-11-12 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Methods of fabricating MEMS having elevated land regions for routing and devices formed by same

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