CN104641284A - 具有多重高度的间隔物的显示设备 - Google Patents

Abstract

一种装置包含形成于第一衬底上的装置阵列。第二衬底与所述第一衬底隔开，使得所述装置阵列定位于所述第一衬底与所述第二衬底之间。多个间隔物耦合到所述第一衬底以维持所述第一衬底与所述第二衬底之间的至少最小间隙。所述多个间隔物包含第一间隔物集合和第二间隔物集合。所述第一间隔物集合中的所述间隔物短于所述第二间隔物集合中的所述间隔物。所述第二间隔物集合中的至少一个间隔物定位于所述第一间隔物集合中的至少两个间隔物之间。在一些实施方案中，所述装置为显示装置，且MEMS装置为调制器。

Description

具有多重高度的间隔物的显示设备

相关申请案

本专利申请案主张2012年9月14日申请的题为“具有多重高度的间隔物的显示设备(DISPLAY APPARATUS WITH MULTI-HEIGHT SPACERS)”的美国实用申请案第13/618,291号的优先权，且所述案已让与给其受让人并据此以引用的方式明确地并入本文中。

技术领域

本发明涉及显示器的领域，且明确地说，涉及微机电系统(MEMS)间隔物结构的制造和使用。

背景技术

例如纳米机电系统(NEMS)和微机电系统(MEMS)装置的机电系统(EMS)装置可包含数百、数千或在一些状况下数百万个移动元件。一些EMS装置经构建以在两个衬底之间操作。间隔物可用以维持这些衬底之间的最小间隙，同时仍允许一个衬底具有某可挠性。然而，在基于EMS的显示装置中，此衬底的变形可导致光学缺陷。

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，所述方面中的任何单一方面皆不单独负责本文中所揭示的所要属性。

本发明中描述的标的的一个创新方面可以一种设备来实施，所述设备具有形成于第一衬底上的装置阵列。所述设备也包含第二衬底，第二衬底与所述第一衬底隔开，使得装置的阵列定位于所述第一衬底与所述第二衬底之间。多个间隔物耦合到所述第一衬底以维持所述第一衬底与所述第二衬底之间的至少一个最小间隙。所述多个间隔物包含第一间隔物集合和第二间隔物集合。所述第一间隔物集合中的所述间隔物短于所述第二间隔物集合中的所述间隔物。所述第二间隔物集合中的至少一个间隔物定位于所述第一间隔物集合中的至少两个间隔物之间。在一些实施方案中，所述第一间隔物集合中的所述间隔物足够高以防止所述装置与所述第二衬底接触。在一些实施方案中，液体填充所述第一衬底与所述第二衬底之间的间隙。

在一些实施方案中，来自所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合的数个间隔物群组可经协同定位以形成具有较低间隔物的多个间隔物区和具有较高间隔物的多个间隔物区。在这些实施方案中的一些中，包含来自所述第二间隔物集合的间隔物的第一间隔物群组围绕所述第一衬底的周边定位，且包含来自所述第一间隔物集合的间隔物的第二间隔物群组定位于所述第一衬底的内部区内。包含来自所述第二间隔物集合的间隔物的第三间隔物群组定位于所述第一衬底的所述内部区内，使得所述第二间隔物群组中的至少一个间隔物定位于所述第一间隔物群组中的至少一个间隔物与所述第三间隔物群组中的至少一个间隔物之间。

在一些其它实施方案中，包含来自所述第二间隔物集合的间隔物的第一间隔物群组围绕所述装置的周边定位，且包含来自所述第一间隔物集合的间隔物的第二间隔物群组定位于所述第一衬底的内部区内。包含来自所述第二间隔物集合的间隔物的多个第三间隔物群组定位于所述第一衬底的所述内部区内，使得所述第二间隔物群组中的至少一个间隔物定位于所述第一间隔物群组中的至少一个间隔物与每一相应第三间隔物群组中的至少一个间隔物之间。

在一些实施方案中，所述阵列中的所述装置包含显示元件，且所述设备包含并有所述显示元件的显示器。在一些实施方案中，所述显示元件为光调制器。在一些实施方案中，所述显示元件包含机电系统(EMS)光调制器。在一些此类实施方案中，所述EMS光调制器包含微机电系统(MEMS)快门组合件。

在一些实施方案中，所述设备也包含：处理器，其经配置以与所述显示器通信；和存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。所述处理器经配置以处理图像数据。在一些实施方案中，所述设备也包含：驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器；和控制器，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。在一些实施方案中，所述设备进一步包含图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。所述图像源模块可包含接收器、收发器和发射器中的至少一者。在一些其它实施方案中，所述设备包含经配置以接收输入数据和将所述输入数据传达到所述处理器的输入装置。

在一些其它实施方案中，所述装置除显示元件外也包括EMS装置。

所述间隔物可由金属形成，所述金属囊封远离所述第一衬底延伸的聚合物突起。在一些实施方案中，所述间隔物由导电材料囊封。在一些实施方案中，所述导电间隔物将所述装置中的每一者的至少一部分电连接到形成于所述第二衬底上的导电元件。

在一些实施方案中，所述第一间隔物集合可包含两个聚合物层，且所述第二间隔物集合可包含三个聚合物层。在一些其它实施方案中，所述第一间隔物集合包含具有第一高度的第一聚合物层和具有第二高度的第二聚合物层，且所述第二间隔物集合包含具有所述第一高度的第一聚合物层和具有大于所述第二高度的第三高度的第二聚合物层。

本发明中所描述的标的的另一创新方面可以一种形成多个间隔物的方法加以实施。所述方法包含：在衬底上形成装置阵列；在所述衬底上形成第一间隔物集合；和在所述衬底上形成第二间隔物集合。所述第一间隔物集合中的所述间隔物中的每一者具有第一高度，且所述第二间隔物集合中的所述间隔物中的每一者具有高于所述第一高度的第二高度。所述第二间隔物集合中的至少一个间隔物形成于所述第一间隔物集合中的至少两个间隔物之间。

在一些实施方案中，形成所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合包含用灰度掩模图案化聚合物材料层，使得为形成所述第一间隔物集合的一部分而保留的所述聚合物材料的一部分小于针对所述第二间隔物集合而保留的一部分。在一些其它实施方案中，形成所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合包含在所述衬底上沉积至少两个间隔物材料层且图案化所述间隔物材料的至少两个层，使得所述第二间隔物集合中的间隔物相较于所述第一间隔物集合中的所述间隔物包含来自较大数目个间隔物材料层的材料。在一些实施方案中，形成所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合包含将多个聚合物突起囊封于金属和半导体中的至少一者中。在一些其它实施方案中，形成所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合包含将多个聚合物突起囊封于导电材料中。

本发明中所描述的标的的另一创新方面可以一种显示设备加以实施。所述显示设备包含：用于输出多个图像像素的图像形成装置阵列；多个第一隔开装置，其用于在所述图像形成装置与对置衬底之间维持至少第一距离；和多个第二隔开装置，其用于在所述图像形成装置与所述对置衬底之间维持至少第二距离。所述第二距离大于所述第一距离。所述第一隔开装置中的至少一者定位于至少两个第二隔开装置之间。在一些实施方案中，所述第一隔开装置和所述第二隔开装置中的至少一者包含用于将所述图像形成装置中的至少一部分维持于与形成于所述对置衬底上的组件共同的电位的装置。

在一些实施方案中，所述图像形成装置包含用于调制由背光输出的光的装置。在一些其它实施方案中，图像形成装置包含用于选择性地发出光的装置。

本说明书中所描述的标的的一或多个实施的细节在随附图式和以下描述中予以阐述。尽管本发明内容中提供的实例主要依据基于MEMS的显示器来描述，但本文中提供的概念可适用于例如液晶(LCD)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳显示器和场发射显示器的其它类型的显示器以及例如MEMS麦克风、传感器和光学开关的其它非显示MEMS装置。其它特征、方面和优点将从所述描述、所述图式和权利要求书而变得显而易见。应注意，以下诸图的相对尺寸可能未按比例绘制。

附图说明

图1A展示直视的基于微机电系统(MEMS)的显示设备的实例示意图。

图1B展示主机装置的实例框图。

图2A展示说明性基于快门的光调制器的实例透视图。

图2B展示基于滚动致动器快门的光调制器的横截面图。

图2C展示说明性非基于快门的MEMS光调制器的横截面图。

图2D展示基于电润湿的光调制阵列的横截面图。

图3A展示控制矩阵的实例示意图。

图3B展示连接到图3A的控制矩阵的基于快门的光调制器的阵列的透视图。

图4A和4B展示双致动器快门组合件的实例视图。

图5展示并有基于快门的光调制器的显示设备的实例横截面图。

图6展示用于显示器的MEMS向下配置中的光调制器衬底和孔隙板的横截面图。

图7展示用于在衬底上同时制造间隔物和锚从而用于显示设备中的制造过程的流程图。

图8A到8G展示使用图7的制造过程的实例间隔物和锚组合件的构建的阶段的横截面图。

图9展示锚和快门组合件的替代配置的实例横截面图。

图10展示锚和快门组合件的另一替代配置的实例横截面图。

图11A和11B展示两个锚和快门组合件的实例横截面图。

图12展示通过单一制造过程形成于衬底上的锚和单独间隔物的实例横截面图。

图13为显示设备的横截面图。

图14A和14B展示显示设备在两个环境温度下的横截面。

图15A和15B展示显示设备在两个环境温度下的横截面。

图16A到16D展示具有变化的组件高度的间隔物对的实例布置。

图17展示显示设备的一部分。

图18展示形成多个间隔物的方法的流程图。

图19A到19G展示用于制造显示器组合件中的多重高度间隔物组件的过程的各个阶段。

图20A到20E展示用于制造显示器组合件中的多重高度间隔物组件的替代性过程的各个阶段。

图21展示具有导电间隔物的显示设备的一部分。

图22A和22B为说明包含多个显示元件的显示装置的系统框图。

各图式中相同参考数字和名称均指示相同元件。

具体实施方式

本发明涉及用于显示设备中的机电系统(EMS)间隔物结构的制造。更特定来说，本发明涉及多重高度EMS间隔物和导电间隔物。间隔物可为纳米机电系统(NEMS)、微机电系统(MEMS)或更大尺度的间隔物。间隔物使显示设备中的对置衬底保持彼此远离至少预定距离。在一些实施方案中，本文中所揭示的间隔物可经制造作为用以制造包含于显示设备中的EMS光调制器的相同制造过程的部分。在一些其它实施方案中，本文中所揭示的EMS间隔物经配置以维持其它形式的显示器(例如，液晶(LCD)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳显示器和场发射显示器)中的衬底之间以及衬底到其它非显示EMS装置(例如，EMS麦克风、传感器和光学开关)的间隙。

在一些实施方案中，多重高度间隔物由囊封于用以形成EMS光调制器的结构材料中的两个或两个以上图案化聚合物材料层制造。在一些实施方案中，间隔物中的一些相较于包含额外聚合物材料层的间隔物而包含较少聚合物材料层且因此为较短的。在一些其它实施方案中，用以形成多重高度间隔物的聚合物层中的至少一者使用半色调或灰度掩模来图案化，从而导致所述聚合物层中的间隔物部分具有不同高度。

在一些实施方案中，多重高度间隔物构成多组件间隔物集合的部分。例如，多重高度间隔物形成较低间隔物组件，且从对置衬底延伸的对置间隔物形成上部间隔物组件。在一些其它实施方案中，多重高度间隔物形成上部间隔物组件，且从对置衬底延伸的对置间隔物形成较低间隔物组件。

在一些实施方案中，较短多重高度间隔物集合布置于显示设备内部，且较高多重高度间隔物集合布置于显示器的周边处。在一些实施方案中，较高间隔物群组位于显示器内部的一或多个位置中以及周边处。这些较高间隔物的群组由较短间隔物的至少一群组分离。在一些实施方案中，较高间隔物经配置以充当流体障壁以防止流体流或通过流体的压力波损害定位于流体障壁后方的光调制器。

在一些实施方案中，用以囊封间隔物的结构材料为导电的。这些导电间隔物的近端电耦合到支撑对应EMS显示元件(例如，EMS光调制器)的锚。间隔物的远端电耦合到沉积于对置衬底上的导电表面，以通过导电表面将EMS显示元件的可移动部分(例如，快门)维持于共同电位。

可实施本发明中所描述的标的的特定实施方案以实现下列潜在优点中的一或多者。密封于液体中的显示设备衬底可在变化的环境操作温度下变形达各种程度。此类变形可有助于防止气泡的形成。然而，广泛局部化变形可导致非所要图像伪影。这些伪影可通过在衬底的表面上分布衬底的变形来减轻，从而导致增加数目个较不易检测到的变形。多重高度间隔物在EMS显示设备中的并入允许显示设备上的不同程度的变形。

通过使用用于构建显示器的显示元件的相同制造步骤来制造多重高度间隔物，间隔物可用很少额外处理步骤或无额外处理步骤来产生，从而降低添加特征的成本。这些过程产生坚固耐用的间隔物，所述间隔物可至少维持对置显示衬底之间的预定间隙。

导电间隔物产生能够减小或消除显示元件的移动部分与沉积于对置衬底上的导电材料之间的任何电压差的添加益处。减小此电压差减轻了可移动组件朝向对置衬底吸引且可能永久地粘附到对置衬底的风险。

图1A展示直视的基于MEMS的显示设备100的示意图。显示设备100包含布置成行和列的多个光调制器102a到102d(通常“光调制器102”)。在显示设备100中，光调制器102a和102d处于开启状态，从而允许光通过。光调制器102b和102c处于关闭状态，从而阻碍光通过。通过选择性地设定光调制器102a到102d的状态，显示设备100可用以在由灯105照明的情况下形成背光显示器的图像104。在另一实施方案中，设备100可通过发源于设备前方的环境光的反射而形成图像。在另一实施方案中，设备100可通过来自定位于显示器前方的灯的光的反射(即，通过使用正面光)而形成图像。

在一些实施方案中，每一光调制器102对应于图像104中的像素106。在一些其它实施方案中，显示设备100可利用多个光调制器来形成图像104中的像素106。例如，显示设备100可包含三个颜色特定的光调制器102。通过选择性地打开对应于特定像素106的颜色特定光调制器102中的一或多者，显示设备100可产生图像104中的彩色像素106。在另一实例中，显示设备100每像素106包含两个或两个以上光调制器102以提供图像104中的亮度等级。关于图像，“像素”对应于由图像的分辨率定义的最小图片元素。关于显示设备100的结构组件，术语“像素”指用以调制形成图像的单一像素的光的经组合的机械和电组件。

显示设备100为直视显示器，这是因为其可不包含通常在投影应用中找到的成像光学装置。在投影显示器中，形成于显示设备的表面上的图像投影到屏幕上或墙壁上。显示设备实质上小于经投影的图像。在直视显示器中，用户通过直接查看显示设备而看到图像，所述显示设备含有光调制器且视需要用于增强在显示器上看到的亮度和/或对比度的背光或正面光。

直视显示器可以透射或反射模式操作。在透射显示器中，光调制器过滤或选择性地阻挡发源于灯的光，所述(等)灯定位于显示器后方。来自灯的光视需要注入到光导或“背光”中，使得每一像素可经均匀照明。透射直视显示器常常建置于透明或玻璃衬底上以促进夹层组合件布置，在所述夹层组合件布置中含有光调制器的一个衬底直接定位于背光的顶部上。

每一光调制器102可包含快门108和孔隙109。为了照明图像104中的像素106，快门108经定位而使得其允许光朝向检视器通过孔隙109。为了保持像素106不被照亮，快门108经定位而使得其阻碍光通过孔隙109。孔隙109通过经由每一光调制器102中的反射或吸光材料而图案化的开口来界定。

显示设备也包含连接到衬底且到光调制器的控制矩阵从而控制快门的移动。控制矩阵包含一系列电互连件(例如，互连件110、112和114)，所述系列电互连件包含每行像素的至少一个写入允用互连件110(也被称作“扫描线互连件”)、每列像素的一个数据互连件112，和将通用电压提供到所有像素或至少提供到来自显示设备100中的多个列和多个行两者的数个像素的一个通用互连件114。响应于施加适当电压(“写入允用电压，V_WE”)，针对给定行像素的写入允用互连件110使行中的像素做好准备以接受新的快门移动指令。数据互连件112传达呈数据电压脉冲的形式的新移动指令。在一些实施方案中，施加到数据互连件112的数据电压脉冲直接有助于快门的静电移动。在一些其它实施方案中，数据电压脉冲控制开关(例如，晶体管)或其它非线性电路元件控制单独致动电压到光调制器102的施加，所述单独致动电压在量值上通常高于数据电压。这些致动电压的施加接着导致快门108的静电驱动移动。

图1B展示主机装置120(即，移动电话、智能型电话、PDA、MP3播放器、平板计算机、电子阅读器等)的框图的实例。主机装置120包含显示设备128、主机处理器122、环境传感器124、用户输入模块126和电源。

显示设备128包含多个扫描驱动器130(也被称作“写入允用电压源”)、多个数据驱动器132(也被称作“数据电压源”)、控制器134、通用驱动器138、灯140到146、灯驱动器148，和显示元件(例如，图1A中所展示的光调制器102)的阵列150。扫描驱动器130将写入允用电压施加到扫描线互连件110。数据驱动器132将数据电压施加到数据互连件112。

在显示设备的一些实施方案中，数据驱动器132经配置以将模拟数据电压提供到显示元件的阵列150，特别是在图像104的亮度等级将以模拟样式导出的情况下。在模拟操作中，光调制器102经设计而使得在通过数据互连件112施加一系列中间电压时，导致快门108中的中间开启状态范围，且因此导致图像104中的中间照明状态或亮度等级范围。在其它状况下，数据驱动器132经配置以将仅2、3或4个数字电压电平的精简集合施加到数据互连件112。这些电压电平经设计而对于快门108中的每一者以数字样式设定为开启状态、关闭状态或其它离散状态。

扫描驱动器130和数据驱动器132连接到数字控制器电路134(也被称作“控制器134”)。控制器以主要连续样式将组织成按行且按图像帧分组的预定序列的数据发送到数据驱动器132。数据驱动器132可包含串列到并列数据转换器、电平移位转换器，和(对于一些应用)数字到模拟电压转换器。

显示设备视需要包含也被称作通用电压源的一组通用驱动器138。在一些实施方案中，通用驱动器138(例如)通过将电压供应到一系列通用互连件114而将DC通用电位提供到显示元件的阵列150内的所有显示元件。在一些其它实施方案中，遵循来自控制器134的命令的通用驱动器138将电压脉冲或信号发布到显示元件的阵列150，例如，能够驱动和/或起始阵列150的多个行和列中的所有显示元件的同时致动的全域致动脉冲。

用于不同显示功能的所有驱动器(例如，扫描驱动器130、数据驱动器132和通用驱动器138)由控制器134在时间上经同步。来自控制器的时序命令经由灯驱动器148、显示元件的阵列150内的特定行的写入允用和排序、来自数据驱动器132的电压的输出和针对显示元件致动提供的电压的输出来协调红色、绿色和蓝色和白色灯(分别为140、142、144和146)的照明。

控制器134确定排序或定址方案，快门108中的每一者可由此经复位为对于新图像104适当的照明等级。可以周期性间隔来设定新图像104。例如，对于视频显示，彩色图像104或视频的帧以10赫兹到300赫兹(Hz)变动的频率再新。在一些实施方案中，到阵列150的图像帧的设定与灯140、142、144和146的照明同步，使得交替图像帧通过交替系列的颜色(例如，红色、绿色和蓝色)照明。每一相应颜色的图像帧被称作彩色子帧。在被称作场序彩色方法(field sequential color)的此方法中，如果彩色子帧以超出20Hz的频率交替，那么人脑将把交替帧图像平均成具有广泛且连续范围的颜色的图像的感知。在替代实施方案中，具有原色的四个或四个以上灯可用于显示设备100中，从而使用除红色、绿色和蓝色外的原色。

在一些实施方案中，其中显示设备100经设计用于快门108在开启状态与关闭状态之间的数字切换，控制器134如先前所描述通过分时灰度的方法来形成图像。在一些其它实施方案中，显示设备100可通过每像素使用多个快门108来提供灰度。

在一些实施方案中，图像状态104的数据通过也被称作扫描线的个别行的顺序定址而由控制器134载入到显示元件阵列150中。对于序列中的每一行或扫描线，扫描驱动器130将写入允用电压施加到阵列150的所述行的写入允用互连件110，且随后数据驱动器132针对所选择行中的每一列供应对应于所要快门状态的数据电压。此过程重复，直到数据已针对阵列150的所有行进行了载入为止。在一些实施方案中，数据载入的所选择行的次序为线性的，从而在阵列150中从顶部进行到底部。在一些其它实施方案中，所选择行的次序为伪随机的，以便使视觉伪影最小化。且在一些其它实施方案中，排序按块来组织，其中对于块来说，仅某分率的图像状态104的数据(例如)通过顺序地定址阵列150的仅每第五行而载入到阵列150。

在一些实施方案中，用于将图像数据载入到阵列150的过程与致动阵列150中的显示元件的过程在时间上分离。在这些实施方案中，显示元件阵列150可包含用于阵列150中的每一显示元件的数据存储器元件，且控制矩阵可包含全域致动互连件，用于载运来自通用驱动器138的触发信号以根据存储于存储器元件中的数据而起始快门108的同时致动。

在替代性实施方案中，显示元件的阵列150和控制显示元件的控制矩阵可布置成不同于矩形行和列的配置。例如，显示元件可布置成六边形阵列或曲线行和列。一般来说，如本文中所使用，术语扫描线应指代共享写入允用互连件的任何多个显示元件。

主机处理器122通常控制主机的操作。例如，主机处理器122可为用于控制便携式电子装置的通用或专用处理器。关于显示设备128，包含于主机装置120内的主机处理器122输出图像数据以及关于主机的额外数据。此类信息可包含来自环境传感器的数据，例如环境光或温度；关于主机的信息，包含(例如)主机的操作模式或主机电源中剩余的电力的量；关于图像数据的内容的信息；关于图像数据的类型的信息；和/或显示设备的用于选择成像模式的指令。

用户输入模块126将用户的个人偏好直接或经由主机处理器122输送给控制器134。在一些实施方案中，用户输入模块126由软件进行控制，其中用户对例如以下各者的个人偏好进行编程：“更深颜色”、“更好对比度”、“较低电力”、“增加的亮度”、“运动”、“真人动作”或“动画”。在一些其它实施方案中，这些偏好使用例如开关或拨号盘的硬件输入到主机。到控制器134的多个数据输入指导控制器将数据提供到对应于最佳成像特性的各种驱动器130、132、138和148。

环境传感器模块124也可经包含作为主机装置120的部分。环境传感器模块124接收关于周围环境的数据，例如，温度和或周围照明条件。传感器模块124可经编程以区分装置是正在室内或办公室环境对明亮日光中的室外环境对夜间的室外环境中操作。传感器模块124将此信息传达到显示控制器134，使得控制器134可响应于周围环境而使检视条件优化。

图2A展示说明性基于快门的光调制器200的透视图。基于快门的光调制器200适合于并入到图1A的直视的基于MEMS的显示设备100。光调制器200包含耦合到致动器204的快门202。致动器204可由两个单独的柔性电极梁致动器205(“致动器205”)形成。快门202在一侧上耦合到致动器205。致动器205使快门202在实质平行于表面203的运动平面中于表面203上方横向地移动。快门202的相对侧耦合到弹簧207，所述弹簧207提供与由致动器204施加的力对置的复原力。

每一致动器205包含将快门202连接到负载锚208的柔性负载梁206。负载锚208连同柔性负载梁206充当机械支撑件，从而使快门202近接表面203保持悬垂。表面203包含用于容许光通过的一或多个孔洞211。负载锚208将柔性负载梁206和快门202物理连接到表面203，且将负载梁206电连接到偏压电压(在一些个例中接地)。

如果衬底为不透明的(例如，硅)，那么孔洞211通过穿过衬底204蚀刻洞阵列而形成于衬底中。如果衬底204为透明的(例如，玻璃或塑料)，那么孔洞211形成于沉积于衬底203上的阻光材料层中。孔洞211形状可通常为圆形、椭圆形、多边形、螺旋形或不规则的。

每一致动器205也包含邻近于每一负载梁206定位的柔性驱动梁216。驱动梁216在一个末端处耦合到在驱动梁216之间共享的驱动梁锚218。每一驱动梁216的另一末端自由移动。每一驱动梁216弯曲，使得其接近驱动梁216的自由端和负载梁206的锚定末端而最靠近负载梁206。

在操作中，并有光调制器200的显示设备经由驱动梁锚218而将电位施加到驱动梁216。第二电位可施加到负载梁206。驱动梁216与负载梁206之间的所得电位差朝向负载梁206的锚定末端拉动驱动梁216的自由端，且朝向驱动梁216的锚定末端拉动负载梁206的快门末端，由此朝向驱动锚218横向驱动快门202。柔性部件206充当弹簧，使得当去除梁206和216电位上的电压时，负载梁206将快门202推动回其初始位置，从而释放存储于负载梁206中的应力。

例如光调制器200的光调制器并有例如弹簧的被动复原力，从而使快门在已去除电压之后返回到其停置位置。其它快门组合件可并有一组双重“开启”和“关闭”致动器，和用于将快门移动到开启或关闭状态的一组单独“开启”和“关闭”电极。

存在快门和孔隙阵列可借以经由控制矩阵而控制以产生具有适当亮度等级的图像(在许多状况下移动图像)的多种方法。在一些状况下，控制借助于连接到显示器的外围上的驱动器电路的行和列互连件的被动矩阵阵列来实现。在其它状况下，在阵列的每一像素内包含切换和/或数据存储元件(所谓的主动矩阵)以改善显示器的速度、亮度等级和/或功率耗散性能为适当的。

在替代性实施方案中，显示设备100包含不同于基于横向快门的光调制器(例如，上文所描述的快门组合件200)的显示元件。例如，图2B展示基于滚动致动器快门的光调制器220的横截面图。基于滚动致动器快门的光调制器220适合于并入到图1A的基于MEMS的显示设备100的替代性实施方案中。基于滚动致动器的光调制器包含可移动电极，其与固定电极相对地安置且经偏置以在特定方向上移动从而在施加电场时充当快门。在一些实施方案中，光调制器220包含安置于衬底228与绝缘层224之间的平面电极226，和具有附接到绝缘层224的固定末端230的可移动电极222。在无任何施加电压情况下，可移动电极222的可移动末端232自由朝向固定末端230滚动从而产生滚动状态。将电压施加于电极222与226之间使得可移动电极222展开且抵靠绝缘层224保持为平坦的，由此可移动电极222充当阻挡光行进通过衬底228的快门。可移动电极222在去除电压之后借助于弹性复原力而返回到滚动状态。朝向滚动状态的偏置可通过制造可移动电极222以包含各向异性应力状态来达成。

图2C展示说明性基于非快门MEMS光调制器250的横截面图。光分接头调制器250适合于并入到图1A的基于MEMS的显示设备100的替代性实施方案中。光分接头根据受抑全内反射(TIR)的原理起作用。即，光252引入到光导254中，其中在无干扰情况下光252在多数情况下归因于TIR而未能通过光导的前或背面逃离光导254。光分接头250包含具有足够高的折射率的分接头元件256，响应于分接头元件256接触光导254，碰撞在光导254的邻近分接头元件256的表面上的光252通过分接头元件256朝向检视器逃离光导254，由此有助于形成图像。

在一些实施方案中，分接头元件256经形成作为可挠性透明材料的梁258的部分。电极260涂布梁258的一侧的数个部分。对置电极262安置于光导254上。通过在电极260和262上施加电压，分接头元件256相对于光导254的定位可经控制以选择性地从光导254提取光252。

图2D展示基于电润湿的光调制阵列270的实例横截面图。基于电润湿的光调制阵列270适合于并入到图1A的基于MEMS的显示设备100的替代性实施方案中。光调制阵列270包含形成于光学腔274上的多个基于电润湿的光调制单元272a到272d(通常为“单元272”)。光调制阵列270也包含对应于单元272的彩色滤光片集合276。

每一单元272包含水层(或其它透明导电或极性流体)278、吸光油层280、透明电极282(例如，由氧化铟锡(ITO)制成)，和定位于吸光油层280与透明电极282之间的绝缘层284。在本文中所描述的实施方案中，电极占用单元272的背面的一部分。

单元272的背面的剩余部分由形成光学腔274的正面的反射孔隙层286形成。反射孔隙层286由例如反射金属的反射材料或形成介电质镜的薄膜堆迭形成。对于每一单元272，孔隙形成于反射孔隙层286中以允许光通过。单元的电极282沉积于孔隙中和由另一介电层分离的形成反射孔隙层286的材料上。

光学腔274的剩余部分包含近接反射孔隙层286定位的光导288，和在光导288的与反射孔隙层286相对的侧上的第二反射层290。一系列光转向器291形成于光导的近接第二反射层的背面上。光转向器291可为漫射或镜面反射体。例如LED的一或多个光源292将光294注入到光导288中。

在替代性实施方案中，额外透明衬底(未图示)定位于光导288与光调制阵列270之间。在此实施方案中，反射孔隙层286形成于额外透明衬底上而非光导288的表面上。

在操作中，电压到单元(例如，单元272b或272c)的电极282的施加使单元中的吸光油280集中于单元272的一部分中。结果，吸光油280不再阻碍光穿过形成于反射孔隙层286中的孔隙(参见例如单元272b和272c)。在孔隙处逃离背光的光接着能够经由单元且经由彩色滤光片集合276中的对应彩色滤光片(例如，红色、绿色或蓝色)逃离以形成图像中的彩色像素。当电极282接地时，吸光油280覆盖反射孔隙层286中的孔隙，从而吸收试图通过反射孔隙层286的任何光294。

油280在电压施加到单元272时集中于其下的区域构成关于形成图像的浪费空间。此区域为非透射的，不管是否施加了电压。因此，在不包含反射孔隙层286的反射部分情况下，此区域吸收原本可使用的光以有助于形成图像。然而，在包含反射孔隙层286的情况下，原本已被吸收的此光反射回到光导290中以供将来通过不同孔隙逃离。基于电润湿的光调制阵列270并非适合于包含于本文中所描述的显示设备中的非基于快门的MEMS调制器的唯一实例。在不偏离本发明的范围的情况下其它形式的非基于快门的MEMS调制器可同样受本文中所描述的控制器功能的各种功能控制。

图3A展示控制矩阵300的实例示意图。控制矩阵300适合于控制并入到图1A的基于MEMS的显示设备100中的光调制器。图3B展示连接到图3A的控制矩阵300的基于快门的光调制器的阵列320的透视图。控制矩阵300可定址像素的阵列320(“阵列320”)。每一像素301可包含受致动器303控制的弹性快门组合件302，例如图2A的快门组合件200。每一像素也可包含孔隙层322，所述孔隙层322包含孔隙324。

控制矩阵300经制造为衬底304的表面上的扩散或薄膜沉积的电路，在所述衬底304上形成快门组合件302。控制矩阵300包含针对控制矩阵300中的像素301的每一行的扫描线互连件306，和针对控制矩阵300中的像素301的每一列的数据互连件308。每一扫描线互连件306将写入允用电压源307电连接到像素301的对应行中的像素301。每一数据互连件308将数据电压源309(“V_d源”)电连接到对应像素列中的像素301。在控制矩阵300中，V_d源309提供多数能量以用于快门组合件302的致动。因此，数据电压源(V_d源309)也充当致动电压源。

参看图3A和3B，对于每一像素301或对于像素阵列320中的每一快门组合件302，控制矩阵300包含晶体管310和电容器312。每一晶体管310的栅极电连接到阵列320中像素301位于的行的扫描线互连件306。每一晶体管310的源极电连接到其对应数据互连件308。每一快门组合件302的致动器303包含两个电极。每一晶体管310的漏极并联电连接到对应电容器312的一个电极且到对应致动器303的电极中的一者。电容器312的另一电极和快门组合件302中致动器303的另一电极连接到通用或接地电位。在替代实施方案中，晶体管310可由半导体二极管和或金属-绝缘体-金属的夹层类型的开关元件替换。

在操作中，为了形成图像，控制矩阵300又通过将V_we施加到每一扫描线互连件306而使阵列320中的每一行顺序地写入允用。对于经写入允用的行，V_we到所述行中像素301的晶体管310的栅极的施加允许电流通过晶体管310流经数据互连件308，以将电位施加到快门组合件302的致动器303。虽然行经写入允用，但数据电压V_d经选择性地施加到数据互连件308。在提供模拟灰度的实施方案中，施加到每一数据互连件308的数据电压关于位于经写入允用的扫描线互连件306与数据互连件308的交叉点处的像素301的所要亮度而发生变化。在提供数字控制方案的实施方案中，数据电压经选择为相对低的量值电压(即，接近接地的电压)或满足或超出V_at(致动临限电压)。响应于V_at到数据互连件308的施加，对应快门组合件中的致动器303致动，从而使所述快门组合件302中的快门开启。施加到数据互连件308的电压保持存储于像素301的电容器312中，甚至在控制矩阵300停止将V_we施加到行之后。因此，电压V_we并非必须等待并保持于行上历时对于致动快门组合件302足够长的时间；在写入允用电压已从行去除之后，此致动可继续进行。电容器312也充当阵列320内的存储器元件，从而存储用于照明图像帧的致动指令。

阵列320的像素301以及控制矩阵300形成于衬底304上。阵列320包含安置于衬底304上的孔隙层322，孔隙层322包含针对阵列320中的相应像素301的孔隙324的集合。孔隙324与每一像素中的快门组合件302对准。在一些实施方案中，衬底304由例如玻璃或塑料的透明材料制成。在一些其它实施方案中，衬底304由不透明材料制成，但在衬底304中蚀刻出孔以形成孔隙324。

可使得快门组合件302与致动器303一起为双稳态的。即，快门可存在于至少两个平衡位置处(例如，开启或关闭)，其中需要很少电力或不需要电力来将快门保持于任一位置。更特定来说，快门组合件302可为机械双稳态的。一旦快门组合件302的快门设定于适当位置，就不需要电能或保持电压来维持所述定位。快门组合件302的物理元件上的机械应力可将快门保持于适当位置。

也可使得快门组合件302与致动器303一起为电双稳态的。在电双稳态快门组合件中，存在低于快门组合件的致动电压的一电压范围，所述电压范围在施加到关闭致动器(其中快门为开启或关闭)情况下使致动器保持关闭且使快门保持于适当位置，即使相反的力施加于快门上。相反的力可由例如图2A中描绘的基于快门的光调制器200中的弹簧207的弹簧来施加，或相反的力可由例如“开启”或“关闭”致动器的对置致动器施加。

光调制器阵列320经描绘为每像素具有单一MEMS光调制器。在每一像素中提供多个MEMS光调制器的其它实施方案是可能的，由此提供每一像素中不仅仅双态“接通”或“关断”光学状态的可能性。某些形式的译码区域划分灰度是可能的，其中提供像素中的多个MEMS光调制器，且其中与光调制器中的每一者相关联的孔隙324具有不等面积。

在一些其它实施方案中，基于滚筒的光调制器220、光分接头250或基于电润湿的光调制阵列270以及其它基于MEMS的光调制器可被光调制器阵列320内的快门组合件302取代。

图4A和4B展示双致动器快门组合件400的实例视图。如图4A中所描绘，双致动器快门组合件400处于开启状态。图4B展示处于关闭状态的双致动器快门组合件400。与快门组合件200相反，快门组合件400在快门406的任一侧上包含致动器402和404。每一致动器402和404经独立地控制。第一致动器(快门开启致动器402)用来开启快门406。第二对置致动器(快门关闭致动器404)用来关闭快门406。致动器402和404两者为柔性梁电极致动器。致动器402和404通过实质在平行于孔隙层407的平面中驱动快门406来开启并关闭快门406，快门在所述孔隙层407上方悬垂。快门406通过附接到致动器402和404的锚408而在孔隙层407上方悬垂短距离。沿着快门406的移动轴线包含附接到快门406的两个末端的支架减小了快门406的平面外运动，且将运动实质限界于平行于衬底的平面。与图3A的控制矩阵300类似，适合于供快门组合件400使用的控制矩阵可能包含针对对置快门开启致动器402和快门关闭致动器404中的每一者的一个晶体管和一个电容器。

快门406包含光可穿过的两个快门孔隙412。孔隙层407包含三个孔隙409的集合。在图4A中，快门组合件400处于开启状态，且因而快门开启致动器402已经致动，快门关闭致动器404处于其松弛位置，且快门孔隙412的中心线与孔隙层孔隙409中的两者的中心线重合。在图4B中，快门组合件400已被移动到关闭状态，且因而快门开启致动器402处于其松弛状态，快门关闭致动器404已经致动，且快门406的光阻挡部分现处于适当位置以阻挡光透射通过孔隙409(描绘为点线)。

每一孔隙具有围绕其周边的至少一个边缘。例如，矩形孔隙409具有四个边缘。在圆形、椭圆、卵形或其它弯曲孔隙形成于孔隙层407中的替代性实施方案中，每一孔隙可具有仅单一边缘。在一些其它实施方案中，孔隙在数学意义上不需要分离或相交，但替代地可经连接。即，虽然孔隙的部分或成形区段可维持与每一快门的对应，但这些区段中的若干者可经连接，使得孔隙的单一连续周边由多个快门共享。

为了允许光以多种退出角度穿过呈开启状态的孔隙412和409，向快门孔隙412提供大于孔隙层407中的孔隙409的对应宽度或大小的宽度或大小为有利的。为了在关闭状态下有效地阻挡光逃离，快门406的光阻挡部分与孔隙409重叠为优选的。图4B展示快门406中的光阻挡部分的边缘与形成于孔隙层407中的孔隙409的一个边缘之间的预定重叠部416。

静电致动器402和404经设计而使得其电压移位行为向快门组合件400提供双稳态特性。对于快门开启致动器和快门关闭致动器中的每一者，存在低于致动电压的一系列电压，在致动器处于关闭状态(其中快门经开启或关闭)的同时施加所述一系列电压时将使致动器保持关闭且使快门保持于适当位置，甚至在致动电压施加到对置致动器之后。相对于此类相反的力维持快门的位置需要的最小电压被称作维持电压V_m。

图5展示并有基于快门的光调制器(快门组合件)502的显示设备500的实例横截面图。每一快门组合件502并有快门503和锚505。未图示的为柔性梁致动器，其在连接于锚505与快门503之间时有助于在表面上方使快门503悬垂短距离。快门组合件502安置于例如由塑料或玻璃制成的衬底的透明衬底504上。安置于衬底504上的面向后反射层(反射膜506)界定位于快门组合件502的快门503的关闭位置下方的多个表面孔隙508。反射膜506将不通过表面孔隙508的光朝向显示设备500之后部反射回。反射孔隙层506可为细粒金属膜而不包含通过数种蒸气沉积技术以薄膜样式形成的夹杂物，所述蒸气沉积技术包含溅镀、蒸镀、离子电镀、激光切除或化学气相沉积(CVD)。在一些其它实施方案中，面向后反射层506可由例如介电质镜的镜子形成。介电质镜可经制造为在高折射率材料与低折射率材料之间交替的介电质薄膜的堆迭。分离快门503与反射膜506的快门在内部自由移动的垂直间隙在0.5微米到10微米的范围内。垂直间隙的量值在关闭状态下优选小于快门503的边缘与孔隙508的边缘之间的横向重叠，例如描绘于图4B中的重叠416。

显示设备500包含分离衬底504与平面光导516的可选漫射体512和/或可选亮度增强膜514。光导516包含透明(即，玻璃或塑料)材料。光导516由一或多个光源518来照明，从而形成背光。光源518可为(例如但不限于)白炽灯、荧光灯、激光或发光二极管(LED)。反射体519有助于将光从灯518朝向光导516导向。面向前反射膜520安置于背光516后方，从而朝向快门组合件502反射光。并不通过快门组合件502中的一者的例如来自背光的光线521的光线将传回到背光，并再次从膜520反射回。以此样式，第一遍次未能离开显示设备500以形成图像的光可经再循环，且被使得可用于透射通过快门组合件502的阵列中的其它开启孔隙。此类光再循环已展示为使显示器的照明效率增加。

光导516包含几何光转向器或棱镜517的集合，其将光从灯518朝向孔隙508且因此朝向显示器的前部转向。光转向器517可经模制成光导516的塑料本体，所述塑料本体的横截面形状可或者为三角形、梯形或弯曲的。棱镜517的密度通常随着距灯518的距离而增加。

在一些实施方案中，孔隙层506可由吸光材料制成，且在替代实施方案中，快门503的表面可涂布有吸光材料或光反射材料。在一些其它实施方案中，孔隙层506可直接沉积于光导516的表面上。在一些实施方案中，孔隙层506不需要安置于与快门503和锚505相同的衬底上(例如，在下文所描述的MEMS向下配置中)。

在一些实施方案中，光源518可包含具有不同颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的灯。彩色图像可通过以一速率用具有不同颜色的灯顺序地照明图像来形成，对于人脑来说，所述速率足以将不同着色图像平均成单一多颜色图像。各种颜色特定的图像使用快门组合件502的阵列来形成。在另一实施方案中，光源518包含具有不大于三种不同颜色的灯。例如，光源518可具有红色、绿色、蓝色和白色灯，或红色、绿色、蓝色和黄色灯。在一些其它实施方案中，光源518可包含青色、洋红色、黄色和白色灯，红色、绿色、蓝色和白色灯。在一些其它实施方案中，额外灯可包含于光源518中。例如，如果使用五种颜色，那么光源518可包含红色、绿色、蓝色、青色和黄色灯。在一些其它实施方案中，光源518可包含白色、橙色、蓝色、紫色和绿色灯，或白色、蓝色、黄色、红色和青色灯。如果使用六种颜色，那么光源518可包含红色、绿色、蓝色、青色、洋红色和黄色灯，或白色、青色、洋红色、黄色、橙色和绿色灯。

盖板522形成显示设备500的前部。盖板522的后侧可由黑色矩阵524覆盖以增加对比度。在替代实施方案中，盖板包含彩色滤光片，例如对应于快门组合件502中的不同者的独特红色、绿色和蓝色滤光片。盖板522经支撑远离快门组合件502预定距离，从而形成间隙526。间隙526由机械支撑件或间隔物527和/或由粘着密封件528来维持，从而将盖板522附接到衬底504。

粘着密封件528以流体530密封。流体530经工程设计而具有优选低于约10厘泊的粘度且具有优选高于约2.0的相对介电常数，和高于约10⁴V/cm的介电崩溃强度。流体530也可充当润滑剂。在一些实施方案中，流体530为具有高表面润湿能力的疏水液体。在替代实施方案中，流体530具有大于或小于衬底504的折射率的折射率。

并有机械光调制器的显示器可包含数百、数千或在一些状况下数百万个移动元件。在一些装置中，元件的每一移动提供用于静摩擦停用元件中的一或多者的机会。此移动通过将所有部分浸没于流体(也被称作流体530)中且将流体密封(例如，通过粘着剂)于MEMS显示单元的流体空间或间隙内来促进。流体530通常为长期具有低摩擦系数、低粘度和最小降解效应的流体。当基于MEMS的显示组合件包含针对流体530的液体时，液体至少部分包围基于MEMS的光调制器的移动部分中的一些。在一些实施方案中，为了减小致动电压，液体具有低于70厘泊的黏度。在一些其它实施方案中，液体具有低于10厘泊的黏度。具有低于70厘泊的粘度的液体可包含具有低分子量的材料：低于4000公克/莫耳或在一些状况下低于400公克/莫耳。也可适用于此类实施的流体530包含(但不限于)去离子水、甲醇、乙醇和其它醇类、石蜡、烯烃、醚、硅油、氟化硅油，或其它天然或合成溶剂或润滑剂。有用流体可为例如六甲基二烯氧烷和八甲基三硅氧烷的聚双甲基硅氧烷(PDMS)，或例如己基五甲基二烯氧烷的烷基甲基硅氧烷。有用流体可为例如辛烷或癸烷的烷烃。有用流体可为例如硝基甲烷的硝基烷。有用流体可为芳族化合物，例如甲苯或二乙苯。有用流体可为酮，例如丁酮或甲基异丁酮。有用流体可为例如氯苯的氯碳化物。有用流体可为氯氟碳化物，例如二氯氟乙烷或氯氟乙烯。经考虑用于这些显示组合件的其它流体包含乙酸丁酯和二甲基甲酰胺。针对这些显示器的其它有用流体包含氢氟醚、全氟聚醚、氢氟聚醚、戊醇和丁醇。实例合适氢氟醚包含乙基非氟丁基醚，和2-三氟甲基-3-乙氧基十二氟己烷。

片材金属或经模制塑料组合件托架532在边缘周围将盖板522、衬底504、背光和其它组件部分固持在一起。组合件托架532由螺钉或锯齿状凸片紧固以向经组合的显示设备500添加刚性。在一些实施方案中，光源518由环氧树脂灌封化合物模制于适当位置。反射器536有助于使从光导516的边缘逃逸的光返回到光导516中。图5中未描绘将控制信号以及电力提供到快门组合件502和灯518的电互连件。

在一些其它实施方案中，如图2A到2D中所描绘的基于滚筒的光调制器220、光分接头250或基于电润湿的光调制阵列270以及其它基于MEMS的光调制器可被显示器设备500内的快门组合件502取代。

显示设备500被称作MEMS向上配置，其中基于MEMS的光调制器形成于衬底504的正面上，即，面向检视器的表面上。快门组合件502直接建置于反射孔隙层506的顶部上。在被称作MEMS向下配置的替代实施方案中，快门组合件安置于与上面形成有反射孔隙层上的衬底分离的衬底上。界定多个孔隙的上面形成有反射孔隙层的衬底本文中被称作孔隙板。在MEMS向下配置中，载运基于MEMS光调制器的衬底替代显示设备500中的盖板522，且经定向使得基于MEMS的光调制器定位于顶部衬底的背面上，即，背离检视器且朝向光导516的表面上。基于MEMS的光调制器由此直接与反射孔隙层506相对且越过距反射孔隙层506的间隙而定位。间隙可由连接孔隙板与上面形成有MEMS调制器的衬底的一系列间隔物柱来维持。在一些实施方案中，间隔物安置于阵列中的每一像素内或每一像素之间。分离MEMS光调制器与其对应孔隙的间隙或距离优选小于10微米，或为小于快门与孔隙之间的重叠(例如，重叠416)的距离。

图6展示用于显示器的MEMS向下配置中的光调制器衬底和孔隙板的横截面图。显示器组合件600包含调制器衬底602和孔隙板604。显示器组合件600也包含一组快门组合件606和反射孔隙层608。反射孔隙层608包含孔隙610。调制器衬底602与孔隙板604之间的预定间隙或间距通过间隔物612和614的对置集合来维持。间隔物612形成于调制器衬底602上，或形成为调制器衬底602的部分。间隔物614形成于孔隙板604上，或形成为孔隙板604的部分。在组装期间，两个衬底602与604经对准，使得调制器衬底602上的间隔物612与其相应间隔物614接触。

此说明性实例的间距或距离为8微米。为了建立此间距，间隔物612为2微米高，且间隔物614为6微米高。替代地，间隔物612和614可皆为4微米高，或间隔物612可为6微米高，而间隔物614为2微米高。实际上，可使用间隔物高度的任何组合，只要其总高度建立所要间距H12。

在接着在组装期间经对准或配合的衬底602和604中的两者上提供间隔物具有关于材料和处理成本的优点。极高(例如大于8微米)间隔物的提供可为昂贵的，这是由于其可需要相对长的时间用于光成像聚合物的固化、曝光和显影。配合间隔物如于显示器组合件600中的使用允许较薄聚合物涂层于衬底中的每一者上的使用。

在另一实施方案中，形成于调制器衬底602上的间隔物612可由与用以形成快门组合件606的材料和图案化块相同的材料和图案化块形成。例如，用于快门组合件606的锚也可执行类似于间隔物612的功能。在此实施方案中，将不需要单独应用聚合物材料以形成间隔物，且将不需要针对间隔物的单独曝光掩模。

通常，间隔物对于制造是昂贵的，这是因为间隔物通常以与用以制造MEMS显示设备的机械特征的剩余部分的过程分离的过程来制造。这是因为间隔物必须因为其位于MEMS光调制器之间而足够狭窄的，而且为足够高的，使得其在两个衬底之间提供足够间隙。提供足够高的间隔物涉及包含长时间用于光成像牺牲聚合物材料的固化、曝光和显影的繁重制造过程。如果间隔物使用与用以形成显示设备的其它部分(例如，快门组合件)的材料相同的材料且按实质类似处理阶段来形成，那么可实现用于形成间隔物的过程上的改善和成本降低。如下文将进一步描述，单一制造过程可用以制造间隔物和MEMS锚结构两者。除通过使用仅单一制造过程来达成成本降低外，使用单一制造过程可导致也可充当间隔物的有足够弹性的数个锚的制造。

图7展示用于在衬底上同时制造间隔物和锚从而用于显示设备中的制造过程700的流程图。图8A到8G展示使用下文所描述的图7的制造过程700的实例间隔物和锚组合件800的构建的阶段的横截面图。

现参看图7和8A到8G，制造过程700以将第一牺牲聚合物层804沉积于第一衬底802上(块702)开始。使第一牺牲聚合物层804图案化并固化(块704)。使第二牺牲聚合物层806沉积于第一牺牲聚合物层804上(块706)。使第二牺牲聚合物层806图案化并固化(块708)。使结构材料层808沉积于第一牺牲聚合物层804和第二牺牲聚合物层806上(块710)。接着使结构材料层808图案化并蚀刻(块712)。接着去除剩余牺牲聚合物层的数个部分(块714)。借助于此制造过程700，包含第一牺牲聚合物层804和第二牺牲聚合物层806的通过结构材料层808囊封的数个部分的集成锚-间隔物结构形成于第一衬底802上。下文进一步详细描述这些阶段中的每一者。

如上文所阐述，制造过程700以将第一牺牲聚合物层804沉积于第一衬底802上(块702)开始。对于以MEMS向上配置建置的显示器，第一衬底802可为孔隙层，例如图5中描绘的光调制器衬底504。对于以MEMS向下配置建置的显示器，第一衬底802可为图6中描绘的光调制器衬底602。牺牲聚合物层804可由光成像聚合物抗蚀剂(例如，例如酚醛环氧树脂的光成像环氧树脂)或光成像聚酰亚胺材料形成。可以可用作第一牺牲层的光成像抗蚀剂形式制备的其它聚合物系列包含聚伸芳基、聚对二甲苯基、苯并环丁烷、全氟环丁烷、倍半硅氧烷、聚硅氧聚合物或其任何组合。在一些实施方案中，第一聚合物层可包含可购自总部设在马萨诸塞州牛顿市的Microchem公司的商业上称为NanoSU-8材料的光成像抗蚀剂。在其它实施方案中，第一聚合物层可包含可购自总部设在日本东京的信越化学工业株式会社(Shin-Etsu Chemical Co.Ltd)的Shin Etsu 9553光阻。也可使用用于压印或其它光微影过程中的例如热塑性或热固性聚合物的其它非光成像抗蚀剂。

在将第一牺牲聚合物层804沉积于第一衬底802上(块702)之后，使所沉积第一牺牲层804图案化并固化(块704)。在一些实施方案中，所沉积第一牺牲层804经调配以允许许多替代类型的固化，包含干燥固化、UV或紫外线固化、热固化或微波固化。在一些实施方案中，此聚合物的固化过程在大约摄氏220度的温度下执行。作为图案化过程的部分，第一聚合物层经图案化以形成间隔物和锚的数个部分。图案化和固化阶段(块704)的结果描绘于形成第一间隔物部分842的图8B中。

在图案化并固化组合件800的第一牺牲聚合物层804(块704)之后，将第二牺牲聚合物层806沉积于组合件800上(块706)，所得组合件800描绘于图8C中。第二牺牲聚合物层806可经沉积，使得其囊封组合件800的所暴露表面。第二牺牲聚合物层806由可用以形成第一牺牲聚合物层804的上文所提供的聚合物材料中的一或多者形成。在一些实施方案中，第二聚合物层806可由与用以形成第一牺牲聚合物层804的材料相同的聚合物材料形成。

接着使所沉积的第二牺牲聚合物层806图案化并固化(块708)。明确地说，第二牺牲聚合物层806经图案化以形成第二间隔物部分844。在第二牺牲聚合物层图案化过程的一些实施方案中，第二间隔物部分844经图案化，使得其并不囊封第一间隔物部分842(如图8D中所描绘)。以此方式，第一间隔物部分842包含至少一个经暴露的表面843。在图案化过程的一些其它实施方案中，第二聚合物层806经图案化，使得第二聚合物层806如关于图11所描绘囊封第一聚合物层804，此情形将在下文进一步详细描述。第二牺牲聚合物层806可使用类似于用于固化第一牺牲聚合物层804的固化技术的固化技术来固化。

在图案化并固化第二牺牲聚合物层(块708)之后，结构材料层808沉积于第一牺牲层804和第二牺牲层806上(块710)。图8E展示此过程的结果。结构材料层808可包含一种材料的单一层，或若干不同材料的多个层。在一些实施方案中，结构材料层808经沉积，使得结构材料层808接触并囊封第一间隔物部分842的所暴露表面843，和第二间隔物聚合物部分844的所暴露表面845。视用以形成结构材料层的具体材料而定，形成结构材料层808的材料的层可使用包含原子层沉积(ALD)、PECVD或其它化学气相沉积技术的多种沉积技术来沉积。在一些实施方案中，结构材料层可包含半导体层和金属层。更特定来说，在一些实施方案中，结构材料层包含一或多个硅(Si)、钛(Ti)、氮化硅(SiN)和氮氧化物(OxNy)。

在一些应用中，显示器的对比度可通过减小入射于结构材料层808上的环境光的反射来改善。因而，在一些实施方案中，结构材料层可由吸光材料制成。例如，结构材料层可吸收入射于结构材料层上的光的至少约70％。在吸收光上有效的一些金属合金即包含(但不限于)铬-钼(MoCr)、钼-钨(MoW)、钼-钛(MoTi)、钼-钽(MoTa)、钛-钨(TiW)和钛-铬(TiCr)。具有粗糙表面的由以上合金或例如镍(Ni)和铬(Cr)的纯金属形成的金属膜也可在吸收光上为有效的。此类膜可通过高气体压力下(在超出20毫托的溅镀气氛)的溅镀沉积来产生。粗糙金属膜也可通过金属微粒的分散液的液体喷雾或等离子喷雾涂覆其后接着热烧结块来形成。接着添加介电层以防止金属微粒的剥落或剥离。例如非晶形或多晶硅(Si)、锗(Ge)、碲化镉(CdTe)、砷化铟镓(InGaAs)、胶态石墨(碳)的半导体材料和例如硅-锗(SiGe)的合金在吸收光上也是有效的。这些材料也可沉积成具有超出500nm的厚度的膜，以防止光通过薄膜的任何透射。包含但不限于以下各者的金属氧化物或氮化物也可在吸收光上是有效的：氧化铜(CuO)、氮化镍(NiO)、铬(III)氧化物(Cr₂O₃)、氧化银(AgO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、三氧化钼(MoO₃)、氮化铬(CrN)、氮化钛(TiN)或氮化钽(TaN)。如果氧化物以非化学计量样式经制备或沉积(时常通过溅镀或蒸镀)，尤其如果沉积过程导致晶格中缺氧，那么这些氧化物或氮化物的吸收得到改善。如同半导体一样，金属氧化物应经沉积达超出(例如)500nm的厚度，以防止光透射穿过膜。此外，称作金属陶瓷的一类材料在吸收光上也是有效的。金属陶瓷通常为在氧化物或氮化物基质中悬浮的小金属微粒的复合物。实例包含以下两者：包含Cr₂O₃的结构材料中的Cr微粒，或包含SiO₂的结构材料中的Cr微粒。悬浮于结构材料层中的其它金属微粒可为镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、银(Ag)、钼(Mo)、铌(Nb)和碳(C)。其它基质材料包含二氧化硅(TiO₂)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、氧化铝(Al₂O₃)和氮化硅(Si₃N₄)。

在其沉积之后，结构材料层808经图案化并蚀刻(块712)，从而形成图8F中描绘的组合件800。

第一牺牲聚合物层804和第二牺牲聚合物层806的数个部分接着在脱模阶段(releasestage)经去除(块714)，从而形成图8G中描绘的集成式间隔物和锚结构860。在各种实施方案中，第一牺牲聚合物层804和第二牺牲聚合物层806通过将间隔物和锚组合件800暴露到氧等离子或在一些实施方案中通过热裂解来去除。在一些实施方案中，聚合物层可通过基于水或溶剂的剥离剂化合物或等离子灰化来去除。集成式间隔物和锚结构860(“间隔物-锚860”)为如图11中所描绘的充当间隔物以及用于在衬底802上方经由负载梁1156a或1156b支撑一或多个驱动梁1154a或1154b或快门1170的锚两者的单一结构，所述单一结构在下文中进行描述。更特定来说，间隔物-锚860包含由第一聚合物层842和第二聚合物层844的由结构材料层850囊封的数个部分形成的间隔物部分862。囊封于结构材料层808内的聚合物材料842和844向间隔物-锚860的剩余部分提供较大结构支撑，从而有助于防止所述剩余部分在显示器的操作期间或由于物理或环境应力而弯曲。在各种实施方案中，视间隔物-锚位置和附接到间隔物-锚862的梁延伸远离间隔物-锚862的方向而定，聚合物材料可在锚的一或多个侧下方被囊封。例如，在一些实施方案中，驱动梁锚形成为沿着三个侧(例如，除驱动梁延伸所从的侧外的每一侧)囊封聚合物的矩形间隔物-锚860。在一些其它实施方案中，负载梁锚形成为沿着两个侧(例如，面向驱动梁锚的侧和背离快门的侧)囊封聚合物的矩形间隔物-锚860。

图9展示锚和快门组合件900的替代配置的实例横截面图。锚和快门组合件900包含集成式间隔物和锚结构960，所述集成式间隔物和锚结构960包含类似于图8G中描绘的间隔物部分862的间隔物部分962，和下部锚结构964。锚结构864可支撑可与锚和快门组合件900制造在一起的对应MEMS结构(未图示)。集成式间隔物和锚结构960省略一个锚壁的包含于集成式间隔物和锚结构860中的上部部分。按照预期，与间隔物部分862形成对比，如果从对置衬底延伸的间隔物经充分未对准使得其与锚壁接触，那么此壁面临断裂的风险。如果断裂，那么壁可干扰组合件800的其它组件。通过如图9中所描绘消除此壁，此风险得以减轻。

图10展示锚和快门组合件1000的另一替代配置的实例横截面图。锚和快门组合件1000包含集成式间隔物和锚结构1060(“间隔物-锚1060”)，所述间隔物和锚结构1060包含具有间隔物部分1062的锚部分1064。间隔物部分1062不同于图8G中描绘的间隔物部分862，这是因为间隔物部分1062包含由第二聚合物层806形成的第二间隔物部分1044，所述第二间隔物部分1044囊封由第一聚合物层804形成的第一间隔物部分1042。换句话说，第二间隔物部分1044与第一间隔物部分的未与第一衬底1002接触的每一表面接触。又，结构材料层1050与第二间隔物部分1044接触，但并不与第一间隔物部分1042的任何表面接触。具体来说，为了制造此配置，沉积于第一间隔物部分1042上的第二牺牲聚合物层1006以一并不暴露第一间隔物部分1042的表面1043的方式经图案化。

图11A展示锚和快门组合件1100的实例横截面图。锚和间隔物组合件1100包含经配置以支撑快门组合件的第一集成式间隔物和锚结构1160a和第二集成式间隔物和锚结构1160b(“间隔物-锚1160a和1160b”)。在此配置中，间隔物-锚1160a和1160b类似于图8G中描绘的间隔物-锚860。快门组合件包含快门1170、第一驱动梁1154a和第一负载梁1156a，以及第二驱动梁1154a和第二负载梁1156b。类似于关于图2A描述的驱动和负载梁，驱动和负载梁1154a、1154b、1156a和1156b经配置以在开启位置与关闭位置之间移动快门1170。

图11B展示锚和快门组合件1110的实例横截面图。锚和快门组合件1110类似于图11A中描绘的锚和间隔物组合件1100，这是因为锚和快门组合件1110包含分别类似的驱动和负载梁1154a和1154b以及1156a和1156b。然而，锚和快门组合件1110不同于锚和快门组合件1100，这是因为锚和快门组合件1110包含经配置以支撑一包含快门1170的快门组合件的第一集成式间隔物和锚组合件1180a以及第二集成式间隔物和锚组合件1180b(“间隔物-锚1180a和1180b”)。在此配置中，间隔物-锚1160a和1160b类似于图11中描绘的间隔物-锚1160。

图12展示通过单一制造过程形成于衬底1206上的锚1202和独立间隔物1204的实例横截面图。与关于图11A和图11B描述的集成式间隔物和锚结构1162和1182相对比，锚1202和间隔物1204未连接。所属领域的技术人员可易于了解，尽管间隔物1204类似于图11A中描绘的间隔物部分1162，但间隔物1204也可类似于图11B中描绘的间隔物部分1182。在间隔物远离锚定位的一些实施方案中，图12中描绘的配置可适合于使用。

图13为显示设备1300的横截面图。显示设备1300类似于图5中描绘的显示设备500。显示设备包含形成于光调制器衬底1304上的快门组合件1302的阵列。光调制器衬底1304通过包围光调制器衬底1304的周边的边缘密封件1328且通过数对间隔物1327a和1327b(统称为间隔物1327)而与盖板1322分离。光调制器衬底1304与盖板1322之间的空间填充有液体1330。

显示设备1300包含不同于用于图5中描绘的显示设备500中的间隔物架构的间隔物架构。显示设备500包含由单一结构形成的间隔物527，所述单一结构越过从光调制器衬底504到盖板522的整个间隙而延伸。图13中描绘的显示设备1300包含间隔物对1327a和1327b。间隔物对1327a和1327b中的每一者包含从光调制器衬底1304向上延伸的较低间隔物组件和从盖板1322向下延伸的上部间隔物组件。间隔物对1327a和1327b的上部和下部组件的高度经选择，使得在至少一些操作条件下，对置间隔物组件并不彼此接触。替代地，对置间隔物组件通过间隙分离。此间隙允许盖板1322朝向光调遍器衬底1304变形，这是由于液体1330的体积响应于环境温度的降低而降低。盖板1322发生变形的能力减小气泡形成的可能性。

间隔物对1327a和1327b关于其对应较低间隔物组件的高度而彼此不同。更特定来说，间隔物对1327a的较低间隔物组件高于间隔物对1327b的较低间隔物组件。例如，间隔物对1327b的较低间隔物组件与并入于用以支撑光调制快门1306的快门组合件1302中的锚1305约一样高。例如，这些较低间隔物组件高度可为约3微米到约5微米。相反，间隔物对1327a的较低间隔物组件高度可为约4微米到约7微米。通过并入间隔物1327与具有不同高度的间隔物组件，盖板1322的由环境温度波动引起的变形的程度和位置可经控制以减轻可能由控工艺度较低的变形引起的光学伪影。

在显示设备1300中，具有较高较低间隔物组件的间隔物对1327a在边缘密封件1328近旁朝向显示器的周边定位。具有较短较低间隔物组件的间隔物对1327b朝向显示器的内部而定位。此布置提供盖板1322的从显示器的边缘朝向内部的逐渐变形。具有不同高度的间隔物对的交替布置描绘于图15B中和16B到16D中。

图14A和14B展示显示设备1400在两个环境温度下的横截面。图14A展示处于约室温的温度(例如，处于约20℃)的显示设备1400。图14B展示处于实质低于室温的温度(例如，处于或低于约0℃且可能低达-30℃或低于-30℃的温度)的显示设备1400。

如图14A和14B中所描绘，显示设备1400包含前衬底1402和后衬底1404。前衬底1402和后衬底1404由边缘密封件1406和两组间隔物对1408a和1408b彼此分离。每一间隔物对1408a和1408b包含上部间隔物组件和较低间隔物组件。如同图13中描绘的显示设备1300的间隔物对1327a和1327b一样，图14A和14B中描绘的间隔物对1408a和1408b不同于彼此，这是因为间隔物对1408a的一个组件的高度不同于间隔物对1408b的对应组件的高度。更特定来说，间隔物对1408a的上部间隔物组件高于间隔物对1408b的上部间隔物组件。在显示设备1400中，间隔物对1408a和1408b的上部组件而非间隔物对1327的较低间隔物组件在大小上发生变化，这是因为图14中描绘的显示设备以MEMS向下配置而非MEMS向上配置来构建。

显示设备1400中的间隔物对1408a和1408b以类似于图13中描绘的间隔物对1327的样式进行布置。即，具有较高上部间隔物组件的间隔物对1408a朝向显示设备1400的周边定位，而具有较短上部间隔物组件的间隔物对1408b朝向显示器的内部定位。随着显示设备1400从室温操作环境(描绘于图14A中)转变到较冷的操作环境(描绘于图14B中)，前衬底1402朝向后衬底1404变形。结果，前衬底1402与后衬底1404之间的间隙逐渐降低，直到间隔物对1408a和1408b的上部间隔物组件与较低间隔物组件彼此相遇，从而实质防止进一步的衬底变形。

图15A和15B展示显示设备1500在两个环境温度下的横截面。图15A展示处于约室温的温度(例如，处于约20℃)的显示设备1500。图15B展示处于实质低于室温的温度(例如，处于或低于约0℃，且可能低达-30℃或低于-30℃的温度)的显示设备1500。与图14A和14B中描绘的显示设备1400相反，显示设备1500包含具有不同于图14A和14B中描绘的间隔物对1408a和1408b的布置的布置的间隔物对1502a和1502b。如同间隔物对1408a和1408b一样，间隔物对1502a的上部间隔物组件高于间隔物对1502b之较低间隔物组件。然而，替代如图14A和14B中所描绘的其中较高上部间隔物组件仅朝向显示设备的周边定位的间隔物对，图15中描绘的显示设备1500包含其中较高上部组件(即，间隔物组件1502a)在朝向显示设备1500的周边的区1504中以及在显示设备的内部中的区1506两者中的间隔物对。这些区由区1508分离，所述区1508包含具有较短上部间隔物组件的间隔物对1502b。

图16A到16D展示具有变化的组件高度的间隔物对的实例布置。图16A描绘具有对应于图14A和14B中描绘的显示设备1400中的间隔物对布置的间隔物对布置的显示设备1600。即，具有较高上部间隔物组件的间隔物对在一个区1602中朝向显示设备1600的周边定位，且具有较短上部间隔物组件的间隔物对在不同区1604中朝向显示设备1600的内部定位。

图16B描绘具有对应于图15A和15B中描绘的显示设备1500中的间隔物对布置的间隔物对布置的显示设备1610。即，具有较高上部间隔物组件的间隔物对在第一区1612中朝向显示设备1610的周边且在第二区1614中朝向显示设备1610的中心定位。第一区1612和第二区1614由间隔物对具有较短上部间隔物组件所在的第三区1616而分离。

图16C描绘具有第三间隔物对布置的显示设备1620。显示设备1620包含由具有较高上部间隔物组件的间隔物对的实质连续区1624包围的具有较短上部间隔物组件的间隔物对的第四区1622。

图16D描绘具有第四间隔物对布置的显示设备1630。显示设备1630包含由具有较高上部间隔物组件的间隔物对的连续区1634包围的具有较短上部间隔物组件的间隔物对的相对大数目个区1632。在具有相对小数目个(例如，四个)区1632的显示设备中，对于检视器来说，在区1632与1634之间的转变处感知视角的最小改变是可能的。这些转变将为少之又少的，且因此为更显著的。通过如图16D中所展示的大数目个区1632(例如，20或更多个区)，区1632与1634之间的转变在显示器上将相对频繁地存在。因此，任何特定转变对于检视器将较不可能突出。

虽然在图13、14、15和16A到16D中描绘的显示设备中的每一者中描绘仅两个较低间隔物组件高度，但在一些其它实施方案中，显示设备可包含具有其它高度的组件的额外间隔物对。例如，在一些实施方案中，显示设备包含具有三个、四个、五个或五个以上不同高度的间隔物组件。

如上文所阐述，流体可用以浸没MEMS装置的移动组件，例如，MEMS光调制器。然而，包围机械光调制器的流体的包含可引入一些缺陷。明确地说，对显示表面的突然影响可导致越过显示器经由流体传播的流体流或压力波。这些流或波可损害光调制器。

为了免受此风险影响，流体障壁可集成于显示器中以防护光调制器免受传播波或流体流影响。在一些实施方案中，这些流体障壁可通过充当间隔物而用于第二目的。实际上，流体障壁可以上文关于间隔物的形成(关于图7而描述)描述的相同过程来制造。因此，流体障壁可由通过结构材料层(例如，用以形成机械光调制器的锚、致动器或其它结构组件的结构材料层)囊封的多个经图案化聚合物层而形成。在一些实施方案中，可形成间隔物的用以形成流体障壁的组件，从而具有不同于其它间隔物的对应组件的高度的高度。

图17展示显示设备1700的一部分。显示设备1700包含形成于衬底1704上的MEMS光调制器1702的阵列。流体障壁1706实质包围若干光调制器1702，且充当间隔物的使对置衬底保持远离光调制器1702的表面至少预定距离的组件。此外，显示设备包含通过流体障壁1706包围的每一区内部内的额外内部间隔物组件1708。

流体障壁1706经构建以在光调制器1702上方延伸以阻碍光调制器1702的表面近旁的流体流，所述流体流可能损害光调制器1702。例如，视光调制器的高度和衬底1704与对置衬底之间的间隙而定，流体障壁1706可在距衬底1704最远的光调制器的表面上方延伸约2到10微米处延伸。因此，在包含于衬底上方延伸约3到5微米的光调制器的一些实施方案中，流体障壁1706高度可在衬底1704上方在从约5到7微米到约13到15微米变动，但甚至较高的流体障壁可用于一些其它实施方案中。相反，内部间隔物组件1708经构建以具有与光调制器1702约相同的高度，从而允许衬底1704在较冷操作温度下的较大局部变形。因此，在一些实施方案中，内部间隔物组件可在衬底1704上方延伸约3到5微米，或光调制器在衬底1704上方延伸达任何高度。

在基于非光调制器的显示器中，流体障壁在并入于显示器中的表面显示元件上方延伸至少约1到2微米，所述表面显示元件距上面形成有显示元件的衬底最远。在一些其它实施方案中，流体障壁可在显示元件表面上方进一步延伸(例如)高达10微米或10微米以上。

在一些实施方案中，对置衬底包含经定位以使流体障壁1706与内部间隔物组件1708接触的多个对置间隔物组件。在一些实施方案中，对置间隔物组件皆具有约相同的高度。

图18展示形成多个间隔物的方法1800的流程图。方法包含在第一衬底上形成装置阵列(块1802)，其后接着在衬底上形成第一间隔物集合和第二间隔物集合(分别为块1804和1806)。第二间隔物集合中的间隔物高于第一间隔物集合中的那些间隔物。此外，间隔物集合经形成而使得第二间隔物集合中的至少一个间隔物至少形成于第一间隔物集合中的数个间隔物之间。下文关于图19A到19G和20A到20E进一步描述间隔物形成阶段(块1804和1806)的各种实施方案。在例如下文所描述的那些的一些实施方案中，同时执行间隔物形成阶段(块1804和1806)。在一些实施方案中，可顺次执行间隔物形成阶段(块1804和1806)。

图19A到19G展示用于制造显示器组合件1900中的多重高度间隔物组件的过程的各种阶段。此过程可用以(例如)实施上文所描述的形成间隔物的方法1800。一般来说，图19A到19G中描绘的过程包含三个单独聚合物层的沉积和图案化。所得聚合物结构接着囊封于结构材料中以提供刚性和支撑。经囊封的聚合物结构形成具有变化的高度的间隔物组件。

制造过程以将第一牺牲聚合物层1904沉积于第一衬底1902上而开始。对于以MEMS向上配置建置的基于光调制器的显示器，第一衬底1902可为孔隙层，例如图5中描绘的光调制衬底504。对于以MEMS向下配置建置的基于光调制器的显示器，第一衬底1902可为图6中描绘的光调制器衬底602。牺牲聚合物层1904可由上文关于图7和8A到8G阐述的聚合物材料中的任一者形成。

在将第一牺牲聚合物层1904沉积于第一衬底1902上之后，使所沉积第一牺牲聚合物层1904图案化并固化。在一些实施方案中，所沉积第一牺牲聚合物层1904经调配以允许许多替代类型的固化，包含干燥固化、UV或紫外线固化、热固化或微波固化。在一些实施方案中，此聚合物的固化过程在大约摄氏220度的温度下执行。作为图案化过程的部分，第一牺牲聚合物层经图案化以形成间隔物的数个部分。图案化和固化阶段的结果描绘于形成第一间隔物部分1942的图19B中。

在图案化并固化组合件1900的第一牺牲聚合物层1904之后，将第二牺牲聚合物层1906沉积于组合件1900上。所得组合件1900描绘于图19C中。第二牺牲聚合物层1906可经沉积，使得其囊封组合件1900的所暴露表面。第二牺牲聚合物层1906由可用以形成第一牺牲聚合物层1904的上文所提供的聚合物材料中的一或多者形成。在一些实施方案中，第二牺牲聚合物层1906可由与用以形成第一牺牲聚合物层1904的材料相同的聚合物材料形成。

接着使所沉积的第二牺牲聚合物层1906图案化并固化。明确地说，第二牺牲聚合物层1906经图案化以形成第二间隔物部分1944。在第二牺牲聚合物层图案化过程的一些实施方案中，第二间隔物部分1944经图案化，使得其并不囊封第一间隔物部分1942(如图19D中所描绘)。以此方式，第一间隔物部分1942包含至少一个经暴露的表面。在图案化过程的一些其它实施方案中，第二聚合物层1906经图案化，使得第二聚合物层1906囊封第一聚合物层1904。第二牺牲聚合物层1906可使用类似于用于固化第一牺牲聚合物层1904的固化技术的固化技术来固化。

在使第二牺牲聚合物层1906图案化并固化之后，使第三牺牲聚合物材料层1907沉积于衬底1902、第一间隔物部分1942和第二间隔物部分1944的顶部上(如图19E中所描绘)。用以形成第三牺牲聚合物层1907的牺牲材料可为如适用于前两个牺牲材料层1904和1906的上文所描述的材料中的任一者。

第三牺牲聚合物层1907接着经图案化并固化。对于希望具有较低高度的间隔物组件，第二间隔物部分1944的顶部上的第三牺牲聚合物层1907被完全或实质去除。对于希望具有较高高度的间隔物组件，第三牺牲聚合物层1907经图案化，使得第三间隔物部分1946保留于第一间隔物部分1942和第二间隔物部分1944的顶部上。图19F展示此过程的结果。在一些实施方案中，第三间隔物部分1946囊封第一间隔物部分1942和第二间隔物部分1944中的任一者或两者。在一些其它实施方案中，第一间隔物部分1942和第二间隔物部分1944中的一者或两者的侧面保持被暴露。

结构材料层1908接着沉积于第一牺牲层1904、第二牺牲层1906和第三牺牲材料层1907上方。结构材料层1908可由上文关于图8E中描绘的结构材料层808描述的配置中的任一者中的材料中的任一者形成。此处理阶段的结果描绘于图19G中。组合件1900为至少一个较高间隔物定位于至少两个较短间隔物之间的组合件的实例。在其沉积之后，结构材料层1908按需要经图案化。

图20A到20E展示用于制造显示器组合件2000中的多重高度间隔物组件的替代性过程的各种阶段。此过程可用作(例如)实施上文关于图18所描述的形成间隔物的方法1800的替代性方式。一般来说，描绘于图20A到20E中的过程包含两个聚合物层的沉积和图案化。第二聚合物使用半色调或灰度掩模图案来图案化以获得具有不同高度的间隔物部分。所得聚合物结构接着囊封于结构材料中以提供刚性和支撑。经囊封的聚合物结构形成具有变化的高度的间隔物组件。

制造过程以将第一牺牲聚合物层2004沉积于第一衬底2002上而开始。对于以MEMS向上配置建置的基于光调制器的显示器，第一衬底2002可为孔隙层，例如图5中描绘的光调制器衬底504。对于以MEMS向下配置建置的基于光调制器的显示器，第一衬底2002可为图6中描绘的光调制器衬底602。牺牲聚合物层2004可由上文关于图7和8A到8G阐述的聚合物材料中的任一者形成。

在将第一牺牲聚合物层2004沉积于第一衬底2002上之后，使所沉积第一牺牲层2004图案化并固化。在一些实施方案中，所沉积第一牺牲层2004经调配以允许许多替代类型的固化，包含干燥固化、UV或紫外线固化、热固化或微波固化。在一些实施方案中，此聚合物的固化过程在大约摄氏220度的温度下执行。作为图案化过程的部分，第一聚合物层经图案化以形成间隔物的数个部分。图案化和固化阶段的结果描绘于形成第一间隔物部分2042的图20B中。

在图案化并固化组合件2000的第一牺牲聚合物层2004之后，将第二牺牲聚合物层2006沉积于组合件2000上。所得组合件2000描绘于图20C中。第二牺牲聚合物层2006可经沉积，使得其囊封组合件2000的所暴露表面。第二牺牲聚合物层2006由可用以形成第一牺牲聚合物层2004的上文所提供的聚合物材料中的一或多者形成。在一些实施方案中，第二聚合物层2006可由与用以形成第一牺牲聚合物层2004的材料相同的聚合物材料形成。

接着使所沉积的第二牺牲聚合物层2006图案化并固化。明确地说，第二牺牲聚合物层2006经图案化以形成第二间隔物部分2044。半色调或灰度掩模用以使到第二牺牲聚合物层2006的不同部分的UV曝光的程度发生变化。此不同曝光结果导致具有第一高度的某第二间隔物部分2044和具有第二高度的其它第二间隔物部分。

在第二牺牲聚合物层图案化过程的一些实施方案中，第二间隔物部分2044经图案化，使得其并不囊封第一间隔物部分2042(如图20D中所描绘)。以此方式，第一间隔物部分2042包含至少一个经暴露的表面。在图案化过程的一些其它实施方案中，第二聚合物层2006经图案化，使得第二聚合物层2006囊封第一聚合物层2004。第二牺牲聚合物层2006可使用类似于用于固化第一牺牲聚合物层2004的固化技术的固化技术来固化。

结构材料层2008接着沉积于第一牺牲层2004和第二牺牲层2006上方。结构材料层2008可由上文关于图8E中描绘的结构材料层808描述的配置中的任一者中的材料中的任一者形成。此处理阶段的结果描绘于图20E中。组合件2000为至少一个较高间隔物定位于至少两个较短间隔物之间的组合件的实例。在其沉积之后，结构材料层2008按需要经图案化。

图21展示具有导电间隔物2102的显示设备2100的一部分。显示设备2100包含形成于第一衬底2106上的多个基于快门的光调制器2104。第一衬底由边缘密封件2110和多个导电间隔物2102而与第二衬底2108分离。边缘密封件2110和导电间隔物2102一起维持第一衬底2106与第二衬底2108之间的至少预定间隙。

基于快门的光调制器2104包含快门2112，所述快门2112由对应锚2114而支撑于第一衬底2106上方。锚2114提供对快门2112的机械支撑以及提供到在基于快门的光调制器2104下方形成于第一衬底2106上的控制矩阵(例如图3A和图3B中描绘的控制矩阵300)的电连接。为了提供电连接，锚2114由导电材料形成，或由涂布有导电材料的非导电材料形成。

每一导电间隔物2102在一个末端处电耦合到对应锚(例如，图2中描绘的负载锚208)。在第二末端处，每一导电间隔物2102电耦合到沉积于第二衬底2108上的导电层2116的一部分。因此，每一导电间隔物2102将快门2102电连接到导电层2116的对应对置部分。电连接将快门2112和导电层2116的对应部分维持于共同电位，由此实质防止两个组件之间的任何静电吸引。在一些实施方案中，导电层2116形成面向后金属反射层，其经沉积以增强光在定位于第二衬底2108后方的背光内再循环。

在一些实施方案中，间隔物仅由物理触点而电耦合到导电层2116。即，导电间隔物2102并非永久贴附到导电层2116，且如果第二衬底例如归因于环境温度的增加而变形，那么导电间隔物2102到导电层2116的连接可临时断开。在此类实施方案中的一些中，导电间隔物2102可经制造以具有实质等于第一衬底2106与第二衬底2108之间的全距离的高度。

在一些其它实施方案中，导电间隔物2116可经制造以具有小于第一衬底与第二衬底2106之间的全距离的高度。在此类实施方案中的一些中，第一衬底2106与第二衬底2108在其相应边缘处耦合到彼此，使得第一衬底2106朝向第二衬底向内变形以在常见环境操作温度的范围下具有局部凹入形状。第一衬底2106的凹入性在如果没有所有导电间隔物与导电层2108的对应部分接触的情况下允许多数导电间隔物与导电层2108的对应部分接触，且因此形成与导电层2108的对应部分的电连接。

在再一些其它实施方案中，导电间隔物2116经形成以具有小于第一衬底2106与第二衬底2108之间的距离的高度，且对置导电间隔物的对应集合形成于第二衬底2108上，使得在常见环境操作温度范围下，导电间隔物2102与对置导电间隔物的远端接触，且形成与对置导电间隔物的远端的电连接。对置导电间隔物的远端耦合到导电层2116的数个部分。

在一些其它实施方案中，导电间隔物在制造过程期间实质永久粘着到导电层。其可例如使用导电粘着剂或焊料来粘着。

导电间隔物可(不限于)根据包含例如在图19A到19G和20A到20E中描绘的过程的上文所描绘且描述的过程中的任一者来制造。因此，在一些实施方案中，导电层由囊封于导电结构材料中的两个或两个以上聚合物材料层形成。合适导电结构材料的非限制集合在上文关于图8E所描述。

如图21中所描绘，锚2114与导电间隔物2102分离。在一些其它实施方案中，导电间隔物集成于锚2114中。在此类实施方案中，锚可在快门2112的高度上方延伸，或其可经配置以与从第二衬底2108延伸的对置导电间隔物相遇。此外，虽然显示设备2100经描绘为具有MEMS向下定向，但类似导电间隔物可并入于具有MEMS向上定向的显示设备中。

图22A和22B为说明包含多个显示元件的显示装置40的系统框图。例如，显示装置40可为智能型电话、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也说明各种类型的显示装置，例如，电视、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持型装置和便携式媒体装置。

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可由包含射出模制和真空成形的多种制造过程中的任一者形成。此外，外壳41可由各种材料中的任一者形成，所述材料包含(但不限于)：塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷或其组合。外壳41可包含可与具有不同颜色或含有不同标志、图片或符号的其它可去除部分互换的可去除部分(未图示)。

显示器30可为如本文中所描述的多种显示器中的任一者，包含双稳态或模拟显示器。显示器30也可经配置以包含：平板显示器，例如，等离子、电致发光(EL)显示器、OLED、超扭转向列(STN)显示器、LCD或薄膜晶体管(TFT)LCD；或非平板显示器，例如，阴极射线管(CRT)或其它管式装置。此外，显示器30可包含如本文中所描述的基于机械光调制器的显示器。

显示装置40的组件示意性地说明于图16A中。显示装置40包含外壳41，且可包含至少部分封围于其中的额外组件。例如，显示装置40包含网络接口27，所述网络接口27包含可耦合到收发器47的天线43。网络接口27可为可显示于显示装置40上的图像数据的来源。因而，网络接口27为图像源模块的一个实例，但处理器21和输入装置48也可充当图像源模块。收发器47连接到处理器21，所述处理器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，对信号进行滤波或以其它方式操控信号)。调节硬件52可连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也可连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29可耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，阵列驱动器22又可耦合到显示阵列30。显示装置40中的包含在图16A中未具体描绘的元件中的一或多个元件可经配置以充当存储器装置，且经配置以与处理器21通信。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设计中的实质所有组件。

网络接口27包含天线43和收发器47，使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27也可具有某些处理能力以减轻(例如)对处理器21的数据处理要求。天线43可传输并接收信号。在一些实施方案中，天线43根据IEEE 16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11a、b、g、n)和其其它实施方案来传输并接收RF信号。在一些其它实施方案中，天线43根据标准来发射并接收RF信号。在蜂窝式电话的状况下，天线43可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 Rev A、EV-DO Rev B、高速封包存取(HSPA)、高速下行链路封包存取(HSDPA)、高速上行链路封包存取(HSUPA)、演进型高速封包存取(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用以在无线网络(例如，利用3G、4G或5G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器47可预先处理从天线43接收的信号，使得所述信号可由处理器21接收并进一步操控。收发器47也可处理从处理器21接收的信号，使得所述信号可经由天线43从显示装置40传输。

在一些实施方案中，可用接收器替换收发器47。此外，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替换。处理器21可控制显示装置40的总体操作。处理器21从网络接口27或图像源接收例如压缩图像数据的数据，且将数据处理为原始图像数据或处理成可易于处理为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以供存储。原始数据通常指识别图像内的每一位置处的图像特性的信息。例如，此类图像特性可包含颜色、饱和度和灰度阶。

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可包含用于将信号传输到扬声器45且用于接收来自麦克风46的信号的放大器和滤波器。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抑或从帧缓冲器28获取由处理器21所产生的原始图像数据，且可适当地重新格式化所述原始图像数据以用于高速传输到阵列驱动器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为具有光栅状格式的数据流，使得其具有适合于跨越显示阵列30扫描的时间次序。接着驱动控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管例如LCD控制器的驱动器控制器29常常作为独立集成电路(IC)而与系统处理器21相关联，但可以许多方式来实施这些控制器。例如，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为一组平行的波形，所述组波形被每秒许多次地施加到来自显示器的x-y显示元件矩阵的数百且有时数千个(或更多)引线。在一些实施方案中，阵列驱动器22和显示阵列30为显示模块的部分。在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示阵列30为显示模块的部分。

在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示阵列30适用于本文所描述的任何类型的显示器。例如，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，机械光调制器显示元件控制器)。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，机械光调制器显示元件控制器)。此外，显示阵列30可为常规显示阵列或双稳态显示阵列(例如，包含机械光调制器显示元件的阵列的显示器)。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。此类实施在高度集成系统(例如，移动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器)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、摇臂、触敏式屏幕、与显示阵列30集成的触敏式屏幕或者压敏或热敏膜。麦克风46可经配置为用于显示装置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。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)壁式插座或光伏打装置或阵列的电力而可充电的。替代地，可再充电电池可为可无线充电的电力供应器50也可为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也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地方的驱动器控制器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。上述优化可实施于任何数目个硬件和/或软件组件中且以各种配置来实施。

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、电路和算法过程实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的互换性已大体按功能性进行了描述，且说明于上述各种说明性组件、块、模块、电路和过程中。以硬件抑或软件实施此功能性视特定应用和强加于整个系统上的设计约束而定。

用以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。也可将处理器构建为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器结合DSP核心的的组合或任何其它此配置。在一些实施方案中，特定过程和方法可由特定用于给定功能的电路来执行。

在一或多个方面中，所描述的功能可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含在本说明书中揭示的结构和其结构等效物)或以其任何组合来实施。本说明书中所描述的标的的实施也可实施为编码于计算机存储媒体上的一或多个计算机程序(即，计算机程序指令的一或多个模块)以供数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。

如果以软件实施，那么可将所述功能作为一或多个指令或程序代码而存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体来传输。本文中所揭示的方法或算法的过程可实施于可驻留于计算机可读媒体上的处理器可执行软件模块中。计算机可读媒体包含计算机存储媒体和通信媒体(包含可经启用以将计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体)两者。存储媒体可为可通过计算机存取的任何可用媒体。作为实例且非限制，这些计算机可读媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置或可用于以指令或数据结构的形式存储所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。又，可将任何连接适当地称为计算机可读媒体。如本文中所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字影音光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再生数据，而光盘通过激光以光学方式再生数据。以上各物的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。另外，方法或算法的操作可作为代码和指令中的一者或任何组合或集合而驻留于机器可读媒体和计算机可读媒体上，可将机器可读媒体和计算机可读媒体并入到计算机程序产品中。

对本发明中所描述的实施方案的各种修改对于所属领域的技术人员来说可易于为显而易见的，且本文中所界定的一般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，权利要求书不希望限于本文所展示的实施方案，而是应符合与本文所揭示的本发明、原理和新颖特征一致的最广范围。

另外，一般所属领域的技术人员将易于了解，术语“上部”和“下部”有时为了易于描述诸图而使用，且指示对应于在适当定向的页面上的图的定向的相对位置，且可能不反映如所实施的任何装置的适当定向。

在此说明书中在个别实施方案的上下文中描述的某些特征也可在单一实施方案中以组合实施。相反，在单一实施方案的情况下描述的各种特征也可单独地在多个实施方案中或以任何合适子组合而实施。此外，尽管上文可将特征描述为以某些组合起作用且甚至最初按此来主张，但来自所主张的组合的一或多个特征在一些状况下可从所述组合删去，且所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。

类似地，虽然按特定次序在图式中描绘了操作，但不应将此理解为需要按展示的特定次序或按顺序执行这些操作或执行所有说明的操作来达成所要结果。另外，图式可以流程图的形式示意性地描绘一或多个实例过程。然而，未描绘的其它操作可并入于经示意性地说明的实例过程中。例如，可在所说明操作中的任一者之前、在所说明操作中的任一者之后、与所说明操作中任一者同时地或在所说明操作中任一者之间执行一或多个额外操作。在某些情况下，多任务和并列处理可为有利的。此外，不应将上述实施方案中的各种系统组件的分离理解为在所有实施方案中需要此分离，且应理解，所描述的程序组件和系统可大体上在单一软件产品中集成在一起或经封装到多个软件产品中。另外，其它实施方案在以下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以不同次序执行且仍达成所要结果。

Claims (29)

1.一种设备，其包括：

形成于第一衬底上的装置阵列；

第二衬底，其与所述第一衬底隔开，使得所述装置阵列定位于所述第一衬底与所述第二衬底之间；以及

多个间隔物，其耦合到所述第一衬底以维持所述第一衬底与所述第二衬底之间的至少最小间隙，其中所述多个间隔物包含第一间隔物集合和第二间隔物集合，且所述第一间隔物集合中的所述间隔物短于所述第二间隔物集合中的所述间隔物；

其中所述第二间隔物集合中的至少一个间隔物定位于所述第一间隔物集合中的至少两个间隔物之间。

2.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括填充所述第一衬底与所述第二衬底之间的间隙的液体。

3.根据权利要求1所述的设备，其中来自所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合的数个间隔物群组经协同定位以形成具有较低间隔物的多个间隔物区和具有较高间隔物的多个间隔物区。

4.根据权利要求3所述的设备，其包括：

第一间隔物群组，其包含来自所述第二间隔物集合的围绕所述第一衬底的周边定位的间隔物；

第二间隔物群组，其包含来自所述第一间隔物集合的定位于所述第一衬底的内部区内的间隔物；以及

第三间隔物群组，其包含来自所述第二间隔物集合的定位于所述第一衬底的所述内部区内的间隔物，使得所述第二间隔物群组中的至少一个间隔物定位于所述第一间隔物群组中的至少一个间隔物与所述第三间隔物群组中的至少一个间隔物之间。

5.根据权利要求3所述的设备，其包括：

第一间隔物群组，其包含来自所述第二间隔物集合的围绕所述第一衬底的所述周边定位的间隔物；

第二间隔物群组，其包含来自所述第一间隔物集合的定位于所述第一衬底的内部区内的间隔物；以及

多个第三间隔物群组，其包含来自所述第二间隔物集合的间隔物，所述第三群组中的每一者定位于所述第一衬底的所述内部区内，使得所述第二间隔物群组中的至少一个间隔物定位于所述第一间隔物群组中的至少一个间隔物与每一相应第三间隔物群组中的至少一个间隔物之间。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个间隔物包括金属，所述金属囊封远离所述第一衬底延伸的数个聚合物突出。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述阵列中的所述装置包括显示元件，且所述设备包括并有所述显示元件的显示器。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述显示元件包括光调制器。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述显示元件包括机电系统EMS光调制器。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述EMS光调制器包括微机电系统MEMS快门组合件。

11.根据权利要求7所述的设备，其进一步包括：

处理器，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及

存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。

12.根据权利要求11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显示器；以及

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。

13.根据权利要求11所述的设备，其进一步包括图像源模块，其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以下各者中的至少一者：接收器、收发器和发射器。

14.根据权利要求11所述的设备，其进一步包括经配置以接收输入数据和将所述输入数据传达到所述处理器的输入装置。

15.根据权利要求1所述的设备，其中所述装置包括机电系统EMS装置。

16.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一间隔物集合中的所述间隔物足够高以防止所述装置与所述第二衬底接触。

17.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一间隔物集合包括两个聚合物层，且所述第二间隔物集合包括三个聚合物层。

18.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述第一间隔物集合包括具有第一高度的第一聚合物层和具有第二高度的第二聚合物层；且

所述第二间隔物集合包括具有所述第一高度的第一聚合物层和具有大于所述第二高度的第三高度的第二聚合物层。

19.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合中的至少一者中的间隔物是导电的。

20.根据权利要求19所述的设备，其中所述导电间隔物将所述装置中的每一者的至少一部分电连接到形成于所述第二衬底上的导电元件。

21.一种形成多个间隔物的方法，其包括：

在衬底上形成装置阵列；

在所述衬底上形成第一间隔物集合，每一间隔物具有第一高度；以及

在所述衬底上形成第二间隔物集合，每一间隔物具有高于所述第一高度的第二高度，其中所述第二间隔物集合中的至少一个间隔物形成于所述第一间隔物集合中的至少两个间隔物之间。

22.根据权利要求21所述的方法，其中形成所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合包括用灰度掩模图案化聚合物材料层，使得为形成所述第一间隔物集合的一部分而保留的所述聚合物材料的一部分小于针对所述第二间隔物集合而保留的一部分。

23.根据权利要求21所述的方法，其中形成所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合包括在所述衬底上沉积至少两个间隔物材料层且图案化所述间隔物材料的所述至少两个层，使得所述第二间隔物集合中的间隔物相较于所述第一间隔物集合中的所述间隔物包含来自较大数目个间隔物材料层的材料。

24.根据权利要求21所述的方法，其中形成所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合包括将多个聚合物突起囊封于金属和半导体中的至少一者中。

25.根据权利要求21所述的方法，其中形成所述第一间隔物集合和所述第二间隔物集合包括将多个聚合物突起囊封于导电材料中。

26.一种显示设备，其包括：

用于输出多个图像像素的图像形成装置阵列；

多个第一隔开装置，其用于在所述图像形成装置与对置衬底之间维持至少第一距离；以及

多个第二隔开装置，其用于在所述图像形成装置与所述对置衬底之间维持至少大于其间的所述第一距离的第二距离，其中所述第一隔开装置中的至少一者定位于至少两个第二隔开装置之间。

27.根据权利要求21所述的显示设备，其中所述第一隔开装置和所述第二隔开装置中的至少一者包括用于将所述图像形成装置中的至少一部分维持于与形成于所述对置衬底上的组件共同的电位的装置。

28.根据权利要求26所述的显示设备，其中所述图像形成装置包括用于调制由背光输出的光的装置。

29.根据权利要求26所述的显示设备，其中所述图像形成装置包括用于选择性地发出光的装置。