CN105051588A - 整体式升高孔层及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于显示图像的系统、方法以及设备。一个此设备包含衬底、界定贯穿其中形成的多个孔的升高孔层EAL、用于将所述EAL支撑在所述衬底上方的多个锚，以及位于所述衬底与所述EAL之间的多个显示元件。所述显示元件中的每个可以对应于由所述EAL界定的所述多个孔中的至少一个相应孔。每个显示元件还包含可移动部分，所述可移动部分通过将所述EAL支撑在所述衬底上方的对应的锚而被支撑在所述衬底上方。在一些实施方案中，一或多个光色散元件可以布置在穿过由所述EAL界定的所述孔的光学路径中。

Description

整体式升高孔层及显示设备

相关申请

本专利申请主张2013年3月15日提交的标题为“整体式升高孔层及显示设备”的美国实用新型申请案第13/842,436号的优先权，所述案转让给本专利申请案的受让人且以引用的方式明确地并入本文中。

技术领域

本公开涉及机电系统(EMS)的领域，并且更特别地涉及一种用于显示设备中的整体式升高孔层。

背景技术

通过将具有孔层的盖板附接至支撑多个显示元件的衬底构造出某些显示器。孔层包含与相应的显示元件相对应的孔。在此些显示器中，孔与显示元件的对准影响图像质量。因此，当将盖板附接至衬底时，需要格外小心，以确保孔与相应的显示元件紧密地对准。这增加了组装此些显示器的成本。此外，此些显示器还包含间隔件，这些间隔件用于保持盖板与由衬底所支撑的邻近显示元件之间的合理安全距离，从而降低由外力(诸如，人对显示器进行按压)引起的损坏的风险。这些间隔件的造价也很昂贵，由此增大了制造成本。此外，盖板与显示元件之间的较大距离不利地影响图像质量。具体地说，其减小了显示器的对比度。为了减小距离，盖板和衬底可以耦接在一起，且在两者之间仅有较小的间隙，然而，如果显示元件与盖板彼此接触，则这可增加损坏的风险。

发明内容

本公开的系统、方法和装置分别具有若干创新方面，这些创新方面中的任何一个方面都无法单独实现本文所公开的期望特性。

在本公开中所述主题的创新方面可在一种设备中实施，所述设备包含一个设备，其包含透明衬底、遮光升高孔层(EAL)、用于支撑衬底上方的EAL的多个锚，以及多个显示元件。EAL界定从中穿过形成的多个孔。多个显示元件位于衬底与EAL之间。显示元件的每个对应于由EAL界定的多个孔中的至少一个相应的孔，并且通过支撑在衬底上方的EAL的对应的锚，每个显示元件包含在衬底上方支撑的可移动部分。在一些实施方案中，EMS显示元件包含微机电系统(MEMS)基于快门的显示元件。

在一些实施方案中，所述设备包含位于与衬底相对的EAL侧上的第二衬底。在一些此些实施方案中，EAL能够附着至第二衬底的表面。在一些其它此些实施方案中，所述设备包含反射材料层，所述反射材料层沉积于最靠近所述第二衬底的所述EAL的表面与面向所述EAL的所述第二衬底中的一个上。

在一些实施方案中，EAL包含朝向衬底延伸的多个肋和多个防粘连突起物的至少一个。在一些其它实施方案中，所述设备包含布置于穿过由EAL界定的孔的光学路径中的光色散元件。在一些此些实施方案中，光色散元件包含透镜和散射元件中的至少一个。在一些其它此些实施方案中，光色散元件包含图案化的电介质。

在一些实施方案中，所述设备包含对应于相应的显示元件的多个电隔离导电区域。在一些此些实施方案中，电隔离导电区域电耦接到相应的显示元件的一部分。

在一些实施方案中，所述设备还包含显示器、处理器和存储装置。处理器可以配置成与显示器进行通信，并处理图像数据。存储装置可以配置成与处理器进行通信。在一些实施方案中，所述设备还包含驱动器电路，其配置成发送至少一个信号至显示器。在一些此些实施方案中，处理器进一步配置成发送图像数据的至少一部分到驱动器电路。在一些其它实施方案中，所述设备还可以包含图像源模块，其配置成发送图像数据到处理器。图像源模块可以包含接收器、收发器和发射器中的至少一个。在一些其它实施方案中，所述设备包含输入装置，其配置成接收输入数据并将输入数据传送到处理器。

在本公开中所述主题的另一个创新方面可在形成显示设备的方法中实施。所述方法包含在形成于衬底上的显示元件模具上制造多个显示元件。显示元件包含用于将相应的显示元件的部分支撑于衬底上方的对应锚。所述方法还包含将第一牺牲材料层沉积于所制造的显示元件的上方，并图案化第一牺牲材料层，以暴露显示元件锚。所述方法还包含将结构材料层沉积于第一牺牲材料层上方，使得所沉积的结构材料部分地沉积于所暴露的显示器锚上，并图案化结构材料层，以界定对应于相应的显示元件而穿过其中的多个孔，从而形成升高孔层(EAL)。此外，所述方法包含将显示元件模具和第一牺牲材料层移除。

在一些实施方案中，所述方法还包含将第二牺牲材料层沉积于第一牺牲材料层上方，并图案化第二牺牲材料层，以形成用于多个EAL加强肋或多个防粘连突起物的模具，其中，所述多个EAL加强肋或所述多个防粘连突起物从EAL朝向相应的显示元件的悬置部分延伸。在一些其它实施方案中，所述方法包含使EAL的区域与第二衬底的表面相接触，使得EAL的区域附着至第二衬底的表面。在一些其它实施方案中，所述方法包含将电介质层沉积于结构材料层上方，并图案化电介质层，以在穿过结构材料层而界定的孔的上方界定光色散元件。

在一些实施方案中，所述结构材料层包含导电材料。在一些此些实施方案中，图案化所述结构材料层使得EAL的相邻区域电隔离。EAL的每个电隔离区域可以电耦接到相应的显示元件的悬置部分。

在本公开中所述主题的另一个创新方面可在一种设备中实施，所述设备包含衬底，界定从其中穿过而形成的多个孔的EAL。EAL还包含由结构材料囊封的聚合物材料。所述设备还包含位于衬底与EAL之间的多个显示元件。每个显示元件对应于多个孔中的相应的孔。

在一些其它实施方案中，所述设备包含沉积于EAL表面上的光吸收层。在一些其它实施方案中，衬底包含一层遮光材料。在一些此些实施方案中，所述遮光材料层界定与EAL的相应孔相对应的多个衬底孔。

在一些实施方案中，所述结构材料包含金属、半导体和材料堆叠中的至少一种。在一些其它实施方案中，EAL包含第一结构层、第一聚合物层和第二结构层，使得第一结构层和第二结构层囊封第一聚合物层。

在一些实施方案中，EAL包含对应于相应的显示元件的多个电隔离导电区域。在一些此些实施方案中，电隔离导电区域电耦接到相应的显示元件的一部分。在一些其它此些实施方案中，电隔离导电区域经由锚电耦接到相应的显示元件的部分，所述锚将相应的显示元件支撑于衬底上。在一些此些实施方案中，将相应的显示元件的部分支撑于衬底上方的锚也将EAL支撑于显示元件上方。

在本公开中所述主题的另一个创新方面可在形成显示设备的方法中实施。所述方法包含在形成于衬底上的显示元件模具上形成多个显示元件、将第一牺牲材料层沉积于显示元件上方、图案化第一牺牲材料层以暴露多个锚，在第一牺牲材料层上方形成升高孔层(EAL)以及将显示元件模具和第一牺牲材料层移除。

形成EAL可以包含：在第一牺牲材料层上方沉积第一结构材料层，使得所沉积的结构材料部分地沉积在暴露的锚上；图案化第一结构材料层，以界定与相应显示元件相对应的多个下部EAL孔；在第一结构材料层上方沉积聚合物材料层；图案化所述聚合物材料层，以界定与对应的下部EAL孔基本上对准的多个中间EAL孔；在聚合物材料层上方沉积第二结构材料层，以囊封第一结构材料层和第二结构材料层之间的聚合物材料层；以及图案化第二结构材料层，以形成与对应的中间和下部EAL孔基本上对准的多个上部EAL孔。

在一些实施方案中，暴露的锚支撑衬底上方对应的显示元件的若干部分。在一些其它实施方案中，暴露的锚与支撑衬底上方显示元件的部分的一组锚不同。

在一些实施方案中，方法进一步包含在第二结构材料层上方沉积光吸收层或光反射层的至少一者。

在本公开中所述主题的另一个创新方面可以在一种设备中实现，所述设备包含透明衬底、形成于衬底上的显示元件、遮光EAL(其通过衬底上形成的锚被支撑在衬底上)、以及设置在EAL上的电气互连(用于传递电气信号至显示元件)。EAL具有对应于显示元件贯穿其中的孔。在一些实施方案中，EMS显示元件包含微机电系统(MEMS)基于快门的显示元件。

在一些实施方案中，所述设备进一步包含耦接到电气互连的至少一个电气组件。在一些此些实施方案中，电气互连耦接到与显示元件相对应的至少一个电气组件的第一电气组件，并耦接到与衬底上所形成的第二显示元件相对应的至少一个电气组件的第二电气组件。在一些此些实施方案中，电气组件包含耦接到电气互连的电容器和晶体管中一者的至少一者。在一些此些实施方案中，晶体管包含氧化铟镓锌(IGZO)通道。

在一些实施方案中，电气互连电耦接到锚，使得锚传输电气信号至显示元件。在一些其它实施方案中，电气互连包含数据电压互连、扫描行互连或全局互连中的一个。在一些实施方案中，所述设备包含电介质层，其将电气互连与EAL分开。在一些其它实施方案中，所述设备包含第二电气互连，其设置在衬底上且电耦接到多个显示元件。

在一些实施方案中，EAL包含与显示元件相对应的电隔离的导电区域。在一些此些实施方案中，电隔离的导电区域电耦接到显示元件的一部分。在一些实施方案中，电隔离的导电区域通过对衬底上的显示元件进行支撑的第二锚电耦接到显示元件的一部分。在一些其它实施方案中，支撑在衬底上方的EAL的锚还支撑衬底上方的显示元件的一部分，且电隔离的导电区域通过所述锚电耦接到显示元件的悬置部分。

在一些实施方案中，所述设备还包含显示器、处理器和存储装置。处理器可以配置成与显示器进行通信，并处理图像数据。存储装置可以配置成与处理器进行通信。在一些实施方案中，所述设备还包含驱动器电路，其配置成发送至少一个信号至显示器。在一些此些实施方案中，处理器进一步配置成发送图像数据的至少一部分到驱动器电路。在一些其它实施方案中，所述设备还可以包含图像源模块，其配置成发送图像数据到处理器。图像源模块可以包含接收器、收发器和发射器中的至少一者。在一些其它实施方案中，所述设备包含输入装置，其配置成接收输入数据并将输入数据传送到处理器。

在本公开中所述主题的另一个创新方面可在制造显示设备的方法中实施。所述方法包含提供透明衬底并在衬底上形成显示元件。遮光层形成于衬底上方，由形成于衬底上的锚支撑。所述方法进一步包含形成穿过遮光层的孔，以形成EAL，其中，所述孔对应于显示元件。在EAL的顶部形成电互连，以将电信号传送至显示元件。

在一些实施方案中，所述方法包含在形成电互连之前，将电隔离材料层沉积于EAL上方。在一些此些实施方案中，EAL包含导电材料，并且所述方法进一步包含在形成电互连之前，图案化所述电隔离材料层，以暴露EAL的部分。形成电互连可包含将导电材料层沉积于所述电隔离材料层上方，并图案化所述导电材料层，以形成电互连，使得电互连的一部分与EAL的暴露部分相接触。

在一些其它实施方案中，所述方法还包含将半导体材料层沉积于电互连上方，并图案化所述半导体材料层，以形成晶体管的一部分。在一些实施方案中，所述半导体材料层包含金属氧化物。在一些其它实施方案中，所述方法包含在形成显示元件之前，在衬底上形成电互连。

在本公开中所述主题的另一个创新方面可在一种设备中实施，所述设备包含耦接到衬底的显示元件阵列以及悬置于所述显示元件阵列上方并且耦接到衬底的EAL。对于显示元件的每个，EAL包含通过ELA界定的至少一个孔，用于允许光通过其中；遮光材料层，其包含用于遮挡未穿过所述至少一个孔的光的遮光区域；以及形成于遮光区域之外的蚀刻洞，其配置成允许流体通过EAL。在一些实施方案中，显示元件包含微机电系统(MEMS)基于快门的显示元件。

在一些实施方案中，蚀刻洞大约位于与相邻显示元件的遮光区域相邻的相交处。在一些实施方案中，蚀刻洞可延伸与相邻显示元件的遮光区域相邻之间的距离的一半。

在一些其它实施方案中，所述设备包含其上形成显示元件阵列和EAL的牺牲模具。牺牲模具可包含在小于约500℃的温度下升华的材料。在一些此些实施方案中，所述模具包含降冰片烯或其衍生物。

在一些实施方案中，所述设备还包含显示器、处理器和存储装置。处理器可以配置成与显示器进行通信，并处理图像数据。存储装置可以配置成与处理器进行通信。在一些实施方案中，所述设备还包含驱动器电路，其配置成发送至少一个信号至显示器。在一些此些实施方案中，处理器还配置成发送图像数据的至少一部分到驱动器电路。在一些其它实施方案中，所述设备还可以包含图像源模块，其配置成发送图像数据到处理器。图像源模块可以包含接收器、收发器和发射器中的至少一种。在一些其它实施方案中，所述设备包含输入装置，其配置成接收输入数据并将输入数据传送到处理器。

在本公开中所述主题的另一个创新方面可在一种设备中实施，所述设备包含耦接到衬底的显示元件阵列以及悬置于所述显示元件阵列上方的EAL。EAL耦接到衬底，并且对于各显示元件，EAL包含用于允许光从其中通过的至少一个孔。所述设备还包含将EAL支撑于衬底上的多个锚以及至少部分地围绕多个锚的一部分的聚合物材料。

在一些实施方案中，聚合物材料通过EAL中所包含的孔延伸远离一组光学路径之外的锚。在一些其它实施方案中，聚合物材料延伸远离在显示元件的机械组件的行进路径之外的锚。

在本公开中所述主题的另一个创新方面可在一种设备中实施，所述设备包含衬底、界定用于显示元件的锚、致动器和光调制器的模具的第一组牺牲材料层以及布置于第一组牺牲材料层上方以界定用于EAL的模具的第二组牺牲材料层。第一组牺牲材料层和第二组牺牲材料层的至少一个中的牺牲材料层包含在低于约500℃的温度下升华的材料。在一些实施方案中，第一组牺牲材料层和第二组牺牲材料层的至少一个中的牺牲材料层包含降冰片烯或其衍生物。

在一些实施方案中，所述设备还包含布置于第一组牺牲材料层与第二组牺牲材料层之间的结构材料层。

在一些实施方案中，第二组牺牲材料层包含下层和上层。在一些此些实施方案中，上层包含多个凹部，其界定用于从EAL朝向衬底延伸的肋的模具；多个台面，其界定用于从EAL远离衬底延伸的肋的模具；或者多个凹部，其界定用于从EAL朝向衬底延伸的防粘连突起物的模具。

在本公开中所述主题的另一个创新方面可在一种制造方法中实施。所述方法包含在形成于衬底上方的第一模具上形成机电系统(EMS)显示元件。所述EMS显示元件包含悬置于衬底上方的一部分。所述方法还包含在形成于EMS显示元件上方的第二模具上形成EAL，通过施加湿法蚀刻而部分地移除第一模具和第二模具中的至少一个的至少第一部分，以及通过施加干法等离子体蚀刻而部分地移除第一模具和第二模具中的至少一个的至少第二部分。

在一些实施方案中，一起施加湿法蚀刻和干法等离子体蚀刻基本上将第一模具和第二模具全部移除。在一些其它实施方案中，施加湿法蚀刻和干法等离子体蚀刻使得第一模具和第二模具中的至少一个的第三部分保持完整。在一些此些实施方案中，第三部分至少部分地围绕将EAL支撑于衬底上方的锚。

在一些实施方案中，所述方法还包含形成穿过EAL的蚀刻洞。通过蚀刻洞将湿法蚀刻和干法蚀刻施加于第一模具和第二模具中的至少一个。

以下附图和描述阐述了本说明书中所述主题的一或多个实施方案的细节。尽管在本发明内容中所提供的示例主要是就基于MEMS的显示器进行描述，但是，本文所提供的概念可应用于其它类型的显示器(诸如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳显示器和场发射显示器)以及其它非显示器的MEMS装置(诸如MEMS麦克风、传感器和光开关)。从实施方式、附图及权利要求书，其它特征、方面以及优点将变得显而易见。应注意的是，下图的相对尺寸可以不按比例绘制。

附图说明

图1A示出示例直视式基于MEMS的显示设备的示意图。

图1B示出示例主机装置的框图。

图2示出示例基于快门的光调制器的透视图。

图3A和3B示出两个示例控制矩阵的部分。

图4示出结合柔性导电间隔件的示例显示设备的剖视图。

图5A示出结合整体式升高孔层(EAL)的示例显示设备的剖视图。

图5B示出图5A中示出的EAL的示例部分的顶视图。

图6A示出结合整体式EAL的示例显示设备的剖视图。

图6B示出图6A中示出的EAL的示例部分的顶视图。

图6C到6E示出其它示例EAL的部分的顶视图。

图7示出结合EAL的示例显示设备的剖视图。

图8示出示例MEMS向下显示设备的部分的剖视图。

图9示出用于制造显示设备的示例工艺的流程图。

图10A到10I示出根据图9中所示的制造工艺构造示例显示设备的阶段的剖视图。

图11A示出结合囊封EAL的示例显示设备的剖视图。

图11B到11D示出图11A中所示的示例显示设备的构造的阶段的剖视图。

图12A示出结合有肋的EAL的示例显示设备的剖视图。

图12B到12E示出图12A中所示的示例显示设备的构造的阶段的剖视图。

图12F示出示例显示设备的剖视图。

图12G到12J示出适用于图12A和12E的带有肋的EAL中的示例肋图案的平面图。

图13示出结合具有光色散结构的示例EAL的显示设备的一部分。

图14A到14H示出结合光色散结构的EAL的示例部分的顶视图。

图15示出结合包含透镜结构的EAL的示例显示设备的剖视图。

图16示出具有EAL的示例显示设备的剖视图。

图17示出示例显示设备的一部分的透视图。

图18A示出示例显示设备的剖视图。

图18B和18C示出其它示例显示设备的剖视图。

图19示出示例显示设备的剖视图。

图20A和20B示出系统框图，其图示了包含多个显示元件的示例显示装置。

在各附图中，相同的参考标号和标记表示相同的元件。

具体实施方式

以下描述针对用于描述本公开的创新方面的某些实施方案。然而，本领域的普通技术人员将容易地认识到，可以通过多种不同的方式应用本文的教导。所描述的实施方案可以在任何装置、设备或系统中实施，这些装置、设备或系统能够配置成显示图像(无论是动态(诸如视频)还是静态(诸如静止图像)，且无论是文字、图形还是图片)。更具体地说，可以预期的是，所描述的实施方案可以包含在各种电子装置中或者与其相关联，这些电子装置例如但不限于，移动电话、具有多媒体互联网功能的蜂窝式电话、移动电视接收机、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、手提式或便携式计算机、上网本、笔记本、智能笔记本、平板计算机、打印机、复印机、扫描仪、传真器、全球定位系统(GPS)接收器/导航器、摄像机、数字媒体播放器(诸如MP3播放器)、摄录机、游戏机、腕表、钟、计算器、电视显示器、平板显示器、电子阅读装置(诸如电子阅读器)、计算机显示器、汽车显示器(包含里程表和车速表显示器等)、驾驶室控制和/或显示器、摄像机视图显示器(诸如车辆中后视摄像机的显示器)、电子照片、电子布告板或招牌、投影仪、建筑结构、微波炉、冰箱、立体声系统、盒式磁带录音机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储芯片、洗衣机、干衣机、洗衣机/干衣机、停车计时器、囊封(诸如在包含微型机电系统(MEMS)的机电系统(EMS)应用中，以及在非EMS应用中)、美观结构(诸如一件珠宝或衣服上的图像显示器)以及各种EMS装置。本文的教导也可以用于非显示器应用中，诸如但不限于，电子切换装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、运动传感装置、磁强计、用于消费型电子产品的惯性组件、消费型电子产品的部件、变容二极管、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺以及电子测试设备。因此，本教导并不旨在受限于仅在附图中所示出的实施方案，而是具有本领域的普通技术人员将会容易理解的广泛适用性。

某些基于快门的显示设备可包含用于控制快门组件阵列的电路，所述快门组件阵列调制光以生成显示图像。用于控制快门组件状态的电路可设置成控制矩阵。对于任何给定的图像帧，控制矩阵将阵列的每个像素定址于光透射状态或遮光状态。在一些实施方案中，响应于数据信号，控制矩阵的驱动电路将激励电压选择性地存储至快门组件的快门上。

为了将数据电压选择性地存储在快门上而不引起快门静摩擦力的相当大风险，将相对表面的电隔离部分电耦接到相应的快门，使得电隔离部分保持在同一电位上。在一些实施方案中，使用可压缩导电间隔件，将快门电耦接到布置于相对衬底上的导电层的电隔离部分。

在一些其它实施方案中，快门电耦接到形成于与快门组件相同的衬底上的升高孔层(EAL)的电隔离部分。在一些此些实施方案中，快门和EAL通过用于支撑衬底上方的快门的锚来电耦接。在一些其它实施方案中，快门经由不同的锚耦接到EAL，所述锚用于支撑它们制造在其上的衬底上方的EAL而不是快门。

在一些实施方案中，EAL由用于形成快门组件的相同结构材料制成或者包含用于形成快门组件的相同结构材料。在一些其它实施方案中，EAL包含由类似结构材料囊封的聚合物。在一些实施方案中，遮光层布置于EAL的表面上。在一些实施方案中，遮光层具有反射性，并且在其它实施方案中，遮光层具有光吸收性，取决于在显示设备中的EAL的取向。在一些其它实施方案中，EAL可包含横跨形成于EAL中的孔而布置的光色散特征(诸如光色散元件或透镜)。

EAL可通过以下步骤来进行制造：首先制造快门组件，并且然后在形成于快门组件上方的模具上形成EAL。在一些实施方案中，EAL模具包含单层牺牲材料。在一些其它实施方案中，EAL模具由多层牺牲材料形成。在一些此些实施方案中，多个模具层可以用于在EAL中形成肋或防粘连突起物。在一些实施方案中，在制造之后，EAL的部分可与相对衬底相接触并附着到所述相对衬底。孔以与形成于遮光材料层中的孔相对准的方式形成于EAL中，所述遮光材料层布置于EAL形成于其上的下伏衬底上。

在制造EAL之后，EAL和EAL被制造的上方的快门组件从模具释放，在所述模具上它们形成。为了缓解释放过程，蚀刻洞可以通过用于防止光泄漏的EAL的区域之外的EAL形成。在一些实施方案中，通过使用两相蚀刻工艺，释放过程变得容易，在所述两相蚀刻工艺中，首先使用湿法蚀刻，然后干法蚀刻。在一些其它实施方案中，快门组件被配置使得模具的不完全释放是可取的，使模具材料帮助支持在衬底上方的EAL或其它组件。在一些其它实施方案中，模具由牺牲材料(其在与薄膜处理相容的温度下升华)形成，由此避免了用于蚀刻的需求。

在一些实施方案中，一或多个电互连或其它电气部件可形成于EAL上。在一些此些实施方案中，列互连或行互连中的一个可以形成于EAL的顶部上，同时列互连或行互连中的另一个可形成于下伏衬底上。在一些实施方案中，电气部件(例如晶体管、电容器、二极管或其它电气部件)也可形成于EAL的表面上。

在本公开中所述主题的特定实施方案可以实施以实现以下潜在优点中的一或多个。一般来说，EAL的使用提供了制造优点、光学优点和显示元件控制优点。

就制造优点来说，EAL的使用能够在单一衬底上制造显示器的基本上所有的机电组件和光学组件。这基本上增大了在衬底之间的对准容限，并且在一些实施方案中，基本上可以消除对准衬底的需求。此外，EAL的包含消除了在一个衬底和另一个衬底的相应区域上的各个显示元件之间形成电连接的需求。这允许两个衬底进一步隔开制造，样便能制造进一步隔开的两个衬底，并且在一些实施方案中，限制了在两个衬底之间形成间隔件的需求。所述额外空间也允许前衬底响应于温度的变化而变形，缓解了用于制造在显示器内的替代气泡减少或减轻特征的需求。另外，EAL无需响应于温度的变化而变形，使孔与后衬底保持基本上恒定的距离。这种基本上恒定的距离帮助保持显示器的视角性能，其可由孔层变形而受到干扰。此外，额外空间可以降低由对显示器表面的冲击(其可对显示元件造成损坏)所导致的空化气泡形成的可能性。

在一些实施方案中，EAL可使用两个模具层制造。这样做允许EAL包含防粘连突起物或加强肋。前者帮助减轻显示元件附着到EAL的风险。后者帮助强化EAL抵抗外部压力。在一些其它实施方案中，EAL可通过使其包围聚合物材料层得以强化。

关于光学，EAL的使用可改善显示器的视角特性。显示器可包含一对相对的孔，其形成从背光到观察者的光学路径的一部分以使其更紧密地放置在一起。这种孔之间的距离可限制显示器的视角。使用EAL可允许相对的孔被彼此接近放置，从而改善视角特性。此外，光学结构可制造在由EAL界定的孔上。这些结构可将光色散，进一步改善显示器的视角特性。

在一些实施方案中，EAL可被制造成使得其被一些相同的锚所支撑，所述锚支撑衬底上方显示元件的部分。这减少了支撑EAL所需的结构数量，为电组件、机械组件，或光学组件(包含在较高像素/每英寸(PPI)显示器中的额外显示元件)释放出额外的空间。这种配置还提供了用于将个体显示元件的部分电连接到形成在EAL上的相应的隔离导电区域的准备装置。这些显示元件的特定电耦接允许替换性控制电路配置。例如，在一些这种实施方案中，控制显示元件状态的电路向不同显示元件的部分提供变化的致动电压，而非将此些部分保持在横跨显示元件的共同电压处。此些控制电路可更快速致动，需要更少空间，并具有更高可靠性。

在一些其它实施方案中，控制电路(也称作控制矩阵)的某些组件可在EAL顶上制造，而不是在衬底的表面上。例如，包含在控制矩阵中的一些互连可制造在EAL顶上，而其它互连形成在衬底上。以此方式分离互连减小了互连之间的寄生电容。其它电子组件(诸如晶体管或电容器)也可设置在EAL上。由将电子装置移动到EAL顶部而产生的额外的资源允许较高孔径比的显示器或具有较小显示元件的较高分辨率显示器。

如上所述，可采用多种技术来促进制造在EAL下面的显示元件的释放。例如，通过EAL的蚀刻洞可为蚀刻剂提供额外流体通道以到达在其上设置有显示元件和EAL的牺牲模具。这减少了显示元件释放所需的时间，从而提高总体制造效率，同时还限制显示元件和EAL暴露于潜在腐蚀性的蚀刻剂，其可损伤显示元件从而减少它们的制造产量或长期耐用性。此暴露也可能受限于采用两相蚀刻工艺。在一些实施方案中，此暴露也可能进一步受限于采用升华牺牲模具。这样做也减少形成通过EAL的额外流体路径以确保化学蚀刻剂及时到达牺牲材料的需要。此外，有意允许牺牲模具的不完全去除的设计可导致更强的显示元件锚，产生更耐用的显示器。

图1A示出直观式基于微机电系统(MEMS)的显示设备100的示例的示意图。显示设备100包含多个排列成行和列的光调制器102a-102d(一般而言为“光调制器102”)。在显示设备100中，光调制器102a和光调制器102d处于打开状态，以允许光通过。光调制器102b和光调制器102c处于闭合状态，以遮挡光的通路。如果背光显示器被一或多个灯105照亮，则通过选择性地设置光调制器102a-102d的状态，显示设备100可用于形成用于背光显示器的图像104。在另一个实施方案中，设备100可通过来自所述设备前面的环境光的反射来形成图像。在另一个实施方案中，设备100可通过来自位于所述显示器前面的一或多个灯的光反射，即通过使用前光，形成图像。

在一些实施方案中，每个光调制器102对应于在图像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光调制器102。通过选择性地打开与特定像素106相对应的一或多个颜色特定光调制器102，显示设备100能够生成图像104中的颜色像素。在另一个示例中，显示设备100包含每像素106中两个或多个光调制器102，以提供图像104中的照度级。相对于图像，“像素”对应于由图像的分辨率定义的最小图像元素。相对于显示设备100的结构组件，术语“像素”是指用于调制形成图像的单个像素的光的组合式机械和电气组件。

显示设备100为直视式显示器，这是因为其可能不包含常见于投影应用中的成像光学装置。在投影显示器中，将形成于显示设备表面上的图像投影至屏幕或壁上。显示设备基本上小于投影的图像。在直视式显示器中，用户是通过直接查看显示设备来看到图像，所述显示设备含有光调制器并且可选地含有用于增强显示器上所见照度和/或对比度的背光或前光。

直视式显示器可在透射或反射模式下运转。在透射型显示器中，光调制器对来自位于显示器后方的一或多个灯的光进行过滤或选择性地遮挡。将来自灯的光可选地注入至光导或“背光”中，使得每个像素可以均匀地被照亮。通常将透射直视式显示器构造于透明或玻璃衬底中，从而有利于其中含有光调制器的一个衬底直接地位于背光的顶部上的夹层组件布置。

每个光调制器102可包含快门108和孔109。为了照亮图像104中的像素106，快门108被定位成使得其允许光朝向观看者的方向穿过孔109。为了使像素106保持未被照亮，快门108被定位成使得其遮挡光穿过孔109。孔109由通过在每个光调制器102中的反射或光吸收材料图案化的开口来界定。

显示设备还包含连接至衬底和光调制器的控制矩阵，以便控制快门的移动。控制矩阵包含一系列电互连(例如，互连110、112和114)，包含每行像素的至少一个写入启用互连110(也称为“扫描线互连”)、用于每列像素的一个数据互连112，以及向所有像素或至少提供至来自显示设备100中的多个列和多个行的像素提供共同电压的共同互连114。响应于适当电压(“写入启用电压V_WE”)的施加，给定行像素的写入启用互连110使所述行像素准备接受新的快门移动指令。数据互连112以数据电压脉冲的形式传递新移动指令。在一些实施方案中，施加到数据互连112的数据电压脉冲直接有利于快门的静电移动。在一些其它实施方案中，数据电压脉冲控制开关，诸如晶体管或者其它非线性电路元件(其对幅值通常高于数据电压的单独致动电压向光调制器102的施加进行控制)。然后，这些致动电压的施加导致快门108的静电驱动移动。

图1B示出示例主机装置102(即，蜂窝式电话、智能电话、PDA、MP3播放器、平板计算机、电子阅读器等)的框图120。主机装置包含显示设备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(也称为“写入启用电压源”)、多个数据驱动器132(也称为“数据电压源”)、控制器134、Vat驱动器138、灯140-146，以及灯驱动器148。扫描驱动器130向写入启用互连110施加写入启用电压。数据驱动器132向数据互连112施加数据电压。

在显示设备的一些实施方案中，数据驱动器132配置成向光调制器提供模拟数据电压，特别是在图像104的照度级以模拟方式推导的情况下。在模拟操作中，光调制器102被设计成使得在通过数据互连112施加中间电压范围时，导致快门108中的中间打开状态范围以及由此在图像104中的中间照明状态或照度级范围。在其它情况下，数据驱动器132配置成只向所述数据互连112施加减小的一组2、3或4个数字电压电平。这些电压电平设计成以数字方式对快门108的每个设置打开状态、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(也称为“控制器134”)。控制器主要是以串联的方式(其以按照行和图像帧进行分组的顺序(在一些实施方案中可以预先确定)进行组织)将数据发送到数据驱动器132。数据驱动器132可包含串行到并行数据转换器、电平移位器以及针对一些应用的数字到模拟电压转换器。

显示设备任选地包含一组Vat驱动器138，也称为共同电压源。在一些实施方案中，Vat驱动器138例如通过向一系列共同互连114供应电压来向光调制器阵列内的所有光调制器提供DC共同电位。在一些其它实施方案中，Vat驱动器138依据来自控制器134的命令向光调制器阵列发出电压脉冲或信号(例如能够驱动和/或起始阵列的多行和多列中的所有光调制器的同步致动的全局致动脉冲)。

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以及Vat驱动器138)通过控制器134来进行时间同步。来自控制器的时序命令协调经由灯驱动器148的红色灯、绿色灯、蓝色灯和白色灯(分别为140、142、144和146)的照明、像素阵列内的特定行的写入启用和排序、来自数据驱动器132的电压输出以及提供光调制器致动的电压输出。

控制器134确定排序或寻址方案，而借助所述排序或寻址方案，快门108的每个可重置为适于新图像104的照度级。新图像104可以按照周期性的间隔设置。举例而言，对于视频显示器来说，视频的颜色图像104或帧以在10赫兹(Hz)到300赫兹的范围内的频率刷新。在一些实施方案中，将图像帧设置至阵列是与灯140、142、144和146的照明同步的，使得交替的图像帧用诸如红色、绿色和蓝色的交替系列的颜色来照亮。用于每一种相应颜色的图像帧被称为颜色子帧。在称为场序颜色法的所述方法中，如果颜色子帧以超过20Hz的频率交替，则人脑会将交替的帧图像平衡为对具有宽泛且连续颜色范围的图像的感知。在替代的实施方案中，可在显示设备100中采用具有原色的四个或更多个灯，从而采用除红色、绿色和蓝色以外的原色。

在一些实施方案中，在显示设备100经设计以用于使快门108在打开状态与关闭状态之间进行数字切换的情况下，控制器134通过时分灰度的方法形成图像，如之前所述。在一些其它实施方案中，显示设备100能够通过每像素多个快门108的使用来提供灰度。

在一些实施方案中，通过各行(也称为扫描线)的顺序寻址，用于图像状态104的数据由控制器134加载到调制器阵列。对于序列中的每一行或扫描线，扫描驱动器130向阵列的所述行的扫描线互连110施加写入启用电压，并且随后数据驱动器132针对所选行中的每一列供应与期望快门状态相对应的数据电压。所述过程重复，直至数据已经加载用于在阵列中的所有行。在一些实施方案中，用于数据加载的所选行的序列是线性的，从阵列中的顶部行进到底部。在一些其它实施方案中，所选行的序列经过了伪随机化，以便最小化视觉伪影。并且在一些其它实施方案中，排序按照块来组织，其中对于一个块来说，例如通过按顺序只对阵列的每个第五行寻址而将图像状态104的仅仅某一小部分的数据加载到阵列。

在一些实施方案中，用于将图像数据加载到阵列的过程与致动快门108的过程在时间上是分离的。在这些实施方案中，调制器阵列可包含用于阵列中的每一像素的数据存储元件，并且控制矩阵可包含全局致动互连，其用于载运来自Vat驱动器138的触发信号，以根据存储在存储元件中的数据起始快门108的同步致动。

在替代的实施方案中，像素阵列以及对像素进行控制的控制矩阵可排列成不同于矩形行和列的配置。例如，像素可排列成六边形阵列或者曲线形的行和列。一般而言，如本文中所用，术语“扫描线”应当指共享写入启用互连的任意多个像素。

主处理器122通常控制主机的操作。例如，主处理器可以是用于控制便携式电子装置的通用或专用处理器。相对于包含在主机装置120内的显示设备128，主处理器输出图像数据以及与主机有关的其它数据。此些信息可包含来自环境传感器的数据，诸如环境光线或温度；与主机有关的信息，包含例如主机的操作模式或残留于主机电源中的电量；与图像数据的内容有关的信息；与图像数据的类型有关的信息；和/或用于选择成像模式的显示设备的指令。

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传送至控制器134。在一些实施方案中，用户输入模块由其中用户设定个人偏好(例如“更深的颜色”、“更佳的对比度”、“更低的功率”、“更高的照度”、“运动”、“实景”或“动画”)的程序的软件进行控制。在一些其它实施方案中，使用诸如开关或刻度盘等硬件来将这些偏好输入至主机。对控制器134的多个数据输入引导控制器将数据提供给与最佳成像特性相对应的各个驱动器130、132、138和148。

环境传感器模块124还可包含作为主机装置的一部分。环境传感器模块接收与周围环境有关的数据，诸如温度和/或环境灯光条件。传感器模块124可以经过编程来区分装置是否在室内或办公环境、晴朗白天的室外环境和夜间的户外环境中运转。传感器模块将所述信息传送给显示控制器134，使得控制器能够响应于周围环境对观看条件进行优化。

图2示出示例的基于快门的光调制器200的透视图。基于快门的光调制器适合于结合到1A的直视式基于MEMS的显示设备100。光调制器200包含耦接到致动器204的快门202。致动器204由两个单独的柔性电极梁致动器205(“致动器205”)制成。快门202在一侧上耦接到致动器205。在基本上平行于衬底203的运动平面上，致动器205在衬底203上方将快门202横向地移动。快门202的相对侧耦接到弹簧207，所述弹簧提供与致动器204所施加的力相反的恢复力。

每个致动器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与柔性负载梁206一起用作机械支撑件，将快门202保持悬置于衬底203的附近。表面包含用于允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物理连接到衬底203，并且将负载梁206电连接到偏置电压(在某些情况下为地面)。

如果衬底是不透明的(例如硅)，则通过蚀刻穿过衬底204的洞阵列来在衬底中形成孔洞211。如果衬底204是透明的(诸如玻璃或塑料制品)，则在沉积于衬底203上的遮光材料层中形成孔洞211。孔洞211可大体上呈圆形、椭圆形、多边形、盘旋形或不规则形状。

每个致动器205还包含定位与各负载梁206相邻的柔性驱动梁216。驱动梁216在一端上耦接到在驱动梁216之间共享的驱动梁锚218。驱动梁216的每个的另一端自由地移动。将每个驱动梁216弯曲，使得其最靠近在驱动梁216的自由端附近的负载梁206和负载梁206的锚定端。

在操作中，结合光调制器200的显示设备经由驱动梁锚218将电位施加至驱动梁216。第二电位可被施加至负载梁206。驱动梁216与负载梁206之间的所得电位差将驱动梁216的自由端拉向负载梁206的锚定端，并且将负载梁206的快门端拉向驱动梁216的锚定端，从而朝向驱动梁锚218横向地驱动快门202。柔性负载梁206充当弹簧，使得当去除横跨梁206和216的电位时，负载梁206将快门202推回至其初始位置，以释放存储在负载梁206中的应力。

电压已经去除之后，光调制器(例如光调制器200)结合被动恢复力(诸如弹簧)，以将快门返回至其静止位置。其它快门组件能够结合双组“打开”和“关闭”致动器以及将所述组的“打开”和“关闭”电极分开，用于将快门移动至开启状态或关闭状态。

存在有各种各样的可经由控制矩阵来控制快门和孔阵列以生成具有适合照度级的图像(在许多情况下都是运动图像)的方法。在某些情况下，控制借助于连接至显示器外围的驱动器电路的行互连和列互连的无源矩阵阵列来完成。在其它情况下，适当的是，阵列(所谓的有源阵列)的每个像素内包含切换和/或数据存储元件，以便改善显示器的速度、照度级和/或功耗性能。

图3A和3B示出两个示例控制矩阵800和860的部分。如上所述，控制矩阵是用于寻址和致动显示器的显示元件的互连和电路的集合。在一些实施方案中，控制矩阵800可以实施来用于图1B中所示的显示设备100中，并且使用薄膜组件(如薄膜晶体管(TFT)和其它薄膜组件)来形成控制矩阵800。

控制矩阵800控制像素阵列802、用于每行像素802的扫描线互连806、用于每列像素802的数据互连808以及每个同时传送信号至多个行和多个列像素的几个共同互连。共同互连包含致动电压互连810、全局更新互连812、共同驱动互连814以及快门共同互连816。

控制矩阵中的每个像素包含光调制器804、数据存储电路820以及致动电路825。光调制器804包含用于使遮光组件(诸如快门807)在至少一遮挡状态与一非遮挡状态之间移动的第一致动器805a和第二致动器805b(通常称为“致动器805”)。在一些实施方案中，遮挡状态对应于光吸收黑暗状态，其中快门807遮挡从背光向外朝向且穿过显示器的前面而到达观看者的光路径。非遮挡状态可对应于透射或光亮状态，其中，快门807在光路径之外，使得背光所发出的光能够透过显示器的前面而输出。在一些其它实施方案中，遮挡状态是反射状态，而非遮挡状态是光吸收状态。

数据存储电路820还包含写入启用晶体管830和数据存储电容器835。数据存储电路820受控于扫描线互连806和数据互连808。更具体地说，扫描线互连806通过将电压供应至相应的像素致动电路825的写入启用晶体管830的栅极，从而选择性地允许数据加载至行像素802中。数据互连808提供对应于加载到行中其对应列的像素802中数据的数据电压，其中扫描线互连806处于有效状态。为此，数据互连808耦接写入启用晶体管830的源极。写入启用晶体管830的漏极耦接到数据存储电容器835。如果扫描线互连806处于有效状态，则施加至数据互连808的数据电压穿过写入启用晶体管830，并存储于数据存储电容器835上。

像素致动电路825包含更新晶体管840和充电晶体管845。更新晶体管840的栅极耦接到数据存储电容器835和写入启用晶体管830的漏极。更新晶体管840的漏极耦接到全局更新互连812。更新晶体管840的源极耦接到充电晶体管845的漏极和第一活动节点852，所述第一活动节点852耦接到第一致动器805a的驱动电极809a。充电晶体管845的栅极和源极连接至致动电压互连810。

第二致动器805b的驱动电极809b在第二活动节点854处耦接到共同驱动互联件814。快门807也被耦接到快门共同互连816，在一些实施方案中快门共同互连816保持处于接地。快门共同互连816被配置成耦接到在像素阵列802中的每一个快门。以这种方式，所有快门保持处于相同电压电位处。

控制矩阵800可以在三个大致阶段中运行。首先，用于显示器中像素的数据电压在数据加载阶段中以一次一行的方式对每个像素加载。接下来，在预充电阶段中，共同驱动互连814接地，并且致动电压互连810被升高。这样做降低了在像素的第二致动器805b的驱动电极809b上的电压并将高电压施加到像素802的第一致动器805a的驱动电极809a。这导致所有快门807移向第一致动器805，如果它们不是已经处于那位置的话。接下来，在全局更新阶段中，(如果需要)将像素802移动至由在数据加载阶段中加载入像素802中的数据电压所指示的状态。

数据加载阶段以经由扫描线互连806施加写入启用电压V_we至像素阵列802的第一行来进行。如上所述，允许写入启用电压V_we施加至对应于行的扫描线互连806打开在所述行中的所有像素802的写入启用晶体管830。然后将数据电压施加至每个数据互连808。数据电压可以很高，诸如在约3V和约7V之间，或者其可以很低，例如在接地或大约接地处。在每个数据互连808上的数据电压存储在写入启用行中的其相应的像素的数据存储电容器835上。

一旦在行中的所有的像素802被访问，则控制矩阵800从扫描线互连806上清除写入启用电压V_we。在一些实施方案中，控制矩阵800将扫描线互连806接地。然后对控制矩阵800中的阵列的随后行重复进行数据加载阶段。在数据加载序列结束时，在像素802的所选组中的数据存储电容器835的每个存储适合于下一图像状态设定的数据电压。

控制矩阵800然后继续预充电阶段。在预充电阶段中，在每个像素802中，第一致动器805a的驱动电极809a被充电到致动电压，并且第二致动器805b的驱动电极809b接地。如果在像素802中的快门807已经不被移向用于前面图像的第一致动器805a，则此过程引起快门807这样做。通过将致动电压提供至致动电压互连810并且在全局更新互连812处提供高电压来开始预充电阶段。在一些实施方案中，致动电压可以在约20V和约50V之间。施加至全局更新互连812的高电压可以在约3V和约7V之间。通过这样做，来自致动电压互连810的致动电压可以穿过充电晶体管845，使第一活动节点852和第一致动器805a的驱动电极809a升高至致动电压。因此，快门807或者保持被第一致动器805a所吸引或者从第二致动器805b移向第一致动器。

然后控制矩阵800激活共同驱动互连814。这使第二活动节点854和第二致动器805b的驱动电极809b达到致动电压。然后致动电压互连810降至低压，诸如接地电压。在此阶段，致动电压存储在两个致动器805的驱动电极809a和809b上。然而，因为快门807已经被移向第一致动器805a，所以它保持在所述位置直到第一致动器的驱动电极809a上的电压被降低。然后，在继续之前，控制矩阵800等候足够长的时间以便所有快门807已经可靠地到达与第一致动器805a相邻的它们的位置。

接下来，控制矩阵800继续更新阶段。在此阶段，全局更新互连812达到低电压。使全局更新互连812降压使更新晶体管840能够响应存储在数据存储电容器835上的数据电压。取决于存储在数据存储电容器835上的数据电压的电压，更新晶体管840将开启或保持关断。如果存储在数据存储电容器835上的数据电压高，则更新晶体管840开启，导致在第一活动节点852和在第一致动器805a的驱动电极809a上的电压下降至接地电压。因为在第二致动器805b的驱动电极809b上的电压保持为高，所以快门807移向第二致动器805b。相反，如果存储在数据存储电容器835中的数据电压为低，则更新晶体管840保持关断。因此，在第一活动节点852处和在第一致动器805a的驱动电极809a上的电压保持在致动电压电平，以将快门保持在适当的位置。在经过足够的时间以后以确保所有的快门807已经可靠地行进到它们的预定位置，显示器可以照亮其背光以显示加载到像素阵列802中的快门状态所造成的图像。

在如上所述的过程中，对于控制矩阵800显示的每组像素状态，控制矩阵800至少花费快门807所需要的两倍时间在状态之间行进，以确保快门807停留在合适位置中。也就是说，所有的快门807首先朝向第一致动器805a带动，需要一个快门行程时间，它们随后选择性地被允许移向第二致动器805b，需要第二个快门行程时间。如果全局更新阶段太快速地开始，则快门807可能没有足够的时间到达第一致动器805a。因此，在全局更新阶段期间，快门可能移向不正确的状态。

与基于快门的显示电路(诸如图3A所示的其中快门保持在共同电压并通过改变施加到相对的致动器805a和805b的驱动电极809a和809b上的电压而驱动的控制矩阵800)相比，其中快门本身耦接到活动节点的显示电路可以被实施。由此电路控制的快门可以被直接驱动进入它们相应的期望状态，而不必首先全部移入共同位置中，如关于控制矩阵800所描述的。因此，此电路需要更少的时间来寻址并致动，并且减少快门没有正确进入它们的期望状态的风险。

图3B示出控制矩阵860的一部分。控制矩阵860被配置成选择性地将致动电压施加到每个致动器805的负载电极811，而不是驱动电极809。负载电极811直接耦接到快门807。这与其中快门807保持在恒定电压的图3A所示的控制矩阵800相反。

类似于图3A所示的控制矩阵800，控制矩阵860可以被实施用于图1A和1B所示的显示设备100。在一些实施方案中，控制矩阵860还可以被实施用于如下所述的图4、5A、7、8以及13-18所示的显示设备中。下面立刻描述控制矩阵860的结构。

如同控制矩阵800，控制矩阵860控制像素862阵列。每个像素862包含光调制器804。每个光调制器包含快门807。快门807由在与第一致动器805a邻近的位置和与第二致动器805b邻近的位置之间的致动器805a和致动器805b驱动。每个致动器805a和致动器805b包含负载电极811和驱动电极809。通常，如本文中所使用的，静电致动器的负载电极811对应于耦接到由致动器移动的负载的致动器的致动器的电极。因此，相对于致动器805a和致动器805b，负载电极811涉及耦接到快门807的致动器的电极。驱动电极809涉及与负载电极811配对并且与负载电极811相对的电极以形成致动器。

控制矩阵860包含类似于控制矩阵800的数据加载电路的数据加载电路820。然而，控制矩阵860包含与控制矩阵800不同的共同互连以及显著不同的致动电路861。

控制矩阵860包含没有包含在图3A中的控制矩阵800中的三个共同互连。具体地，控制矩阵860包含第一致动器驱动互连872、第二致动器驱动互连874以及共同接地互连878。在一些实施方案中，第一致动器驱动互连872保持在高电压处，并且第二致动器驱动互连874保持在低电压处。在一些其它实施方案中，电压颠倒，即第一致动器驱动互连保持在低电压处，并且第二致动器驱动互连874保持在高电压处。虽然控制矩阵860的以下描述假定对第一及第二致动器驱动连接件872和874(如上所阐述)施加恒定电压，但是在一些其它实施方案中，第一致动器驱动互连872和第二致动器驱动互连874上的电压以及输入数据电压周期性地颠倒以避免在致动器805和致动器805b的电极上积聚电荷。

共同接地互连878仅仅用于对存储在数据存储电容器835上的数据提供参考电压。在一些实施方案中，控制矩阵860可以放弃共同接地互连878，而具有耦接到第一致动器驱动互连872和第二致动器驱动互连874的数据存储电容器。下面进一步描述致动器驱动互连872和874的功能。

如同控制矩阵800，控制矩阵860的致动电路861包含更新晶体管840和充电晶体管845。然而，与此相比，充电晶体管845和更新晶体管840耦接到光调制器804的第一致动器805a的负载电极811，而不是耦接到第一致动器805a的驱动电极809a。因此，当充电晶体管845被激活时，致动电压存储在致动器805a和805b两者的负载电极811上以及快门807上。因而，更新晶体管840基于存储在存储电容器835上的图像数据来对致动器805a和805b的负载电极811以及快门807选择性地放电，去除组件上的电位，而不是选择性地给第一致动器805a的驱动电极809a放电。

如上所表明的，第一致动器驱动互连872保持在高电压处并且第二致动器驱动互连874保持在低电压处。因此，当致动电压存储在快门807上以及致动器805a和805b的负载电极811上时，快门807移动至第二致动器805b，其驱动电极809b保持在低电压处。当快门807和致动器805a和805b的负载电极811电压降低时，快门807移向第一致动器805a，其驱动电极809a保持在高电压处。

控制矩阵860可以在两个大致阶段中运行。首先，用于显示器中的像素862的数据电压在数据加载阶段中以一次一行或多行的方式对每个像素862加载。以与关于图3A的上述方式类似的方式加载数据电压。此外，全局更新互连812保持在高电压电位处以防止更新晶体管840在数据加载阶段期间切换为开(ON)。

在数据加载阶段完成之后，快门致动阶段通过将致动电压提供到致动电压互连810开始。通过将致动电压提供到致动电压互连810，充电晶体管845接通，允许电流流经充电晶体管845，将快门807的电压升高至大约致动电压。在经过足够的时间让致动电压存储在快门807之后，致动电压互连810的电压降为低压。发生此行为所需要的时间量基本上少于快门807改变状态所需要的时间量。更新互连812随后立即降为低压。取决于存储在数据存储电容器835处的数据电压，更新晶体管840将保持断开或将接通。

如果数据电压高，则更新晶体管840接通，使快门807和致动器805a和805b的负载电极811放电。因此，快门被吸引到第一致动器805a。相反，如果数据电压低，则更新晶体管840保持断开。因此，致动电压保留在快门和致动器805a和805b的负载电极811上。快门因此被吸引到第二致动器805b。

由于致动电路861的结构，当更新晶体管840接通时，允许快门807处于任何状态，甚至不确定状态。这使得一旦致动电压互连810降低，更新晶体管840就立即切换。与控制矩阵800的操作相比，使用控制矩阵860时，不需留出时间以使快门807移至任何特定状态。此外，由于快门807的初始状态对其最终状态影响很小直至没有影响，因此快门807进入错误状态的风险显著降低。

采用与图3A所示的控制矩阵800相类似的控制矩阵的快门组件，其面临着其相应的快门由于衬底上的电荷积聚而被吸引向相对的衬底的风险。如果电荷积聚足够大，则由此引起的静电力可以吸引快门与相对的衬底接触，其有时可以由于静摩擦而永久地附着。为了降低此风险，可以在相对的衬底的整个表面上沉积基本上连续的导电层，以消除原本可能积聚的电荷。在一些实施方案中，此导电层可以电耦接到控制矩阵800(如图3A中所示)的快门共同互连816，以帮助保持快门807和导电层处于共同电位。

采用与图3B的控制矩阵860相似的控制矩阵的快门组件，其承受着快门与相对的衬底产生静摩擦力的额外风险。然而，对于此些快门组件的风险，无法采用在相对的衬底上沉积的类似基本上连续的导电层而消除。使用与控制矩阵860相类似的控制矩阵时，快门在不同的时间被驱动至不同的电压。因此在任何给定时刻，如果相对的衬底被保持在共同电位，则一些快门将经受小的静电力，而其它快门将经受大的静电力。

因此，为了实现使用与图3B中所示的控制矩阵860相似的控制矩阵的显示设备，所述显示设备可以包含像素化的导电层。此导电层被分成多个电隔离区，每个区对应于并电连接至垂直相邻快门组件的快门。图4中示出一种显示设备结构，其适合于与图3B中所示的控制矩阵860相似的控制矩阵一起使用。

图4示出包含柔性导电间隔件的示例显示设备900的剖视图。显示设备900构建在微机电系统配置中。也就是说，包含多个快门920的基于快门的显示元件的阵列在透明衬底910上制造，其放置于朝向显示设备900的后部，且向上朝向形成显示设备900的前部的盖板940。透明衬底910涂有光吸收层912，通过所述光吸收层912形成与上方快门920相对应的后孔914。透明衬底910位于背光装置950的前面。由背光装置950发出的光穿过将由快门920调制的孔914。

显示元件包含锚904，其配置成支撑一或多个电极，例如组成显示设备900的致动器的驱动电极924和负载电极926。

显示设备900还包含盖板940，导电层922形成于盖板940之上。导电层922被像素化以形成对应于下层快门920中的相应快门的多个电隔离导电区域。在盖板940上形成的电隔离导电区域的每个垂直地邻近下面的快门920并与其电耦接。盖板940进一步包含遮光层942，通过所述遮光层942形成多个前孔944。前孔944与通过在与盖板940相对的透明衬底910上的光吸收层912形成的后孔914对准。

盖板940可以是柔性衬底(诸如玻璃、塑料、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚亚烯萘(PEN)，或聚酰亚胺)，当容纳在盖板940和透明衬底910之间的流体在较低温度下或响应于外部压力诸如用户触摸而收缩时，所述柔性衬底能够从松弛状态朝着透明衬底910变形。在正常或很高温度下，盖板940能够返回其松弛状态。响应于温度改变的变形帮助防止低温下在显示设备900内形成气泡，但是造成了对于保持导电层922的电隔离区域和它们相应的快门920之间的电连接的挑战。特别地，为了容纳盖板940的变形，显示设备必须包含可以垂直于盖板940而同样变形的电连接件。

相应地，盖板940由柔性导电间隔件902a-902d(通常“柔性导电间隔件902”)支撑在透明衬底910上。柔性导电间隔件902可以由聚合物制成并且可以涂覆有导电层。柔性导电间隔件902形成在透明衬底910上，并将对应的快门920电耦接到盖板940上的对应导电区域。在一些实施方案中，柔性导电间隔件902可被设定尺寸为稍微高于晶胞间隙，即盖板940和透明衬底910在它们边缘之间的距离。柔性导电间隔件902被配置成可压缩的，使得当盖板940朝着透明衬底910变形时它们可以被压缩，并且当盖板940返回其松弛状态时，柔性导电间隔件902返回它们的初始状态。以这种方式，即使盖板变形或松弛时，柔性导电间隔件902中的每一个在盖板940上的导电区域和对应快门920之间保持电连接。在一些实施方案中，柔性导电间隔件902可比晶胞间隙更高大约0.5微米到5.0微米(微米)。

图4示出显示设备900可以运行在低温环境中，例如在0℃附近。在此温度下，如图4中所示，盖板940可以朝着透明衬底910变形。由于变形，柔性导电间隔件902b和902c比柔性导电间隔件902a和902d压缩得更多。在较高的温度条件下，诸如室温，盖板940可以返回其松弛状态。随着盖板940返回其松弛状态，柔性导电间隔件902也返回到它们的初始状态，同时保持与在盖板940上形成的遮光层942的对应导电区域的电连接。

前孔944和它们相应的后孔914之间的距离可以影响显示设备的显示特性。特别地，前孔944和相应的后孔914之间的较大距离可以不利地影响显示的视角。尽管期望减少前孔和相应的后孔之间的距离，但由于盖板940的可变形性，这样做是有挑战性的，其中前遮光层942形成在所述盖板940上。特别地，所述距离被设置为足够大，使得盖板940可以变形，而不会与快门920、锚904或驱动电极或负载电极924和926接触。虽然这保持了显示器的物理完整性，但显示器的光学性能是不理想的。

代替使用柔性导电间隔件，诸如图4中所示的柔性导电间隔件902，为了在形成于保护层上的导电区域和下面快门之间保持电连接，像素化的导电层可以位于显示设备的快门和保护层之间。所述层可以与包含快门的快门组件在同一衬底上制造。通过将导电层重新定位出盖板，盖板可以自由地变形，而不影响导电层和快门之间的电连接。

在一些实施方案中，此干预导电层采取升高孔层(EAL)的形式或包含为升高孔层(EAL)的一部分。EAL包含横跨其表面通过它形成的孔，这些孔对应于沉积在下伏衬底上的后遮光层中的后孔。EAL可以像素化以形成与图4所示的盖板940上形成的像素化导电层相似的电隔离导电区域。使用EAL可以既不需要保持与沉积在可变形盖板上的表面的电连接，也不需要将一组前孔放置于更接近所述组后孔处，以提高图像质量。

将前孔重新定位至无需变形的EAL使前孔能够位于更接近后孔处，从而增强显示器的视角特性。此外，由于前孔不再是盖板的一部分，所以盖板可以与透明衬底进一步间隔开，而不影响显示器的对比率或视角。

图5A示出结合了EAL1030的示例显示设备1000的剖视图。显示设备1000构建于MEMS向上的配置中。也就是说，基于快门的显示元件阵列制造在朝向显示设备1000的后部而定位的透明衬底1002上。图5A示出这样一种基于快门的显示元件，即，快门组件1001。透明衬底1002上涂有遮光层1004，通过所述遮光层1004后孔1006形成。遮光层1004可以包含面向位于衬底1002后方的背光1015的反射层以及背对背光1015的光吸收层。由背光1015发出的光穿过后孔1006，以由快门组件1001调制。

快门组件1001的每个包含快门1020。如图5A中所示，快门1020是双致动快门。也就是说，快门1020可以由第一致动器1018在一个方向上驱动，并且可以由第二致动器1019在第二个方向上驱动。第一致动器1018包含第一驱动电极1024a和第一负载电极1026a，这二者一起配置成在第一方向上驱动快门1020。第二致动器1019包含第二驱动电极1024b和第二负载电极1026b，这二者一起配置成在与第一方向相反的第二方向上驱动快门1020。

多个锚1040在透明衬底1002上建立并且将快门组件1001支撑于透明衬底1002上方。锚1040也将EAL1030支撑于快门组件上方。因此，快门组件设置在EAL1030与透明衬底1002之间。在一些实施方案中，EAL1030与下面快门组件间隔约2微米至约5微米的距离。

EAL1030包含通过EAL1030而形成的多个孔层孔1036。孔层孔1036与通过遮光层1004而形成的后孔1006对准。EAL1030可以包含一或多层材料。如图5A所示，EAL1030包含导电材料层1034和形成于导电材料层1034顶部上的光吸收层1032。光吸收层1032可以是电隔离材料，诸如配置成引起相消干扰的电介质堆叠，或者在一些实施方案中结合光吸收颗粒的绝缘聚合物基质。在一些实施方案中，绝缘聚合物基质可以与光吸收颗粒相混合。在一些实施方案中，导电材料层1034可以经过像素化以形成多个电隔离导电区域。电隔离导电区域的每个可以对应于下面快门组件，并且可以经由锚1040电耦接到下面快门1020。因此，可以将快门1020和在EAL1030上形成的对应的电隔离导电区域保持在相同的电压电位下。将隔离导电区域及其各自对应的快门保持于相同的共同电压使显示设备1000能够包含控制矩阵，诸如图3B中所描绘的控制矩阵860，其中在基本上不会增加快门静摩擦力风险的情况下将不同电压施加于不同的快门。在一些实施方案中，导电材料是或可以包含铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)、钕(Nd)或其合金；或者半导体材料，例如类金刚石碳、硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)或其合金。在采用了半导体层的一些实施方案中，半导体掺杂了杂质，例如磷(P)、砷(As)、硼(B)或Al。

EAL1030向上面朝向形成显示设备1000前部的盖板1008。盖板1008可以是玻璃、塑料或涂有一或多层抗反射和/或光吸收材料的其它合适的基本透明的衬底。在一些实施方案中，遮光层1010涂覆在面向EAL1030的盖板1008的表面上。在一些实施方案中，遮光层1010由光吸收材料形成。多个前孔1012通过遮光层1010形成。前孔1012与孔层孔1036和后孔1006对准。通过这种方式，穿过形成于EAL1030中的孔层孔1036的来自背光1015的光也可以穿过覆前孔1012以形成图像。

盖板1008经由沿着显示设备1000的周边形成的边缘密封(未示出)支撑在透明衬底1002上方。边缘密封配置成密封显示设备1000的盖板1008和透明衬底1002之间的流体。在一些实施方案中，盖板1008也可以由形成在透明衬底1002上的间隔件(未示出)来支撑。所述间隔件可以被配置成允许盖板1008朝向EAL1030变形。此外，间隔件可以足够高以防止盖板足够变形以至接触到孔层。通过这种方式，可以避免由影响EAL1030的盖板1008所引起的对EAL1030的损伤。在一些实施方案中，当盖板1008处于松弛状态时，盖板1008通过至少约20微米的间隙与EAL分离。在一些其它实施方案中，所述间隙介于约2微米和约30微米之间。通过这种方式，即使由于显示设备1000中所含的流体浓度收缩或施加外部压力而导致盖板1008变形，盖板1008将具有与EAL1030接触的降低的可能性。

图5B示出图5A中所示的EAL1030的示例部分的顶视图。图5B示出光吸收层1032和导电材料层1034。当导电材料层1034位于光吸收层1032下面时，导电材料层1034用虚线示出。导电材料层1034被像素化以形成多个电隔离导电区域1050a-1050n(通常称为导电区域1050)。导电区域1050的每个对应于显示设备1000的特定快门组件1001。通过光吸收层1032可以形成一组孔层孔1036，使得每个孔层孔1036与形成于后遮光层1004中的相应后孔1006对准。在一些实施方案中，例如，当导电材料层1034由不透明材料形成时，孔层孔1036通过光吸收层1032并且通过导电材料层1034形成。此外，导电区域1050中的每个在相应导电区域1050的约角落处由四个锚1040支撑。在一些其它实施方案中，EAL1030可以由每个导电区域1050的更少或更多的锚1040来支撑。

在一些实施方案中，显示设备1000可以包含带槽快门，诸如图2中所示的快门202。在一些此些实施方案中，EAL1030可以包含用于每个带槽快门的多个孔层孔。

在一些其它实施方案中，EAL1030可以通过使用单层的遮光导电材料来实现。在此些实施方案中，每个电隔离导电区域1050可以立于与其相邻导电区域1050物理上分离的其对应的快门组件1001上方。通过示例的方式，从顶视图看，EAL1030可以看起来类似于桌子阵列，导电材料层1034形成桌面，并且锚1040形成相应的桌腿。

如上所述，在显示设备中结合EAL特别有益，所述显示设备利用类似于其中驱动电压选择性地施加到显示设备快门的图3B中所示的控制矩阵860的控制矩阵。使用EAL还为结合控制矩阵的显示设备提供许多优点，在所述控制矩阵中所有的快门被保持在共同电压处。例如，在一些此些实施方案中，EAL无需被像素化，并且整个EAL可以保持在与快门相同的共同电压处。

图6A示出结合EAL1130的示例显示设备1100的剖视图。显示设备1100基本上类似于图5A中所示的显示设备1000，例外的是显示设备1100的EAL1130未被像素化以形成电隔离导电区，诸如如图5B中所示的电隔离导电区1050。

EAL1130形成与下面的后孔1006对应的多个孔层孔1136，所述后孔1006通过透明衬底1002上的遮光层1004形成。EAL1130可以包含遮光层材料，使得引导朝向孔层孔1136的来自背光1015的光穿过，而通过快门1020或快门1020的回弹而意外绕开调制的光被遮挡。因此，仅仅由快门调制以及穿过孔层孔1036的光有助于成像，以提高显示设备1100的对比度。

图6B示出图6A中所示的EAL1130的示例部分的顶视图。如上所述，除了EAL1130不是像素化之外，EAL1130类似于图5A中的EAL1030。也就是说，EAL1130不包含电隔离的导电区域。

图6C-6E示出其它示例EAL的部分的顶视图。图6C示出示例EAL1150的一部分的顶视图。除了EAL1150包含通过EAL1150形成的多个蚀刻洞1158a-1158n(通常称为蚀刻洞1158)之外，EAL1150基本上类似于EAL1130。蚀刻洞1158在显示设备的制造过程期间形成，以便于移除用于形成快门组件和EAL1150的模具材料。特别地，蚀刻洞1158形成以允许流体蚀刻剂(诸如气体、流体或等离子体)更易于到达用于形成显示元件和EAL的模具材料，与其发生反应，以及将其移除。从包含EAL的显示设备移除模具材料可以是挑战性的，因为EAL覆盖着大部分的模具材料，仅有很少的模具材料直接暴露。这使得蚀刻剂难以到达模具材料，且可能显著地增加释放下面快门组件所需的时间量。除了需要额外的时间之外，长期暴露在蚀刻剂中可能会损坏那些旨在幸免于松开过程的显示设备的组件。参考图9中所示的阶段1410，下面提供了用于制造包含EAL的显示设备的释放过程相关的其它细节。

蚀刻洞1158可以在策略上形成于显示设备1100中所包含的每个快门组件相关的遮光区域1155以外的EAL的位置。遮光区域1155由EAL的后表面上的区域界定，在所述区域内如果没有穿过孔层孔1136或由快门1020遮挡或吸收，则穿过对应后孔的来自背光的基本上所有的光将接触EAL的后表面。理想地，所有穿过后孔层的光经过或通过快门1020(在透射状态)，或被快门1020吸收(在遮光状态)。在实际中，在关闭状态下，一些光从快门1020的后表面回弹出并且甚至可以从遮光层1004再次回弹。一些光还可以从快门的边缘散射。同样，在透射状态下，一些光可以从快门1020的各种表面上回弹出或散射。因此，保持相对大的遮光区域1155可以帮助保持较高的对比度。如果界定为相对大，则来自背光的很少的光乃至没有光会冲击遮光区域1155外侧的EAL1150的后表面。因此，在位于遮光区域之外的区域形成蚀刻洞1158是相对安全的，不会明显地危害显示器的对比度。

蚀刻洞1158可以具有各种形状和尺寸。在一些实施方案中，蚀刻洞1158是圆形孔，具有大约5到大约30微米的直径。

在概念上，EAL1150可以被视为包含多个孔层部分1151a-n(通常称为孔层部分1151)，每个孔层部分对应于相应的显示元件。孔层部分1151可以与邻近的孔层部分1151共享边界。在一些实施方案中，蚀刻洞1158形成于遮光区域1155的外侧，靠近孔层部分的边界。

图6D示出另一个示例EAL1160的一部分的顶视图。除了EAL1160在孔层部分1161的交叉处界定多个蚀刻洞1168a-1168n(通常称为蚀刻洞1168)之外，EAL1160基本上类似于图6C中所示的EAL1150。也就是说，与具有更多更小的蚀刻洞1158的图6C中所示的EAL1150相比，EAL1160包含更少更大的蚀刻洞1168。

图6E示出另一个示例EAL1170的一部分的顶视图。除了图6D中的EAL1170界定尺寸和形状均不同于图6B中所示的圆形蚀刻洞1158的多个蚀刻洞1178a–1178n(通常称为蚀刻洞1178)之外，EAL1170基本上类似于在图6B中所示的EAL1150。特别地，蚀刻洞1178为矩形，且具有大于或约等于相应的孔层部分1171(蚀刻洞1178形成于其中)的长度一半的长度。类似于图6B中所示的EAL1150的蚀刻洞1158，图6E中的蚀刻洞1178也形成于EAL1170的遮光区域外侧。

图7示出包含EAL1230的示例显示设备1200的剖视图。显示设备1200基本上类似于图6A中所示的显示设备1100，因为显示设备1200包含基于快门的显示元件的阵列，所述阵列包含在透明衬底1202上形成的多个快门1220，其设置成朝向显示设备1200的后部。透明衬底1202上涂有遮光层1204，通过所述遮光层1204后孔1206形成。透明衬底1202设置在背光1215的前面。由背光1215发出的光穿过将由快门1220调制的后孔1206。

显示设备1200还包含EAL1230，其类似于图6A中所示的EAL1130。EAL1230包含通过EAL1230形成的多个孔层孔1236，并且对应于相应的下面快门1220。EAL1230形成于透明衬底1202上，并被支撑在透明衬底1202和快门1220上方。

然而，显示设备1200不同于显示设备1100，在于EAL1230使用锚1250在透明衬底1202上方支撑，所述锚1250不支撑下面快门组件。相反，快门组件由于锚1250分开的锚1225支撑。

图5A到17中所示的显示设备在MEMS向上的配置中结合EAL。MEMS向下配置的显示设备也可以结合类似的EAL。

图8示出示例MEMS向下配置的显示设备的一部分的剖视图。显示设备1300包含具有反射孔层1304(通过所述反射孔层1304孔1306形成)的衬底1302。在一些实施方案中，光吸收层沉积在反射孔层1304的顶部。快门组件1320设置在前部衬底1310上，所述衬底1310与反射孔层1304形成于其上的衬底1302分开。在其上形成反射孔层1304、并界定多个孔1306的衬底1302，其在本文中也被称为孔板。在MEMS向下的配置中，前部衬底1310(其承载着基于MEMS的快门组件1320)代替图5A中所示的显示设备1000的盖板1008，并且取向使得基于MEMS的快门组件1320位于前部衬底1310的后表面1312上，也就是说，面对远离观察者且朝向背光1315的表面。遮光层1316可以形成于前部衬底1310的后表面1312上。在一些实施方案中，遮光层1316由吸光或暗金属材料形成。在一些实施方案中，遮光层由非金属吸光材料材料形成。多个孔1318通过遮光层1316形成。

基于微机电系统的快门组件1320设置成与反射孔层1304直接相对，且横跨距反射孔层1304的间隙。快门组件1320由多个锚1340从前部衬底1310支撑。

锚1340也可以配置成支撑EAL1330。EAL界定多个孔层孔1336，其与通过遮光层1316形成的孔1318以及通过光反射孔层1304形成的孔1306对准。类似于在图5A中所示的EAL1030，EAL1330也可以像素化以形成电隔离的导电区域。在一些实施方案中，除了相对于EAL1330在衬底1319上的位置之外，EAL1330可以在结构上基本上类似于图6A中所示的EAL1130。

在一些其它实施方案中，在EAL1330的后表面上而不是衬底1302上沉积反射孔层1304。在一些此些实施方案中，衬底1302可以耦接到前衬底1310而基本上无需对准。在一些其它此些实施方案中，例如，在其中通过EAL形成分别与图6C-6E中所示的蚀刻洞1158、蚀刻洞1168和蚀刻洞1178相似的蚀刻洞的一些实施方案中，反射孔层仍然可以施加在衬底1302上。然而，此反射孔层仅需要遮挡可能穿过蚀刻洞的光，并且因此可包含相对大的孔。此大孔可能导致在衬底1302与衬底1310之间的对准公差的显著增加。

图9示出用于制造显示设备的示例过程1400的流程图。显示设备可以形成在衬底上并且包含支撑形成在快门组件上方的EAL的锚，其中所述快门组件也由所述锚支撑。简单地看，过程1400包含在衬底上形成第一模具部分(阶段1401)。第二模具部分形成在第一模具部分上方(阶段1402)。然后使用模具形成快门组件(阶段1404)。然后在快门组件和第一及第二模具部分上方形成第三模具部分(阶段1406)，随后形成EAL(阶段1408)。然后释放快门组件和EAL(阶段1410)。下面关于图10A-10I以及图11A-11D描述这些过程阶段中的每个阶段以及制造过程1400的另外的方面。在一些实施方案中，在形成EAL(阶段1408)与释放EAL和快门组件(阶段1410)之间执行另外的处理阶段。更具体地，如关于图16和17进一步讨论的，在一些实施方案中，在释放阶段(阶段1410)之前，在EAL顶上形成一或多个电互连(阶段1409)。

图10A到10I示出根据图9中所示的制造过程1400的示例显示设备的构造的阶段的剖视图。所述过程产生形成在衬底上的显示设备并且所述显示设备包含支撑形成在快门组件上的整体式EAL的锚，其中所述快门组件由所述锚支撑。在图10A-10I中所示的过程中，显示设备形成在由牺牲材料形成的模具上。

参照图9和10A到10I，用于形成显示设备的过程1400开始，如图10A中所示，其中在衬底的顶部上形成第一模具部分(阶段1401)。通过对在下伏衬底1502的遮光层1503的顶部上的第一牺牲材料1504沉积并且图案化来形成第一模具部分。第一牺牲材料层1504可以是或可以包含聚酰亚胺、聚酰胺、含氟聚合物、双苯并环丁烯、聚苯基奎诺二甲苯、聚对苯二甲基、聚降冰片烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯乙烯、以及酚醛树脂或清漆树脂，或在本文中识别为适合用作牺牲材料的任何其它材料。取决于所选择的用作第一牺牲材料层1504的材料，第一牺牲材料层1504可以使用各种光刻技术和过程(诸如直接光图案化(对于光敏性牺牲材料)或通过从光刻图案化的抗蚀剂形成的掩模进行化学或等离子体蚀刻)来图案化。

包含形成显示控制矩阵的材料层的附加层可以沉积在遮光层1503下面和/或在遮光层1503与第一牺牲材料1504之间。遮光层1503界定了多个后孔1505。在第一牺牲材料1504中界定的图案产生了凹部1506，在凹部1506内将最终形成用于快门组件的锚。

形成显示设备的过程继续形成第二模具部分(阶段1402)。由在由第一牺牲材料1504形成的第一模具部分的顶部上沉积并且图案化第二牺牲材料1508来形成第二模具部分。第二牺牲材料可以是与第一牺牲材料1504相同类型的材料。

图10B示出在图案化第二牺牲材料1508之后包含第一和第二模具部分的模具1599的形状。图案化第二牺牲材料1508来形成凹部1510以暴露在第一牺牲材料1504中形成的凹部1506。凹部1510比凹部1506更宽使得在模具1599中形成台阶状结构。模具1599还包含具有其先前界定的凹部1506的第一牺牲材料1504。

形成显示设备的过程继续使用模具来形成快门组件(阶段1404)，如图10C和10D中所示。通过将结构材料1516沉积至模具1599的暴露表面上而形成快门组件，如图10C中所示，接着图案化结构材料1516，得到图10D中所示的结构。结构材料1516可包含一或多个层，所述一或多个层包含机械层和导电层。适合的结构材料1516包含金属，诸如Al、Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Ta、Nb、Nd或其合金；电介质材料，诸如氧化铝(Al₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)、五氧化二钽(Ta₂O₅)或氮化硅(Si₃N₄)；或半导体材料，诸如类金刚石碳、Si、Ge、GaAs、CdTe或其合金。在一些实施方案中，结构材料1516包含材料堆叠。例如，导电结构材料层可以沉积于两个非导电层之间。在一些实施方案中，非导电层沉积于两个导电层之间。在一些实施方案中，这种“夹层”结构帮助确保沉积之后所残留的应力和/或温度变化施加的应力不会使结构材料1516出现弯曲、翘曲或其它变形。结构材料1516沉积到小于约2微米的厚度。在一些实施方案中，结构材料1516经沉积具有小于约1.5微米的厚度。

在沉积之后，图案化结构材料1516(其可以是如上所述的若干材料的复合物)，如图10D中所示。首先，将光致抗蚀剂掩模沉积于结构材料1516上。之后图案化光致抗蚀剂。发展成光致抗蚀剂的图案被设计使得结构材料1516在随后的蚀刻阶段之后保留下来，从而形成快门1528、锚1525以及两个相对致动器的驱动梁1526和负载梁1527。结构材料1516的蚀刻可以是各向异性蚀刻并且可以在等离子体氛围中进行，其中将偏压施加至衬底或邻近衬底的电极。

一旦显示设备的快门组件已经形成，则制造过程继续制作显示器的EAL。形成EAL的过程开始于在快门组件的顶部上形成第三模具(阶段1406)。第三模具部分由第三牺牲材料层1530形成。图10E示出在第三牺牲材料层1530沉积之后所产生的模具1599(包含第一模具部分、第二模具部分以及第三模具部分)的形状。图10F示出在图案化第三牺牲材料层1530之后产生的模具1599的形状。特别地，图10F中所示出的模具1599包含凹部1532，其中锚的一部分将形成用于支撑在下面快门组件上方的EAL。第三牺牲材料层1530可以是或包含本文所公开的任何牺牲材料。

之后形成EAL，如图10G中所示(阶段1408)。首先，在模具1599上沉积一或多层孔层材料1540。在一些实施方案中，孔层材料可以是或者可以包含一或多层导电材料，诸如金属氧化物或导电氧化物，或者半导体。在一些实施方案中，孔层可由不导电的聚合物制成或包含不导电的聚合物。以上相对于图5A提供了适合材料的一些示例。

阶段1408继续蚀刻所沉积的孔层材料1540(如图10G中所示)，得到EAL1541，如图10H中所示。孔层材料1540的蚀刻可以是各向异性蚀刻并且可以在等离子体氛围中进行，其中将偏压施加至衬底或邻近衬底的电极。在一些实施方案中，以与相对于图10D所述的各向异性蚀刻相似的方式完成各向异性蚀刻的施加。在一些其它实施方案中，取决于用于形成孔层的材料类型，孔层使用其它技术来图案化并且蚀刻。在施加蚀刻之后，在与通过遮光层1503形成的孔1505相对准的EAL1541的部分中形成孔层孔1542。

形成显示设备1500的过程以将模具1599移除而结束(阶段1410)。图10I中所示的结果包含将EAL1541支撑于下面的快门组件上方的锚1525，所述快门组件包含也由锚1525支撑的快门1528。锚1525由在上述图案化阶段之后所留下的结构材料层1516和孔层材料1540的部分形成。

在一些实施方案中，使用标准MEMS释放方法来移除模具，包含例如将模具暴露于氧等离子体中、湿法化学蚀刻或气相蚀刻。然而，当用于形成模具的牺牲层的数量增加以产生EAL时，将牺牲材料移除变得有挑战性，因为可能需要移除大量的材料。此外，EAL的添加基本上遮挡了释放剂直接到达材料。因此，释放过程可能花费更长的时间。尽管选择用于最终显示器组件中的大多数结构材料(如果不是所有)被选择来抵抗所述释放剂，但是，长时间地暴露于这种释放剂可能仍然会对各种材料造成破坏。相应地，在一些其它实施方案中，可以采用各种替代的释放技术，其中一些技术在下文中作进一步的描述。

在一些实施方案中，通过形成通过EAL的蚀刻洞来解决将牺牲材料移除的难题。蚀刻洞提高了释放剂必须到达下面牺牲材料的便利性。如相对于图6C到6E在上文所述的，蚀刻洞可形成于位于EAL的遮光区域(诸如图6C中所示的遮光区域1155)之外的区域中。在一些实施方案中，蚀刻洞的尺寸足够大，从而允许流体(诸如液体、气体或等离子体)蚀刻剂将移除形成模具的牺牲材料，同时保持得足够小，使得其不会不利地影响光学性能。

在一些其它实施方案中，使用能够通过从固体升华至气体而分解且无需使用化学蚀刻剂的牺牲材料。在一些此些实施方案中，牺牲材料能够通过烘烤使用模具而形成的显示设备的一部分来实现升华。在一些实施方案中，牺牲材料可以由降冰片烯或降冰片烯衍生物组成或者包含降冰片烯或降冰片烯衍生物。在牺牲模具中采用降冰片烯或降冰片烯衍生物的一些此些实施方案中，包含快门组件的部分、EAL以及它们的支撑模具的显示设备能够在约400℃的温度范围内烘烤约1小时。在一些其它实施方案中，牺牲材料可由在低于约500℃的温度下升华的任何其它牺牲材料组成或者可包含在低于约500℃的温度下升华的任何其它牺牲材料，诸如能够在约200℃至300℃的温度下(或者在酸存在时在更低的温度下)分解的聚碳酸酯。

在一些其它实施方案中，采用多相释放工艺。例如在一些此些实施方案中，多相释放工艺包含液体蚀刻以及随后的干法等离子体蚀刻。一般来说，即使显示设备的结构组件和电学组件被选择来抵抗用于实现释放工艺的蚀刻剂，但是，长期暴露于某些蚀刻剂(具体而言，干法等离子体蚀刻剂)中仍然能够对此些组件造成损坏。因而，理想的是限制显示设备暴露于干法等离子体蚀刻的时间。然而，液体蚀刻剂易于在完全释放显示设备时变得不太有效。采用多相释放工艺有效地解决了这两个问题。首先，液体蚀刻将通过(形成于EAL中的)孔层孔和任何蚀刻洞可直接到达的模具的部分移除，在模具材料中的EAL的下方形成腔体。此后，施加干法等离子体蚀刻。腔体的初步形成增大了可与干法等离子体蚀刻相互作用的表面积，加快了释放过程，由此对显示设备暴露于等离子体的时间量限制。

如本文所述，结合基于快门的光调制器的形成来进行制备工艺1400。在一些其它实施方案中，用于制造EAL的工艺能够与其它类型的显示元件(包含诸如OLED等的发光体或其它光调制器)的形成一起进行。

图11A示出结合囊封EAL的示例显示设备1600的剖视图。显示设备1600基本上类似于图10I中所示的显示设备1500，因为显示设备1600还包含显示设备，所述显示设备包含将EAL1630支撑于下面的快门1528上方的锚1640，所述快门1528也由锚1640支撑。然而，显示设备1600与图10I中所示的显示设备1500不同，在于EAL1630包含由结构材料1656囊封的聚合物材料层1652。在一些实施方案中，结构材料1656可以是金属。通过用结构材料1656囊封聚合物材料1652，EAL1630在结构上对外力具有弹性。因而，EAL1630能够充当屏障以保护下面的快门组件。这种附加的弹性能够在误用程度较高的产品(诸如面向儿童、建筑行业和军事或加固设备的其它使用者的装置)中变得极其出色。

图11B到11D示出图11A中所示的示例显示设备1600的构造的阶段的剖视图。用于形成结合了囊封EAL的显示设备1600的制造工艺始于按照与上文相对于图9和10A到10I所述的方式相类似的方式形成快门组件和EAL。在对孔层材料1540进行沉积和案化(如上文相对于图9及图10G和10H所示的工艺1400的阶段1408所描述)之后，形成囊封EAL的工艺继续在EAL1541的顶部上沉积聚合物材料1652，如图11B中所示。然后图案化沉积的聚合物材料1652，从而形成与孔层材料1540中形成的孔1542对准的开口1654。使得开口1654足够宽以暴露环绕孔1542的下面孔层材料1540的一部分。图11C中示出所述工艺阶段的结果。

形成EAL的工艺继续在经过图案化的聚合物材料1652的顶上沉积并图案化第二层孔层材料1656，如图11D中所示。第二层孔层材料1656可以是与第一孔层材料1540相同的材料，或者其可以是适合于囊封聚合物材料1652的一些其它结构材料。在一些实施方案中，可以通过施加各向异性蚀刻来图案化第二层孔层材料1656。如图11D中所示，聚合物材料1652保持由第二层孔层材料1656囊封。

形成EAL和快门组件的工艺以如下完成：将由第一牺牲材料层1504、第二牺牲材料层1508和第三牺牲材料层1530形成的模具的剩余部分移除。结果如图11A中所示。将牺牲材料移除的工艺与上文相对于图10I或图19所述的工艺类似。锚1640将快门组件支撑于下伏衬底1502的上方并且将囊封的孔层1630支撑于下面快门组件的上方。

可替代地，所增加的EAL弹性能够通过将加强肋引入至EAL的表面中而获得。在EAL中加强肋的包含可补充或代替利用聚合物层囊封的EAL。

图12A示出结合带有肋的EAL1740的示例显示设备1700的剖视图。显示设备1700与图10I中所示的显示设备1500类似，因为显示设备1700还包含通过多个锚1725而支撑于衬底1702和下面的快门1528上方的EAL1740。然而，显示设备1700与显示设备1500的不同之处在于，EAL1740包含用于加强EAL1740的肋1744。通过在EAL1740内形成肋，EAL1740可变得在结构上对外力更具弹性。因此，EAL1740可用作屏障，以保护包含快门1528的显示元件。

图12B-12E示出图12A中所示的示例显示设备1700的构造阶段的剖视图。显示设备1700包含锚1725，用于将带肋的EAL1740支撑于多个快门1528的上方，所述快门1528也由锚1725支撑。用于形成这种显示设备的制造过程开始于以与上面相对于图10A-10I描述的方式相类似的方式形成快门组件和EAL。然而，如以上相对于图10G所描述的，在沉积并图案化第三牺牲材料层1530之后，如图12B中所示，形成带肋的EAL1740的过程继续沉积第四牺牲层1752。然后，第四牺牲层1752被图案化以形成用于形成肋的多个凹部1756，所述肋最终将形成于抬高的孔中。图12C中示出在图案化第四牺牲层1752之后所产生的模具1799的形状。模具1799包含第一牺牲材料1504，第二牺牲材料1508，经图案化的结构材料层1516，第三牺牲材料层1530以及第四牺牲层1752。

形成带肋的EAL1740的过程继续将孔层材料层1780沉积到模具1799的所有暴露表面上。在沉积所述孔层材料层1780之后，所述孔层材料层1780被图案化以形成用作孔层孔(或“EAL孔”)1742的开口，如图12D中所示。

形成包含带肋的EAL1740的显示设备的过程如下完成：移除模具1799的剩余部分，即第一、第二、第三以及第四牺牲材料层1504、1508、1530以及1752的剩余部分。移除模具1799的过程类似于相对于图10I所描述的过程。所得的显示设备1700在图12A中示出。

图12E示出结合具有防粘连突起物的EAL1785的示例显示设备1760的剖视图。显示设备1760基本上类似于图12A所示的显示设备1700，但与EAL1740的不同之处在于，EAL1785在形成EAL1740的肋1744的区域中包含多个防粘连突起物。

可使用与制造显示设备1700的制造过程相类似的制造过程来形成防粘连突起物。如图12D中所示，当图案化孔层材料层1780以形成用于EAL孔1742的开口时，孔层材料层1780也被图案化以移除孔层材料，所述孔层材料形成肋1744的衬底部分1746(在图12D中示出)。所保留的是肋1744的侧壁1748。侧壁1748的底表面1749可用作防粘连突起物。通过使防粘连突起物形成于EAL1785的底表面处而防止快门粘着到EAL1785。

图12F示出另一示例显示设备1770的剖视图。显示设备1770类似于图12A中所示的显示设备1700，因为它包含带肋的EAL1772。与显示设备1700相比，显示设备1770的带肋的EAL1772包含远离在带肋的1772下面的快门组件而向上延伸的肋1774。

用于制造带肋的EAL1772的过程类似于用于制造显示设备1700的带肋的EAL1740的过程。唯一的差异在于在沉积于模具1799上的第四牺牲层1752的图案化。在产生带肋的EAL1740时，使大部分第四牺牲层1752被保留作为模具的一部分，并且凹部1756形成在第四牺牲层1752内，以形成肋1744的模具(如图12C中所示)。相反，在形成EAL1772时，大部分第四牺牲层1752被移除，留下然后形成肋1774于其上的台面。

图12G-12J示出适用于图12A和12E的带肋的EAL1740和1772的示例肋图案的平面图。图12G-12J中的每一个示出与一对EAL孔1742邻近的一组肋1744。在图12G中，肋1744横跨EAL线性延伸。在图12H中，肋1744围绕EAL孔1742。在图12I中，肋1744沿两个轴横跨EAL延伸。最后，在图12J中，肋1744采取横跨EAL形成于周期性位置处的隔离凹部的形式。在一些其它实施中，各种额外的肋图案可被用于加强EAL。

在一些实施方案中，通过EAL形成的孔层孔可被配置成包含光色散结构以增加显示器的视角，所述光色散结构被结合在显示器中。

图13示出结合具有光色散结构1850的示例EAL1830的显示设备1800的一部分。具体地，显示设备1800基本上类似于图5A中所示的显示设备1000。与显示设备1000相反，显示设备1800包含形成于EAL1830的升高孔层孔1836中的光色散结构1850。在一些实施方案中，光色散结构1850可以是透明的，使得光可穿过光色散结构1850。一般来说，光色散结构1850导致穿过孔层孔1836的光反射、折射或散射，从而增加由显示设备1800输出的光的角度分布。角度分布的此增加可增加显示设备1800的视角。

在一些实施方案中，光色散结构1850可通过将透明材料层1845(例如，电介质或透明导体，诸如ITO)沉积至EAL1830的暴露表面和EAL1830形成于其上的模具上形成。然后透明材料1845图案化，使得光色散结构1850在孔层孔1836最终形成的区域内形成。在一些实施方案中，光色散结构可通过沉积并图案化反射材料层(例如，金属层或半导体材料层)形成。

图14A到14H示出结合光色散结构1950a至1950h(一般为光色散结构1950)的示例EAL的部分的顶视图。光色散结构1950可形成的示例图案包含水平、垂直、对角条纹，或弯曲(见图14A到14D)、锯齿形或人字形图案(见图14E)、圆形(见图14F)、三角形(见图14G)，或其它不规则形状(例如见图14H)。在一些实施方案中，光色散结构可包含不同类型的光色散结构的组合。穿过光色散结构形成于其中的升高孔层孔的光可基于形成于EAL孔层孔内的光色散结构的类型以不同方式散射。例如，取决于光色散结构的特定几何形状和表面粗糙度，当光穿过形成光色散结构的材料层之间的界面时，光可折射或可反射或散射离开所述结构的边缘和表面。

图15示出结合包含透镜结构2010的EAL2030的示例显示设备2000的剖视图。显示设备2000基本上类似于图5所示的显示设备，例外的是显示设备2000包含形成于EAL2030的孔层孔2036内的透镜结构2010。透镜结构2010可成形使得穿过透镜结构2010来自背光的光扩散至穿过空孔层孔的光先前不能到达的区域。这改善了显示器的视角。在一些实施方案中，透镜结构2010可由透明材料(诸如SiO₂或其它透明电介质材料)形成。透镜结构2010可通过将透明材料层沉积至EAL的暴露表面和EAL2030形成于其上的模具上，并且使用分级的音调蚀刻掩模选择性地蚀刻所述材料而形成。

在一些实施方案中，穿过下层基底的遮光层形成的孔或穿过快门形成的快门孔也可包含类似于图13、14A到14H中所示的光色散结构或类似于图15中所示的透镜结构2010。在一些其它实施方案中，颜色滤光片阵列可耦接到EAL或与EAL一体成形，使得每个EAL孔均被颜色滤光片覆盖。在这种实施方案中，图像可通过使用快门组件的独立的组同时显示多种颜色子场(或与多种颜色子场相关联的子帧)形成。

某些基于快门的显示设备利用用于驱动像素阵列快门的复杂电路。在一些实施方案中，通过电互连发送电流由电路消耗的功率与互连上的寄生电容成正比。因此，显示器的功率消耗可通过减少电互连上的寄生电容来降低。电互连上的寄生电容可减少的一种方法为增加电互连与其它导电组件之间的距离。

然而，因为显示器制造商增加像素密度以改进显示器的分辨率，所以每个像素的大小会被减小。隐藏，电组件布置在更小的空间内，减少可用的空间以使相邻的电组件分离。因此，由于寄生电容导致的功耗有可能增加。减少寄生电容而不减弱像素大小的一种方式是通过在显示设备的EAL的顶上形成一或多个电互连。通过将电互连放置在EAL的顶上，人们可以在EAL的顶上的互连与在下伏衬底上的EAL之下的这些互连之间引入大的距离。所述距离基本上减少了在EAL的顶上的电互连与形成在下伏衬底上的任何导电组件之间的寄生电容。电容上的减少在功耗中产生了相应的减少。其也增加信号用以通过互连进行传播的速度，增加显示器可以寻址的速度。

图16示出具有EAL2130的示例显示设备2100的剖视图。除了显示设备2100包含形成在EAL2130的顶上的电互连2110之外，显示设备2100与在图5A中示出的显示设备1000基本上类似。

在一些实施方案中，电互连2110可以形成在支撑EAL2130的锚2140的顶上。在一些实施方案中，电互连2110可以与其上形成有电互连2110的EAL2130电隔离。在一些此些实施方案中，电隔离材料层首先沉积在EAL2130上，并且然后电互连2110可以形成在电绝缘材料上。在一些实施方案中，电互连2110可以是列互连，诸如在图3B中示出的数据互连808。在一些其它实施方案中，电互连2110可以是行互连，例如，在图3B中示出的扫描线互连806。在一些其它实施方案中，电互连2110可以是共同互连，诸如也在图3B中示出的致动电压互连810或者全局更新互连812。

在一些实施方案中，电互连2110可以电耦接到显示设备2100的快门2120。在一些此些实施方案中，电互连2110经由支撑EAL2130和下面快门组件两者的导电锚2140直接地电耦接到快门2120。例如，在其中EAL2130包含导电材料并且电绝缘材料沉积在EAL2130上方的实施方案中，在沉积将形成互连2110的材料之前，绝缘材料可以图案化以使耦接到和/或形成锚2140的部分的EAL2130的部分暴暴露来。然后，当沉积互连材料时，互连材料用EAL的暴露部分来形成电连接件，允许电流从电互连2110，通过EAL2130，下拉锚2140，并且流到由锚支撑的快门2120上。在一些实施方案中，EAL2130像素化使得其包含多个电隔离的导电区域。在一些实施方案中，电互连2110配置成向一或多个电隔离导电区域的电组件提供电压。

显示设备也包含多个其它电互连2112，所述电互连2112形成在与图5中示出的透明衬底1002相似的下面透明衬底2102的顶上。在一些实施方案中，电互连2112可以是列互连、行互连，或者共同互连中的一个。在一些实施方案中，互连被选择用于定位在EAL的顶上和EAL下面以增加在切换的互连之间的距离，即，携带电压的相对频繁改变的互连，诸如数据互连。例如，在一些实施方案中，行互连可以位于EAL的顶部上同时数据互连位于在衬底上的EAL下面。同样，在一些其它实施方案中，行互连放置在衬底上的EAL下面，并且数据互连位于EAL的顶上。作为切换事件的主要结果随着电容相关的功耗升高，保持较恒电压的互连可以保持在较恒电压处的互连可以彼此较靠近的定位。

在一些实施方案中，EAL可以支撑仅电互连除外的另外的电组件。例如，EAL可以支撑电容器、晶体管、或者其它形式的电组件。并入EAL安装电组件的显示设备的示例在图17中示出。

图17显示示例显示设备2200的部分的透视图。显示设备包含与图3B的控制矩阵860相似的控制矩阵。在显示设备2200中，致动电压互连810和充电晶体管845形成在EAL2230的顶上。

EAL2230由锚2240所支撑，所述锚还支撑着下面的遮光组件807，在所述情况下即快门。更具体地说，致动器2208的负载电极2210脱离锚2240延伸并且连接到遮光组件807。负载电极2210通过位于EAL2230上的充电晶体管845既为遮光组件807提供物理支撑，又为致动电压互连810提供电连接件。致动器也包含从第二锚2214延伸的驱动电极2212，其耦接到下面的衬底，但不到达EAL。

在操作中，当施加电压于致动电压互连810时，充电晶体管845被切换至接通状态“ON”，并且电流通过锚2240和负载电极极2210以将遮光组件807上的电压增加至致动电压。同时，电流通过锚2240流至EAL下侧的电隔离区2250，使得遮光组件807和电隔离区2250流保持相同的电位。

为了制造EAL2230，导电层沉积在模具顶部，例如图10F中所示的模具1599。导电层随后被图案化以电隔离导电层的不同区域，以便使得每一区域对应于下面的快门组件。电隔离层随后沉积于导电层的顶部。所述隔离层被图案化以暴露导电层的部分区域，使得形成于EAL顶部的互连或者其它电子元件与EAL建立电耦接。制动电压互连810和充电晶体管845随后通过使用薄膜光刻处理工艺，包含沉积和案化电介质、半导体和导电材料的其它层，在电隔离层顶部被制造。在一些实施方案中，致动电压互连810、充电晶体管845以及在EAL的顶部形成的任何其它电子元件通过使用氧化铟镓锌(IGZO)兼容制作工艺而形成。例如，充电晶体管可以包含IGZO信道。在一些其它实施方案中，一些电子元件通过使用导电氧化材料或其它族IV半导体而形成。在一些其它实施方案中，电子元件使用更传统半导体的材料而形成，例如，a-Si或低温多晶硅(LTPS)。

虽然图17仅示出EAL顶部的互连和晶体管的制造，但是其它电子元件也可以直接在EAL上形成或被安装到EAL上。例如，EAL也可以支撑一或多个写入启用的晶体管830、数据存储电容835、更新晶体管840以及其它开关、电平转换器、中继器、放大器、寄存器以及其它集成电路元件。例如，EAL可以支撑选择用于支撑触摸屏功能的电路。

在一些其它实施方案中，其中EAL支撑一或多个数据互连(例如图3A和3B中所示的数据互连808)，EAL也可以支撑沿着互连的又一缓冲器以再驱动互连传递下来的信号，以减少互连的负载。例如，每个数据互连可以包含沿其长度方向1个到大约10个缓冲器。在一些实施方案中，缓冲器可以通过使用一个或两个逆变器来实施。在一些其它实施方案中，更多复杂的缓冲器电路可以被包含在内。通常，在显示衬底上对缓冲器来说没有足够的空间。然而，在一些实施方案中，EAL可以提供足够的额外空间以容纳此种缓冲器使其起作用。

特定的显示设备可以通过将形成显示器前部的盖板附接至后透明衬底来装配。盖板具有遮光层，穿过所述遮光层形成前孔。透明衬底包含遮光层，穿过所述遮光层形成后孔。透明衬底可以支撑多个具有光调制器的显示元件，所述光调制器对应于穿过遮光层而形成的后孔。当盖板和透明衬底彼此附接时，前孔与其相对应的下面的孔的对准偏差可能会非常不利地影响显示设备的显示特性。特别地，对准偏差可以非常不利地影响显示设备的照度、对比率和视角中的一或多种。因此，当将盖板附接至透明衬底上时，需要格外小心，以确保孔与相应的显示元件和后孔紧密地对准，从而避免增加成本和装配此种显示器的复杂性。

作为克服这样的未对准问题的替代方案，前遮光层可以形成在EAL上或可由EAL形成，而不是形成在盖板上。在有助于减少来自相对于EAL以相对低角度穿过EAL的任何光泄露的一些实施方案中，EAL被配置成附着至盖板，以大致密封以此角度从显示器射出且负面地影响显示器对比度的任何光学路径。图18A-18C展示了与这种EAL结合的两个显示设备的剖视图。

图18A是示例显示器2300的剖视图。显示器2300被构造在MEMS-向上配置中，且包含附着在盖板2308后表面的EAL2330。显示器2300包含制造在MEMS衬底2306上的快门组件2304和EAL2330。EAL2330以与10A-10I所描述的方式相类似的方式被构造。然而，在构造EAL2330时，孔层材料被沉积得更薄，以增加它们的柔性。相反，EAL1541被构造成大致是刚性的。

盖板2308朝后的表面被处理以促进EAL2330和盖板2308之间的静摩擦力。在一些实施方案中，所述表面处理包含使用氧基或氟基等离子来清洁后表面，因为清洁表面，特别是具有大于20mJ/m²附着功的表面，倾向于附着在一起。在一些其它实施方案中，亲水涂层被施加到盖板2308的后表面和/或EAL2330的前表面。然后在干燥或潮湿的环境中，使EAL2330与盖板的后表面接触。在干燥环境中，相对表面上的氢氧(OH)基彼此吸引。在潮湿环境中，水分凝结在一个或两个表面上，以导致所述表面被吸引并附着至相对的亲水涂层。在一些其它实施方案中，一或两个表面可涂布有具有低硅浓度的SiO₂或SiNx以促进附着。在制造过程期间，在使盖板2308接近MEMS衬底2306之后，将电荷施加至所述盖板，以吸引EAL2330与盖板2308的后表面接触。在接触盖板2308的后表面之后，EAL2330实质上永久地附着至所述表面。在一些实施方案中，可以通过加热表面来促进附着。

图18B和18C示出其它示例显示设备2350和2360的剖视图。将显示设备2350和2360构建在MEMS-向下配置中，其中MEMS快门组件阵列和EAL2354被制造在前MEMS衬底2356上。前MEMS衬底2356附接至后孔层衬底2358。EAL2354附接至后孔层衬底2358。

显示设备2350和2360彼此唯一不同的是反射层2362结合至显示设备2350和2360的位置。反射层2362通过将未穿过EAL2354中的孔2364的光反射至照亮显示设备2350和2360的相应背光2366，而提供光循环。在显示设备2350中，反射层2362沉积在EAL2354的顶部。此些实施方案实质上大幅增加对准公差，因为孔2364不必与后孔层衬底2358上的任何特定特征对准。然而，在一些情况下，在EAL2354上形成此些层可以是昂贵的或相反不合乎需要的。在此情况下，如在图18B中的显示设备2360中所示出的，反射层2362可沉积在后孔层衬底2358上而不是EAL2354上。

在一些实施方案中，显示设备可被设计成使得模具无需被完全移除，以允许进行合适的显示操作。例如，在一些实施方案中，显示设备可被设计成在完成释放处理后，模具的一部分保持在EAL的部分之下，例如围绕支撑EAL的锚。

图19是示例显示设备2400的剖视图。一般使用形成相对于图10A-10I所描述的显示设备1500的制造过程来形成显示设备2400。然而，与此制造过程相比，所述显示设备的制造过程未完全移除其上构造有显示设备2400的模具。

特别地，显示设备2400包含锚2440，所述锚2440大致类似于图10I中所示的锚1525。然而，锚2440被进行释放处理之后留下的模具材料2442所环绕。所述释放处理包含从形成有显示设备2400的模具处部分地释放显示设备2400。在一些实施方案中，通过仅仅暴露模具的某些表面或限制模具暴露于脱模剂而部分地移除模具。在一些实施方案中，保留在锚2440周围的模具部分可对锚2440提供额外的支撑。

在一些实施方案中，模具材料可以被选择性移除。例如，限制快门2420或耦接到快门2420的制动器2422运动的模具材料应被移除。此外，遮挡后孔2406(其穿过沉积于透明衬底上的遮光层2404而形成)和相对应的EAL孔2436(期穿过EAL2430而形成)之间的光学路径的模具材料应被移除。也就是说，填充EAL孔2436下面区域的模具材料应被移除，使得来自逆光(图中未描述)的光可穿过EAL孔2436。然而，可使未限制移动部件(例如快门2420和致动器2422)的运动且未干涉上述的光的透射的模具材料可以被留在适当位置。例如，在显示设备其它区域下面，例如围绕锚2440或在EAL2430的遮光部分下面的牺牲材料2442可以被保留。所述牺牲材料2442可以以这种方式对锚2440和EAL2430提供额外支撑。此外，由于很少牺牲材料从显示设备2400处被移除，因此蚀刻过程可以更快速地完成，从而减少制造时间。

图20A和20B是示出包含多个显示元件的示例显示设备40的系统框图。显示设备40可以是，例如，智能手机、蜂窝电话或移动电话。然而，显示设备40的相同组件或其轻微的变化也说明各种类型的显示设备，例如电视、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持设备和便携式媒体装置。

显示设备40包含壳体41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48和麦克风46。壳体41可通过各种制造工艺形成，包含注模及真空成形。此外，壳体41可由多种材料的任一者形成，包含但不限于：塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。壳体41可包含可移除部分(未图示)，所述可移除部分可与具有不同颜色或含有不同标记、图画或符号的其它可移除部分互换。

如本文所述的，显示器30可以是各种显示器中的任一种，包含双稳态的或模拟显示器。显示器30也可被配置成包含平板显示器，例如等离子体、电荧光的(EL)、有机光发射二极管(OLED)、超扭转向列型液晶显示器(STNLCD)，或薄膜晶体管(TFT)LCD，或非平板显示器，例如阴极射线管(CRT)或其它显像管装置。

图20A示意性地示出显示设备40的组件。显示设备40包含壳体41并可以包含至少部分地封闭在其中的其它组件。例如，显示设备40包含网络接口27，其包含可耦接到收发器47的天线43。网络接口27可以是可在显示设备40上显示的图像数据的来源。相应地，网络接口27是图像源模块的一个示例，但是处理器21和输入装置48也可以用作图像源模块。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可以被配置成调节信号(例如滤波器或以其它方式控制信号)。调节硬件52可连接至扬声器45和麦克风46。处理器21也可连接至输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29可耦接到帧缓冲器28和阵列驱动器22，所述阵列驱动器22可接着耦接到显示器阵列30。显示设备40中的一或多个元件，包含在图20A中未特别出出的元件，可以被配置成用作存储装置并被配置成与处理器21通信。在一些实施方案中，电源供应器50可向特定显示设备40设计中的大致所有的组件提供电力。

网络接口27包含天线43和收发器47，使得显示设备40可与网络上的一或多个装置通信。网络接口27也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可以发射和接收信号。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))或者IEEE801.11标准(包含IEEE801.11a,b,g,n及其进一步的实施方案)来发射和接收RF信号。在一些其它实施方案中，天线43根据(蓝牙)标准来发射和接收RF信号。就蜂窝电话的情况来说，天线43可被设计成接收码分多路存取(CDMA)、频分多路存取(FDMA)、时分多路存取(TDMA)、全球移动通讯系统(GSM)、GSM/通用分组无线电业务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地集群无线电(TETRA)、宽频-CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DORevA、EV-DORevB、高速分组存储(HSPA)、高速下行链路分包存取(HSDPA)、高速上行链路分包存取(HSUPA)、演进型高速分包存储(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或在无线网络，例如使用3G、4G或5G技术的系统内用于通信的其它已知的信号。收发器47可以预处理从天线43接收的信号，使得它们可通过处理器21接收并且进一步被处理器21处理。收发器47也可处理从处理器21接收的信号，使得它们可经由天线43从显示设备40处发射。

在一些实施方案中，收发器47可被接收器替换。另外，在一些实施方案中，网络接口27可被图像源替换，所述图像源可存储或产生待发送至处理器21的图像数据。处理器21可控制显示设备40的整体操作。处理器21从网络接口27或图像源接收数据(例如压缩图像数据)，并且将所述数据处理成原始图像数据或处理成可易于处理成原始图像数据的格式。处理器21可发送处理过的数据至驱动器控制器29或发送至用于存储的帧缓冲器28。原始数据通常是指识别图像内每个位置处的图像特性的信息。例如，此些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度等级。

处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示设备40的操作。调节硬件52可包含用于发射信号至扬声器45且用于从麦克风46处接收信号的放大器和滤波器。调节硬件52可以是显示设备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可以直接从处理器21或从帧缓冲器28处获取由处理器21产生的原始图像数据，并且可以适当地重新格式化原始图像数据以供高速传输至阵列驱动器22。在一些实施方案中，驱动器控制器29可以将原始图像数据重新格式化成具有类似光栅格式的数据流，使得它具有适合横跨显示器阵列30的扫描的时间次序。然后驱动器控制器29发送格式化信息至阵列驱动器22。虽然驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常作为独立集成电路(IC)与系统处理器21相关联，但是此些控制器可以以许多方式来实现。例如，控制器可嵌入处理器21中作为硬件，嵌入处理器21中作为软件，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处接收格式化信息并可以重新格式化图像数据为一组平行波形，所述平行波形被每秒多次的施加至数百个，且有时数千个(或更多)的引线，所述引线来自显示元件的显示x-y矩阵。在一些实施方案中，阵列驱动器22和显示器阵列30是显示模块的一部分。在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30是显示模块的一部分。

在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于此处描述的任何类型的显示器。例如，驱动器控制器29可以是常规的显示器控制器或者双稳态显示器控制器(诸如上面相对于图1B描述的控制器134)。另外，阵列驱动器22可以是常规的驱动器或者双稳态显示器驱动器。而且，显示器阵列30可以是常规的显示器阵列或者双稳态显示器阵列。在一些实施方案中，驱动器控制器29可以与阵列驱动器22一体化。这种实施方案可以在高度集成系统中有用，例如，移动电话、便携式电子设备、手表或者小面积显示器。

在一些实施方案中，例如，输入装置48可以配置成使用户控制对显示装置40的操作。输入装置48可以包含键盘(诸如QWERTY键盘或者电话键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕、与显示器阵列30一体化的触敏屏幕或者压敏膜或热敏膜。麦克风46可以配置成用于显示设备40的输入装置。在一些实施方案中，通过麦克风46的语音命令可以用于控制对显示装置40的操作。

电源供应器50可以包含各种能量存储装置。例如，电源供应器50可以是可再充电电池，诸如镍镉电池或者锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中，例如，可以使用来自墙壁插座或者光伏装置或阵列的电力来给可再充电电池充电。可替代地，可再充电电池可以是可无线地充电。电源供应器50也可以是可再生能源、电容器或者太阳能电池，其中包含塑料太阳能电池或者太阳能电池涂料。电源供应器50也可配置成从墙壁插座接收电力。

在一些实施方案中，控制可编程性驻留在驱动器控制器29中，所述驱动器控制器29可以位于电子显示系统中的多个地方。在一些其它实施方案中，控制可编程序性驻留在阵列驱动器22中。上述优化可以在任何数目的硬件和/或软件部件中以及各种配置中实施。

如本文所用，涉及一系列项目中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包含单个要素。作为示例，“a、b或c的至少一个”旨在覆盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。

结合本文公开的实施方案所描述的各个说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实施为电子硬件、计算机软件或者两者的组合。在功能方面已经大体地对硬件和软件的可互换性进行了描述，并且已在上述的各个说明性部件、块、模块、电路和过程中描述了硬件和软件的可互换性。这种功能是否实施在硬件或者软件中取决于具体应用和强加在整体系统上的设计约束。

用于实施结合本文所公开的各方面所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装置可以使用以下来实施或者执行：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、离散硬件组件或者其设计为执行本文所描述的功能的任何组合。通用处理器可以是微处理器，或者，任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以实施为计算装置的组合，例如，DSP和微处理器、多个微处理器、与DSP芯结合的一或多个微处理器或者任何其它这种配置。在一些实施方案中，特定过程和方法可以由专用于给定功能的电路来执行。

在一或多个方面，所描述的功能可在硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含本说明书中所公开的结构及其结构等效物)或其任何组合中实施。本说明书中所描述的主题的实施方案也可以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，这些计算机程序在计算机存储媒介上进行编码以由数据处理装置执行或者用于控制数据处理装置的操作。

本领域技术人员很容易了解对本公开中描述的实施方案的各种修改，此处所界定的一般原理可应用于到其它实施方案中，而不脱离本公开的精神或范围。因此，本权利要求书并不限于本文所示的实施方案，而是旨在给予与本公开、本文公开中的原理和特征相一致的最广义的范围。

此外，本领域普通技术人员将容易领会到，术语“上部”和“下部”有时是为了便于描述附图，并且用于指示在适当地定位的页码上附图定位相应的相对位置，并且可能无法反映如上所述实施的任何装置的合适的定位。

本说明书中描述的在各个实施方案的上下文中的某些特征也可以在单个实施方案中结合实现。相反，在单个实施方案上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施方案中或者任意合适的子组合中实现。此外，虽然这些特征可能在上面被描述为在某些组合中起作用，甚至最初这样要求，但是在一些情况下来自所要求的组合的一或多个特征可以从组合中删去并且所要求的组合可以指向子组合或者子组合的变体。

类似地，为了实现所需结果，尽管操作以特定顺序在附图中示出，但这不应当被理解为要求此些操作以示出的特定顺序或者以连续顺序来执行，或者要求要执行所有图示的操作。此外，附图可以以流程图的形式示意性地描述另一个示例过程。然而，未示出的其它操作可以被引入示意性地示出的示例过程中。例如，一或多个附加操作可以在所示出的操作之前、之后、同时或之间执行。在一些情况中，多重任务和并行处理可能有益处。此外，在上述实施方案中多个系统组件的分离不应理解为在所有实施方案中需要这些操作，应当将其理解为所描述的程序组件和系统通常可以在单个软件产品中集成在一起，或是被打包到多个软件产品中。此外，其它实施方案属于如下权利要求书的范围。在某些情况下，权利要求中陈述的动作能够以不同顺序执行，但仍然能实现期望的结果。

Claims (34)

1.一种设备，包括：

透明衬底；

遮光的升高孔层EAL，其界定贯穿其中而形成的多个孔；

多个锚，其用于将所述EAL支撑在所述衬底上方；以及

多个显示元件，其位于所述衬底和所述EAL之间，其中所述显示元件中的每一个对应于由所述EAL界定的所述多个孔的至少一个相应孔，每个显示元件包含可移动部分，所述可移动部分由将所述EAL支撑在所述衬底上方的对应的锚来支撑在所述衬底上方。

2.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括第二衬底，其位于所述EAL的与所述衬底相对的一侧上，其中所述EAL附着在所述第二衬底的表面。

3.根据权利要求2所述的设备，其进一步包括反射材料层，其沉积于所述EAL的最靠近所述第二衬底的表面与面向所述EAL的所述第二衬底中的一者上。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述EAL包含朝向所述衬底延伸的多个肋和多个防粘连突起物中的一者。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述EAL包含与相应显示元件对应的多个电隔离的导电区域。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述电隔离的导电区域被电耦接到所述相应显示元件的部分。

7.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括光色散元件，所述光色散元件布置于穿过由所述EAL界定的所述孔的光学路径中。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述光色散元件包含透镜和散射元件中的至少一者。

9.根据权利要求7所述的设备，其中所述光色散元件包含图案化的电介质。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述显示元件包含基于微机电系统MEMS快门的显示元件。

11.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

显示器；

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，其经配置以向所述显示器发送至少一个信号；且其中

所述处理器进一步经配置以向所述驱动器电路发送所述图像数据的至少一部分。

13.根据权利要求11所述的设备，其进一步包括：

图像源模块，其经配置以向所述处理器发送所述图像数据，其中所述图像源模块包含接收器、收发器以及发射器中的至少一者。

14.根据权利要求11所述的设备，其进一步包括：

输入装置，其经配置以接收输入数据并向所述处理器传达所述输入数据。

15.一种形成显示设备的方法，其包括：

在形成于衬底上的显示元件模具上制造多个显示元件，其中所述显示元件包含用于将所述相应显示元件的部分支撑所述衬底上方的对应锚；

将第一牺牲材料层沉积在所述制造的显示元件上方；

图案化所述第一牺牲材料层以暴露所述显示元件锚；

将结构材料层沉积在所述第一牺牲材料层上方，使得所述沉积的结构材料部分地沉积在所述暴露的显示锚上；

图案化所述结构材料层以界定与相应显示元件对应的贯穿其中的多个孔，以形成升高孔层EAL；以及

将所述显示元件模具和所述第一牺牲材料层移除。

16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括将第二牺牲材料层沉积在所述第一牺牲材料层上方，并图案化所述第二牺牲材料层，以形成用于多个EAL加强肋和多个防粘连突起物中的一者的模具，所述多个EAL加强肋和多个防粘连突起物从所述EAL朝向所述相应显示元件的悬置部分延伸。

17.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括使所述EAL的区域与第二衬底的表面相接触，使得所述EAL的所述区域附着到所述第二衬底的所述表面。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述结构材料层包含导电材料。

19.根据权利要求18所述的方法，其中图案化所述结构材料层使所述EAL的相邻区域电隔离，其中所述EAL的每个电隔离的区域被电耦接到相应显示元件的所述悬置部分。

20.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括将电介质层沉积在所述结构材料层上方，并图案化所述电介质层，以将光色散元件界定在穿过所述结构材料层界定的所述孔的上方。

21.一种设备，其包括：

衬底；

升高孔层EAL，其包含由结构材料囊封的聚合物材料，所述EAL界定贯穿其中形成的多个孔；以及

多个显示元件，其位于所述衬底与所述EAL之间，每个显示元件与所述多个孔中的相应孔对应。

22.根据权利要求21所述的设备，其中所述结构材料包含金属、半导体以及材料堆叠中的至少一种。

23.根据权利要求21所述的设备，其进一步包括在所述EAL表面上沉积的光吸收层。

24.根据权利要求21所述的设备，其中所述衬底包含遮光材料层。

25.根据权利要求24所述的设备，其中所述遮光材料层界定与所述EAL的相应孔对应的多个衬底孔。

26.根据权利要求21所述的设备，其中所述EAL包含第一结构层、第一聚合物层以及第二结构层，使得所述第一结构层和所述第二结构层囊封所述第一聚合物层。

27.根据权利要求21所述的设备，其中所述EAL包含与相应显示元件对应的多个电隔离的导电区域。

28.根据权利要求27所述的设备，其中所述电隔离的导电区域被电耦接到所述相应显示元件的部分。

29.根据权利要求28所述的设备，其中所述电隔离的导电区域经由将所述相应显示元件支撑在所述衬底上方的锚来电耦接到所述相应显示元件的所述部分。

30.根据权利要求29所述的设备，其中将所述相应显示元件的所述部分支撑在所述衬底上方的所述锚还将所述EAL支撑在所述显示元件上方。

31.一种形成显示设备的方法，其包括：

在形成于衬底上的显示元件模具上形成多个显示元件；

将第一牺牲材料层沉积在所述显示元件上方；

图案化所述第一牺牲材料层以暴露多个锚；

通过以下步骤将升高孔层EAL形成在所述第一牺牲材料层上方：

将第一结构材料层沉积在所述第一牺牲材料层上方，使得所述沉积的结构材料部分地沉积在所述暴露的锚上；

图案化所述第一结构材料层以界定与相应显示元件对应的多个下部EAL孔；

将聚合物材料层沉积在所述第一结构材料层上方；

图案化所述聚合物材料层，以界定基本上与对应的下部EAL孔对准的多个中部EAL孔；

将第二结构材料层沉积在所述聚合物材料层上方，以将所述聚合物材料层囊封在所述第一结构材料层和所述第二结构材料层之间；以及

将所述第二结构材料层图案化，以界定基本上与对应的中部EAL孔和下部EAL孔对准的多个上部EAL孔；以及

将所述显示元件模具和所述第一牺牲材料层移除。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述暴露的锚将对应显示元件的部分支撑在所述衬底上方。

33.根据权利要求31所述的方法，其中所述暴露的锚与将所述显示元件的部分支撑在所述衬底上方的一组锚不同。

34.根据权利要求31所述的方法，其进一步包括将光吸收层或光反射层中的至少一者沉积在所述第二结构材料层上方。