CN105143957A - 结合由互连件支撑的升高光圈层的显示设备 - Google Patents

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CN105143957A
CN105143957A CN201480014403.XA CN201480014403A CN105143957A CN 105143957 A CN105143957 A CN 105143957A CN 201480014403 A CN201480014403 A CN 201480014403A CN 105143957 A CN105143957 A CN 105143957A
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堤摩西·J·布洛斯尼汉
斯特芬·英格利希
杰维尔·维拉瑞欧
理查德·S·佩恩
马克·克林
斯蒂芬·R·刘易斯
奈斯比特·哈古德
尤金·非克
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Abstract

本发明提供用于显示图像的系统、方法和设备。一些此设备包含透明衬底、形成在所述衬底上的显示元件、通过形成在所述衬底上的锚固件支撑在所述衬底上方的光阻挡升高光圈层EAL,以及设置在所述EAL上用于向所述显示元件载送电信号的电性互连件。所述电性互连件可包含数据电压互连件、扫描线互连件或全局互连件中的一或多者。在一些实施方案中,电介质层可将所述电性互连件与所述EAL分开。所述EAL可包含从中穿过形成的与所述显示元件相对应的光圈。在一些实施方案中,设置在所述衬底上的第二电性互连件可电性耦合到多个显示元件。

Description

结合由互连件支撑的升高光圈层的显示设备
相关申请
本专利申请要求于2013年3月15提交的题为“结合由互连件支撑的升高光圈层的显示设备(DisplayApparatusIncorporatinganInterconnect-SupportingElevatedApertureLayer)”的美国专利申请第13/843,135号的优先权,其转让给本申请的受让人并且通过引用明确合并到本文中。
技术领域
本发明涉及机电系统(EMS)领域,并且特别涉及用于显示设备中的集成的升高光圈层。
背景技术
一些显示器通过将具有光圈层的盖板附接至支撑多个显示元件的衬底来构成。光圈层包含对应于相应显示元件的光圈。在此些显示器中,光圈与显示元件的对齐影响图像质量。因此,当将盖板附接至衬底时,需额外谨慎以确保光圈与相应的显示元件紧密地对齐。这增加了组装此些显示器的成本。此外,此些显示器还包含用于保持盖板与由衬底支撑的附近显示元件之间的适度安全距离的间隔件,以降低由外力(例如,人按压在显示器上)导致损坏的风险。这些间隔件也制造昂贵,从而增加了制造成本。另外,盖板与显示元件之间的大的距离不利地影响图像质量。特别是,它降低了显示器的对比度。为了减小距离,盖板和衬底可以耦合在一起而在两者之间只有微小的间隙,然而,这可能增大显示元件与盖板彼此接触时的损坏的风险。
发明内容
本发明的系统、方法和装置各具有若干创新方面,任何一个单独的方面都不能得到本文所公开的令人满意的特性。
在本发明中描述的主题的一个创新方面可以实施为一种设备,所述设备包含透明衬底、光阻挡升高光圈层(EAL)、用于在衬底上方支撑EAL的多个锚固件、以及多个显示元件。EAL限定穿过其中形成的多个光圈。多个显示元件设置在衬底与EAL之间。每个显示元件对应于由EAL限定的多个光圈中的至少一个相应光圈,并且每个显示元件包含可移动部,所述可移动部通过在衬底上方支撑EAL的相应锚固件被支撑在衬底上方。在一些实施方案中,显示元件包含基于微机电系统(MEMS)快门的显示元件。
在一些实施方案中,所述设备包含设置与衬底相对的EAL的一侧上的第二衬底。在一些此类实施方案中,EAL可以附着至第二衬底的表面上。在一些其它此类实施方案中,所述设备包含一层反射材料,其沉积在EAL与第二衬底最近的一个表面上,并且第二衬底面向EAL。
在一些实施方案中,EAL包含多个肋中的至少一个肋和朝向衬底延伸的多个抗静摩擦突起。在一些其它实施方案中,所述设备包含设置在经过由EAL限定的光圈的光学路径中的光分散元件。在一些此类实施方案中,光分散元件包含透镜和散射元件中的至少一个。在一些其它此类实施方案中,光分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性隔离的导电区域。在一些此类实施方案中,电性隔离的导电区域被电性耦合到相应显示元件的部分。
在一些实施方案中,所述设备还包含显示器、处理器和存储器装置。处理器可以经配置以与显示器通信并且处理图像数据。存储器装置可以被经配置以与处理器通信。在一些实施方案中,所述设备还包含经配置以将至少一个信号发送至显示器的驱动电路。在一些此类实施方案中,处理器还经配置以将图像数据的至少一部分发送至驱动电路。在一些其它实施方案中,所述设备还可以包含经配置以将图像数据发送至处理器的图像源模块。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,所述设备包含经配置以接收输入数据并且将输入数据传送至处理器的输入装置。
本发明中所描述的主题的另一个创新方面可实施为一种用于形成显示设备的方法。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。显示元件包含用于在衬底上方支撑相应的显示元件的部分的对应的锚固件。所述方法还包含将第一层牺牲材料沉积于所制造的显示元件的上方,并对第一层牺牲材料进行图案化,以暴露显示元件锚固件。所述方法还包含将一层结构材料沉积于第一层牺牲材料上方,使得所沉积的结构材料部分地沉积于所暴露的显示器锚固件上,并对这层结构材料进行图案化,以限定对应于相应的显示元件的穿过这层结构材料的多个光圈,从而形成升高光圈层(EAL)。此外,所述方法包含去除显示元件模具和第一层牺牲材料。
在一些实施方案中,所述方法还包含将第二层牺牲材料沉积于第一层牺牲材料上方,并对第二层牺牲材料进行图案化,以形成用于多个EAL加强肋或多个抗静摩擦突起的模具,其中,所述多个EAL加强肋或所述多个抗静摩擦突起从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,从而使得EAL的区域附着至第二衬底的表面。在一些其它实施方案中,所述方法包含将一层电介质沉积于所述一层结构材料上方,并对所述一层电介质进行图案化,以在穿过所述一层结构材料而限定的光圈的上方限定光分散元件。
在一些实施方案中,所述一层结构材料包含导电材料。在一些此类实施方案中,对所述一层结构材料进行图案化使得EAL的相邻区域电性隔离。EAL的每个电性隔离区域可以电性耦合到相应的显示元件的悬置部分。
本发明中所描述的主题的另一个创新方面可实施为一种设备,所述设备包含衬底以及EAL,所述EAL限定从其中穿过而形成的多个光圈。EAL还包含由结构材料封装的聚合物材料。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光圈中的相应的光圈。
在一些其它的实施方案中,所述设备包含沉积于EAL的表面上的光吸收层。在一些其它的实施方案中,衬底包含一层光阻挡材料。在一些此类实施方案中,所述一层光阻挡材料限定与EAL的相应光圈相对应的多个衬底光圈。
在一些实施方案中,所述结构材料包含金属、半导体和一堆叠材料中的至少一种。在一些其它的实施方案中,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对第一聚合物层进行封装。
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性隔离的导电区域。在一些此类实施方案中,电性隔离的导电区域电性耦合到相应的显示元件的一部分。在一些其它此类实施方案中,电性隔离的导电区域经由锚固件电性耦合到相应的显示元件的部分,而这些锚固件将相应的显示元件支撑于衬底上方。在一些此类实施方案中,在衬底上方支撑相应的显示元件的部分的锚固件也在显示元件上方支撑EAL。
本发明中所描述的主题的另一个创新方面可实施为一种形成显示设备的方法。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、将第一层牺牲材料沉积于显示元件上方、对第一层牺牲材料进行图案化以暴露多个锚固件、在第一层牺牲材料上方形成升高光圈层(EAL)以及去除显示元件模具和第一层牺牲材料。
形成EAL可以包含在第一层牺牲材料上沉积第一层结构材料,使得所沉积的结构材料被部分地沉积在暴露的锚固件上,使第一层结构材料图案化以限定与相应显示元件相对应的多个较低的EAL光圈,在第一层结构材料上沉积一层聚合物材料,对所述一层聚合物材料图案化以限定与对应的较低的EAL光圈实质上对齐的多个中间EAL光圈,在所述一层聚合物材料上方沉积第二层结构材料以封装在第一层结构材料和第二层结构材料之间的所述一层聚合物材料,以及对第二层结构材料图案化以限定与对应的中间EAL光圈和较低的EAL光圈实质上对齐的多个上部EAL光圈。
在一些实施方案中,所暴露的锚固件在衬底上方支撑对应的显示元件的部分。在一些其它实施方案中,所暴露的锚固件与在衬底上方支撑显示元件的部分的一组锚固件不同。
在一些实施方案中,所述方法进一步包含:在第二层结构材料上方沉积光吸收层或光反射层中至少之一。
在本发明中描述的主题的另一个创新方面可以实施为设备,所述设备包含透明衬底、在所述衬底上形成的显示元件、由在所述衬底上形成的锚固件在所述衬底上方支撑的光阻挡EAL、以及在所述EAL上沉积的电性互连件以用于将电信号载送到显示元件。EAL具有穿过所述EAL形成的光圈,所述光圈与显示元件相对应。在一些实施方案中,EMS显示元件包含基于微机电系统(MEMS)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合到电性互连件的至少一个电性部件。在一些这种实施方案中,电性互连件耦合到与显示元件相对应的至少一个电性部件的第一电性部件,并且耦合到与在衬底上形成的第二显示元件相对应的至少一个电性部件的第二电性部件。在一些这种实施方案中,电性部件包含耦合到电性互连件的电容器和晶体管中的至少之一。在一些这种实施方案中,晶体管包含氧化铟镓锌(IGZO)沟道。
在一些实施方案中,电性互连件电性耦合到锚固件,使得所述锚固件将电信号传输到显示元件。在一些其它实施方案中,电性互连件包含数据电压互连件、扫描线互连件或全局互连件之一。在一些实施方案中,所述设备包含电介质层,其使电性互连件与EAL分开。在一些其它的实施方案中,所述设备包含在衬底上沉积的电性耦合到多个显示元件的第二电性互连件。
在一些实施方案中,EAL包含与显示元件相对应的电性隔离的导电区域。在一些这种实施方案中,电性隔离的导电区域电性耦合到显示元件的一部分。在一些实施方案中,电性隔离的导电区域经由在衬底上方支撑显示元件的第二锚固件电性耦合到显示元件的部分。在一些其它实施方案中,在衬底上方支撑EAL的锚固件也在所述衬底上方支撑显示元件的一部分,并且电性隔离的导电区域经由所述锚固件电性耦合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、处理器以及存储器装置。处理器可以被经配置以与显示器通信并且处理图像数据。存储器装置可以被经配置以与处理器通信。在一些实施方案中,所述设备还包含:驱动电路,其被经配置以向显示器发送至少一个信号。在一些其它实施方案中,处理器还被经配置以向驱动电路发送图像数据的至少一部分。在一些其它实施方案中,所述设备还可以包含:图像源模块,其被经配置以向处理器发送图像数据。图像源模块可以包含接收器、收发器以及发射器中至少之一。在一些其它实施方案中,所述设备包含:输入设备,其被经配置以接收输入数据以及将输入数据传送给处理器。
本发明中所描述的主题的另一个创新方面可实施为一种制造显示设备的方法。所述方法包含提供透明衬底并在衬底上形成显示元件。在衬底上方形成光阻挡层,其由形成于衬底上的锚固件进行支撑。所述方法还包含穿过光阻挡层形成光圈,以形成EAL,其中所述光圈对应于显示元件。在EAL的顶部上形成电性互连件以将电信号载送至显示元件。
在一些实施方案中,所述方法包含在形成电性互连件之前,将一层电绝缘材料沉积于EAL上方。在一些此类实施方案中,EAL包含导电材料,并且所述方法还包含在形成电性互连件之前,对所述一层电绝缘材料进行图案化,以暴露EAL的部分。形成电性互连件可包含将一层导电材料沉积于所述一层电绝缘材料上方,并对所述一层导电材料进行图案化以形成电性互连件,从而使得电性互连件的一部分与EAL的暴露部分相接触。
在一些其它的实施方案中,所述方法还包含将一层半导体材料沉积于所形成的电性互连件上方,并对所述一层半导体材料进行图案化以形成晶体管的一部分。在一些实施方案中,所述一层半导体材料包含金属氧化物。在一些其它的实施方案中,所述方法包含在形成显示元件之前,在衬底上形成电性互连件。
本发明中所描述的主题的另一个创新方面可实施为一种设备,所述设备包含耦合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合到衬底的EAL。对于每个显示元件,EAL包含穿过EAL限定的至少一个光圈,以允许光通过所述至少一个光圈;一层光阻挡材料,其包含用于阻挡未穿过所述至少一个光圈的光的光阻挡区域;以及蚀刻孔,其形成于光阻挡区域之外,并且经配置以允许流体通过EAL。在一些实施方案中,显示元件包含基于微机电系统(MEMS)快门的显示元件。
在一些实施方案中,蚀刻孔位于相邻显示元件的相邻光阻挡区域之间的大约相交处。在一些实施方案中,蚀刻孔可延伸相邻显示元件的相邻光阻挡区域之间的距离的大约一半。
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。在一些此类实施方案中,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、处理器和存储器装置。处理器可以经配置以与显示器进行通信并且处理图像数据。存储器装置可以经配置以与处理器进行通信。在一些实施方案中,所述设备还包含驱动器电路,其经配置以发送至少一个信号至显示器。在一些此类实施方案中,处理器还经配置以发送图像数据的至少一部分到驱动器电路。在一些其它的实施方案中,所述设备还可以包含图像源模块,其经配置以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。在一些其它的实施方案中,所述设备包含输入装置,其经配置以接收输入数据并将输入数据传送到处理器。
本发明中所描述的主题的另一个创新方面可实施为一种设备,所述设备包含耦合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耦合到衬底,并且对于每个显示元件,EAL包含至少一个光圈,用于允许光从其中通过。所述设备还包含在衬底上方支撑EAL的多个锚固件以及至少部分地围绕多个锚固件的一部分的聚合物材料。
在一些实施方案中,聚合物材料延伸远离位于穿过包含在EAL中的光圈的一组光学路径之外的锚固件。在一些其它的实施方案中,聚合物材料延伸远离位于显示元件的机械部件的行进路径之外的锚固件。
本发明中所描述的主题的另一个创新方面可实施为一种设备,所述设备包含衬底、限定用于显示元件的锚固件、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限定用于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一层结构材料。
在一些实施方案中,第二组牺牲材料层包含下层和上层。在一些此类实施方案中,上层包含多个凹部,其限定用于自EAL朝向衬底延伸的肋的模具;多个台面,其限定用于自EAL远离衬底延伸的肋的模具;或者多个凹部,其限定用于自EAL朝向衬底延伸的抗静摩擦突起的模具。
本发明中所描述的主题的另一个创新方面可实施为一种制造方法。所述方法包含在形成于衬底上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去除第一模具和第二模具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去除第一模具和第二模具的至少一个的至少第二部分。
在一些实施方案中,一同施加湿法蚀刻和干法等离子体蚀刻实质上将第一模具和第二模具全部去除。在一些其它的实施方案中,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的至少一个的第三部分保持完整。在一些此类实施方案中,第三部分至少部分地围绕在衬底上方支撑EAL的锚固件。
在一些实施方案中,所述方法还包含形成穿过EAL的蚀刻孔。穿过这些蚀刻孔将湿法蚀刻和干法蚀刻施加于第一模具和第二模具的至少一个。
以下附图和描述阐述了本说明书中所述的主题的一或多个实施方案的细节。尽管发明内容中所提供的实例主要是就基于MEMS的显示器而言,但是本文所提供的概念可应用于其它类型的显示器(例如液晶显示器(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(例如,MEMS麦克风、传感器和光学开关)。通过说明书、附图及权利要求书,其它特征、方面及优点将变得显而易见。应指出的是,下面附图的相对尺寸可以不按比例绘制。
附图说明
图1A示出示例性的直视式基于MEMS的显示设备的示意图。
图1B示出示例性主机装置的方框图。
图2示出示例性的基于快门的光调制器的透视图。
图3A和图3B示出两个示例性控制矩阵的部分。
图4示出结合柔性导电间隔件的示例性显示设备的剖视图。
图5A示出结合集成的升高光圈层(EAL)的示例性显示设备的剖视图。
图5B示出图5A中示出的EAL的示例性部分的俯视图。
图6A示出结合集成的EAL的示例性显示设备的剖视图。
图6B示出6A中示出的EAL的示例性部分的俯视图。
图6C至6E示出其它示例性EAL的部分的俯视图。
图7示出结合EAL的示例性显示设备的剖视图。
图8示出示例性的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性过程的流程图。
图10A至10I示出根据图9中所示的制造过程,构造示例性显示设备的各阶段的剖视图。
图11A示出结合封装EAL的示例性显示设备的剖视图。
图11B至11D示出图11A中所示的示例性显示设备的构造的各阶段的剖视图。
图12A示出结合带有肋的EAL的示例性显示设备的剖视图。
图12B至12E示出图12A中所示的示例性显示设备的构造的各阶段的剖视图。
图12F示出示例性显示设备的剖视图。
图12G至12J示出适用于图12A和12E的带有肋的EAL中的示例性肋图案的平面图。
图13示出结合具有光分散结构的示例性EAL的显示设备的一部分。
图14A至14H示出结合光分散结构的EAL的示例性部分的俯视图。
图15示出结合包含透镜结构的EAL的示例性显示设备的剖视图。
图16示出具有EAL的示例性显示设备的剖视图。
图17示出示例性显示设备的一部分的透视图。
图18A示出示例性显示设备的剖视图。
图18B和18C示出其它示例性显示设备的剖视图。
图19示出示例性显示设备的剖视图。
图20A和20B示出系统方框图,其图示包含多个显示元件的示例性显示装置。
在各附图中,相同的附图标记和命名表示相同的元件。
具体实施方式
以下描述针对用于描述本发明的创新方面的一些实施方案。然而,本领域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能够经配置以显示图像(无论是动态(如视频)还是静态(如静止图像),且无论是文字、图形还是图片)的任何装置、设备或系统中实施。更具体地说,可以设想的是,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、具有多媒体互连件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、智能书、平板电脑、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(例如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(例如电子阅读器)、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(例如车辆中后视摄像头的显示器)、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、封装(例如在包含微型机电系统(MEMS)应用的机电系统(EMS)应用中,以及在非EMS应用中)、美观性结构(例如一件珠宝或衣服上的图像的显示)以及各种EMS装置。本文的教导也可以用于非显示器应用中,例如但不限于,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部件、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、制造过程以及电子测试装备。因此,本教导并不旨在被限制于仅在附图中所示出的实施方案,而是具有本领域普通技术人员容易理解的广泛适用性。
一些基于快门的显示设备可包含用于控制快门组合件阵列的电路,而所述快门组合件阵列对光进行调节以生成显示图像。用于控制快门组合件的状态的电路可布置为控制矩阵。对于任何给定的图像帧,控制矩阵将阵列的各像素寻址为光透射状态或光阻挡状态。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致动电压选择性地存储至快门组合件的快门上。
为了将数据电压选择性地存储在快门上而不会引起快门静摩擦的实际风险,将相对表面的电性隔离部分电性耦合到相应的快门,使得电性隔离部分保持在同一电势上。在一些实施方案中,使用可压缩导电间隔件,将快门电性耦合到布置于相对的衬底上的导电层的电性隔离部分。
在一些其它实施方案中,快门电性耦合到形成于与快门组合件相同的衬底上的升高光圈层(EAL)的电性隔离部分。在一些此类实施方案中,快门和EAL通过用于在衬底上方支撑快门的锚固件进行电性耦合。在一些其它的实施方案中,快门经由用于在衬底上方支撑EAL而不是快门的不同的锚固件耦合到EAL,快门被制作在所述衬底上。
在一些实施方案中,EAL由用于形成快门组合件的相同结构材料制成或者包含用于形成快门组合件的相同结构材料。在一些其它的实施方案中,EAL包含由类似结构材料封装的聚合物。在一些实施方案中,光阻挡层布置于EAL的表面上。在一些实施方案中,光阻挡层具有反射性,并且在其它实施方案中,光阻挡层具有光吸收性,这取决于显示设备的EAL的朝向。在一些其它的实施方案中,EAL可包含跨过形成于EAL中的光圈而布置的光分散特征(例如光散射元件或透镜)。
EAL可通过以下步骤来进行制造:首先制造快门组合件,然后在形成于快门组合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。在一些其它的实施方案中,EAL模具由多层牺牲材料形成。在一些此类实施方案中,多个模具层可以用于在EAL中形成肋或抗静摩擦突起。在一些实施方案中,在制造之后,EAL的部分可与相对的衬底相接触并附着于所述相对的衬底。光圈形成于EAL中,与形成于一层光阻挡材料中的光圈对齐,而所述一层光阻挡材料布置在EAL形成于其上的下层衬底上。
在制造EAL之后,EAL和EAL制造在其上方的快门组合件从它们所形成的模具释放。为了使得释放过程变得简单,可以在用于防止光泄漏的EAL的区域之外形成穿过EAL的蚀刻孔。在一些实施方案中,能够通过使用两相蚀刻过程来促进释放过程,在所述两相蚀刻过程中,初始时采用湿法蚀刻,然后再进行干法蚀刻。在一些其它的实施方案中,快门组合件经配置以使得需要模具的不完全释放,留下模具材料以有助于在衬底上方支撑EAL或其它部件。在一些其它的实施方案中,模具由在与薄膜处理相适应的温度下升华的牺牲材料形成,由此避免了对蚀刻的需要。
在一些实施方案中,一或多个电性互连件或其它电性部件可形成于EAL上。在一些此类实施方案中,列互连件或行互连件中的一者可以形成于EAL的顶部上,同时列互连件或行互连件中的另一个可形成于下层衬底上。在一些实施方案中,电性部件(例如晶体管、电容器、二极管或其它电性部件)也可形成于EAL的表面上。
本发明中所描述的主题的特定实施方案可以实施来实现以下可能的优点中的一或多个。一般来说,EAL的使用提供制造优势、光学优势和显示元件控制优势。
就制造优势而言,EAL的使用能够在单一衬底上制造显示器的实质上所有的机电性部件和光学部件。这实质上增大了衬底之间的对齐容限,并且在一些实施方案中,实质上可以无需将衬底对齐。此外,EAL的包含使得无需在一个衬底的各个显示元件和另一个衬底的相应区域之间形成电连接。这允许两个衬底被制造为进一步间隔开,并且在一些实施方案中,减少在两个衬底之间形成间隔件的需要。所述额外空间也允许前衬底响应于温度变化而变形,从而降低在显示器内部制造替代的气泡减少特征或气泡减轻特征的需要。另外,EAL无需响应于温度的变化而变形,从而使光圈与后衬底保持实质上恒定的距离。这种实质上恒定的距离有助于保持显示器的可因为光圈层变形而受到干扰的视角性能。此外,额外空间可以降低由显示器表面的冲击(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,可以使用两个模具层来制造EAL。这样做允许EAL包含防静摩擦突起或加强肋。前者有助于降低显示元件附着到EAL的风险。后者有助于加强EAL抵抗外部压力的能力。在一些其它的实施方案中,通过包围一层聚合物材料来加强EAL。
就光学来说,使用EAL可以改善显示器的视角特性。显示器可包含一对相对的光圈,其形成从背光到观察者的光路的一部分,使得相对的光圈更紧密地设置在一起。这些光圈之间的距离可以限制显示器的视角。使用EAL可以允许相对的光圈设置得彼此更加紧密,由此改善视角特性。此外,可以在EAL限定的光圈的顶部上制造光学结构。这些结构可以分散光线,进一步改善显示器的视角特性。
在一些实施方案中,EAL可制造为使得EAL由在衬底上方支撑显示器元件的部分的一些相同的锚固件支撑。这样减少了用于支撑EAL所需的结构数量,释放出更多空间用于电性、机械或光学部件,包含更高像素(PPI)的显示的额外的显示器元件。这种配置还提供将单个显示器元件的部分电连结到形成于EAL上的相应隔离的导电区域的便利方法。这些显示器元件专用电连接允许可替代的控制电路配置。例如,在一些此类实施方案中,控制显示器元件状态的电路提供可变的致动电压给不同显示器元件的部分,而不是保持这些部分处于显示器元件两端的共同电压。这种控制电路可以更快地致动,要求更少的空间,并且具有更高的可靠性。
在一些其它实施方案中,控制电路的一些部件(也可以称为控制矩阵)可以制造在EAL顶部上,而不是制造在衬底表面上。例如,包含在控制矩阵中的一些互连件可以制造在EAL顶部上,而一些其它的互连件形成在衬底上。利用这种方式将互连件分开,减少了互连件之间的寄生电容。例如晶体管或电容器等其它电子部件也可以制造在EAL上。因将电子设备移动到EAL顶部而产生的额外地方允许更高的开口率显示器或具有更小的显示器元件的更高分辨率显示器。
如上所述,可以利用各种技术促进在EAL下方制造的显示器元件的释放。例如,穿过EAL的蚀刻孔可以为蚀刻剂提供附加的流体路径以便到达在其上制造显示器元件以及EAL的牺牲模具。这样减少释放所需的时间,从而提高总体制造效率,同时还限制显示器元件和EAL在可能的腐蚀性蚀刻剂中的暴露,这种暴露可以损坏显示器元件,由此降低其制造产量或长期耐用性。这种暴露还可以通过采用两级蚀刻过程予以限制。在一些实施方案中,这种暴露还可以通过可升华的牺牲模具予以进一步限制。这样做还可以减少穿过EAL形成附加流体路径的需要,以保证化学蚀刻剂及时到达牺牲材料。此外,刻意允许不完整去除牺牲模具的设计,可以得到更强的显示器元件锚固件,产生更耐用的显示器。
图1A示出示例性直视式基于微机电系统(MEMS)的显示设备100的示意图。显示设备100包含多个光调制器102a-102d(概括地称为“光调制器102”),所述光调制器布置为多行和多列。在显示设备100中,光调制器102a和102d处于打开状态,以允许光线穿过。光调制器102b和102c处于关闭状态,阻挡光线穿过。通过选择性地设定光调制器102a-102d的状态,显示设备100在由一或多个灯105点亮时可以用于为背光照明显示器形成图像104。在另一实施方案中,设备100可以通过反射来自于所述设备前方的环境光线形成图像。在另一实施方案中,设备100可以通过反射来自于设置在显示器前方的一或多个灯的光线,即通过使用前方光线形成图像。
在一些实施方案中,每个光调制器102对应于图像104中的像素106。在一些其它的实施方案中,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可包含三个色彩特定的光调制器102。通过选择性地打开与特定像素106相对应的一或多个色彩特定的光调制器102,显示设备100能够产生图像104中的彩色像素106。在另一实例中,显示设备100包含每像素106两个或多个光调制器102,以提供图像104中的亮度水平。相对于图像,“像素”对应于由图像的分辨率限定的最小图像元素。相对于显示设备100的结构部件,术语“像素”是指用于调节形成图像的单个像素的光的组合的机械和电性部件。
显示设备100为直视式显示器,这是因为其可不包含通常见于投影应用中的成像光学装置。在投影显示器中,将形成于显示设备的表面上的图像投影至屏幕或墙壁上。显示设备实质上小于被投影的图像。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任选地含有用于增强显示器上所见的亮度和/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行。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阻挡。将来自灯的光任选地注入至光导或“背光”中,使得每个像素可以受到均匀地照亮。通常,将透射直视式显示器构造于透明或玻璃衬底中,从而有利于其中一个含有光调制器的衬底直接位于背光的顶部上的夹层组合件布置。
每个光调制器102可包含快门108和光圈109。为了照亮图像104中的像素106,快门108被定位为使得其允许光朝向观看者的方向穿过光圈109。为了保持像素106未被照亮的状态,快门108被定位为使得其阻挡光穿过光圈109。光圈109由穿过每个光调制器102中的反射材料或光吸收材料图案化的开口限定。
显示设备还包含连接至衬底和光调制器的控制矩阵,用于控制快门的移动。控制矩阵包含一系列电性互连件(例如,互连件110、112和114),其包含每行像素的至少一个写使能互连件110(也称为“扫描线互连件”)、每列像素的一个数据互连件112以及将共同电压提供至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的共同互连件114。响应于适当电压(“写使能电压VWE”)的施加,给定行像素的写使能互连件110使所述行像素准备接受新的快门移动指令。数据互连件112传送数据电压脉冲形式的新移动指令。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利于快门的静电移动。在一些其它的实施方案中,数据电压脉冲控制开关(例如,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示出示例性主机装置(即,蜂窝式电话、智能电话、PDA、MP3播放器、平板电脑、电子阅读器等)的方框图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“写使能电压源”)、多个数据驱动器132(也称为“数据电压源”)、控制器134、共同驱动器138、灯140-146和灯驱动器148。扫描驱动器130向写使能互连件110施加写使能电压。数据驱动器132向数据互连件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经配置以向光调制器提供模拟数据电压,特别是在以模拟方式得到图像104的亮度水平的情况下。在模拟操作中,光调制器102经设计以使得在通过数据互连件112施加一中间电压范围时,导致快门108的中间打开状态范围以及由此图像104的中间照明状态或亮度水平范围。在其它情况下,数据驱动器132经配置以仅向数据互连件112施加一组减小的2、3或4个数字电压水平。这些电压水平设计成以数字方式将每个快门108设定为打开状态、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,以在一些实施方案中可以预先确定的顺序进行组织,按照行和图像帧进行分组,来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模电压转换器。
显示设备任选地包含一组共同驱动器138,也称为共同电压源。在一些实施方案中,共同驱动器138例如通过向一系列共同互连件114供应电压来向光调制器阵列内的所有光调制器提供DC共同电势。在一些其它的实施方案中,共同驱动器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/或发起阵列的多行和多列中的所有光调制器的同时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以及共同驱动器138)通过控制器134来进行时间同步。来自控制器的时序命令经由灯驱动器148协调红色灯、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使能和序列、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确定序列或寻址方案,借助所述序列或寻址方案,每个快门108可重置为适于新图像104的亮度水平。新图像104可以以周期性的时间间隔设定。举例而言,对于视频显示器来说,视频的彩色图像104或各帧在10到300赫兹(Hz)的频率范围内进行刷新。在一些实施方案中,将图像帧设定至阵列是与灯140、142、144和146的照明同步的,从而使得交替的图像帧用诸如红色、绿色和蓝色之类的一系列交替的色彩来照亮。每一种相应色彩的图像帧被称为色彩子帧。在称为场序色彩法的所述方法中,如果色彩子帧以超过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色彩范围的图像的感知。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盏或更多盏灯,以便采用除红色、绿色和蓝色以外的原色。
在一些实施方案中,在显示设备100设计成以使快门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。在一些其它的实施方案中,显示设备100能够通过使用每像素多个快门108来提供灰度。
在一些实施方案中,通过各单个行(也称为扫描线)的顺序寻址,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每一扫描线,扫描驱动器130向阵列的所述行的扫描线互连件110施加写使能电压,并且随后,数据驱动器132向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。重复所述过程,直至阵列中的所有行都已加载了数据。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,从阵列的顶部行进到底部。在一些其它的实施方案中,为了使人为视觉效果最小化,所选行的序列经过了伪随机化。并且在一些其它的实施方案中,排序按照方块来组织,其中对于一个方块来说,例如通过按顺序只对阵列的每一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件,其用于载送来自共同驱动器138的触发信号,以根据存储在存储元件中的数据发起快门108的同时致动。
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用写使能互连件的任意多个像素。
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。这类信息可包含来自环境传感器的数据,例如环境光线或温度;与主机有关的信息,包含例如主机的操作模式或主机的电源中剩余的电量;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传递至控制器134。在一些实施方案中,用户输入模块由用户对个人偏好(例如“更深的色彩”、“更佳的对比度”、“更低的功率”、“更高的亮度”、“运动”、“实景”或“动画”)进行编程的软件进行控制。在一些其它的实施方案中,使用如开关或刻度盘等硬件来将这些偏好输入至主机。多个数据向控制器134的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。
还可包含环境传感器模块124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,例如温度和/或环境灯光条件。传感器模块124可以经编程以区分装置是否在室内或办公环境、晴朗白天的室外环境还是夜间的户外环境中运行。传感器模块将这些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示出示例性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至图1A的直视式基于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的一侧耦合到致动器205。在实质上平行于衬底203的运动平面上,致动器205使快门202在衬底203上方横向移动。快门202的相对侧耦合到弹簧207,所述弹簧提供与致动器204所施加的力相反的恢复力。
每一致动器205包含将快门202连接到负载锚固件208的柔性负载梁206。负载锚固件208与柔性负载梁206一起用作机械支撑件,从而将快门202保持悬置于衬底203的邻近处。表面包含用于允许光通过的一或多个光圈孔211。负载锚固件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(在一些情况下为接地)。
如果衬底是不透明的(例如硅),则通过蚀刻穿过衬底204的孔阵列来在衬底中形成光圈孔211。如果衬底204是透明的(例如玻璃或塑料),则在沉积于衬底203上的一层光阻挡材料中形成光圈孔211。光圈孔211可大体呈圆形、椭圆形、多边形、盘旋形或不规则形状。
每个致动器205还包含定位在每个负载梁206邻近处的柔性驱动梁216。驱动梁216的一端耦合到驱动梁216之间共用的驱动梁锚固件218。每个驱动梁216的另一端自由地移动。将每个驱动梁216弯曲,从而使得其最靠近于驱动梁216的自由端附近的负载梁206和负载梁206的锚固端。
在操作中,结合了光调制器200的显示设备经由驱动梁锚固件218将电势施加至驱动梁216。可将第二电势施加至负载梁206。驱动梁216与负载梁206之间的所得电势差将驱动梁216的自由端拉向负载梁206的锚固端,并且将负载梁206的快门端拉向驱动梁216的锚固端,由此朝向驱动梁锚固件218横向地驱动快门202。柔性负载梁206用作弹簧,从而使得在去除梁206和216电势两端的电压时,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)结合一被动恢复力(例如弹簧),以将快门返回至其静止位置。其它快门组合件能够结合一组双重“打开”和“关闭”致动器以及单独的“打开”电极和“关闭”电极,以将快门移动至打开状态或关闭状态。
存在可经由控制矩阵来控制快门和光圈阵列以生成具有适合亮度水平的图像(在许多情况下是运动图像)的各种方法。在一些情况下,控制是通过连接至显示器外围的驱动器电路的行互连件和列互连件的无源矩阵阵列来实现的。在其它情况下,适当的是,阵列(所谓的有源阵列)的每个像素内包含开关和/或数据存储元件,以便改善显示器的速度、亮度水平和/或功耗性能。
图3A和图3B示出两个示例性控制矩阵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件和电路的集合。在一些实施方案中,控制矩阵800可以实施为用于图1B中所示的显示设备100中,并且使用诸如薄膜晶体管(TFT)或其它薄膜部件之类的薄膜部件来形成控制矩阵800。
控制矩阵800控制像素802的阵列、用于每行像素802的扫描线互连件806、用于每列像素802的数据互连件808以及用于将信号同时载送至多个行和多个列像素的若干共同互连件。共同互连件包含致动电压互连件810、全局更新互连件812、共同驱动互连件814以及快门共同互连件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包含用于使光阻挡部件(例如快门807)在至少一阻挡状态与一非阻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,阻挡状态对应于光吸收黑暗状态,其中快门807阻挡从背光向外朝向且穿过显示器的前部而到达观看者的光路径。非阻挡状态可对应于透射或明亮状态,其中快门807处于光路径之外,允许背光所发出的光能够透过显示器的前部而输出。在一些其它的实施方案中,阻挡状态是反射状态,而非阻挡状态是光吸收状态。
数据存储电路820还包含写使能晶体管830和数据存储电容器835。数据存储电路820由扫描线互连件806和数据互连件808控制。更具体地说,扫描线互连件806通过将电压供应至相应的像素致动电路825的写使能晶体管830的栅极,从而选择性地使数据加载至行像素802中。数据互连件808提供数据电压,所述数据电压对应于待加载至扫描线互连件806处于有效状态的行中其对应列的像素802中的数据。为此,数据互连件808耦合写使能晶体管830的源极。写使能晶体管830的漏极耦合到数据存储电容器835。如果扫描线互连件806处于有效状态,则施加至数据互连件808的数据电压通过写使能晶体管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的栅极耦合到数据存储电容器835和写使能晶体管830的漏极。更新晶体管840的漏极耦合到全局更新互连件812。更新晶体管840的源极耦合到充电晶体管845的漏极和第一有效节点852,第一有效节点852耦合到第一致动器805a的驱动电极809a。充电晶体管845的栅极和源极被连接到致动电压互连件810。
第二致动器805b的驱动电极809b在第二有效节点854处耦合到共同驱动互连件814。快门807也耦合到快门共同互连件816,在一些实施中快门共同互连件816保持接地。快门共同互连件816经配置以耦合到像素802的阵列中的每一个快门。以这种方式,所有快门保持在相同的电压电势。
控制矩阵800可以在三个一般性阶段中操作。首先,在数据加载阶段中,用于显示器中像素的数据电压为每一像素每次一行地加载。其次,在预充电阶段中,共同驱动互连件814被接地,并且致动电压互连件810变为高电压。这么做降低了像素的第二致动器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朝向第一致动器805移动,虽然它们已不在那个位置。接着,在全局更新阶段中,(如果需要)像素802移动到由在数据加载阶段被加载到像素802中的数据电压所指示的状态。
数据加载阶段继续进行,将写使能电压Vwe经由扫描线互连件806施加到像素802的阵列的第一行。如上所述,将写使能电压Vwe施加到对应于一行的扫描线互连件806,导通那一行所有像素802的写使能晶体管830。然后数据电压被施加到每一数据互连件808。数据电压可以是高电压,例如在大约3V和大约7V之间,或可以是低电压,例如,接地或大致接地。每一数据互连件808上的数据电压被存储在写使能行的其相应像素的数据存储电容器835上。
一旦所述行中的所有像素802被寻址,则控制矩阵800从扫描线互连件806去除写使能电压Vwe。在一些实施方案中,控制矩阵800使扫描线互连件806接地。然后在控制矩阵800中数据加载阶段被重复用于阵列的随后的行。在数据加载序列结束时,像素802的被选择的组中的每一个数据存储电容器835存储了适于下一图像状态的设定的数据电压。
然后控制矩阵800继续进行预充电阶段。在预充电阶段中,在每一像素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被接地。如果像素802中的快门807已不再为前一图像朝向第一致动器805a而移动,那么此过程使得快门807如此移动。通过提供致动电压给致动电压互连件810并在全局更新互连件812处提供高电压,来开始预充电阶段。在一些实施方案中,致动电压可以在大约20V和大约50V之间。施加到全局更新互连件812的高电压可以在大约3V和大约7V之间。通过这样做,来自致动电压互连件810的致动电压可以通过充电晶体管845,使得第一有效节点852和第一致动器805a的驱动电极809a升至致动电压。其结果是,快门807保持被第一致动器805a所吸引或从第二致动器805b朝向第一致动器移动。
然后控制矩阵800激活共同驱动互连件814。这使得第二有效节点854和第二致动器805b的驱动电极809b达到致动电压。然后致动电压互连件810被降低至低电压,例如接地。在这一阶段,致动电压被存储在两个致动器805的驱动电极809a和809b上。然而,由于快门807已经朝向第一致动器805a移动,所以它保持在那个位置除非并且直到第一致动器的驱动电极809a上的电压下降。然后在继续进行之前,控制矩阵800等待足够长的时间,使所有快门807已经可靠地到达其邻近第一致动器805a的位置。
然后控制矩阵800进行更新阶段。在所述阶段中,使全局更新互连件812为低电压。使全局更新互连件812电压降低使得更新晶体管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的数据电压的电压,更新晶体管840将导通或保持关断。如果存储在数据存储电容器835处的数据电压是高电压,则更新晶体管840导通,导致第一有效节点852和第一致动器805a的驱动电极809a上的电压突降到接地。由于第二致动器805b的驱动电极809b上的电压保持为高电压,则快门807朝向第二致动器805b移动。相反,如果存储在数据存储电容器835的数据电压是低电压,则更新晶体管840保持关断。其结果是,第一有效节点852和第一致动器805a的驱动电极809a上的电压保持在致动电压水平,使快门保持在合适位置。在确保所有快门807已经可靠地行进到它们计划的位置的足够的时间过去之后,显示器可以照亮它的背光以显示通过加载到像素802的阵列中的快门状态所产生的图像。
在上述过程中,对于每一组控制矩阵800显示的像素状态,控制矩阵800花费至少两倍时间,使快门807在各个状态之间行进以便确保快门807结束在合适的位置。也就是说,使所有快门807首先朝向第一致动器805a,这需要一个快门行进时间,然后在它们被选择性地允许朝向第二致动器805b移动之前,需要第二个快门行进时间。如果全局更新阶段开始得太快,则快门807可能没有足够时间来到达第一致动器805a。其结果是,快门在全局更新阶段期间可能朝向不正确的状态移动。
与基于快门的显示电路不同,例如图3A中所示的控制矩阵800,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的电压来被驱动,可以实现快门自身耦合到有效节点的显示电路。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,而不需要全部必须先移动到如相对于控制矩阵800所描述的共同位置。其结果是,此电路需要较少的时间来寻址及致动,并且降低了快门不正确地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经配置以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直接耦合到快门807。这与图3A示出的控制矩阵800不同,图3A中快门807保持在恒定电压。
类似于图3A中所示的控制矩阵800,控制矩阵860可以被实施以用于图1A和图1B所示的显示设备100。在一些实施方案中,控制矩阵860也可以被实施以用于下面描述的图4,5A,7,8和13-18所示的显示设备。下面即描述控制矩阵860的结构。
与控制矩阵800类似,控制矩阵860控制像素862的阵列。每一像素862包含光调制器804。每一光调制器包含快门807。快门807由致动器805a和805b在邻近第一致动器805a的位置和邻近第二致动器805b的位置之间驱动。每一致动器805a和805b包含负载电极811和驱动电极809。通常,如本文所用的,静电致动器的负载电极811对应于耦合到由致动器移动的负载的致动器的电极。相应地,相对于致动器805a和805b,负载电极811是指耦合到快门807的致动器的电极。驱动电极809是指与负载电极811成对且相对以形成致动器的电极。
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不同的共同互连件以及明显不同的致动电路861。
控制矩阵860包含图3A的控制矩阵800中没有包含的三个共同互连件。特别地,控制矩阵860包含第一致动器驱动互连件872、第二致动器驱动互连件874以及共同接地互连件878。在一些实施方案中,第一致动器驱动互连件872保持在高电压,并且第二致动器驱动互连件874保持在低电压。在一些其它实施方案中,电压被反转,即第一致动器驱动互连件保持在低电压,并且第二致动器驱动互连件874保持在高电压。虽然控制矩阵860的以下描述假定施加到第一及第二致动器驱动互连件872和874(如上所述)的电压恒定,但在一些其它实施方案中,第一致动器驱动互连件872和第二致动器驱动互连件874上的电压,以及输入数据电压,被周期性地反转以避免致动器805和805b的电极上的电荷积聚。
共同接地互连件878仅用于为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件878,而作为替换具有耦合到第一或第二致动器驱动互连件872和874的数据存储电容器。致动器驱动互连件872和874的功能在下面进一步描述。
与控制矩阵800类似,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,不同的是,充电晶体管845和更新晶体管840耦合到光调制器804的第一致动器805a的负载电极811,而不是第一致动器805a的驱动电极809a。其结果是,当充电晶体管845被激活时,致动电压被存储在两个致动器805a和805b的负载电极811上,以及存储在快门807上。因而,更新晶体管840不是选择性地将第一致动器805a的驱动电极809a放电,而是基于存储在数据存储电容器835上的图像数据,选择性地将致动器805a和805b的负载电极811以及快门807放电,从而去除部件上的电势。
如上所述,第一致动器驱动互连件872保持在高电压,并且第二致动器驱动互连件874保持在低电压。相应地,在致动电压被存储在快门807以及致动器805a和805b的负载电极811上的同时,快门807移动到第二致动器805b,第二致动器805b的驱动电极809b保持在低电压。当使快门807以及致动器805a和805b的负载电极811变为低电压时,快门807朝向第一致动器805a移动,第一致动器805a的驱动电极809a保持在高电压。
控制矩阵800可以在两个一般性的阶段中操作。首先,在数据加载阶段中,用于显示器中像素862的数据电压为每一像素862每次一或多行地加载。数据电压按照类似于上面相对图3A描述的方式被加载。此外,全局更新互连件812保持在高电压电势以防止更新晶体管840在数据加载阶段期间导通。
在数据加载阶段完成之后,通过提供致动电压给致动电压互连件810来开始快门致动阶段。通过提供致动电压给致动电压互连件810,充电晶体管845被导通以允许电流流经充电晶体管845,使得快门807电压升至大约致动电压。在允许致动电压被存储到快门807上的足够的时间段过去之后,使致动电压互连件810变成低电压。发生这个情况所需的时间量实质上少于快门807改变状态所需的时间。更新互连件812此后立即被变为低电压。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将或保持关断或导通。
如果数据电压是高电压,更新晶体管840导通,使得快门807以及致动器805a和805b的负载电极811放电。其结果是,快门被第一致动器805a所吸引。相反地,如果数据电压是低电压,更新晶体管840保持关断。其结果是,致动电压保持在快门以及致动器805a和805b的负载电极811上。其结果是,快门被第二致动器805b所吸引。
由于致动电路861的架构,当更新晶体管840被导通时,可以允许快门807处于任何状态,甚至处于不确定的状态。这使得致动电压互连件810一变成低电压,更新晶体管840就能立即导通。与控制矩阵800的操作不同,采用控制矩阵860,不需要留出时间来允许快门807移动到任何特定状态。此外,因为快门807的初始状态对它的最终状态影响很小或没有影响,所以快门807进入错误状态的风险被实质上降低。
由于电荷在衬底上积聚,采用与图3A示出的控制矩阵800类似的控制矩阵的快门组合件,面临它们相应的快门被拉向相对的衬底的风险。如果电荷积聚得足够大,则产生的静电力可以将快门拉成与相对的衬底接触,在那里由于静摩擦它有时可以永久地附着。为了降低此风险,实质上连续的导电层可以沉积在相对的衬底的整个表面上,以驱散否则可能积聚的电荷。在一些实施方案中,此导电层可以电性耦合到控制矩阵800的快门共同互连件816(如图3A所示),以有助于将快门807和导电层保持在共同电势。
采用类似于图3B的控制矩阵860的控制矩阵的快门组合件,承担快门对相对的衬底产生静摩擦的额外风险。然而,此些快门组合件的风险不能通过使用沉积在相对的衬底上的类似的实质上连续的导电层来得到缓解。在使用类似于控制矩阵860的控制矩阵时,快门在不同的时间被驱动到不同的电压。因而在任何给定时间,如果相对的衬底保持在共同电势,则一些快门将经受小的静电力,同时其它快门将经受大的静电力。
因而,为了使用类似于图3B所示的控制矩阵860的控制矩阵来实施显示设备,所述显示设备可以结合像素化的导电层。此导电层被划分成多个电隔离的区域,每一区域对应于并且电性耦合到竖直邻近的快门组合件的快门。适于与类似于图3B示出的控制矩阵860的控制矩阵一起使用的显示设备架构示于图4中。
图4示出结合柔性导电间隔件的示例性显示设备900的剖视图。显示设备900内置于MEMS向上(MEMS-up)配置中。也就是说,包含多个快门920的基于快门的显示元件阵列被制造在透明衬底910上,定位成朝向显示设备900的后部,并向上面朝形成显示设备900的前部的盖板940。透明衬底910涂覆有光吸收层912,穿过光吸收层912形成对应于重叠的快门920的后光圈914。透明衬底910定位在背光950的前方。背光950发射的光穿过光圈914以被快门920调节。
显示元件包含锚固件904,其经配置以支撑一或多个电极,例如构成显示设备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形成在盖板940上。导电层922被像素化以形成对应于下层快门920中的相应一个的多个电隔离的导电区域。盖板940上形成的每一电绝缘导电区域竖直地邻近下层快门920,并与其电性耦合。盖板940进一步包含光阻挡层942,多个前光圈944穿过光阻挡层942而形成。前光圈944与穿过光吸收层912在与盖板940相对的透明衬底910上形成的后光圈914对齐。
盖板940可以是柔性衬底(例如玻璃、塑料、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚亚烯萘(PEN)、或聚亚酰胺),当盖板940和透明衬底910之间包含的流体在较低温度下、或响应于例如用户触摸的外部压力收缩时,所述柔性衬底能够从松弛状态朝向透明衬底910变形。在通常温度或高温下,盖板940能够返回其松弛状态。响应于温度变化的变形有助于防止低温下在显示设备900内形成气泡,但是对于保持导电层922的电绝缘区域和它们相应的快门920之间的电连接件不利。特别地,为了适应盖板940的变形,显示设备必须包含可以与盖板940一同类似地竖直变形的电连接件。
相应地,盖板940由柔性导电间隔件902a-902d(概括称为“柔软导电性间隔件902”)支撑在透明衬底910上方。柔性导电间隔件902可以由聚合物制成并且涂覆有电导电层。柔性导电间隔件902形成在透明衬底910上,并将相应的快门920电性耦合到盖板940上的相应的导电区域。在一些实施方案中,柔性导电间隔件902的尺寸可以设计为略高于单元间隙,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被配置为可压缩的,使得当盖板940朝向透明衬底910变形时,柔性导电间隔件902可以被盖板940压缩,然后当盖板940返回它的松弛状态时,柔性导电间隔件902可以返回到它们的初始状态。以这种方式,甚至当盖板变形并松弛时,每一柔性导电间隔件902都保持盖板940上的导电区域和相应的快门920之间的电连接。在一些实施方案中,柔性导电间隔件902可以比单元间隙高大约0.5到大约5.0微米(microns)。
图4示出显示设备900可以操作在低温环境中,例如大约0摄氏度。在此些温度下,如图4所示,盖板940可以朝向透明衬底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。在较高温度条件下,例如室温下,盖板940可以返回它的松弛状态。由于盖板940返回了它的松弛状态,柔性导电间隔件902也返回到它们的初始状态,同时保持与形成在盖板940上的光阻挡层942的相应导电区域的电连接。
前光圈944和它们相应的后光圈914之间的距离可以影响显示设备的显示特性。特别地,前光圈944和相应的后光圈914之间的较大距离可以不利地影响显示器的视角。虽然减少前光圈和相应的后光圈之间的距离是有利的,但由于前光阻挡层942形成在其上的盖板940的可变形性质,这样做是不利的。具体而言,所述距离被设定为足够大,使得盖板940可以变形,但不会与快门920、锚固件904或驱动或负载电极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(例如图4所示的柔性导电间隔件902),为了保持形成在盖板上的导电区域和下层快门之间的电连接,像素化的导电层可以被定位于显示设备的快门和盖板之间。此层可以被制造在与包含快门的快门组合件相同的衬底上。通过将导电层从盖板上重新部置下来,盖板可以自由地变形,而不会影响导电层和快门之间的电连接。
在一些实施方案中,此中间导电层采用升高光圈层(EAL)的形式或被包含为升高光圈层(EAL)的一部分。EAL包含穿过其形成的光圈,位于对应于下层衬底上沉积的后光阻挡层中形成的后光圈的其整个表面上。EAL可以被像素化以形成电性隔离的导电区域,类似于在图4中所示的盖板940上形成的像素化导电层。EAL的使用可以既免除了保持与在可变形的盖板上沉积的表面的电连接的需要,又免除了将一组前光圈与一组后光圈更接近地放置,改进图像质量。
将前光圈重新布置到不需要变形的EAL,使得前光圈能够被定位为更接近于后光圈,从而增强显示器的视角特性。此外,因为前光圈不再是盖板的一部分,因此盖板可以与透明衬底更远地间隔开,而不影响显示器的对比度或视角。
图5A示出结合EAL1030的示例性显示设备1000的剖视图。显示设备1000内置在MEMS向上配置中。也就是说,基于快门的显示元件的阵列被制作在朝向显示设备1000的后部放置的透明衬底1002上。图5A示出一种此类基于快门的显示元件,即,快门组合件1001。透明衬底1002涂覆有光阻挡层1004,穿过光阻挡层1004形成后光圈1006。光阻挡层1004可以包含:反射层,其面对位于衬底1002后方的背光1015,和光吸收层,其背对背光1015。由背光1015发射的光通过后光圈1006以被快门组合件1001调节。
每个快门组合件1001包含快门1020。如图5A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在第一方向上致动并且由第二致动器1019在第二方向上致动。第一致动器1018包含第一驱动电极1024a和第一负载电极1026a,它们一起被经配置以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,它们一起被经配置以在与第一方向相对的第二方向上驱动快门1020。
多个锚固件1040被构建在透明衬底1002上并且在透明衬底1002上方支撑快门组合件1001。锚固件1040还在快门组合件上方支撑EAL1030。如此,快门组合件被设置在EAL1030和透明衬底1002之间。在一些实施方案中,EAL1030与下层快门组合件分开大约2至大约5微米的距离。
EAL1030包含穿过EAL1030形成的多个光圈层光圈1036。光圈层光圈1036与穿过光阻挡层1004形成的后光圈1006对齐。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和在导电材料层1034的顶部形成的光吸收层1032。光吸收层1032可以是电绝缘材料,诸如被经配置以导致破坏性干扰的电介质堆叠或绝缘聚合物矩阵,在一些实施方案中包含光吸收微粒。在一些实施方案中,绝缘聚合物矩阵可以与光吸收微粒混合。在一些实施方案中,导电材料层1034可以被像素化以形成多个电性隔离的导电区域。每个电性隔离的导电区域可以对应于下层快门组合件并且可以经由锚固件1040电性耦合到下层快门1020。如此,快门1020和在EAL1030上形成的对应的电性隔离的导电区域可以被保持在相同的电压电势。将隔离导电区域和它们相应的快门保持在共同电压下使得显示设备1000能够包含控制矩阵,例如在图3B中描绘的控制矩阵860,其中不同的电压被施加到不同的快门,而不会实质上增加快门静摩擦的风险。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。在使用半导体层的一些实施方案中,半导体掺杂有诸如磷(P)、砷(As),硼(B)或Al之类的杂质。
EAL1030面向上朝着形成显示设备1000的前部的盖板1008。盖板1008可以是涂布有一或多层抗反射和/或吸光材料的玻璃、塑料或其它合适的实质上透明的衬底。在一些实施方案中,光阻挡层1010涂在面向EAL1030的盖板1008的表面上。在一些其它实施方案中,光阻挡层1010由光吸收材料构成。穿过光阻挡层1010形成多个前光圈1012。前光圈1012与光圈层光圈1036和后光圈1006对齐。以这种方式,来自穿过在EAL1030中形成的光圈层光圈1036的背光1015的光也可以穿过重叠的前光圈1012以形成图像。
经由沿着显示设备1000的周边形成的边封(未绘出),盖板1008被支撑在透明衬底1002上方。边封被经配置以密封在显示设备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(未绘出)支撑。间隔件可以被经配置以允许盖板1008朝向EAL1030变形。此外,间隔件可以足够高以阻止盖板发生足以与光圈层接触的变形。以这种方式,可以避免由盖板1008冲击EAL1030引起的对EAL1030的损坏。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分开。在一些其它的实施方案中,间隙介于约2微米和约30微米之间。以这种方式,即使由于显示设备1000中所含流体的收缩或外部压力的施加造成盖板1008变形,盖板1008与EAL1030接触的可能性也将减少。
图5B示出图5A中示出的EAL1030的示例性部分的俯视图。图5B示出光吸收层1032和导电材料层1034。导电材料层1034用虚线示出,因为它位于光吸收层1032下方。使导电材料层1034像素化以形成多个电性隔离的导电区域1050a-1050n(概括性称为导电区域1050)。导电区域1050的每一个对应于显示设备1000的特定快门组合件1001。一组光圈层光圈1036可以穿过光吸收层1032形成,使得每个光圈层光圈1036与在后光阻挡层1004中形成的相应后光圈1006对齐。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,光圈层光圈1036穿过光吸收层1032且穿过导电材料层1034形成。此外,导电区域1050的每一区域在相应导电区域1050的大约拐角处由四个锚固件1040支撑。在一些其它的实施方案中,EAL1030可以由每个导电区域1050的更少或更多的锚固件1040支撑。
在一些实施方案中,显示设备1000可以包含开槽快门,例如图2中所示的快门202。在一些此类实施方案中,EAL1030可以包含用于每一个开槽快门的多个光圈层光圈。
在一些其它实施方案中,可以使用单层光阻挡导电材料实施EAL1030。在此些实施方案中,每个电性隔离的导电区域1050可以竖立在其相应的快门组合件1001上方,与其邻近的导电区域1050物理地分开。通过实例的方式,从俯视图看,EAL1030可以看起来类似于一桌子阵列,其中导电材料层1034形成桌子顶部,并且锚固件1040形成相应桌子的脚。
如上所述,结合EAL在利用类似于图3B的控制矩阵860的控制矩阵的显示设备(其中驱动电压选择性地施加到显示设备快门)中特别有利。对于结合控制矩阵且其中所有的快门均保持在共同电压的显示设备而言,EAL的使用仍然提供若干优点。例如,在一些此类实施方案中,不需要对EAL像素化,并且整个EAL可以保持在与快门相同的共同电压下。
图6A示出结合EAL1130的示例性显示设备1100的剖视图。除了显示设备1100的EAL1130并未像素化以形成电性隔离的导电区域(例如图5B中示出的电性隔离的导电区域1050)之外,显示设备1100实质上类似于在图5A中示出的显示设备1000。
EAL1130限定对应于下层后光圈1006的多个光圈层光圈1136,下层后光圈1006穿过光阻挡层1004形成在透明衬底1002上。EAL1130可以包含一层光阻挡材料,使得被朝向光圈层光圈1136引导的来自背光1015的光穿过,同时阻挡了无意中绕过快门1020的调节或弹离快门1020的光。其结果是,仅仅由快门调节并穿过光圈层光圈1036的光有助于形成图像,增强了显示设备1100的对比度。
图6B示出图6A所示的EAL1130的示例性部分的俯视图。如上所述,除了EAL1130未被像素化之外,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示出另外的示例性EAL的部分的俯视图。图6C示出示例性EAL1150的一部分的俯视图。除了EAL1150包含穿过EAL1150形成的多个蚀刻孔1158a-1158n(概括地称为蚀刻孔1158)之外,EAL1150实质上类似于EAL1130。蚀刻孔1158在显示设备的制造过程期间形成以便于去除用于形成快门组合件和EAL1150的模具材料。特别地,蚀刻孔1158被形成以允许流体蚀刻剂(例如气体、液体或等离子体)更很容易地到达模具材料、与模具材料反应、并去除模具材料,所述模具材料被用于形成显示元件和EAL。从包含EAL的显示设备去除模具材料可能是困难的,这是因为EAL覆盖大部分的模具材料,只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,并可以显著地增加用于释放下层快门组合件所需的时间量。除需要额外的时间之外,长时间暴露于蚀刻剂具有损坏意图在释放过程中被保全的显示设备的部件的可能性。用于制造结合EAL的显示设备的释放过程有关的另外的细节在下面相对于图9所示的阶段1410提供。
蚀刻孔1158可以策略性地形成在与包含在显示设备1100中的每一快门组合件相关联的光阻挡区域1155之外的EAL的位置处。光阻挡区域1155由EAL的后表面上的区域限定,在所述区域内穿过相应的后光圈的来自背光的实质上所有的光,如果没有穿过光圈层光圈1136或被阻挡或被快门1020吸收,将接触EAL的后表面。理想情况下,所有穿过后光圈层的光或绕过或者穿过快门1020(在透射状态中)或被快门1020吸收(在光阻挡状态中)。但是实际上,在关闭状态中,一些光从快门1020的后表面弹回,并且甚至可以再从光阻挡层1004弹回。一些光也可以从快门的边缘散射掉。同样,在透射状态中,一些光可以从快门1020的各表面弹回,或被快门1020的各表面散射。其结果是,保持相对大的光阻挡区域1155可以有助于保持较高的对比度。如果限定为相对较大,则很少乃至没有来自背光的光撞击光阻挡区域1155以外的EAL1150的后表面。因此,相对安全的是在位于光阻挡区域以外的区域中形成蚀刻孔1158,而不会明显地危及显示器的对比度。
蚀刻孔1158可以具有各种形状和大小。在一些实施方案中,蚀刻孔1158是圆形孔,具有大约5至大约30微米的直径。
在概念上而言,EAL1150可以被认为包含多个光圈层部分1151a-n(概括地称为光圈层部分1151),每个光圈层部分对应于相应的显示元件。光圈层部分1151可以与邻近的光圈层部分1151共享边界。在一些实施方案中,蚀刻孔1158形成在光阻挡区域1155的外部,位于光圈层部分的边界附近。
图6D示出另一示例性EAL1160的一部分的俯视图。除了EAL1160限定了形成在光圈层部分1161的交叉点处的多个蚀刻孔1168a-1168n(概括地称为蚀刻孔1168)之外,EAL1160实质上类似于图6C所示的EAL1150。也就是说,与图6C中所示的较多、较小的蚀刻孔1158的EAL1150不同,EAL1160包含较少、较大的蚀刻孔1168。
图6E示出另一示例性EAL1170的一部分的俯视图。除了图6D中的EAL1170限定多个大小和尺寸不同于图6B中所示的圆形蚀刻孔1158的蚀刻孔1178a-1178n(概括地称为蚀刻孔1178)之外,EAL1170实质上类似于在图6B中所示的EAL1150。特别地,蚀刻孔1178是矩形的并具有大于或约等于在其中形成蚀刻孔1178的相应光圈层部分1171的长度一半的长度。类似于在图6B中所示的EAL1150的蚀刻孔1158,图6E中的每个蚀刻孔1178也被形成在EAL1170的光阻挡区域外部。
图7示出结合EAL1230的示例性显示设备1200的剖视图。显示设备1200实质上类似于在图6A中所示的显示设备1100,在于显示设备1200包含基于快门的显示元件的阵列,所述阵列包含制造在透明衬底1202上且朝显示设备1200的后方设置的多个快门1220。透明衬底1202涂覆有光阻挡层1204,穿过光阻挡层1204形成后光圈1206。透明衬底1202设置在背光1215的前方。由背光1215发出的光源穿过后光圈1206被快门1220调节。
显示设备1200还包含EAL1230,其类似于在图6A中所示的EAL1130。EAL1230包含穿过EAL1230形成并且对应于相应的下层快门1220的多个光圈层光圈1236。EAL1230被形成在透明衬底1202上并被支撑在透明衬底1202和快门1220的上方。
然而,显示设备1200不同于显示设备1100,在于使用不支撑下层快门组合件的锚固件1250将EAL1230支撑在透明衬底1202的上方。相反,通过与锚固件1250分开的锚固件1225支撑快门组合件。
在图5A–17所示的显示设备结合MEMS向上配置的EAL。在MEMS向下的配置中的显示设备也可以结合类似的EAL。
图8示出示例性MEMS向下显示设备的一部分的剖视图。显示设备1300包含衬底1302,衬底1302具有反射光圈层1304,穿过反射光圈层1304形成光圈1306。在一些实施方案中,光吸收层被沉积在反射光圈层1304的顶部。设置在前衬底1310上的快门组合件1320与在其上形成反射光圈层1304的衬底1302分开。在其上形成反射光圈层1304的衬底1302限定多个光圈1306,在本文中也被称为光圈板。在MEMS向下的配置中,承载基于MEMS的快门组合件1320的前衬底1310代替在图5A中所示的显示设备1000的盖板1008,且被定向为使得基于MEMS的快门组合件1320被设置在前衬底1310的后表面1312上,也就是说,背离观察者并且朝向背光1315的表面上。光阻挡层1316可形成在前衬底1310的后表面上。在一些实施方案中,光阻挡层1316可由吸收光的或黑的金属形成。在一些其它的实施方案中,光阻挡层1316可由非金属的光吸收材料形成。可穿过光阻挡层1316形成多个光圈1318。
基于MEMS的快门组合件1320被直接设置为与反射光圈层1304相对并与之相隔一间隙。快门组合件1320通过多个锚固件1340从衬底1310支撑快门组合件1320。
锚固件1340也可以被配置以支撑EAL1330。EAL限定多个光圈层光圈1336,多个光圈层光圈1336与穿过光阻挡层1316形成的光圈1318和穿过光反射光圈层1304形成的光圈1306对齐。类似于在图5A中所示的EAL1030,EAL1330也可以被像素化以形成电性隔离的导电区域。在一些实施方案中,EAL1330,除了相对于其在衬底1319上的位置之外,可以在结构上基本类似于图6A所示的EAL1130。
在一些其它的实施方案中,反射光圈层1304沉积在EAL1330的后表面而不是沉积在衬底1302上。在一些此类实施方案中,衬底1302可以耦合到前衬底1310,实质上无需对齐。在一些其它这样实施方案中,例如,在穿过EAL分别形成与图6C-6E所示的蚀刻孔1158、1168和1178类似的蚀刻孔的一些实施方案中,仍然可以将反射光圈层施加到衬底1302上。然而,此反射光圈层仅需要阻挡穿过蚀刻孔的光线,并且因此可以包含相对大的光圈。这种大的光圈将导致衬底1302与衬底1310之间的对齐公差的显著增加。
图9示出用于制造显示设备的示例性过程1400的流程图。所述显示设备可以形成在衬底上,并且包含用于支撑形成在快门组合件上方的EAL的锚固件,所述快门组合件也由所述锚固件支撑。简略地概括,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合件(阶段1404)。然后,第三模具部分形成在快门组合件、第一及第二模具部分的上方(阶段1406),接着,形成EAL(阶段1408)。然后,快门组合件与EAL被释放(阶段1410)。每个这些处理阶段以及制造过程1400的其它方面在下面相对于图10A-10I以及图11A-11D进行描述。在一些实施方案中,在EAL的形成(阶段1408)与EAL和快门组合件的释放(阶段1410)之间实施附加的处理阶段。更具体地说,如相对于图16和17所做的进一步讨论,在一些实施方案中,在释放阶段(阶段1410)之前,一或多个电性互连件形成在EAL的顶部(阶段1409)。
图10A-10I示出根据图9所示的制造过程1400的示例性显示设备的构造阶段的剖视图。此过程得到显示设备,形成在衬底上并且包含用于支撑集成的EAL的锚固件,所述EAL形成在也由所述锚固件支撑的快门组合件的上方。在图10A-10I所示的方法中,显示设备形成在由牺牲材料制作的模具上。
参照图9和图10A-10I,用于形成显示设备的过程1400从在衬底的顶部形成第一模具部分开始(阶段1401),如图10A所示。通过在下层衬底1502的光阻挡层1503的顶部沉积并图案化第一牺牲材料1504来形成第一模具部分。牺牲材料1504的第一层可以是或者可包含聚酰亚胺、聚酰胺、含氟聚合物、苯并环丁烯、聚苯基单醚喹噁啉、聚对亚苯基二甲基、聚降冰片烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯乙烯及酚或酚醛清漆树脂或本文指出适于用作牺牲材料的任何其它材料。取决于选择用作第一层牺牲材料1504的材料,第一层牺牲材料1504可以利用各种光刻技术及过程进行图案化,例如利用直接光图案化(用于光敏牺牲材料)或通过利用光刻图案化抗蚀剂形成的掩模的化学或等离子蚀刻。
附加层(其包含形成显示控制矩阵的材料层)可以沉积在光阻挡层1503的下方和/或光阻挡层1503与第一牺牲材料1504之间。光阻挡层1503限定多个后光圈1505。在第一牺牲材料1504中限定的图案产生凹部1506,用于快门组合件的锚固件将最终形成在所述凹部内。
形成显示设备的过程继续,形成第二模具部分(阶段1402)。通过在由第一牺牲材料1504形成的第一模具部分的顶部沉积并图案化第二牺牲材料1508而形成第二模具部分。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示出模具1599的形状,其包含图案化第二牺牲材料1508后的第一和第二模具部分。第二牺牲材料1508被图案化以形成凹部1510,以便暴露形成在第一牺牲材料1504中的凹部1506。凹部1510宽于凹部1506,使得类似阶梯的结构形成在模具1599中。模具1599还包含具有之前限定的凹部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合件(阶段1404),如图10C和10D中所示。通过将结构材料1516沉积到模具1599的暴露表面上而形成快门组合件,如图10C中所示,接着对结构材料1516进行图案化,以得到图10D中所示的结构。结构材料1516可包含一或多个层,其中包含机械层和导电层。适合的结构材料1516包含:金属,例如Al、Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Ta、Nb、Nd或其合金;电介质材料,例如氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)或氮化硅(Si3N4);或半导电材料,例如类金刚石碳、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,一层导电结构材料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”结构有助于确保沉积之后所残留的应力和/或温度变化所施加的应力不会作用为导致结构材料1516出现弯曲、翘曲或其它变形。结构材料1516沉积为小于约2微米的厚度。在一些实施方案中,结构材料1516经沉积后具有小于约1.5微米的厚度。
在沉积之后,对结构材料1516(其可以是如上所述的若干材料的复合物)进行图案化,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。之后对光致抗蚀剂进行图案化。发展成光致抗蚀剂的图案被设计为使得结构材料1516在随后的蚀刻阶段之后保留下来,从而形成快门1528、锚固件1525以及两个相对的致动器的驱动梁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气体环境中进行,同时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合件已经形成,则制造过程继续,制造显示器的EAL。形成EAL的过程开始于在快门组合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示出在沉积第三牺牲材料层1530之后所产生的模具1599(包含第一模具部分、第二模具部分和第三模具部分)的形状。图10F示出在对第三牺牲材料层1530进行图案化之后产生的模具1599的形状。特别地,图10F中所示出的模具1599包含凹部1532,其中将形成用于将EAL支撑于下层快门组合件上方的锚固件的一部分。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。
然后,形成EAL,如图10G中所示(阶段1408)。首先,在模具1599上沉积一或多层光圈层材料1540。在一些实施方案中,光圈层材料可以是或者可以包含一或多层导电材料,例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,光圈层可由不导电的聚合物制成或包含不导电的聚合物。上文相对于图5A提供适合材料的一些实例。
阶段1408继续,蚀刻所沉积的光圈层材料1540(如图10G中所示),得到EAL1541,如图10H中所示。结构材料1540的蚀刻可以是各向异性蚀刻并且可以在等离子体气体环境中进行,同时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类似的方式完成各向异性蚀刻的施加。在一些其它的实施方案中,取决于用于形成光圈层的材料的类型,可使用其它技术来对光圈层进行图案化和蚀刻。在施加蚀刻之后,在与穿过光阻挡层1503而形成的光圈1505相对齐的EAL1541的部分中,形成光圈层光圈1542。
形成显示设备1500的过程以去除模具1599结束(阶段1410)。图10I中所示出的结果包含将EAL1541支撑于下层快门组合件上方的锚固件1525,而这些快门组合件包含也由锚固件1525进行支撑的快门1528。锚固件1525是由在上述图案化阶段之后所留下的结构材料层1516和光圈层材料1540的部分形成。
在一些实施方案中,采用标准MEMS释放方法来去除模具,其中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而产生EAL时,将牺牲材料去除可能变得比较困难,这是因为可能需要去除大量的材料。此外,EAL的添加实质上阻挡了释放剂直接到达材料。其结果是,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合件中的大多数结构材料(如果不是所有)是被选择用于抵抗释放剂的,但是长时间地暴露于这种释放剂中可能仍然会对各种材料造成破坏。相应地,在一些其它的实施方案中,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,通过形成穿过EAL的蚀刻孔来解决去除牺牲材料的难题。蚀刻孔提高释放剂到达下层牺牲材料的便利性。如上文相对于图6C至6E所述,蚀刻孔可形成于位于EAL的光阻挡区域(例如,图6C中所示的光阻挡区域1155)之外的区域中。在一些实施方案中,蚀刻孔的尺寸足够大,从而允许流体(例如液体、气体或等离子体)蚀刻剂将形成模具的牺牲材料去除,同时还保持足够小,使得其不会对光学性能造成不利的影响。
在一些其它的实施方案中,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。在一些此类实施方案中,牺牲材料能够通过烘烤采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类实施方案中,显示设备包含快门组合件的部分、EAL以及它们的支撑模具能够在约400℃的温度范围内烘烤约1小时。在一些其它的实施方案中,牺牲材料可由在低于大约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500℃的温度下升华的任何其它牺牲材料,例如能够在约200℃至300℃的温度下(或者在存在酸的情况下于更低的温度下)分解的聚碳酸酯。
在一些其它的实施方案中,采用多相释放过程。例如,在一些此类实施方案中,多相释放过程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部件和电性部件被选择用于抵御用于实现释放过程的蚀刻剂,但是长期暴露于一些蚀刻剂(特别是干法等离子体蚀刻剂)中仍然能够对这类部件造成损坏。因而,期望限制显示设备暴露于干法等离子体蚀刻的时间。然而,液态蚀刻剂易于在完全释放显示设备时变得不太有效。采用多相释放过程有效地解决了这两个问题。首先,液体蚀刻将通过形成于EAL中的光圈层光圈和任何蚀刻孔可直接到达的模具的部分去除,从而在模具材料中于EAL的下方形成空腔。此后,施加干法等离子体蚀刻。空腔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,加快释放过程,由此限制显示设备暴露于等离子体的时间量。
如本文所述,结合基于快门的光调制器的形成来进行制备过程1400。在一些其它的实施方案中,用于制造EAL的过程能够与其它类型的显示元件(其包含如OLED等光发射器或其它光调制器)的形成一起进行。
图11A示出结合封装EAL的示例性显示设备1600的剖视图。显示设备1600与图10I中所示的显示设备1500的基本类似之处在于,显示设备1600也包含显示设备,其包含将EAL1630支撑于下层快门1528上方的锚固件1640,而这些快门1528也由锚固件1640支撑。然而,显示设备1600与图10I中所示的显示设备1500的不同之处在于,EAL1630包含由结构材料1656封装的一层聚合物材料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封装聚合物材料1652,使得EAL1630在结构上对外力具有弹性。因而,EAL1630能够用作屏障,用以保护下层快门组合件。这种附加的弹性可以在误用程度较高的产品(例如面向儿童、建筑行业和军事或加固设备的其它用户的装置)中特别有利。
图11B至11D示出图11A中所示的示例性显示设备1600的构造的各阶段的剖视图。用于形成结合了封装EAL的显示设备1600的制造过程始于按照与上文相对于图9和10A至10I所述的方式相类似的方式形成快门组合件和EAL。在对光圈层材料1540进行沉积和图案化(如上文相对于图9及图10G和10H所示的过程1400的阶段1408所描述的)之后,形成封装EAL的过程继续,在EAL1541的顶部上沉积聚合物材料1652,如图11B中所示。然后,对沉积的聚合物材料1652进行图案化,以形成与光圈层材料1540中形成的光圈1542对齐的开口1654。开口1654被制作为足够宽,以暴露围绕光圈1542的下层光圈层材料1540的一部分。图11C中示出此过程阶段的结果。
形成EAL的过程继续,在经过图案化的聚合物材料1652的顶部上沉积并图案化第二层光圈层材料1656,如图11D中所示。第二层光圈层材料1656可以是与第一光圈层材料1540相同的材料,或者其可以是适合于封装聚合物材料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对第二层光圈层材料1656进行图案化。如图11D中所示,聚合物材料1652保持为被第二层光圈层材料1656封装。
形成EAL和快门组合件的过程是在进行如下操作时结束:将由第一层牺牲材料1504、第二层牺牲材料1508和第三层牺牲材料1530形成的模具的剩余部分去除。结果如图11A中所示。去除牺牲材料的过程与上文相对于图10I或图19所述的过程类似。锚固件1640将快门组合件支撑于下层衬底1502的上方并且将封装的光圈层1630支撑于下层快门组合件的上方。
可替代地,可通过将加强肋引入至EAL的表面中来得到增加的EAL弹性。在EAL中包含加强肋可以附加于或替代于EAL利用聚合物层的封装。
图12A示出结合带有肋的EAL1740的示例性显示设备1700的剖视图。显示设备1700与图10I中所示的显示设备1500的类似之处在于,显示设备1700也包含通过多个锚固件1725而支撑于衬底1702和下层快门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能够变得在结构上对外力更具弹性。因此,EAL1740可用作屏障,用以保护包含快门1528的显示元件。
图12B-12E示出图12A中所示的示例性显示设备1700的结构的构造阶段的剖视图。显示设备1700包含锚固件1725用于在多个快门1528上方支撑带有肋的EAL1740,多个快门1528也通过锚固件1725支撑。在用于形成这种显示设备的制造过程开始时,以形成类似于上文相对于图10A-10I所述的方式形成快门组合件和EAL。然而,在如上文相对于图10G所述沉积并图案化第三牺牲材料层1530之后,形成带有肋的EAL1740的过程继续,沉积如图12B中所示的第四牺牲层1752。然后,第四牺牲层1752被图案化以形成多个凹部1756用于形成肋,其最后将在升高光圈中形成。在将如图12C所示的第四牺牲层1752图案化之后,产生模具1799的形状。模具1799包含第一牺牲材料1504、第二牺牲材料1508、结构材料1516的图案层、第三牺牲材料层1530和第四牺牲层1752。
形成带有肋的EAL1740的过程继续,将光圈层材料层1780沉积到模具1799所有暴露的表面上。如图12D所示,在沉积光圈层材料层1780后,对光圈层材料层1780进行图案化以形成用作光圈层光圈(或“EAL光圈”)1742的开口。
形成包含带有肋的EAL1740的显示设备的过程以去除模具1799的剩余部分完成,即,去除第一、第二、第三以及第四牺牲材料1504、1508、1530、1752的剩余部分。去除模具1799剩余部分的过程类似于相对于图10I所述的过程。图12A中示出得到的显示设备1700。
图12E示出结合具有抗静摩擦突起的EAL1785的示例性显示设备1760的剖视图。显示设备1760实质上类似于在图12A中所示的显示设备1700,但是不同于EAL1740之处在于,EAL1785在形成EAL1740的肋1744的区域中包含多个抗静摩擦突起。
可以使用类似于用来制造显示设备1700的制造过程形成抗静摩擦突起。当如图12D所示图案化光圈层材料层1780以形成用于EAL光圈1742的开口时,光圈层材料层1780也被图案化以去除形成肋1744的基部1746(如图12D中所示)的光圈层材料。剩下的是肋1744的侧壁1748。侧壁1748的底面1749可用作抗静摩擦突起。通过使抗静摩擦突起形成于EAL1785的底面,可以防止快门粘着到EAL1785。
图12F示出另一示例性显示设备1770的剖视图。显示设备1770与图12A中所示的显示设备1700的类似之处在于,它包含带有肋的EAL1772。与显示设备1700不同的是,显示设备1770的带有肋的EAL1772包含远离带有肋的EAL1772下层的快门组合件向上延伸的肋1774。
用于制造带有肋的EAL1772的过程类似于用来制造显示设备1700的带有肋的EAL1740的过程。唯一的不同之处在于在模具1799上沉积的第四牺牲层1752的图案化。在产生带有肋的EAL1740时,大部分第四牺牲层1752被保留作为模具的一部分,而凹部1756在其内部形成以形成用于肋1744(如图12C所示)的模具。相反,在形成EAL1772时,大部分第四牺牲层1752被去除,留下之后形成肋1774的台面。
图12G-12J示出用于图12A和12E的带有肋的EAL1740和1772中的示例性肋图案的平面图。图12G-12J的每个图示出邻接一对EAL光圈1742的一组肋1744。在图12G中,肋1744线性延伸跨过EAL。在图12H中,肋1744包围EAL光圈1742。在图12I中,肋1744沿着二个轴线延伸跨过EAL。最后,在图12J中,肋1744采用跨过EAL形成于周期性的位置上的隔离凹部的形式。在一些其它的实施方案中,各种其它肋图案可以用于加强EAL。
在一些实施方案中,穿过EAL形成的光圈层光圈可以经配置以包含光分散结构,以增加结合这些光圈层光圈的显示器的视角。
图13示出结合具有光分散结构1850的示例性EAL1830的显示设备1800的一部分。特别地,显示设备1800实质上类似于如图5A所示的显示设备1000。与显示设备1000不同的是,显示设备1800包含形成在EAL1830的升高光圈层光圈1836中的光分散结构1850。在一些实施方案中,光分散结构1850可以是透明的,使得光可以穿过光分散结构1850。一般来说,光分散结构1850使得光通过光圈层光圈1836以反射、折射或散射,从而通过显示设备1800增加光输出的角度分布。这种角度分布的增加可以增加显示设备1800的视角。
在一些实施方案中,光分散结构1850可以在EAL1830暴露的表面上和在其上形成EAL1830的模具的暴露的表面上通过沉积透明材料层1845(例如,电介质或透明导体,诸如ITO)形成。然后将透明材料1845图案化,使得光分散结构1850形成于最终形成光圈层光圈1836的区域内。在一些实施方案中,光分散结构可以通过沉积并图案化一层反射材料(例如,一层金属或半导体材料)制成。
图14A-14H示出结合光分散结构1950a-1950h(通常为光分散结构1950)的示例性EAL的部分俯视图。光分散结构1950可以形成的示例性图案包含水平、竖直、斜纹条纹或曲线(见图14A-14D)、锯齿形或回纹图案(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,光分散结构可以包含光分散结构的不同类型的结合。穿过其内形成光分散结构的升高光圈层光圈的光,可基于EAL的光圈层光圈内形成的光分散结构的类型以不同方式散射。例如,取决于光分散结构的特定的几何形状和表面粗糙度,当光穿过形成光分散结构的不同材料层之间的分界面时光可以折射,或者光可以反射或散射离开结构的边缘和表面。
图15示出结合包含透镜结构2010的EAL2030的示例性显示设备2000的剖视图。除了显示设备2000包含形成于EAL2030的光圈层光圈2036内的透镜结构2010之外,显示设备2000实质上类似于在图5中所示的显示设备。透镜结构2010可以成形为使得穿过透镜结构2010的来自背光的光扩散到穿过光圈层光圈的光先前不能到达的区域。这提高了显示设备的视角。在一些实施方案中,透镜结构2010可以由透明材料制成,例如SiO2或其它透明电介质材料。透镜结构2010可以通过在EAL的暴露表面和形成EAL2030的模具的暴露表面上沉积一层透明材料,并且使用渐变色调蚀刻掩模选择性地蚀刻所述材料形成。
在一些实施方案中,穿过下层衬底的光阻挡层形成的光圈或穿过快门形成的快门光圈也可以包含类似于图13、图14A-14H所示的那些光分散结构,或者包含类似于图15所示的透镜结构2010。在一些其它实施方案中,颜色滤镜阵列可被耦合到EAL或与EAL集成形成,使得每个EAL光圈被颜色滤镜覆盖。在此些实施方案中,可以通过使用快门组合件的单独群组同时显示多个颜色子域(或与多颜色子域有关的子帧)形成图像。
一些基于快门的显示设备利用复杂电路用于驱动像素阵列的快门。在一些实施方案中,用于通过电性互连件发送电流而由电路消耗掉的功率与所述互连件上的寄生电容成正比。因此,显示器的功耗可以通过降低在电性互连件上的寄生电容来减少。可以减少电性互连件上的寄生电容的一种方式为增加电性互连件和其它导电性部件之间的距离。
然而,由于显示器制造商增加像素密度以提高显示分辨率,每个像素的大小被减小。这样,电性部件布置在更小的空间内,减少可用空间来分开相邻的电性部件。其结果是,由于寄生电容产生的功耗很可能增加。在不影响像素大小的情况下减少寄生电容的一种方式为在显示设备的EAL的顶部上形成一或多个电性互连件。通过在EAL顶部定位电性互连件,可以EAL顶部上的互连件与下层衬底上的EAL下方的互连件之间引入较大距离。此距离大幅减少在EAL顶部上的电性互连件和下层衬底上形成的任何导电性部件之间的寄生电容。电容的减少实现功耗的相应减少。其还增加信号通过互连件传播的速度,增加显示器可寻址的速度。
图16示出具有EAL2130的示例性显示设备2100的剖视图。除了显示设备2100包含在EAL2130的顶部上形成的电性互连件2110之外,显示设备2100实质上类似于图5A中所示的显示设备1000。
在一些实施方案中,电性互连件2110可以形成在支撑EAL2130的锚固件2140的顶部上。在一些实施方案中,电性互连件2110可以与其上形成电性互连件2110的EAL2130电性隔离。在一些此类实施方案中,一层电绝缘材料首先沉积在EAL2130上,并且然后电性互连件2110可以形成在电绝缘材料上。在一些实施方案中,电性互连件2110可以是列互连件,例如图3B中所示的数据互连件806。在一些其它的实施方案中,电性互连件2110可以是行互连件,例如图3B中所示的数据互连件806。在一些其它的实施方案中,也如图3B中所示,电性互连件2110可以是共同互连件,例如致动电压互连件810或全局更新互连件812。
在一些实施方案中,电性互连件2110可以电性耦合到显示设备2100的快门2120。在一些此类实施方案中,电性互连件2110经由支撑EAL2130和下层快门组合件两者的导电锚固件2140直接电性耦合到快门2120。例如,在EAL2130包含导电材料和电绝缘材料沉积在EAL2130上方的实施方案中,在沉积将形成互连件2110的材料之前,绝缘材料可以被图案化以暴露耦合到和/或形成锚固件2140的部分的EAL2130的一部分。然后,当沉积互连件材料时,互连件材料形成与EAL的暴露部分的电连接,允许电流从电性互连件2110流动,经过EAL2130,向下流至锚固件2140,并流到由锚固件支撑的快门2120上。在一些实施方案中,EAL2130被像素化,使得其包含多个电性隔离的导电区域。在一些实施方案中,电性互连件2110经配置以向一或多个电性隔离的导电区域的电性部件提供电压。
显示设备还包含形成在下层透明衬底2102的顶部上的若干其它电性互连件2112,类似于图5中所示的透明衬底1002。在一些实施方案中,电性互连件2112可以是列互连件、行互连件或共同互连件之一。在一些实施方案中,互连件被选择用于在EAL顶部和EAL下方定位以增加被开关的互连件(携带相对频繁变化的电压的互连件,例如数据互连件)之间的距离。例如,在一些实施方案中,行互连件可以位于EAL的顶部上,而数据互连件位于衬底上的EAL下方。同样,在一些其它的实施方案中,行互连件放置在衬底上的EAL下方,并且数据互连件位于EAL的顶部上。由于与电容相关的功耗主要作为开关事件的结果而上升,所以保持在相对恒定电压下的互连件可以布置为彼此相对接近。
在一些实施方案中,EAL除仅支撑电性互连件之外还可以支撑附加电性部件。例如,EAL可以支撑电容器、晶体管或其它形式的电性部件。结合安装有EAL的电性元件的显示设备的实例在图17中示出。
图17示出示例性显示设备2200的剖视图。显示设备包含类似于图3B的控制矩阵860的控制矩阵。在显示设备2200中,致动电压互连件810和充电晶体管845形成在EAL2230的顶部上。
EAL2230由也支撑下层光阻挡部件807的锚固件2240支撑,在此情况下光阻挡部件807为快门。更具体而言,致动器2208的负载电极2210远离锚固件2240而延伸并且连接至光阻挡部件807。负载电极2210通过位于EAL2230顶部上的充电晶体管845为光阻挡部件807既提供物理支撑,又提供与致动电压互连件810的电连接。所述致动器还包含从第二锚固件2214延伸的驱动电极2212,其耦合到下层衬底但并不上升至EAL。
在操作中,当向致动电压互连件810施加电压时,充电晶体管845导通,并且电流流经锚固件2240和负载电极2210使得光阻挡部件807上的电压升至致动电压。同时,电流流过锚固件2240至EAL底面上的电隔离区域2250,使得光阻挡部件807和所述电隔离区域2250保持相同电势。
为了制造EAL2230,将导电层沉积于模具的顶部上,例如图10F中所示的模具1599。然后将导电层图案化以电隔离导电层的各个区域,从而使得每个区域与下层快门组合件相对应。然后将电绝缘层沉积于导电层的顶部上。所述绝缘层被图案化以暴露导电层的部分区域,以允许互连件或其它电性部件形成于EAL顶部上,以与EAL建立电连接。然后,致动电压互连件810和充电晶体管845使用薄膜光刻工艺(包含沉积和图案化附加的电介质、半导体和导电材料)形成于电绝缘层的顶部上。在一些实施方案中,致动电压互连件810、充电晶体管845和形成于EAL顶部上的任何其它电性部件使用氧化铟镓锌(IGZO)相容的制造过程形成。例如,充电晶体管可包含IGZO沟道。在一些其它的实施方案中,一些电性部件使用其它导电氧化物材料或其它IV族半导体形成。在一些其它的实施方案中,电性部件使用更多的传统半导体材料(例如a-Si或低温多晶硅(LTPS))形成。
虽然图17仅示出EAL顶部上的互连件和晶体管的制造,但是其它电性部件可以直接形成于EAL上或安装到EAL。例如,EAL也可以支撑一或多个写使能晶体管830、数据存储电容器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可以支撑被选择用于支持触屏功能的电路。
在EAL支撑一或多个数据互连件(例如图3A和3B所示的数据互连件808)的一些其它实施方案中,EAL也可以沿着互连件支撑一或多个缓冲器以重新驱动互连件传递过来的信号以减少互连件上的负载。例如,每个数据互连件沿其长度可以包含1个和约10个之间的缓冲器。在一些实施方案中,可以用一或两个反相器来实施缓冲器。在一些其它的实施方案中,可包含更多复杂的缓冲器电路。通常,显示衬底上没有足够的空间容纳这些缓冲器。然而,在一些实施方案中,EAL可以提供足够的额外空间用于包含这些缓冲器,这是可行的。
一些显示设备可通过将形成显示器的前部的盖板附接到后透明衬底上来组装。所述盖板具有光阻挡层,穿过光阻挡层形成前光圈。透明衬底包含光阻挡层,穿过光阻挡层形成后光圈。透明衬底可支撑多个具有光调制器的显示元件,显示元件对应于穿过光阻挡层形成的后光圈。当盖板和透明衬底彼此附接时,前光圈相对于相应的下层光圈的错位可对显示设备的显示特性产生不利的影响。特别是,错位可不利影响显示设备的亮度、对比度以及视角中的一或多者。因此,当将盖板附接至透明衬底时,需采取额外的谨慎以确保光圈与相应显示元件和后光圈紧密对齐,导致增加组装这种显示器的成本和复杂性。
作为替代,为了克服这种错位问题,前光阻挡层可形成在EAL上或通过EAL形成,而不是形成在盖板上。在一些实施方案中,为了有助于减少以相对于EAL的相对较低的角度经过EAL的光的任何光泄漏,EAL经配置以附着到盖板上,实质上将任何此种角度逸出显示器并对其对比度产生负面影响的光路径封闭掉。图18A至18C示出结合这种EAL的两个显示设备的剖视图。
图18A是示例性显示设备2300的剖视图。显示设备2300被构造为MEMS向上配置并且包含附着到盖板2308的后表面的EAL2330。显示设备2300包含制造在MEMS衬底2306上的快门组合件2304和EAL2330。EAL2330以类似于有对于图10A至10I描述的方式构造。然而,在构造EAL2330时,光圈层材料被沉积得更薄,以增加它们的柔性。与此相反,EAL1541被构造成实质上刚性。
盖板2308的后表面被处理成促进EAL2330和盖板2308之间的静摩擦。在一些实施方案中,由于干净的表面,尤其是具有大于20mJ/m2的附着力的表面,趋向于附着在一起,所以表面处理包含使用氧或氟基等离子体来清洁后表面。在一些其它的实施方案中,亲水性涂层被施加到盖板2308的后表面和/或EAL2330的前表面。然后,EAL2330在干燥或潮湿的环境中与盖板的后表面接触。在干燥环境中,在相对的表面上的羟基(OH)彼此吸引。在潮湿环境中,一或两个表面上的水分凝结导致所述表面被吸引并附着到相对的亲水性涂层。在一些其它的实施方案中,一或两个表面可涂覆有低硅浓度的SiO2或SiNx以促进附着。在制造过程中,在盖板2308被带到接近MEMS衬底2306之后,电荷被施加到盖板上,吸引EAL2330与盖板2308的后表面相接触。在接触盖板2308的后表面时,EAL2330便实质上永久地附着到所述表面上。在一些实施方案中,附着可通过加热表面来促进。
图18B和18C示出另外的示例性显示设备2350和显示设备2360的剖视图。显示设备2350和显示设备2360内置在MEMS向下配置中,其中MEMS快门组合件阵列和EAL2354被制造在前MEMS衬底2356上。前MEMS衬底2356被附接到后光圈层衬底2358上。EAL2354附着到后光圈层衬底2358上。
仅相对于结合到显示设备2350和显示设备2360中的反射层2362的位置,显示设备2350和显示设备2360彼此不同。反射层2362通过将未穿过EAL2354中的光圈2364的光反射回到照亮显示设备2350和显示设备2360的相应背光2366提供光循环。在显示设备2350中,反射层2362沉积在EAL2354的顶部上。由于光圈2364无需与后光圈层衬底2358上的任何特定特征对齐,所以这种实施方式大幅增加了对齐容限。然而,在一些情况下,在EAL2354上形成这种层可能是昂贵的或不理想的。在这种情况下,如图18B中的显示设备2360所示,反射层2362可沉积在后光圈层衬底2358上,而不是EAL2354上。
在一些实施方案中,显示设备可设计为使得模具无需被完全去除,以允许适当的显示器操作。例如,在一些实施方案中,显示设备可设计为在释放过程完成之后,使得模具的一部分保留在EAL的部分之下,例如在支撑EAL的锚固件的周围。
图19示出示例性显示设备2400的剖视图。显示设备2400通常使用相对于图10A至10I所描述的形成显示设备1500的制造过程来形成。然而与此制造过程相反,显示设备的制造过程并不完全去除在其上构造显示设备2400的模具。
特别地,显示设备2400包含实质上类似于如图10I所示的锚固件1525的锚固件2440。然而,锚固件2440被模具材料2442围绕,在执行释放过程后被保留。释放过程需要部分地从形成显示设备2400的模具释放显示设备2400。在一些实施方案中,通过仅仅暴露模具的特定表面或限制模具暴露于释放剂来部分地去除模具。在一些实施方案中,保持在锚固件2440周围的模具的部分可以提供对锚固件2440的额外的支撑。
在一些实施方案中,模具材料可以被选择性去除。例如,限制快门2420或耦合到快门2420的致动器2422的运动的模具材料应被去除。此外,阻挡后光圈2406(穿过沉积在透明衬底上的光阻挡层2404形成)和相应的EAL光圈2436(穿过EAL2430形成)之间的光路的模具材料被去除。也就是说,填充EAL光圈2436下方区域的模具材料应当被去除,使得来自背光(未绘出)的光可以穿过EAL光圈2436。然而,不限制可移动部件(例如快门2420和致动器2422)的运动,且不干涉上述光的透射的模具材料可以被留在合适的位置。例如,在显示设备的其它区域下方(例如在锚固件2440周围或在EAL2430的光阻挡块部分的下方)的牺牲材料2442可以保留。以这种方式,牺牲材料2442可以为锚固件2440和EAL2430提供额外支撑。此外,由于更少的牺牲材料从显示设备2400中去除,所以蚀刻过程可以较快完成,从而减少制造时间。
图20A和图20B是示出包含多个显示元件的示例性显示装置40的系统框图。显示装置40可以是,例如智能手机、蜂窝式电话或移动电话。然而,显示装置40的相同部件或其轻微的变化对于各种类型的显示装置(例如电视机、计算机、平板电脑、电子阅读器、手持式装置和便携式媒体装置)是说明性的。
显示装置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可通过任何各种制造过程(包含注模以及真空成形)而形成。此外,壳体41可以由任何各种材料制成,包含但不限于:塑料、金属、玻璃、橡皮和陶瓷,或其组合。外壳41可包含可去除部分(未示出),所述可去除部分可与具有不同颜色或含有不同标记、图片或符号的其它可去除部分互换。
如本文所述,显示器30可以是任何各种显示器,包含双稳态或模拟显示器。显示器30也可以经配置以包含平面显示器,例如等离子体、电致发光(EL)、有机发光二极管(OLED)、超扭曲向列型液晶显示器(STNLCD)或薄膜晶体管(TFT)LCD,或非平面显示器,例如阴极射线管(CRT)或其它管装置。
显示装置40的部件示意性地示出于图20A中。显示装置40包含壳体41并可以包含至少部分地封闭在其中的附加部件。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可以是用于能在显示装置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实例,但是处理器21和输入装置48也可以作为图像源模块。收发器47连接到处理器21,处理器21被连接到调节硬件52。调节硬件52可以经配置以调节信号(例如滤波器或以其它方式操纵信号)。调节硬件52可以连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也可以被连接到输入装置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和阵列驱动器22,其进而可以耦合到显示阵列30。在显示装置40中的一或多个元件,包含未在图20A中特别示出的元件可以经配置以作用为存储器装置并经配置以与处理器21通信。在一些实施方案中,电力供应器50能向特定显示装置40设计中的实质上所有部件提供电力。
网络接口27包含天线43和收发器47,使得显示装置40可通过网络与一或多个装置进行通信。网络接口27也可以具有一些处理能力,以减轻例如处理器21的数据处理要求。天线43可以传输和接收信号。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IEEE801.11标准,IEEE801.11标准包含IEEE801.11a、b、g、n和其更多的实施方案)传输和接收RF信号。在一些其它的实施方案中,天线43根据标准传输和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下,天线43可以被设计成接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用分组无线服务(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-DO版本A、EV-DO版本B、高速分组接入(HSPA)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、演进式高速分组接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或在无线网络内用于通信的其它已知信号,例如采用3G、4G或5G技术的系统。收发器47可以预处理从天线43接收到的信号,使得所述信号可以被处理器21接收并做进一步处理。收发器47还可以处理从处理器21接收到的信号,使得所述信号可经由天线43传输自显示装置40。
在一些实施方案中,收发器47可由接收器代替。此外,在一些实施方案中,网络接口27可由图像源代替,所述图像源可存储或生成待发送到处理器21的图像数据。处理器21可以控制显示装置40的总体运行。处理器21接收诸如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据之类的数据,并将数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21可以将处理后的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28用于存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。例如,这些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度水平。
处理器21可以包含用于控制显示装置40运行的微控制器、CPU或逻辑单元。调节硬件52可以包含放大器和滤波器,用于将信号传输至扬声器45,并且用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为显示装置40内的离散部件,或可结合在处理器21或其它部件内。
驱动器控制器29可以直接从处理器21或从帧缓冲器28获得由处理器21产生的原始图像数据,并适当地重新格式化所述原始图像数据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可以将原始图像数据重新格式化为具有类似栅格的格式的数据流,使得其具有适于扫描整个显示阵列30的时间顺序。然后,驱动器控制器29将格式化后的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21相关联而作为独立的集成电路(IC),但可以通过许多方式实施这些控制器。例如,控制器可作为硬件嵌入到处理器21中,作为软件嵌入到处理器21中或与阵列驱动器22一起完全集成在硬件中。
阵列驱动器22可以从驱动器控制器29接收格式化信息并且将视频数据重新格式化为一组平行波形,所述波形以每秒多次的速度被施加到来自显示元件的显示x-y像素矩阵的数百条引线,有时数千(或更多)条引线。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和显示阵列30为显示模块的一部分。
在一些实施方案中,驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示阵列30适用于本文所描述的任意类型的显示器。例如,驱动器控制器29可以是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如,如上面相对于图1B所描述的控制器134)。此外,阵列驱动器22可以是常规驱动器或双稳态显示驱动器。此外,显示阵列30可以是常规显示阵列或双稳态显示阵列。在一些实施方案中,驱动器控制器29可以与阵列驱动器22集成。此实施方案在,在例如移动电话、便携式电子装置、手表或其它小面积显示器这样的高度集成系统中是有用的。
在一些实施方案中,输入装置48可以经配置以例如允许用户控制显示装置40的操作。输入装置48可以包含键盘(例如,QWERTY键盘或电话键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕、与显示阵列30集成的触敏屏幕、或压敏或热敏薄膜。麦克风46可以经配置以用作显示装置40的输入装置。在一些实施方案中,通过麦克风46的语音命令可以用于控制显示装置40的操作。
电力供应器50可以包含多种能量存储器装置。例如,电力供应器50可以是可再充电电池,例如镍-镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的一些实施方案中,可再充电电池可以通过使用例如来自壁式插座或光伏装置或阵列的电力而再充电。可替代地,可再充电电池可进行无线充电。电力供应器50也可以是可再生能源、电容器或太阳能电池,包含塑料太阳能电池或太阳能电池涂料。电力供应器50还可以经配置以用于从壁式插座接收电力。
在一些实施方案中,控制可编程功能驻存在驱动器控制器29中,驱动器控制器可位于电子显示系统中的若干位置处。在一些其它的实施方案中,控制可编程功能驻存在阵列驱动器22中。可以在任何数目的硬件和/或软件部件和各种配置中实施如上所述的优化。
如本文所用,指代一列项目中“至少一个”的短语是指那些项目的任意组合,包含单个构件。举例来说,“a、b或c中的至少一个”意在覆盖: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种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法过程可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。就功能性而言,硬件及软件的这种可互换性大体描述并说明于如上所描述的各种说明性部件、块、模块、电路及过程中。此种功能性是以硬件实施还是软件实施取决于特定应用和施加于整个系统的设计限制。
结合本文中所公开的方面描述的用于实施各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理设备可以通过使用通用单芯片或多芯片处理器、数字信号分析器(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、离散硬件组合件或其任意组合来实施或与其一同执行,以执行本文所述的功能。通用处理器可以是微处理器或任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器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、一或多个结合DSP内核的微处理器或任何其它此种配置的组合。在一些实施方案中,特定流程和方法可由专门用于给定功能的电路来执行。
在一或多个方面中,所描述的功能可实施在硬件、数字电子电路、计算机软件、固件中,包含本说明书中公开的结构及其结构上的等同结构或其任意组合。本说明书中所描述的主题的实施方式也可以实施为一或多个计算机程序,即,在计算机存储媒体上编码的计算机程序指令的一或多个模块,用以由数据处理设备执行或用于控制数据处理设备的操作。
对于本领域技术人员而言,对本发明描述的实施方案的各种修改将会是显而易见的,并且本文所定义的一般性原理可以应用到其它实施方案,而不背离本发明的精神或范围。因此,权利要求书并非旨在被限定于本文所示的实施方案,而是被赋予与本文所公开的公开内容、原理和特征相一致的最宽范围。
此外,本领域普通技术人员将容易理解,有时使用术语“上部”和“更低”是为了便于描述附图,并且指示对应于适当定位的页面上的附图的定位的相对位置,并且可以不反映所实施的任何装置的正确定位。
在本说明书中在各个实施方案的上下文中描述的各个特征也可以结合单个实施方案实施。相反地,在单个实施方案上下文中描述的各种特征也可分别实施在多个实施方案中或者任意适当的子组合中。此外,虽然特征可能如上文所述用作一定组合并且甚至一开始就如此请求保护,但是在一些情况下,来自要求保护的组合的一或多个特征可以从组合中脱离,并且所要求保护的组合可指向子组合或者子组合的变型。
类似地,尽管附图中以特定顺序示出操作,但是这不应被理解为,要求以示出的特定的顺序或以相继的顺序来执行这些操作,或者要求执行所有说明的操作,以实现所需的结果。此外,附图可以流量图的形式示意性地描述一或多个示例性过程。然而,未示出的其它操作可结合到示意性地示出的示例性过程中。例如,一或多个附加操作可在任何所示出的操作之前、之后、同时或之间执行。在一些情况下,多重任务和并行处理可以是有利的。此外,上述实施方案中各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方案中要求这种分离,而是应当理解为所述程序组合件和系统通常般能够被一起集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品中。此外,其它实施方案落入下列权利要求的范围之内。在一些情况下,在权利要求中记载的动作可以不同的顺序被执行,并且仍然实现所需的结果。

Claims (24)

1.一种设备,其包括:
透明衬底;
显示元件,其形成在所述衬底上;
光阻挡升高光圈层EAL,其通过形成在所述衬底上的锚固件支撑在所述衬底上方,所述EAL具有穿过其中形成的光圈,所述光圈与所述显示元件相对应;以及
电性互连件,其设置在所述EAL上用于向所述显示元件载送电信号。
2.根据权利要求1所述的设备,其进一步包括:至少一个电性部件,其耦合到所述电性互连件。
3.根据权利要求2所述的设备,其中:
所述电性互连件被耦合到与所述显示元件相对应的所述至少一个电性部件的第一电性部件;并且
所述电性互连件被耦合到与形成在所述衬底上的第二显示元件相对应的所述至少一个电性部件的第二电性部件。
4.根据权利要求2所述的设备,其中所述至少一个电性部件包含耦合到所述电性互连件的电容器和晶体管中的至少一者。
5.根据权利要求4所述的设备,其中所述晶体管包含氧化铟镓锌IGZO沟道。
6.根据权利要求1所述的设备,其中所述电性互连件电性耦合到所述锚固件,使得所述锚固件将所述电信号传输至所述显示元件。
7.根据权利要求1所述的设备,其进一步包括:第二电性互连件,其设置在所述衬底上,电性耦合到多个显示元件。
8.根据权利要求1所述的设备,其中所述电性互连件包含数据电压互连件、扫描线互连件或全局互连件之一。
9.根据权利要求1所述的设备,其进一步包括:电介质层,其将所述电性互连件与所述EAL分开。
10.根据权利要求1所述的设备,其中所述EAL包含与所述显示元件相对应的电性隔离的导电区域。
11.根据权利要求10所述的设备,其中所述电性隔离的导电区域被电性耦合到所述显示元件的一部分。
12.根据权利要求11所述的设备,其中所述电性隔离的导电区域经由将所述显示元件支撑在所述衬底上方的第二锚固件电性耦合到所述显示元件的所述一部分。
13.根据权利要求11所述的设备,其中将所述EAL支撑在所述衬底上方的所述锚固件还将所述显示元件的一部分支撑在所述衬底上方,且其中所述电性隔离的导电区域经由所述锚固件电性耦合到所述显示元件的悬置部分。
14.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。
15.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
存储器装置,其经配置以与所述处理器通信。
16.根据权利要求15所述的设备,其进一步包括:
驱动电路,其经配置以向所述显示器发送至少一个信号;且其中
所述处理器经进一步配置以向所述驱动电路发送所述图像数据的至少一部分。
17.根据权利要求15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。
18.根据权利要求15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将所述输入数据传送给所述处理器。
19.一种制造显示设备的方法,其包括:
提供透明衬底;
在所述衬底上形成显示元件;
在所述衬底上方形成由形成在所述衬底上的锚固件支撑的光阻挡层;
穿过所述光阻挡层形成光圈,以形成升高光圈层EAL,所述光圈与所述显示元件相对应;以及
在所述EAL的顶部上形成电性互连件,用于将电信号载送至所述显示元件。
20.根据权利要求19所述的方法,其进一步包括:在形成所述电性互连件之前,在所述EAL上方沉积一层电绝缘材料。
21.根据权利要求20所述的方法,其中:
所述EAL包含导电材料,并且所述方法进一步包含:在形成所述电性互连件之前,将所述一层电绝缘材料图案化以暴露所述EAL的部分,并且
形成所述电性互连件包含:在所述一层电绝缘材料上方沉积一层导电材料,并且将所述一层导电材料图案化以形成所述电性互连件,使得所述电性互连件的一部分接触所述EAL的所述暴露的部分。
22.根据权利要求21所述的方法,其进一步包括:在所述形成的电性互连件上方沉积一层半导电材料,并且将一层半导电沟道图案化以形成晶体管的一部分。
23.根据权利要求22所述的方法,其中所述一层半导电材料包含金属氧化物。
24.根据权利要求19所述的方法,其进一步包括:在形成所述显示元件之前,在所述衬底上形成电性互连件。
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