CN1755433A - 提供具有抗粘着涂层的mems装置的系统和方法 - Google Patents

Abstract

在本发明的各种实施例中，在一MEMS装置80的一内部空腔的至少一个表面上形成抗粘着涂层102、106。一些具体实施例在一干涉式光调制装置(iMoD)的一或多个镜面上提供抗粘着涂层102、106。在另一些实施例中，将一干涉式光调制装置封闭于一封装内，且在制成所述封装后涂施抗粘着涂层102、106。在一实施例中，在所述封装中(例如，在一密封件、衬底或背板中)界定一或多个孔，并通过所述孔将抗粘着涂层材料提供于所述封装内部。在一实施例中，抗粘着涂层材料包括一自对准(或自组装)单层。在又一实施例中，可将抗粘着层的涂布纳入一其中使用一气体蚀刻掉一干涉式光调制装置的一牺牲层的释放工艺。

Description

提供具有抗粘着涂层的MEMS装置的系统和方法

技术领域

本发明的领域涉及微机电系统(MEMS)。更具体来说，本发明涉及用于在一MEMS装置(包括一干涉式光调制器)内提供一抗粘着涂层的系统和方法。

背景技术

MEMS包括微机械元件、激励器及电子元件。微机械元件可采用沉积、蚀刻及/或其它可蚀刻掉衬底及/或所沉积材料层的若干部分或可添加若干层以形成电和机电装置的微机械加工工艺制成。

空间光调制器是MEMS系统的一个实例。用于成像应用的空间光调制器具有许多种不同的形式。透射式液晶装置(LCD)调制器通过控制晶体材料的扭转及/或配向以阻断或通过光来对光进行调制。反射式空间光调制器则利用不同的物理效应来控制反射至成像表面的光量。这种反射式调制器的实例包括反射式LCD及数字微镜装置(DMD^TM)。

空间光调制器的另一实例是一通过干涉对光进行调制的干涉式调制器。干涉式调制器可包含一对导电板，其中之一或二者均可全部或部分地透明及/或为反射性，且在施加一个适当的电信号时能够相对运动。一个板可包括一沉积在一衬底上的静止层，另一个板可包括一通过气隙与该静止层分开的金属隔板。上述装置具有广泛的应用范围，且在此项技术中，利用及/或修改这些类型装置的特性、以使其性能可用于改善现有产品及制造目前尚未开发的新产品将颇为有益。iMoD^TM是干涉式光调制器的一个实例。iMoD采用一具有至少一个可移动或可偏转的壁的空腔。当该壁(其通常至少部分地包含金属)朝向该空腔的正面移动时会发生影响用户可见光的颜色的干涉。

发明内容

本发明的系统、方法及装置均具有多个方面，任一单个方面均不能单独决定其所期望特性。现在，对其更主要的特性进行简要论述，此并不限定本发明的范围。在查看这一论述，尤其是在阅读了标题为“具体实施方式”的部分之后，人们即可理解本发明的特征如何提供优于其它显示装置的优点。

在本发明的各实施例中，皆将一抗粘着涂层提供在一MEMS装置的至少一个表面上以减少所述MEMS装置的所述至少一个表面和其它表面之间的吸引力。更具体来说，在某些实施例中，将所述抗粘着涂层提供在一干涉式光调制空腔的一内部部分上的至少一个表面上。该具有所述抗粘着涂层的内部部分可为一反射元件(例如一镜子)、一透射元件(例如，一透明衬底)或位于所述反射元件或透射元件上的另一层。

在一实施例中，提供一种干涉式光调制装置，所述装置包括：一反射元件；一透射元件；及一位于所述反射元件的至少一部分与所述透射元件之间的抗粘着涂层。

在另一实施例中，提供一种用于制造干涉式光调制装置的方法，所述方法包括：提供一透射元件；提供一反射元件；及提供一抗粘着涂层，其中所述抗粘着涂层位于所述反射元件的至少一部分与所述透射元件之间。

在又一实施例中，提供一种干涉式光调制装置，所述装置包括：用于反射光的反射构件；用于透射过光的透射构件；用于调制透射过所述透射构件的光的调制构件；及用于减少所述反射构件与所述透射构件之间的吸引力的构件。

在另一实施例中，通过一种制造方法提供了一种干涉式光调制装置，所述方法包括：提供一反射元件；提供一透射元件；及提供一抗粘着涂层，其中所述抗粘着涂层位于所述反射元件的至少一部分与所述透射元件之间。

附图说明

图1为一等轴图，其显示一干涉式调制器显示器的一实施例的一部分，其中一第一干涉式调制器的一可移动反射层处于一释放位置，且一第二干涉式调制器的一可移动反射层处于一受激励位置。

图2为一系统方块图，其显示一包含一3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一实施例。

图3为图1所示干涉式调制器的一实例性实施例的可移动镜位置与所施加电压的关系图。

图4为一组可用于驱动干涉式调制器显示器的行和列电压的示意图。

图5A及图5B显示可用于向图2所示3×3干涉式调制器显示器写入一显示数据帧的行和列信号的一实例性时序图。

图6A为一图1所示装置的剖面图。

图6B为一干涉式调制器的一替代实施例的一剖面图。

图6C为一干涉式调制器的另一替代实施例的一剖面图。

图7A-7C为一干涉式调制器的基本封装结构的示意图。

图8为一干涉式光调制器的详细侧视图。

图9显示一涂布有本发明一实施例的抗粘着材料的干涉式调制器。

图10显示一涂布有本发明另一实施例的抗粘着材料的干涉式调制器。

图11A、11B和11C显示一涂布有本发明又一实施例的抗粘着材料的干涉式调制器。

图12A和12B显示一涂布有本发明再一实施例的抗粘着材料的干涉式调制器。

图13显示一用于本发明一实施例的干涉式调制器的抗粘着层涂布系统。

图14为一方法流程图，该方法用于将一抗粘着涂层提供至本发明一实施例的MEMS装置。

图15为一方法流程图，该方法用于将一抗粘着涂层提供至本发明一实施例的一干涉式光调制装置。

图16A及16B为系统方块图，其显示一包含复数个干涉式调制器的视觉显示装置的一实施例。

具体实施方式

在本发明的各实施例中，在一MEMS装置的一内部空腔的至少一个表面上形成一抗粘着涂层。当微结构的表面粘附力高于机械恢复力时将会发生粘着。抗粘着涂层的一个目的是防止该装置的两个可移动层粘到一起。一些具体实施例在一干涉式光调制装置(亦称为iMoD)的一或多个镜面上提供一抗粘着涂层。在某些实施例中，抗粘着涂层材料包括一自对准(或自组装)单层。

在各个实施例中，将一干涉式光调制装置封闭于一封装内，并在制成该封装后将抗粘着涂层涂施于该装置。在一实施例中，在所述封装中(例如，在一密封件、衬底或背板中)界定一或多个孔，并通过所述孔将抗粘着涂层材料提供于所述封装内部。

在另一实施例中，可将该抗粘着层的涂布纳入一其中使用一气体(例如XeF₂)蚀刻掉一干涉式光调制装置的一牺牲层的释放工艺中。例如，可将由所述抗粘着涂层材料和XeF₂形成的混合物泵送入所述装置的一室内。自对准单层的化学性质通常与XeF₂兼容，并可使其成为相同室中的共存工艺。在另一实施例中，抗粘着涂层可在XeF₂蚀刻完成后涂施。

在又一实施例中，抗粘着涂层可在蚀刻工艺之前施于牺牲层。在一实施例中，牺牲材料位于干涉式光调制装置的内部空腔内。将抗粘着涂层施于牺牲层后，所述空腔内的另一表面将与所述牺牲层接触，由此涂布另一表面的至少一部分。随后，可蚀刻掉牺牲层，使另一表面的至少一部分具有抗粘着涂层。在一些实施例中，另一表面可为一反射表面(例如，一镜子)、一透射表面(例如，一衬底)或位于所述反射表面或透射表面中的一或多个表面上的另一层。

以下详细说明涉及本发明的某些具体实施例。不过，本发明可通过许多种不同的方式实施。在本说明中，会参照附图，在附图中，相同的部件自始至终使用相同的数字标识。根据以下说明容易看出，本发明可在任一配置用于显示图像(无论是动态图像(例如视频)还是静态图像(例如静止图像)，也无论是文字图像还是图片图像)的装置中实施。更具体而言，本发明可在例如(但不限于)以下众多种电子装置中实施或与这些电子装置相关联：移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式计算机或便携式计算机、GPS接收器/导航器、照像机、MP3播放器、摄录机、游戏机、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、驾驶舱控制装置及/或显示器、照像机景物显示器(例如，车辆的后视照像机显示器)、电子照片、电子告示牌或标牌、投影仪、建筑结构、包装及美学结构(例如，一件珠宝的图像显示器)。与本文所述MEMS装置具有类似结构的MEMS装置也可用于非显示应用，例如用于电子切换装置。

图1中显示一个含有一干涉式MEMS显示元件的干涉式调制器显示器实施例。在这些装置中，像素处于亮状态或暗状态。在亮(“on(开)”或“open(打开)”)状态下，显示元件将入射可见光的一大部分反射至用户。在处于暗(“off(关)”或“closed(关闭)”)状态下时，显示元件几乎不向用户反射入射可见光。视不同的实施例而定，可颠倒“on”及“off”状态的光反射性质。MEMS像素可配置成主要在所选色彩下反射，因而除黑白显示之外还可实现彩色显示。

图1为一等轴图，其显示一视觉显示器的一系列像素中的两相邻像素，其中每一像素包含一MEMS干涉式调制器。在某些实施例中，一干涉式调制器显示器包含一由这些干涉式调制器构成的行/列阵列。每一干涉式调制器均包括一对反射层，该对反射层定位成彼此相距一可变且可控的距离，以形成一具有至少一个可变尺寸的光学谐振空腔。在一实施例中，其中一个反射层可在两个位置之间移动。在本文中称为释放状态的第一位置上，该可移动层的位置距离一固定的局部反射层相对远。在第二位置上，该可移动层的位置更近地靠近该局部反射层。根据可移动反射层的位置而定，从这两个层反射的入射光会以相长或相消方式干涉，从而形成各像素的总体反射或非反射状态。

在图1中显示的像素阵列部分包括两个相邻的干涉式调制器12a和12b。在左侧的干涉式调制器12a中，显示一可移动的高度反射层14a处于一释放位置，该释放位置距一固定的局部反射层16a一预定距离。在右侧的干涉式调制器12b中，显示一可移动的高度反射层14b处于一受激励位置处，该受激励位置邻近固定的局部反射层16b。

固定层16a、16b导电、局部透明且局部为反射性，并可通过例如在一透明衬底20上沉积一个或多个各自为铬及氧化铟锡的层而制成。透明衬底20可为任一种能够在上面形成薄膜、MEMS装置的透明物质。此等透明物质包括但不限于玻璃、塑料及透明聚合物。所述沉积在透明衬底20上的各层被图案化成平行条带，且可形成一显示装置中的行电极，如将在下文中所进一步说明。可移动层14a、14b可形成为由沉积在支柱18顶部的一或多个沉积金属层(与行电极16a、16b正交)及一沉积在支柱18之间的中间牺牲材料构成的一系列平行条带。在牺牲材料被蚀刻掉以后，这些可变形的金属层与固定的金属层通过一规定的气隙19隔开。这些可变形层可使用一具有高度导电性及反射性的材料(例如铝)，且该些条带可形成一显示装置中的列电极。

在未施加电压时，空腔19保持位于层14a、16a之间，且可变形层处于如图1中像素12a所示的一机械弛豫状态。然而，在向一所选行和列施加电位差之后，在对应像素处的所述行和列电极相交处形成的电容器变成充电状态，且静电力将这些电极拉向一起。如果电压足够高，则可移动层发生形变，并被压到固定层上(可在固定层上沉积一介电材料(在该图中未示出)，以防止短路，并控制分隔距离)，如图1中右侧的像素12b所示。无论所施加的电位差极性如何，该行为均相同。因此，可控制反射与非反射像素状态的行/列激励与传统的LCD及其它显示技术中所用的行/列激励在许多方面相似。

图2至图5显示一个在一显示应用中使用一干涉式调制器阵列的实例性过程及系统。图2为一系统方块图，该图显示一可体现本发明各方面的电子装置的一个实施例。在该实例性实施例中，所述电子装置包括一处理器21-其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器，例如ARM、Pentium^、Pentium II^、PentiumIII^、Pentium IV^、Pentium^ Pro、8051、MIPS^、Power PC^、ALPHA^，或任何专用微处理器，例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列。按照业内惯例，可将处理器21配置成执行一个或多个软件模块。除执行一个操作系统外，还可将该处理器配置成执行一个或多个软件应用程序，包括网页浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。

在一实施例中，处理器21还配置成与一阵列控制器22进行通信。在一实施例中，该阵列控制器22包括向一像素阵列30提供信号的一行驱动电路24及一列驱动电路26。图1中所示的阵列剖面图在图2中以线1-1示出。对于MEMS干涉式调制器，所述行/列激励协议可利用图3所示的这些装置的滞后性质。其可能需要例如一10伏的电位差来使一可移动层自释放状态变形至受激励状态。然而，当所述电压自该值降低时，在所述电压降低回至10伏以下时，所述可移动层将保持其状态。在图3的实例性实施例中，在电压降低至2伏以下之前，可移动层不会完全释放。因此，在图3所示的实例中，存在一大约为3-7伏的电压范围，在该电压范围内存在一施加电压窗口，在该窗口内所述装置稳定在释放或受激励状态。在本文中将其称为在本文中将其称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于一具有图3所示滞后特性的显示阵列而言，行/列激励协议可设计成在行选通期间，向所选通行中将被激励的像素施加一约10伏的电压差，并向将被释放的像素施加一接近0伏的电压差。在选通之后，向像素施加一约5伏的稳态电压差，以使其保持在行选通使其所处的任何状态。在被写入之后，在该实例中，每一像素均承受一处于3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。该特性使图1所示的像素设计在相同的所施加电压条件下稳定在一既有的激励状态或释放状态。由于干涉式调制器的每一像素，无论处于激励状态还是释放状态，实质上均是一由所述固定反射层及移动反射层所构成的电容器，因此，该稳定状态可保持于一滞后窗口内的电压下而几乎不消耗功率。如果所施加的电位恒定，则基本上没有电流流入像素。

在典型应用中，可通过根据第一行中所期望的一组受激励像素确定一组列电极而形成一显示帧。此后，将一行脉冲施加于第1行电极，从而激励与所确定的列线对应的像素。此后，将所确定的一组列电极变成与第二行中所期望的一组受激励像素对应。此后，将一脉冲施加于第2行电极，从而根据所确定的列电极来激励第2行中的相应像素。第1行的像素不受第2行的脉冲的影响，并保持于其在第1行的脉冲期间被设定的状态。可按顺序性方式对全部系列的行重复上述步骤，以形成所述的帧。通常，通过以某一所需帧数/秒的速度连续重复该过程来用新显示数据刷新及/或更新这些帧。还有很多种用于驱动像素阵列的行及列电极以形成显示帧的协议亦为人们所熟知，且可与本发明一起使用。

图4及图5显示一种用于在图2所示的3×3阵列上形成一显示帧的可能的激励协议。图4显示一组可用于具有图3所示滞后曲线的像素的可能的行及列电压电平。在图4的实施例中，激励一像素包括将相应的列设定至-V_bias，并将相应的行设定至+ΔV，其可分别对应于-5伏及+5伏。释放像素则是通过将相应的列设定至+V_bias并将相应的行设定至相同的+ΔV、由此在所述像素两端形成0伏的电位差来实现。在那些其中行电压保持0伏的行中，像素稳定于其最初所处的状态，而与该列处于+V_bias还是-V_bias无关。同样如在图4中所示，应了解，可使用极性与上述极性相反的电压，例如激励一像素可包括将相应的列设定至+V_bias、并将相应的行设定至-ΔV。在该实施例中，释放像素是通过将相应的列设定至-V_bias并将相应的行设定至相同的-ΔV、由此在所述像素两端形成一0伏的电位差来实现。

图5B为一显示一系列行及列信号的时序图，该些信号施加于图2所示的3×3阵列，其将形成图5A所示的显示布置，其中受激励像素为非反射性。在写入图5A所示的帧之前，像素可处于任何状态，在该实例中，所有的行均处于0伏，且所有的列均处于+5伏。在这些所施加电压下，所有的像素稳定于其现有的受激励状态或释放状态。

在图5A所示的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)及(3，3)受到激励。为实现这一点，在第1行的行时间，将第1列及第2列设定为-5伏，将第3列设定为+5伏。此不会改变任何像素的状态，因为所有像素均保持处于3-7伏的稳定窗口内。此后，通过一自0伏上升至5伏然后又下降回至0伏的脉冲来选通第1行。由此激励像素(1，1)和(1，2)并释放像素(1，3)。阵列中的其它像素均不受影响。为将第2行设定为所期望状态，将第2列设定为-5伏，将第1列及第3列被设定为+5伏。此后，向第2行施加相同的选通脉冲将激励像素(2，2)并释放像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中的其它像素均不受影响。类似地，通过将第2列和第3列设定为-5伏，并将第1列设定为+5伏对第3行进行设定。第3行的选通脉冲将第3行像素设定为图5A所示的状态。在写入帧之后，行电位为0，而列电位可保持在+5或-5伏，且此后显示将稳定于图5A所示的布置。应了解，可对由数十或数百个行和列构成的阵列使用相同的程序。还应了解，用于实施行和列激励的电压的时序、顺序及电平可在以上所述的一般原理内变化很大，且上述实例仅为实例性，任何激励电压方法均可与本发明一起使用。

按照上述原理运行的干涉式调制器的详细结构可千变万化。例如，图6A-6C显示移动镜结构的三种不同实施例。图6A-6C中描绘的每一实施例皆包括一可移动的高度反射性元件14、一透明衬底20及一成层于所述衬底20上的薄膜堆叠31，其中所述薄膜堆叠31包括一固定的部分透射层16。图6A为图1所示实施例的剖面图，其中可移动反射层14包括沉积在正交延伸的支撑件18上的金属材料条带。在图6B中，可移动反射材料14仅在隅角处在系链32上附接至支撑件。在图6C中，可移动反射材料14悬吊在一可变形层34上。由于反射材料14的结构设计及所用材料可在光学特性方面得到优化，且可变形层34的结构设计和所用材料可在所期望机械特性方面得到优化，因此该实施例具有若干优点。在许多公开文件中，包括例如第2004/0051929号美国公开申请案中，描述了各种不同类型干涉装置的生产。可使用很多种人们所熟知的技术来制成上述结构，包括一系列材料沉积、图案化及蚀刻步骤。

图7A-7C为一干涉式调制器的一基本封装结构的示意图。如图7A中所示，基本封装结构40包括一透明衬底41(例如，玻璃)和一背板或“帽”42。如图7A-7C中所示，一干涉式光调制器阵列43被封闭于封装结构40内。背板42可由任何适宜材料形成，例如，玻璃、金属、箔、聚合物、塑料、陶瓷或半导体材料(例如硅)。

一密封件44通常提供用于连接透明衬底41和背板42以形成封装结构40。视不同的实施例而定，密封件44可为非气密、半气密或气密性密封件。一气密性密封工艺的实例揭示于美国专利第6,589,625号中，该案全文以引用方式并入本文中。

在一实施例中，在封装结构40内提供一干燥剂46以减少封装结构40内的湿气。在一实施例中，干燥剂46位于阵列43与背板42之间。干燥剂可用于具有气密性或半气密性密封的封装。适宜的干燥剂材料包括但不限于沸石、分子筛、表面吸附剂、松散吸附剂及化学反应剂。干燥剂46还可称为吸气材料或可用于除吸气材料外的其它用途，其中该吸气材料用于除去氧或粒子等其它材料。在一实施例中，对封装40内部的干燥剂用量进行选择以吸收在装置40的寿命期间透过密封件44进入的水汽。

通常，可在真空、介于真空至环境压力(且包括环境压力)之间的压力或在高于环境压力的压力下完成封装工艺。亦可在密封工艺期间在一具有可变且可控的高或低压力的环境中完成封装工艺。

图7B显示进入封装40的水汽量及通过干燥剂46吸收透入的水汽。参见图7B，干燥剂46吸收存在于封装40内部的水分或水汽。干燥剂46还可吸收透入封装40内部的水分或水汽，如图7B所示。

在一实施例中，封装结构50可不需要干燥剂，如图7C所示。在该实施例中，密封件44较佳为一气密性密封件，以防止水分自大气进入封装50内部或使之最小化。在另一实施例中，并未使背板42与透明衬底41隔绝，而是可将一薄膜(未图示)沉积在透明衬底41上以将阵列43封闭于封装结构50内。

图8是干涉式光调制装置80的详细侧视图，所述干涉式光调制装置包括一光调制空腔108，其中在固定的部分反射层102与可移动的高度反射层106之间会发生共振。部分反射层102是一透射元件，其用于透射光并可具有部分反射性。可移动的高度反射层106是一反射元件，其用于反射光并可具有部分透射性。部分反射层102成层于一透明衬底100上，所述衬底可为能够在其上形成薄膜、MEMS装置的任何透明衬底。此类透明物质包括但不限于玻璃、塑料及透明聚合物。在此处显示为多个子层的薄膜堆叠的部分反射层102通常包含一电极子层110和一主镜子层120。主镜子层120可由金属膜制成。在此实施例中，一绝缘子层130沉积于主镜子层120上面并作为一绝缘体发挥作用且亦可增强自部分反射层102的反射。在此处显示为多个子层的隔板的可移动高度反射层106通常包括一次镜子层140及一电极子层150。次镜子层140可由金属膜制成。柱104形成用于支撑可移动高度反射层106。在一实施例中，柱104为绝缘体。电极层110和150连接至图1所示的电压源(V)以便可将电压(V)施加在两个层102和106的两端。其它干涉式调制器配置及运行模式揭示于美国专利第5,835,255号中，该案全文以引用方式并入本文中。

如本文所用，术语反射元件和透射元件将被赋予其最广泛的普通含义。一反射元件至少是一个能够反射光并可部分透射光的层。术语反射元件可指但不限于本文描述为可移动的高度反射层106或次镜子层140的元件。一透射元件至少是一个能够透射光并可部分反射光的层。术语透射元件可指但不限于本文描述为固定的部分反射层102或主镜子层120的元件。

参见图8，在干涉式光调制装置80的受驱动状态下，在此处显示为一隔板的可移动高度反射层106可与在此处显示为一薄膜堆叠的固定部分反射层102接触。当将一电位差施加于层102和106上时，将在这两层之间形成一电容器，其将产生静电力将高度反射层106朝向部分反射层102拉动。这将使空腔108塌陷。如果该电压足够高，则高度反射层106可发生变形并被迫抵靠部分反射层102从而使空腔108完全塌陷。然而，当未施加电位差时，可移动高度反射层106及其周围结构的机械恢复力可使层106返回其起始位置，由此恢复空腔108。但即使是在未受驱动状态，层106和102二者亦可位于彼此靠近的位置，例如，约0.2μm。因此，应仔细地对可移动高度反射层106的机械恢复力与产生于层106和固定的部分反射层102之间的静电力进行平衡，以确保干涉式光调制装置80的正确运行和响应性。

其它吸引力也会干扰上述力平衡。这些其它吸引力或粘附力包括“毛细管水凝结”及/或“范德华力”。在一干涉式光调制装置的寿命期间，水汽(或水)可连续透入所述装置的内部(如图7B所示)且透入的水汽可存在于层102和106中各层的表面上。所述水汽可因水凝结而在两个层102和106之间引起额外的毛细管吸引力。此外，可使相邻材料在分子水平上相互吸引的范围很小的“范德华力”会在层102和106之间引起额外的吸引力。在一干涉式光调制装置80中，可移动的高度反射层106(包括次镜子层140)朝向以及自固定的部分反射层102(其包括主镜子层120)移动，视运行状态而定。如果在层102和106之间存在其它吸引力，则装置80可能不能正常运行，甚至可使所述层粘在一起。因此，在本发明实施例中，用于在层102和106之间减少吸引力的构件包括一施于干涉式光调制装置80的一或多个层表面(或子层表面)上的抗粘着涂层，以使由于诸如毛细管水凝结或范德华力等现象造成的额外吸引力最小化或将其消除。

如本文所用，术语抗粘着涂层将被赋予其最广泛的普通含义，包括但不限于一可降低表面之间的吸引力的材料。术语抗粘着涂层可指但不限于一自对准单层(亦称为一自组装单层)。在某些实施例中，一抗粘着涂层的实例包括但不限于一自对准单层，例如下述中的一或多种：氟代硅烷、氯氟硅烷、甲氧基硅烷、三氯硅烷、全氟癸羧酸、十八烷基三氯硅烷(OTS)或二氯二甲基硅烷。在某些实施例中，一抗粘着涂层的实例包括但不限于聚合物材料，例如下述中的一或多种：特氟隆、硅烷、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯(标准的及紫外线可固化的)、一包含一疏水性部分的嵌段共聚物(例如聚甲基-甲基丙烯酸酯)或聚硅氮烷(尤其是聚硅氧烷)。在某些实施例中，一抗粘着涂层的实例包括但不限于无机材料，例如下述中的一或多种：石墨、类金刚石碳(DLC)、碳化硅(SiC)、氢化金刚石涂层或氟化DLC。在某些实施例中，所述抗粘着涂层并不会对光学空腔108的光学响应或特性(诸如层102或106的光学响应及/或特性)造成显著的不利影响。

图9显示干涉式光调制装置80，其中位于光调制空腔108内的层102和106的若干部分分别涂布有本发明一实施例的抗粘着材料160和170。在某些实施例中，光调制空腔108内的所有表面的至少一部分涂布有一抗粘着材料，包括柱104。

图10显示干涉式光调制装置80的另一实施例，其中层102和106涂布有本发明一实施例的抗粘着材料。在该实施例中，抗粘着涂层层160和170形成于位于空腔108内部的层106和102的表面上。在该实施例中，可移动的高度反射层106包括其自身的经由一拱形支撑的竖直支撑机构，此不同于图9实施例，其中是在两个层106和102之间形成若干单独的柱104进行支撑。尽管图9和10显示抗粘着涂层层160和170覆盖了光调制空腔108内的层102和106的整个表面，但本发明涵盖仅涂层层102及/或106的一部分。例如，在一实施例中，仅有层102的一部分包括一抗粘着涂层。在另一实施例中，仅有层106的一部分包括一抗粘着涂层。

图11A、11B和11C显示具有一或多个本发明实施例层的选择性涂层的干涉式光调制装置80。在图11A中，抗粘着层160提供于可移动高度反射层106的表面上而不是固定部分反射层102的表面上。相反，在图11B中，抗粘着层170提供于层102的表面上而不是层106上。

如图11C所示，一种实现图11A和11C中所示的选择性涂层的方法是使用覆盖元件175。在涂布工艺期间，不拟加以涂布的表面(此处显示为固定的部分反射层102)可用覆盖元件175(例如一牺牲材料)覆盖，以使抗粘着涂层层不会形成于被覆盖元件175覆盖的表面上。在其它实施例中，覆盖元件175可提供于空腔108内不需要抗粘着涂层的任何表面上，例如空腔108内的柱104的表面。

图12A和12B显示一干涉式光调制装置封装85，其中层102和层106涂布有本发明另一实施例的抗粘着材料。在这些实施例中，层102和106被封闭于封装85内，且抗粘着涂层的涂施是在封装85制成之后实施。在一实施例中，背板42是一凹陷结构或一成形结构，但如果封装85内的干燥剂(未示于图12A和12B中)的量减少或去除则其并非必须如此。在此实施例中，可放松或消除对凹陷深度的要求。在一实施例中，使用抗粘着层160和170(例如，自对准单层)可允许改变帽(背板)设计，以使所需的凹槽较使用干燥剂时需要的凹槽为小。

在图12A和12B显示的实施例中，一孔176界定于封装中，例如，在图12A或12B所示的密封件44中。在这些实施例中，抗粘着涂层材料可通过孔176被提供于封装85内部。在另一实施例中，在封装85(例如，密封件44和45)中形成两个孔176和177以用于提供抗粘着材料，如图12B所示。在又一实施例中，可在封装85中界定两个以上的孔(未图示)并通过所述孔将抗粘着涂层材料提供至封装85内部。在其它实施例中，可在衬底100或背板42中形成孔。因此，在密封件44、衬底100及/或背板42中具有孔以用于提供抗粘着涂层属于本发明的范围。

在这些实施例中，形成于封装85中的孔还可用于除去来自封装85内部的水汽。当不再需要孔时，可将其堵住、焊住或加以密封，视孔的性质而定。

图13显示用于本发明一实施例的干涉式光调制装置80的一抗粘着层涂布系统。参见图13，系统180包括一室181、一涂层材料容器182、一阀门184和一载气储罐186。所属技术领域的技术人员应了解，系统180仅为实例性，也可使用其它其中可能不包括系统180的某些元件及/或包括额外元件的涂布系统。在一实施例中，系统180可将一抗粘着涂层施于已制成的封装内，如图11A、11B和11C所示。

阀门184用于控制进入室181内的涂层材料的进料。在一实施例中，阀门184受一计算装置的控制。在一实施例中，阀门184可为任何适用于该抗粘着涂布工艺的阀门。在另一实施例中，阀门184可用于适当地混合载气与XeF₂蚀刻气体并测定其时间。

容器182包含有抗粘着涂层材料。在如上所述的各实施例中，一抗粘着涂层的实例可包括(但不限于)：自对准(或自组装)单层，例如OTS、二氯二甲基硅烷等；其它聚合物材料，例如特氟隆、聚苯乙烯等；或其它无机材料，例如石墨、DLC等。在另一实施例中，涂层材料包括不会对光学空腔108的光学响应或特性(诸如，层102或106的光学响应及/或特性)造成显著不利影响的任何抗粘着材料。

在一实施例中，载气储罐186包含有载气，例如氮(N₂)或氩，其用于通过一已知泵送机构将抗粘着涂层材料运送至室181。在另一实施例中，载气中可纳入其它类型的吸气材料或化学物质，只要其不会对干涉式光调制装置80的性能造成显著不利影响。在另一实施例中，可使载气与释放蚀刻气体XeF₂的化学性质结合。

图14是一实例性流程图，其阐释本发明一实施例的抗粘着涂布工艺。所属技术领域的技术人员应了解，视不同的实施例而定，可添加额外阶段、去除其它阶段或改变各阶段的次序。参见图7至12，其中更加详细地阐释了本发明实施例的抗粘着涂布程序。

在步骤90中，提供抗粘着涂层材料。在步骤92中，将欲对其表面(例如，层102及/或106)进行涂布的干涉式光调制装置80置于室181中。在步骤94中，将抗粘着层涂层施于欲涂布的表面上。在一实施例中，可对层102及/或106的表面(例如，一镜表面或一绝缘体表面)进行加热以在实施抗粘着涂布之前去除拟涂布表面上存在的水汽。在一实施例中，未提供绝缘子层130，且抗粘着层形成于主镜子层120的表面上(如图8所示)。在另一实施例中，抗粘着层形成于次镜子层140的表面上(如图8所示)。在另一实施例中，抗粘着层形成于绝缘子层130及次镜子层140的表面上(如图8所示)。

在一抗粘着涂布工艺实施例中，抗粘着层是在干涉式光调制装置的制造工艺期间形成。例如，可将抗粘着层的涂布纳入一“释放”工艺中。在所述释放工艺中，使用一气体(例如XeF₂)蚀刻掉干涉式光调制装置80的牺牲层175(如图11C所示)。在一实施例中，可将抗粘着涂层材料与XeF₂的混合物泵送入室181中。在另一实施例中，可在XeF₂蚀刻完成后涂施抗粘着涂层。通常，所述释放工艺通过一MEMS蚀刻系统实施，例如，可自XACIX(USA)购得的X3系列Xetch系统及可自Penta Vacuum(新加坡)购得的MEMS ETCHER系统。

在另一抗粘着涂布工艺实施例中，所形成抗粘着层的厚度是均匀的。在另一实施例中，抗粘着涂层层的厚度可以是不均匀的。通常，一抗粘着层(例如一自对准单层)是一薄膜涂层，因而其不会显著地影响层102或106的光学特性(或响应)，包括镜120和140(如图8所示)，即使抗粘着涂层是不均匀的。

在一实施例中，使用揭示于(例如)“Dichlorodimethylsilane as an Anti-StictionMonolayer for MEMS”(Journal of Microelectromechanical Systems，Vol.10，No.1，2001年3月)及美国专利第6,335,224号中的工艺来实施抗粘着涂布，二者皆以引用方式并入本文中。在另一实施例中，抗粘着涂布是使用一沉积工艺实施，例如，化学气体沉积或物理气体沉积。在又一实施例中，可使用任何已知的或将要研发的适用于镜面或绝缘体表面上的抗粘着涂布方法。然后在步骤96中完成抗粘着涂布工艺并在步骤98中将干涉式光调制装置80自室181中取出。

图15是一流程图，其阐释了用于本发明一实施例的干涉式光调制装置的抗粘着涂布方法。该图显示了另一种用于在一光调制装置内的各层之间减小吸引力的方法。根据该方法可制造本申请案中描述的干涉式光调制装置，包括参照图7至12阐释的装置。在该方法中，透射元件是在步骤200中提供。透射元件可通过使透射元件成层于衬底上来提供。该透射元件可为例如固定的部分反射层102或其任何子层，例如，主镜子层120、绝缘子层130或电极子层110，如图8中所示。反射元件是在步骤210中提供。反射元件可通过在透射元件上形成堆叠来提供。该反射元件可为例如可移动的高度反射层106或其任何子层，例如，次镜子层140或电极子层150，如图8中所示。然后在步骤220中提供抗粘着涂层，其中所述抗粘着涂层位于所述反射元件的至少一部分和所述透射元件之间。抗粘着涂层可按本文参照图11至14所述提供。所属技术领域的技术人员应了解，图15中所示的方法仅为例示性，可使用其中不包括所示方法中的某些元件或步骤及/或包括额外元件或步骤的其它涂布方法。

例如，在另一实施例中，反射元件可在提供透射元件之前提供。此外，在其它实施例中，抗粘着涂层可在提供反射元件或透射元件之后提供。此外，在其它实施例中，可将覆盖元件(例如一牺牲层)施于其中不需要一抗粘着涂层的若干干涉式光调制装置部分上。然后，如果需要，则可在提供抗粘着涂层后使其它元件与所涂布的覆盖元件接触，由此通过传递接触提供一抗粘着涂层。然后可蚀刻覆盖元件及/或牺牲层。在其它实施例中，先在反射元件与透射元件之间提供一牺牲层，然后在提供抗粘着涂层之前蚀刻该牺牲层。在其它实施例中，在提供抗粘着涂层之前将透射元件和反射元件封装于一干涉式光调制装置封装中，例如一显示于图12A和12B中的封装。在其它实施例中，抗粘着涂层是在封装之前提供。

图16A及16B为显示一显示装置2040的一实施例的系统方块图。显示装置2040例如可为蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置2040的相同组件或其稍作变化的形式也可作为例如电视及便携式媒体播放器等各种类型显示装置的例证。

显示装置2040包括一外壳2041、一显示器2030、一天线2043、一扬声器2045、一输入装置2048及一麦克风2046。外壳2041通常由所属领域的技术人员所熟知的众多种制造工艺中的任一种工艺制成，包括注射成型及真空成形。此外，外壳2041可由众多种材料中的任一种材料制成，包括但不限于塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷、或其一组合。在一实施例中，外壳2041包括可拆部分(未图示)，这些可拆部分可与其它具有不同颜色的、或包含不同标志、图片或符号的可拆部分换用。

实例性显示装置2040的显示器2030可为众多种显示器中的任一种，包括本文所述的双稳显示器。在其它实施例中，如所属技术领域的技术人员所熟知，显示器2030包括一平板显示器，例如如上所述的等离子体显示器、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD，或一非平板显示器，例如CRT或其它电子管装置。然而，为阐述本实施例之目的，显示器2030包括一如本文所述的干涉式调制器显示器。

图16B示意性地显示实例性显示装置2040的一实施例中的组件。所示实例性显示装置2040包括一外壳2041，并可包括其它至少部分地封闭于其中的组件。例如，在一实施例中，实例性显示装置2040包括一网络接口2027，该网络接口2027包括一耦接至一收发器2047的天线2043。收发器2047连接至处理器2021，处理器2021又连接至调节硬件2052。调节硬件2052可配置成对一信号进行调节(例如对一信号进行滤波)。调节硬件2052连接至一扬声器2045及一麦克风2046。处理器2021还连接至一输入装置2048及一驱动控制器2029。驱动控制器2029耦接至一帧缓冲器2028并耦接至阵列驱动器2022，阵列驱动器2022又耦接至一显示阵列2030。一电源2050根据具体实例性显示装置2040的设计要求为所有组件供电。

网络接口2027包括天线2043及收发器2047，以使实例性显示装置2040可通过网络与一个或多个装置进行通信。在一实施例中，网络接口2027还可具有某些处理能力，以降低对处理器2021的要求。天线2043是所属领域的技术人员所知的用于发射及接收信号的任一种天线。在一实施例中，该天线根据IEEE802.11标准(包括IEEE 802.11(a)，(b)，或(g))来发射及接收RF信号。在另一实施例中，该天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准来发射及接收RF信号。倘若为蜂窝式电话，则该天线被设计成接收CDMA、GSM、AMPS或其它用于在无线蜂窝电话网络中进行通信的习知信号。收发器2047对自天线2043接收的信号进行预处理，以使其可由处理器2021接收及进一步处理。收发器2047还处理自处理器2021接收到的信号，以使其可通过天线2043自实例性显示装置2040发射。

在一替代实施例中，可由一接收器取代收发器2047。在又一替代实施例中，可由一图像源取代网络接口2027，该图像源可存储或产生拟发送至处理器2021的图像数据。例如，该图像源可为数字视频光盘(DVD)或一含有图像数据的硬盘驱动器、或一产生图像数据的软件模块。

处理器2021通常控制实例性显示装置2040的总体运行。处理器2021自网络接口2027或一图像源接收数据(例如压缩的图像数据)，并将该数据处理成原始图像数据或处理成一种易于处理成原始图像数据的格式。然后，处理器2021将处理后的数据发送至驱动控制器2029或发送至帧缓冲器2028进行存储。原始数据通常是指可识别一图像内每一位置处的图像特性的信息。例如，所述图像特性可包括颜色、饱和度及灰度级水平。

在一实施例中，处理器2021包括一微控制器、CPU、或用于控制实例性显示装置2040的运行的逻辑单元。调节硬件2052通常包括用于向扬声器2045发送信号及用于自麦克风2046接收信号的放大器及滤波器。调节硬件2052可为实例性显示装置2040内的离散组件，或者可并入处理器2021或其它组件内。

驱动控制器2029直接自处理器2021或自帧缓冲器2028获取由处理器2021产生的原始图像数据，并适当地将原始图像数据重新格式化以便高速传输至阵列驱动器2022。具体而言，驱动控制器2029将原始图像数据重新格式化成一具有光栅状格式的数据流，以使其具有一适合于扫描显示阵列2030的时间次序。然后，驱动控制器2029将格式化后的信息发送至阵列驱动器2022。尽管驱动控制器2029(例如LCD控制器)通常是作为一独立的集成电路(IC)与系统处理器2021相关联，然而这些控制器也可按许多种方式进行构建。其可作为硬件嵌入处理器2021中、作为软件嵌入处理器2021中、或以硬件形式与阵列驱动器2022完全整合。

通常，阵列驱动器2022自驱动控制器2029接收格式化后的信息并将视频数据重新格式化成一组平行的波形，该组平行的波形可每秒许多次地施加至来自显示器的x-y像素阵列的数百条、有时数千条引线。

在一实施例中，驱动控制器2029、阵列驱动器2022、及显示阵列2030适用于本文所述的任一类型的显示器。例如，在一实施例中，驱动控制器2029是一传统的显示控制器或一双稳显示控制器(例如一干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器2022是一传统驱动器或一双稳显示驱动器(例如一干涉式调制器显示器)。在一实施例中，一驱动控制器2029与阵列驱动器2022相整合。这种实施例在例如蜂窝式电话、手表及其它小面积显示器等高度集成的系统中很常见。在又一实施例中，显示阵列2030是一典型的显示阵列或一双稳显示阵列(例如一包含一干涉式调制器阵列的显示器)。

输入装置2048使用户能够控制实例性显示装置2040的运行。在一实施例中，输入装置2048包括一小键盘(例如QWERTY键盘或电话小键盘)、一按钮、一开关、一触敏屏幕、一压敏或热敏薄膜。在一实施例中，麦克风2046是实例性显示装置2040的输入装置。当使用麦克风2046向该装置输入数据时，可由用户提供语音命令来控制实例性显示装置2040的运行。

电源2050可包含许多种能量存储装置，此在所属技术领域众所周知。例如，在一实施例中，电源2050为一可再充电的蓄电池，例如一镍-镉蓄电池或一锂离子蓄电池。在另一实施例中，电源2050是一可再生能源、电容器或太阳能电池，包括塑料太阳能电池及太阳能电池漆。在另一实施例中，电源2050配置成自墙上插座接收电力。

在某些实施方案中，控制可编程性如上文所述存在于一驱动控制器中，该驱动控制器可位于电子显示系统中的数个位置上。在某些情形中，控制可编程性存在于阵列驱动器2022中。所属领域的技术人员将认识到，可在任意数量的硬件及/或软件组件中及在不同的配置中实施上述优化。

尽管上文详细说明已显示、说明及指出本发明的适用于各种实施例的新颖特征，然而应了解，所属领域的技术人员可在形式及细节上对所示装置或工艺作出各种省略、替代及改变，此并不背离本发明的精神。应知道，由于某些特征可与其它特征相独立地使用或付诸实践，因而可在一并不提供本文所述的所有特征及优点的形式内实施本发明。

Claims (40)

1、一种干涉式光调制装置，其包括：

一反射元件；

一透射元件；及

一抗粘着涂层，所述涂层位于所述反射元件与所述透射元件的至少一部分之间。

2、根据权利要求1所述的装置，其进一步包括一透明衬底，其中所述衬底通过一密封件粘合于一背板上以形成一密封封装，且其中所述反射元件、所述透射元件和所述抗粘着涂层皆位于所述密封封装内。

3、根据权利要求2所述的装置，其进一步包括一干燥剂，其中所述干燥剂位于所述密封封装内。

4、根据权利要求1所述的装置，其中所述抗粘着涂层包括一自对准单层。

5、根据权利要求1所述的装置，其中所述抗粘着涂层包括以下材料中的至少一种材料：特氟隆、全氟癸羧酸、十八烷基三氯硅烷(OTS)、二氯二甲基硅烷、氟代硅烷、氯氟硅烷、甲氧基硅烷、三氯硅烷、硅酮、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、一包含一疏水性部分的嵌段共聚物、聚硅氮烷、石墨、类金刚石碳化物(DLC)、碳化硅(SiC)、氢化金刚石涂层、及氟化DLC。

6、根据权利要求2所述的装置，其在所述封装内进一步包含至少一个孔。

7、根据权利要求6所述的装置，其中所述至少一个孔位于所述密封件、所述衬底或所述背板中。

8、根据权利要求1所述的装置，其中所述抗粘着涂层提供在所述反射元件的至少一部分上。

9、根据权利要求1所述的装置，其中所述抗粘着涂层提供在所述透射元件的至少一部分上。

10、根据权利要求1所述的装置，其进一步包括一位于所述反射元件与所述透射元件之间的牺牲层，其中所述抗粘着涂层提供在所述牺牲层的至少一部分上。

11、根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：

一处理器，其与所述反射元件及所述透射元件中的至少一个元件保持电连通，所述处理器配置成处理图像数据；及

一存储装置，其与所述处理器保持电连通。

12、根据权利要求1所述的装置，其进一步包括一驱动电路，所述驱动电路配置成将至少一信号发送至所述反射元件及所述透射元件中的至少一个元件。

13、根据权利要求12所述的装置，其进一步包括一控制器，所述控制器配置成将所述图像数据的至少一部分发送至所述驱动电路。

14、根据权利要求11所述的装置，其进一步包括一图像源模块，所述图像源模块配置成将所述图像数据发送至所述处理器。

15、根据权利要求14所述的装置，其中所述图像源模块包含一接收器、收发器、及发送器中的至少一个。

16、根据权利要求11所述的装置，其进一步包括一输入装置，所述输入装置配置成接收输入数据并将所述输入数据传送至所述处理器。

17、一种制造一干涉式光调制装置的方法，其包括：

提供一透射元件；

提供一反射元件；及

提供一抗粘着涂层，其中所述抗粘着涂层位于所述反射元件与所述透射元件的至少一部分之间。

18、根据权利要求17所述的方法，其进一步包括：

在所述反射元件与所述透射元件之间提供一牺牲层；及

在提供一抗粘着涂层之前蚀刻所述牺牲材料的至少一部分。

19、根据权利要求17所述的方法，其进一步包括：

在所述反射元件与所述透射元件之间提供一牺牲层，其中所述抗粘着涂层提供在所述牺牲层的至少一部分上。

20、根据权利要求17所述的方法，其进一步包括：

提供一透明衬底；

提供一密封件；

提供一背板；及

通过所述密封件将所述衬底和所述背板粘合在一起，其中所述反射元件、所述透射元件和所述抗粘着涂层皆位于所述衬底与所述背板之间。

21、根据权利要求20所述的方法，其中所述提供一衬底、一密封件和一背板的步骤以及通过所述密封件将所述衬底和所述背板粘合在一起的步骤发生在所述提供一抗粘着涂层的步骤之前。

22、根据权利要求20所述的方法，其中所述提供一抗粘着涂层的步骤发生在所述通过所述密封件将所述衬底和所述背板粘合在一起的步骤之前。

23、根据权利要求20所述的方法，其中所述密封件、所述衬底或所述背板具有至少一个用于提供所述抗粘着涂层的孔。

24、根据权利要求20所述的方法，其进一步包括提供一干燥剂，其中所述干燥剂位于所述衬底与所述背板之间。

25、根据权利要求17所述的方法，其中所述抗粘着涂层包括一自对准单层。

26、根据权利要求17所述的方法，其中所述抗粘着涂层包括以下材料中的至少一种材料：特氟隆、全氟癸羧酸、十八烷基三氯硅烷(OTS)、二氯二甲基硅烷、氟代硅烷、氯氟硅烷、甲氧基硅烷、三氯硅烷、硅酮、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、一包含一疏水性部分的嵌段共聚物、聚硅氮烷、石墨、类金刚石碳化物(DLC)、碳化硅(SiC)、氢化金刚石涂层、及氟化DLC。

27、根据权利要求17所述的方法，其中所述抗粘着涂层提供在所述反射元件的至少一部分上。

28、根据权利要求17所述的方法，其中所述抗粘着涂层提供在所述透射元件的至少一部分上。

29、一种根据权利要求17所述的方法制造的干涉式光调制装置。

30、一种电子微机电系统(MEMS)装置，其包括：

用于反射光的反射构件；

用于透射光的透射构件；

用于对透射穿过所述透射构件的光进行调制的调制构件；及

用于减少所述反射构件与所述透射构件之间的吸引力的构件。

31、根据权利要求30所述的装置，其中所述反射构件包括一镜子。

32、根据权利要求30或31所述的装置，其中所述透射构件包括一部分反射镜。

33、根据权利要求30或31所述的装置，其中所述调制构件包括一干涉式调制器阵列。

34、根据权利要求30或31所述的装置，其中所述减少构件包括一抗粘着涂层。

35、根据权利要求34所述的装置，其中所述减少构件在所述反射构件的至少一部分上包括一抗粘着涂层。

36、根据权利要求34所述的装置，其中所述减少构件在所述透射构件的至少一部分上包括一抗粘着涂层。

37、根据权利要求30所述的装置，其进一步包括一透明衬底，其中所述衬底通过一密封件粘合于一背板上以形成一密封封装，且其中所述反射构件和所述透射构件位于所述密封封装内。

38、根据权利要求37所述的装置，其进一步包括一干燥剂，其中所述干燥剂位于所述密封封装内。

39、根据权利要求30所述的装置，其进一步包括一牺牲层，所述牺牲层位于所述反射构件与所述透射构件之间，其中所述用于减少吸引力的构件包括将一抗粘着涂层涂施于所述牺牲层的至少一部分上。

40、根据权利要求30所述的装置，其中所述MEMS装置包括一干涉式调制器。

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