TW201500763A - 用於高解析度顯示器之微機電快門總成 - Google Patents

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Javier Villarreal
Mark B Andersson
Eugene Fike
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Abstract

本發明提供用於使用雙快門快門總成產生影像之系統、方法及裝置。此等快門總成包含在一共同光圈上方移動以選擇性地阻擋光穿過該共同光圈之兩個快門。在閉合位置中，該等快門之一者之部分與另一快門之一部分重疊以在該兩個快門無需接觸之情況下提供此光阻擋。

Description

用於高解析度顯示器之微機電快門總成 相關申請案
本專利申請案主張2013年3月13日申請且讓渡給其受讓人並藉此以引用方式明確併入本文之標題為「MEMS SHUTTER ASSEMBLIES FOR HIGH-RESOLUTION DISPLAYS」之美國實用申請案第13/800,491號之優先權。
本發明係關於機電系統(EMS)。特定言之，本發明係關於EMS快門設計。
整合阻光快門之顯示元件已證明成功地調變光以形成影像。然而，可使用此等快門得到之解析度部分受限於佔據使快門移動之致動器之空間。特定言之，在一些橫向致動快門中，使快門移動之致動器係製造在快門與支撐致動器及快門之固定器之間。在致動期間，整個致動器保持在快門與固定器之間。
亦已提出由一起選擇性地阻擋一共同光圈之兩個對置快門形成之基於快門之顯示元件。然而，若快門在閉合狀態中彼此接觸，則此等快門組態造成快門之間之黏滯力之風險增加。另一方面，若該等快門在閉合位置中並未接觸，則此等快門組態可具有由光在快門之間通過引起之一降低對比度。
本發明之系統、方法及器件各自具有若干發明態樣，其中該若干創新態樣之單單一者不單獨作為本文揭示之所要屬性。
本發明中描述之標的物之一發明態樣可實施於包含一第一光阻擋組件及一第二光阻擋組件之一裝置中。該第一光阻擋組件經組態以相對於一光圈移動以選擇性地阻擋光行進穿過該光圈。該第二光阻擋組件經組態以相對於與該第一阻光組件相同之光圈移動以選擇性地阻擋光行進穿過該光圈。當該第一光阻擋組件及該第二光阻擋組件二者處於一閉合位置中時，該第一光阻擋組件及該第二光阻擋組件一起阻止實質上所有光行進穿過該光圈，且該第一光阻擋組件之一第一部分在該第二阻光組件之一第一部分上方延伸且實質上鄰接該第二阻光組件之一第二部分。
在一些實施方案中，該裝置亦包含：一第一致動器，其經組態以將該第一阻光組件選擇性地移動至一第一敞開位置中；及一第二致動器，其經組態以將該第二阻光組件選擇性地移動至一第二敞開位置中。在一些此等實施方案中，該裝置包含定位於該第一阻光組件與該第二阻光組件之間之一第三致動器。該第三致動器可經組態以將該第一阻光組件及該第二阻光組件之至少一者選擇性地移動至該閉合位置中。在一些實施方案中，該第一阻光組件及該第二阻光組件之部分形成該第三致動器之對置電極。當跨該第一阻光組件及該第二阻光組件施加一電位差時，將該第一阻光組件及該第二阻光組件一起牽拉至該閉合位置中。在一些其他實施方案中，該第一致動器及該第二致動器經組態以彼此獨立操作。
在一些實施方案中，該第一阻光組件及該第二阻光組件包含當該第一阻光組件及該第二阻光組件處於其等各自敞開位置中時在其等各自致動器之至少部分上方延伸之阻光部分。
在一些實施方案中，該第一阻光組件及該第二阻光組件之各者包含一近端阻光階及一遠端阻光階。在一些此等實施方案中，該第一阻光組件之在該第二阻光組件之該第一部分上方延伸之該部分係該第一阻光組件之該遠端阻光階之一部分，該第二阻光組件之該第一部分係該第二阻光組件之該近端阻光階之一部分，且該第二阻光組件之該第二部分係該第二阻光組件之該遠端阻光階之一部分。
在一些實施方案中，該裝置包含：一顯示器，其包含該EMS顯示元件；一處理器；及一記憶體器件。該處理器經組態以與該顯示器通信並處理影像資料。該記憶體器件經組態以與該處理器通信。在一些實施方案中，該裝置包含經組態以將至少一信號發送至該顯示器之一驅動器電路。在一些此等實施方案中，該處理器進一步經組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。在一些其他應用中，該裝置包含經組態以將該影像資料發送至該處理器之一影像源模組，且該影像源模組包含一接收器、收發器及一傳輸器之至少一者。在一些其他實施方案中，該裝置亦包含經組態以接收輸入資料並將該輸入資料傳達至該處理器之一輸入器件。
可以製造一顯示元件之一方法實施本發明中描述之標的物之另一發明態樣。該方法包含：在沈積於一基板上之一阻光層中界定一光圈；及在該阻光層上方形成經塑形用於製造第一快門之一近端階及一第二快門之一近端階之一第一犧牲模具。各快門經組態以相對於該光圈橫向移動。該方法亦包含：在該第一犧牲模具上方沈積一第一結構材料層；及圖案化該結構材料層以界定該第一快門及該第二快門之該等近端階。接著，在該第一快門及該第二快門之該等近端階上方形成經塑形用於製造一顯示元件快門之該第一快門之一遠端階及該第二快門之一遠端階一模具之一第二犧牲模具。該方法亦包含：在該第二犧牲模具上方沈積一第二結構材料層；及圖案化該第二結構材料層以界 定該第一快門及該第二快門之該等遠端階。該等遠端階可經界定使得當該第一快門及該第二快門二者處於一閉合位置中時，該第一快門與該第二快門一起阻止實質上所有光行進穿過該光圈，且該第一快門之該遠端階之一部分在該第二快門之該近端階上方延伸且實質上鄰接該第二快門之該遠端階之一部分。
在一些實施方案中，該第一犧牲模具進一步經塑形用於製造經組態以將該第一快門選擇性地移動至一第一敞開位置中之一第一致動器及經組態以將該第二快門選擇性地移動至一第二敞開位置中之一第二致動器。在一些實施方案中，該第一犧牲模具進一步經塑形用於製造定位於該第一快門與該第二快門之間之一第三致動器。該第三致動器可經組態以將該第一快門及該第二快門之至少一者選擇性地移動至該閉合位置中。在一些其他實施方案中，該第一快門及該第二快門之部分形成一第三致動器之對置電極，使得當跨該第一快門及該第二快門施加一電位差時，將該第一快門及該第二快門一起牽拉至該閉合位置中。
在一些實施方案中，圖案化該第二結構材料層包含界定該第一快門及該第二快門之該等遠端階以包含當該第一快門及該第二快門處於其等各自敞開位置中時在該第一致動器及該第二致動器之至少部分上方延伸之阻光部分。在一些其他實施方案中，圖案化該第二結構材料層包含界定該第一快門及該第二快門之該等遠端階以各自包含內阻光部分及外阻光部分。在一些實施方案中，該第一快門之該遠端階之該阻光部分經界定以實質上大於該第二快門之該遠端階之該內阻光部分。
在隨附圖式及下文描述中陳述本說明書中描述之標的物之一或多個實施方案之細節。雖然發明內容中提供之實例主要根據基於微機電系統(MEMS)顯示器而加以描述，但是本文中提供之概念亦可應用 於其他類型的顯示器(諸如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、電泳顯示器及場發射顯示器)以及其他非顯示器MEMS器件，諸如MEMS麥克風、感測器及光學開關。根據描述、圖式及申請專利範圍將容易地明白其他特徵、態樣及優點。應注意，下列圖之相對尺寸不一定按比例繪製。
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧圖框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示陣列/顯示器
40‧‧‧顯示器件
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧麥克風
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入器件
50‧‧‧電源供應器
52‧‧‧調節硬體
100‧‧‧顯示裝置
102a‧‧‧光調變器
102b‧‧‧光調變器
102c‧‧‧光調變器
102d‧‧‧光調變器
104‧‧‧影像/影像狀態
105‧‧‧燈具
106‧‧‧像素
108‧‧‧快門
109‧‧‧光圈
110‧‧‧電互連件/掃描線互連件
112‧‧‧電互連件/資料互連件
114‧‧‧電互連件/共同互連件
120‧‧‧主機器件
122‧‧‧主機處理器
124‧‧‧環境感測器/環境感測器模組/感測器模組
126‧‧‧使用者輸入模組
128‧‧‧顯示裝置
130‧‧‧掃描驅動器
132‧‧‧資料驅動器
134‧‧‧控制器/數位控制器電路
138‧‧‧共同驅動器/共同電壓源
140‧‧‧燈具
142‧‧‧燈具
144‧‧‧燈具
146‧‧‧燈具
148‧‧‧燈具驅動器
150‧‧‧顯示元件陣列
200‧‧‧基於快門之光調變器/快門總成
202‧‧‧快門
203‧‧‧表面
204‧‧‧致動器
205‧‧‧柔性電極樑致動器
206‧‧‧柔性負載樑/柔性部件
207‧‧‧彈簧
208‧‧‧負載固定器
211‧‧‧光圈孔
216‧‧‧柔性驅動樑
218‧‧‧驅動樑固定器/驅動固定器
300‧‧‧控制矩陣
301‧‧‧像素
302‧‧‧彈性快門總成
303‧‧‧致動器
304‧‧‧基板
306‧‧‧掃描線互連件
307‧‧‧寫入啟用電壓源
308‧‧‧資料互連件
309‧‧‧資料電壓源/Vd源
310‧‧‧電晶體
312‧‧‧電容器
320‧‧‧像素陣列/基於快門之光調變器陣列
322‧‧‧光圈層
324‧‧‧光圈
400‧‧‧雙致動器快門總成
402‧‧‧致動器
404‧‧‧致動器
406‧‧‧快門
407‧‧‧光圈層
408‧‧‧固定器
409‧‧‧光圈
412‧‧‧快門光圈
416‧‧‧重疊
500‧‧‧顯示裝置
502‧‧‧基於快門之光調變器/快門總成
503‧‧‧快門
504‧‧‧透明基板
505‧‧‧固定器
506‧‧‧反射膜/反射光圈層/面向後反射層
508‧‧‧表面光圈
512‧‧‧漫射體
514‧‧‧亮度增強膜
516‧‧‧平面光導
517‧‧‧光重導引器/或稜鏡
518‧‧‧光源/燈具
519‧‧‧反射體
520‧‧‧面向前反射膜/膜
521‧‧‧光線
522‧‧‧覆蓋板
524‧‧‧黑色基質
526‧‧‧間隙
527‧‧‧機械支撐件/間隔件
528‧‧‧黏著密封劑
530‧‧‧流體
532‧‧‧總成托架
536‧‧‧反射體
600‧‧‧複合快門總成
601‧‧‧快門
602‧‧‧柔性樑
603‧‧‧基板
604‧‧‧固定器結構/固定器區域
605‧‧‧機械層
606‧‧‧光圈層
607‧‧‧導體層
609‧‧‧第二機械層
611‧‧‧囊封介電質
613‧‧‧犧牲層
614‧‧‧導電表面
700‧‧‧快門總成
701‧‧‧第一犧牲材料
702‧‧‧開口/通孔
703‧‧‧模具/犧牲模具/犧牲材料
705‧‧‧第二犧牲層/第二犧牲材料
708‧‧‧底部水平面/底部水平表面
709‧‧‧垂直側壁/第一柔性樑
710‧‧‧頂部水平面/頂部水平表面
712‧‧‧快門
714‧‧‧固定器
715‧‧‧固定器
716‧‧‧彈簧樑/側壁樑
718‧‧‧柔性致動器樑/側壁樑/柔性驅動樑
720‧‧‧柔性致動器樑/側壁樑/柔性負載樑/第二柔性樑
724‧‧‧點
725‧‧‧光圈層
726‧‧‧基板
800‧‧‧快門總成
802‧‧‧快門
804‧‧‧基板
806‧‧‧負載樑/致動器樑
808‧‧‧固定器
810‧‧‧驅動樑/致動器樑
812‧‧‧近端階
814‧‧‧遠端階
815‧‧‧邊緣
816‧‧‧側壁
818‧‧‧阻光層
820‧‧‧光圈
920‧‧‧第一犧牲材料層/第一犧牲層
922‧‧‧凹口
924‧‧‧第二犧牲材料層
926‧‧‧凹口
928‧‧‧凹口
930‧‧‧凹口
932‧‧‧結構材料層
934‧‧‧第三犧牲材料層
936‧‧‧凹口
938‧‧‧第二結構材料層
1000‧‧‧快門總成
1002‧‧‧負載樑
1004‧‧‧遠端階
1005‧‧‧邊緣
1006‧‧‧快門
1007‧‧‧負載固定器
1008‧‧‧近端階
1010‧‧‧驅動樑
1018‧‧‧阻光層
1102‧‧‧透明基板
1104‧‧‧光圈
1120‧‧‧第一犧牲材料層
1122‧‧‧凹口
1124‧‧‧第二犧牲材料層
1125‧‧‧凹口
1126‧‧‧第一結構材料層
1128‧‧‧第三犧牲材料層
1130‧‧‧第二結構材料層
1200‧‧‧快門總成
1202‧‧‧驅動樑
1204‧‧‧側壁
1206‧‧‧快門
1208‧‧‧負載固定器
1302‧‧‧透明基板
1304‧‧‧光圈
1318‧‧‧阻光層
1320‧‧‧第一犧牲材料層
1322‧‧‧凹口
1324‧‧‧第二犧牲材料層
1326‧‧‧凹口
1328‧‧‧凹口
1329‧‧‧凹口
1330‧‧‧結構材料層
1400‧‧‧快門總成
1404‧‧‧加蓋快門
1406‧‧‧突出部
1408‧‧‧快門蓋
1410‧‧‧固定器
1412‧‧‧致動器
1450‧‧‧第一犧牲材料層
1452‧‧‧第二犧牲材料層
1454‧‧‧基板
1456‧‧‧固定器模具凹口
1458‧‧‧致動器模具凹口
1460‧‧‧第一結構材料層
1462‧‧‧第三犧牲材料層
1464‧‧‧凹口
1466‧‧‧台面
1468‧‧‧第二結構材料層
1500‧‧‧快門總成
1502‧‧‧模具
1504‧‧‧快門
1506‧‧‧基板
1508‧‧‧負載樑
1510‧‧‧驅動樑
1512‧‧‧靜電致動器
1514‧‧‧光圈
1516‧‧‧阻光材料層
1518‧‧‧近端阻光階/近端阻光層
1520‧‧‧遠端阻光階
1522‧‧‧固定器
1524‧‧‧側壁
1600‧‧‧快門總成
1604‧‧‧快門
1606‧‧‧基板
1608‧‧‧負載樑/致動器樑
1610‧‧‧驅動樑/致動器樑
1612‧‧‧靜電致動器
1614‧‧‧光圈
1616‧‧‧阻光材料層/阻光層
1618‧‧‧快門光圈
1620‧‧‧上阻光層
1622‧‧‧固定器
1632‧‧‧第一犧牲材料層
1634‧‧‧第二犧牲材料層
1636‧‧‧凹口
1638‧‧‧凹口
1640‧‧‧凹口
1642‧‧‧第三犧牲材料層
1644‧‧‧凹口
1700‧‧‧顯示裝置
1701‧‧‧快門總成
1702a‧‧‧第一快門
1702b‧‧‧第二快門
1703a‧‧‧近端階
1703b‧‧‧近端階/近端層
1704a‧‧‧遠端階
1704b‧‧‧遠端階
1705a‧‧‧驅動樑
1705b‧‧‧驅動樑
1706‧‧‧基板
1707‧‧‧光圈
1708a‧‧‧內阻光部分
1708b‧‧‧內阻光部分
1709a‧‧‧側壁/固定器
1709b‧‧‧側壁/固定器
1710a‧‧‧外阻光部分
1710b‧‧‧外阻光部分
1711‧‧‧側壁
1712‧‧‧光
1714a‧‧‧致動器
1714b‧‧‧致動器
1715‧‧‧中心樑
1818‧‧‧阻光層
1820‧‧‧第一犧牲材料層
1822a‧‧‧凹口
1822b‧‧‧凹口
1824‧‧‧第二犧牲材料層
1825‧‧‧凹口
1826‧‧‧凹口
1827‧‧‧凹口
1828‧‧‧凹口
1829‧‧‧凹口
1830‧‧‧第一結構材料層
1832‧‧‧第三犧牲材料層
1834‧‧‧第二結構材料層
圖1A展示一例示性直視基於MEMS顯示裝置之一示意圖。
圖1B展示一例示性主機器件之一方塊圖。
圖2展示一例示性基於快門之光調變器之一透視圖。
圖3A展示一例示性控制矩陣之一示意圖。
圖3B展示連接至圖3A之控制矩陣之基於快門之光調變器之一例示性陣列之一透視圖。
圖4A及圖4B展示一例示性雙致動器快門總成之視圖。
圖5展示整合基於快門之光調變器之一例示性顯示裝置之一截面圖。
圖6A至圖6E展示一例示性複合快門總成之建構階段之截面圖。
圖7A至圖7D展示具有狹窄側壁樑之一例示性快門總成之建構階段之等角視圖。
圖8A至圖8D展示一例示性快門總成之各個視圖。
圖9A至圖9L展示圖8A至圖8D中所示之快門總成之例示性製造階段之截面圖。
圖10A至圖10D展示另一例示性快門總成之各個視圖。
圖11A至圖11K展示圖10A至圖10D中所示之快門總成之例示性製造階段之截面圖。
圖12A至圖12C展示另一例示性快門總成之各個視圖。
圖13A至圖13F展示圖12A至圖12C中所示之快門總成之例示性製 造階段之截面圖。
圖14A展示另一例示性快門總成之一截面圖。
圖14B至圖14J展示圖14A中所示之快門總成之例示性製造階段之截面圖。
圖15A及圖15B展示緊接在釋放另一例示性快門總成之前(圖15A)及之後(圖15B)之截面圖。
圖16A展示一例示性快門總成之一截面圖。
圖16B至圖16F展示圖16A中所示之快門總成之例示性製造階段之截面圖。
圖17A及圖17B展示包含另一例示性快門總成之一例示性顯示裝置之截面圖。
圖18A至圖18I展示圖17A及圖17B中所示之快門總成之例示性製造階段之截面圖。
圖19及圖20展示包含一組顯示元件之一例示性顯示器件之系統方塊圖。
在各個圖式中，相似參考數字及符號指示相似元件。
下列描述係關於用於描述本發明之發明態樣之目的之某些實施方案。然而，一般技術者應容易辨識，本文中的教示可以許多不同方式應用。所描述之實施方案可在可經組態以顯示無論係動態(諸如視訊)或靜態(諸如靜止影像)及無論係文字、圖形或圖像之一影像之任何器件、裝置或系統中實施。更特定言之，預期所描述之實施方案可包含在多種電子器件中或與多種電子器件相關聯，該等電子器件諸如(但不限於)：行動電話、啟用多媒體網際網路之蜂巢式電話、行動電視接收器、無線器件、智慧型電話、Bluetooth®器件、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、掌上型或可攜式電腦、小筆電、筆記 型電腦、智慧型筆電、平板電腦、印表機、影印機、掃描儀、傳真器件、全球定位系統(GPS)接收器/導航器、相機、數位媒體播放器(諸如MP3播放器)、攝錄影機、遊戲主控台、腕錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀器件(諸如電子書閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(包含里程表及速度計顯示器等)、駕駛艙控制器件及/或顯示器、攝影機景觀顯示器(諸如一車輛中之一後視攝影機之顯示器)、電子相冊、電子廣告牌或標誌牌、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡帶錄影機或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、可攜式記憶體晶片、洗衣器、乾衣器、洗衣/乾衣器、停車計時器、包裝(諸如在包含微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用及非EMS應用中)、美學結構(諸如一件珠寶或衣服上之影像顯示器)及多種EMS器件。本文中的教示亦可用於非顯示器應用中，諸如(但不限於)電子切換器件、射頻濾波器、感測器、加速度計、陀螺儀、運動感測器件、磁力計、消費型電子器件之慣性組件、消費型電子器件產品之部件、變容二極體、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製造程序及電子測試裝置。因此，該等教示不旨在限於僅在圖式中描繪之實施方案，而是如一般技術者將容易明白般具有廣泛適用性。
包含靜電致動器之基於快門之顯示元件可使用較小空間製造，前提係其等經形成使得致動器之連接至快門之部分的確在快門上方或下方。運用此等組態，在致動期間，致動器可使快門之部分在致動器之至少一部分上方或下方移動。因此，可減小構建快門及致動器所需的總面積。
可實施本發明中描述之標的物之特定實施方案以實現下列潛在優點之一或多者。特定言之，形成快門(其等能夠行進至控制其等位置之致動器之部分上方或下方)實現更緊密快門總成。這繼而容許形 成具有較大數目個每英寸像素(PPI)及更佳影像解析度之顯示器。
在一些實施方案中，可製造一快門使得快門之一部分用作一靜電致動器之部分而與一驅動電極直接對置。此一組態消除定位於快門與驅動電極之間之一單獨負載電極的需要。這亦減小形成一快門總成所需的空間且實現更高PPI。
圖1A展示一例示性直視基於MEMS之顯示裝置100之一示意圖。該顯示裝置100包含配置成列與行之複數個光調變器102a至102d(一般係「光調變器102」)。在該顯示裝置100中，該等光調變器102a及102d係在敞開狀態中，容許光穿過。該等光調變器102b及102c係在閉合狀態中，阻擋光穿過。藉由選擇性地設定該等光調變器102a至102d之狀態，若藉由一燈具或若干燈具105照明，則該顯示裝置100可用以形成一背光顯示器(backlit display)之一影像104。在另一實施方案中，該裝置100可藉由反射源自該裝置前方之周圍光形成一影像。在另一實施方案中，該裝置100可藉由反射來自定位於該顯示器前方之一燈具或若干燈具之光(即，藉由使用一前光(front light))形成一影像。
在一些實施方案中，各光調變器102對應於影像104中之一像素106。在一些其他實施方案中，該顯示裝置100可利用複數個光調變器以在影像104中形成一像素106。例如，該顯示裝置100可包含三個特定色彩光調變器102。藉由選擇性地敞開對應於一特定像素106之特定色彩光調變器102之一或多者，該顯示裝置100可在該影像104中產生一彩色像素106。在另一實例中，該顯示裝置100包含按每像素106兩個或兩個以上的光調變器102以在一影像104中提供照度位準。關於一影像，一「像素」對應於藉由影像之解析度定義之最小圖像元素。關於該顯示裝置100之結構組件，術語「像素」指代用以調變形成影像之一單一像素之光之組合機械及電組件。
該顯示裝置100係一直視顯示器，其中該顯示裝置100不一定包含通常在投影應用中發現之成像光學器件。在一投影顯示器中，將形成於該顯示裝置之表面上之影像投影至一螢幕上或一壁上。該顯示裝置實質上小於所投影之影像。在一直視顯示器中，使用者藉由直接觀看該顯示裝置而看見影像，該顯示裝置含有光調變器且視需要含有用於增強在顯示器上看見之亮度及/或對比度之一背光或前光。
直視顯示器可以一透射或反射模式操作。在一透射顯示中，該等光調變器過濾或選擇性地阻止源自定位於該顯示器後面之一燈具或若干燈具之光。來自該等燈具之光視需要注入至一光導或「背光」中，使得可均勻照明各像素。透射直視顯示器通常構建在透明或玻璃基板上以促進一夾置總成配置，其中含有該等光調變器之一基板直接定位於背光之頂部上。
各光調變器102可包含一快門108及一光圈109。為照明該影像104中之一像素106，定位該快門108使得其容許光穿過該光圈109朝向一觀察者。為使一像素106保持未照亮，定位該快門108使得其阻擋光穿過該光圈109。藉由經圖案化穿過各光調變器102中之一反射或光吸收材料之一開口界定光圈109。
該顯示裝置亦包含連接至基板及光調變器以控制快門之移動之一控制矩陣。該控制矩陣包含一系列電互連件(例如，互連件110、112及114)，包含按每列像素至少一寫入啟用互連件110(亦稱為一「掃描線互連件」)、針對各行像素之一資料互連件112及提供一共同電壓給全部像素或至少提供給來自該顯示裝置100中之多行及多列之像素之一共同互連件114。回應於施加一適當電壓(「寫入啟用電壓VWE」)，一列給定像素之寫入啟用互連件110準備該列中之像素以接受新的快門移動指令。該等資料互連件112傳達呈資料電壓脈衝之形式之新的移動指令。在一些實施方案中，施加至該等資料互連件112 之資料電壓脈衝直接促成該等快門之一靜電移動。在一些其他實施方案中，該等資料電壓脈衝控制開關，例如，控制施加量值通常高於資料電壓之單獨致動電壓至光調變器102之電晶體或其他非線性電路元件。接著，施加此等致動電壓導致該等快門108之靜電驅動移動。
圖1B展示一例示性主機器件120(即，蜂巢式電話、智慧型電話、PDA、MP3播放器、平板電腦、電子書閱讀器、小筆電、筆記型電腦等)之一方塊圖。該主機器件120包含一顯示裝置128、一主機處理器122、環境感測器124、一使用者輸入模組126及一電源。
該顯示裝置128包含複數個掃描驅動器130(亦稱為「寫入啟用電壓源」)、複數個資料驅動器132(亦稱為「資料電壓源」)、一控制器134、共同驅動器138、燈具140至146、燈具驅動器148及顯示元件(諸如圖1A中所示之光調變器102)之一陣列150。該等掃描驅動器130施加寫入啟用電壓至掃描線互連件110。該等資料驅動器132施加資料電壓至該等資料互連件112。
在顯示裝置之一些實施方案中，該等資料驅動器132經組態以提供類比資料電壓給顯示元件之陣列150，尤其係在以類比方式導出影像104之照度位準時。在類比操作中，設計該等光調變器102使得在透過該等資料互連件112施加中間電壓之一範圍時，導致在該等快門108中產生中間敞開狀態之一範圍，且因此在該影像104中產生中間照明狀態或照度位準之一範圍。在其他情況中，該等資料驅動器132經組態以僅施加精簡組之2、3或4數位電壓位準至該等資料互連件112。此等電壓位準經設計以依數位方式設定該等快門108之各者之一敞開狀態、一閉合狀態或其他離散狀態。
該等掃描驅動器130及該等資料驅動器132連接至一數位控制器電路134(亦稱為「控制器134」)。該控制器以一幾乎連續方式發送按藉由列及藉由影像圖框分組之預定順序組織之資料至該等資料驅動器 132。該等資料驅動器132可包含串列轉並列資料轉換器、位準移位，且對於一些應用，其包含數位轉類比電壓轉換器。
顯示裝置視需要包含一組共同驅動器138，亦稱為共同電壓源。在一些實施方案中，該等共同驅動器138(例如)藉由供應電壓給一系列共同互連件114而提供一DC共同電位給顯示元件陣列150內之全部顯示元件。在一些其他實施方案中，該等共同驅動器138遵循來自該控制器134之命令發出電壓脈衝(例如，能夠驅動及/或起始該陣列150之多列及行中之全部顯示元件之同時致動之全域致動脈衝)或信號至顯示元件陣列150。
藉由該控制器134使用於不同顯示功能之全部該等驅動器(例如，掃描驅動器130、資料驅動器132及共同驅動器138)在時間上同步。來自該控制器之時序命令經由燈具驅動器148、顯示元件陣列150內之特定列之寫入啟用及定序、來自該等資料驅動器132之電壓輸出及提供顯示元件致動之電壓輸出而協調紅色、綠色、藍色及白色燈具(分別為140、142、144及146)之照明。在一些實施方案中，燈具係發光二極體(LED)。
該控制器134判定該等快門108之各者可被重新設定為適用於一新影像104之照明位準之定序或定址方案。可按週期性間隔設定新影像104。例如，對於視訊顯示器，按自10赫茲(Hz)至300赫茲(Hz)範圍變化之頻率刷新彩色影像104或視訊圖框。在一些實施方案中，一影像圖框至陣列150之設定與該等燈具140、142、144及146之照明同步，使得用一系列交替色彩(諸如紅色、綠色及藍色)照明交替影像圖框。每一各自色彩之影像圖框係稱為一色彩子圖框。在稱為場循序色彩方法之此方法中，若色彩子圖框按超過20Hz之頻率交替，則人腦將把該等交替圖框影像平均化為對具有一廣泛且連續色彩範圍之一影像之感知。在替代實施方案中，可在顯示裝置100中採用具有原色之 四個或四個以上燈具，採用除紅色、綠色及藍色外之原色。
在一些實施方案中，如先前所述，若該顯示裝置100經設計以在敞開狀態與閉合狀態之間對快門108進行數位切換，則該控制器134藉由分時灰階之方法形成一影像。在一些其他實施方案中，該顯示裝置100可透過每像素使用多個快門108提供灰階。
在一些實施方案中，用於一影像狀態104之資料係藉由該控制器134憑藉亦稱為掃描線之個別列之一循序定址載入至顯示元件陣列150。對於該序列中之各列或掃描線，該掃描驅動器130施加一寫入啟用電壓至該陣列150之該列之寫入啟用互連件110，且隨後該資料驅動器132供應對應於所要快門狀態之資料電壓給所選擇列中之各行。重複此程序，直到已針對該陣列150中之全部列載入資料。在一些實施方案中，用於資料載入之所選擇列之序列呈線性，自該陣列150之頂部行進至底部。在一些其他實施方案中，所選擇列之序列係偽隨機以最小化視覺假影。又，在一些其他實施方案中，藉由區塊組織定序，其中對於一區塊，(例如)藉由僅循序定址該陣列150之每第5列而將該影像狀態104之僅某一分率之資料載入至該陣列150。
在一些實施方案中，將影像資料載入至陣列150之程序在時間上與致動陣列150中之顯示元件之程序分離。在此等實施方案中，顯示元件陣列150可包含該陣列150中之各顯示元件之資料記憶體元件，且控制矩陣可包含攜載來自共同驅動器138之觸發信號以根據儲存於記憶體元件中之資料起始快門108之同時致動之一全域致動互連件。
在替代性實施方案中，顯示元件陣列150及控制該等顯示元件之控制矩陣可配置成除矩形列及行外之組態。例如，該等顯示元件可配置成六邊形陣列或曲線列及行。一般而言，如本文使用，術語掃描線應指代共用一寫入啟用互連件之任何複數個顯示元件。
該主機處理器122通常控制主機之操作。例如，該主機處理器 122可為用於控制一可攜式電子器件之一般或特殊用途的處理器。關於包含於該主機器件120內之顯示裝置128，該主機處理器122輸出影像資料以及關於該主機之額外資料。此資訊可包含來自環境感測器之資料，諸如周圍光或溫度；關於該主機之資訊，包含(例如)該主機之一操作模式或該主機之電源中剩餘之電量；關於該影像資料之內容之資訊；關於該影像資料類型之資訊；及/或使用於選擇一成像模式之用於顯示裝置之指令。
該使用者輸入模組126直接或經由該主機處理器122傳遞使用者之個人偏好至該控制器134。在一些實施方案中，該使用者輸入模組126受控於其中使用者程式化個人偏好(諸如「較深的色彩」、「較好的對比度」、「較低功率」、「增加的亮度」、「體育」、「真人動作」或「動畫」)之軟體。在一些其他實施方案中，使用諸如一切換器或撥號盤之軟體將此等偏好輸入至該主機。至該控制器134之該複數個資料輸入引導該控制器提供資料給對應於最佳成像特性之各種驅動器130、132、138及148。
亦可包含一環境感測器模組124作為主機器件之部分。該環境感測器模組124接收關於周圍環境之資料，諸如溫度及/或周圍照明條件。該感測器模組124可經程式化以區分器件係在室內或辦公環境中操作還是在明亮的白天之室外環境及夜間之室外環境中操作。該感測器模組124將此資訊傳達至該顯示控制器134，使得該控制器134可回應於周圍環境而最佳化觀看條件。
圖2展示一例示性基於快門之光調變器200之一透視圖。該基於快門之光調變器200適用於整合至圖1A之直視基於MEMS之顯示裝置100中。該光調變器200包含耦合至一致動器204之一快門202。該致動器204可由兩個單獨柔性電極樑致動器205(「致動器205」)形成。該快門202在一側上耦合至該等致動器205。該等致動器205在一表面203 上方實質上平行於該表面203之一運動平面中橫向移動快門202。該快門202之對置側耦合至一彈簧207，該彈簧207提供相對於藉由該致動器204施加之力之一恢復力。
各致動器205包含將該快門202連接至一負載固定器208之一柔性負載樑206。該等負載固定器208連同該等柔性負載樑206一起用作機械支撐件，使該快門202保持懸置在該表面203附近。該表面203包含用於允許光穿過之一或多個光圈孔211。該等負載固定器208將該等柔性負載樑206及該快門202實體連接至該表面203且將該等負載樑206電連接至一偏壓電壓，在一些實例中，連接至接地。
若基板不透明(諸如矽)，則藉由蝕刻一孔陣列穿過該基板而在該基板中形成光圈孔211。若該基板透明(諸如玻璃或塑膠)，則在沈積於該基板上之一阻光材料層中形成該等光圈孔211。該等光圈孔211之形狀大致可為圓形、橢圓形、多邊形、蛇形或不規則。
各致動器205亦包含定位成相鄰於各負載樑206之一柔性驅動樑216。該等驅動樑216在一端處耦合至該等驅動樑216之間共用之一驅動樑固定器218。各驅動樑216之另一端自由移動。各驅動樑216經彎曲，使得其最接近該驅動樑216之自由端附近之負載樑206及負載樑206之固定端。
在操作中，整合該光調變器200之一顯示裝置經由該驅動樑固定器218施加一電位至該等驅動樑216。可施加一第二電位至該等負載樑206。該等驅動樑216與該等負載樑206之間之所得電位差拉動該等驅動樑216之自由端朝向該等負載樑206之固定端，且拉動該等負載樑206之快門端朝向該等驅動樑216之固定端，藉此橫向驅動該快門202朝向該驅動固定器218。柔性部件206充當彈簧，使得在移除跨該等樑206及216之電壓電位時，該等負載樑206將該快門202推動回至其初始位置中，從而釋放儲存於該等負載樑206中之應力。
諸如光調變器200之一光調變器整合用於使一快門在移除電壓後返回其靜止位置之一被動恢復力，諸如一彈簧。其他快門總成可整合用於使該快門移動進入一敞開或一閉合狀態中之一組雙重「敞開」及「閉合」致動器及單獨組「敞開」及「閉合」電極。
存在多種方法，藉由該等方法，可經由一控制矩陣控制快門及光圈之一陣列以產生具有適當照度位準之影像(在許多情況中係移動影像)。在一些情況中，借助於連接至顯示器之周邊上之驅動器電路之列及行互連件之一被動矩陣陣列完成控制。在其他情況中，在該陣列(所謂的主動矩陣)之各像素內適當包含切換及/或資料儲存元件以改良顯示器之速度、照度位準及/或電力耗散效能。
圖3A展示一例示性控制矩陣300之一示意圖。該控制矩陣300適用於控制整合於圖1A之基於MEMS之顯示裝置100中之光調變器。圖3B展示連接至圖3A之控制矩陣300之基於快門之光調變器之一例示性陣列320之一透視圖。該控制矩陣300可定址一像素陣列320(「陣列320」)。各像素301可包含受控於一致動器303之一彈性快門總成302，諸如圖2之快門總成200。各像素亦可包含一光圈層322，該光圈層322包含光圈324。
該控制矩陣300係製造為其上形成該等快門總成302之一基板304之表面上之一漫射或薄膜沈積電路。該控制矩陣300包含用於該控制矩陣300中之各列像素301之一掃描線互連件306及用於該控制矩陣300中之各行像素301之一資料互連件308。各掃描線互連件306將一寫入啟用電壓源307電連接至一對應列的像素301中之像素301。各資料互連件308將一資料電壓源309(「Vd源」)電連接至一對應行的像素中之像素301。在該控制矩陣300中，該Vd源309提供用於致動該等快門總成302之大部分能量。因此，該資料電壓源(Vd源)309亦用作一致動電壓源。
參考圖3A及圖3B，對於該像素陣列320中之各像素301或對於各快門總成302，該控制矩陣300包含一電晶體310及一電容器312。各電晶體310之閘極電連接至陣列320中像素301所處之列之掃描線互連件306。各電晶體310之源極電連接至其對應資料互連件308。各快門總成302之致動器303包含兩個電極。各電晶體310之汲極並聯電連接至對應電容器312之一電極及對應致動器303之電極之一者。電容器312之另一電極及快門總成302中之致動器303之另一電極連接至一共同或接地電位。在替代實施方案中，可用半導體二極體及/或金屬-絕緣體-金屬夾置類型切換元件取代電晶體310。
在操作中，為形成一影像，該控制矩陣300藉由輪流施加Vwe至各掃描線互連件306而循序寫入啟用該陣列320中之各列。對於一寫入啟用列，施加Vwe至該列中之該等像素301之電晶體310之閘極容許電流透過該等電晶體310流動通過資料互連件308以施加一電位至快門總成302之致動器303。當該列被寫入啟用時，選擇性地施加資料電壓Vd至該等資料互連件308。在提供類比灰階之實施方案中，關於定位於該寫入啟用掃描線互連件306及該資料互連件308之交叉處之像素301之所要亮度而改變施加至各資料互連件308之資料電壓。在提供數位控制方案之實施方案中，將該資料電壓選擇為一相對較低量值電壓(即，近似接地之一電壓)或滿足或超過Vat(致動臨限電壓)。回應於施加Vat至一資料互連件308，對應的快門總成中之致動器303致動，敞開該快門總成302中之快門。即使在該控制矩陣300停止施加Vwe至一列後，施加至該資料互連件308之電壓仍保持儲存在該像素301之電容器312中。因此，該電壓Vwe無須等待且保持一列達足夠長時間以致動該快門總成302；此致動可在自該列移除寫入啟用電壓後進行。該等電容器312亦用作該陣列320內之記憶體元件，從而儲存用於照明一影像圖框之致動指令。
陣列320之像素301以及控制矩陣300係形成於一基板304上。該陣列320包含安置在該基板304上之一光圈層322，該光圈層322包含用於該陣列320中之各自像素301之一組光圈324。該等光圈324與各像素中之快門總成302對準。在一些實施方案中，該基板304係由諸如玻璃或塑膠之一透明材料製成。在一些其他實施方案中，該基板304係由一不透明材料製成，但在該基板304中蝕刻若干孔以形成該等光圈324。
可將快門總成302連同致動器303一起製成雙穩態。即，該等快門可存在至少兩個平衡位置(例如，敞開或閉合)中，其中將該等快門保持在任意位置中需要極少功率或不需要功率。更特定言之，該快門總成302可為機械雙穩態。一旦將該快門總成302之快門設定在適當原位置中，便無需電能或保持電壓以維持該位置。該快門總成302之實體元件上之機械應力可將該快門保持在適當位置中。
亦可將該快門總成302連同該致動器303一起製成電雙穩態。在一電雙穩態快門總成中，存在低於該快門總成之致動電壓之一電壓範圍，若將該電壓範圍施加至一閉合致動器(使得該快門敞開或閉合)，則即使對該快門施加一反作用力，仍使該致動器保持閉合且使該快門保持在適當位置中。可藉由彈簧(諸如圖2中描繪之基於快門之光調變器200中之彈簧207)施加該反作用力，或可藉由一反作用致動器(諸如一「敞開」或「閉合」致動器)施加該反作用力。
該光調變器陣列320被描繪為具有按每像素一單一MEMS光調變器。其他實施方案係可能的，其中在各像素中提供多個MEMS光調變器，藉此在各像素中提供多於僅僅二進位「開」或「關」光學狀態之可能性。編碼分區灰階之某些形式係可能的，其中在像素中提供多個MEMS光調變器，且其中與該等光調變器之各者相關聯之光圈324具有不相等面積。
圖4A及圖4B展示一例示性雙致動器快門總成400之視圖。如圖4A中描繪之雙致動器快門總成400係在一敞開狀態中。圖4B展示處於一閉合狀態中之雙致動器快門總成400。與該快門總成200相比，該快門總成400包含在一快門406之任一側上之致動器402及404。各致動器402及404係獨立控制。一第一致動器(一快門敞開致動器402)用以敞開該快門406。一第二反作用致動器(快門閉合致動器404)用以閉合該快門406。該等致動器402及404二者皆係柔性樑電極致動器。該等致動器402及404藉由實質上在平行於其上懸置該快門之一光圈層407之一平面中驅動該快門406而敞開及閉合該快門406。藉由附接至該等致動器402及404之固定器408使該快門406懸置於該光圈層407上方之一短距離處。包含沿快門406之移動軸附接至該快門406之兩端之支撐件減小該快門406之平面外運動並將該運動實質上限制於平行於基板之一平面。藉由類似於圖3A之控制矩陣300，適於與該快門總成400一起使用之一控制矩陣可包含用於反作用快門敞開及快門閉合致動器402及404之各者之一電晶體及一電容器。
該快門406包含可使光穿過之兩個快門光圈412。該光圈層407包含一組三個光圈409。在圖4A中，該快門總成400係在敞開狀態中，且因而已致動該快門敞開致動器402，該快門閉合致動器404係在其鬆弛位置中，且該等快門光圈412之中線與兩個光圈層光圈409之中線重合。在圖4B中，該快門總成400已移動至閉合狀態，且因而該快門敞開致動器402係在其鬆弛位置中，已致動該快門閉合致動器404，且快門406之阻光部分現在係在適當位置中以阻止光透射穿過該等光圈409(描繪為虛線)。
各光圈在其周邊周圍具有至少一邊緣。例如，矩形光圈409具有四個邊緣。在其中於該光圈層407中形成圓形、橢圓形、卵形或其他彎曲光圈之替代性實施方案中，各光圈可僅具有一單一邊緣。在一些 其他實施方案中，在數學意義上，該等光圈無須分離或拆散，而是可連接。即，當光圈之部分或塑形區段可維持對各快門之一對應時，若干此等區段可經連接使得藉由多個快門共用該光圈之一單一連續周長。
為容許具有多種出射角之光穿過處於敞開狀態中之光圈412及409，有利的是對快門光圈412提供大於該光圈層407中之光圈409之一對應寬度或大小之一寬度或大小。為有效地阻止光在閉合狀態中逸出，較佳的是該快門406之阻光部分與該等光圈409重疊。圖4B展示介於該快門406中之阻光部分之邊緣與形成於該光圈層407中之光圈409之一邊緣之間之一預定義重疊416。
該等靜電致動器402及404經設計使得其等電壓位移行為提供一雙穩態特性給該快門總成400。對於快門敞開及快門閉合致動器之各者，存在低於致動電壓之一電壓範圍，若當該致動器處於閉合狀態中時(使得快門敞開或閉合)施加該電壓範圍，即使在施加一致動電壓至反作用致動器後，亦將使該致動器保持閉合且使該快門保持在適當位置中。克服此一反作用力維持一快門之位置所需的最小電壓被稱為一維持電壓Vm。
圖5展示整合基於快門之光調變器(快門總成)502之一例示性顯示裝置500之一截面圖。各快門總成502整合一快門503及一固定器505。未展示柔性樑致動器，當柔性樑致動器連接於該等固定器505與該等快門503之間時，其有助於將該等快門503懸置在表面上方之一短距離處。該等快門總成502安置在一透明基板504上，此一基板由塑膠或玻璃製成。安置在該基板504上之一面向後反射層(反射膜506)界定定位於該等快門總成502之快門503之閉合位置下方之複數個表面光圈508。該反射膜506將未穿過該等表面光圈508之光向後反射回朝向該顯示裝置500之後端。該反射光圈層506可為不具備藉由若干氣相沈積 技術(包含濺鍍、蒸鍍、離子電鍍、雷射燒蝕或化學氣相沈積(CVD))以薄膜方式形成之包含物之一細粒狀金屬膜。在一些其他實施方案中，該面向後反射層506可由一鏡(諸如一介電鏡)形成。一介電鏡可製造為在高折射率材料與低折射率材料之間交替之介電薄膜之一堆疊。使該等快門503與該反射膜506分離之垂直間隙(快門在該垂直間隙內自由移動)係在0.5微米至10微米之範圍中。該垂直間隙之量值較佳小於快門503之邊緣與處於閉合狀態中之光圈508之邊緣之間之橫向重疊，諸如圖4B中描繪之重疊416。
該顯示裝置500包含使基板504與一平面光導516分離之一選用漫射體512及/或一選用亮度增強膜514。該光導516包含一透明(即，玻璃或塑膠)材料。該光導516係藉由一或多個光源518照明，從而形成一背光515。該等光源518可為(例如且不限於)白熾燈、螢光燈、雷射或發光二極體(LED)。一反射體519有助於引導來自燈具518之光朝向該光導516。在背光515後面安置一面向前反射膜520，反射光朝向該等快門總成502。未穿過該等快門總成502之一者之光線(諸如來自背光之光線521)將返回至該背光且再次自該膜520反射。依此方式，首輪未能離開該顯示裝置500以形成一影像之光可再循環且可用於透射穿過快門總成502之陣列中之其他敞開光圈。已展示此光再循環增加該顯示器之照明效率。
該光導516包含重導引來自該等燈具518之光朝向該等光圈508且因此朝向該顯示器前面之一組幾何光重導引器或棱鏡517。該等光重導引器517可模製於截面形狀可替代地為三角形、梯形或彎曲之光導516之塑膠本體中。該等棱鏡517之密度通常隨距該燈具518之距離而增加。
在一些實施方案中，該光圈層506可由一光吸收材料製成，且在替代實施方案中，快門503之表面可塗佈一光吸收材料或一光反射材 料。在一些其他實施方案中，該光圈層506可直接沈積在該光導516之表面上。在一些實施方案中，該光圈層506無須安置在與該等快門503及固定器505相同之基板上(諸如在下文描述之MEMS向下組態中)。
在一些實施方案中，光源518可包含不同色彩(例如，紅色、綠色及藍色)之燈具。可藉由用不同色彩之燈具以足以使人腦將不同色彩的影像平均化為一單一多色彩影像之一速率循序照明影像來形成一彩色影像。使用快門總成502之陣列形成各種特定色彩的影像。在另一實施方案中，光源518包含具有三種以上不同色彩的燈具。例如，該光源518可具有紅色、綠色、藍色及白色燈具或紅色、綠色、藍色及黃色燈具。在一些其他實施方案中，該光源518可包含青色、紫紅色、黃色以及白色燈具、紅色、綠色、藍色及白色燈具。在一些其他實施方案中，該光源518中可包含額外燈具。例如，若使用5種色彩，則該光源518可包含紅色、綠色、藍色、青色及黃色燈具。在一些其他實施方案中，該光源518可包含白色、橙色、藍色、紫色及綠色燈具或白色、藍色、黃色、紅色及青色燈具。若使用6種色彩，則該光源518可包含紅色、綠色、藍色、青色、紫紅色及黃色燈具或白色、青色、紫紅色、黃色、橙色及綠色燈具。
一覆蓋板522形成該顯示裝置500之前端。可用一黑色基質524覆蓋該覆蓋板522之後側以增加對比度。在替代實施方案中，該覆蓋板包含彩色濾光片，例如對應於該等快門總成502之不同快門之相異紅色、綠色及藍色濾光片。支撐該覆蓋板522遠離該等快門總成502達一預定距離而形成一間隙526。藉由機械支撐件或間隔件527及/或藉由一黏著密封劑528將該覆蓋板522附接至該基板504來維持該間隙526。
該黏著密封劑528密封在一流體530中。該流體530經設計具有較佳低於約10厘泊之黏度且具有較佳高於約2.0之相對介電常數及高於約104V/cm之介電崩潰強度。該流體530亦可用作一潤滑劑。在一些 實施方案中，該流體530係具有一高表面濕潤能力之一疏水性液體。在替代實施方案中，該流體530具有大於或小於該基板504之折射率之一折射率。
整合機械光調變器之顯示器可包含數百、數千或在一些情況中數百萬個移動元件。在一些器件中，一元件之各移動提供靜摩擦之一機會以停用該等元件之一或多者。可藉由將全部部件浸入一流體(亦稱為流體530)中且將該流體(例如，用一黏著劑)密封在一MEMS顯示單元中之一流體空間或間隙內來促進此移動。該流體530通常係具有一低摩擦係數、低黏度且長期具有最小降級影響之一流體。當基於MEMS之顯示器總成包含用於該流體530之一液體時，該液體至少部分包圍基於MEMS之光調變器之一些移動部件。在一些實施方案中，為減小致動電壓，該液體具有低於70厘泊之一黏度。在一些其他實施方案中，該液體具有低於10厘泊之一黏度。具有低於70厘泊之黏度之液體可包含具有低分子量之材料：低於4000克/莫耳，或在一些情況中低於400克/莫耳。亦可適用於此等實施方案之流體530包含(非限於)去離子水、甲醇、乙醇及其他酒精、鏈烷烴、烯烴、醚、矽酮油、氟化矽酮油或其他天然或合成溶劑或潤滑劑。有用的流體可為聚二甲基矽氧烷(PDMS)(諸如六甲基二矽氧烷及八甲基三矽氧烷)或烷基甲基矽氧烷(諸如已基五甲基二矽氧烷)。有用的流體可為烷，諸如辛烷或癸烷。有用的流體可為硝基烷，諸如硝基甲烷。有用的流體可為芳香族化合物，諸如甲苯或二乙基苯。有用的流體可為酮，諸如丁酮或甲基異丁基酮。有用的流體可為氯碳化合物，諸如氯苯。有用的流體可為氟氯碳化物，諸如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯。針對此等顯示器總成考慮之其他流體包含乙酸丁酯及二甲基甲醯胺。用於此等顯示器之又其他有用的流體包含氫氟醚、全氟聚醚、氫氟聚醚、戊醇及丁醇。例示性合適的氫氟醚包含乙基九氟丁基醚及2-三氟甲基-3-乙氧基十二氟己 烷。
一金屬片或模製塑膠總成托架532將該覆蓋板522、該基板504、該背光及其他組件部分一起固持在若干邊緣周圍。該總成托架532用螺絲釘或內縮突片緊固以增加組合顯示裝置500之剛性。在一些實施方案中，藉由一環氧樹脂灌注化合物將該光源518模製在適當位置中。反射體536有助於將自光導516之邊緣逸出之光返回至該光導516中。圖5中未描繪提供控制信號以及電力給該等快門總成502及該等燈具518之電互連件。
該顯示裝置500係稱為MEMS向上(MEMS-up)組態，其中基於MEMS之光調變器係形成於基板504之一前表面(即，面向觀看者之表面)上。該等快門總成502直接構建在該反射光圈層506之頂部上。在一替代實施方案(稱為MEMS向下組態)中，快門總成安置在與其上形成反射光圈層之基板分離之一基板上。其上形成界定複數個光圈之反射光圈層之基板在本文係稱為光圈板。在該MEMS向下組態中，承載基於MEMS之光調變器之基板代替顯示裝置500中之覆蓋板522且經定向使得基於MEMS之光調變器定位於頂部基板之後表面(即，背離觀看者且面向該光導516之表面)上。基於MEMS之光調變器藉此經定位與該反射光圈層直接對置且跨與該反射光圈層506之一間隙。可藉由連接該光圈板及其上形成MEMS調變器之基板之一系列間隔件支柱來維持該間隙。在一些實施方案中，該等間隔件係安置在陣列中之各像素內或各像素之間。使該等MEMS光調變器與其等對應光圈分離之間隙或距離較佳小於10微米或小於快門與光圈之間之重疊(諸如重疊416)之一距離。
圖6A至圖6E展示一例示性複合快門總成之建構階段之截面圖。圖6A展示一完成複合快門總成600之一例示性截面圖。該快門總成 600包含一快門601、兩個柔性樑602及構建於一基板603上之一固定器結構604及一光圈層606。該複合快門總成600之元件包含一第一機械層605、一導體層607、一第二機械層609及一囊封介電質611。該等機械層605或609之至少一者可沈積至超過0.15微米之厚度，這係因為該等機械層605或609之一者或二者用作該快門總成600之主負載軸承及機械致動構件，但在一些實施方案中，該等機械層605及609可較薄。用於機械層605及609之候選材料包含(不限於)：諸如鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、釹(Nd)之金屬或其等之合金；介電材料，諸如氧化鋁(Al2O3)、氧化矽(SiO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)或氮化矽(Si3N4)；或半導材料，諸如類金剛石碳、矽(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、碲化鎘(CdTe)或其等之合金。該等層之至少一者(諸如導體層607)應導電，以將電荷攜載至該等致動元件上且自該等致動元件攜載電荷。候選材料包含(但不限於)Al、Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Ta、Nb、Nd或其等之合金或半導材料，諸如類金剛石碳、Si、Ge、GaAs、CdTe或其等之合金。在一些實施方案中，採用半導體層，該等半導體摻雜有雜質，諸如磷(P)、砷(As)、硼(B)或Al。圖6A描繪用於複合物之一夾層組態，其中該等機械層605及609(具有類似厚度及機械性質)係沈積於該導體層607之任一側上。在一些實施方案中，該夾層結構有助於確保在沈積之後剩餘之應力及/或由溫度變動而施加之應力將不會作用以引起該快門總成600發生彎曲、翹曲或其他變形。
在一些實施方案中，該複合快門總成600中之該等層之順序可顛倒，使得該快門總成600之外部係由一導體層形成，而該快門總成600之內部係由一機械層形成。
該快門總成600可包含一囊封介電質611。在一些實施方案中，可以保形方式塗敷介電塗層，使得均勻地塗佈快門601、固定器604及樑602之所有曝露底表面、頂表面及側表面。可藉由熱氧化及/或CVD一絕緣體(諸如Al2O3、氧化鉻(Cr2O3)(III)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化鉿(HfO2)、氧化釩(V2O5)、氧化鈮(Nb2O5)、Ta2O5、SiO2或Si3N4)之保形CVD或經由原子層沈積而沈積類似材料來生長此等薄膜。該介電塗層可經塗敷具有在10nm至1微米之範圍中之厚度。在一些實施方案中，可使用濺鍍及蒸鍍以將該介電塗層沈積至側壁上。
圖6B至圖6E展示用以形成圖6A中描繪之快門總成600之一例示性程序之特定中間製造階段之結果之例示性截面圖。在一些實施方案中，該快門總成600係構建於一預先存在控制矩陣(諸如薄膜電晶體之主動矩陣陣列，諸如圖3A及圖3B中描繪之該等控制矩陣)之頂部上。
圖6B展示形成該快門總成600之一例示性程序中之一第一階段之結果之一截面圖。如圖6B中描繪，沈積並圖案化一犧牲層613。在一些實施方案中，將聚醯亞胺用作一犧牲層材料。其他候選犧牲層材料包含(但不限於)聚合物材料，諸如聚醯胺、含氟聚合物、苯並環丁烯、聚苯基喹喔啉、聚對二甲基苯或聚降冰片烯。選取此等材料原因在於其等具有平坦化粗糙表面、在超過250℃之處理溫度下維持機械整體性之能力，且在移除期間易於蝕刻及/或熱分解。在其他實施方案中，該犧牲層613係由一光阻劑形成，諸如聚乙酸乙烯酯、聚乙二醇及酚醛樹脂或酚醛清漆樹脂。在一些實施方案中，使用SiO2作為一替代犧牲層材料，只要其他電子或結構層抵抗用於移除SiO2之氫氟酸溶液，則可優先移除SiO2。一此合適的抗腐蝕材料係Si3N4。另一替代犧牲層材料係Si，只要電子或結構層抵抗用於移除Si之氟電漿或二氟化氙(XeF2)(諸如大部分金屬及Si3N4)，則可優先移除Si。又另一替代犧牲層材料係Al，只要其他的電子或結構層抵抗強鹼溶液(諸如濃 縮氫氧化鈉(NaOH)溶液)，則可優先移除Al。合適的材料包含(例如)Cr、Ni、Mo、Ta及Si。又另一替代犧牲層材料係Cu，只要其他電子或結構層抵抗硝酸溶液或硫酸溶液，則可優先移除Cu。此等材料包含(例如)Cr、Ni及Si。
接著，圖案化該犧牲層613以於固定器區域604處曝露孔或通孔。在採用聚醯亞胺或其他非光敏性材料作為該犧牲層材料之實施方案中，該犧牲層材料可經配製包含以光敏劑，從而容許在一顯影劑溶液中優先移除透過一UV光罩曝露之區域。可藉由下列步驟來圖案化由其他材料形成之犧牲層：以一額外光阻劑層塗佈該犧牲層613；光圖案化該光阻劑；及最終使用該光阻劑作為一蝕刻遮罩。替代地可藉由使用一硬遮罩(其可為SiO2薄層或金屬(諸如，Cr))塗佈該犧牲層613來圖案化該犧牲層613。接著，可藉由光阻劑及濕式化學蝕刻將一光圖案轉印至該硬遮罩。在該硬遮罩中顯影的圖案可抵抗乾式化學蝕刻、各向異性蝕刻或電漿蝕刻-可用以將深且狹窄的固定器孔賦予犧牲層613中之技術。
在已在該犧牲層613中敞開固定器區域604之後，可以化學方式或經由一電漿之濺鍍效應蝕刻曝露且下伏之導電表面614，以移除任何表面氧化物層。此一接觸蝕刻階段可改良該下伏導電表面614與快門材料之間之歐姆接觸。在圖案化該犧牲層613之後，可透過使用溶劑清潔或酸蝕刻來移除任何光阻劑層或硬遮罩。
接著，在用於構建如圖6C中描繪之快門總成600之程序中，沈積快門材料。該快門總成600係由多個薄膜組成：第一機械層605、導體層607及第二機械層609。在一些實施方案中，該第一機械層605係一非晶矽(a-Si)層，該導體層607係Al且該第二機械層609係a-Si。該第一機械層605、該導體層607及該第二機械層609係在低於該犧牲層613發生物理降級之溫度之一溫度下沈積。例如，聚醯亞胺在高於約400℃ 之溫度下分解。因此，在一些實施方案中，該第一機械層605、該導體層607及該第二機械層609係在低於約400℃之溫度下沈積，從而容許使用聚醯亞胺作為一犧牲層材料。在一些實施方案中，氫化非晶矽(a-Si：H)係可用於該第一機械層605及該第二機械層609之一機械材料，這係因為氫化非晶矽可在250℃至約350℃之範圍中之溫度下藉由電漿增強型化學氣相沈積(PECVD)自矽烷氣體以相對無應力狀態生長至在約0.15微米至約3微米之範圍中之厚度。在一些此等實施方案中，磷化氫氣體(PH3)係用作一摻雜劑，使得可生長電阻低於約1ohm-cm之a-Si。在替代實施方案中，可使用一類似PECVD技術沈積Si3N4、富矽Si3N4或SiO2材料作為該第一機械層605或沈積類金剛石碳、Ge、SiGe、CdTe或用於該第一機械層之其他半導電材料。PEVCD沈積技術之一優點在於，該沈積可相當保形，即，PEVCD沈積技術可塗佈狹窄導通孔之多種傾斜表面或內表面。即使切割至犧牲層材料中之固定器或導通孔呈現幾乎垂直側壁，該PEVCD技術亦可在固定器之底部水平表面與頂部水平表面之間提供一實質上連續塗層。
除了PECVD技術之外，可用於生長該第一機械層605及該第二機械層609之替代合適的技術亦包含RF或DC濺鍍、金屬有機CVD、蒸鍍、電鍍或無電電鍍。
在一些實施方案中，對於該導體層607，可利用一金屬薄膜，諸如Al。在一些其他實施方案中，可選取替代性金屬，諸如Cu、Ni、Mo或Ta。包含此一導電材料用於兩個目的。該導電材料減小快門601之總薄片電阻且其有助於阻止可見光穿過該快門601，這係因為a-Si之厚度即使小於2微米(如快門601之一些實施方案中可使用)，其亦可在一定程度上透射可見光。可藉由濺鍍或以一更保形方式憑藉CVD技術、電鍍或無電電鍍來沈積導電材料。
圖6D展示用於形成快門總成600之下一組處理階段之結果。當犧牲層613仍位於基板603上時，光學遮罩並蝕刻該第一機械層605、該導體層607及該第二機械層609。首先，塗敷一光阻劑材料，接著透過一光罩曝露該光阻劑材料，且接著顯影以形成一蝕刻遮罩。接著，可在基於氟之電漿化學中蝕刻非晶矽、Si3N4及SiO2。亦可使用HF濕式化學方法蝕刻SiO2機械層；且可使用濕式化學或基於氯之電漿化學蝕刻導體層607中之任何金屬。
透過光罩施加之圖案形狀可影響機械性質，諸如硬度、柔性性及致動器及快門總成600之快門601中之電壓回應。快門總成600包含以截面展示之柔性樑602。各柔性樑602經塑形使得寬度小於快門材料之總高度或厚度。在一些實施方案中，樑尺寸比率係維持於約1.4：1或更大，且該等柔性樑602之高度或厚度大於其等寬度。
圖6E中描繪用於構建快門總成600之例示性製造程序之後續階段之結果。移除犧牲層613，這使得自基板603釋放所有移動部件，惟在固定器點處除外。在一些實施方案中，在氧氣電漿中移除聚醯亞胺犧牲材料。亦可在氧氣電漿中或在一些情況中藉由熱解移除用於犧牲層613之其他聚合物材料。可藉由濕式化學蝕刻或藉由氣相蝕刻移除一些犧牲層材料(諸如SiO2)。
在一最終程序中(圖6A中描繪該最終程序之結果)，在該快門總成600之所有曝露表面上沈積該囊封介電質611。在一些實施方案中，可以一保形方式塗敷該囊封介電質611，使得使用CVD均勻地塗佈該快門601及該等樑602之所有底表面、頂表面及側表面。在一些其他實施方案中，僅塗佈該快門601之頂表面及側表面。在一些實施方案中，將Al2O3用於該囊封介電質611且藉由原子層沈積將Al2O3沈積至約10奈米至約100奈米之範圍中之厚度。
最後，可將抗黏滯塗層塗敷至該快門601及該等樑602之表面。 此等塗層防止一致動器之兩個獨立樑之間發生非所要黏合或黏著。合適的塗層包含碳膜(石墨及類金剛石兩者)及含氟聚合物，及/或低蒸氣壓潤滑劑以及氯矽烷、碳氫氯矽烷、碳氟氯矽烷，諸如甲氧基封端矽烷、全氟矽烷、胺基矽烷、矽氧烷及羧酸基單體及物種。可藉由曝露於一分子蒸氣或藉由CVD來分解前驅體化合物而塗敷此等塗層。可藉由使快門表面發生化學變化(諸如藉由氟化反應、矽烷化、矽氧烷化)或使絕緣表面發生氫化作用來產生抗黏滯塗層。
用於基於MEMS之快門顯示器之一類合適致動器包含柔性致動器樑，其等用於控制橫向於顯示器基板或在顯示器基板之平面中之快門運動。當該等致動器樑變得更柔性時，用於致動此等快門總成之電壓降低。若該等樑經塑形使得平面中運動相對於平面外運動較佳或提升，則亦改良對經致動運動之控制。因此，在一些實施方案中，該等柔性致動器樑具有一矩形截面，使得該等樑之高度或厚度大於該等樑之寬度。
一長的矩形樑相對於在一特定平面內之彎曲之硬度係該樑在該平面中之最薄尺寸之三次冪。因此，有利的是減小柔性樑之寬度以減小用於平面內運動之致動電壓。然而，當使用習知的光微影裝置來界定且製造該等快門及致動器結構時，該等樑之最小寬度可限於光學器件之解析度。且雖然已經開發用於在具有狹窄特徵的光阻劑中界定圖案之光微影裝置，但是此等裝置係昂貴的且可以單次曝光而完成其上方之圖案化之面積有限。為在大的玻璃板面板或其他透明基板上進行經濟光微影，通常將圖案化解析度或最小特徵大小限於若干微米。
圖7A至圖7D展示具有狹窄側壁樑之一例示性快門總成700之建構階段之等角視圖。此替代程序產生柔性致動器樑718及720及一柔性彈簧樑716(統稱為「側壁樑716、718及720」)，該等樑之寬度遠小於對大的玻璃面板之習知微影限制。在圖7A至圖7D中描繪之程序中，快 門總成700之柔性樑形成為由一犧牲材料製成之一模具上之側壁特徵。該程序被稱為一側壁樑程序。
如圖7A中描繪，形成具有側壁樑716、718及720之快門總成700之程序開始於沈積且圖案化一第一犧牲材料701。界定於該第一犧牲材料701中之圖案產生其中將最終形成用於該快門總成700之固定器之開口或通孔702。該第一犧牲材料701之沈積及圖案化在概念上類似於針對圖6A至圖6E描述之沈積及圖案化，且使用類似於針對圖6A至圖6E描述之沈積及圖案化之材料及技術。
形成該等側壁樑716、718及720之程序繼續，至其中沈積且圖案化一第二犧牲材料705。圖7B展示在圖案化該第二犧牲材料705之後產生之一模具703之形狀。該模具703亦包含該第一犧牲材料701，且具有其先前界定之通孔702。圖7B中之模具703包含兩個相異水平面。該模具703之底部水平面708係藉由該第一犧牲層701之頂表面建立且可在已蝕除該第二犧牲材料705之區域中接達。該模具703之頂部水平面710係藉由該第二犧牲材料705之頂表面建立。圖7B中描繪之該模具703亦包含實質上垂直側壁709。上文關於圖6A至圖6E之犧牲層613描述用作該第一犧牲材料701及該第二犧牲材料705之材料。
形成該等側壁樑716、718及720之程序繼續，其中將快門材料沈積且圖案化至犧牲模具703之所有曝露表面上，如圖7C中描繪。上文已關於圖6A至圖6E之第一機械層605、導體層607及第二機械層609描述用於形成快門712之合適材料。將該快門材料沈積至小於約2微米之一厚度。在一些實施方案中，沈積該快門材料使其具有小於約1.5微米之一厚度。在一些其他實施方案中，沈積該快門材料使其具有小於約1.0微米之一厚度，且可薄至0.10微米。在沈積之後，如圖7C中描繪般圖案化該快門材料(其可為如上所述之若干材料之一複合物)。首先，在該快門材料上沈積一光阻劑。接著，圖案化該光阻劑。顯影至 該光阻劑中之圖案經設計使得該快門材料在一後續蝕刻階段之後仍保持在該快門712之區域中及固定器714處。
該製造程序繼續，其中施加一各向異性蝕刻，從而導致圖7C中描繪之結構。在一電漿氛圍中對基板726或者該基板726附近之一電極施加一電壓偏壓來實行快門材料之各向異性蝕刻。偏壓基板726(在電場垂直於該基板726之表面之情況下)導致離子以幾乎垂直於該基板726之一角度朝向該基板726加速。此等加速離子與蝕刻化學品耦合，導致法向於該基板726之平面之一方向上之蝕刻速率遠快於平行於該基板726之方向上之蝕刻速率。藉此實質上消除對受一光阻劑保護之區域中之快門材料之底切蝕刻。沿該模具703之垂直側壁709(其等實質上平行於加速離子之軌道)，該快門材料亦實質上受到保護而免受各向異性蝕刻影響。此受保護的側壁快門材料形成用於支撐該快門712之該等側壁樑716、718及720。沿該模具703之其他(非光阻劑保護)水平表面(諸如頂部水平表面710或該底部水平表面708)，該快門材料已由蝕刻實質上完全移除。
只要應該基板726或緊靠該基板726之一電極之電偏壓，便可在一RF或DC電漿蝕刻器件中達成用以形成該等側壁樑716、718及720之各向異性蝕刻。對於RF電漿蝕刻之情況，可藉由使基板固持器與激勵電路之接地板切斷連接而獲得一等效自偏壓，藉此容許基板電位在電漿中浮動。在一些實施方案中，可提供一蝕刻氣體，諸如三氟甲烷(CHF3)、全氟環丁烯(C4F8)或三氯甲烷(CHCl3)，其中碳及氫及/或碳及氟皆係該蝕刻氣體之成分。當與一定向電漿耦合(再次透過基板726之電壓偏壓達成)時，自由碳(C)、氫(H)及/或氟(F)原子可遷移至該等垂直側壁709，在該等垂直側壁709處，該等原子累積一被動或保護性似聚合物塗層。此似聚合物塗層進一步保護該等側壁樑716、718及720免受蝕刻或化學侵蝕。
在移除該第二犧牲材料705及該第一犧牲材料701的剩餘部分之後，完成形成該等側壁樑716、718及702之程序。圖7D中展示結果。移除犧牲材料之程序類似於關於圖6E描述之程序。沈積於該模具703之該等垂直側壁709上之材料保留為該等側壁樑716、718及720。側壁樑716用作為將固定器714之其中一者機械地連接至快門712之一彈簧，且亦提供一被動恢復力並抵消由柔性樑718及720形成之致動器施加之力。該等固定器714連接至一光圈層725。該等側壁樑716、718及720高且狹窄。該等側壁樑716、718及720(當由該模具703之表面形成時)之寬度類似於所沈積之快門材料之厚度。在一些實施方案中，側壁樑716之寬度將與快門712之厚度相同。在一些其他實施方案中，樑寬度將為該快門712之厚度之約1/2。該等側壁樑716、718及720之高度係由該第二犧牲材料705或(換言之)，由關於圖7B描述之圖案化操作期間產生之模具703之深度判定。只要所沈積之快門材料之厚度經選取小於約2微米，圖7A至圖7D中描繪之程序便可良好地適用於生產狹窄樑。實際上，對於許多應用，0.1微米至2.0微米之厚度範圍相當合適。習知光微影將圖7A、圖7B及圖7C中所示之圖案化特徵限於更大尺寸，例如容許最小解析特徵不小於2微米或5微米。
圖7D描繪形成於上述程序中之釋放操作之後之快門總成700之一等角視圖，從而產生具有高縱橫比之截面之柔性樑。例如，只要該第二犧牲材料705之厚度大於快門材料之厚度之4倍以上，則樑高度與樑寬度的所得比率將經產生為一類似比率，即，大於約4：1。
一選用階段(上文未繪示但包含為導致圖7C之程序之一部分)涉及對側壁樑材料進行各向異性蝕刻以使柔性負載樑720與柔性驅動樑718分離或解除耦合。例如，已透過使用一各向異性蝕刻自側壁移除點724處之快門材料。一各向異性蝕刻係蝕刻速率在所有方向上實質上相同之蝕刻，使得無法再保護諸如點724處之區域中之側壁材料。只 要不對該基板726施加一偏壓電壓，便可在一典型電漿蝕刻裝置中完成各向異性蝕刻。亦可使用濕式化學蝕刻技術或氣相蝕刻技術達成一各向異性蝕刻。在此選用第四遮罩及蝕刻階段之前，側壁樑材料基本上連續地存在於該模具703中之凹入特徵之周長周圍。該第四遮罩及蝕刻階段係用以分離且分割側壁材料，從而形成相異樑718及720。透過一第四程序(光阻劑施配)且透過一遮罩曝光而達成於點724處分離樑718與樑720。在此情況下，光阻劑圖案經設計以保護側壁樑材料在除分離點724之外之所有點處免受各向異性蝕刻。
作為側壁程序中之一最後階段，在該等側壁樑716、718及720之外表面周圍沈積一囊封介電質。
為保護沈積於該模具703之垂直側壁709上之快門材料且產生具有實質上均勻截面之側壁樑716、718及720，可遵循一些特定程序指導方針。例如，在圖7B中，可將該等側壁709製成儘可能垂直。該等垂直側壁709及/或曝露表面處之傾斜部易於受到各向異性蝕刻。在一些實施方案中，可藉由圖7B處之圖案化操作(諸如以一各向異性方式圖案化該第二犧牲材料705)產生該等垂直側壁709。結合該第二犧牲層705之圖案化使用一額外光阻劑塗層或一硬遮罩容許在各向異性蝕刻該第二犧牲材料705時使用侵蝕性電漿及/或高基板偏壓，同時緩解光阻劑之過度磨損。只要在UV曝光期間小心地控制焦點深度，便可在可光成像犧牲材料中產生該等垂直側壁709且在光阻劑之最終固化期間避免過度收縮。
在側壁樑處理期間提供幫助之另一程序指導方針係關於快門材料沈積之保形性。無關於該模具703之表面之定向(垂直或水平)，可用類似厚度之快門材料覆蓋該等表面。當使用CVD沈積時，可達成此保形性。特定言之，可採用下列保形技術：PECVD、低壓化學氣相沈積(LPCVD)及原子或自限制層沈積(ALD)。在上述CVD技術中，可 藉由一表面上之反應速率限制薄膜之生長速率，這與將表面曝露至一定向源原子通量相反。在一些實施方案中，生長於垂直表面上之材料之厚度係生長於水平表面上之材料之厚度之至少50%。或者，可在提供一金屬晶種層(其在電鍍之前塗佈該等表面)之後藉由無電電鍍或電鍍自溶液保形地沈積快門材料。
導致圖7D中之快門總成700之程序係四遮罩程序，意謂該程序整合其中藉由透過一光罩照明一所要圖案曝露一光敏聚合物之四個相異光微影階段。亦稱為遮罩步驟之光微影階段係製造MEMS器件中最昂貴的階段，且因此可期望產生遮罩階段數目減小之一製造程序。
圖8A至圖8D展示一闡釋性快門總成800。圖8A展示快門總成800之一俯視圖。圖8B展示快門總成800之一仰視圖。圖8C及圖8D展示快門總成800之截面圖。具體言之，圖8C展示沿圖8A及圖8B中所示之線8A-8A’取得之一截面圖，且圖8D展示沿亦在圖8A及圖8B中所示之線8B-8B’取得之一截面圖。
參考圖8A至圖8D，快門總成包含懸置在一基板804上方之一快門802。快門802係由耦合至延伸遠離基板804之一固定器808之一對負載樑806支撐。一對環形驅動樑810經定位與該對負載樑806相鄰。負載樑806及驅動樑810一起形成一靜電致動器之對置電極。
快門802包含實質上平行於基板804之兩個階：一近端階812及一遠端階814。近端階812比遠端階814更接近基板804。此外，遠端階814具有比近端階812之任何邊緣更接近固定器808之一邊緣815。近端階812藉由一組側壁816連接至遠端階814。該組側壁816結合近端階812形成自遠端階814向下延伸之一實質上矩形突出部。
基板804包含一阻光層818。界定通過阻光層818之光圈820。快門總成800藉由控制致動器以使快門802選擇性地移動進出光圈820上方之位置來調變行進穿過或經引導朝向光圈820之光。
負載樑806連接至快門802之近端階812。在一些實施方案中，如圖8D中所示，負載樑806連接至近端階812最接近基板804之側。因而，當致動器處於致動狀態時，如圖8A至圖8D之各者中所示，快門802之遠端階814之一邊緣能夠行進於負載樑806之部分及驅動樑810之部分上方及之上。由於能夠行進於負載樑806之部分上方，需要給致動器分配的空間更少，從而容許更小快門總成、增加之快門總成密度及因此更大顯示解析度。
雖然快門總成800僅包含一致動器，但是在一些其他實施方案中，一類似快門總成可包含彼此對置之兩個致動器。在一些其他實施方案中，快門總成800可包含類似於圖4A及圖4B中所示之快門406之一快門，其包含經形成穿過其表面之一或多個快門光圈，該快門選擇性地阻擋光通過形成於一下伏阻光層中之兩個或兩個以上光圈。
圖9A至圖9L展示圖8A至圖8D中所示之快門總成之例示性製造階段之截面圖。圖9A至圖9L中所示之截面係沿圖8A至圖8B中所示之線8A-8A’取得。
圖9A展示完成若干初始製造階段之後快門總成800之建構狀態之一截面圖。圖9A展示在圖案化阻光層818之前的透明基板804(其上沈積有阻光層818)。阻光層818可由一或多個材料層形成或包含一或多層材料，包含取決於快門總成是否係針對具有一MEMS向上或MEMS向下組態之一顯示器而製造。對於具有一MEMS向上組態之顯示器，阻光層包含用於反射光朝向顯示器後端之一光反射材料層及用於使光照射在阻光層818之面向前表面上之一光吸收層。對於具有一MEMS向下組態之顯示器，阻光層818可僅包含一光吸收材料層。
在透明基板804上沈積阻光層818之後，圖案化阻光層818以跨其表面界定光圈，諸如光圈820。各光圈820對應於一各自快門總成800。取決於阻光層818之組合物，可使用多種光微影技術圖案化光 圈。例如，對於由光阻劑材料形成之阻光層818，可藉由透過一遮罩將阻光層818之部分曝露於紫外光而圖案化阻光層。接著，將材料浸浴在一顯影劑中，此移除不必要材料。圖9B中展示此圖案化階段之結果。在一些其他實施方案中，可塗敷並圖案化由一光阻形成之一單獨遮罩。接著，可透過經圖案化遮罩使用任何合適的蝕刻程序蝕刻阻光層818之第一層之曝露部分，此後可移除遮罩。
雖然未展示，但是在一些實施方案中，可在阻光層818之頂部上沈積並圖案化若干額外層，包含金屬層及金屬間介電層。此等額外層形成或包含將在完成時控制快門總成之控制矩陣。在一些其他實施方案中，可在透明基板804上沈積該額外金屬及金屬間介電層且在沈積阻光層818之前圖案化該等額外金屬及金屬間介電層。
在圖案化阻光層818之後，在阻光層818之頂部上沈積一第一犧牲材料層920。第一犧牲材料層920之合適材料包含上文關於圖6B描述以用作一犧牲材料之材料之任一者。可透過一旋塗程序塗敷第一犧牲材料層920以產生一實質上平坦上表面。在一些實施方案中，將第一犧牲材料層920沈積至約2微米至約10微米厚。在一些實施方案中，將第一犧牲材料層920沈積至約3微米至約5微米厚。圖9C展示在已沈積第一犧牲材料層920之後快門總成800之建構狀態。
接著，圖案化第一犧牲材料層920以產生將最終塗佈有結構材料以形成固定器808之底座之一凹口922。藉由上文關於圖6B描述之犧牲層圖案化程序之任一者圖案化第一犧牲材料層920。圖9D中展示此製造階段之結果。
隨後，在第一犧牲材料層920之頂部上沈積一第二犧牲材料層924。第二犧牲材料層924填充凹口922並形成一實質上平坦上表面。第二犧牲材料層924經沈積使得其上表面在第一犧牲材料層920之上表面上方約3微米至約10微米。接著，圖案化第二犧牲材料層924，從而 導致圖9E中所示之製造狀態。如所示，在其中先前形成凹口922之區域上方形成一凹口926。凹口926向下直至到達定位於第一犧牲材料層下方之一導電襯墊(未展示)，其將會使固定器808(當形成時)耦合至下伏控制矩陣。形成額外凹口928及930以產生其上將形成致動器樑806及810之模具特徵部。
在圖案化第二犧牲材料層924之後，沈積一結構材料層932，從而產生圖9F中所示之結構。可使用CVD、PECVD、PVD或ALD程序沈積結構材料932，從而實質上保形地塗佈第一犧牲材料層920、第二犧牲材料層924及阻光層818之曝露表面。結構材料932可包含如上文關於圖6C描述作為合適的快門材料之金屬、介電質及/或半導體材料之一或多層。結構材料932可經沈積以具有小於約2.0微米之一總厚度。
圖9G展示在已圖案化該結構材料層932之後快門總成800之建構狀態。在一些實施方案中，以兩階段程序圖案化該結構材料層932。在第一階段中，在塗敷一適當遮罩之後，施加一各向異性蝕刻以移除沈積在第一犧牲材料層920及第二犧牲材料層924之水平表面上方之不必要結構材料。接著，在塗敷一後續遮罩之後，可使用一各向同性蝕刻移除第二犧牲材料層924之垂直側壁上剩餘之非所要材料。在一些其他實施方案中，可以單階段蝕刻圖案化該結構材料層932。
在圖案化該結構材料層932之後，在圖9H中所示之結構之頂部上沈積一第三犧牲材料層934，從而導致圖9I中所示之製造狀態。第三犧牲材料層934經沈積使得其在結構材料932之剩餘部分之最上層表面上方約2微米至約4微米厚。將一凹口936圖案化至第三犧牲材料層934中。凹口936形成快門802之模具之一部分。具體言之，其界定自快門802之遠端階814延伸之一突出部之形狀。圖9J中所示之沈積在凹口之底部上之一第二結構材料層938形成突出部之底部及快門802之近端階 812。在其中結構材料932包含一介電材料作為一上層之一些實施方案中，可使用一中介蝕刻以移除此介電材料之部分以容許該結構材料層932與第二結構材料層938之間之電連接。突出部之側壁上之結構材料938將快門802之遠端階814連接至快門之近端階812。第二結構材料層938可具有類似於第一結構材料層932之一組合物及厚度。
圖9K展示在已圖案化第二結構材料層938之後快門總成800之製造狀態。在一些實施方案中，可僅使用一圖案化階段、一各向異性蝕刻圖案化第二結構材料層938以移除第三犧牲材料層934之水平表面上之不必要結構材料。該圖案化界定快門802。最後，如圖9L中所示，自諸犧牲材料層920、924及934釋放快門總成800。
圖10A至圖10D展示另一例示性快門總成1000。如同圖8A至圖8D，圖10A展示快門總成1000之一俯視圖，圖10B展示快門總成1000之一仰視圖，且圖10C及圖10D展示快門總成1000之截面圖。具體言之，圖10C展示沿圖10A及圖10B中所示之線10A-10A’取得之一截面圖，且圖10D展示沿亦在圖10A及圖10B中所示之線10B-10B’取得之一截面圖。
與圖8A至圖8D中所示之快門總成800相比，在快門總成1000中，一組負載樑1002連接至一快門1006之一遠端階1004之一遠端表面而非連接至一近端階1008。因此，在致動期間，近端階1008之一邊緣1005能夠行進於致動器之部分(諸如負載樑1002及一組驅動樑1010)下方。如同快門總成800，在一些實施方案中，具有類似於快門總成1000之一架構之一快門總成可經製造以具有兩個對置致動器，而非僅具有由負載樑1002及驅動樑1010形成之單個致動器。類似地，在一些實施方案中，快門總成1000可包含具有如圖4A及圖4B中所示之一或多個快門光圈之一快門。
圖11A至圖11K展示圖10A至圖10D中所示之快門總成1000之例示 性製造階段之截面圖。參考圖10A至圖10D及圖11A至圖11K，圖11A展示類似於圖9C中所示之快門總成之製造狀態之快門總成1000之一製造狀態。即，一阻光層1018已沈積在一透明基板1102上且已經圖案化以界定穿過阻光層1018之光圈1104。此外，一第一犧牲材料層1120已沈積在經圖案化阻光層1018之頂部上。第一犧牲材料層1120可經沈積以具有實質上相同厚度且第一犧牲材料層1120可由用以形成圖9C至圖9K中所示之第一犧牲材料層920之相同材料製成或可包含該等相同材料。如同圖8中所示之快門總成800，在一些實施方案中，形成一控制矩陣之一或多個金屬及金屬間介電層可已經沈積並圖案化於基板1102與阻光層1018之間或阻光層1018與第一犧牲材料層1120之間。
圖11B展示施加於第一犧牲材料層1120之一圖案化階段之結果。圖案化第一犧牲材料層1120以形成一凹口1122，其將用作一負載固定器1007之底座之一模具且將使負載樑1002及快門1006支撐在透明基板1102上方。接著，在圖11B中所示之結構之頂部上沈積一第二犧牲材料層1124，從而產生圖11C中所示之結構。接著，圖案化第二犧牲材料層1124以產生圖11D中所示之結構。更特定言之，圖案化第二犧牲材料層1124以在其中先前已形成凹口1122之區域上方產生一凹口1125且產生用於快門1006之一模具。
接著，在圖11D中所示之結構之頂部上沈積一第一結構材料層1126，從而產生圖11E中所示之結構。第一結構材料層1126可包含經識別用於圖9F至圖9L中所示之第一結構材料層932之材料之任一者之一或多層。接著，施加一蝕刻以產生圖11F中所示之結構。具體言之，在一些實施方案中，在蝕刻中移除第一結構材料層1126中除形成快門1006之材料以外之所有材料。在一些其他實施方案中，亦保留結構材料以形成負載固定器1007之一中部及下部。產生圖11F中所示之結構之蝕刻程序可為一兩階段蝕刻程序，包含移除圖11E中所示之結 構之曝露水平表面上之非所要結構材料之一各向異性蝕刻，後續接著移除該結構之垂直表面上之非所要結構材料之一各向同性蝕刻。
隨後，在第一結構材料層1126及第一犧牲材料層及第二犧牲材料層1120及1124之剩餘部分之頂部上沈積一第三犧牲材料層1128。這產生圖11G中所示之結構。接著，蝕刻此結構以形成用於製造固定器1007及致動器之負載樑1002及驅動樑1010之一模具，從而產生圖11H中所示之結構。如圖11I中所示，在頂部上沈積一第二結構材料層1130。接著，如圖11J中所示，圖案化第二結構材料層1130以形成固定器1007及致動器樑1002及1010。塗敷一脫模劑，從而移除第一犧牲材料層1120、第二犧牲材料層1124及第三犧牲材料層1128之剩餘部分，從而產生快門總成1000，如圖11K中所示。
圖12A至圖12C展示另一例示性快門總成1200。更特定言之，圖12A及圖12B係快門總成1200之俯視圖及仰視圖，且圖12C係沿線12A-12A’取得之快門總成1200之一截面圖。
在快門總成1200中，一組驅動樑1202藉由一快門1206之一側壁1204而直接對置。快門1206之側壁1204藉此用作一靜電致動器之一負載電極之一部分。在操作中，當施加一致動電壓於該組驅動樑1202時，在該組驅動樑1202與側壁1204之間產生一電位差，從而將側壁及因此整個快門1206牽拉朝向驅動樑1202。如圖12C中可知，當致動時，快門1206之一邊緣能夠行進於該組驅動樑1202之一部分上方，從而減小構建快門總成1200所需的空間。在一些實施方案中，快門總成1200可包含具有如圖4A及圖4B中所示之一或多個快門光圈之一快門。
圖13A至圖13F展示圖12A至圖12C中所示之快門總成1200之例示性製造階段之截面圖。圖13A展示類似於圖9C中所示之快門總成之製造狀態之快門總成1200之一製造狀態。即，一阻光層1318已沈積在一 透明基板1302上且已經圖案化以界定穿過阻光層1318之光圈1304。此外，一第一犧牲材料層1320已沈積在經圖案化阻光層1318之頂部上。第一犧牲材料層1320可沈積至相同厚度且可由用以形成圖9C至圖9K中所示之第一犧牲材料層920之相同材料製成或可包含該等相同材料。如同圖8A至圖8D中所示之快門總成800，在一些實施方案中，形成一控制矩陣之一或多個金屬及金屬間介電層可已沈積並圖案化在基板1302與阻光層1318之間或阻光層1318與第一犧牲材料層1320之間。
圖13B展示施加於第一犧牲材料層1320之一圖案化階段之結果。圖案化第一犧牲材料層1320以形成一凹口1322，其將用作一負載固定器1208之底座之一模具。接著，在圖13B中所示之結構之頂部上沈積一第二犧牲材料層1324，從而產生圖13C中所示之結構。接著，圖案化第二犧牲材料層1324以產生圖13D中所示之結構。更特定言之，圖案化第二犧牲材料層1324以在其中先前已形成凹口1322以延伸固定器1208之模具之區域上方產生一凹口1326。形成兩個額外凹口1328及1329以產生用於該組驅動樑1202及快門1206之模具。
接著，在圖13D中所示之結構之頂部上沈積一結構材料層1330，從而產生圖13E中所示之結構。該結構材料層1330可包含經識別用於關於圖9F描述之第一結構材料層932中之材料之任一者之一或多層。接著，施加一蝕刻以產生圖13F中所示之結構。產生圖13F中所示之結構之蝕刻程序可為一兩階段蝕刻程序，包含用以移除圖13E中所示之結構之曝露水平表面上之非所要結構材料之一各向異性蝕刻，後續接著用以移除該結構之垂直側壁上之非所要結構材料之一各向同性蝕刻。在一些其他實施方案中，可使用一單個各向異性蝕刻完成蝕刻程序。
各向異性蝕刻亦自圖13E中所示之結構之側壁移除有限量的結構材料，其中該結構材料在蝕刻期間不受光阻保護。因而，在施加各向 異性蝕刻之後，形成快門總成1200之驅動樑1202之結構材料不再完全延伸直至第二犧牲材料層1324之上表面。因此，驅動樑1202短於快門1206之側壁1204。在致動期間，快門1206之一邊緣因此能夠行進於驅動樑1202上方。
隨後，塗敷一脫模劑於圖13F中所示之結構，從而移除第一犧牲材料層1320及第二犧牲材料層1324。此釋放階段導致圖12A至圖12C中所示之快門總成1200。
圖14A展示另一例示性快門總成1400之一截面圖。如同圖8A至圖8D及圖10A至圖10D中所示之快門總成800及1000，使用包含如下文進一步描述之三個犧牲材料層之一模具製造快門總成1400。快門總成1400與上述快門總成800及1000的不同之處在於：其包含一加蓋快門1404。即，快門總成1400包含一快門1404，該快門1404包含由一額外結構材料層加蓋之一突出部1406，稱作快門蓋1408。藉由加蓋於突出部1406，快門1404更符合空氣動力學。尤其當整合至使用一流體(例如，油)包圍快門總成1400之顯示器中時，加蓋於突出部1406防止在突出部1406之開口處形成渦旋(其可減慢快門1404之移動)。
圖14B至圖14J展示圖14A中所示之快門總成1400之例示性製造階段之截面圖。製造快門總成1400之程序以類似於製造快門總成900之程序之一方式開始。更特定言之，程序開始於類似於圖9A至圖9F中所示之製造階段，其中在一基板1454上方沈積並圖案化第一犧牲材料層1450及第二犧牲材料層1452(圖14B至圖14D中所示)。圖案化第二犧牲材料層1452以形成固定器模具凹口1456及致動器模具凹口1458。固定器模具凹口1456用作快門總成1400之固定器1410之模具。同樣地，致動器模具凹口1458用作快門總成1400之致動器1412之模具。
隨後，如圖14E中所示般沈積一第一結構材料層1460。第一結構材料層1460可為或可包含在上文描述為適於用作一結構材料之材料之 任一者之一或多層。第一結構材料層1460可被沈積至小於約2.0微米之一厚度。
在沈積之後，圖案化第一結構材料層1460以界定固定器1410、致動器1412及快門蓋1408。可使用各向同性蝕刻與各向異性蝕刻之一組合圖案化第一結構材料層1460。圖14F中展示圖案化階段之結果。
如圖14G中所示，接著，在經圖案化之第一結構材料層1460上方沈積一第三犧牲材料層1462，從而填充凹口並保護固定器1410及致動器1412免受進一步蝕刻。接著，圖案化第三犧牲材料層1462以形成快門1404之剩餘部分之一模具，如圖14H中所示。更特定言之，在實質上居中於快門蓋1408上之一台面1466之任一側上形成凹口1464。
接著，在圖14H中所示之結構上方沈積一第二結構材料層1468，如圖14I中所示。第二結構材料層1468實質上保形地塗佈第二犧牲材料層1452及第三犧牲材料層1462以及快門蓋1408之曝露表面。接著，圖案化第二結構材料層1468以移除過量的結構材料，從而僅留下塗佈快門蓋1408之材料。在一些實施方案中，將第三犧牲材料層1462之一部分(即，形成台面1466之材料)完全囊封在快門1404內。在一些其他實施方案中，蝕除快門突出部1406之一端或兩端(未展示)，從而使第三犧牲材料層1462之形成台面1466之部分曝露。在圖14J中展示此圖案化階段之結果。在完成此圖案化階段之後，可進行一釋放階段，從而移除第一犧牲材料層1450、第二犧牲材料層1452及第三犧牲材料層1462之剩餘部分(除可如上文論述般囊封在快門內之任何材料以外)，從而產生圖14A中所示之快門總成1400。
圖15A及圖15B展示緊接在釋放另一例示性快門總成1500之前(圖15A)及之後(圖15B)之截面圖。如同圖8、圖10及圖14A中分別所展示之快門總成800、1000及1400，使用包含三個犧牲材料層之一模具1502製造快門總成1500。快門總成包含藉由負載樑1508懸置於一基板 1506上方之一快門1504。負載樑1508結合一組對置驅動樑1510一起形成用於使快門1504相對於界定在沈積於基板1506上之一阻光材料層1516中之一光圈1514移動之靜電致動器1512。
快門總成1500之快門1504包含兩個阻光階：一近端阻光階1518及一遠端阻光階1520。如上文使用，本文參考其上製造快門總成1500之基板1506使用術語「近端」及「遠端」。即，快門1504之近端阻光階1518比遠端階1520更接近基板1506。此外，與圖8、圖10及圖12中所示之快門總成800、1000及1200相比，快門總成1500包含兩個對置致動器1512。因此，快門1504可主動驅動至其兩個狀態而非依靠一被動彈力以使快門1504返回至其中立未致動位置。
快門1504包含邊緣，具體言之遠端阻光階1520之邊緣，其等在藉由一致動器1512將快門移動至一致動狀態時行進於一驅動樑1510之一部分之頂部上方。這容許快門1504在基板1506上佔據更少空間。在一些實施方案中，如圖15A及圖15B中所示，可製造遠端阻光階1520之部分使得其等即使處於一中立未致動狀態亦在負載樑1508上方延伸。
製造快門總成1500之程序類似於圖9A至圖9L中所示之製造快門總成900之程序。更特定言之，程序開始於類似於圖9A至圖9F中之處理階段之處理階段，其經修改以考量兩個致動器1512而非僅一個致動器之形成。具體言之，圖9A至圖9E展示在第一犧牲材料層920及第二犧牲材料層924中形成凹口926、928及930。凹口926、928及930提供其上將形成固定器1522及致動器1512之側壁。為製造兩個致動器1512，在模具1502上將製造快門1504之位置之任一側上鏡像凹口926、928及930。
接著，在經圖案化之第一犧牲材料層920及第二犧牲材料層924(類似於如圖9F所示)之頂部上沈積一結構材料層932。接著，圖案化 該結構材料層932，從而移除除其中此材料形成固定器1522、致動器1512及快門1504之近端阻光層1518之處以外之所有結構材料932。
製造程序之剩餘部分以類似於如圖9H至圖9L中所示之一方式繼續。具體言之，在第一犧牲層920、第二犧牲材料層924及結構材料層932之曝露表面之頂部上沈積一第三犧牲材料層934。接著，圖案化第三犧牲材料層934以形成向下延伸至形成近端阻光層1518之結構材料層之一凹口。接著，沈積並圖案化一第二結構材料層938，從而形成快門1504之遠端阻光階1520及將近端阻光階1518連接至遠端阻光階1520之側壁1524。此外，第二結構材料層938之一部分在已存在的近端阻光階1518之一部分之頂部上填充凹口之底部，從而增加其厚度。在圖15B中展示此等處理階段之結果。最後，釋放該結構，從而產生圖15A中所示之快門總成1500。
圖16A展示一例示性快門總成1600之一截面圖。圖16B至圖16F展示圖16A中所示之快門總成1600之例示性製造階段之截面圖。如同圖8、圖10、圖14及圖15中分別所展示之快門總成800、1000、1400及1500，使用包含三個犧牲材料層之一模具製造快門總成1600。快門總成包含藉由負載樑1608懸置在一基板1606上方之一快門1604。負載樑1608結合一組對置驅動樑1610一起形成用於使快門1604相對於界定在沈積於基板1606上之一阻光材料層1616中之一組光圈1614移動之靜電致動器1612。快門1604包含經界定穿過其厚度之對應快門光圈1618。
當快門1604移動至一光透射狀態時，快門光圈1618實質上與除阻光層1616中之一光圈1614以外的全部光圈1614對準，從而產生通過光圈1614及快門光圈1618之光學路徑。在光透射狀態中，阻光層1616中之剩餘光圈1614經定位超出快門1604之邊緣，且因此行進穿過此光圈之光經過快門1604而不必行進穿過一快門光圈1618。當快門1604移動至一阻光狀態時，快門1604之阻光部分與阻光層1616中之光圈1614 對準，從而阻擋前述光學路徑。
快門1604包含一上阻光層1620，該上阻光層1620向上延伸且延伸在將快門1604支撐在基板1606上方之負載樑1608之一者上方。在光透射狀態中，上阻光層1620亦可在驅動樑1610之一者上方以及支撐負載樑1608及/或驅動樑1610之一或多個固定器1622處延伸。上阻光層1620在快門1604行進到達敞開位置(即，圖16A中之右側)之方向上提供額外阻光性。上阻光層1620有助於減輕當快門1604處於阻光狀態時由光可能旁通快門1604之阻光部分或自該等阻光部分回彈所引起的光洩漏。如圖16A中所示，快門1604之相對側缺少一上阻光層1620。在快門之相對側上包含一上阻光層將需要實質上額外快門行進距離以接通最後阻光層光圈1614。
在一些實施方案中，快門1604包含相等數目個快門光圈1618及形成於阻光層1616中之光圈1614。在一些此等實施方案中，快門之兩側可包含上阻光層1620，因而快門總成不依靠快門1604，從而完全清除阻光層1616中之任何光圈1614以提供一光透射狀態，藉此消除包含一第二上阻光層原本可能產生之額外快門行進距離的需要。
參考圖16B至圖16F，快門總成1600之製造以類似於上文論述之其他快門總成之製造之一方式開始。如圖16B中所示，在一經圖案化之阻光層1616上依序沈積並圖案化第一犧牲材料層1632及第二犧牲材料層1634。與圖8、圖10及圖12中所示之阻光層818、1018及1318相比，阻光層1616界定一給定快門總成1600之多個光圈1614。可使用上述犧牲材料之任一者形成第一犧牲材料層1632及第二犧牲材料層1634，且可將第一犧牲材料層1632及第二犧牲材料層1634沈積至類似厚度。接著，圖案化第一犧牲材料層1632及第二犧牲材料層1634以形成用作快門總成固定器1622之模具之凹口1636、用作快門總成致動器樑1608及1610之模具之凹口1638及用作整合至快門總成1600之快門 1604中之突出部之模具之凹口1640。
接著，在經圖案化之第一犧牲材料層1632及第二犧牲材料層1634之頂部上沈積一結構材料層。該結構材料層可由上文陳述用作上述快門總成中之一結構材料之材料之任一者之一或多者形成。使用一各向異性蝕刻圖案化結構材料層(如圖16C中所示)以界定固定器1622、致動器樑1608及1610、快門1604之外邊界及快門光圈1618。在一些實施方案中，除各向異性蝕刻以外，亦可使用一或多個額外各向同性蝕刻以移除用以形成致動器樑之凹口1638之側壁上之任何非所要結構材料。
隨後，在圖16C中所示之結構之頂部上沈積一第三犧牲材料層1642，從而導致圖16D中所示之結構。此第三犧牲材料層1642可由在上文陳述為適於用作一犧牲材料之材料之任一者形成。在一些實施方案中，將第三犧性材料層1642沈積至約2微米至約4微米之一厚度。接著，圖案化第三犧牲材料層1642以形成一凹口1644(圖16E中所示)，其將用作上阻光層1620之一模具。接著，沈積並圖案化一第二結構材料層以形成圖16F中所示之快門總成1600之最終結構之上阻光層1620。第二結構材料層可由與第一結構材料相同之材料或在上文陳述為適用於一快門總成結構材料之任何其他可相容材料形成。最後，可進行一釋放程序以移除該三個犧牲材料層1632、1634及1642以產生圖16A中所示之快門總成1600之最終結構。
圖17A及圖17B展示包含另一例示性快門總成1701之一例示性顯示裝置1700之截面圖。圖17A展示處於一敞開光透射狀態之快門總成1701。圖17B展示處於一閉合阻光狀態之快門總成1701。與圖8A至圖8D、圖10A至圖10D及圖12A至圖12C、圖14A、圖15A及圖16A中分別所展示之快門總成800、1000、1200、1400、1500及1600相比，快門總成1701包含兩個快門1702a及1702b。然而，如同快門總成800、 1000、1200、1400、1500及1600之快門802、1006及1206、1404、1504及1604，各快門1702a及1702b分別包含實質上平行於其上製造快門總成1701之一基板1706之兩個阻光階，即近端階1703a及1703b以及遠端階1704a及1704b。與遠端階1704a及1704b相比，近端階1703a及1703b經隔開更接近基板1706。
快門1702a及1702b之遠端階1704a及1704b分別包含內阻光部分1708a及1708b以及外阻光部分1710a及1710b。快門1702a之內阻光部分1708a長於快門1702b之內阻光部分1708b。快門1702a之內阻光部分1708a足夠長使得其延伸超出快門1702a之近端階1703a最接近快門1702b之邊緣。在閉合狀態中(即，當快門1702a及1702b阻擋通過一對光圈1707(一光圈定位於快門1702a及1702b上方且一光圈定位於快門1702a及1702b下方)之一光學路徑時)，快門1702a之內阻光部分1708a在快門1702b之近端階1703b上方延伸。快門1702b之內阻光部分1708b未延伸超出快門1702b之近端層1703b之邊緣。在閉合狀態中，快門1702b之內阻光部分1708b之最內邊緣緊鄰於或在一些實施方案中接觸快門1702a之內阻光部分1708a。
如圖17B中所示，在閉合狀態中，內阻光部分1708a及1708b之此組態使得光1712即使在快門1702a與1702b不接觸之情況下仍非常難以(若並非不可能)在該兩個快門1702a與1702b之間通過。
兩個快門1702a及1702b之外阻光部分1710a及1710b足夠長使得其等在將快門拉至圖17A中所示之敞開狀態中之致動器1714a及1714b之部分上方延伸。
類似於快門總成1200，各快門1702a及1702b藉由一組驅動樑1705a及1705b驅動，該等驅動樑1705a及1705b藉由各自快門1702a及1702b之側壁1709a及1709b直接對置。快門1702a及1702b之側壁1709a及1709b用作靜電致動器1714a及1714b之負載電極。在操作中，當施 加一致動電壓於一組給定驅動樑1705a及/或1705b時，在該組驅動樑1705a及/或1705b與對應快門1702a或1702b之側壁1709a及/或1709b之間產生一電位差，從而牽拉側壁1709a及/或1709b及因此整個快門1702a或1702b朝向該組驅動樑1705a及/或1705b。
在一些實施方案中，中心樑1715跨快門1702a與1702b之間的間隙延伸。在一些此等實施方案中，此等中心樑1715僅僅用作機械止檔以防止快門1702a及1702b彼此接觸。在其他實施方案中，中心樑1715用作額外驅動樑以輔助將快門1702a及1702b拉至閉合位置中。在此等實施方案中，當閉合快門1702a及1702b時，施加一電壓於中心樑1715，從而在快門1702a及1702b與中心樑1715之間產生一電位差。
在一些實施方案中，快門1702a及1702b可經獨立控制以提供額外快門狀態(遠不止敞開及閉合)。例如，在一些實施方案中，取決於發送至快門總成1701之資料，可引起快門1702a或1702b之任一者閉合，而另一者保持在一敞開位置中。由於內阻光部分1708a及1708b之長度係不同長度，故此類型的獨立快門控制可導致四個不同快門狀態，從而減小產生具有給定數目個可能灰階值所需的子圖框數目。
在一些其他實施方案中，可構建不具有驅動樑1705之快門總成1701。代替性地，快門1702a及1702b經組態以選擇性地彼此吸引。例如，在一些實施方案中，快門1702a維持在一第一低電壓，諸如接地。取決於傳輸至快門總成之影像資料，第二快門1702b在第一低電壓與一高電壓之間切換。若施加一高電壓於第二快門1702b，則第一快門1702a與第二快門1702b之間之一電位差將其等在光圈1707上方牽拉在一起。當移除電位差時，支撐各自快門1702a及1702b之樑(其等在快門1702a及1702b被牽拉在一起時變形)再次將快門1702a及1702b牽拉開，使得其等可返回至其等原始不承受應力之狀態。
以如關於圖5描述之一MEMS向上組態製造如圖17A及圖17B中所 示之顯示裝置1700。在一些其他實施方案中，以一MEMS向下組態製造顯示裝置1700。
圖18A至圖18I展示圖17A及圖17B中所示之快門總成1701之例示性製造階段之截面圖。可使用類似於用以形成圖8A至圖8D、圖10A至圖10D及圖12A至圖12C、圖14A、圖15A及圖16A中分別所展示之快門總成800、1000、1200、1400、1500及1600之程序及材料製造快門總成1701。
參考圖17A及圖17B及圖18A至圖18F，圖18A展示快門總成1701之一初始製造階段。具體言之，圖18A展示沈積在形成於基板1706上之一經圖案化阻光層1818上之一第一犧牲材料層1820。阻光層1818已經圖案化以形成一光圈1707。接著，圖案化第一犧牲材料層1820以形成凹口1822a及1822b(其中隨後將形成固定器之下部)。圖18B中展示所得結構。
隨後，如圖18C中所示，在圖18B中所示之結構之頂部上沈積一第二犧牲材料層1824。接著，圖案化第二犧牲材料層1824以形成圖18D中所示之結構。更特定言之，圖案化第二犧牲材料層1824以打開凹口1825以產生固定器之上部及下部之一模具。形成額外凹口1826、1827、1828及1829以產生致動器樑及快門1702a及1702b之模具。
接著，在圖18D中所示之結構之頂部上沈積一第一結構材料層1830，從而產生圖18E中所示之結構。第一結構材料層1830可包含經識別用於關於圖9F描述之第一結構材料層932中之材料之任一者之一或多層。接著，施加一蝕刻以產生圖18F中所示之結構。產生圖18F中所示之結構之蝕刻程序可為一兩階段蝕刻程序，包含用以移除圖18F中所示之結構之曝露水平表面上之非所要結構材料之一各向異性蝕刻，後續接著用以移除該結構之垂直側壁上之非所要結構材料之一各 向同性蝕刻。在一些其他實施方案中，可使用一單個各向異性蝕刻完成蝕刻程序。圖18F中所示之結構包含快門1702a及1702b之近端階1703a及1703b以及致動器1714a及1714b。
隨後，在第一結構材料層1830及第一犧牲材料層1820及第二犧牲材料層1824之剩餘部分之頂部上沈積一第三犧牲材料層1832。這產生圖18G中所示之結構。接著，圖案化此結構以產生將快門1702a及1702b之近端階1703a及1703b連接至快門1702a及1702b之遠端階1704a及1704b之側壁1711之一模具。如圖18H中所示，在頂部上沈積一第二結構材料層1834。接著，圖案化第二結構材料層1834以形成快門1702a及1702b之遠端階1704a及1704b及將快門1702a及1702b之遠端階1704a及1704b連接至近端階1703a及1703b之側壁1711，如圖181中所示。在一些實施方案中，使用一單個各向異性蝕刻實行此圖案化程序。塗敷一脫模劑，移除第一犧牲材料層1820、第二犧牲材料層1824及第三犧牲材料層1832之剩餘部分，從而產生如圖17A及圖17B中所示之快門總成1700。
圖19及圖20展示包含一組顯示元件之一例示性顯示器件40之系統方塊圖。該顯示器件40可為(例如)一智慧型電話、一蜂巢式或行動電話。然而，該顯示器件40之相同組件或其稍微變動亦繪示各種類型的顯示器件，諸如電視機、電腦、平板電腦、電子閱讀器、手持式器件及可攜式媒體器件。
該顯示器件40包含一外殼41、一顯示器30、一天線43、一揚聲器45、一輸入器件48及一麥克風46。該外殼41可由多種製造程序之任一程序形成，包含射出成型及真空成形。此外，該外殼41可由多種材料之任一材料製成，包含(但不限於)：塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其等之一組合。該外殼41可包含可移除部分(未展示)，該等可移除部分可與不同色彩或含有不同標誌、圖像或符號之其他可移除部分 互換。
如本文所述，顯示器30可為多種顯示器之任一者，包含雙穩態或類比顯示器。該顯示器30亦可經組態以包含一平板顯示器(諸如電漿、電致變色(EL)顯示器、OLED、超扭轉向列(STN)顯示器、LCD或薄膜電晶體(TFT)LCD)或一非平板顯示器(諸如一陰極射線管(CRT)或其他顯像管器件)。此外，如本文所述，該顯示器30可包含一基於機械光調變器之顯示器。
圖19中示意地繪示該顯示器件40之組件。該顯示器件40包含一外殼41，且可包含至少部分圍封在該外殼41中之額外組件。例如，該顯示器件40包含一網路介面27，該網路介面27包含可耦合至一收發器47之一天線43。網路介面27可為可顯示於顯示器件40上之一影像資料源。因此，網路介面27係一影像源模組之一實例，但是處理器21及輸入器件48亦可用作一影像源模組。該收發器47係連接至一處理器21，該處理器21係連接至調節硬體52。該調節硬體52可經組態以調節一信號(諸如過濾或以其他方式操縱一信號)。該調節硬體52可連接至一揚聲器45及一麥克風46。該處理器21亦可連接至一輸入器件48及一驅動器控制器29。該驅動器控制器29可耦合至一圖框緩衝器28及一陣列驅動器22，該陣列驅動器22繼而可耦合至一顯示陣列30。顯示器件40中之一或多個元件(包含圖19中未具體描繪之元件)可經組態以用作一記憶體器件且經組態以與處理器21通信。在一些實施方案中，一電源供應器50可提供電力給特定顯示器件40設計中之實質上全部組件。
該網路介面27包含天線43及收發器47，使得該顯示器件40可經由一網路與一或多個器件通信。該網路介面27亦可具有一些處理能力以舒解(例如)處理器21之資料處理要求。該天線43可傳輸及接收信號。在一些實施方案中，該天線43根據IEEE 16.11標準(包含IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包含IEEE 802.11a、b、g或n及 其等進一步實施方案)傳輸及接收射頻(RF)信號。在一些其他實施方案中，該天線43根據Bluetooth®標準傳輸及接收RF信號。在一蜂巢式電話之情況中，該天線43可經設計以接收分碼多重存取(CDMA)、分頻多重存取(FDMA)、分時多重存取(TDMA)、全球行動通信系統(GSM)、GSM/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、陸地中繼無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev B、高速封包存取(HSPA)、高速下行鏈路封包存取(HSDPA)、高速上行鏈路封包存取(HSUPA)、演進型高速封包存取(HSPA+)、長期演進技術(LTE)、AMPS或用以在一無線網路(諸如利用3G、4G或5G技術之一系統)內通信之其他已知信號。該收發器47可預處理自該天線43接收之信號，使得該處理器21可接收並進一步操縱該等信號。該收發器47亦可處理自該處理器21接收之信號，使得該等信號可經由該天線43自該顯示器件40傳輸。
在一些實施方案中，該收發器47可由一接收器取代。此外，在一些實施方案中，該網路介面27可由可儲存或產生待發送至該處理器21之影像資料之一影像源取代。該處理器21可控制顯示器件40之總體操作。該處理器21接收資料(諸如來自該網路介面27或一影像源之壓縮影像資料)並將資料處理為原始影像資料或可易於處理為原始影像資料之一格式。該處理器21可將經處理之資料發送至該驅動器控制器29或該圖框緩衝器28以進行儲存。原始資料通常指代識別一影像內之每一位置處之影像特性之資訊。例如，此等影像特性可包含色彩、飽和度及灰階位準。
該處理器21可包含用以控制顯示器件40之操作之一微控制器、CPU或邏輯單元。該調節硬體52可包含用於將信號傳輸至揚聲器45及用於自麥克風46接收信號之放大器及濾波器。該調節硬體52可為顯示 器件40內之離散組件或可整合該處理器21或其他組件內。
該驅動器控制器29可直接自該處理器21或自該圖框緩衝器28取得由該處理器21產生之原始影像資料且可適當地重新格式化原始影像資料以使其高速傳輸至該陣列驅動器22。在一些實施方案中，該驅動器控制器29可將該原始影像資料重新格式化為具有類光柵格式之一資料流，使得其具有適合跨該顯示陣列30掃描之一時序。接著，該驅動器控制器29將經格式化之資訊發送至該陣列驅動器22。雖然一驅動器控制器29(諸如一LCD控制器)通常係作為一獨立積體電路(IC)而與系統處理器21相關聯，但是此等控制器可以許多方式實施。例如，控制器可作為硬體嵌入於處理器21中、作為軟體嵌入於處理器21中或與陣列驅動器22完全整合於硬體中。
該陣列驅動器22可自該驅動器控制器29接收經格式化之資訊且可將視訊資料重新格式化為一組平行波形，該等波形係每秒多次地施加至來自顯示器之顯示元件之x-y像素矩陣之數百及有時數千個(或更多)引線。
在一些實施方案中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30係適合本文描述之任何類型的顯示器。例如，該驅動器控制器29可為一習知顯示控制器或一雙穩態顯示控制器。此外，該陣列驅動器22可為一習知驅動器或一雙穩態顯示驅動器。此外，該顯示陣列30可為一習知顯示陣列或一雙穩態顯示陣列。在一些實施方案中，該驅動器控制器29可與該陣列驅動器22整合。此一實施方案可用於高度整合系統(例如行動電話、可攜式電子器件、手錶及其他小面積顯示器)中。
在一些實施方案中，輸入器件48可經組態以容許(例如)一使用者控制顯示器件40之操作。該輸入器件48可包含一小鍵盤(諸如一QWERTY鍵盤或一電話小鍵盤)、一按鈕、一開關、一搖桿、一觸敏 螢幕、與顯示陣列30整合之一觸敏螢幕或一壓敏膜或熱敏膜。麥克風46可組態為顯示器件40之一輸入器件。在一些實施方案中，透過麥克風46之語音命令可用於控制該顯示器件40之操作。
電源供應器50可包含多種能量儲存器件。例如，該電源供應器50可為一可充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用一可充電電池之實施方案中，該可充電電池可使用來自(例如)一壁式插座或一光伏打器件或陣列之電力進行充電。或者，該可充電電池可無線地充電。該電源供應器50亦可為一可再生能源、一電容器或一太陽能電池(包含一塑膠太陽能電池或一太陽能電池漆)。該電源供應器50亦可經組態以自一壁式插座接收電力。
在一些實施方案中，控制可程式化性駐留在可定位於電子顯示系統中之若干位置中之驅動器控制器29中。在一些其他實施方案中，控制可程式化性駐留在該陣列驅動器22中。可在任何數目個硬體及/或軟體組件及各種組態中實施上述最佳化。
如本文中使用，涉及一項目清單之「至少一者」之一片語係指該等項目之任何組合，包含單個部件。作為一實例，「a、b或c之至少一者」旨在涵蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c。
結合本文揭示之實施方案進行描述之各種闡釋性邏輯、邏輯塊、模組、電路及演算法程序可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。已在功能性方面大體上描述且在上述各種闡釋性組件、方塊、模組、電路及程序中繪示硬體及軟體之可互換性。是否在硬體或軟體中實施此功能性取決於特定應用及強加於整個系統之設計限制。
可使用以下各者實施或執行用以實施結合本文揭示之態樣進行描述之各種闡釋性邏輯、邏輯塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置：一通用單晶片或多晶片處理器、一數位信號處理器(DSP)、一特定應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式 化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其等之經設計以執行本文描述之功能之任何組合。一通用處理器可為一微處理器或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。一處理器亦可實施為計算器件之一組合(例如，一DSP與一微處理器之一組合)、複數個微處理器、結合一DSP核心之一或多個微處理器或任何其他此組態。在一些實施方案中，可藉由專用於一給定功能之電路執行特定程序及方法。
在一或多個態樣中，可將所描述的功能實施於硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體中，包含本說明書中揭示之結構及其等之結構等效物或其等之任何組合。本說明書中描述之標的物之實施方案亦可實施為在一電腦儲存媒體上編碼以藉由資料處理裝置執行或控制資料處理裝置之操作之一或多個電腦程式(即，電腦程式指令之一或多個模組)。
若在軟體中實施，則功能可作為一或多個指令或程式碼儲存在一電腦可讀媒體上或經由該電腦可讀媒體傳輸。本文揭示之一方法或演算法之程序可在可駐留在一電腦可讀媒體上之一處理器可執行軟體模組中實施。電腦可讀媒體包含電腦儲存媒體及通信媒體二者，通信媒體包含可經啟用以將一電腦程式自一位置傳送至另一位置之任何媒體。一儲存媒體可為可藉由一電腦存取之任何可用媒體。舉例而言(且不限於)，此電腦可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件，或可用以儲存呈指令或資料結構形式之所要程式碼及可藉由一電腦存取之任何其他媒體。再者，任何連接亦可被適當地稱為一電腦可讀媒體。如本文使用，磁碟及光碟包含光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟及藍光光碟，其中磁碟通常磁性地重現資料而光碟用雷射光學地重現資料。上述組合亦應包含於電腦可讀媒體之範疇 內。此外，一方法或演算法之操作可作為程式碼與指令之一或任何組合或集合而駐留在一機器可讀媒體及電腦可讀媒體上，該機器可讀媒體及電腦可讀媒體可整合於一電腦程式產品中。
熟習此項技術者可容易明白在本發明中描述之實施方案之各種修改，且在不脫離本發明之精神或範疇之情況下，本文定義之一般原理亦可應用於其他實施方案。因此，申請專利範圍不旨在限於本文展示之實施方案，但符合與本文所揭示之本發明、原理及新穎特徵一致之最廣範疇。
此外，一般技術者將容易明白，術語「上」及「下」有時係為便於描述圖而使用且指示對應於一適當定向頁面上之圖式定向之相對位置，且可能不反映如所實施之任何器件之適當定向。
在本說明書中於單獨實施方案之背景內容下描述之特定特徵亦可在一單一實施方案中組合實施。相反，在一單一實施方案之背景內容下描述之各種特徵亦可在多個實施方案中單獨實施或以任何適當子組合實施。此外，雖然上文可將特徵描述為以特定組合起作用且即使最初如此主張，但在一些情況中，來自所主張之組合之一或多個特徵可自組合中切除且所主張的組合可關於一子組合或一子組合之變動。
類似地，雖然在圖式中以一特定順序描繪操作，但是這不應被理解為要求以所展示之特定順序或循序順序執行此等操作，或執行所有經繪示之操作以達成所要結果。進一步言之，圖式可以一流程圖之形式示意地描繪一或多個例示性程序。然而，未經描繪之其他操作可整合於經示意性繪示之例示性程序中。例如，可在經繪示之操作之任一者之前、之後、之同時或之間執行一或多個額外操作。在某些境況中，多重任務處理及並行處理可為有利。此外，在上述實施方案中之各種系統組件之分離不應理解為在所有實施方案中皆需要此分離，且應理解為所描述之程式組件及系統通常可一起整合於一單一軟體產品 中或封裝至多個軟體產品中。此外，其他實施方案係在下列申請專利範圍之範疇內。在一些情況中，申請專利範圍中敘述之動作可以一不同順序執行且仍達成所要結果。
1700‧‧‧顯示裝置
1701‧‧‧快門總成
1702a‧‧‧第一快門
1702b‧‧‧第二快門
1703a‧‧‧近端階
1703b‧‧‧近端階/近端層
1704a‧‧‧遠端階
1704b‧‧‧遠端階
1705a‧‧‧驅動樑
1705b‧‧‧驅動樑
1706‧‧‧基板
1707‧‧‧光圈
1708a‧‧‧內阻光部分
1708b‧‧‧內阻光部分
1709a‧‧‧側壁/固定器
1709b‧‧‧側壁/固定器
1710a‧‧‧外阻光部分
1710b‧‧‧外阻光部分
1714a‧‧‧致動器
1714b‧‧‧致動器
1715‧‧‧中心樑

Claims (18)

  1. 一種裝置，其包括：一第一光阻擋組件，其經組態以相對於一光圈移動以選擇性地阻擋光行進穿過該光圈；及一第二光阻擋組件，其經組態以相對於與該第一阻光組件相同之光圈移動以選擇性地阻擋光行進穿過該光圈，其中：當該第一光阻擋組件及該第二光阻擋組件二者處於一閉合位置中時，該第一光阻擋組件及該第二光阻擋組件一起阻止實質上所有光行進穿過該光圈，且該第一光阻擋組件之一第一部分在該第二阻光組件之一第一部分上方延伸且實質上鄰接該第二阻光組件之一第二部分。
  2. 如請求項1之裝置，其進一步包括：一第一致動器，其經組態以將該第一阻光組件選擇性地移動至一第一敞開位置中；及一第二致動器，其經組態以將該第二阻光組件選擇性地移動至一第二敞開位置中。
  3. 如請求項2之裝置，其進一步包括定位於該第一阻光組件與該第二阻光組件之間之一第三致動器，該第三致動器經組態以將該第一阻光組件及該第二阻光組件之至少一者選擇性地移動至該閉合位置中。
  4. 如請求項2之裝置，其中該第一阻光組件及該第二阻光組件之部分形成一第三致動器之對置電極，使得當跨該第一阻光組件及該第二阻光組件施加一電位差時，將該第一阻光組件及該第二阻光組件一起牽拉至該閉合位置中。
  5. 如請求項2之裝置，其中該第一致動器及該第二致動器經組態以 彼此獨立操作。
  6. 如請求項2之裝置，其中該第一阻光組件及該第二阻光組件包含當該第一阻光組件及該第二阻光組件處於其等各自敞開位置中時在其等各自致動器之至少部分上方延伸之阻光部分。
  7. 如請求項1之裝置，其中該第一阻光組件及該第二阻光組件之各者包含一近端阻光階及一遠端阻光階。
  8. 如請求項7之裝置，其中該第一阻光組件之在該第二阻光組件之該第一部分上方延伸之該部分係該第一阻光組件之該遠端阻光階之一部分，該第二阻光組件之該第一部分係該第二阻光組件之該近端阻光階之一部分，且該第二阻光組件之該第二部分係該第二阻光組件之該遠端阻光階之一部分。
  9. 如請求項1之裝置，其進一步包括：一顯示器，其包含EMS顯示元件；一處理器，其經組態以與該顯示器通信，該處理器經組態以處理影像資料；及一記憶體器件，其經組態以與該處理器通信。
  10. 如請求項9之裝置，其進一步包括：一驅動器電路，其經組態以將至少一信號發送至該顯示器；及其中該處理器進一步經組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。
  11. 如請求項9之裝置，其進一步包括：一影像源模組，其經組態以將該影像資料發送至該處理器，其中該影像源模組包括一接收器、收發器及傳輸器之至少一者。
  12. 如請求項9之裝置，其進一步包括： 一輸入器件，其經組態以接收輸入資料並將該輸入資料傳達至該處理器。
  13. 一種製造一顯示元件之方法，其包括：在沈積於一基板上之一阻光層中界定一光圈；在該阻光層上方形成經塑形用於製造第一快門之一近端階及一第二快門之一近端階之一第一犧牲模具，各快門經組態以相對於該光圈橫向移動；在該第一犧牲模具上方沈積一第一結構材料層；圖案化該結構材料層以界定該第一快門及該第二快門之該等近端階；在該第一快門及該第二快門之該等近端階上方形成經塑形用於製造一顯示元件快門之該第一快門之一遠端階及該第二快門之一遠端階之一第二犧牲模具；在該第二犧牲模具上方沈積一第二結構材料層；及圖案化該第二結構材料層以界定該第一快門及該第二快門之該等遠端階，其中該等遠端階經界定使得當該第一快門及該第二快門二者處於一閉合位置中時，該第一快門及該第二快門一起阻止實質上所有光行進穿過該光圈，且該第一快門之該遠端階之一部分在該第二快門之該近端階上方延伸且實質上鄰接第二快門之該遠端階之一部分。
  14. 如請求項13之方法，其中該第一犧牲模具進一步經塑形用於製造經組態以將該第一快門選擇性地移動至一第一敞開位置中之一第一致動器及經組態以將該第二快門選擇性地移動至一第二敞開位置中之一第二致動器。
  15. 如請求項14之方法，其中該第一犧牲模具進一步經塑形用於製造定位於該第一快門與該第二快門之間之一第三致動器，該第 三致動器經組態以將該第一快門及該第二快門之至少一者選擇性地移動至該閉合位置中。
  16. 如請求項14之方法，其中該第一快門及該第二快門之部分形成一第三致動器之對置電極，使得當跨該第一快門及該第二快門施加一電位差時，將該第一快門及該第二快門一起牽拉至該閉合位置中。
  17. 如請求項14之方法，其中圖案化該第二結構材料層包含：界定該第一快門及該第二快門之該等遠端階以包含當該第一快門及該第二快門處於其等各自敞開位置中時在第一致動器及第二致動器之至少部分上方延伸之阻光部分。
  18. 如請求項14之方法，其中圖案化該第二結構材料層包含：界定該第一快門及該第二快門之該等遠端階以各自包含內阻光部分及外阻光部分，其中該第一快門之該遠端階之該阻光部分實質上大於該第二快門之該遠端階之該內阻光部分。
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