TW201540632A - 用於機電系統顯示器裝置之囊封間隔物 - Google Patents

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TW201540632A TW104110118A TW104110118A TW201540632A TW 201540632 A TW201540632 A TW 201540632A TW 104110118 A TW104110118 A TW 104110118A TW 104110118 A TW104110118 A TW 104110118A TW 201540632 A TW201540632 A TW 201540632A
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Abstract

本發明提供用於顯示影像之系統、方法及裝置。一顯示器裝置包括形成於一透明基板上的顯示元件。在該等顯示元件上方製造一升高孔隙層(EAL)。一對置基板耦接至該透明基板，其中該等顯示元件及該EAL位於該兩個基板之間。為了防止該對置基板與該EAL相接觸且潛在地損害該EAL或該等顯示元件，由用於形成該等顯示元件及該EAL的相同材料建置一間隔物。該間隔物超出該EAL之上表面延伸至高於該透明基板的一距離且囊封用於產生該EAL之一模具的聚合物材料層。

Description

用於機電系統顯示器裝置之囊封間隔物 相關申請案
本專利申請案主張2014年4月18日申請之題為「ENCAPSULATED SPACERS FOR ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DISPLAY APPARATUS」之美國實用新型申請案第14/256,528號之優先權，且該申請案讓渡於其受讓人且在此以引用之方式明確併入本文中。
本發明係關於機電系統(EMS)之領域，且特定而言，係關於用於顯示器裝置之整合式升高孔隙層。
機電系統(EMS)器件包括具有電及機械元件(諸如致動器、光學組件(諸如鏡、擋閘及/或光學薄膜層)及電子器件)之器件。可以包括(但不限於)微尺度及奈米尺度之多種尺度來製造EMS器件。舉例而言，微機電系統(MEMS)器件可包括具有範圍為約一微米至數百微米或更大之大小的結構。奈米機電系統(NEMS)器件可包括具有小於一微米之大小(包括(例如)小於數百奈米之大小)的結構。可使用沈積、蝕刻、微影及/或蝕刻掉所沈積材料層之部分或添加層以形成電及機電器件的其他微機械加工程序來產生機電元件。
已提出基於EMS之顯示器裝置，其包括顯示元件，該等顯示元件 包括藉由經由貫穿光阻擋層界定之孔隙而選擇性地將光阻擋組件移動進入及移動離開光學路徑來調變光。如此操作選擇性地傳遞來自背光之光或反射來自環境或前照燈之光以形成影像。
本發明之系統、方法及器件各自具有若干創新態樣，其中無單一者單獨負責本文中所揭示之合乎需要的屬性。
本發明中描述之標的物之創新態樣可在一裝置中實施，該裝置包括第一基板及該第一基板上的機電系統(EMS)光調變器。該光調變器包括第一結構材料層。該裝置亦包括第一基板上的間隔物，該間隔物包括囊封於第一結構材料層與第二結構材料層之間的聚合物材料的至少兩個單獨沈積層。該間隔物具有在基板上方之一高度，其超過第一結構材料層之最高部分之高度。
在一些實施中，第二結構材料層在光調變器上方形成升高孔隙層(EAL)。在一些實施中，該裝置包括相對於第一基板與光調變器對置定位的第二基板，且間隔物足夠高以防止第二基板變形至光調變器中。
在一些實施中，間隔物形成光調變器之一部分。在一些此等實施中，間隔物支撐第一基板上方的光調變器。在一些實施中，光調變器包括基於微機電系統(MEMS)擋閘的光調變器。
在一些實施中，該裝置進一步包括顯示器、能夠與該顯示器通信的處理器及能夠與該處理器通信的記憶體器件，其中該處理器能夠處理影像資料。在一些此等實施中，該顯示器進一步包括能夠將至少一個信號發送至該顯示器的驅動器電路及能夠將影像資料之至少一部分發送至驅動器電路的控制器。在一些實施中，該裝置進一步包括影像源模組，其能夠將影像資料發送至處理器，其中該影像源模組包括接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。在一些實施中，該顯示器件 進一步包括能夠接收輸入資料及將輸入資料傳達至處理器的輸入器件。
本發明中描述之標的物之另一創新態樣可在一顯示器裝置中實施，該顯示器裝置包括第一基板、該第一基板上的機電系統(EMS)光調變器、該第一基板上的在光調變器上方延伸的升高孔隙層(EAL)及自該第一基板向上延伸至高於升高孔隙層的一高度的間隔物。該間隔物囊封下結構材料層與上結構材料層之間的聚合物材料。在一些實施中，聚合物材料包括至少兩層聚合物材料。
在一些實施中，上結構材料層亦形成EAL之一部分。在一些實施中，由下結構材料層形成的間隔物之部分以實體方式支撐第一基板上方的升高孔隙層(EAL)。在一些實施中，EAL包括遠離第一基板延伸至一高度的波紋，該高度高於EAL之大部分但低於間隔物之高度。
本發明中描述之標的物之另一創新態樣可在一顯示器裝置中實施，該顯示器裝置包括第一基板、用於調變第一基板上形成的光的構件、支撐於用於調變光的構件上方的升高孔隙層(EAL)及用於防止第二基板與升高孔隙層接觸的間隔構件。該間隔構件由與光調變構件及EAL相同的材料形成。
在一些實施中，間隔構件囊封用於將間隔構件之彈力增加至機械壓力之構件。在一些實施中，間隔構件支撐基板上方的光調變器之一部分。在一些實施中，間隔構件支撐光調變器上方的升高孔隙層(EAL)。
此說明書中所描述的標的物之一或多個實施之細節在隨附圖式及以下描述中闡明。儘管此發明內容中所提供之實例主要係依據基於MEMS之顯示器來描述，但本文中所提供之概念可應用於其他類型之顯示器(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)。其他特徵、態樣及優勢將自描述、圖式及申請專利範圍變得顯而易見。應注意，以下諸圖之相對尺寸可能未按比例繪製。
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‧‧‧顯示器陣列
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‧‧‧顯示器裝置
102a‧‧‧光調變器
102b‧‧‧光調變器
102c‧‧‧光調變器
102d‧‧‧光調變器
104‧‧‧影像
105‧‧‧燈
106‧‧‧像素
108‧‧‧擋閘
109‧‧‧孔隙
110‧‧‧寫入啟用互連件
112‧‧‧資料互連件
114‧‧‧共同互連件
120‧‧‧主機器件
122‧‧‧主機處理器
124‧‧‧環境感測器
126‧‧‧使用者輸入模組
128‧‧‧顯示器裝置
130‧‧‧掃描驅動器
131‧‧‧掃描線互連件
132‧‧‧資料驅動器
133‧‧‧資料互連件
134‧‧‧控制器
138‧‧‧共同驅動器
139‧‧‧共同互連件
140‧‧‧燈
142‧‧‧燈
144‧‧‧燈
146‧‧‧燈
148‧‧‧燈驅動器
150‧‧‧顯示元件陣列
200‧‧‧雙致動器擋閘總成
202‧‧‧致動器
204‧‧‧致動器
206‧‧‧擋閘
207‧‧‧孔隙層
208‧‧‧錨定器
209‧‧‧孔隙
212‧‧‧擋閘孔隙
216‧‧‧重疊
800‧‧‧控制矩陣
802‧‧‧像素
804‧‧‧光調變器
805a‧‧‧第一致動器
805b‧‧‧第二致動器
806‧‧‧掃描線互連件
807‧‧‧擋閘
808‧‧‧資料互連件
810‧‧‧致動電壓互連件
812‧‧‧全域更新互連件
814‧‧‧共同驅動互連件
816‧‧‧擋閘共同互連件
820‧‧‧資料儲存電路
825‧‧‧像素致動電路
830‧‧‧寫入啟用電晶體
835‧‧‧資料儲存電容器
840‧‧‧更新電晶體
845‧‧‧充電電晶體
852‧‧‧第一作用中節點
854‧‧‧第二作用中節點
860‧‧‧控制矩陣
861‧‧‧致動電路
862‧‧‧像素
872‧‧‧第一致動器驅動互連件
874‧‧‧第二致動器驅動互連件
878‧‧‧共同接地互連件
900‧‧‧顯示器裝置
902a‧‧‧可撓性導電間隔物
902b‧‧‧可撓性導電間隔物
902c‧‧‧可撓性導電間隔物
902d‧‧‧可撓性導電間隔物
904‧‧‧錨定器
910‧‧‧透明基板
912‧‧‧光吸收層
914‧‧‧孔隙
920‧‧‧擋閘
922‧‧‧導電層
924‧‧‧驅動電極
926‧‧‧負載電極
940‧‧‧覆蓋片
942‧‧‧光阻擋層
944‧‧‧前孔隙
950‧‧‧背光
1000‧‧‧顯示器裝置
1001‧‧‧擋閘總成
1002‧‧‧透明基板
1004‧‧‧光阻擋層
1006‧‧‧後孔隙
1008‧‧‧覆蓋片
1010‧‧‧光阻擋層
1012‧‧‧前孔隙
1015‧‧‧背光
1018‧‧‧第一致動器
1019‧‧‧第二致動器
1020‧‧‧擋閘
1024a‧‧‧第一驅動電極
1024b‧‧‧第二驅動電極
1026a‧‧‧第一負載電極
1026b‧‧‧第二負載電極
1030‧‧‧升高孔隙層
1032‧‧‧光吸收層
1034‧‧‧導電材料層
1036‧‧‧孔隙層孔隙
1040‧‧‧錨定器
1040a‧‧‧錨定器
1040n‧‧‧錨定器
1050a‧‧‧電絕緣導電區域
1050n‧‧‧電絕緣導電區域
1100‧‧‧顯示器裝置
1130‧‧‧升高孔隙層
1136‧‧‧孔隙層孔隙
1200‧‧‧顯示器裝置
1202‧‧‧透明基板
1204‧‧‧光阻擋層
1206‧‧‧後孔隙
1215‧‧‧背光
1220‧‧‧擋閘
1225‧‧‧錨定器
1230‧‧‧升高孔隙層
1236‧‧‧孔隙層孔隙
1250‧‧‧錨定器
1300‧‧‧顯示器裝置
1302‧‧‧基板
1304‧‧‧反射孔隙層
1306‧‧‧孔隙
1310‧‧‧前基板
1312‧‧‧後表面
1315‧‧‧背光
1316‧‧‧光阻擋層
1318‧‧‧孔隙
1320‧‧‧擋閘總成
1330‧‧‧升高孔隙層
1336‧‧‧孔隙層孔隙
1340‧‧‧錨定器
1400‧‧‧程序
1401‧‧‧階段
1402‧‧‧階段
1404‧‧‧階段
1406‧‧‧階段
1408‧‧‧階段
1409‧‧‧階段
1410‧‧‧階段
1500‧‧‧顯示器裝置
1502‧‧‧下層基板
1503‧‧‧光阻擋層
1504‧‧‧第一犧牲材料
1505‧‧‧後孔隙
1506‧‧‧凹部
1508‧‧‧第二犧牲材料
1510‧‧‧凹部
1516‧‧‧結構材料
1525‧‧‧錨定器
1526‧‧‧驅動樑
1527‧‧‧負載樑
1528‧‧‧擋閘
1530‧‧‧第三犧牲材料層
1532‧‧‧凹部
1540‧‧‧孔隙層材料
1541‧‧‧升高孔隙層
1542‧‧‧孔隙層孔隙
1599‧‧‧模具
1600‧‧‧顯示器裝置
1630‧‧‧升高孔隙層
1640‧‧‧錨定器
1652‧‧‧聚合物材料
1654‧‧‧開口
1656‧‧‧結構材料
1700‧‧‧顯示器裝置
1725‧‧‧錨定器
1740‧‧‧升高孔隙層
1742‧‧‧升高孔隙層孔隙
1744‧‧‧肋狀物
1746‧‧‧基底部分
1748‧‧‧側壁
1749‧‧‧底表面
1752‧‧‧第四犧牲層
1756‧‧‧凹部
1760‧‧‧顯示器裝置
1770‧‧‧顯示器裝置
1772‧‧‧肋狀升高孔隙層
1774‧‧‧肋狀物
1780‧‧‧孔隙層材料
1785‧‧‧升高孔隙層
1799‧‧‧模具
1800‧‧‧顯示器裝置
1802‧‧‧基板
1803‧‧‧擋閘總成
1804‧‧‧延伸囊封間隔物
1806‧‧‧第一層結構材料
1808‧‧‧第二層結構材料
1810‧‧‧聚合物
1812‧‧‧孔隙板
1813‧‧‧互連件
1814‧‧‧釋放孔
1815‧‧‧接觸墊
1817‧‧‧介電質層
1819‧‧‧第一模具層
1821‧‧‧第二模具層
1823‧‧‧下部
1829‧‧‧上部
1831‧‧‧第三模具層
1833‧‧‧第四模具層
1835‧‧‧第五模具層
1837‧‧‧鈍化層
1840‧‧‧升高孔隙層
1874‧‧‧肋狀物
1900‧‧‧顯示器裝置
1902‧‧‧基板
1904‧‧‧延伸囊封間隔物
1906‧‧‧孔隙板
1908‧‧‧結構材料
1910‧‧‧結構材料
1912‧‧‧聚合物模具材料
1914‧‧‧聚合物模具材料
1916‧‧‧聚合物模具材料
1918‧‧‧擋閘總成
1920‧‧‧致動器
1922‧‧‧擋閘
1924‧‧‧錨定器
1926‧‧‧模具材料
1928‧‧‧模具材料
1940‧‧‧升高孔隙層
2000‧‧‧實例程序
2002‧‧‧階段
2004‧‧‧階段
2006‧‧‧階段
2008‧‧‧階段
2010‧‧‧階段
圖1A展示實例直觀式基於MEMS之顯示器裝置之示意圖。
圖1B展示實例主機器件之方塊圖。
圖2A及圖2B展示實例基於擋閘的光調變器之視圖。
圖3A及圖3B展示兩個實例控制矩陣之部分。
圖4展示併入有可撓性導電間隔物的實例顯示器裝置之橫截面圖。
圖5A展示併入有整合式升高孔隙層(EAL)的實例顯示器裝置之橫截面圖。
圖5B展示圖5A中所示的EAL之實例部分之俯視圖。
圖6A展示併入有整合式EAL的實例顯示器裝置之橫截面圖。
圖6B展示圖6A中所示的EAL之實例部分之俯視圖。
圖7展示併入有EAL的實例顯示器裝置之橫截面圖。
圖8展示實例MEMS向下的顯示器裝置之一部分之橫截面圖。
圖9展示用於製造顯示器裝置之實例程序之流程圖。
圖10A至圖10I展示根據圖9中所示的製造程序的實例顯示器裝置之構造階段之橫截面圖。
圖11A展示併入有囊封EAL的實例顯示器裝置之橫截面圖。
圖11B至圖11D展示圖11A中所示的實例顯示器裝置之構造階段之橫截面圖。
圖12A展示併入有肋狀EAL的實例顯示器裝置之橫截面圖。
圖12B至圖12E展示圖12A中所示的實例顯示器裝置之構造階段之橫截面圖。
圖12F展示實例顯示器裝置之橫截面圖。
圖13A展示併入有由延伸囊封間隔物支撐的EAL的實例顯示器裝置之橫截面圖。
圖13B至圖13K展示圖13A中所示的實例顯示器裝置之構造階段之橫截面圖。
圖14A展示包括延伸囊封間隔物的另一實例顯示器裝置之橫截面圖。
圖14B及圖14C展示圖14A中所示的實例顯示器裝置之製造之兩個階段。
圖15展示製造顯示器裝置之實例程序之流程圖。
圖16A及圖16B展示說明包括複數個顯示元件的實例顯示器件之系統方塊圖。
各圖式中相同參考數字及編號均指示相同元件。
以下描述係有關出於描述本發明之創新態樣之目的的某些實施。然而，一般熟習此項技術者將易於認識到，可以眾多不同方式來應用本文之教示。所描述之實施可實施於可能能夠顯示影像(無論係運動(諸如，視訊)抑或靜止(諸如，靜態影像)，且無論係文字、圖形抑或圖像的)之任何器件、裝置或系統中。更特定而言，預期所描述之實施可包括於諸如(但不限於)以下各者之多種電子器件中或與該等電子器件相關聯：行動電話、具備多媒體網際網路功能之蜂巢式電話、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、手持型或攜帶型電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、智慧筆記型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃描器、傳真器件、全球定位系統(GPS)接收器/導航器、攝影機、數位媒體播放器(諸如MP3播放器)、攝錄影機、遊戲控制台、 腕錶、時鐘、計算器、電視監控器、平板顯示器、電子閱讀器件(例如，電子閱讀器)、電腦監控器、汽車顯示器(包括里程錶及速度計顯示器等)、駕駛艙控制件及/或顯示器、攝影機景觀顯示器(諸如車輛中之後視攝影機之顯示器)、電子相片、電子廣告牌或標誌、投影儀、架構結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡匣式記錄器或播放機、DVD播放機、CD播放機、VCR、收音機、攜帶型記憶體晶片、洗衣機、乾燥器、洗衣機/乾燥器、停車計時器、封裝(諸如在包括微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用以及非EMS應用中)、美學結構(諸如，關於一件珠寶或服裝之影像的顯示)及多種EMS器件。本文中之教示亦可用於非顯示器應用中，諸如(但不限於)電子開關器件、射頻濾波器、感測器、加速計、迴轉儀、運動感測器件、磁力計、用於消費型電子器件之慣性組件、消費型電子器件產品之零件、可變電抗器、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製造程序及電子測試設備。因此，該等教示並不意欲僅僅限於諸圖中所描繪之實施，而實際上具有如一般熟習此項技術者將容易顯而易見的廣泛適用性。
顯示器裝置可包括形成於透明基板上的顯示元件。可在顯示元件上方製造升高孔隙層(EAL)以幫助改良顯示器之對比率。一對置基板耦接至透明基板，顯示元件及EAL位於兩個基板之間。為了防止該對置基板與EAL接觸且潛在地損害EAL或顯示元件，可由用於形成顯示元件及EAL的相同材料建構間隔物以使對置基板與EAL之頂表面保持相距至少一最小距離。為此，間隔物可超出EAL之上表面延伸至高於透明基板的一距離。為了將其彈力增加至機械力，可製造間隔物以囊封用於產生EAL之模具的聚合物材料層。在一些實施中，間隔物之下部可充當顯示元件之部分。在一些實施中，間隔物不同於顯示元件。
可實施本發明中所描述之標的物之特定實施以實現以下潛在優 勢中之一或多者。包括耦接至與升高孔隙層(EAL)相同的基板且在EAL上方延伸的間隔物的顯示器裝置允許在無對置間隔物之情況下在對置基板上製造顯示器。因而，實質上減少了對置基板之間的對準容限。亦可減少製作顯示器裝置之製造階段之數目。
藉由使用與升高孔隙層(EAL)及顯示元件相同的結構材料來製造間隔物，可使用甚至較少製造步驟來製造間隔物。利用此等間隔物囊封的聚合物材料可實質上增加間隔物之機械強度。
在一些實施中，間隔物可與顯示元件整合。舉例而言，間隔物之下部可充當顯示元件之懸掛元件之錨定器。此等實施保留額外顯示元件之額外基板面積，從而實現更大的顯示器每英吋像素(PPI)密度。
以下描述係關於出於描述本發明的創新態樣之目的之某些實施。然而，一般熟習此項技術者將易於認識到，可以眾多不同方式來應用本文之教示。所描述之實施可實施於可能夠顯示影像(無論係運動(諸如，視訊)抑或靜止(諸如，靜態影像)，且無論係文字、圖形抑或圖像的)之任何器件、裝置或系統中。更特定而言，預期所描述之實施可包括於諸如(但不限於)以下各者之多種電子器件中或與該等電子器件相關聯：行動電話、具備多媒體網際網路功能之蜂巢式電話、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、手持型或攜帶型電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、智慧筆記型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃描器、傳真器件、全球定位系統(GPS)接收器/導航器、攝影機、數位媒體播放器(諸如MP3播放器)、攝錄影機、遊戲控制台、腕錶、時鐘、計算器、電視監控器、平板顯示器、電子閱讀器件(例如，電子閱讀器)、電腦監控器、汽車顯示器(包括里程錶及速度計顯示器等)、駕駛艙控制件及/或顯示器、攝影機景觀顯示器(諸如車輛中 之後視攝影機之顯示器)、電子相片、電子廣告牌或標誌、投影儀、架構結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡匣式記錄器或播放機、DVD播放機、CD播放機、VCR、收音機、攜帶型記憶體晶片、洗衣機、乾燥器、洗衣機/乾燥器、停車計時器、封裝(諸如在包括微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用以及非EMS應用中)、美學結構(諸如，關於一件珠寶或服裝之影像的顯示)及多種EMS器件。本文中之教示亦可用於非顯示器應用中，諸如(但不限於)電子開關器件、射頻濾波器、感測器、加速計、迴轉儀、運動感測器件、磁力計、用於消費型電子器件之慣性組件、消費型電子器件產品之零件、可變電抗器、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製造程序及電子測試設備。因此，該等教示並不意欲僅僅限於諸圖中所描繪之實施，而實際上具有如一般熟習此項技術者將容易顯而易見的廣泛適用性。
圖1A展示實例直觀式基於MEMS之顯示器裝置100之示意圖。顯示器裝置100包括按列及行配置的複數個光調變器102a至102d(大體而言為光調變器102)。在顯示器裝置100中，光調變器102a及102d在開通狀態下，從而允許光通過。光調變器102b及102c在關閉狀態下，從而阻礙光之通過。若由一或多個燈105照明，則藉由選擇性地設定光調變器102a至102d之狀態，可利用顯示器裝置100來形成用於背光顯示之影像104。在另一實施中，裝置100可藉由源自裝置前部之環境光的反射來形成影像。在另一實施中，裝置100可藉由來自定位於顯示器前部中的一或多個燈之光的反射(亦即，藉由使用前照燈)來形成影像。
在一些實施中，每一光調變器102對應於影像104中之像素106。在一些其他實施中，顯示器裝置100可利用複數個光調變器來形成影像104中之像素106。舉例而言，顯示器裝置100可包括三個色彩特定光調變器102。藉由選擇性地開通對應於特定像素106之色彩特定光調 變器102中之一或多者，顯示器裝置100可產生影像104中之彩色像素106。在另一實例中，顯示器裝置100包括每像素106兩個或兩個以上光調變器102以提供影像104中之明度位準。關於影像，像素對應於由影像之解析度定義的最小像元。關於顯示器裝置100之結構組件，術語像素係指用以調變形成影像之單一像素之光的組合式機械與電組件。
顯示器裝置100係直觀式顯示器，此係因為其可不包括通常在投影應用中發現之成像光學器件。在投影顯示器中，形成於顯示器裝置之表面上的影像被投影至螢幕上或投影至牆壁上。顯示器裝置實質上小於所投影影像。在直觀式顯示器中，使用者藉由直接查看顯示器裝置而看到影像，該顯示器裝置含有光調變器及視情況存在之用於增強在顯示器上見到的亮度及/或對比度的背光或前照燈。
直觀式顯示器可以透射或反射模式來操作。在透射式顯示器中，光調變器過濾或選擇性地阻擋源自定位於顯示器後面的一或多個燈之光。來自燈的光視情況而注入至光導或背光中，使得每一像素可得到均勻地照明。透射性直觀式顯示器常常建置至透明基板上以促成含有光調變器之一基板定位於背光上方的夾層總成配置。在一些實施中，透明基板可為玻璃基板(有時被稱作玻璃板或面板)或塑膠基板。玻璃基板可為或包括(例如)硼矽酸鹽玻璃、酒杯玻璃、熔融矽石、鹼石灰玻璃、石英、人造石英、派熱司玻璃或其他合適之玻璃材料。
每一光調變器102可包括擋閘108及孔隙109。為了照明影像104中之像素106，擋閘108經定位以使得其允許光通過孔隙109。為了保持像素106未被照明，擋閘108經定位以使得其阻礙光通過孔隙109。孔隙109係由貫穿每一光調變器102中之反射性或光吸收材料而圖案化之開口定義。
顯示器裝置亦包括耦接至基板及光調變器以用於控制擋閘之移 動的控制矩陣。控制矩陣包括一系列電互連件(諸如互連件110、112及114)，該等電互連件包括：每列像素至少一個寫入啟用互連件110(亦被稱作掃描線互連件)、用於每一行像素的一個資料互連件112及一個共同互連件114，其將共同電壓提供至所有像素或至少提供至來自顯示器裝置100中之多個行及多個列兩者之像素。回應於適當電壓(寫入啟用電壓，VWE)之施加，用於給定像素列之寫入啟用互連件110使該列中之像素準備好接受新的擋閘移動指令。資料互連件112按資料電壓脈衝之形式傳達新移動指令。在一些實施中，施加至資料互連件112之資料電壓脈衝直接促成擋閘之靜電移動。在一些其他實施中，資料電壓脈衝控制諸如電晶體或其他非線性電路元件之開關，該等開關控制單獨驅動電壓之施加，單獨驅動電壓在量值上通常高於資料電壓。此等驅動電壓之施加導致擋閘108之靜電驅動移動。
控制矩陣亦可包括(但不限於)與每一擋閘總成相關聯之電路，諸如電晶體及電容器。在一些實施中，每一電晶體之閘極可電連接至掃描線互連件。在一些實施中，每一電晶體之源極可電連接至對應資料互連件。在一些實施中，每一電晶體之汲極可並聯電連接至對應電容器之電極及對應致動器之電極。在一些實施中，與每一擋閘總成相關聯電容器及致動器的另一電極可連接至共同或接地電位。在一些其他實施中，電晶體可用半導體二極體或金屬-絕緣體-金屬切換元件替換。
圖1B展示實例主機器件120(亦即，蜂巢式電話、智慧型電話、PDA、MP3播放器、平板電腦、電子閱讀器、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、手錶、可穿戴器件、膝上型電腦、電視或其他電子器件)之方塊圖。主機器件120包括顯示器裝置128(諸如圖1A中所示的顯示器裝置100)、主機處理器122、環境感測器124、使用者輸入模組126及電源。
顯示器裝置128包括複數個掃描驅動器130(亦被稱作寫入啟用電壓源)、複數個資料驅動器132(亦被稱作資料電壓源)、控制器134、共同驅動器138、燈140至146、燈驅動器148及顯示元件(諸如，圖1A中所展示之光調變器102)之陣列150。掃描驅動器130將寫入啟用電壓施加至掃描線互連件131。資料驅動器132將資料電壓施加至資料互連件133。
在顯示器裝置之一些實施中，資料驅動器132能夠將類比資料電壓提供至顯示元件之陣列150，尤其在影像之明度位準將以類比方式導出之情況下。在類比操作中，顯示元件經設計以使得當經由資料互連件133施加某一範圍的中間電壓時，在所得影像中產生某一範圍的中間照明狀態或明度位準。在一些其他實施中，資料驅動器132能夠僅將數位電壓位準之縮減集合(諸如，2個、3個或4個數位電壓位準)施加至資料互連件133。在顯示元件為基於擋閘之光調變器(諸如，圖1A中所展示之光調變器102)的實施中，此等電壓位準經設計以按數位方式設定擋閘108中之每一者之開通狀態、閉合狀態或其他離散狀態。在一些實施中，驅動器能夠在類比模式與數位模式之間切換。
掃描驅動器130及資料驅動器132連接至數位控制器電路134(亦被稱作控制器134)。控制器134以主要串列方式將以序列組織之資料(在一些實施中，其可經預定、以列及以影像圖框分群)發送至資料驅動器132。資料驅動器132可包括串列至並列資料轉換器、位準移位件及(對於一些應用)數位至類比電壓轉換器。
顯示器裝置視情況包括一組共同驅動器138(亦被稱作共同電壓源)。在一些實施中，共同驅動器138(例如)藉由將電壓供應至一系列共同互連件139將DC共同電位提供至顯示元件之陣列150內之所有顯示元件。在一些其他實施中，共同驅動器138遵循來自控制器134之命令而將電壓脈衝或信號(例如，能夠驅動及/或起始陣列之多個列及行 中的所有顯示元件之同時致動的全域致動脈衝)發出至顯示元件之陣列150。
用於不同顯示功能之驅動器(諸如掃描驅動器130、資料驅動器132及共同驅動器138)中之每一者可藉由控制器134時間同步。來自控制器134之時序命令協調經由燈驅動器148對紅燈、綠燈以及藍燈及白燈(分別為140、142、144及146)的照明、顯示元件之陣列150內之特定列的寫入啟用及定序、來自資料驅動器132之電壓的輸出及為顯示元件致動提供之電壓的輸出。在一些實施中，該等燈為發光二極體(LED)。
控制器134判定顯示元件中之每一者可重設至適於新影像104之照明位準所憑藉的定序或定址方案。可以週期性間隔設定新影像104。舉例而言，對於視訊顯示，按範圍為10赫茲(Hz)至300赫茲之頻率再新視訊之彩色影像或圖框。在一些實施中，影像圖框至顯示元件之陣列150之設定與燈140、142、144及146之照明同步，以使得交替影像圖框係用交替的一系列色彩(諸如，紅色、綠色、藍色及白色)照明。每一各別色彩之影像圖框被稱作彩色子圖框。在被稱作場序色彩方法之此方法中，若彩色子圖框以超過20Hz之頻率交替，則人類視覺系統(HVS)將該等交替的圖框影像平均成對具有廣泛及連續範圍色彩的影像之感知。在一些其他實施中，燈可採用除紅色、綠色、藍色及白色以外的原色。在一些實施中，小於四個或大於四個的具有原色之燈可用於顯示器裝置128中。
在一些實施中，在顯示器裝置128係針對擋閘(諸如圖1A中所示之擋閘108)在開通狀態與閉合狀態之間的數位切換而設計之情況下，控制器134藉由時分灰度之方法形成影像。在一些其他實施中，顯示器裝置128可經由每像素使用多個顯示元件來提供灰度。
在一些實施中，用於影像狀態之資料係藉由個別列(亦稱為掃描 線)之順序定址而由控制器134載入至顯示元件陣列150。對於序列中之每一列或掃描線，掃描驅動器130將寫入啟用電壓施加至用於顯示元件陣列150之彼列的寫入啟用互連件131，且隨後資料驅動器132為陣列之選定列中的每一行供應對應於所要擋閘狀態之資料電壓。此定址程序可重複直至已針對顯示元件陣列150中的所有列載入資料為止。在一些實施中，用於資料載入之選定列的順序係線性的(自顯示元件陣列150中之頂部進行至底部)。在一些其他實施中，選定列之順序係偽隨機化的，以便減輕潛在視覺假影。且在一些其他實施中，定序係按區塊組織，其中對於一區塊，將用於影像之僅某一部分的資料載入至顯示元件陣列150。舉例而言，序列可經實施以僅依序定址顯示元件陣列150之每第五列。
在一些實施中，用於將影像資料載入至顯示元件陣列150之定址程序在時間上與致動顯示元件的程序分離。在此實施中，顯示元件陣列150可包括用於每一顯示元件之資料記憶體元件，且控制矩陣可包括用於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顯示元件之同時致動的全域致動互連件。
在一些實施中，顯示元件陣列150及控制該等顯示元件之控制矩陣可以除矩形列及行以外的組態來配置。舉例而言，可按六邊形陣列或曲線列及行來配置顯示元件。
主機處理器122大體上控制主機器件120之操作。舉例而言，主機處理器122可為用於控制攜帶型電子器件之通用或專用處理器。關於包括於主機器件120內之顯示器裝置128，主機處理器122輸出影像資料以及關於主機器件120之額外資料。此種資訊可包括：來自環境感測器124之資料，諸如環境光或溫度；關於主機器件120之資訊，包括(例如)主機之作業模式或主機器件之電源中剩餘的電量；關於影像資料之內容的資訊；關於影像資料之類型的資訊；及/或用於顯示器 裝置128在選擇成像模式時使用之指令。
在一些實施中，使用者輸入模組126能夠直接地或經由主機處理器122傳送使用者個人偏好至控制器134。在一些實施中，使用者輸入模組126係藉由使用者輸入個人偏好(例如，色彩、對比度、功率、亮度、內容及其他顯示設定及參數偏好)之軟體來控制。在一些其他實施中，使用者輸入模組126係藉由使用者輸入個人偏好之硬體控制。在一些實施中，使用者可經由話音命令、一或多個按鈕、開關或撥號盤或利用觸控能力輸入此等偏好。至控制器134的複數個資料輸入引導控制器將對應於最佳成像特性之資料提供至各種驅動器130、132、138及148。
亦可包括環境感測器模組124以作為主機器件120之部分。環境感測器模組124可能夠接收關於周圍環境之資料，諸如溫度及/或環境照明條件。感測器模組124可經程式化以(例如)區分器件是否在室內或辦公室環境中對比明亮白天中之室外環境對比夜間室外環境操作。感測器模組124將此資訊傳達至顯示控制器134，使得控制器134可回應於周圍環境來最佳化觀看條件。
圖2A及圖2B展示實例雙致動器擋閘總成200之視圖。如圖2A中所描繪，雙致動器擋閘總成200處於開通狀態下。圖2B展示處於閉合狀態下之雙致動器擋閘總成200。擋閘總成200包括在擋閘206之任一側上之致動器202及204。每一致動器202及204係獨立受控的。第一致動器(擋閘開通致動器202)用以開通擋閘206。第二對置致動器(擋閘閉合致動器204)用以閉合擋閘206。致動器202及204中之每一者可實施為柔性樑電極致動器。致動器202及204藉由實質上在平行於孔隙層207(擋閘懸置於其上方)的平面中驅動擋閘206來開通及閉合擋閘206。擋閘206藉由附接至致動器202及204之錨定器208而以短距離懸置於孔隙層207上方。致動器202及204沿其移動軸線附接至擋閘206之 相對端，此情形減少擋閘206之平面外運動且將運動實質上限於平行於基板(圖中未描繪)之平面。
在所描繪之實施中，擋閘206包括光可通過之兩個擋閘孔隙212。孔隙層207包括一組三個孔隙209。在圖2A中，擋閘總成200處於開通狀態且因此擋閘開通致動器202已經致動，擋閘閉合致動器204處於其鬆弛位置中，且擋閘孔隙212之中心線與兩個孔隙層孔隙209之中心線一致。在圖2B中，擋閘總成200已移動至閉合狀態，且因此擋閘開通致動器202處於其鬆弛位置中，擋閘閉合致動器204已經致動，且擋閘206之光阻擋部分現處於適當位置中以阻擋光透射穿過孔隙209(描繪為虛線)。
每一孔隙具有在其周邊周圍之至少一個邊緣。舉例而言，矩形孔隙209具有四個邊緣。在圓形、橢圓形、卵形或其他曲線型孔隙形成於孔隙層207中之一些實施中，每一孔隙可僅具有單一邊緣。在一些其他實施中，孔隙不需要分離或在數學意義上為不相交的，而實情為可連接的。換言之，雖然孔隙之部分或成形區段可維持與每一擋閘之對應性，但此等區段中之若干者可經連接以使得孔隙之單一連續周邊由多個擋閘共用。
為了允許光以多種出射角通過處於開通狀態下之孔隙212及209，擋閘孔隙212的寬度或大小可經設計為大於孔隙層207中之孔隙209之對應寬度或大小。為了有效地阻擋光在閉合狀態下逸出，擋閘206之光阻擋部分可經設計為與孔隙209之邊緣重疊。圖2B展示重疊216，在一些實施中，該重疊在擋閘206中之光阻擋部分之邊緣與形成於孔隙層207中之孔隙209之一個邊緣之間可為預定義的。
靜電致動器202及204經設計使得其電壓移位行為將雙穩態特性提供至擋閘總成200。對於擋閘開通致動器及擋閘閉合致動器中之每一者，存在低於致動電壓之某一範圍之電壓，若在該致動器處於關閉 狀態下(擋閘係閉合或開通的)時施加，則即使在將致動電壓施加至對置致動器之後，該等電壓仍將使致動器保持關閉且將擋閘保持在適當位置。抵抗此相反力而維持擋閘之位置所需的最小電壓被稱作維持電壓Vm。
圖3A及圖3B展示兩個實例控制矩陣800及860之部分。如上所述，控制矩陣為用於定址及致動顯示器之顯示元件之互連件及電路之集合。在一些實施中，控制矩陣800可經實施用於圖1B所示的顯示器裝置128且使用薄膜組件(諸如薄膜電晶體(TFT)及其他薄膜組件)形成。
控制矩陣800控制像素802之陣列、每列像素802之掃描線互連件806、每行像素802之資料互連件808及若干共同互連件，其各自將信號同時攜載至多列及多行像素。共同互連件包括致動電壓互連件810、全域更新互連件812、共同驅動互連件814及擋閘共同互連件816。
控制矩陣中的每一像素包括光調變器804、資料儲存電路820及致動電路825。光調變器804包括用於在至少一阻礙狀態與一非阻礙狀態之間移動光阻礙組件(諸如擋閘807)的第一致動器805a及第二致動器805b(大體而言為「致動器805」)。在一些實施中，阻礙狀態對應於光吸收暗態，其中擋閘807阻礙自背光向外朝向且經由顯示器前部至觀看者的光路。非阻礙狀態可對應於透射或亮態，其中擋閘807在光路外部，允許經由顯示器前部輸出由背光發射的光。在一些其他實施中，阻礙狀態為反射狀態且非阻礙狀態為光吸收狀態。
資料儲存電路820亦包括寫入啟用電晶體830及資料儲存電容器835。資料儲存電路820由掃描線互連件806及資料互連件808控制。更特定而言，掃描線互連件806藉由將電壓供應至各別像素致動電路825之寫入啟用電晶體830之閘極來選擇性地允許將資料載入至一列之像 素802中。資料互連件808提供資料電壓，該資料電壓對應於待載入至該列中的像素802之對應行之像素中的資料，對於該列，掃描線互連件806為作用中的。為此，資料互連件808耦接寫入啟用電晶體830之源極。寫入啟用電晶體830之汲極耦接至資料儲存電容器835。若掃描線互連件806為作用中的，則施加至資料互連件808的資料電壓通過寫入啟用電晶體830且儲存於資料儲存電容器835上。
像素致動電路825包括更新電晶體840及充電電晶體845。更新電晶體840之閘極耦接至資料儲存電容器835及寫入啟用電晶體830之汲極。更新電晶體840之汲極耦接至全域更新互連件812。更新電晶體840之源極耦接至充電電晶體845之汲極及第一作用中節點852，該第一作用中節點耦接至第一致動器805a之驅動電極809a。充電電晶體845之閘極及源極連接至致動電壓互連件810。
第二致動器805b之驅動電極809b在第二作用中節點854處耦接至共同驅動互連件814。擋閘807亦耦接至擋閘共同互連件816，在一些實施中，該擋閘共同互連件經維持接地。擋閘共同互連件816經組態以耦接至像素802之陣列中的擋閘中之每一者。以此方式，所有擋閘均維持在相同電壓電位。
控制矩陣800可在三個大體階段操作。首先，在資料載入階段中，一次一列地針對每一像素載入用於顯示器中的像素的資料電壓。隨後，在預充電階段，共同驅動互連件814接地且使致動電壓互連件810進入高位準。如此操作降低了像素之第二致動器805b之驅動電極809b上的電壓且將高電壓施加至像素802之第一致動器805a之驅動電極809a。若所有擋閘807尚未處於彼位置，則此舉導致該等擋閘朝向第一致動器805移動。隨後，在全域更新階段，像素802移動(若需要)至藉由在資料載入階段載入至像素802中的資料電壓指示的狀態。
資料載入階段繼續將寫入啟用電壓Vwe經由掃描線互連件806施加 至像素802之陣列之第一列。如上所述，將寫入啟用電壓Vwe施加至對應於列的掃描線互連件806接通彼列中的所有像素802之寫入啟用電晶體830。隨後將資料電壓施加至每一資料互連件808。資料電壓可為高的(諸如在約3V與約7V之間)或其可為低的(例如接地或大約接地)。每一資料互連件808上的資料電壓儲存於寫入啟用列中的其各別像素之資料儲存電容器835上。
一旦列中的所有像素802經定址，控制矩陣800即自掃描線互連件806移除寫入啟用電壓Vwe。在一些實施中，控制矩陣800使掃描線互連件806接地。隨後針對控制矩陣800中的陣列之後續列重複資料載入階段。在資料載入序列結束時，像素802之所選定群組中之資料儲存電容器835中之每一者儲存適合於下一影像狀態之設定的資料電壓。
控制矩陣800隨後繼續預充電階段。在預充電階段，在每一像素802中，第一致動器805a之驅動電極809a經充電至致動電壓，且第二致動器805b之驅動電極809b接地。若像素802中的擋閘807尚未針對先前影像朝向第一致動器805a移動，則此程序導致擋閘807如此操作。藉由將致動電壓提供至致動電壓互連件810及在全域更新互連件812處提供高電壓來開始預充電階段。在一些實施中，致動電壓可在約20V與約50V之間。施加至全域更新互連件812的高電壓可在約3V與約7V之間。藉此，來自致動電壓互連件810的致動電壓可通過充電電晶體845，使得第一作用中節點852及第一致動器805a之驅動電極809a高達致動電壓。因此，擋閘807保持被吸引至第一致動器805a或自第二致動器805b向第一致動器移動。
控制矩陣800隨後啟動共同驅動互連件814。此舉使第二作用中節點854及第二致動器805b之驅動電極809b達到致動電壓。隨後使致動電壓互連件810降至低電壓(諸如接地)。在此階段，致動電壓儲存 在兩個致動器805之驅動電極809a及809b上。然而，由於擋閘807已向第一致動器805a移動，因此，該擋閘保持在彼位置中，除非且直至使第一致動器之驅動電極809a上的電壓下降為止。控制矩陣800隨後等待所有擋閘807之足夠時間量以在繼續進行之前可靠地到達其與第一致動器805a相鄰的位置。
隨後，控制矩陣800繼續更新階段。在此階段，將全域更新互連件812帶至低電壓。使全域更新互連件812降低使得更新電晶體840能夠回應於資料儲存電容器835上儲存的資料電壓。視資料儲存電容器835處儲存的資料電壓之電壓而定，更新電晶體840將接通或保持關閉。若資料儲存電容器835處儲存的資料電壓高，則更新電晶體840接通，導致第一作用中節點852處及第一致動器805a之驅動電極809a上的電壓降為接地。由於第二致動器805b之驅動電極809b上的電壓保持為高的，因此擋閘807向第二致動器805b移動。相反，若資料儲存電容器835中儲存的資料電壓低，則更新電晶體840保持關閉。因此，第一作用中節點852處及第一致動器805a之驅動電極809a上的電壓保持在致動電壓位準，使得擋閘保持在適當位置。在經過足夠時間以確保所有擋閘807已可靠地行進至其預期位置後，顯示器可照射其背光以顯示由載入至像素802之陣列的擋閘狀態所產生的影像。
在上述程序中，針對控制矩陣800顯示的每組像素狀態，控制矩陣800花費擋閘807在狀態之間行進所需的時間的至少兩倍以確保擋閘807在適當位置結束。亦即，在選擇性地允許所有擋閘807向第二致動器805b移動前(需要第二次擋閘行進時間)，首先使該等擋閘朝向第一致動器805a(需要一次擋閘行進時間)。若全域更新階段開始太快，則擋閘807可能沒有足夠時間到達第一致動器805a。因此，擋閘可能在全域更新階段向不正確狀態移動。
對比基於擋閘的顯示電路(諸如圖3A中所示的控制矩陣800，其 中擋閘維持在共同電壓處且藉由改變施加至對置致動器805a及805b之驅動電極809a及809b的電壓而驅動)，可實施其中擋閘自身耦接至作用中節點的顯示電路。由此電路控制的擋閘可在無需首先全部移動至共同位置之情況下經直接驅動至其各別所需狀態，如關於控制矩陣800所描述。因此，此電路需要較少時間來進行定址及致動，且減少了擋閘未正確進入其所需狀態之風險。
圖3B展示控制矩陣860之一部分。控制矩陣860能夠選擇性地將致動電壓施加至每一致動器805之負載電極811，而不是施加至驅動電極809。負載電極811直接耦接至擋閘807。此係與圖3A中所描繪之控制矩陣800形成對比，其中使擋閘807保持在恆定電壓。
類似於圖3A中所示的控制矩陣800，可實施控制矩陣860以用於圖1B中所示的顯示器裝置128。在一些實施中，亦可實施控制矩陣860以用於下文所描述之圖4、圖5A、圖6A、圖7、圖8及圖11A、圖12A、圖12F、圖13A及圖14A中所示的顯示器裝置。下文緊接著描述控制矩陣860之結構。
如同控制矩陣800，控制矩陣860控制像素862之陣列。每一像素862包括光調變器804。每一光調變器包括擋閘807。擋閘807在鄰近第一致動器805a的位置與鄰近第二致動器805b的位置之間由致動器805a及805b驅動。每一致動器805a及805b包括負載電極811及驅動電極809。大體而言，如本文所使用，靜電致動器之負載電極811對應於耦接至正由致動器移動的負載的致動器之電極。因此，相對於致動器805a及805b，負載電極811係指耦接至擋閘807的致動器之電極。驅動電極809係指與負載電極811成對且對置以形成致動器的電極。
控制矩陣860包括類似於控制矩陣800之資料載入電路的資料載入電路820。然而，控制矩陣860包括與控制矩陣800不同的共同互連件及顯著不同的致動電路861。
控制矩陣860包括三個共同互連件，該三個共同互連件不包括在圖3A之控制矩陣800中。具體而言，控制矩陣860包括第一致動器驅動互連件872、第二致動器驅動互連件874及共同接地互連件878。在一些實施中，第一致動器驅動互連件872維持在高電壓處且第二致動器驅動互連件874維持在低電壓處。在一些其他實施中，電壓經反轉，亦即，第一致動器驅動互連件經維持在低電壓處且第二致動器驅動互連件874經維持在高電壓處。雖然控制矩陣860之以下描述假定恆定電壓施加至第一致動器驅動互連件872及第二致動器驅動互連件874(如上所闡述)，但在一些其他實施中，第一致動器驅動互連件872及第二致動器驅動互連件874上的電壓以及輸入資料電壓經週期性反轉以避免致動器805及805b之電極上的電荷堆積。
共同接地互連件878僅用以為儲存於資料儲存電容器835上的資料提供參考電壓。在一些實施中，控制矩陣860可放棄共同接地互連件878，而將資料儲存電容器耦接至第一致動器驅動互連件872或第二致動器驅動互連件874。下文進一步描述致動器驅動互連件872及874之功能。
如同控制矩陣800，控制矩陣860之致動電路861包括更新電晶體840及充電電晶體845。然而，相比之下，充電電晶體845及更新電晶體840耦接至光調變器804之第一致動器805a之負載電極811，而不是耦接至第一致動器805a之驅動電極809a。因此，當啟動充電電晶體845時，致動電壓儲存在致動器805a及805b之兩者之負載電極811上，以及擋閘807上。因而，更新電晶體840選擇性地對致動器805a及805b之負載電極811及擋閘807進行放電從而移除組件上的電位，而不是基於儲存電容器835上儲存的影像資料選擇性地對第一致動器805a之驅動電極809a進行放電。
如上所指示，第一致動器驅動互連件872經維持在高電壓處且第 二致動器驅動互連件874經維持在低電壓處。因此，當致動電壓儲存在擋閘807及致動器805a及805b之負載電極811上時，擋閘807移動至第二致動器805b，該第二致動器之驅動電極809b經維持在低電壓處。當使擋閘807及致動器805a及805b之負載電極811進入低位準時，擋閘807向第一致動器805a移動，該第一致動器之驅動電極809a經維持在高電壓處。
控制矩陣860可在兩個大體階段操作。首先，在資料載入階段中，一次一或多列地針對每一像素862載入用於顯示器中的像素862的資料電壓。以類似於上文關於圖3A所描述之方式的方式載入資料電壓。另外，全域更新互連件812經維持在高電壓電位處以防止更新電晶體840在資料載入階段期間接通。
在資料載入階段完成後，藉由將致動電壓提供至致動電壓互連件810來開始擋閘致動階段。藉由將致動電壓提供至致動電壓互連件810，接通充電電晶體845，從而允許電流流經充電電晶體845，使得擋閘807高達約致動電壓。在經過足夠時段以允許致動電壓儲存在擋閘807上後，使致動電壓互連件810進入低位準。此舉發生所需的時間量實質上低於擋閘807改變狀態所需的時間。更新互連件812緊隨其後進入低位準。視資料儲存電容器835處儲存的資料電壓而定，更新電晶體840將保持關閉或將接通。
若資料電壓高，則更新電晶體840接通，使擋閘807及致動器805a及805b之負載電極811放電。因此，擋閘被吸引至第一致動器805a。相反，若資料電壓低，則更新電晶體840保持關閉。因此，致動電壓保持在擋閘及致動器805a及805b之負載電極811上。因此，擋閘被吸引至第二致動器805b。
歸因於致動電路861之架構，當打開更新電晶體840時，容許擋閘807處於任何狀態(甚至是不確定狀態)。只要致動電壓互連件810進 入低位準，此舉便實現更新電晶體840之立即切換。與控制矩陣800之操作相對比，控制矩陣860無需留出時間來允許擋閘807移至任何特定狀態。此外，由於擋閘807之初始狀態對其最終狀態幾乎沒有影響，實質上減少了擋閘807進入錯誤狀態之風險。
採用類似於圖3A中所描繪的控制矩陣800的控制矩陣的擋閘總成面臨其各別擋閘歸因於基板上的電荷堆積而被拉動朝向對置基板的風險。若電荷堆積足夠大，則產生的靜電力可拉動擋閘與對置基板相接觸，其中歸因於黏滯力，其有時可能永久性黏附。為了減少此風險，實質上連續的導電層可跨越對置基板之表面沈積以耗散本可能堆積的電荷。在一些實施中，此導電層可電耦接至控制矩陣800(如圖3A所示)之擋閘共同互連件816以幫助將擋閘807及導電層保持在共同電位。
採用類似於圖3B之控制矩陣860之控制矩陣之擋閘總成承擔擋閘黏滯於對置基板之額外風險。然而，不能通過使用沈積在對置基板上的類似實質上連續的導電層來降低此等擋閘總成的風險。在使用類似於控制矩陣860的控制矩陣時，擋閘在不同時間被驅動至不同電壓。因而在任何給定時間，若對置基板經保持在共同電位處，則一些擋閘將經歷極少靜電力，而其他擋閘將經歷較大靜電力。
因而，為了使用類似於圖3B中所示的控制矩陣860的控制矩陣來實施顯示器裝置，顯示器裝置可併入有像素化導電層。此導電層分成多個電絕緣區域，其中每一區域對應於且電耦接至垂直相鄰的擋閘總成之擋閘。適合於與類似於圖3B中所描繪的控制矩陣860的控制矩陣一起使用的一個顯示器裝置架構展示於圖4中。
圖4展示併入有可撓性導電間隔物的實例顯示器裝置900之橫截面圖。顯示器裝置900以MEMS向上組態建置。亦即，包括複數個擋閘920之基於擋閘的顯示元件之陣列製造於朝向顯示器裝置900之後部 定位的透明基板910上且向上面向形成顯示器裝置900之前部的覆蓋片940。透明基板910塗佈有光吸收層912，穿過該光吸收層形成對應於上覆擋閘920的後孔隙914。透明基板910定位於背光950前部。由背光950發射的光穿過孔隙914以藉由擋閘920調變。
顯示元件包括錨定器904，其經組態以支撐一或多個電極，諸如構成顯示器裝置900之致動器的驅動電極924及負載電極926。
顯示器裝置900亦包括覆蓋片940，導電層922形成於該覆蓋片上。導電層922經像素化以形成複數個電絕緣導電區域，該等區域對應於下層擋閘920之各別區域。覆蓋片940上形成的電絕緣導電區域中之每一者垂直鄰近下層擋閘920且與其電耦接。覆蓋片940進一步包括光阻擋層942，穿過該光阻擋層形成複數個前孔隙944。前孔隙944與後孔隙914對準，該等後孔隙係穿過與覆蓋片940相對的透明基板910上之光吸收層912而形成的。
覆蓋片940可為能夠在覆蓋片940與透明基板910之間所含的流體在較低溫下收縮時或回應於外力(諸如使用者碰觸)自鬆弛狀態朝向透明基板910變形的可撓性基板(諸如玻璃、塑膠、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)或聚醯亞胺)。在常溫或高溫下，覆蓋片940能夠返回至其鬆弛狀態。回應於溫度變化的變形有助於防止在低溫下顯示器裝置900內之氣泡形成，但造成關於維持導電層922之電絕緣區域與其對應擋閘920之間的電連接的挑戰。具體而言，為了適應覆蓋片940之變形，顯示器裝置必須包括可同樣隨覆蓋片940垂直變形的電連接。
因此，覆蓋片940藉由可撓性導電間隔物902a至902d(大體而言為「可撓性導電間隔物902」)支撐在透明基板910上方。可撓性導電間隔物902可由聚合物製成且塗佈有導電層。可撓性導電間隔物902形成於透明基板910上且將對應擋閘920電耦接至覆蓋片940上的對應導 電區域。在一些實施中，可撓性導電間隔物902可經設定大小為略高於單元間隙(亦即，在其邊緣處覆蓋片940與透明基板910之間的距離)。可撓性導電間隔物902經組態為可壓縮的，以使得當覆蓋片940朝向透明基板910變形時該等間隔物可由覆蓋片940壓縮，且當覆蓋片940返回至其鬆弛狀態時，該等間隔物隨後返回至其原始狀態。以此方式，即使覆蓋片變形且鬆弛，可撓性導電間隔物902中之每一者維持覆蓋片940上的導電區域與對應擋閘920之間的電連接。在一些實施中，可撓性導電間隔物902可較單元間隙高約0.5微米至約5.0微米(microns)。
圖4展示顯示器裝置900可在低溫度環境中(例如約0℃下)操作。在此等溫度下，覆蓋片940可朝向透明基板910變形，如圖4中所描繪。歸因於該變形，可撓性導電間隔物902b及902c較可撓性導電間隔物902a及902d壓縮程度更大。在高溫條件(諸如室溫)下，覆蓋片940可返回至其鬆弛狀態。當覆蓋片940返回至其鬆弛狀態時，可撓性導電間隔物902亦返回至其原始狀態，同時維持與形成於覆蓋片940上的光阻擋層942之對應導電區域的電連接。
前孔隙944與其對應後孔隙914之間的距離可影響顯示器裝置之顯示特性。特定而言，前孔隙944與對應後孔隙914之間的較大距離可不利地影響顯示器之視角。雖然減少前孔隙與對應後孔隙之間的距離係合乎需要的，但歸因於在其上形成前光阻擋層942的覆蓋片940之可變形性質，如此操作具有挑戰性。具體而言，該距離經設定為足夠大以使得覆蓋片940可在未與擋閘920、錨定器904或驅動電極924或負載電極926接觸之情況下變形。雖然此舉維持了顯示器之物理完整性，但其對於顯示器之光學效能係不理想的。
替代使用可撓性導電間隔物(諸如圖4中所示的可撓性導電間隔物902)以維持覆蓋片上形成的導電區域與下層擋閘之間的電連接，像素 化導電層可經定位於顯示器裝置之擋閘與覆蓋片之間。可在與包括擋閘之擋閘總成相同的基板上製造此層。藉由離開覆蓋片重新定位導電層，覆蓋片可在不影響導電層與擋閘之間的電連接的情況下自由變形。
在一些實施中，此介入導電層採用升高孔隙層(EAL)之形式或包括此介入導電層作為該EAL之部分。EAL包括跨越其表面穿過其形成的孔隙，該等孔隙對應於在下層基板上沈積的後光阻擋層中形成的後孔隙。EAL可經像素化以形成類似於圖4中所示的覆蓋片940上形成的像素化導電層的電絕緣導電區域。使用EAL可免除維持與可變形覆蓋片上沈積的表面的電連接及將前一組孔隙定位為更接近後一組孔隙的需要，從而改良影像品質。
將前孔隙重新定位至不需要變形的EAL使得前孔隙能夠更接近後孔隙定位，從而增強顯示器之視角特性。此外，由於前孔隙不再是覆蓋片之一部分，因此覆蓋片可在不影響顯示器之對比率或視角之情況下進一步與透明基板隔開。
圖5A展示併入有升高孔隙層(EAL)1030之實例顯示器裝置1000之橫截面圖。顯示器裝置1000以MEMS向上組態建置。亦即，在朝向顯示器裝置1000之後部定位的透明基板1002上製造基於擋閘的顯示元件之陣列。圖5A展示一個此類基於擋閘的顯示元件，亦即，擋閘總成1001。透明基板1002塗佈有光阻擋層1004，穿過該光阻擋層形成後孔隙1006。光阻擋層1004可包括面向位於基板1002後面的背光1015的反射層及背對背光1015的光吸收層。由背光1015發射的光穿過後孔隙1006以藉由擋閘總成1001調變。
擋閘總成1001中之每一者包括擋閘1020。如圖5A所示，擋閘1020為雙致動擋閘。亦即，擋閘1020可在一個方向上藉由第一致動器1018驅動且藉由第二致動器1019驅動至第二方向。第一致動器1018包 括第一驅動電極1024a及第一負載電極1026a，該等電極一同經組態以在第一方向上驅動擋閘1020。第二致動器1019包括第二驅動電極1024b及第二負載電極1026b，該等電極一同經組態以在與第一方向相反的第二方向上驅動擋閘1020。
複數個錨定器1040建置在透明基板1002上且將擋閘總成1001支撐於透明基板1002上方。錨定器1040亦將升高孔隙層(EAL)1030支撐於擋閘總成上方。因而，擋閘總成經安置於EAL 1030與透明基板1002之間。在一些實施中，EAL 1030與下層擋閘總成分離約2微米至約5微米之距離。
EAL 1030包括穿過EAL 1030形成的複數個孔隙層孔隙1036。孔隙層孔隙1036與穿過光阻擋層1004形成的後孔隙1006對準。EAL 1030可包括一或多個材料層。如圖5A所示，EAL 1030包括導電材料層1034及形成於導電材料層1034之頂部上的光吸收層1032。光吸收層1032可為電絕緣材料(諸如能夠引起相消干涉的介電質堆疊或絕緣聚合物基質)，其在一些實施中併入有光吸收粒子。在一些實施中，絕緣聚合物基質可與光吸收粒子混合。在一些實施中，導電材料層1034可經像素化以形成複數個電絕緣導電區域。電絕緣導電區域中之每一者可對應於下層擋閘總成且可經由錨定器1040電耦接至下層擋閘1020。因而，擋閘1020及形成於ELA 1030上的對應電絕緣導電區域可經維持在相同電壓電位處。將絕緣導電區域及其各別對應擋閘維持在共同電壓處使得顯示器裝置1000能夠包括控制矩陣(諸如圖3B中所描繪的控制矩陣860)，其中在未實質上增加擋閘黏滯的情況下將不同電壓施加至不同擋閘。在一些實施中，導電材料為或可包括鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、釹(Nd)或其合金，或半導體材料，諸如類金剛石碳、矽(SI)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、碲化鎘(CdTe)或其合金。在採用半導體層之一些實施中， 半導體摻雜有諸如磷(P)、砷(As)、硼(B)或Al之雜質。
EAL 1030向上面向形成顯示器裝置1000之前部的覆蓋片1008。覆蓋片1008可為玻璃、塑膠或塗佈有一或多個抗反射材料層及/或光吸收材料層之其他合適的實質上透明的基板。在一些實施中，光阻擋層1010塗佈在面向EAL 1030的覆蓋片1008之表面上。在一些實施中，光阻擋層1010由光吸收材料形成。複數個前孔隙1012穿過光阻擋層1010形成。前孔隙1012與孔隙層孔隙1036及後孔隙1006對準。以此方式，來自背光1015的穿過形成於EAL 1030中之孔隙層孔隙1036的光亦可穿過上覆前孔隙1012以形成影像。
覆蓋片1008經由沿顯示器裝置1000之周邊形成的邊緣密封(未描繪)支撐於透明基板1002上方。邊緣密封經組態以密封顯示器裝置1000之覆蓋片1008與透明基板1002之間的流體。在一些實施中，覆蓋片1008亦可由形成於透明基板1002上的間隔物(未描繪)支撐。間隔物可經組態以允許覆蓋片1008朝向EAL 1030變形。此外，間隔物可足夠高以防止覆蓋片變形到足以與孔隙層相接觸。以此方式，可避免由覆蓋片1008衝擊EAL 1030引起的對EAL 1030的損害。在一些實施中，當覆蓋片1008處於鬆弛狀態時，覆蓋片1008與EAL分離至少約20微米之一間隔。在一些其他實施中，該間隔為約2微米與約30微米之間。以此方式，即使歸因於顯示器裝置1000中所含的流體之收縮或外力之施加而導致覆蓋片1008變形，覆蓋片1008仍將具有與EAL 1030相接觸的減小的可能性。
圖5B展示圖5A中所示的升高孔隙層(EAL)1030之實例部分之俯視圖。圖5B展示光吸收層1032及導電材料層1034。由於導電材料層1034位於光吸收層1032下方，故以虛線展示該導電材料層。導電材料層1034經像素化以形成複數個電絕緣導電區域1050a至1050n(總稱為導電區域1050)。導電區域1050中之每一者對應於顯示器裝置1000之 特定擋閘總成1001。一組孔隙層孔隙1036可穿過光吸收層1032形成，以使得每一孔隙層孔隙1036與形成於後光阻擋層1004中之各別後孔隙1006對準。在一些實施中，例如當導電材料層1034由不透明材料形成時，孔隙層孔隙1036穿過光吸收層1032且穿過導電材料層1034形成。此外，導電區域1050中之每一者由各別導電區域1050之隅角周圍處的四個錨定器1040支撐。在一些其他實施中，EAL 1030可藉由每導電區域1050更少或更多的錨定器1040支撐。
在一些實施中，顯示器裝置1000可包括槽形擋閘，諸如圖2A及圖2B中所示的擋閘206。在一些此等實施中，EAL 1030可包括用於槽形擋閘中之每一者的多個孔隙層孔隙。
在一些其他實施中，可使用單個光阻擋導電材料層實施EAL 1030。在此等實施中，每一電絕緣導電區域1050可位於與其相鄰導電區域1050實體分離的其對應擋閘總成1001上方。舉例而言，根據俯視圖，EAL 1030可顯得類似於台桌之陣列，其中導電材料層1034形成桌面，且錨定器1040形成各別台桌之腿部。
如上所述，併入有EAL對於利用類似於圖3B之控制矩陣860的控制矩陣的顯示器裝置(其中驅動電壓經選擇性地施加至顯示器裝置擋閘)特別有益。使用EAL仍為併入有控制矩陣的顯示器裝置提供大量優勢，在該顯示器裝置中，所有擋閘經維持在共同電壓處。舉例而言，在一些此等實施中，EAL不必像素化，且整個EAL可維持在與擋閘相同的共同電壓處。
圖6A展示併入有升高孔隙層(EAL)1130的實例顯示器裝置1100之橫截面圖。顯示器裝置1100實質上類似於圖5A中所示的顯示器裝置1000，不同之處在於顯示器裝置1100之升高孔隙層(EAL)1130未經像素化以形成電絕緣導電區域，諸如圖5B中所示的電絕緣導電區域1050。
EAL 1130定義複數個孔隙層孔隙1136，該等孔隙層孔隙對應於穿過透明基板1002上的光阻擋層1004形成的下層後孔隙1006。EAL 1130可包括光阻擋材料層，以使得來自背光1015的經引導朝向孔隙層孔隙1136的光穿過，而無意繞過擋閘1020進行之調變或回彈離開擋閘1020的光受到阻擋。因此，僅由擋閘調變且穿過孔隙層孔隙1036的光促成影像，從而增強顯示器裝置1100之對比率。
圖6B展示圖6A中所示的升高孔隙層(EAL)1130之實例部分之俯視圖。如上所述，EAL 1130類似於圖5A中的EAL 1030，不同之處在於EAL 1130未經像素化。亦即，EAL 1130不包括電絕緣導電區域。
圖7展示併入有升高孔隙層(EAL)1230之實例顯示器裝置1200之橫截面圖。顯示器裝置1200實質上類似於圖6A中所示的顯示器裝置1100，因為顯示器裝置1200包括基於擋閘的顯示元件之陣列，該陣列包括製造於朝向顯示器裝置1200之後部定位的透明基板1202上的複數個擋閘1220。透明基板1202塗佈有光阻擋層1204，穿過該光阻擋層形成後孔隙1206。透明基板1202位於背光1215前部。由背光1215發射的光穿過後孔隙1206以便由擋閘1220調變。
顯示器裝置1200亦包括升高孔隙層(EAL)1230，其類似於圖6A中所示的EAL 1130。EAL 1230包括複數個孔隙層孔隙1236，該等孔隙層孔隙穿過EAL 1230形成且對應於各別下層擋閘1220。EAL 1230形成於透明基板1202上且支撐於透明基板1202及擋閘1220上方。
然而，顯示器裝置1200不同於顯示器裝置1100，因為EAL 1230係使用不支撐下層擋閘總成的錨定器1250而支撐於透明基板1202上方。實情為，擋閘總成由與錨定器1250分離的錨定器1225支撐。
圖5A、圖6A及圖7中所示的顯示器裝置以MEMS向上組態併入有升高孔隙層(EAL)。呈MEMS向下組態的顯示器裝置亦可併入有類似升高孔隙層(EAL)。
圖8展示實例MEMS向下顯示器裝置之一部分之橫截面圖。顯示器裝置1300包括具有反射孔隙層1304的基板1302，穿過該反射孔隙層形成孔隙1306。在一些實施中，光吸收層沈積於反射孔隙層1304之頂部上。擋閘總成1320經安置於與其上形成反射孔隙層1304的基板1302分離的前基板1310上。其上形成定義複數個孔隙1306之反射孔隙層1304的基板1302在本文中亦被稱作孔隙板。在MEMS向下組態中，攜載基於MEMS之擋閘總成1320的前基板1310代替圖5A中所示的顯示器裝置1000之覆蓋片1008且經定向以使得基於MEMS之擋閘總成1320位於前基板1310之後表面1312(亦即，背向觀察者且朝向背光1315的表面)上。光阻擋層1316可形成於前基板1310之後表面1312上。在一些實施中，光阻擋層1316由光吸收或黑暗金屬形成。在一些其他實施中，光阻擋層由非金屬光吸收材料形成。複數個孔隙1318穿過光阻擋層1316形成。
基於MEMS之擋閘總成1320與反射孔隙層1304直接相對地定位且跨越與反射孔隙層1304之間隔定位。擋閘總成1320由複數個錨定器1340自前基板1310支撐。
錨定器1340亦可經組態以支撐升高孔隙層(EAL)1330。EAL定義複數個孔隙層孔隙1336，該等孔隙層孔隙與穿過光阻擋層1316形成的孔隙1318及穿過光反射孔隙層1304形成的孔隙1306對準。類似於圖5A中所示的升高孔隙層(EAL)1030，EAL 1330亦可經像素化以形成電絕緣導電區域。在一些實施中，EAL 1330(除了關於其在基板1319上的位置)可在結構上實質地類似於圖6A中所示的EAL 1130。
在一些其他實施中，反射孔隙層1304沈積於EAL 1330之後表面上而不是沈積於基板1302上。在一些此等實施中，基板1302可在實質上未對準之情況下耦接至前基板1310。在一些其他此等實施中，例如在穿過升高孔隙層(EAL)形成蝕刻孔的一些實施中，反射孔隙層仍可 塗覆於基板1302上。然而，此反射孔隙層僅需阻擋將穿過蝕刻孔的光，且因此可包括相對較大的孔隙。此等大孔隙可能導致基板1302與基板1310之間的對準容限顯著增加。
圖9展示用於製造顯示器裝置之實例程序1400之流程圖。顯示器裝置可形成於基板上且包括支撐升高孔隙層(EAL)之錨定器，該升高孔隙層(EAL)形成於亦由該錨定器支撐的擋閘總成上方。以簡要概述之形式，程序1400包括在基板上形成第一模具部分(階段1401)。在第一模具部分上方形成第二模具部分(階段1402)。隨後使用模具形成擋閘總成(階段1404)。隨後在擋閘總成上方形成第三模具部分(階段1406)，及接著在第一及第二模具部分上方形成升高孔隙層(EAL)(階段1408)。隨後釋放擋閘總成及升高孔隙層(EAL)(階段1410)。下文關於圖10A至圖10I及圖11A至圖11D描述此等程序階段中之每一者以及製造程序1400之另外的態樣。在一些實施中，在升高孔隙層(EAL)之形成(階段1408)與升高孔隙層(EAL)及擋閘總成之釋放(階段1410)之間執行額外處理階段。更特定而言，在一些實施中，在釋放階段(階段1410)之前在升高孔隙層(EAL)之頂部上形成一或多個電互連件(階段1409)。
圖10A至圖10I展示根據圖9中所示的製造程序1400的實例顯示器裝置之構造階段之橫截面圖。此程序產生形成於基板上且包括支撐整合式升高孔隙層(EAL)的錨定器的顯示器裝置，該整合式升高孔隙層(EAL)形成於亦由該錨定器支撐的擋閘總成上方。在圖10A至圖10I所示的程序中，顯示器裝置形成於由犧牲材料製成的模具上。
參考圖9及圖10A至圖10I，如圖10A中所示，用於形成顯示器裝置的程序1400開始於在基板之頂部上形成第一模具部分(階段1401)。該第一模具部分係藉由在下層基板1502之光阻擋層1503之頂部沈積及圖案化第一犧牲材料1504而形成的。第一層犧牲材料1504可為或可包 括聚醯亞胺、聚醯胺、含氟聚合物、苯并環丁烯、聚苯喹啉二甲苯、聚對二甲苯、聚降冰片烯、聚乙酸乙烯酯、聚伸乙基乙烯及酚醛樹脂或酚醛清漆樹脂或本文中經識別為適合用作犧牲材料的任何其他材料。視經選擇用作第一層犧牲材料1504的材料而定，可使用多種光微影技術及程序(諸如藉由直接光圖案化(針對感光性犧牲材料)或化學或電漿蝕刻)經由由以光微影方式圖案化之抗蝕劑形成的遮罩來圖案化第一層犧牲材料1504。
包括形成顯示器控制矩陣的材料層的額外層可沈積於光阻擋層1503下方及/或介於光阻擋層1503與第一犧牲材料1504之間。光阻擋層1503定義複數個後孔隙1505。第一犧牲材料1504中定義的圖案產生凹部1506，在該凹部內將最終形成用於擋閘總成的錨定器。
形成顯示器裝置的程序繼續形成第二模具部分(階段1402)。由在由第一犧牲材料1504形成的第一模具部分之頂部上沈積及圖案化第二犧牲材料1508來形成第二模具部分。第二犧牲材料可為與第一犧牲材料1504相同類型的材料。
圖10B展示在第二犧牲材料1508之圖案化後的包括第一及第二模具部分的模具1599之形狀。第二犧牲材料1508經圖案化以形成凹部1510以暴露形成於第一犧牲材料1504中的凹部1506。凹部1510較凹部1506更寬以使得在模具1599中形成階梯狀結構。模具1599亦包括第一犧牲材料1504以及其先前定義的凹部1506。
形成顯示器裝置的程序繼續使用模具形成擋閘總成(階段1404)，如圖10C及圖10D所示。藉由將結構材料1516沈積至模具1599之暴露表面(如圖10C所示)，隨後圖案化結構材料1516來形成擋閘總成，產生圖10D中所示的結構。結構材料1516可包括一或多個層(包括機械層及導電層)。合適的結構材料1516包括：金屬，諸如Al、Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Ta、Nb、Nd或其合金；介電材料，諸如氧化鋁 (Al2O3)、氧化矽(SiO2)、五氧化鉭(Ta2O5)或氮化矽(Si3N4)；或半導體材料，諸如類金剛石碳、Si、Ge、GaAs、CdTe或其合金。在一些實施中，結構材料1516包括材料之堆疊。舉例而言，導電結構材料層可沈積於兩個非導電層之間。在一些實施中，非導電層沈積於兩個導電層之間。在一些實施中，此「夾層」結構有助於確保沈積後剩餘之應力及/或由溫度變化影響的應力將不會導致結構材料1516之彎曲、翹曲或其他變形。結構材料1516經沈積至小於約2微米之厚度。在一些實施中，結構材料1516經沈積以具有小於約1.5微米之厚度。
在沈積之後，圖案化結構材料1516(其可為如上文所描述之若干材料之複合物)，如圖10D中所示。首先，將光阻遮罩沈積於結構材料1516上。隨後圖案化光阻。顯影至光阻中之圖案經設計以使得結構材料1516在後續蝕刻階段之後保留，以形成擋閘1528、錨定器1525及兩個對置致動器之驅動樑1526及負載樑1527。結構材料1516之蝕刻可為各向異性蝕刻且可藉由施加至基板或施加至接近該基板之電極的電壓偏壓在電漿氛圍中執行。
一旦形成顯示器裝置之擋閘總成，製造程序即繼續製造顯示器之升高孔隙層(EAL)。形成升高孔隙層(EAL)之程序開始於在擋閘總成之頂部形成第一模具部分(階段1406)。第三模具部分由第三犧牲材料層1530形成。圖10E展示在沈積第三犧牲材料層1530之後產生的模具1599(包括第一、第二及第三模具部分)之形狀。圖10F展示在圖案化第三犧牲材料層1530之後產生的模具1599之形狀。特定而言，圖10F中所示的模具1599包括凹部1532，在該凹部中，將形成錨定器之一部分以用於將升高孔隙層(EAL)支撐於下層擋閘總成上方。第三犧牲材料層1530可為或包括本文中所揭示之任何犧牲材料。
隨後形成升高孔隙層(EAL)，如圖10G中所示(階段1408)。首先，將一或多個層之孔隙層材料1540沈積於模具1599上。在一些實施 中，孔隙層材料可為或可包括一或多個層之導電材料，諸如金屬或導電氧化物或半導體。在一些實施中，孔隙層可由非導電聚合物製成或包括該非導電聚合物。上文關於圖5A提供合適材料之一些實例。
階段1408繼續蝕刻經沈積之孔隙層材料1540(如圖10G中所示)，產生升高孔隙層(EAL)1541，如圖10H中所示。孔隙層材料1540之蝕刻可為各向異性蝕刻且可藉由施加至基板或施加至接近該基板之電極的電壓偏壓在電漿氛圍中執行。在一些實施中，各向異性蝕刻之應用以類似於關於圖10D所描述之各向異性蝕刻之方式執行。在一些其他實施中，視用於形成孔隙層的材料的類型而定，可使用其他技術圖案化及蝕刻孔隙層。在應用蝕刻後，孔隙層孔隙1542形成於升高孔隙層(EAL)1541之一部分中，與穿過光阻擋層1503形成的孔隙1505對準。
藉由模具1599之移除(階段1410)完成形成顯示器裝置1500之程序。圖10I中所示的結果包括將升高孔隙層(EAL)1541支撐於下層擋閘總成上方的錨定器1525，該等下層擋閘總成包括亦由錨定器1525支撐的擋閘1528。錨定器1525由上述圖案化階段後留下的結構材料1516及孔隙層材料1540之層之部分形成。
在一些實施中，使用標準MEMS釋放方法移除模具，該等方法包括(例如)將模具暴露至氧電漿、濕式化學蝕刻或氣相蝕刻。然而，隨著用於形成模具之犧牲層的之目增加以產生升高孔隙層(EAL)，犧牲材料之移除可成為一挑戰，因為可需要移除大量材料。此外，升高孔隙層(EAL)之添加實質上阻礙了脫模劑對材料之直接接達。因此，釋放程序可花費更長時間。雖然經選擇用於最終顯示器總成的大多數(若非全部)結構材料經選擇為耐脫模劑的，但長期暴露於此脫模劑仍可導致對各種材料的損害。因此，在一些其他實施中，可採用各種替代釋放技術，下文進一步描述該等技術中之一些技術。
在一些實施中，藉由穿過升高孔隙層(EAL)形成蝕刻孔來解決移 除犧牲材料之挑戰。蝕刻孔增加脫模劑具有的對下層犧牲材料的接達。可在位於升高孔隙層(EAL)之光阻擋區域外部的區域中形成蝕刻孔。在一些實施中，蝕刻孔之大小足夠大以允許流體(諸如液體、氣體或電漿)蝕刻劑移除形成模具的犧牲材料，同時保持足夠小使得其不會不理地影響光學效能。
在一些其他實施中，在不需要使用化學蝕刻劑之情況下使用能夠藉由自固體至氣體昇華分解的犧牲材料。在一些此等實施中，犧牲材料可藉由烘烤使用模具形成的顯示器裝置之一部分來昇華。在一些實施中，犧牲材料可由降冰片烯或降冰片烯衍生物組成或包括降冰片烯或降冰片烯衍生物。在採用犧牲模具中的降冰片烯或降冰片烯衍生物的一些此等實施中，可在約400℃之範圍內的溫度下對包括擋閘總成、升高孔隙層(EAL)及其支撐模具的顯示器裝置之一部分烘烤約1小時。在一些其他實施中，犧牲材料可由在約500℃以下之溫度下昇華的任何其他犧牲材料(諸如聚碳酸酯)組成或可包括該任何其他犧牲材料，其可在存在酸之情況下在約200℃與300℃之間的溫度下(或在更低溫度下)分解。
在一些其他實施中，採用多相釋放程序。舉例而言，在一些此等實施中，多相釋放程序包括液體蝕刻繼之以乾式電漿蝕刻。大體而言，即使顯示器裝置之結構組件及電組件經選擇為耐用於實行釋放程序的蝕刻劑的，但長期暴露於某些蝕刻劑(尤其係乾式電漿蝕刻劑)仍可損害此等組件。因此，需要限制顯示器裝置暴露於乾式電漿蝕刻之時間。然而，液體蝕刻劑在完全釋放顯示器裝置方面傾向於不太有效。採用多相釋放程序有效地解決了兩個擔憂。首先，液體蝕刻移除可經由形成於升高孔隙層(EAL)中之孔隙層孔隙及任何蝕刻孔直接接取的模具之部分，從而在模具材料中在升高孔隙層(EAL)下方產生凹腔。其後，應用乾式電漿蝕刻。凹腔之初始形成增加了乾式電漿蝕刻 可相互作用的表面積，加速了釋放程序，從而限制了顯示器裝置暴露於電漿的時間量。
如本文所描述，製造程序1400結合基於擋閘之光調變器之形成而執行。在一些其他實施中，用於製造升高孔隙層(EAL)的程序可與其他類型的顯示元件(包括諸如OLED的光發射器或其他光調變器)之形成一起執行。
圖11A展示併入有囊封升高孔隙層(EAL)之實例顯示器裝置1600之橫截面圖。顯示器裝置1600類似於圖10I中所示的顯示器裝置1500，係因為顯示器裝置1600亦包括一顯示器裝置，該顯示器裝置包括錨定器1640，其將升高孔隙層(EAL)1630支撐於亦由錨定器1640支撐之下層擋閘1528上方。然而，顯示器裝置1600不同於圖10I中所示的顯示器裝置1500，係因為升高孔隙層(EAL)1630包括由結構材料1656囊封的一層聚合物材料1652。在一些實施中，結構材料1656可為金屬。藉由使用結構材料1656囊封聚合物材料1652，EAL 1630在結構上對外力具彈性。因而，EAL 1630可充當障壁以保護下層擋閘總成。在遭受增加水平的濫用的產品(諸如經設計用於兒童、建築業及軍事或加固型設備的其他使用者的器件)中，可能遊戲需要此額外彈性。
圖11B至圖11D展示圖11A中所示的實例顯示器裝置1600之構造階段之橫截面圖。用於形成併入有囊封升高孔隙層(EAL)的顯示器裝置1600的製造程序開始於以於上文關於圖9及圖10A至圖10I所描述之方式類似之方式形成擋閘總成及升高孔隙層(EAL)。在如圖9及圖10G及圖10H中所示及如上文關於程序1400之階段1408所描述地沈積及圖案化孔隙層材料1540之後，形成囊封升高孔隙層(EAL)之程序繼續在升高孔隙層(EAL)1541之頂部上沈積聚合物材料1652，如圖11B所示。沈積之聚合物材料1652隨後經圖案化以形成與孔隙層材料1540中形成 的孔隙1542對準的開口1654。開口1654經製成為足夠寬以暴露孔隙1542周圍的下層孔隙層材料1540之一部分。此程序階段之結果展示於圖11C中。
形成升高孔隙層(EAL)之程序繼續在經圖案化之聚合物材料1652之頂部上沈積及圖案化第二層孔隙層材料1656，如圖11D中所示。第二層孔隙層材料1656可為與第一孔隙層材料1540相同的材料，或其可為適合於囊封聚合物材料1652的一些其他結構材料。在一些實施中，可藉由應用各向異性蝕刻來圖案化第二層孔隙層材料1656。如圖11D中所示，聚合物材料1652保持由第二層孔隙層材料1656囊封。
藉由移除由第一層犧牲材料1504、第二層犧牲材料1508及第三層犧牲材料1530形成的模具之剩餘部分完成形成升高孔隙層(EAL)及擋匣總成之程序。結果展示於圖11A中。移除犧牲材料之程序類似於上文關於圖10I所描述的程序。錨定器1640將擋閘總成支撐於下層基板1502上方且將囊封孔隙層1630支撐於下層擋閘總成上方。
可藉由將加強筋引入升高孔隙層(EAL)之表面而替代地獲得添加的EAL彈性。升高孔隙層(EAL)中包含加強筋可除採用聚合物層之囊封的EAL以外或代替該EAL。
圖12A展示併入有肋狀升高孔隙層(EAL)1740之實例顯示器裝置1700之橫截面圖。顯示器裝置1700類似於圖10I中所示的顯示器裝置1500，係因為顯示器裝置1700亦包括藉由複數個錨定器1725支撐於基板1702及下層擋閘1528上方的升高孔隙層(EAL)1740。然而，顯示器裝置1700不同於顯示器裝置1500，係因為EAL 1740包括用於強化EAL 1740的肋狀物1744。藉由在EAL 1740內形成肋狀物，EAL 1740在結構上可變得對外力更具彈性。因而，EAL 1740可充當障壁以保護顯示元件(包括擋閘1528)。
圖12B至圖12D展示圖12A中所示的實例顯示器裝置1700之構造 階段之橫截面圖。顯示器裝置1700包括錨定器1725，其用於將肋狀升高孔隙層(EAL)1740支撐於亦由錨定器1725支撐的複數個擋閘1528上方。用於形成此顯示器裝置的製造程序開始於以與上文關於圖10A至圖10I所描述的方式類似之方式形成擋閘總成及升高孔隙層(EAL)。然而，在沈積及圖案化如上文關於圖10G所描述之第三犧牲材料層1530之後，形成肋狀升高孔隙層(EAL)1740之程序繼續沈積如圖12B中所示之第四犧牲層1752。第四犧牲層1752隨後經圖案化以形成用於形成將最終形成於升高孔隙中的肋狀物的複數個凹部1756。在圖案化第四犧牲層1752之後產生的模具1799之形狀展示於圖12C中。模具1799包括第一犧牲材料1504、第二犧牲材料1508、經圖案化的結構材料層1516、第三犧牲材料層1530及第四犧牲層1752。
形成肋狀升高孔隙層(EAL)1740之程序繼續將孔隙層材料層1780沈積至模具1799之所有暴露表面上。在沈積孔隙層材料層1780後，孔隙層材料層1780經圖案化以形成充當孔隙層孔隙(或「EAL孔隙」)1742的開口，如圖12D中所示。
藉由移除模具1799之剩餘部分(亦即，第一層犧牲材料1504、第二層犧牲材料1508、第三層犧牲材料1530及第四層犧牲材料1752之剩餘部分)完成形成包括肋狀升高孔隙層(EAL)1740的顯示器裝置之程序。移除模具1799之程序類似於關於圖10I描述的程序。所得顯示器裝置1700展示於圖12A中。
圖12E展示併入有具有防黏滯凸塊的升高孔隙層(EAL)1785的實例顯示器裝置1760之橫截面圖。顯示器裝置1760實質上類似於圖12A中所示的顯示器裝置1700但不同於升高孔隙層(EAL)1740，係因為EAL 1785包括在形成EAL 1740之肋狀物1744的區域中的複數個防黏滯凸塊。
可使用與用於製造顯示器裝置1700的製造程序類似的製造程序 來形成防黏滯凸塊。當圖案化孔隙層材料層1780以形成如圖12D中所示的升高孔隙層孔隙(EAL)1742之開口時，孔隙層材料層1780亦經圖案化以移除形成肋狀物1744之基底部分1746(圖12D所示)的孔隙層材料。保留的為肋狀物1744之側壁1748。側壁1748之底表面1749可充當防黏滯凸塊。藉由在EAL 1785之底表面上形成防黏滯凸塊，防止擋閘黏附至EAL 1785。
圖12F展示另一實例顯示器裝置1770之橫截面圖。顯示器裝置1770類似於圖12A中所示的顯示器裝置1700，係因為其包括肋狀升高孔隙層(EAL)1772。與顯示器裝置1700相對比，顯示器裝置1770之肋狀EAL 1772包括遠離肋狀EAL 1772下方的擋閘總成向上延伸的肋狀物1774。
用於製造肋狀EAL 1772的程序類似於用於製造顯示器裝置1700之肋狀EAL 1740的程序。唯一差異係沈積於模具1799上的第四犧牲層1752之圖案化。在產生肋狀EAL 1740時，第四犧牲層1752之大部分經保留作為模具之部分，且凹部1756形成於其中以形成用於肋狀物1744的模具(如圖12C中所示)。相比之下，在形成EAL 1772時，移除第四犧牲層1752之大部分，保留隨後於其上形成肋狀物1774的凸台。
圖13A展示併入有由延伸囊封間隔物1804支撐的升高孔隙層(EAL)1840的實例顯示器裝置1800之橫截面圖。顯示器裝置1800類似於圖12A中所示的顯示器裝置1700，係因為顯示器裝置1800亦包括支撐於基板1802上方且在擋閘總成1803下方的EAL 1840。如同顯示器裝置1700，顯示器裝置1800之EAL 1840亦包括用以加固EAL的肋狀物1874。
然而，顯示器裝置1800不同於顯示器裝置1700，係因為EAL 1840藉由延伸囊封間隔物1804支撐於基板1802上方。不同於錨定器1725，延伸囊封間隔物1804由囊封若干層聚合物1810的兩層結構材料 1806及1808形成。每一層結構材料1806及1808本身可由多層材料(諸如Si、金屬(諸如Ti或Al)及/或介電質)形成。相比之下，圖12C中所示的顯示器裝置1700之錨定器1725在頂部打開，且不囊封任何聚合物材料。
另外，延伸囊封間隔物1804延伸至基板上方的一高度，該高度超過加強肋1874之高度。歸因於聚合物材料之其額外高度及其囊封，延伸囊封間隔物1804不僅可充當用於EAL 1840之錨定器，而且可充當間隔物，從而防止對置基板(諸如孔隙板1812)歸因於EAL 1840或孔隙板1812之變形而與EAL 1840相接觸。孔隙板1812可類似於圖8中所示的基板1302，在該基板上形成反射孔隙層1304，定義複數個孔隙1306。延伸囊封間隔物1804之延伸高度確保孔隙板1812將在EAL 1840之前接觸間隔物，且囊封聚合物向延伸囊封間隔物1804給予額外強度，使得其能夠承載由此接觸施加的負載。
此外，EAL 1840包括一或多個釋放孔1814。釋放孔1814為穿過在形成顯示器裝置1800之光學路徑的影像外部之升高孔隙層(EAL)的孔。釋放孔1814允許脫模劑(亦即，用於移除其上製造顯示器裝置1800之部分之犧牲模具的蝕刻劑)穿過EAL 1840，從而促進擋閘總成1803之釋放。釋放孔可近似為約1微米至約15微米寬(例如，約3微米至約5微米寬)，且可分佈在EAL 1840之周邊周圍。
如上所指示，顯示器裝置1800包括形成於透明基板1802上的擋閘總成1803。包括複數個電互連件、電晶體、電容器及其他電子組件的控制矩陣可形成於擋閘總成下方的基板1802上。圖13A展示將控制矩陣耦接至擋閘總成1803的兩個互連件1813及若干接觸墊1815。
圖13B至圖13K展示圖13A中所示的實例顯示器裝置1800之構造階段之橫截面圖。圖13B展示顯示器裝置1800之第一構造階段之橫截面圖。在此階段，控制矩陣已形成於基板1802上。因而，圖13B展示 圖13A中所示的兩個互連件1813以及四個接觸墊1815。可藉由在基板1802之表面上方沈積導體(諸如Al)來形成互連件，其後Al經圖案化以產生一層互連件。在一些實施中，藉由沈積於彼此頂部的多層導體來形成互連件。舉例而言，互連件可由一層Al及一或多層Ti、Mo、氮化鈦(TiNx)、氮化鉬(MoNx)、Ta形成。介電質層1817沈積於經圖案化的互連件上方，將該等互連件與後續層分離。隨後經由介電質層圖案化開口以允許互連件形成至在所需位置處隨後沈積的結構的電連接。藉由經圖案化的介電質層上方沈積的ITO層形成接觸墊，其中ITO層之部分與穿過開口暴露的Al層相接觸。在一些實施中，相反，藉由Ti、Mo、MoNx、TiNx、Ta或其他導體中之一或多者之單個層或多個層而形成接觸墊。隨後圖案化ITO以留下接觸墊1815。
圖13C展示圖13A中所示的製造顯示器裝置1800的第二階段之橫截面圖。圖13展示第一模具層1819之沈積及光圖案化之結果。第一模具層1819可由上述任何犧牲材料形成。在一些實施中，犧牲材料可為或可包括感光性樹脂，允許摺疊模具層1819直接經光圖案化。第一模具層1819經圖案化以在接觸墊1815上方製作開口，以使得擋閘總成1803之下部及延伸囊封間隔物1804可經形成為與接觸墊1815電接觸。圖案化之後，固化第一模具層之剩餘部分。
圖13D展示顯示器裝置1800之製造之後續階段之橫截面圖。在圖13D所示的階段中，第二模具層1821已沈積於經圖案化之第一模具層1819上方。第二模具層已經圖案化以形成用於擋閘總成1803、擋閘總成致動器及擋閘總成擋閘中包括的錨定器之部分的模具。第二模具層1821可由用於形成第一模具層1819的相同材料形成或包括該相同材料且可以類似方式圖案化。
圖13E展示顯示器裝置1800之製造之另一階段。圖13E展示第一層結構材料1806沈積於第一模具層1819及第二模具層1821上方之結 果。圖13E中所示的第一層結構材料1806包括彼此頂部上沈積的三層材料，亦即，Si、Ti及SiNx。在一些其他實施中，可替代Si、Ti及SiNx使用適合用於一層結構材料的上述任何其他材料。舉例而言且不限於，在一些實施例中，第一層結構材料1806由SiNx/Al/SiNx、SiO2/Al/SiO2、SiNx/Ti/SiNx、SiNx/Ti/Al/SiNx、AlOx/Al/AlOx或AlOx/Ti/AlOx形成。
在沈積之後，第一層結構材料1806經蝕刻以定義擋閘總成1803之組件及延伸囊封間隔物1804之下部1823。可如上文關於圖9中所示的方法1400之階段1404所描述執行蝕刻。可在多個階段中執行蝕刻。舉例而言，在第一階段，定義擋閘總成1803之整體結構。在後續蝕刻階段，自致動器蝕刻掉SiNx層及Ti層之部分且自延伸囊封間隔物1804之下部1823之外邊緣蝕刻掉SiNx層之部分。自致動器移除介電質層及金屬層使得致動器樑更薄且更具順應性，從而降低致動所需的電壓。自延伸囊封間隔物1804之下部1823之外邊緣移除材料促進下部1823之剩餘部分與下部1823之頂部上的第二層結構材料1810(其將形成延伸囊封間隔物1804之上部1829以及升高孔隙層(EAL)1840)之間的電導通。
在第一層結構材料1806經圖案化之後，將第三模具層1831沈積於所得結構上方且隨後對其進行圖案化。此等步驟之結果展示於圖13F中。其後，沈積及圖案化第四模具層1833及第四模具層1835，如圖13G及圖13H中所示。圖案化程序之後保留的第三模具層1831及第四模具層1833之部分充當用於EAL 1840之模具。第三模具層1831及第四模具層1833之額外部分保持囊封於延伸囊封間隔物1804內。在圖案化之後，第五模具層1835之保留的部分位於剩餘模具層材料之堆疊之頂部上，該剩餘模具層材料位於延伸囊封間隔物1804之下部1823之頂上。在第二層結構材料1808經沈積及圖案化以形成延伸囊封間隔物 1804之上部1829及EAL 1840(如圖13I及圖13J中所示)之後，第五模具層1835之保留部分用以將延伸囊封間隔物1804之頂部升高至基板1802上方之一高度，該高度超過EAL肋狀物1874之高度。如同第一層結構材料1806，第二層結構材料1808可由Si、Ti及SiNx之層或上文識別為適合用於結構材料層之任何其他材料之一者或組合形成。
在圖案化第二層結構材料1808之後，如圖13J中所示，藉由移除第一模具層1819、第二模具層1821、第三模具層1831、第四模具層1833及第五模具層1835之剩餘部分來釋放擋閘總成1803及EAL 1840。如上所指示，藉由蝕刻穿過EAL 1840的釋放孔1814來促進釋放程序。雖然移除了剩餘模具材料之大部分，但來自延伸囊封間隔物1804之下部1823與上部1829之間所囊封的第三、第四及第五模具層的模具材料留在間隔物內，從而向其提供額外強度及彈性。在完成釋放程序之後，諸如使用ALD、CVD或PECVD程序而將鈍化層1837沈積於顯示器裝置之所有暴露表面上方。結果展示於圖13K中。隨後，將基板1802接合至孔隙板1812，產生圖13A中所示的顯示器裝置1800。
圖14A展示包括延伸囊封間隔物1904的另一實例顯示器裝置1900之橫截面圖。顯示器裝置1900類似於顯示器裝置1800，除了圖14中所示的延伸囊封間隔物1904充當至升高孔隙層(EAL)1940之錨定器、擋閘總成錨定器以及間隔物，以防止孔隙板1906與EAL 1940相接觸。如同圖13A中所示的延伸囊封間隔物1804，圖14A中所示的延伸囊封間隔物1904由兩層結構材料1908及1910形成，其囊封用於形成顯示器裝置1900的若干層聚合物模具材料1912、1914及1916。雖然為清晰說明起見，但兩層結構材料1908及1910展示為單一層，如上文關於圖13A中所示的第一層結構材料1806及第二層結構材料1808所論述，兩層結構材料1908及1910可由選自上文闡述為適合用於此等層的任何材料(包括半導體、金屬及/或介電質)的兩層或多層結構材料形成。
圖14B及圖14C展示圖14A中所示的實例顯示器裝置1900之製造之兩個階段。圖14B展示在圖案化第一層結構材料1908之後顯示器裝置1900之製造階段。經圖案化的第一層結構材料1908形成擋閘總成1918，其包括兩個致動器1920、擋閘1922及一組錨定器1924，該等錨定器中之兩者展示於圖14B中。圖14B中所示的兩個錨定器1924將亦充當延伸囊封間隔物1904之下部。使用模具材料1926及1928之兩個圖案化層作為模具來製造擋閘總成。
圖14C展示在釋放階段之前的顯示器裝置1900之稍後製造階段。如圖14C中所示，三層以上模具材料1912、1914及1916經沈積及圖案化以形成用於升高孔隙層(EAL)1940之模具以及充當延伸囊封間隔物1904之內核。第二層結構材料1910亦已經沈積及圖案化，形成EAL 1940且密封延伸囊封間隔物1904。隨後經由釋放程序移除剩餘暴露模具材料，之後塗覆鈍化層，且將其上形成擋閘總成1918、延伸囊封間隔物1904及EAL 1940的基板1902耦接至對置孔隙板1930。
圖15展示製造顯示器裝置的實例程序2000之流程圖。舉例而言，可根據程序2000製造圖13A及圖14A中所示的顯示器裝置1800及1900。程序2000包括在基板上從第一層結構材料製造顯示元件及間隔物之下部(階段2002)。關於圖13C至圖13F及在圖14B中展示及論述此製造程序之實例。程序2000進一步包括將至少一層模具材料沈積於所製造之顯示元件及間隔物之下部上方(階段2004)。關於圖13F至圖13H及在圖14C中展示及論述程序階段2004之實例。隨後圖案化至少一層經沈積之模具材料(階段2006)，如亦在圖13F至圖13H及圖14C中所展示及論述。隨後將第二層結構材料沈積於至少一層模具材料上方(階段2008)，如圖13I及圖14C中所示。程序2000進一步包括：圖案化第二層結構材料以形成升高孔隙層(EAL)及間隔物之上部，該間隔物具有在基板上方之一高度，該高度大於該EAL之高度；及囊封至少一層模具材料之部分(階段2010)。關於圖13J及圖14C展示及論述此處理階 段之實例。
圖16A及圖16B為說明包括複數個顯示元件的實例顯示器件40之系統方塊圖。顯示器件40可為(例如)智慧型電話、蜂巢式或行動電話。然而，顯示器件40之相同組件或其略微變化亦說明各種類型之顯示器件，諸如電視機、電腦、平板電腦、電子閱讀器、手持式器件及攜帶型媒體器件。
顯示器件40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入器件48及麥克風46。外殼41可自多種製造程序(包括射出成形及真空成形)中之任一者形成。另外，外殼41可由多種材料中之任一者製成，多種材料包括(但不限於)：塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其組合。外殼41可包括可與不同色彩或含有不同標識、圖像或符號之其他可移除部分互換的可移除部分(圖中未展示)。
顯示器30可為如本文中所描述之多種顯示器中之任一者，包括雙穩態或類比顯示器。顯示器30亦可能夠包括平板顯示器(諸如電漿、電致發光(EL)、有機發光二極體(OLED)、超扭轉向列型液晶顯示器(STN LCD)或薄膜電晶體(TFT)LCD)或非平板顯示器(例如陰極射線管(CRT)或其他管類裝置)。
圖16B中示意性地說明顯示器件40之組件。顯示器件40包括外殼41，且可包括至少部分圍封於其中之額外組件。舉例而言，顯示器件40包括網路介面27，該網路介面包括可耦接至收發器47之天線43。網路介面27可為可顯示於顯示器件40上之影像資料的來源。因此，網路介面27為影像源模組之一個實例，但處理器21及輸入器件48亦可充當影像源模組。收發器47連接至處理器21，該處理器連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節信號(諸如，對信號進行濾波或以其他方式操縱信號)。調節硬體52可連接至揚聲器45及麥克風46。處理器21亦可連接至輸入器件48及驅動器控制器29。驅動器控制器29可耦 接至圖框緩衝器28及陣列驅動器22，該陣列驅動器又可耦接至顯示器陣列30。顯示器件40中之一或多個元件(包括未在圖16A中特定描繪之元件)可能夠充當記憶體器件且能夠與處理器21通信。在一些實施中，電源供應器50可將電力提供至特定顯示器件40設計中之實質上所有組件。
網路介面27包括天線43及收發器47，使得顯示器件40可經由網路與一或多個器件通信。網路介面27亦可具有用以降低(例如)處理器21之資料處理要求的一些處理能力。天線43可傳輸及接收信號。在一些實施中，天線43根據IEEE 16.11標準(包括IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 801.11標準(包括IEEE 801.11a、b、g、n)及其進一步實施來傳輸及接收RF信號。在一些其他實施中，天線43根據Bluetooth®標準來傳輸及接收RF信號。在蜂巢式電話之情況下，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)、陸上集群無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修訂A、EV-DO修訂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(LTE)、AMPS或用以在無線網路(諸如，利用3G、4G或5G技術之系統)內通信之其他已知信號。收發器47可預處理自天線43接收之信號，使得該等信號可由處理器21接收及進一步操縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號，使得該等信號可經由天線43自顯示器件40傳輸。
在一些實施中，收發器47可由接收器替換。另外，在一些實施中，可用可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料的影像源替換網路介面27。處理器21可控制顯示器件40之總操作。處理器21接收資料 (諸如，來自網路介面27或影像源之經壓縮影像資料)，且將資料處理成原始影像資料或處理成可易於處理成原始影像資料之格式。處理器21可將經處理之資料發送至驅動器控制器29或發送至圖框緩衝器28以供儲存。原始資料通常係指識別影像內之每一位置處之影像特性的資訊。舉例而言，此等影像特性可包括色彩、飽和度及灰度階。
處理器21可包括用以控制顯示器件40之操作的微控制器、CPU或邏輯單元。調節硬體52可包括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。調節硬體52可為顯示器件40內之離散組件，或可併入於處理器21或其他組件內。
驅動器控制器29可直接自處理器21或自圖框緩衝器28取得由處理器21產生之原始影像資料且可恰當地重新格式化原始影像資料以供高速傳輸至陣列驅動器22。在一些實施中，驅動器控制器29可將原始影像資料重新格式化成具有光柵狀格式之資料流，以使得該資料流具有適合於跨越顯示器陣列30掃描之時間次序。接著，驅動器控制器29將經格式化之資訊發送至陣列驅動器22。雖然驅動器控制器29(諸如，LCD控制器)常常作為單獨積體電路(IC)與系統處理器21相關聯，但此等控制器可以許多方式實施。舉例而言，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22一起完全整合於硬體中。
陣列驅動器22可自驅動器控制器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之波形，該組波形被每秒許多次地施加至來自顯示器的x-y顯示元件矩陣之數百且有時數千個(或更多)導線。在一些實施中，陣列驅動器22及顯示器陣列30為顯示模組之一部分。在一些實施中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示器陣列30為顯示模組之一部分。
在一些實施中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示器陣列 30適合於本文所描述之任何類型的顯示器。舉例而言，驅動器控制器29可為習知顯示器控制器或雙穩態顯示器控制器(諸如上文關於圖1B描述之控制器134)。此外，陣列驅動器22可為習知驅動器或雙穩態顯示驅動器。此外，顯示器陣列30可為習知顯示器陣列或雙穩態顯示器陣列。在一些實施中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合。此實施可用於例如行動電話、攜帶型電子器件、鐘錶或小面積顯示器之高度整合系統中。
在一些實施中，輸入器件48可經組態以允許(例如)使用者控制顯示器件40之操作。輸入器件48可包括小鍵盤(諸如，QWERTY鍵盤或電話小鍵盤)、按鈕、開關、搖臂、觸敏式螢幕、整合有顯示器陣列30之觸敏式螢幕，或壓敏或熱敏膜。麥克風46可組態為顯示器件40之輸入器件。在一些實施中，經由麥克風46之語音命令可用於控制顯示器件40之操作。
電源供應器50可包括多種能量儲存器件。舉例而言，電源供應器50可為可再充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用可再充電電池之實施中，可再充電電池可使用來自(例如)壁式插座或光伏打器件或陣列之電力來充電。替代地，可再充電電池可為可無線充電的。電源供應器50亦可為可再生能源、電容器或太陽能電池(包括塑膠太陽能電池或太陽能電池漆)。電源供應器50亦可經組態以自壁式插座接收電力。
在一些實施中，控制可程式化性駐留於可位於電子顯示系統中之若干處的驅動器控制器29中。在一些其他實施中，控制可程式化性駐留在陣列驅動器22中。上文所描述的最佳化可在任何數目個硬件及/或軟件組件中及以各種組態實施。
如本文中所使用，提及項目之清單「中之至少一者」的片語係指彼等項目之任何組合，包括單一成員。作為實例，「a、b或c中之至少一者」意欲涵蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c。
結合本文中揭示之實施所描述之各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算法處理程序可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。硬體與軟體之互換性已經大體按功能性加以描述，且說明於上文所描述之各種說明性組件、區塊、模組、電路及處理程序中。將此功能性實施於硬體或是軟體中取決於特定應用及強加於整個系統上之設計約束。
用於實施結合本文中所揭示之態樣而描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置可藉由通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、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、離散硬體組件或其經設計以執行本文中所描述之功能的任何組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器、或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為計算器件之組合，例如，一DSP與一微處理器之組合、複數個微處理器、一或多個微處理器結合DSP核心，或任何其他此組態。在一些實施中，特定處理程序及方法可由給定功能所特定之電路來執行。
在一或多個態樣中，所描述功能可以硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(包括在此說明書中揭示之結構及其結構等效物)或其任何組合來實施。此說明書中所描述之標的物之實施亦可實施為編碼於電腦儲存媒體上的一或多個電腦程式(亦即，電腦程式指令之一或多個模組)以供資料處理裝置執行或控制資料處理裝置之操作。
本發明中所描述之實施之各種修改對於熟習此項技術者而言可為易於顯而易見的，且本文中所界定之一般原理可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下應用於其他實施。因此，申請專利範圍並不意欲限於本文中所展示之實施，而應符合與本文中揭示之本發明、原理及新穎特徵相一致之最廣泛範疇。
此外，一般熟習此項技術者將易於瞭解，有時為了易於描述諸圖而使用術語「上部」及「下部」，且該等術語指示對應於在適當定向之頁面上的圖之定向的相對位置，且可能並不反映如所實施之任何器件之適當定向。
在單獨實施之情況下描述於此說明書中之某些特徵亦可在單一實施中以組合形式實施。相反地，在單一實施之情況下所描述之各種特徵亦可單獨地在多個實施中或以任何合適子組合而實施。此外，儘管上文可將特徵描述為以某些組合起作用且甚至最初按此來主張，但來自所主張組合之一或多個特徵在一些情況下可自該組合刪除，且所主張之組合可針對子組合或子組合之變化。
類似地，儘管在圖式中以特定次序來展示操作，但不應將此理解為需要以所展示之特定次序或以順序次序執行此等操作，或所有所說明操作經執行以達成合乎需要的結果。另外，圖式可按流程圖之形式示意性地描繪一或多個實例程序。然而，未展示之其他操作可併入於示意性說明之實例程序中。舉例而言，可在說明之操作中之任何者前、後、同時或之間執行一或多個額外操作。在某些情況下，多任務及並行處理可為有利的。此外，不應將在上文所描述之實施中之各種系統組件之分離理解為需要在所有實施中之此分離，且應理解，所描述之程式組件及系統可大體上在單一軟體產品中整合在一起或經封裝至多個軟體產品中。另外，其他實施屬於以下申請專利範圍之範疇內。在一些情況下，申請專利範圍中所敍述之動作可以不同次序執行且仍達成合乎需要的結果。
1800‧‧‧顯示器裝置
1802‧‧‧基板
1803‧‧‧擋閘總成
1804‧‧‧延伸囊封間隔物
1806‧‧‧第一層結構材料
1808‧‧‧第二層結構材料
1810‧‧‧聚合物
1812‧‧‧孔隙板
1813‧‧‧互連件
1814‧‧‧釋放孔
1815‧‧‧接觸墊
1840‧‧‧升高孔隙層
1874‧‧‧肋狀物

Claims (19)

  1. 一種裝置，其包含：一第一基板；該第一基板上的一機電系統(EMS)光調變器，該光調變器包括一第一結構材料層；該第一基板上的一間隔物，該間隔物包括囊封於該第一結構材料層與一第二結構材料層之間的聚合物材料的至少兩個單獨沈積層，該間隔物具有在該基板上方之一高度，其超過該第一結構材料層之一最高部分之高度。
  2. 如請求項1之裝置，其中該第二結構材料層在該光調變器上方形成一升高孔隙層(EAL)。
  3. 如請求項1之裝置，其進一步包含相對於該第一基板與該光調變器相對定位的一第二基板，其中該間隔物足夠高以防止該第二基板變形至該光調變器中。
  4. 如請求項1之裝置，其中該間隔物形成該光調變器之一部分。
  5. 如請求項4之裝置，其中該間隔物支撐該第一基板上方的該光調變器。
  6. 如請求項1之裝置，其中該光調變器包括一基於微機電系統(MEMS)擋閘的光調變器。
  7. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一顯示器；一處理器，其能夠與該顯示器通信，該處理器能夠處理影像資料；及一記憶體器件，其能夠與該處理器通信。
  8. 如請求項7之裝置，其進一步包含： 一驅動器電路，其能夠將至少一個信號發送至該顯示器；且其中該處理器進一步能夠將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。
  9. 如請求項7之裝置，其進一步包含：一影像源模組，其能夠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、收發器及傳輸器中之至少一者。
  10. 如請求項7之裝置，其進一步包含：一輸入器件，其能夠接收輸入資料及將該輸入資料傳達至該處理器。
  11. 一種顯示器裝置，其包含：一第一基板；該第一基板上的一機電系統(EMS)光調變器；該第一基板上的在該光調變器上方延伸的一升高孔隙層(EAL)；及一間隔物，其自該第一基板向上延伸至該升高孔隙層上方的一高度，其中該間隔物囊封一下結構材料層與一上結構材料層之間的一聚合物材料。
  12. 如請求項11之顯示器裝置，其中該上結構材料層亦形成該EAL之一部分。
  13. 如請求項11之顯示器裝置，其中由該下結構材料層形成的該間隔物之該部分以實體方式將EAL支撐於第一基板上方。
  14. 如請求項11之顯示器裝置，其中該聚合物材料包括至少兩層聚合物材料。
  15. 如請求項11之顯示器裝置，其中該EAL包括遠離第一基板延伸至一高度的波紋，該高度高於該升高孔隙層之一大部分但低於該 間隔物之該高度。
  16. 一種顯示器裝置，其包含：一第一基板；用於調變該第一基板上的光的一構件；一升高孔隙層(EAL)，其支撐於用於調變光的該構件上方；及一間隔構件，其用於防止一第二基板與該升高孔隙層相接觸，其中該間隔構件由與該光調變構件及該升高孔隙層相同的材料形成。
  17. 如請求項16之顯示器裝置，其中該間隔構件囊封用於將該間隔構件之彈力增加至機械壓力之一構件。
  18. 如請求項16之顯示器裝置，其中該間隔構件支撐該基板上方的該光調變器之一部分。
  19. 如請求項16之顯示器裝置，其中該間隔構件支撐該顯示元件上方的該EAL。
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