TWI534070B - 可填充流體之裝置及製造可填充流體之器件之方法 - Google Patents

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TWI534070B
TWI534070B TW102147296A TW102147296A TWI534070B TW I534070 B TWI534070 B TW I534070B TW 102147296 A TW102147296 A TW 102147296A TW 102147296 A TW102147296 A TW 102147296A TW I534070 B TWI534070 B TW I534070B
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尤金Ｅ 三世 法克
堤摩西Ｊ 布洛斯尼漢
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皮克斯特隆尼斯有限公司
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Description

可填充流體之裝置及製造可填充流體之器件之方法
本發明係關於機電系統(EMS)及器件，及更特定言之，本發明係關於防止粒子進入EMS顯示器件。
機電系統(EMS)包含具有電及機械元件、致動器、傳感器、感測器、光學組件(諸如鏡面及光學膜)及電子器件之器件。可依各種尺度(其包含(但不限於)微尺度及奈米尺度)製造EMS器件或元件。例如，微機電系統(MEMS)器件可包含具有在自約1微米至數百微米或更大範圍內之大小之結構。奈機電系統(NEMS)器件可包含小於1微米之大小(其包含(例如)小於數百奈米之大小)之結構。可使用沈積、蝕刻、微影及/或其他微機械加工程序(其蝕除基板及/或經沈積材料層之部分，或添加若干層以形成電器件及機電器件)來產生機電元件。
併入MEMS光調變器之器件可包含數百、數千或在一些情況中數百萬個移動元件。當一器件中之移動元件失效時，該器件最終無法適當運行。移動元件失效之一原因為靜摩擦。在一些器件中，一元件之每一移動給靜摩擦提供一機會以使元件之一或多者失效。藉由使所有部件浸入一工作流體(亦稱為流體)中且將該流體密封於一MEMS胞之一流體空間或間隙內而促進此移動且減少靜摩擦。該流體通常為長期具有一低摩擦係數、低黏度及最小降級效應之流體。識別數千或數百 萬個移動元件之各種失效原因且降低失效率可增加器件壽命。
儘管此流體可有助於減少摩擦以增加器件壽命，然該流體亦會產生問題。例如，骯髒流體可引入沉積於器件之移動部件內之粒子以及其他問題。
因而，仍需要改良可移動EMS器件之壽命之系統及方法。
本發明之系統、方法及器件各具有若干發明態樣，其等之單一者不單獨負責本文中所揭示之所要屬性。
本發明中所描述之標的之一發明態樣可實施於一種裝置中，該裝置包含：一平板；一基板，其支撐至少一機電系統(EMS)器件；一密封件，其接合該平板及該基板以在該平板與該基板之間界定一空腔及用於接收一流體之至少一端口；及一過濾器，其安置於該端口與該EMS器件之間且具有形成於該基板之一表面及該平板之一表面之至少一者上之元件，該等元件界定經設定大小以容許該所接收之流體通過且抑制來自該EMS器件之該流體中所載送之非流體粒子之一間隙。
在一些實施方案中，該等元件可包含形成於基板上之複數個相鄰柱，且該等柱經橫向隔開以提供所界定之間隙。在一些實施方案中，該等元件可包含一體地形成於基板之表面及平板之表面之至少一者上以形成一障壁之一部分的間隔件。該等元件可包含至少兩個壁，其等經隔開以形成一通道以抵著至少一壁而導引所接收流體之一流。
在一些實施方案中，該等元件可包含形成於平板上之一第一壁及形成於基板上之一第二壁。該第一壁與該第二壁之間之一間隔可界定間隙。在一些實施方案中，該等元件包含形成於平板上之一第一壁及形成於基板上之一第二壁，且該第一壁及該第二壁形成圍繞至少一端口而居中定位之同心壁。
本發明中所描述之標的之另一發明態樣可實施於一種製造一填 充流體器件之方法中，該方法包含：提供一平板；提供一基板，其中該基板具有一機電系統(EMS)器件，且其中該平板及該基板之至少一者包含一過濾器，且藉由在該基板之一表面及該平板之一表面之至少一者上提供一體形成之過濾器元件，且將該等過濾器元件定位於該基板或該平板之一周邊邊緣接近處，且使該等過濾器元件間隔以界定經設定大小以抑制碎屑通過該等過濾器元件之一間隙而形成該過濾器。在一些實施方案中，碎屑可包含任何非流體粒子。
在一些實施方案中，形成過濾器元件可包含：在基板上形成複數個柱。在一些實施方案中，形成過濾器元件可包含：在平板之表面上一體地形成間隔件。該等間隔件接觸基板及形成於基板上之至少一間隔件之至少一者。形成該等間隔件可包含：形成至少兩個壁以形成具有一轉彎以抵著該兩個壁之至少一者而導引一流體流之一通道。在一些實施方案中，形成過濾器元件可包含：在平板上形成一第一壁及在基板上形成一第二壁，且當將平板與基板接合時，該第一壁及該第二壁經橫向相鄰地安置以形成一障壁。
本發明之標的之另一發明態樣可實施於一種裝置中，該裝置包含：一平板；一基板，其支撐形成於其上之至少一機電系統(EMS)器件；一密封件，其接合該平板及該基板以在該平板與該基板之間界定一空腔及用於接收至該空腔中之一流體之至少一端口；及用於過濾在該至少一端口處注入至該空腔中之該流體之構件。用於過濾之該構件一體地形成於該基板之一表面及該平板之一表面之至少一者上，且用於過濾之該構件抑制來自該至少一EMS器件之該流體中之非流體粒子。
在一些實施方案中，用於過濾之構件可包含形成於基板上且經橫向隔開以界定一間隙之複數個相鄰柱。在一些實施方案中，用於過濾之構件可包含一體地形成於平板之表面上以形成一障壁之一部分的 間隔件。在一些實施方案中，用於過濾之構件可包含至少兩個壁，其等經隔開以形成抵著至少一過濾壁而導引所接收流體之一流之一通道。在一些實施方案中，用於過濾之構件可包含形成於平板上之一第一壁及形成於基板上之一第二壁，且該第一壁與該第二壁經橫向相鄰安置。在一些實施方案中，用於過濾之構件可包含形成於平板上之一第一壁及形成於基板上之一第二壁，且該第一壁及該第二壁可形成圍繞至少一端口而居中定位之同心環形壁。
附圖及下列描述中闡釋本發明中所描述之標的之一或多項實施方案之細節。儘管主要針對基於EMS及MEMS之顯示器而描述本發明中所提供之實例，然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」)顯示器及場發射顯示器。將自【實施方式】、圖式及申請專利範圍明白其他特徵、態樣及優點。注意，下圖之相對尺寸未必按比例繪製。
100‧‧‧顯示裝置/顯示器
102a‧‧‧光調變器
102b‧‧‧光調變器
102c‧‧‧光調變器
102d‧‧‧光調變器
103‧‧‧光調變器陣列/像素陣列
104‧‧‧影像
105‧‧‧燈
106‧‧‧像素
108‧‧‧遮光器
109‧‧‧孔徑
110‧‧‧允寫互連件/掃描線互連件
112‧‧‧資料互連件
114‧‧‧共同互連件
150‧‧‧方塊圖
152‧‧‧掃描驅動器
153‧‧‧共同驅動器
154‧‧‧資料驅動器
156‧‧‧數位控制器電路/控制器
157‧‧‧傳入影像信號
158‧‧‧輸入處理模組
159‧‧‧圖框緩衝器
160‧‧‧時序控制模組
162‧‧‧紅色燈
164‧‧‧綠色燈
166‧‧‧藍色燈
167‧‧‧白色燈
168‧‧‧燈驅動器
180‧‧‧程式化鏈路
182‧‧‧電力供應輸入
200‧‧‧基於遮光器之光調變器/遮光器總成
202‧‧‧遮光器
203‧‧‧表面
204‧‧‧致動器
205‧‧‧電極樑致動器
206‧‧‧負載樑/柔性部件
207‧‧‧彈簧
208‧‧‧負載固定器
211‧‧‧孔徑/孔
216‧‧‧驅動樑
218‧‧‧驅動樑固定器
220‧‧‧基於捲軸之光調變器
222‧‧‧可移動電極
224‧‧‧絕緣層
226‧‧‧平面電極
228‧‧‧基板
230‧‧‧固定端
232‧‧‧可移動端
250‧‧‧光分接器
252‧‧‧光
254‧‧‧光導
256‧‧‧分接器元件
258‧‧‧樑
260‧‧‧電極
270‧‧‧光調變陣列
272a‧‧‧光調變胞
272b‧‧‧光調變胞
272c‧‧‧光調變胞
272d‧‧‧光調變胞
274‧‧‧光學腔
276‧‧‧彩色濾光器
278‧‧‧水/液體組分
280‧‧‧光吸收油/液體組分
282‧‧‧透明電極
284‧‧‧絕緣層
286‧‧‧孔徑層
288‧‧‧光導
290‧‧‧前置反射層
291‧‧‧光重導引器
292‧‧‧光源
294‧‧‧光/光線
300‧‧‧控制矩陣
301‧‧‧像素
302‧‧‧遮光器總成
303‧‧‧致動器
304‧‧‧基板
306‧‧‧掃描線互連件
307‧‧‧允寫電壓源
308‧‧‧資料互連件
309‧‧‧資料電壓源
310‧‧‧電晶體
312‧‧‧電容器
320‧‧‧像素陣列/光調變器陣列
322‧‧‧孔徑層
324‧‧‧孔徑
400‧‧‧光調變器/雙致動器遮光器總成
402‧‧‧第一致動器/遮光器敞開致動器
404‧‧‧第二致動器/遮光器封閉致動器
406‧‧‧遮光器
407‧‧‧孔徑層
408‧‧‧固定器
409‧‧‧孔徑
412‧‧‧遮光器孔徑
416‧‧‧重疊
500‧‧‧顯示裝置/顯示器總成
502‧‧‧遮光器總成
503‧‧‧遮光器
504‧‧‧透明基板
505‧‧‧固定器
506‧‧‧反射膜/反射孔徑層/後置反射層
508‧‧‧表面孔徑
512‧‧‧漫射體
514‧‧‧亮度增強膜
516‧‧‧平面光導/背光
517‧‧‧光重導引器/稜鏡
518‧‧‧光源/燈
519‧‧‧反射體
520‧‧‧前置反射膜
521‧‧‧光線
522‧‧‧蓋板
524‧‧‧黑色基質
526‧‧‧空腔
527‧‧‧機械支撐件/間隔件
528‧‧‧黏著密封件
530‧‧‧工作流體
532‧‧‧總成支架
536‧‧‧反射體
600‧‧‧顯示器
602‧‧‧密封件
604‧‧‧填充端口孔/填充端口
606‧‧‧非流體粒子/碎屑粒子
608‧‧‧流體
700‧‧‧顯示器
702‧‧‧密封件
704‧‧‧填充端口
706‧‧‧非流體粒子
708‧‧‧流體
710‧‧‧第一過濾器元件
712‧‧‧第二過濾器元件
714‧‧‧第一間隙
716‧‧‧第二間隙
800‧‧‧顯示器
802‧‧‧密封件
804‧‧‧填充端口
806‧‧‧非流體粒子
808‧‧‧流體
810‧‧‧第一過濾器元件
812‧‧‧第二過濾器元件
814‧‧‧第一間隙
816‧‧‧第二間隙
818‧‧‧角隅
820‧‧‧擱架
900‧‧‧顯示器
902‧‧‧密封件
904‧‧‧填充端口
908‧‧‧流體
910a‧‧‧第一過濾器元件
910b‧‧‧第三過濾器元件
912a‧‧‧第二過濾器元件
912b‧‧‧第四過濾器元件
914a‧‧‧第一間隙
914b‧‧‧第二間隙
914c‧‧‧第三間隙
1000‧‧‧顯示器
1002‧‧‧密封件
1004‧‧‧填充端口
1006‧‧‧非流體粒子
1008‧‧‧流體
1010a‧‧‧第一過濾器元件
1010b‧‧‧第二過濾器元件
1012a‧‧‧第三過濾器元件
1012b‧‧‧第四過濾器元件
1014‧‧‧通道
1016‧‧‧寬度
1018‧‧‧角隅
1020‧‧‧擱架
1102‧‧‧密封件
1104‧‧‧第一高度
1106‧‧‧第二高度
1108‧‧‧第三高度
1110‧‧‧空間
1112‧‧‧第一過濾器元件
1114‧‧‧第二過濾器元件
1200‧‧‧方法
1202‧‧‧區塊
1204‧‧‧區塊
1206‧‧‧區塊
1208‧‧‧區塊
1210‧‧‧區塊
1212‧‧‧區塊
1321‧‧‧處理器
1322‧‧‧陣列驅動器
1327‧‧‧網路介面
1328‧‧‧圖框緩衝器
1329‧‧‧驅動器控制器
1330‧‧‧顯示陣列/顯示器
1340‧‧‧顯示器件
1341‧‧‧外殼
1343‧‧‧天線
1345‧‧‧揚聲器
1346‧‧‧麥克風
1347‧‧‧收發器
1348‧‧‧輸入器件
1350‧‧‧電源供應器
1352‧‧‧調節硬體
圖1A係一實例性顯示裝置之一等角視圖。
圖1B係圖1A之顯示裝置之一方塊圖。
圖2A係適合於併入至圖1A之顯示裝置中之一基於遮光器之繪示性光調變器之一透視圖。
圖2B係適合於併入至圖1A之顯示裝置中之一基於捲簾之光調變器之一橫截面圖。
圖2C係適合於併入至圖1A之顯示裝置之一替代實施方案中之一基於光分接器之光調變器之一橫截面圖。
圖2D係適合於併入至圖1A之顯示裝置之一替代實施方案中之一基於電濕潤之光調變器之一橫截面圖。
圖3A係適合於控制併入至圖1A之顯示裝置中之光調變器之一控制矩陣之一示意圖。
圖3B係連接至圖3A之控制矩陣之基於遮光器之光調變器之一實例性陣列之一透視圖。
圖4A及圖4B分別係處於敞開狀態及封閉狀態之一實例性雙致動式遮光器總成之平面圖。
圖5係一基於遮光器之實例性顯示裝置之一橫截面圖。
圖6描繪包含一密封件及一流體填充端口之一實例性顯示器。
圖7描繪包含兩種類型之過濾器元件之一過濾器之一實例。
圖8A描繪包含兩種類型之過濾器元件之一過濾器之一實例。
圖8B係一實例性過濾器元件及一碎屑粒子之一橫截面圖。
圖9A描繪具有弓形過濾器元件之一過濾器之一實例。
圖9B係實例性過濾器元件及一碎屑粒子之一橫截面圖。
圖10A描繪形成一通道之一過濾器之一實例。
圖10B係實例性過濾器元件及一碎屑粒子之一橫截面圖。
圖11A係包含兩種類型之過濾器元件之一過濾器之一實例。
圖11B係一實例性過濾器元件之一橫截面圖。
圖12係用於製造包含一過濾器之一器件之一實例性方法之一流程圖。
圖13A及圖13B係繪示包含複數個光調變器顯示元件之一顯示器件的實例性系統方塊圖。
各種圖式中之相同參考符號及標示指示相同元件。
下列描述係針對用於描述本發明之發明態樣之某些實施方案。然而，一般技術者將認知，可以諸多不同方式應用本文之教示。可於可經組態以顯示一影像(無論運動(諸如視訊)或靜止(諸如靜止影像)且無論文字、圖形或圖片)之任何器件、裝置或系統中實施所描述之實施方案。更特定言之，可預期，所描述之實施方案可包含於諸如(但 不限於)下列各者之各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、個人數位助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或可攜式電腦、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、相機、數位媒體播放器(諸如MP3播放器)、攝錄影機、遊戲機、腕錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀器件(例如電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(其包含里程計及速度計顯示器等等)、駕駛艙控制及/或顯示器、攝影機視野顯示器(諸如一車輛中之一後視攝影機之顯示器)、電子照片、電子廣告牌或標牌、投影器、建築結構、微波、冰箱、立體聲系統、卡式記錄器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、可攜式記憶體晶片、洗衣機、乾衣機、洗衣機/乾衣機、停車計時器、封裝(諸如位於包含微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用、以及非EMS應用中)、悅目結構(諸如一件珠寶或衣服上之影像顯示器)及各種EMS器件。本文之教示亦可用於諸如(但不限於)下列各者之非顯示器應用中：電子切換器件、射頻濾波器、感測器、加速計、陀螺儀、運動感測器件、磁力計、用於消費型電子器件之慣性組件、消費型電子產品之部件、變容二極體、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製程及電子測試設備。因此，該等教示不意欲受限於僅圖中所描繪之實施方案，而是代以具有一般技術者易於明白之廣泛適用性。
本發明包含經提供以一體地形成一過濾器以減少進入一顯示器或其他微流體器件之小型非流體粒子之數目的系統及方法。例如，在一些實施方案中，該等系統及該等方法經提供以過濾具有小至約1微米之一寬度或直徑之非流體粒子。在一些實施方案中，該等系統提供 可包含複數個EMS器件之一裝置。在一些實施方案中，由一流體環繞該等EMS器件。為此，該裝置可包含支撐該等EMS器件之一基板，且一平板可放置於該基板上且密封至該基板以形成一空腔。該平板可由一密封件接合至該基板，且該密封件可包含用於接收該流體之一端口。該等EMS器件可容納於該空腔內，且該該密封件可給將環繞該等EMS器件之該流體提供一流體密封腔室。一過濾器可安置於該端口與該等EMS器件之間。該過濾器具有一體地形成於該基板或該平板上之元件。該等元件一起緊密間隔，使得相鄰元件之間之間隙足夠小以捕集可存在於該流體中之粒子，且將防止該等粒子由該流體載送至該等EMS器件。在一些實施方案中，該等元件形成於該基板上；在一些實施方案中，該等元件形成於該平板上；及在一些實施方案中，該等元件形成於該基板及該平板上。
本發明中所描述之標的之特定實施方案可經實施以實現下列潛在優點之一或多者。減少一顯示器中之非流體粒子之數目可降低因存在此等碎屑粒子而失效之移動元件之數目。碎屑可阻礙移動元件(諸如該等EMS器件)且損壞該裝置。
另外，可藉由減少顯示器之主動區域中之無用粒子之數量而提高使用光調變器(諸如MEMS遮光器或液晶)之顯示器之品質及可靠性。在一實例中，一顯示器包含一基板及可密封至該基板之一透明平板，且形成該顯示器之觀看表面。在一填充端口處將流體注入於該平板與該基板之間，且在該基板及該透明平板之一或兩者上之該填充端口附近形成一或多個過濾器元件。該等過濾器元件抑制或阻止碎屑進入容納(例如)MEMS組件或液晶之顯示器之主區段。藉由抑制或阻止碎屑粒子，過濾器防止該等粒子阻礙顯示器中之移動元件或防止該等粒子黏著至顯示器之觀看表面。碎屑包含任何非流體粒子。
此外，可將過濾器元件添加至使用光調變器(諸如MEMS遮光器 或液晶)之顯示器，且無需將任何製造步驟添加至用於建造顯示器之程序。在一實例中，在MEMS遮光器之製造期間於基板上形成過濾器元件。避免額外製造步驟可使製造成本之任何增加最小化且消除製造效率之任何潛在降低。
圖1A係一實例性顯示裝置100之一等角視圖。顯示裝置100為一基於MEMS之顯示器且包含配置成列及行之複數個光調變器102a至102d(大體上稱為「光調變器102」)。在顯示裝置100中，光調變器102a及102d處於敞開狀態以容許光穿過。光調變器102b及102c處於封閉狀態以阻止光穿過。藉由選擇性設定光調變器102a至102d之狀態，顯示裝置100可在由一或若干燈105照亮時用於形成一背光照明顯示器之一影像104。在另一實施方案中，裝置100可藉由反射源於該裝置之前面之周圍光而形成一影像。在另一實施方案中，裝置100可藉由反射來自定位於顯示器前面之一或若干燈之光(即，藉由使用一前照燈)而形成一影像。在該封閉狀態或該敞開狀態之一者中，光調變器102藉由(例如(但不限於))阻斷、反射、吸收、過濾、偏振、繞射或否則更改光之一性質或路徑而干涉沿一光學路徑之該光。
顯示裝置100為一直觀式顯示器，此係因為其無需成像光學器件。使用者藉由直接查看顯示裝置100而看見一影像。在替代實施方案中，將顯示裝置100併入至一投影顯示器中。在此等實施方案中，顯示器藉由將光投影至一螢幕或一壁上而形成一影像。在投影應用中，顯示裝置100實質上小於投影影像104。
直觀式顯示器可在一透射或反射模式中操作。在一透射顯示器中，光調變器過濾或選擇性阻斷源於定位於顯示器後方之一或若干燈之光。將來自該等燈之光視情況注入至一光導或「背光」中。通常，將透射直觀式顯示器實施方案建置至透明或玻璃基板上以促成一一夾層總成配置，在該夾層總成配置中，將含有光調變器之基板直接定位 於背光之頂部上。
各光調變器102可包含一遮光器108及一孔徑109。為照亮影像104中之一像素106，遮光器108經定位使得其容許光穿過孔徑109而朝向一觀看者。為使一像素106保持未被照亮，遮光器108經定位使得其阻止光穿過孔徑109。由經圖案化以穿過一反射或光吸收材料之一開口界定孔徑109。
顯示裝置亦包含連接至基板及光調變器以控制遮光器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)，其包含：每列像素之至少一允寫互連件110(亦稱為一「掃描線互連件」)；一資料互連件112，其用於各行像素；及一共同互連件114，其將一共同電壓提供至所有像素或至少提供至來自顯示裝置110中之多個行及多個列兩者之像素。回應於施加一適當電壓(「允寫電壓(Vwe)」)，一給定像素列之允寫互連件110使該列中之像素準備接受新遮光器移動指令。資料互連件112傳達呈資料電壓脈衝形式之該等新移動指令。在一些實施方案中，施加至資料互連件112之該等資料電壓脈衝直接促成遮光器之一靜電移動。在其他實施方案中，該等資料電壓脈衝控制開關(例如電晶體)或其他非線性電路元件，其等控制至光調變器102之單獨致動電壓(其量值通常高於資料電壓之量值)之施加。接著，此等致動電壓之施加導致遮光器108之靜電驅動移動。
圖1B係圖1A之顯示裝置之一方塊圖150。參考圖1A及圖1B，除上文所描述之顯示裝置100之元件之外，如方塊圖150中所描繪，顯示裝置100亦包含複數個掃描驅動器152(亦稱為「允寫電壓源」)及複數個資料驅動器154(亦稱為「資料電壓源」)。掃描驅動器152將允寫電壓施加至掃描線互連件110。資料驅動器154將資料電壓施加至資料互連件112。
掃描驅動器152及資料驅動器154連接至數位控制器電路156(亦稱 為「控制器156」)。控制器156包含一輸入處理模組158，其將一傳入影像信號157處理成適合於顯示器100之空間定址及灰階能力之一數位影像格式。再現影像之能力部分地接通光調變器102以能夠在控制器156之控制下使光穿過及受阻。將各影像之像素位置及灰階資料儲存於一圖框緩衝器159中，使得該資料可視需要被向外饋送至資料驅動器154。資料驅動器將敞開及封閉調變器102以藉由空間地調變光(在一些實施方案中，通常透過數千或數百萬個光調變器之作用)而產生影像。光調變器102之一或多者之敞開或封閉失效(如由控制器156所指示)將干擾顯示器產生影像之能力。
顯示裝置100視情況包含一組共同驅動器153，亦稱為共同電壓源。在一些實施方案中，共同驅動器153(例如)藉由將電壓供應至一系列共同互連件114而將一DC共同電位提供至光調變器陣列103內之所有光調變器。在一些其他實施方案中，共同驅動器153遵循來自控制器156之命令而將電壓脈衝或信號(例如全域致動脈衝，其能夠驅動及/或起始陣列103之多個列及多個行中之所有光調變器之同時致動)發出至光調變器陣列103。
由控制器156中之一時序控制模組160使用於不同顯示功能之所有驅動器(諸如掃描驅動器152、資料驅動器154及共同驅動器153)時間同步。來自模組160之時序命令協調紅色燈、綠色燈及藍色燈及白色燈(分別為162、164、166及167)之照明(經由燈驅動器168)、像素陣列103內之特定列之允寫及定序、來自資料驅動器154之電壓之輸出及提供光調變器致動之電壓之輸出。
控制器156判定定序或定址方案，陣列103中之遮光器108之各者可藉由該定序或定址方案而被重設至適合於一新影像104之照明位準。可依週期性時間間隔設定新影像104。例如，對於視訊顯示器，依自10赫茲至300赫茲範圍內之頻率更新視訊之彩色影像104或圖框。 在一些實施方案中，使一影像圖框至陣列103之設定與燈162、164及166之照明同步，使得交替影像圖框被一交替色彩系列(諸如紅色、綠色及藍色)照亮。將各個色彩之影像圖框稱為一彩色子圖框。在此方法(稱為場序彩色方法)中，若依超過20Hz之頻率交替彩色子圖框，則人腦將使交替影像圖框平均成具有一寬泛連續色彩範圍之一影像之感知。
顯示器100包含複數個功能區塊，其包含時序控制模組160、圖框緩衝器159、掃描驅動器152、資料驅動器154及驅動器153及168。各區塊可被理解為表示一可區分硬體電路及/或可執行編碼之一模組。在一些實施方案中，將該等功能區塊提供為經由電路板及/或電纜而連接在一起之不同晶片或電路。替代地，可將此等電路之諸多者與像素陣列103一起製造於相同玻璃或塑膠基板上。在一些其他實施方案中，可將來自方塊圖150之多個電路、驅動器、處理器及/或控制功能一起整合於一單一矽晶片內，接著，將該單一矽晶片直接結合至保持像素陣列103之透明基板。
控制器156包含一程式化鏈路180，藉由程式化鏈路180，可根據特定應用之需要而更改實施於控制器156內之定址、色彩及/或灰階演算法。控制器156亦包含提供燈以及光調變器致動所需之電力之一電力供應輸入182。
圖2A係適合於併入至圖1A之基於MEMS之顯示裝置中之一基於遮光器之繪示性光調變器之一透視圖。基於遮光器之光調變器200(亦稱為遮光器總成200)包含耦合至一致動器204之一遮光器202。致動器204由兩個單獨柔性電極樑致動器205(「致動器205」)形成。遮光器202之一側耦合至致動器205。在實質上平行於一表面203之一平面運動中，致動器205使遮光器202於表面203上橫向移動。遮光器202之相對側耦合至提供與由致動器204施加之力相反之一恢復力之一彈簧 207。
各致動器205包含將遮光器202連接至一負載固定器208之一柔性負載樑206。負載固定器208與柔性負載樑206一起充當機械支撐件以使遮光器202保持懸置於表面203接近處。負載固定器208將柔性負載樑206及遮光器202實體連接至表面203，且將負載樑206電連接至一偏壓電壓(在一些例項中，連接至接地)。
各致動器205亦包含經定位以相鄰於各負載樑206之一柔性驅動樑216。驅動樑216之一端耦合至在驅動樑216之間共用之一驅動樑固定器218。各驅動樑216之另一端可自由移動。各驅動樑216經彎曲使得其最靠近於驅動樑216之自由端附近之負載樑206及負載樑206之固定端。
表面203包含用於允許光穿過之一或多個孔徑211。若遮光器總成200形成於(例如)由矽製成之一不透明基板上，則表面203為該基板之一表面，且藉由蝕刻一陣列之孔穿過該基板而形成孔徑211。若遮光器總成200形成於(例如)由玻璃或塑膠製成之一透明基板上，則表面203為沈積於該基板上之一光阻斷層之一表面，且藉由將表面203蝕刻成一陣列之孔211而形成孔徑。孔徑211可大體上呈圓形、橢圓形、多邊形、盤旋形或不規則形狀。
在操作中，併入光調變器200之一顯示裝置經由驅動樑固定器218而將一電位施加至驅動樑216。可將一第二電位施加至負載樑206。驅動樑216與負載樑206之間之所得電位差將驅動樑216之自由端拉向負載樑206之固定端，且將負載樑206之遮光器端拉向驅動樑216之固定端，藉此將遮光器202橫向地驅動向驅動固定器218。柔性部件206充當彈簧，使得當移除橫跨樑206及216之電壓時，負載樑206將遮光器202回推至其初始位置中以釋放儲存於負載樑206中之應力。
遮光器總成200(亦稱為一彈性遮光器總成)併入一被動恢復力(諸 如一彈力)以在已移除電壓之後使一遮光器返回至其靜止或鬆弛位置。諸多彈性恢復機構及各種靜電耦合件可被設計成靜電致動器或可與靜電致動器結合，遮光器總成200中所繪示之柔性樑僅為一實例。
據說，彈性遮光器總成內之致動器205在一封閉或致動位置與一鬆弛位置之間操作。然而，設計者可選擇放置孔徑211，使得每當致動器205處於其鬆弛位置時，遮光器總成200處於「敞開」狀態(即，使光穿過)或處於「封閉」狀態(即，使光受阻)。出於繪示目的，下文中假定：本文所描述之彈性遮光器總成經設計以在其等之鬆弛狀態中敞開。
在諸多情況中，可將一組之兩個致動器(「敞開」致動器及「封閉」致動器)提供為一遮光器總成之部分，使得控制電子器件能夠將遮光器靜電地驅動至敞開狀態及封閉狀態之各者中。
在替代實施方案中，顯示裝置100包含除基於遮光器之橫向光調變器(諸如上文所描述之遮光器總成200)之外之光調變器。例如，圖2B係適合於併入至圖1A之顯示裝置中之一基於捲簾之光調變器之一橫截面圖。一基於捲起致動器之光調變器包含一可移動電極，其經安置以與一固定電極相對且經偏壓以沿一垂直方向移動以在施加一電場之後產生一遮光器。在一些實施方案中，光調變器220包含：一平面電極226，其安置於一基板228與一絕緣層224之間；及一可移動電極222，其具有附接至絕緣層224之一固定端230。若無任何施加電壓，則可移動電極222之一可移動端232朝向固定端230自由捲起以產生一捲起狀態。在電極222與226之間施加電壓導致可移動電極222展開且平鋪於絕緣層224上，藉此其充當阻斷光行進穿過基板228之一遮光器。在移除電壓之後，可移動電極222經由一彈性恢復力而返回至該捲起狀態。可藉由製造待包含一各向異性應力狀態之可移動電極222而達成朝向一捲起狀態之偏壓。
圖2C係適合於併入至圖1A之顯示裝置中之一基於光分接器之光調變器之一橫截面圖。一光分接器根據受仰全內反射之一原理而工作。即，將光252引入至一光導254中，其中在無干涉之情況下，光252多半無法透過光導254之前表面或後表面而自光導254射出(歸因於全內反射)。光分接器250包含一分接器元件256，其具有一足夠高之折射率，使得回應於分接器元件256接觸光導254，照射於相鄰於分接器元件256之光導254之表面上之光252透過分接器元件256而自光導254朝向一觀看者射出，藉此促成一影像之形成。
在一些組態中，分接器元件256形成為撓性透明材料之樑258之部分。電極260塗覆樑258之一側之部分。相對電極260安置於光導254上。可藉由橫跨電極260施加一電壓而控制分接器元件256相對於光導254之位置以自光導254選擇性提取光252。
圖2D係適合於併入至圖1A之顯示裝置之一替代實施方案中之一基於電濕潤之光調變器之一橫截面圖。光調變陣列270包含形成於一光學腔274上之複數個基於電濕潤之光調變胞272a至272d(大體上稱為「胞272」)。光調變陣列270亦包含對應於胞272之一組彩色濾光器276。
各胞272包含一層水(或其他透明導電或極性流體)278、一層光吸收油280、一透明電極282(例如由氧化銦錫製成)及定位於光吸收油層280與透明電極282之間之一絕緣層284。
為提高切換速度，電濕潤顯示器中之兩種液體組分278及280之至少一者應具有一低黏度，視情況小於70厘泊或甚至小於10厘泊。若兩種液體組分之至少一者包含具有小於4000克/莫耳或更特定言之小於400克/莫耳之分子量之材料，則可促成更低黏度。適合之低黏度流體包含水、酒精、氟化聚矽氧油、聚二甲基矽氧烷、六甲基二矽氧烷、八甲基三矽氧烷、辛烷及二乙苯。
適合工作流體包含(但不限於)去離子水、甲醇、乙醇及其他酒精、石蠟、烯烴、醚、聚矽氧油、氟化聚矽氧油或其他天然或合成溶劑或潤滑劑。有用工作流體可為聚二甲基矽氧烷(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(諸如己基五甲基二矽氧烷)、或烷烴(諸如辛烷或癸烷)、或硝基烷(諸如硝基甲烷)、或芳族化合物(諸如甲苯或二乙苯)、或酮(諸如丁酮或甲基異丁酮)、或氯碳化合物(諸如氯苯)、或含氯氟烴(諸如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯)、或乙酸丁酯或二甲基甲醯胺。可將該等油與染料混合以增加具有特定色彩(諸如青色、洋紅色及黃色)或在一更廣光譜內之光吸收以產生一黑墨。
對於諸多實施方案，併入上述流體之一混合物係有利的。例如，烷烴之混合物或聚二甲基矽氧烷之混合物可為有用的，其中混合物包含具有一分子量範圍之分子。亦可藉由混合來自不同族之流體或具有不同性質之流體而使性質最佳化。例如，六甲基二矽氧烷之表面濕潤性質可與丁酮之低黏度組合以產生一改良流體。
光調變陣列270亦包含一光導288及將光294注入至光導288中之一或多個光源292。在光導之後表面(接近於一前置反射層290)上形成一系列光重導引器291。光重導引器291可為漫反射體或鏡面反射體。調變陣列270包含被圖案化成一系列孔徑(一孔徑用於胞272之各者)之一孔徑層286以容許光線294穿過胞272且朝向觀看者。
在一些組態中，孔徑層286包含一光吸收材料以阻斷除穿過圖案化孔徑之外之光之穿過。在另一實施方案中，孔徑層286包含將未穿過表面孔徑之光反向反射向光導288之後面之一反射材料。在返回至光導之後，可由前置反射層290使該反射光進一步再循環。
在操作中，將一電壓施加至一胞之電極282導致該胞中之光吸收油280移動至胞272之一部分中或收集於胞272之一部分中。因此，光 吸收油280不再阻止光穿過形成於反射孔徑層286中之孔徑(例如參閱胞272b及272c)。接著，在孔徑處自光導288射出之光能夠透過該胞且透過彩色濾光器組276中之一對應彩色(例如紅色、綠色或藍色)濾光器射出以在一影像中形成一彩色像素。當電極282接地時，光吸收油280返回至其先前位置(如同胞272a)且覆蓋反射孔徑層286中之孔徑以吸收試圖穿過反射孔徑層286之任何光294。
基於捲軸之光調變器220、光分接器250及基於電濕潤之光調變陣列270並非為適合於包含於本文所描述之各種實施方案中之MEMS光調變器之僅有實例。應瞭解，可存在其他MEMS光調變器且可將該等MEMS光調變器有效地併入至本文所描述之實施方案中。
圖3A係適合於控制併入至圖1A之顯示裝置中之光調變器之一控制矩陣之一示意圖。圖3B係連接至圖3A之控制矩陣之基於遮光器之光調變器之一實例性陣列之一透視圖。控制矩陣300可定址一陣列之像素320(「陣列320」)。各像素301包含受控於一致動器303之一彈性遮光器總成302，諸如圖2A之遮光器總成200。各像素亦包含一孔徑層322，其包含孔徑324。
控制矩陣300可被製造為其上形成遮光器總成302之一基板304之表面上之一漫射或薄膜沈積電路。控制矩陣300可包含用於控制矩陣300中之各列像素301之一掃描線互連件306及用於控制矩陣300中之各行像素301之一資料互連件308。各掃描線互連件306將一允寫電壓源307電連接至一對應像素列301中之像素301。各資料互連件308將一資料電壓源(「Vd源」)309電連接至一對應像素行301中之像素301。在控制矩陣300中，資料電壓Vd提供致動遮光器總成302所需之能量之大部分。因此，資料電壓源309亦充當一致動電壓源。
參考圖3A及圖3B，對於像素陣列320中之各像素301或各遮光器總成302，控制矩陣300包含一電晶體310及一電容器312。各電晶體 310之閘極電連接至其中定位像素301之陣列320中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。各遮光器總成302之致動器303包含兩個電極。各電晶體310之汲極並聯地電連接至對應電容器312之一電極及對應致動器303之該等電極之一者。電容器312之另一電極及遮光器總成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-金屬夾層式切換元件替換電晶體310。
在操作中，為形成一影像，控制矩陣300藉由將Vwe依序施加至各掃描線互連件306而允許一序列中之陣列320中之各列被寫入。對於一允寫列，將Vwe施加至該列中之像素301之電晶體310之閘極容許電流透過電晶體310而流動通過資料互連件308以將一電位施加至遮光器總成302之致動器303。當該列被允許寫入時，將資料電壓Vd選擇性施加至資料互連件308。在提供類比灰階之實施方案中，相對於定位於允寫掃描線互連件306與資料互連件308之交叉點處之像素301之所要亮度而變動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，資料電壓經選擇以作為一相對較低量值之電壓(即，近似接地之一電壓)或滿足或超過Vat(致動臨限電壓)。回應於將Vat施加至一資料互連件308，對應遮光器總成302中之致動器303致動以使該遮光器總成302中之遮光器敞開。甚至在控制矩陣300停止將Vwe施加至一列之後，施加至資料互連件308之電壓仍儲存於像素301之電容器312中。因此，無需等待且無需為了致動遮光器總成302而使一列上之電壓Vwe保持足夠長時間；此致動可在已自該列移除允寫電壓之後進行。電容器312亦用作為陣列320內之記憶體元件以儲存致動指令長達一影像圖框之照明所需之時期。
陣列320之像素301及控制矩陣300形成於一基板304上。陣列包含安置於基板304上之一孔徑層322，其包含用於陣列320中之各自像 素301之一組孔徑324。孔徑324與各像素中之遮光器總成302對準。在一些實施方案中，基板304由一透明材料(諸如玻璃或塑膠)或使可見光譜內之光穿過之某一其他材料製成。在另一實施方案中，基板304由一不透明材料製成，但在基板304中蝕刻孔以形成孔徑324。
在相同基板上在與控制矩陣300相同之時間或在隨後處理步驟中處理遮光器總成302之組件。使用與液晶顯示器之薄膜電晶體陣列之製造一樣之諸多薄膜技術來製造控制矩陣300中之電組件。使用類似於微機械加工技術或來自微機械(即，MEMS)器件之製造之技術來製造遮光器總成。例如，可由非晶矽薄膜(由一化學氣相沈積程序沈積)形成遮光器總成302。
可將遮光器總成302與致動器303一起製成雙穩態。即，遮光器可存在於至少兩個平衡位置(例如敞開或封閉)中，且需要很少或無需電力來使其等保持處於任一位置。更特定言之，遮光器總成302可為機械雙穩態的。一旦將遮光器總成302之遮光器設定於適當位置中，則無需電能或保持電壓來維持該位置。遮光器總成302之實體元件上之機械應力可使遮光器保持處於適當位置。
亦可將遮光器總成302與致動器303一起製成電雙穩態。在一電雙穩態遮光器總成中，存在低於遮光器總成之致動電壓之一電壓範圍，若將該電壓範圍施加至一封閉致動器(且遮光器為敞開或封閉)，則即使對該遮光器施加一相反力，但該電壓範圍仍使該致動器保持封閉且使該遮光器保持處於適當位置。可由一彈簧(諸如基於遮光器之光調變器200中之彈簧207)施加該相反力，或可由一相對致動器(諸如一「敞開」或「封閉」致動器)施加該相反力。
光調變器陣列320被描繪為每像素具有一單一MEMS光調變器。其他實施方案係可能的，其中各像素中提供多個MEMS光調變器，藉此在各像素中提供不僅為「接通」或「切斷」之二元光學狀態之可能 性。分編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孔徑324具有不相等面積。
在一些其他實施方案中，可用一基於捲軸之光調變器、一基於光分接器或電濕潤之光調變陣列以及基於MEMS之其他光調變器取代光調變器陣列320內之遮光器總成302。
圖4A及圖4B分別係處於敞開狀態及封閉狀態之一實例性雙致動遮光器總成之平面圖。光調變器400為一雙致動器遮光器總成之一實例，且在圖4A中展示為處於一敞開狀態。圖4B係處於一封閉狀態之雙致動器遮光器總成400之一視圖。與遮光器總成200相比，遮光器總成400包含一遮光器406之任一側上之致動器402及404。獨立地控制各致動器402及404。一第一致動器(一遮光器敞開致動器)402用以使遮光器406敞開。一第二相對致動器(遮光器封閉致動器404)用以使遮光器406封閉。致動器402及404兩者為柔性樑電極致動器。致動器402及404藉由實質上在平行於一孔徑層407(其上懸置遮光器)之一平面中驅動遮光器406而使遮光器406敞開及封閉。由附接至致動器402及404之固定器408使遮光器406懸置於孔徑層407上方之一短距離處。包含沿遮光器406之移動軸附接至遮光器406之兩端之支撐件減少遮光器406之平面外運動且使運動實質上局限於平行於基板之一平面。藉由與圖3A之控制矩陣300類比，適合於與遮光器總成400一起使用之一控制矩陣可包含用於相對之遮光器敞開致動器402及遮光器封閉致動器404之各者之一電晶體及一電容器。
遮光器406包含可使光穿過之兩個遮光器孔徑412。孔徑層407包含一組之三個孔徑409。在圖4A中，遮光器總成400處於敞開狀態，且因而已致動遮光器敞開致動器402，遮光器封閉致動器404處於其鬆弛位置，且孔徑412與409之中心線重合。在圖4B中，已將遮光器總 成400移動至封閉狀態，且遮光器敞開致動器402因而處於其鬆弛位置，已致動遮光器封閉致動器404，且遮光器406之光阻斷部分此時處於適當位置以阻斷光傳輸穿過孔徑409(展示為虛線)。
各孔徑具有圍繞其周邊之至少一邊緣。例如，矩形孔徑409具有四個邊緣。在其中於孔徑層407中形成圓形、橢圓形、卵形或其他曲形孔徑之一些實施方案中，各孔徑可僅具有一單一邊緣。在一些其他實施方案中，孔徑無需分離或不相交(自數學角度看)，而是可代以被連接。即，儘管孔徑之部分或塑形區段可維持針對各遮光器之一對應，然此等區段之若干者可經連接使得孔徑之一單一連續參數由多個遮光器共用。
為容許具有各種出射角之光穿過處於敞開狀態之孔徑412及409，給遮光器孔徑412提供大於孔徑層407中之孔徑409之一對應寬度或大小之一寬度或大小係有利的。為在封閉狀態中有效地阻斷光射出，遮光器406之光阻斷部分可經配置以與孔徑409重疊。圖4B展示遮光器406中之光阻斷部分之邊緣與形成於孔徑層407中之孔徑409之一邊緣之間之一預定重疊416。
靜電致動器402及404經設計使得其等之電壓位移行為將一雙穩態特性提供至遮光器總成400。對於遮光器敞開致動器及遮光器封閉致動之各者，存在低於致動電壓之一電壓範圍，若在致動器處於封閉狀態(且遮光器為敞開或封閉)時施加該電壓範圍，則即使在將一致動電壓施加至相對致動器之後，該電壓範圍仍使該致動器保持封閉且使遮光器處於適當位置。將使一遮光器之位置維持抵抗此一相反力所需之最小電壓稱為一維持電壓Vm。
圖5係一基於遮光器之實例性顯示裝置之一橫截面圖。各遮光器總成併入一遮光器503及一固定器505。圖中未展示柔性樑致動器，其在連接於固定器505與遮光器503之間時有助於使遮光器懸置於表面上 方之一短距離處。遮光器總成502安置於一透明基板504上，且可由塑膠或玻璃製成。安置於基板504上之一後置反射層(反射膜)506界定位於遮光器總成502之遮光器503之封閉位置下方之複數個表面孔徑508。反射膜506將未穿過表面孔徑508之光反向反射向顯示裝置500之後面。反射孔徑層506可為一細粒金屬膜，且不具有以薄膜方式藉由包含濺鍍、蒸鍍、離子電鍍、雷射燒蝕或化學氣相沈積之諸多氣相沈積技術而形成之包含物。在另一實施方案中，後置反射層506可由一鏡面(諸如一介電鏡面)形成。一介電鏡面被製造為在高折射率及低折射率之材料之間交替之介電薄膜之一堆疊。使遮光器503與反射膜506分離之垂直間隙(遮光器在其內自由移動)係在約0.5微米至約10微米之範圍內。在封閉狀態中，該垂直間隙之量值可小於遮光器503之邊緣與孔徑508之邊緣之間之橫向重疊，諸如圖4B中所展示之重疊416。
顯示裝置500包含使基板504與一平面光導516分離之一可選漫射體512及/或一可選亮度增強膜514。光導包含一透明(即，玻璃或塑膠)材料。由一或多個光源518照亮光導516以形成一背光。光源518可為(例如(但不限於))白熾燈、螢光燈、雷射或發光二極體(LED)。一反射體519有助於將光自燈518導引向光導516。一前置反射膜520安置於背光516後方以將光反射向遮光器總成502。將使未穿過遮光器總成502之一者之光線(諸如來自背光之光線521)返回至背光且自膜520再次反射。以此方式，可使無法離開顯示器以在第一通道上形成一影像之光再循環且用於透射穿過遮光器總成陣列502中之其他敞開孔徑。已展示此光再循環以提高顯示器之照明效率。
光導516包含將光自燈518重新導引向孔徑508且因此導引向顯示器之前面之一組幾何光重導引器或稜鏡517。可將光重導引器模製成具有或可為三角形、梯形或曲形橫截面之形狀之光導516之塑膠主體。稜鏡517之密度大體上隨與燈518之距離而增大。
在替代實施方案中，孔徑層506可由一光吸收材料製成，且遮光器503之表面可塗覆有一光吸收材料或一光反射材料。在一些實施方案中，孔徑層506可直接沈積於光導516之表面上。在一些其他實施方案中，孔徑層506無需安置於相同於遮光器503及固定器505之基板上(參閱下文所描述之MEMS下置式(MEMS-down)組態)。
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。藉由依足以使人腦將不同彩色影像平均成一單一多色彩影像之一速率用不同色彩之燈依序照亮影像而形成一彩色影像。使用遮光器總成502之陣列來形成各種特定色彩之影像。在另一實施方案中，光源518包含具有三種以上不同色彩之燈。例如，光源518可具有紅色燈、綠色燈、藍色燈及白色燈或紅色燈、綠色燈、藍色燈及黃色燈。
一蓋板522形成顯示裝置500之前面。蓋板522之後側可覆蓋有一黑色基質524以增加對比度。在替代實施方案中，蓋板包含彩色濾光器，例如對應於遮光器總成502之不同者之不同紅色濾光器、綠色濾光器及藍色濾光器。蓋板522經支撐以與遮光器總成502相距一預定距離以形成一空腔526。由機械支撐件或間隔件527及/或由將蓋板522附接至基板504之一黏著密封件528維持空腔526。
一工作流體530安置於空腔526中，且黏著密封件528密封工作流體530。工作流體530經設計以具有可低於約10厘泊之黏度且具有可高於約2.0之相對介電常數，且介電崩潰強度高於約104V/cm。工作流體530亦可充當一潤滑劑。在一些實施方案中，工作流體530為具有一高度表面濕潤能力之一疏水性流體。在一些其他實施方案中，工作流體530具有大於或小於基板504之折射率之一折射率。
當基於MEMS之顯示器總成包含用於工作流體530之一液體時，該液體至少部分地環繞基於MEMS之光調變器之移動部件。為減小致 動電壓，該液體具有可低於70厘泊或甚至低於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。適合工作流體530包含(但不限於)去離子水、甲醇、乙醇及其他酒精、石蠟、烯烴、醚、聚矽氧油、氟化聚矽氧油、或其他天然或合成溶劑或潤滑劑、或上文所討論之低黏度流體之任何者。對於諸多實施方案，併入上述流體之一混合物係有利的。
在一些實施方案中，一金屬片或模製塑膠總成支架532使蓋板522、基板504、背光516及其他組件部件圍繞邊緣保持在一起。用螺釘或齒紋突片緊固總成支架532以使組合顯示裝置500之剛性增強。在一些實施方案中，由一環氧灌注化合物將光源518模製於適當位置。反射體536有助於使自光導516之邊緣射出之光返回至光導。圖5中未展示將控制信號及電力提供至遮光器總成502及燈518之電互連件。
在一些其他實施方案中，可用一基於捲軸之光調變器、一基於光分接器或電濕潤之光調變陣列以及基於MEMS之其他光調變器取代顯示器總成500內之遮光器總成502。
顯示裝置500被稱為MEMS上置式(MEMS-up)組態，其中基於MEMS之光調變器形成於基板504之一前表面(即，面向觀看者之表面)上。遮光器總成502直接建置於反射孔徑層506之頂部上。在一替代實施方案(稱為MEMS下置式組態)中，遮光器總成安置於與其上形成反射孔徑層之基板分離之一基板上。其上形成反射孔徑層之基板(其界定複數個孔徑)在本文中被稱為孔徑板。在MEMS下置式組態中，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，背向觀看者且面向背光516之表面)上。藉此，基於MEMS之光調變器直接定位於反射孔徑層相對處且自反射孔徑層橫跨一間隙。可由連接孔徑 板及基板(其上形成MEMS調變器)之一系列間隔柱維持該間隙。在一些實施方案中，該等間隔件安置於陣列之各像素內或陣列中之各像素之間。使MEMS光調變器與其等之對應孔徑分離之該間隙或距離可小於10微米，或可為小於遮光器與孔徑之間之重疊(諸如重疊416)之一距離。
本發明提供系統及方法以藉由在流體填充端口附近包含一過濾器而在一流體填充程序期間減少非流體粒子進入一顯示器或其他微流體器件。在一實例中，一顯示器包含接合在一起之一基板及一平板，且在填充端口處將流體注入至該基板與該平板之間之一空腔中。多個過濾器元件可定位於該基板及該平板之一或兩者上之填充端口附近。在一些實施方案中，該等過濾器元件可一體地形成於填充端口附近。該等過濾器元件抑制或阻止碎屑以減少進入容納機電系統(EMS)或液晶之顯示器之主要區段的非流體粒子之數目。
圖6描繪包含一密封件及一流體填充端口之一實例性顯示器。非流體粒子606可存在於顯示器600之邊緣周圍，或僅存在於顯示器之密封件外部。非流體粒子606為碎屑，且可包含在切割、研磨或按尺寸切割玻璃顯示器時所產生之玻璃粒子碎屑。非流體粒子可包含來自顯示器600之部件之一般處置之碎屑或來自周圍環境之碎屑。另外，一些非流體粒子可存在於用於填充顯示器之前之流體中。圖6中所描繪之顯示器600之部分具有一填充端口604，然而，顯示器600可具有一個以上填充端口，且所使用之填充端口之數目、大小及位置將根據顯示器600之填充程序及特性而變動。如圖6中所展示，當在注油端口604處將流體608引入至顯示器中時，亦可將一些非流體粒子606引入至顯示器中。
在一些實施方案中，顯示器600包含一基板及一平板，諸如一玻璃或塑膠板。該基板可包含一或多個EMS組件。該等EMS組件可包含 一或多個MEMS組件。在一些實施方案中，EMS組件為MEMS遮光器總成，諸如圖3中所描繪之遮光器總成302。如上文所討論，顯示器600可具有數百或數千個遮光器總成302或其他EMS組件，且此等EMS組件可在一密封及流體填充環境內操作。可(例如)藉由機械加工或蝕刻基板以添加或移除材料而在基板上一體地形成該等EMS組件，藉此形成EMS組件。在另一實施方案中，EMS組件駐留於基板上。EMS組件之實例包含遮光器、捲起遮光器、光分接器調變器、鏡面及其他微流體組件。
將基板及平板與密封件602接合在一起，藉此在基板與平板之間界定一空腔。在各種實施方案中，該密封件可為一環氧密封件、一環氧樹脂或一玻璃粉材料。另外，該密封件可界定一或多個填充端口孔以容許流體注入至該空腔中。該空腔為基板與平板之間之空間，且由該密封件輪廓化。最初，使該密封件之一小部分敞開以提供流體可透過其而進入該空腔之一端口。在該空腔實質上填滿流體之後，密封該端口以防止流體透過該端口而自該空腔洩漏。用可藉由下列之一或多者而固化之一密封劑來密封該填充端口孔：紫外光；及曝露於小於該空腔中之流體之沸點之一溫度。在一些實施方案中，流體為油。如圖6中所展示，在填充端口孔604處將流體引入至該空腔中。流體可接觸一或多個碎屑粒子606以將碎屑粒子載送至顯示器600中。碎屑粒子606可阻礙MEMS組件且損壞顯示器600。
圖7描繪包含兩種類型之過濾器元件之一過濾器之一實例。圖7中所展示之顯示器700之部分包含一密封件702、一填充端口704、及第一過濾器元件710及第二過濾器元件712。在填充端口704處將流體708注入至顯示器中。將過濾器定位於顯示器內之填充端口704附近以在非流體粒子706進入顯示器700時且在非流體粒子706到達顯示器700之主體內之EMS組件之前抑制非流體粒子706。在一些實施方案中， 過濾器可包含一或多個過濾器元件，諸如柱、行、凸塊或其他突出部。該等過濾器元件一體地形成於顯示器之基板及平板之至少一者上，且可由相同於基板或平板之材料形成。該等過濾器元件可包含孔徑板間隔件或凸塊及MEMS定位區域。在一實例中，第一過濾器元件710為孔徑板間隔件且第二過濾器元件712為定位區域。定位區域可塗覆有一樑層，其類似於用於塗覆顯示器之作用區域中之定位區域的樑層。可同時建置用於過濾器且位於顯示器之作用區域中之定位區域。該等過濾器元件可由具有良好黏著性之材料建構。在各種實施方案中，該等過濾器元件可由玻璃、矽、包含光聚合物、矽、矽酸鹽、矽酸鹽玻璃或另一類型之玻璃之一材料形成。
在一些替代實施方案中，過濾器完全或實質上完全地一體形成於基板上，且第一過濾器元件及第二過濾器元件由一光可界定光聚合物形成。在一些實施方案中，第一過濾器元件710由相同於第二過濾器元件712之材料形成，且在其他實施方案中，第一過濾器元件由不同於第二過濾器元件之一材料形成。可以相同於平板上之過濾器元件之方式形成基板上之過濾器元件。在一些實施方案中，第一過濾器元件及第二過濾器元件之一或多者為樑層囊封模製光阻劑，且根據一特徵，經囊封之過濾器元件不會在釋放期間灰除(ash away)。灰化為用於移除或灰除某些有機材料之電漿程序之術語。釋放為移除犧牲聚合物層以留下MEMS結構。在一些實施方案中，若聚合物層完全塗覆有不會灰化之一樑層或某一材料，則其將保持囊封且使結構之機械強度增強。在一些實施方案中，第一過濾器元件及第二過濾器元件以不同方式由材料之一組合形成。
在一些實施方案中，當將流體注入至顯示器中時，非流體粒子可附著至過濾器元件710及712以減少到達顯示器700之主體內之EMS組件的非流體粒子706之數目。在另一實施方案中，過濾器元件形成 一障壁以使非流體粒子因過大而無法通過過濾器元件710與712之間之間隙，且抑制非流體粒子通過過濾器而至顯示器中。
過濾器包含第一過濾器元件710及第二過濾器元件712。第一過濾器元件710及第二過濾器元件712可為間隔件。第一過濾器元件710及第二過濾器元件712安置成環繞顯示器中之填充端口704之一圖案。第一過濾器元件710安置於第二過濾器元件712內，更靠近於填充端口704。在一些實施方案中，第一過濾器元件710形成於顯示器700之基板上，且自基板延伸至顯示器700之平板。在一些實施方案中，第一過濾器元件710可一體地形成於基板上。在其他實施方案中，第一過濾器元件710形成於平板上且自平板延伸至基板。在一些實施方案中，第一過濾器元件710可一體地形成於平板上。在一些實施方案中，第一過濾器元件710自基板延伸一距離但不鄰接平板，或自平板延伸一距離但不鄰接基板。第一過濾器元件710之間之第一間隙714容許流體在第一過濾器元件710之間通過。然而，阻止非流體粒子706在第一過濾器元件710之間通過。在一些實施方案中，第一間隙714小於約1微米寬。根據一特徵，一旦由一第一過濾器元件710或一第二過濾器元件712抑制一非流體粒子，則該粒子實質上永久地保持於第一過濾器元件710或第二過濾器元件712處之適當位置。
第二過濾器元件712經展示以安置於第一過濾器元件710相鄰處，且對可通過間隙714之非流體粒子提供一額外障壁。在一些實施方案中，第二過濾器元件712形成於顯示器700之基板上，且自基板延伸至顯示器700之平板。在一些實施方案中，第二過濾器元件712可一體地形成於基板上。在一些其他實施方案中，第二過濾器元件712形成於平板上且自平板延伸至基板。在一些實施方案中，第二過濾器元件712可一體地形成於平板上。在一些實施方案中，第二過濾器元件712自基板延伸一距離但不鄰接平板，或自平板延伸一距離但不鄰接 基板。第二過濾器元件712之間之第二間隙716容許流體在第二過濾器元件712之間通過。然而，抑制非流體粒子706在第二過濾器元件712之間通過。在一些實施方案中，第二間隙716小於約5微米、4微米、3微米、2微米或1微米寬。
在一些實施方案中，第一過濾器元件710形成於基板上，且第二過濾器元件712形成於平板上。在一些實施方案中，第一過濾器元件710一體地形成於基板上，且第二過濾器元件712一體地形成於平板上。在一些實施方案中，平板為孔徑板。第一過濾器元件710及第二過濾器元件712可延伸空腔之深度以鄰接顯示器之相對側(即，基板或平板)，或其等可僅朝向顯示器之相對側延伸距離之部分。可在第一過濾器元件與第二過濾器元件之間存在一空間或間隙。在一些實施方案中，該間隙至多為約1微米。在另一實施方案中，第一過濾器元件710形成於平板上，且第二過濾器元件712形成於基板上。在一些實施方案中，第一過濾器元件710一體地形成於平板上，且第二過濾器元件712一體地形成於基板上。
如圖7中所展示，第一過濾器元件710呈圓柱形且第二過濾器元件712實質上呈矩形。在各種實施方案中，第一過濾器元件710及第二過濾器元件712之一或多者可呈卵形、立方形、三角形、棱錐形、圓柱形、矩形或任何其他形狀。在一些實施方案中，第一過濾器元件710及第二過濾器元件712之一或多者可具有多個邊以導致具有一多邊形(諸如五邊形、六邊形、七邊形或八邊形)形狀之俯視圖。在一些實施方案中，第一過濾器元件710之一或多者具有不同於其他第一過濾器元件710之一形狀，且第一過濾器元件710之各者可具有一不同形狀。在一些實施方案中，第二過濾器元件712之一或多者具有不同於其他第二過濾器元件712之一形狀，且第二過濾器元件712之各者可具有一不同形狀。
圖8A描繪包含兩種類型之過濾器元件之一過濾器之一實例。圖8A中所展示之一顯示器800之部分包含一密封件802、一填充端口804、及第一過濾器元件810及第二過濾器元件812。在填充端口804處將流體808注入至顯示器中。將過濾器定位於顯示器內之填充端口804附近以在非流體粒子806進入顯示器800時且在非流體粒子806到達顯示器800之主體內之機電組件之前阻止或抑制非流體粒子806。
圖8B係實例性過濾器元件及一碎屑粒子之一橫截面圖。第二過濾器元件812堆疊於第一過濾器元件810之頂部上。在一些實施方案中，第一過濾器元件810形成於基板上，且第二過濾器元件812形成於平板上。在一些實施方案中，一體地形成第一過濾器元件810及第二過濾器元件812之一或兩者。當將基板與平板接合在一起時，第一過濾器元件810與第二過濾器元件812對準以形成過濾器柱。在一些其他實施方案中，第一過濾器元件810形成於平板上且第二過濾器元件812形成於平板上。在一些實施方案中，第一過濾器元件810及第二過濾器元件812之一或兩者一體地形成於平板上。在一些實施方案中，在基板上光界定過濾器之能力受限於可用光微影方法達成之最小線寬度。例如，過濾器元件為約3微米寬，然而，如一般技術者將輕易理解，過濾器元件之寬度可基於設計參數而變動。
第一過濾器元件810之間之第一間隙814容許流體在第一過濾器元件810之間通過。然而，抑制非流體粒子806在第一過濾器元件810之間通過。在各種實施方案中，第一間隙810可為約1微米寬，且第一間隙810可小於約1微米寬。第二過濾器元件812之間之第二間隙816容許流體在第二過濾器元件812之間通過。第二間隙816可經間隔以抑制非流體粒子816在第二過濾器元件812之間通過。例如，第二間隙816可為約1微米寬，或第二間隙816可小於約1微米寬。根據一特徵，一旦由一第一過濾器元件810或一第二過濾器元件812抑制一非流體粒 子，則該粒子實質上永久地保持於第一過濾器元件810或第二過濾器元件812處之適當位置。
如圖8A及圖8B中所展示，第一過濾器元件810呈圓柱形且具有大於第二過濾器元件812之一直徑或寬度。第二過濾器元件812實質上呈矩形且具有小於第一過濾器元件810之一寬度。在一些實施方案中，如圖8B中所展示，藉由將一更小第二過濾器元件812定位於一更大第一過濾器元件810上而產生一角隅818及一擱架820。角隅818及擱架820為可在抑制非流體粒子進入顯示器之主體時使該等粒子保持於其中之適當位置之空間。根據其他實施方案，第一過濾器元件810及第二過濾器元件812可具有任何其他形狀，如上文相對於圖7之第一過濾器元件710及第二過濾器元件712所描述。在一些實施方案中，第一過濾器元件810可小於第二過濾器元件812。
圖9A描繪具有弓形過濾器元件之一過濾器之一實例。圖9A中所展示之顯示器900之部分具有包含第一過濾器元件910a、第二過濾器元件912a、第三過濾器元件910b及第四過濾器元件912b之一過濾器。顯示器900包含一密封件902及一填充端口904。在填充端口904處將流體908注入至顯示器中。將過濾器定位於顯示器內之填充端口904附近以在非流體粒子進入顯示器900時，在該等非流體粒子到達顯示器900之主體內之機電組件之前抑制該等非流體粒子。如圖9A中所展示，第一過濾器元件910a、第二過濾器元件912a、第三過濾器元件910b及第四過濾器元件912b呈弓形，且形成以填充端口904為中心之同心半圓。弓形半圓形過濾器元件910a、912a、910b及912b之各者形成平板及基板之一者上之一壁。同心半圓形過濾器元件910a、912a、910b及912b橫向相鄰。第一過濾器元件910a、第二過濾器元件912a、第三過濾器元件910b及第四過濾器元件912b朝向相對顯示器表面(即，基板或平板)延伸但不鄰接相對表面以留下使流體通過過濾器之空間。在 一些實施方案中，第一過濾器元件910a及第三過濾器元件910b形成於基板上，且第二過濾器元件912a及第四過濾器元件912b形成於平板上。在一些實施方案中，第一過濾器元件910a及第三過濾器元件910b一體地形成於基板上，且第二過濾器元件912a及第四過濾器元件912b一體地形成於平板上。根據另一實施方案，第一過濾器元件910a及第三過濾器元件910b一體地形成於平板上，且第二過濾器元件912a及第四過濾器元件912b一體地形成於基板上。當將基板與平板接合在一起時，第一過濾器元件910a、第二過濾器元件912a、第三過濾器元件910b及第四過濾器元件912b之各者彼此隔開呈同心半圓。
圖9B係實例性過濾器元件及一碎屑粒子之一橫截面圖。如圖9B中所展示，第一過濾器元件910a及第三過濾器元件910b形成於基板上，且第二過濾器元件912a及第四過濾器元件912b形成於平板上。如圖9B中所展示，過濾器元件910a、912a、910b及912b配置成一交替圖案。特定言之，形成於基板上之第一過濾器元件910a最靠近於填充端口904；接著插入一第一間隙914a且接著第二過濾器元件912a形成於平板上；接著插入一第二間隙914b且接著第三過濾器元件910b形成於基板上；及接著插入一第三間隙914c且第四過濾器元件912b形成於平板上。根據一些實施方案，第一間隙914a、第二間隙914b及第三間隙914c之至少一者為至多約1微米寬。在各種實施方案中，過濾器元件910a、910b、912a及912b具有各種高度。例如，第一過濾器元件910a及第三過濾器元件910b可高於圖9B中所展示之第一過濾器元件910a及第三過濾器元件910b，使得若第一過濾器元件910a、第二過濾器元件912a、第三過濾器元件910b及第四過濾器元件912b未由第一間隙914a、第二間隙914b及第三間隙914c隔開，則第一過濾器元件910a及第三過濾器元件910b將與第二過濾器元件912a及第四過濾器元件912b重疊。在另一實施方案中，第一過濾器元件910a及第三過濾器元件 910b可矮於圖9B中所展示之第一過濾器元件910a及第三過濾器元件910b。在一些實施方案中，第一過濾器元件910a及第三過濾器元件910b具有不同高度。類似地，第二過濾器元件912a及第四過濾器元件912b可高於或矮於圖9B中所展示之第二過濾器元件912a及第四過濾器元件912b，且第二過濾器元件912a可具有不同於第四過濾器元件912b之一高度。
在一些實施方案中，圖9A及圖9B中所展示之過濾器元件之設計可捕集具有約1微米之一尺寸之粒子，此係因為第一間隙914a、第二間隙914b及第三間隙914c可為約1微米或小於約1微米。在各種實施方案中，第一間隙914a、第二間隙914b及第三間隙914c可各具有一不同寬度，且在一實例中，第一間隙914a、第二間隙914b及第三間隙914c之至少一者具有約1微米或小於約1微米之一寬度。間隙914a、914b及914c之寬度可取決於顯示器之組裝精度。
圖9A及圖9B中所展示之過濾器元件910a、910b、912a及912b呈半圓形。然而，在其他實施方案中，過濾器元件910a、910b、912a及912b之一或多者可具有任何其他形狀，諸如任何彎曲弓形、包含一或多個直邊之一多邊形狀、及包含一或多個曲邊之一多邊形狀。在一些實施方案中，過濾器元件910a、910b、912a及912b之一或多者可不接觸密封件902，且可在該密封件與一過濾器元件910a、910b、912a或912b之間存在一小空間。
圖10A描繪形成一通道之一過濾器之一實例。圖10A中所展示之顯示器1000之部分具有呈一通道1014之形式之一過濾器，其包含第一過濾器元件1010a、第二過濾器元件1010b、第三過濾器元件1012a及第四過濾器元件1012b。顯示器1000包含一密封件1002及一填充端口1004。在填充端口1004處將流體1008注入至顯示器中，且流體1008遵循通道1014之路徑進入顯示器1000之主體。過濾器元件1010a、 1010b、1012a及1012b為長形元件或壁。第一過濾器元件1010a橫向相鄰於第二過濾器元件1010b，且第三過濾器元件1012a橫向相鄰於第四過濾器元件1012b，且過濾器元件1010a與1010b及1012a與1012b經隔開以形成通道1014。當非流體粒子1006在填充端口1004處進入顯示器1000時且在非流體粒子1006到達顯示器1000之主體內之機電組件之前，過濾器元件1010a、1010b、1012a及1012b抑制非流體粒子1006。在一些實施方案中，第一過濾器元件1010a及第二過濾器元件1010b一體地形成於基板上，且第三過濾器元件1012a及第四過濾器元件1012b一體地形成於平板上。
如圖所展示，通道1014包含5個L形轉彎以導致若干個角隅。根據一特徵，當流體1008移動通過通道1014時，流體中之非流體粒子1006觸碰通道之側及角隅且附著至過濾器元件1010a、1010b、1012a及1012b。如圖10A中所展示，通道1014中之五個角隅之三者含有非流體粒子1006。根據一特徵，一旦一非流體粒子1006停留於一過濾器元件1010a、1010b、1012a、1012b處時，則非流體粒子1006保持於過濾器元件1010a、1010b、1012a、1012b處之適當位置。儘管通道1014展示五個轉彎，然在其他實施方案中，通道1014可包含任何數目個轉彎。另外，儘管通道1014上之轉彎呈L形(依約90度角轉彎)，然在其他實施方案中，轉彎可形成任何其他角度。例如，轉彎可形成一約45度角，或轉彎可形成一約120度角。在其他實施方案中，轉彎可經修圓，且轉彎可呈弓形。
通道1014具有一寬度1016。寬度1016可小於約3微米、約3微米、約5微米、約10微米或大於約10微米。寬度1016可沿通道之長度變動。
圖10B係實例性過濾器元件及一碎屑粒子之一橫截面圖。如圖10A及圖10B中所展示，第一過濾器元件1010a具有大於第三過濾器元 件1012a之一寬度。在一些實施方案中，藉由將更小第三過濾器元件1012a定位於更大第一過濾器元件1010a上而產生一角隅1018及一擱架1020。角隅1018及擱架1020為其中可停留非流體粒子且使非流體粒子保持於其中之適當位置以防止該等非流體粒子進入顯示器之主體之空間。在一些其他實施方案中，第一過濾器元件1010a及第三過濾器元件1012a可具有其他形狀及大小，且第一過濾器元件1010a及第三過濾器元件1012b可具有彼此不同之大小。例如，第一過濾器元件1010a可小於第三過濾器元件1012a。
在一些實施方案中，藉由調整一過濾器元件之高度而進行之位於基板與平板之間之一過濾器間隙之大小控制可比藉由調整過濾器元件之間之一距離而進行之位於基板與平板之間之一過濾器間隙之大小控制更準確。在一實例中，藉由在環氧樹脂中使用間隔件而控制主密封高度。
圖11A描繪包含兩種類型之過濾器元件之一過濾器之一實例。該等過濾器元件包含第一過濾器元件1112及第二過濾器元件1114。第一過濾器元件1112及第二過濾器元件1114一體地形成於顯示器之基板及平板之至少一者上，且可由相同於基板或平板之材料形成。如圖11A之實例中所展示，第一過濾器元件1112形成一連續過濾器元件。過濾器元件1112及1114定位於密封件1102中之空間周圍，密封件1102保持敞開以作為用於將一流體注入至顯示器中之一流體填充端口。在一實例中，第一過濾器元件1112形成於顯示器之平板上，且第二過濾器元件1114形成於顯示器之基板上。
圖11B係實例性過濾器元件之一橫截面圖。圖11B展示圖11A之第一過濾器元件1112及第二過濾器元件1114，且亦展示密封件1102，密封件1102為圍繞整個顯示器之密封件。如該橫截面圖中所展示，密封件1102具有一第一高度「a」1104。第一過濾器元件1112具有一第二 高度「b1」1106且第二過濾器元件1114具有一第三高度「b2」1108。第一過濾器元件1112與第二過濾器元件1114之間之空間1110為第一高度「a」1104減去第二高度「b1」1106且減去第三高度「b2」1108。在一些實施方案中，第一過濾器元件1112與第二過濾器元件1114之間之空間1110為約1微米，或小於約1微米。根據一應用，密封件1102為一環氧密封件。根據一特徵，可將空間1110之高度控制至1微米之十分之幾。
圖12係用於製造包含一過濾器之一器件之一實例性方法之一流程圖。在區塊1202處，提供一平板。在一些實施方案中，該平板為一顯示器之一玻璃板。在區塊1204處，提供一基板。在一些實施方案中，該基板可為一顯示器之基板。在區塊1206處，在該平板及該基板之至少一者上形成一過濾器。藉由在該基板之表面及該平板之表面之至少一者上提供過濾器元件而形成該過濾器。可與該平板或該基板之形成同時地形成該等過濾器元件。例如，可與在該基板上形成EMS器件相同之時間於該基板上形成過濾器元件。在另一實例中，可與在該平板上形成其他結構相同之時間於該平板上形成過濾器元件。該等過濾器元件可一體地形成於該基板及該平板之一或兩者上。該等過濾器元件經間隔以界定經設定大小以抑制碎屑通過該等過濾器元件之一間隙。在一些實施方案中，該間隙抑制具有約1微米或更大之一寬度或直徑之碎屑。在一些其他實施方案中，該間隙抑制具有小於約1微米之一寬度或尺寸之碎屑。
為形成一流體填充器件，在區塊1208處，方法1200將平板及基板與一密封件接合在一起以形成使平板與基板之間之一空腔敞開之該器件。使敞開之一流體填充端口接近於過濾器。在已於區塊1210處用流體填充該器件之該空腔之後，在區塊1212處密封該流體填充端口。
根據一些實施方案，形成過濾器元件可包含：在基板或平板上 一體地形成多個柱，其可導致類似於圖7或圖8A至圖8B中所展示之過濾器之一過濾器。在一些實施方案中，形成過濾器元件包含：在平板之表面上一體地形成凸塊，其亦可導致類似於圖7或圖8A至圖8B中所展示之過濾器之一過濾器。該等凸塊可接觸基板，且該等凸塊可接觸形成於基板上之一或多個柱。在一些實施方案中，形成該等凸塊包含：形成至少兩個壁以形成具有一轉彎以抵著該兩個壁之至少一者而導引一流體流之一通道，其可導致類似於圖10A至圖10B中所展示之過濾器之一過濾器。
在一些實施方案中，形成過濾器元件包含：在平板上形成一第一壁及在基板上形成一第二壁，使得當將平板與基板接合時，該第一壁及該第二壁經橫向相鄰安置以形成一過濾器，諸如圖9A至圖9B中所展示之過濾器。
根據一些實施方案，圖9A、圖9B及圖10展示其中粒子捕集無關於光微影限制之實施方案。在一些應用中，電性顯示程序中之微影限制為約3微米。圖9A、圖9B、圖10A、圖10B、圖11A及圖11B中之實施方案可經設計以過濾小於約3微米之粒子。根據一應用，圖7、圖8A及圖8B中所展示之實施方案可用於過濾大於約3微米之粒子。基板與平板之對準可用於界定約3微米寬之一間隙。在一些實施方案中，可使用組合圖7、圖8A、圖8B、圖9A、圖9B、圖10A、圖10B、圖11A及圖11B所展示之實施方案之兩者或兩者以上之一過濾器，且該過濾器可經設計以(例如)藉由過濾具有約1微米或大於約1微米之一尺寸之粒子而過濾小於約3微米之粒子。在一些實施方案中，具有變化節距之一系列過濾器元件可用於產生約1微米或小於約1微米之一間隙。在一些實施方案中，間隔件之高度可經調整以產生如圖11B中所展示之一間隙，且可將該間隙之大小控制至1微米之十分之幾。圖11B中所展示之該間隙之大小可小於1微米。在一些實施方案中，聚合物 間隔件可經圖案化以容許具有約1微米、約1.5微米或大於約1.5微米之一寬度之一間隙。在其他實施方案中，基板與平板之對準可用於界定小於1微米寬之一間隙。
上文所描述之顯示器可用於電腦系統、蜂巢式電話、無線器件、電子閱讀器、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、平板電腦或包含一視覺顯示器之任何其他器件中。圖13A及圖13B係適合於與本文所描述之顯示器一起使用之類型之一顯示器件及控制器之實例。特定言之，圖13A及圖13B係繪示可包含如本文所描述之一顯示器之一此類顯示器件1340的系統方塊圖。顯示器件1340可(例如)為一智慧型電話、一蜂巢式電話或一行動電話。然而，顯示器件1340之相同組件或其略微變動亦繪示各種類型之顯示器件，諸如電視、電腦、平板電腦、電子閱讀器、手持式器件及可攜式媒體器件。
顯示器件1340包含一外殼1341、一顯示器1330、一天線1343、一揚聲器1345、一輸入器件1348及一麥克風1346。可由各種製程之任何者(其包含射出模製及真空成形)形成外殼1341。另外，可由各種材料之任何者(其包含(但不限於)塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其等之一組合)製成外殼1341。外殼1341可包含可與具有不同色彩或含有不同標誌、圖片或符號之其他可移除部分互換之可移除部分(圖中未展示)。
如本文所描述，顯示器1330可為各種顯示器之任何者，其包含一雙穩態或類比顯示器。顯示器1330亦可經組態以包含一平板顯示器(諸如電漿、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)或一非平板顯示器(諸如一CRT或其他管器件)。另外，顯示器1330可包含一基於光調變器之顯示器，如本文所描述。
圖13A中示意性繪示顯示器件1340之組件。顯示器件1340包含一外殼1341且可包含至少部分圍封於外殼1341內之額外組件。例如，顯 示器件1340包含一網路介面1327，其包含可耦合至一收發器1347之一天線1343。網路介面1327可為可顯示於顯示器件1340上之影像資料之一來源。據此，網路介面1327為一影像源模組之一實例，但處理器1321及輸入器件1348亦可充當一影像源模組。收發器1347連接至一處理器1321，處理器1321連接至調節硬體1352。調節硬體1352可經組態以調節一信號(諸如過濾或否則操縱一信號)。調節硬體1352可連接至一揚聲器1345及一麥克風1346。處理器1321亦可連接至一輸入器件1348及一驅動器控制器1329。驅動器控制器1329可耦合至一圖框緩衝器1328及一陣列驅動器1322，陣列驅動器1322繼而可耦合至一顯示陣列1330。顯示器件1340中之一或多個元件(其包含圖13A中未特別描繪之元件)可經組態以用作一記憶體器件且經組態以與處理器1321通信。在一些實施方案中，一電源供應器1350可將電力提供至特定顯示器件1340之設計中之實質上所有組件。
網路介面1327包含天線1343及收發器1347，使得顯示器件1340可經由一網路而與一或多個器件通信。網路介面1327亦可具有一些處理能力以減輕(例如)處理器1321之資料處理需求。天線1343可傳輸及接收信號。在一些實施方案中，天線1343根據IEEE 16.11標準(其包含IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(其包含IEEE 802.11a、b、g或n)及其等之進一步實施方案而傳輸及接收RF信號。在一些其他實施方案中，天線1343根據Bluetooth®標準而傳輸及接收RF信號。就一蜂巢式電話而言，天線1343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)、地面中繼無線電(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(LTE)、AMPS或用於在一無線網路(諸如利用3G、4G或5G技術之一系統)內通信之其他已知信號。收發器1347可預處理自天線1343接收之信號，使得該等信號可由處理器1321接收且由處理器1321進一步操縱。收發器1347亦可處理自處理器1321接收之信號，使得該等信號可經由天線1343而自顯示器件1340傳輸。
在一些實施方案中，可由一接收器替換收發器1347。另外，在一些實施方案中，可由可儲存或產生待發送至處理器1321之影像資料之一影像源替換網路介面1327。處理器1321可控制顯示器件1340之總體操作。處理器1321接收資料(諸如來自網路介面1327或一影像源之壓縮影像資料)，且將該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一格式。處理器1321可將經處理資料發送至驅動器控制器1329或發送至用於儲存之圖框緩衝器1328。原始資料通常意指識別一影像內各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。
處理器1321可包含一微控制器、CPU或邏輯單元以控制顯示器件1340之操作。調節硬體1352可包含用於將信號傳輸至揚聲器1345且用於自麥克風1346接收信號之放大器及濾波器。調節硬體1352可為顯示器件1340內之離散組件，或可併入於處理器1321或其他組件內。
驅動器控制器1329可直接自處理器1321或自圖框緩衝器1328獲取由處理器1321產生之原始影像資料，且可重新格式化適合於高速傳輸至陣列驅動器1322之原始影像資料。在一些實施方案中，驅動器控制器1329可將原始影像資料重新格式化成具有一類光柵格式之一資料流，使得其具有適合於橫跨顯示陣列1330之掃描之一時間順序。接著，驅動器控制器1329將經格式化之資訊發送至陣列驅動器1322。儘管一驅動器控制器1329(諸如一LCD控制器)通常作為一獨立積體電路 (IC)與系統處理器1321相關聯，然可以諸多方式實施此等控制器。例如，控制器可嵌入處理器1321中作為硬體，嵌入處理器1321中作為軟體，或與陣列驅動器1322完全整合於硬體中。
陣列驅動器1322可自驅動器控制器1329接收經格式化之資訊且可將視訊資料重新格式化成每秒多次地施加至來自顯示器之x-y矩陣之顯示元件之數百及有時數千(或更多)個引線之一組平行波形。
在一些實施方案中，驅動器控制器1329、陣列驅動器1322及顯示陣列1330適合於本文所描述之任何類型顯示器。例如，驅動器控制器1329可為一習知顯示器控制器或一雙穩態顯示器控制器(諸如一光調變器顯示元件控制器)。另外，陣列驅動器1322可為一習知驅動器或一雙穩態顯示器驅動器(諸如一光調變器顯示元件驅動器)。再者，顯示陣列1330可為一習知顯示陣列或一雙穩態顯示陣列(諸如包含一陣列之光調變器顯示元件之一顯示器)。在一些實施方案中，驅動器控制器1329可與陣列驅動器1322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、手錶或小面積顯示器)中。
在一些實施方案中，輸入器件1348可經組態以容許(例如)一使用者控制顯示器件1340之操作。輸入器件1348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1330整合之一觸敏螢幕或一壓敏或熱敏隔膜。麥克風1346可組態為顯示器件1340之一輸入器件。在一些實施方案中，透過麥克風1346之聲音命令可用於控制顯示器件1340之操作。
電源供應器1350可包含各種能量儲存器件。例如，電源供應器1350可為一可再充電電池，諸如一鎳鎘電池或一鋰離子電池。在使用一可再充電電池之實施方案中，可使用來自(例如)一牆壁插座或一光伏打器件或陣列之電力來給該可再充電電池充電。替代地，可給該可再充電電池無線充電。電源供應器1350亦可為一再生能源、一電容器 或一太陽能電池(其包含一塑膠太陽能電池或一太陽能電池塗料)。電源供應器1350亦可經組態以自一壁式插座接收電力。
在一些實施方案中，控制可程式化性可駐留於可位於電子顯示系統之若干位置中之驅動器控制器1329中。在一些其他實施方案中，控制可程式化性駐留於陣列驅動器1322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文所描述之最佳化。
如本文所使用，涉及一列項清單之「至少一者」之一片語意指該等列項之任何組合，其包含單一成員。作為一實例，「a、b或c之至少一者」意欲涵蓋a、b、c、a及b、a及c、b及c及a、b及c。
結合本文所揭示之實施方案所描述之各種繪示性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。已在功能性方面大體上描述硬體與軟體之可互換性，且已在上文所描述之各種繪示性組件、區塊、模組、電路及步驟中繪示硬體與軟體之可互換性。是否在硬體或軟體中實施此功能性取決於強加於整個系統之特定應用及設計約束。
可用經設計以執行本文所描述之功能之一通用單晶片或多晶片處理器、一數位信號處理器(DSP)、一特定應用積體電壓(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任何組合來實施或執行用於實施結合本文所揭示之態樣而描述之各種繪示性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置。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(諸如一DSP與一微處理器之一組合)、複數個微處理器、與一DSP核心結合之一或多個微處理器、或任何其他此類組態。在一些實施方案中，可由專針對一給定功能之電路執行特定步驟及方法。
在一或多項態樣中，可在硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌 體(其包含本說明書中所揭示之結構及其結構等效物)或其等之任何組合中實施所描述之功能。本說明書中所描述之標的之實施方案亦可實施為編碼於一電腦儲存媒體上以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。
熟習技術者易於明白本發明中所描述之實施方案之各種修改，且可在不背離本發明之精神或範疇之情況下將本文所界定之一般原理應用於其他實施方案。因此，申請專利範圍不意欲受限於本文所展示之實施方案，而是應被給予與本文所揭示之揭示內容、原理及新穎特徵一致之最廣範疇。另外，一般技術者將易於瞭解，術語「上」及「下」有時用於使圖式描述簡易，且指示對應於一適當定向頁上之圖式之定向的相對位置，且無法反映例如所實施之一IMOD顯示元件之適當定向。
亦可在一單一實施方案中組合地實施本說明書之單獨實施方案之內文中所描述之某些特徵。相反地，亦可在多項實施方案中單獨地或以任何適合子組合方式實施一單一實施方案之內文中所描述之各種特徵。再者，儘管特徵可在上文中被描述為作用於某些組合且甚至本身最初被主張，然來自一所主張組合之一或多個特徵可在一些情況中脫離該組合，且該所主張組合可針對一子組合或一子組合之變動。
類似地，儘管圖式中依一特定順序描繪操作，然一般技術者將易於認知，無需依所展示之特定順序或依相繼順序執行此等操作，或執行所有所繪示操作以達成所要結果。此外，圖式可示意性描繪呈一流程圖形式之一或多個實例性程序。然而，可將未描繪之其他操作併入於示意性繪示之該等實例性程序中。例如，可在該等所繪示之操作之任何者之前、在該等所繪示之操作之任何者之後、與該等所繪示之操作之任何者同時地或在該等所繪示之操作之任何者之間執行一或多 個額外操作。在某些狀況中，多重任務處理及平行處理可為有利的。再者，上文所描述之實施方案中之各種系統組件之分離不應被理解為在所有實施方案中需要此分離，且應瞭解，所描述之程式組件及系統可大體上一起整合於一單一軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。另外，其他實施方案落於下列申請專利範圍之範疇內。在一些情況中，申請專利範圍中所列舉之動作可依一不同順序執行且仍達成所要結果。
1200‧‧‧方法
1202‧‧‧區塊
1204‧‧‧區塊
1206‧‧‧區塊
1208‧‧‧區塊
1210‧‧‧區塊
1212‧‧‧區塊

Claims (24)

  1. 一種可填充流體之裝置，其包括：一平板；一基板，其支撐至少一機電系統(EMS)器件，其中該平板及該基板至少部分地界定一作為該EMS器件之外殼之空腔；能接收一流體之至少一端口，其在介於該平板及該基板之間之一位置連接至該空腔；及一過濾器，其安置於該至少一端口與該EMS器件之間，其中：該過濾器包括一或多個形成於該平板上之第一過濾器元件及一或多個形成於該基板上相對應之第二過濾器元件；該一或多個第一過濾器元件每一者皆具有：面向該基板之一第一表面，跨越該第一表面及該平板之間之一或多個第一側壁，及一或多個第一角隅，其由該第一表面及該一或多個第一側壁之交叉點界定；該一或多個第二過濾器元件每一者皆具有：面向該基板之一第二表面，跨越該第二表面及該平板之間之一或多個第二側壁，及一或多個第二角隅，其由該第二表面及該一或多個第二側壁之交叉點界定；及該流體中所載送之非流體粒子可藉由選自由以下所組成之群組中至少一角隅而保持固定(hold in place)：(a)該一或多個第一角隅、(b)該一或多個第二角隅、及(c)該一或多個第一角隅及該 一或多個第二角隅。
  2. 如請求項1之裝置，其中該一或多個第二過濾器元件包含形成於該基板上且經橫向彼此隔開以提供一所界定之間隙之複數個相鄰柱。
  3. 如請求項1之裝置，其中選自由該一或多個第一過濾器元件、該一或多個第二過濾器元件、及該一或多個第一過濾器元件及該一或多個第二過濾器元件所組成之群組中之該等過濾器元件包含一體地形成於該基板之該表面及該平板之該表面之至少一者上以形成一障壁之一部分的間隔件。
  4. 如請求項1之裝置，其中該一或多個第一過濾器元件及該一或多個第二過濾器元件之每一者包含至少兩個壁，該至少兩個壁經隔開以形成經組態抵著該等壁之至少一者而導引該所接收流體之一流之一通道。
  5. 如請求項1之裝置，其中該一或多個第一過濾器元件包含形成於該平板上之一第一壁且該一或多個第二過濾器元件包含形成於該基板上之一第二壁。
  6. 如請求項5之裝置，其中該第一壁及該第二壁形成圍繞該至少一端口而居中定位之同心壁。
  7. 如請求項1之裝置，其中該至少一EMS器件包含一液晶及一微機電系統(MEMS)組件之至少一者。
  8. 如請求項7之裝置，其中該MEMS組件選自由一遮光器、一鏡面及一微流體組件所組成之群組。
  9. 如請求項1之裝置，其中該一或多個第一過濾器元件及該一或多個第二過濾器元件界定具有約至少1微米之一寬度之一間隙。
  10. 如請求項1之裝置，其中該平板及該基板形成一顯示器之至少一部分，該裝置進一步包括： 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。
  11. 如請求項10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；及一控制器，其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。
  12. 如請求項10之裝置，其進一步包括：一影像源模組，其能以將該影像資料發送至該處理器，其中該影像源模組包括選自由一接收器、收發器及傳輸器所組成之群組中之至少一項。
  13. 如請求項10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且將該輸入資料傳達至該處理器。
  14. 一種製造一可填充流體之器件之方法，該方法包括：提供一平板；提供一基板；於該基板上形成一機電系統(EMS)器件；於該平板上及該平板之一周邊邊緣接近處形成一或多個第一過濾器元件，其中每一第一過濾器元件具有：當該基板及該平板被組裝在一起時經組態以面向該基板之一第一表面，跨越該第一表面及該平板之間之一或多個第一側壁，及一或多個第一角隅，其由該第一表面及該一或多個第一側壁之交叉點界定； 於該基板上及該基板之一周邊邊緣接近處形成一或多個第二過濾器元件，其中每一第二過濾器元件具有：當該基板及該平板被組裝在一起時經組態以面向該平板之一第二表面，跨越該第二表面及該基板之間之一或多個第二側壁，及一或多個第二角隅，其由該第二表面及該一或多個第二側壁之交叉點界定；及將該基板及該平板組裝在一起，使得：該一或多個第一過濾器元件及該一或多個第二過濾器元件形成一過濾器，且該流體中所載送之非流體粒子可藉由選自由以下所組成之群組中至少一角隅而保持固定(hold in place)：(a)該一或多個第一角隅、(b)該一或多個第二角隅、及(c)該一或多個第一角隅及該一或多個第二角隅。
  15. 如請求項14之方法，其中形成該一或多個第二過濾器元件包含：在該基板上形成複數個柱。
  16. 如請求項14之方法，其中形成該一或多個第一過濾器元件包含在該平板上一體地形成複數個間隔件，且形成該一或多個第二過濾器元件包含在該基板上一體地形成複數個間隔件，其中包含在該一或多個第一過濾器元件中之該等間隔件之該等第一表面接觸包含在該一或多個第二過濾器元件中之該等間隔件之該等第二表面。
  17. 如請求項16之方法，其中在該基板上形成該等間隔件包含：形成至少兩個壁以界定遵循一路徑具有至少一轉彎之一通道，該轉彎導致流體流經該通道以抵著該兩個壁之至少一流動。
  18. 如請求項14之方法，其中形成該一或多個第一過濾器元件包含 在該平板上形成一第一壁，且形成該一或多個第二過濾器元件包含在該基板上形成一第二壁，其中當將該平板與該基板接合時，該第一壁及該第二壁彼此橫向位移以形成一障壁。
  19. 一種可填充流體之裝置，其包括：一平板；一基板，其支撐形成於其上之至少一機電系統(EMS)器件，其中該平板及該基板至少部分界定作為該EMS器件之外殼之一空腔；能接收一流體之至少一端口，其在介於該平板及該基板之間之一位置連接至該空腔；及用於過濾在該至少一端口處注入至該空腔中之該流體之構件，其中用於過濾之該構件包含一體地形成於該平板之一表面上之第一過濾構件及一體地形成於該基板之一表面上之第二過濾構件，其中：用於過濾之該構件抑制該流體中之非流體粒子達到該至少一EMS器件，該第一過濾構件及該第二過濾構件合作以在一平行於該平板及該基板之一平面上提供至少一邊緣，及該至少一邊緣形成一角隅，其中非流體粒子可藉由該角隅而保持固定(hold in place)。
  20. 如請求項19之裝置，其中該第二過濾構件包含形成於該基板上且經橫向隔開以界定一間隙之複數個相鄰柱。
  21. 如請求項19之裝置，其中該第二過濾構件包含一體地形成於該平板之該表面上以形成一障壁之一部分的間隔件。
  22. 如請求項19之裝置，其中該第一過濾構件及該第二過濾構件之每一者包含至少兩個壁，該至少兩個壁經隔開以形成抵著該等 壁之至少一者而經組態以導引該所接收流體之一流之一通道。
  23. 如請求項19之裝置，其中：該第一過濾構件包含形成於該平板上之一第一壁，該第二過濾構件包括形成於該基板上之一第二壁，且該第一壁與該第二壁彼此位移以界定抑制該流體中之非流體粒子達到該至少一EMS器件之一間隙。
  24. 如請求項19之裝置，其中：該第一過濾構件包含形成於該平板上之一第一壁，該第二過濾構件包含形成於該基板上之一第二壁，且該第一壁及該第二壁形成圍繞該至少一端口而居中定位之同心環形壁。
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