CN104995544A - 在多高度模具上制造的快门组合件 - Google Patents

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CN104995544A CN201480008270.5A CN201480008270A CN104995544A CN 104995544 A CN104995544 A CN 104995544A CN 201480008270 A CN201480008270 A CN 201480008270A CN 104995544 A CN104995544 A CN 104995544A
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马克·B·安德森
蒂莫西·J·布罗斯尼汉
贾维尔·维拉利尔
乔伊·H·吴
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Pixtronix Inc
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Abstract

本发明提供用于形成具有具备不同于对应致动器的高度的快门的显示结构的***、方法及设备。在一个方面中,显示设备包含静电致动器,所述静电致动器包含相对梁电极,所述相对梁电极具有法向于其上形成所述相对梁电极的衬底的主面。所述相对梁电极中的至少一者的高度界定致动器高度。所述设备还包含经配置以由所述静电致动器驱动的快门。所述快门包含至少一个突出部,所述突出部具有法向于所述快门的主平面的第一侧壁及第二侧壁,其中所述第一侧壁的第一侧壁高度实质上不同于所述致动器高度。

Description

在多高度模具上制造的快门组合件
相关申请案
本专利申请案主张2013年2月13日申请且转让给本转让人且借此明确以引用方式并入本文的标题为“在多高度模具上制造的快门组合件(Shutter Assemblies Fabricated onMulti-Height Molds)”的第13/766,475号美国实用新型申请案的优先权。
技术领域
本发明涉及显示器,且特定来说涉及用于显示器的快门组合件。
背景技术
产生用于显示器中的快门及静电致动器的现有方法涉及使用两个牺牲模具层。图案化第一层以用作将快门支撑在衬底上方的锚的底座的模具。图案化第二模具层以用作致动器及快门的模具。通过仅使用两个模具层,强加有损快门及致动器中的每一者的真实设计潜力的特定设计限制。
发明内容
本发明的***、方法及装置各自具有若干创新方面,所述方面中的任何单个一者不单独作为本文揭示的所要属性。
可在包含静电致动器的显示设备中实施本发明中描述的标的物的一个创新方面,所述静电致动器包含相对梁电极,所述相对梁电极具有法向于其上形成所述相对梁电极的衬底的主面。所述相对梁电极中的至少一者的高度界定致动器高度。所述设备还包含经配置以由所述静电致动器驱动的机电***(EMS)快门,所述快门包含至少一个突出部,所述突出部具有法向于所述快门的主平面的第一侧壁及第二侧壁,其中所述致动器的远端相对于所述衬底延伸超出所述第一侧壁的远端。在一些实施方案中,所述致动器的致动器高度实质上类似于所述第二侧壁的第二侧壁高度。在一些实施方案中,所述致动器的致动器高度实质上大于所述第一侧壁的第一侧壁高度及所述第二侧壁的第二侧壁高度。
在一些实施方案中,所述突出部包含平行于所述主平面且邻近于第一侧壁的第一远端表面以及平行于所述主平面且邻近于第二侧壁的第二远端表面,其中所述第一侧壁的高度实质上不同于所述第二侧壁的对应高度。在一些实施方案中,所述突出部包含平行于所述主平面的远端表面。所述致动器具有与所述远端表面对准的近端。在一些实施方案中,所述主平面与所述致动器的远端对准。在一些实施方案中,所述相对梁电极包含驱动电极及负载电极,所述负载电极具有实质上小于所述驱动电极的高度。
在一些实施方案中,所述设备包含:显示器;处理器,其经配置以处理图像数据;及存储器装置,其经配置以与所述处理器通信。在一些实施方案中,所述设备包含经配置以将至少一个信号发送到所述显示器的驱动器电路且所述处理器进一步经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。在一些实施方案中,所述设备包含图像源模块,其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。在一些此类实施方案中,所述图像源模块包含接收器、收发器及发射器中的至少一者。在一些实施方案中,所述设备包含输入装置,其经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。
可以制造显示结构的方法实施本发明中描述的标的物的另一创新方面。在衬底上方沉积并图案化第一模具层。在经图案化第一模具层上方沉积第二模具层。图案化经沉积第二模具层以形成对应于最终将形成锚之处的锚开口。在经图案化第二模具层上方沉积第三模具层。图案化经沉积第三模具层以形成对应于最终将形成所述显示结构的快门的突出部之处的突出部开口,且形成对应于最终将形成所述显示结构的致动器的致动器梁之处的致动器开口。在经图案化第三模具层上方沉积导电材料。图案化所述导电材料以形成所述致动器及具有所述突出部的所述快门,所述致动器具有实质上不同于所述突出部的侧壁中的一者的高度的高度。在一些实施方案中,释放包含所述致动器及所述快门的所述显示结构。
在一些实施方案中,图案化经沉积第三模具层以形成延伸到所述第一模具层的顶表面的致动器开口。在一些实施方案中,图案化经沉积第三模具层以形成延伸到所述第二模具层的顶表面的突出部开口。在一些实施方案中,图案化经沉积第三模具层以形成延伸到所述第二模具层的顶表面及所述第一模具层的顶表面的突出部开口以使得由所述第一模具层及所述第二模具层二者界定所述开口的底部。在一些实施方案中,图案化经沉积第三模具层以形成延伸到所述第二模具层的顶表面的致动器开口。在一些实施方案中,图案化经沉积第三模具层以形成延伸到所述第一模具层的顶表面的突出部开口。
随附图式及下列描述中陈述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。虽然此发明内容中提供的实例主要根据基于EMS的显示器进行描述,但是本文提供的概念可应用于其它类型的显示器,例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳显示器及场发射显示器,且可应用于其它非显示EMS装置,例如EMS麦克风、传感器及光学切换器。从描述、图式及权利要求书将明白其它特征、方面及优点。注意下列图的相对尺寸可能不按比例绘制。
附图说明
图1A展示直视基于微机电***(MEMS)的显示设备的实例示意图。
图1B展示主机装置的实例框图。
图2展示说明性基于快门的光调制器的实例透视图。
图3A展示控制矩阵的实例示意图。
图3B展示连接到图3A的控制矩阵的基于快门的光调制器的阵列的实例透视图。
图4A及图4B展示双致动器快门组合件的实例视图。
图5展示并入有基于快门的光调制器的显示设备的实例横截面图。
图6A到6E展示实例复合快门组合件的构造阶段的横截面图。
图7A到7D展示具有狭窄侧壁梁的实例快门组合件的构造阶段的等角视图。
图8展示实例基于机电***(EMS)快门的显示设备的一部分的横截面图。
图9展示并入有包含具有突出部(其具有实质上不同于对应静电致动器的高度的深度)的快门的快门组合件的显示设备的实例制造过程的流程图。
图10A到10F展示实例显示设备的构造阶段。
图11A到11D展示实例显示设备的构造阶段。
图12A展示另一实例基于EMS快门的显示设备的一部分的横截面图。
图12B展示图12A中所示的在从对应模具释放之前的实例显示设备。
图13A展示另一实例基于EMS快门的显示设备的一部分的横截面图。
图13B展示图13A中所示的在从对应模具释放之前的实例显示设备。
图14A展示另一实例基于EMS快门的显示设备的一部分的横截面图。
图14B展示图14A中所示的在从对应模具释放之前的实例显示设备。
图15A展示另一实例基于EMS快门的显示设备的一部分的横截面图。
图15B展示图14A中所示的在从对应模具释放之前的实例显示设备。
图16A及16B是说明包含一组显示元件的显示装置的实例***框图。
在各种图式中,相同的参考数字及符号指示相同元件。
具体实施方式
下列描述涉及用于描述本发明的创新方面的目的的某些实施方案。然而,一般所属领域的技术人员将容易认识到,本文中的教示可以许多不同方式应用。所描述的实施方案可在可经配置以显示无论是运动(例如视频)或静态(例如静止图像)及无论是文字、图形或图片的图像的任何装置、设备或***中实施。更特定来说,预期所描述的实施方案可包含在多种电子装置中或与多种电子装置相关联,所述电子装置例如(但不限于):移动电话、具有多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能电话、装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、掌上型或便携式计算机、上网本、笔记型计算机、智能本、平板计算机、打印机、复印机、扫描仪、传真装置、全球定位***(GPS)接收器/导航器、相机、数字媒体播放器(例如MP3播放器)、摄录影机、游戏控制台、腕表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(例如,电子阅读器)、计算机监视器、汽车显示器(包含里程表及速度计显示器等)、驾驶舱控制件及/或显示器、相机视图显示器(例如车辆中的后视相机的显示器)、电子相册、电子广告牌或标志牌、投影仪、建筑结构、微波炉、冰箱、立体声***、卡带录影机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣器、干衣器、洗衣/干衣器、停车计时器、包装(例如在包含微机电***(MEMS)应用的机电***(EMS)应用及非EMS应用中)、美学结构(例如一件珠宝或衣服上的图像显示器)及多种EMS装置。本文中的教示还可用于非显示器应用中,例如(但不限于)电子切换装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、运动感测装置、磁力计、消费型电子器件的惯性组件、消费型电子器件产品的部件、变容二极管、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺及电子测试设备。因此,所述教示不旨在限于仅在图式中描绘的实施方案,而是如一般所属领域的技术人员将容易明白般具有广泛适用性。
用作显示设备中的光调制器的快门组合件可经制造以包含静电致动器,所述静电致动器具有实质上不同于包含于其所移动的快门中的侧壁的高度。在一些实施方案中,致动器高于快门突出部。在一些其它实施方案中,致动器短于快门突出部。在一些其它实施方案中,致动器高于快门突出部的一部分,但是具有与突出部的另一部分相同的高度。可通过将第三模具层引入到快门组合件的制造中来实现致动器/或快门的这些可变高度。
可实施本发明中描述的标的物的特定实施方案以实现下列潜在优点中的一或多者。特定来说,包含较深快门突出部的快门可提供改善的光阻断能力,这是因为进入突出部的光可在离开突出部之前从多个表面回弹。
包含较浅快门突出部的快门具有其自身优点。此些快门较不可能降落(touch down)在显示衬底上且由于粘滞力而可能粘附到显示衬底。因此,此些快门可证实比具有较深突出部的快门更可靠。此外,具有较浅突出部的快门可更加简化且因此可更快速切换状态。此外,通过增加快门与其上构建用于控制快门的电路的对应衬底之间的距离,减小寄生电容,借此减小功耗并进一步改善显示器切换时间。
在一些实施方案中,还可增加致动器的高度。因此,形成致动器的电极可归因于表面积增加而对彼此施加更大力,借此增加快门的速度。
在一些实施方案中,致动器电极可包含沿着其长度的凹口。所述凹口提供额外顺应性并减小致动器的负载电极与相对驱动电极之间的挤压膜阻尼。因此,快门可更快速行进。
图1A展示直视基于微机电***(MEMS)的显示设备100的示意图。所述显示设备100包含布置成行与列的多个光调制器102a到102d(一般来说“光调制器102”)。在所述显示设备100中,光调制器102a及102d在敞开状态中,容许光通过。光调制器102b及102c在闭合状态中,阻碍光通过。通过选择性地设定光调制器102a到102d的状态,可利用显示设备100以在通过一灯具或若干灯具105照明的情况下形成背光显示器的图像104。在另一实施方案中,所述设备100可通过反射源自所述设备前面的周围光而形成图像。在另一实施方案中,所述设备100可通过反射来自定位于所述显示器前面的一灯具或若干灯具的光(即,通过使用前光)形成图像。
在一些实施方案中,每一光调制器102对应于图像104中的像素106。在一些其它实施方案中,所述显示设备100可利用多个光调制器以形成图像104中的像素106。例如,所述显示设备100可包含三个色彩特定光调制器102。通过选择性地敞开对应于特定像素106的色彩特定光调制器102中的一或多者,显示设备100可产生图像104中的彩色像素106。在另一实例中,显示设备100包含每像素106两个或两个以上光调制器102以提供图像104中的明度等级。相对于图像,“像素”对应于通过图像的分辨率定义的最小图片元素。相对于所述显示设备100的结构组件,术语“像素”指用以调制形成图像的单一像素的光的组合机械及电组件。
显示设备100是直视显示器,因为其可不包含通常在投影应用中发现的成像光学器件。在投影显示器中,将形成于显示设备的表面上的图像投影到屏幕上或墙壁上。显示设备实质上小于所投影的图像。在直视显示器中,用户通过直接观看显示设备看见图像,所述显示设备含有光调制器及任选地用于增强在显示器上看见的亮度及/或对比度的背光或前光。
直视显示器可以透射或反射模式操作。在透射显示器中,光调制器过滤或选择性地阻断源自定位于显示器后面的一灯具或若干灯具的光。来自所述灯具的光任选地注入到光导或“背光”中,使得可均匀照明每一像素。透射直视显示器经常构建于透明或玻璃衬底上以促进夹层组合件布置,其中含有光调制器的一个衬底直接定位于背光的顶部上。
每一光调制器102可包含快门108及光圈109。为照明所述图像104中的像素106,定位所述快门108使得其允许光穿过所述光圈109朝向观看者。为使像素106保持未照亮,定位所述快门108使得其阻碍光通过光圈109。通过经图案化穿过每一光调制器102中的反射或光吸收材料的开口界定光圈109。
显示设备还包含连接到衬底及光调制器以控制快门的移动的控制矩阵。所述控制矩阵包含一系列电互连件(例如,互连件110、112及114),包含每行像素至少一个写入启用互连件110(还称为“扫描线互连件”)、针对每一列像素的一个数据互连件112及提供共同电压给全部像素或至少提供给来自所述显示设备100中的多列及多行的像素的一个共同互连件114。响应于施加适当电压(“写入启用电压VWE”),针对给定行的像素的写入启用互连件110准备所述行中的像素以接受新的快门移动指令。所述数据互连件112以数据电压脉冲的形式传送新的移动指令。在一些实施方案中,施加到所述数据互连件112的数据电压脉冲直接促成快门的静电移动。在一些其它实施方案中,数据电压脉冲控制开关(例如,晶体管或其它非线性电路元件),所述开关控制量值通常高于数据电压的单独致动电压到光调制器102的施加。接着,施加这些致动电压导致快门108的静电驱动移动。
图1B展示主机装置120(即,蜂窝式电话、智能电话、PDA、MP3播放器、平板计算机、电子阅读器等等)的框图的实例。所述主机装置120包含显示设备128、主机处理器122、环境传感器124、用户输入模块126及一电源。
所述显示设备128包含多个扫描驱动器130(还称为“写入启用电压源”)、多个数据驱动器132(还称为“数据电压源”)、控制器134、共同驱动器138、灯具140到146,以及灯具驱动器148。所述扫描驱动器130施加写入启用电压到扫描线互连件110。所述数据驱动器132施加数据电压到所述数据互连件112。
在显示设备的一些实施方案中,所述数据驱动器132经配置以提供模拟数据电压给光调制器,尤其在以模拟方式导出图像104的明度等级的情况下。在模拟操作中,设计光调制器102使得在通过数据互连件112施加中间电压的一范围时,导致快门108中的一系列中间敞开状态及因此图像104中的一系列中间照明状态或明度等级。在其它情况中,所述数据驱动器132经配置以仅施加缩减集合的2、3或4个数字电压电平到数据互连件112。这些电压电平经设计以按数字方式设定所述快门108中的每一者的敞开状态、闭合状态或其它离散状态。
所述扫描驱动器130及数据驱动器132连接到数字控制器电路134(还称为“控制器134”)。所述控制器以大部分串行方式发送按通过行及图像帧分组的预定序列组织的数据到所述数据驱动器132。数据驱动器132可包含串行到并行数据转换器、电平移位,且对于一些应用,其包含数/模电压转换器。
显示设备任选地包含一组共同驱动器138,还称为共同电压源。在一些实施方案中,所述共同驱动器138(例如)通过供应电压给一系列共同互连件114而提供DC共同电位给光调制器阵列内的全部光调制器。在一些其它实施方案中,所述共同驱动器138遵循来自控制器134的命令发出电压脉冲或信号到光调制器阵列,例如,能够驱动及/或起始所述阵列的多个行及列中的全部光调制器的同时致动的全局致动脉冲。
通过所述控制器134使用于不同显示功能的全部驱动器(例如,扫描驱动器130、数据驱动器132及共同驱动器138)在时间上同步。来自所述控制器的时序命令经由灯具驱动器148、像素阵列内的特定行的写入启用及定序、来自所述数据驱动器132的电压输出及提供光调制器致动的电压输出而协调红色灯具、绿色灯具、蓝色灯具及白色灯具(分别为140、142、144及146)的照明。
控制器134确定定序或寻址方案,快门108中的每一者可通过所述定序或寻址方案重新设定为适于新图像104的照明等级。可按周期性间隔设定新图像104。例如,对于视频显示器,按从10赫兹(Hz)到300赫兹(Hz)的范围内的频率刷新彩色图像104或视频帧。在一些实施方案中,一图像帧到阵列的设定与所述灯具140、142、144及146的照明同步,使得用一系列交替色彩(例如红色、绿色及蓝色)照明交替图像帧。每一相应色彩的图像帧称为色彩子帧。在称为场序彩色方法的此方法中,如果色彩子帧按超过20Hz的频率交替,则人脑将把交替帧图像平均化为对具有一广泛且连续色彩范围的图像的感知。在替代实施方案中,可在显示设备100中采用具有原色的四个或四个以上灯具,采用除红色、绿色及蓝色外的原色。
在一些实施方案中,如先前所述,在显示设备100经设计用于快门108在敞开状态与闭合状态之间进行数字切换的情况下,控制器134通过时分灰阶的方法形成图像。在一些其它实施方案中,显示设备100可通过每像素使用多个快门108提供灰阶。
在一些实施方案中,通过控制器134凭借还称为扫描线的个别行的循序寻址将用于图像状态104的数据加载到调制器阵列。对于所述序列中的每一行或扫描线,扫描驱动器130施加写入启用电压到所述阵列的所述行的写入启用互连件110,且随后数据驱动器132针对选定行中的每一列供应对应于所要快门状态的数据电压。重复此过程,直到已针对所述阵列中的全部行加载数据。在一些实施方案中,用于数据加载的选定行的序列呈线性,从所述阵列的顶部行进到底部。在一些其它实施方案中,选定行的序列经伪随机化以便最小化视觉假象。又在一些其它实施方案中,通过块组织定序,其中对于一块,(例如)通过仅循序寻址所述阵列的每第5行而将图像状态104的仅某一分数的数据加载到所述阵列。
在一些实施方案中,将图像数据加载到阵列的过程在时间上与致动快门108的过程分离。在这些实施方案中,调制器阵列可包含用于所述阵列中的每一像素的数据存储器元件,且控制矩阵可包含用于携载来自共同驱动器138的触发信号以根据储存于存储器元件中的数据起始快门108的同时致动的全局致动互连件。
在替代性实施方案中,像素阵列及控制所述像素的控制矩阵可布置成除矩形行及列外的配置。例如,所述像素可布置成六边形阵列或曲线行及列。一般来说,如本文使用,术语扫描线应指共享写入启用互连件的任何多个像素。
所述主机处理器122通常控制主机的操作。例如,主机处理器122可为用于控制便携式电子装置的通用或专用处理器。相对于包含于所述主机装置120内的显示设备128,主机处理器122输出图像数据以及关于主机的额外数据。此信息可包含来自环境传感器的数据,例如周围光或温度;关于主机的信息,包含(例如)主机的操作模式或主机的电源中所剩余的电量;关于图像数据的内容的信息;关于图像数据类型的信息;及/或用于显示设备在选择成像模式中使用的指令。
所述用户输入模块126直接或经由主机处理器122传达用户的个人偏好到控制器134。在一些实施方案中,用户输入模块126受控于其中用户编程个人偏好(例如“较深色彩”、“较好对比度”、“较低功率”、“增加的亮度”、“体育”、“现场动作”或“动画”)的软件。在一些其它实施方案中,使用例如开关或拨号盘的硬件将这些偏好输入到主机。到控制器134的多个数据输入引导所述控制器134提供数据给对应于最优成像特性的各种驱动器130、132、138及148。
还可包含环境传感器模块124作为主机装置的部分。所述环境传感器模块124接收关于周围环境的数据,例如温度及/或周围照明条件。所述传感器模块124可经编程以区分装置是在室内或办公环境中操作还是在明亮的白天的室外环境及夜间的室外环境中操作。所述传感器模块124将此信息传送到显示控制器134,使得控制器134可响应于周围环境而优化观看条件。
图2展示说明性基于快门的光调制器200的透视图。所述基于快门的光调制器200适合于并入到图1A的直视基于MEMS的显示设备100中。所述光调制器200包含耦合到致动器204的快门202。所述致动器204可由两个单独顺应性电极梁致动器205(“致动器205”)形成。所述快门202在一侧上耦合到所述致动器205。所述致动器205在表面203上方实质上平行于所述表面203的运动平面中横向移动快门202。所述快门202的相对侧耦合到弹簧207,所述弹簧207提供与由致动器204施加的力相反的恢复力。
每一致动器205包含将快门202连接到负载锚208的顺应性负载梁206。所述负载锚208连同所述顺应性负载梁206一起用作机械支撑件,从而使快门202保持悬置在所述表面203附近。所述表面203包含用于允许光通过的一或多个光圈孔211。所述负载锚208将所述顺应性负载梁206及快门202物理连接到所述表面203且将所述负载梁206电连接到偏置电压(在一些实例中,连接到接地)。
如果衬底不透明(例如硅),那么通过蚀刻孔阵列穿过所述衬底而在所述衬底中形成光圈孔211。如果所述衬底透明(例如玻璃或塑料),那么在沉积于所述衬底上的光阻断材料层中形成光圈孔211。所述光圈孔211的形状可为大致圆形、椭圆形、多边形、蛇形或不规则。
每一致动器205还包含定位成邻近于每一负载梁206的顺应性驱动梁216。所述驱动梁216在一端处耦合到所述驱动梁216之间共享的驱动梁锚218。每一驱动梁216的另一端自由移动。每一驱动梁216经弯曲,使得其最接近驱动梁216的自由端附近的负载梁206及负载梁206的锚定端。
在操作中,并入有光调制器200的显示设备经由所述驱动梁锚218施加电位到所述驱动梁216。可施加第二电位到所述负载梁206。驱动梁216与负载梁206之间的所得电位差拉动驱动梁216的自由端朝向负载梁206的锚定端,且拉动负载梁206的快门端朝向驱动梁216的锚定端,借此横向驱动快门202朝向驱动锚218。顺应性部件206充当弹簧,使得在移除跨所述梁206及216的电压电位时,负载梁206将快门202推动回到其初始位置中,从而释放储存于负载梁206中的应力。
光调制器(例如光调制器200)并入有被动恢复力(例如弹簧)以在已移除电压后使快门返回到其静止位置。其它快门组合件可并入有用于使快门移动到敞开或闭合状态中的一组双重“敞开”及“闭合”致动器及单独组的“敞开”及“闭合”电极。
存在多种方法,通过所述方法,可经由控制矩阵控制快门及光圈的阵列以产生具有适当明度等级的图像(在许多情况中是移动图像)。在一些情况中,借助于连接到显示器的***上的驱动器电路的行及列互连件的无源矩阵阵列完成控制。在其它情况中,在所述阵列(所谓的有源矩阵)的每一像素内包含切换及/或数据存储元件以改善显示器的速度、明度等级及/或电力耗散性能。
图3A展示控制矩阵300的实例示意图。所述控制矩阵300适合于控制并入到图1A的基于MEMS的显示设备100中的光调制器。图3B展示连接到图3A的控制矩阵300的基于快门的光调制器的阵列320的透视图。所述控制矩阵300可寻址像素阵列320(“阵列320”)。每一像素301可包含受控于致动器303的弹性快门组合件302,例如图2的快门组合件200。每一像素还可包含光圈层322,所述光圈层322包含光圈324。
所述控制矩阵300经制造为其上形成快门组合件302的衬底304的表面上的漫射或薄膜沉积电路。所述控制矩阵300包含用于所述控制矩阵300中的每一行像素301的扫描线互连件306及用于所述控制矩阵300中的每一列像素301的数据互连件308。每一扫描线互连件306将写入启用电压源307电连接到像素301的对应行中的像素301。每一数据互连件308将数据电压源309(“Vd源”)电连接到像素的对应列中的像素301。在控制矩阵300中,Vd源309提供用于致动快门组合件302的大部分能量。因此,所述数据电压源(Vd源)309还用作致动电压源。
参考图3A及3B,对于像素阵列320中的每一像素301或每一快门组合件302,所述控制矩阵300包含晶体管310及电容器312。每一晶体管310的栅极电连接到阵列320中像素301所处的行的扫描线互连件306。每一晶体管310的源极电连接到其对应数据互连件308。每一快门组合件302的致动器303包含两个电极。每一晶体管310的漏极并联电连接到对应电容器312的一个电极及对应致动器303的电极中的一者。电容器312的另一电极及快门组合件302中的致动器303的另一电极连接到共同或接地电位。在替代实施方案中,可用半导体二极管和或金属-绝缘体-金属夹层型切换元件取代晶体管310。
在操作中,为形成图像,控制矩阵300通过将Vwe轮流施加到每一扫描线互连件306而循序写入启用阵列320中的每一行。对于经写入启用行,施加Vwe到所述行中的像素301的晶体管310的栅极允许电流通过晶体管310流动通过数据互连件308以施加一电位到快门组合件302的致动器303。在写入启用所述行的同时,将数据电压Vd选择性地施加到数据互连件308。在提供模拟灰阶的实施方案中,相对于定位于经写入启用扫描线互连件306与数据互连件308的交叉处的像素301的所要亮度改变施加到每一数据互连件308的数据电压。在提供数字控制方案的实施方案中,将数据电压选择为一相对低量值电压(即,接近接地的电压)或满足或超过Vat(致动阈值电压)。响应于施加Vat到数据互连件308,对应快门组合件中的致动器303致动,从而敞开所述快门组合件302中的快门。即使在控制矩阵300停止施加Vwe到一行之后,施加到数据互连件308的电压仍保持储存在像素301的电容器312中。因此,电压Vwe无需等待且保持在一行上达足够长时间以致动快门组合件302;此致动可在从所述行移除写入启用电压之后进行。电容器312还用作阵列320内的存储器元件,从而存储用于照明图像帧的致动指令。
阵列320的像素301以及控制矩阵300形成于衬底304上。所述阵列320包含安置在衬底304上的光圈层322,所述光圈层322包含用于阵列320中的相应像素301的一组光圈324。所述光圈324与每一像素中的快门组合件302对准。在一些实施方案中,所述衬底304由例如玻璃或塑料的透明材料制成。在一些其它实施方案中,所述衬底304由不透明材料制成,但在所述衬底304中蚀刻若干孔以形成光圈324。
可使快门组合件302连同致动器303一起制成双稳态。即,快门可存在于至少两个平衡位置(例如,敞开或闭合)中,其中将快门保持在任一位置中需要极少功率或不需要功率。更特定来说,快门组合件302可为机械双稳态的。一旦将快门组合件302的快门设定在适当位置中,便无需电能或保持电压来维持所述位置。快门组合件302的物理元件上的机械应力可将快门保持在适当位置中。
还可将快门组合件302连同致动器303一起制成电双稳态。在电双稳态快门组合件中,存在低于快门组合件的致动电压的一电压范围,如果将所述电压范围施加到闭合致动器(在快门敞开或闭合的情况下),那么即使对所述快门施加相反力,仍使所述致动器保持闭合且使所述快门保持适当位置中。可通过弹簧(例如图2A中描绘的基于快门的光调制器200中的弹簧207)施加所述相反力,或可通过一相对致动器(例如“敞开”或“闭合”致动器)施加所述相反力。
所述光调制器阵列320被描绘为具有每像素单一MEMS光调制器。其它实施方案是可能的,其中在每一像素中提供多个MEMS光调制器,借此在每一像素中提供多于仅二进制“接通”或“断开”光学状态的可能性。经译码分区灰阶的特定形式是可能的,其中在像素中提供多个MEMS光调制器,且其中与光调制器中的每一者相关联的光圈324具有不相等面积。
图4A及4B展示双致动器快门组合件400的实例视图。如图4A中描绘的双致动器快门组合件400在敞开状态中。图4B展示处于闭合状态中的双致动器快门组合件400。与快门组合件200相比,快门组合件400包含在快门406的任一侧上的致动器402及404。每一致动器402及404受独立控制。第一致动器(快门敞开致动器402)用以敞开快门406。第二相对致动器(快门闭合致动器404)用以闭合快门406。所述致动器402及404二者是顺应性梁电极致动器。所述致动器402及404通过实质上在平行于光圈层407(快门悬置于所述光圈层407上方)的平面中驱动快门406而敞开及闭合快门406。快门406通过附接到致动器402及404的锚408悬置于所述光圈层407上方的一短距离处。包含沿快门406的移动轴附接到所述快门406的两端的支撑件减小所述快门406的平面外运动并将所述运动实质上限制于平行于衬底的平面。通过类似于图3A的控制矩阵300,适合于与快门组合件400一起使用的控制矩阵可能包含用于相对的快门敞开及快门闭合致动器402及404中的每一者的一个晶体管及一个电容器。
快门406包含可使光穿过的两个快门光圈412。光圈层407包含一组三个光圈409。在图4A中,快门组合件400在敞开状态中,且因而已致动快门敞开致动器402,快门闭合致动器404在其松弛位置中,且快门光圈412的中线与两个光圈层光圈409的中线重合。在图4B中,快门组合件400已移动到闭合状态,且因而,快门敞开致动器402在其松弛位置中,已致动快门闭合致动器404,且快门406的光阻断部分现处在适当位置中以阻断光透射穿过光圈409(描绘为虚线)。
每一光圈在其***周围具有至少一个边缘。例如,矩形光圈409具有四个边缘。在其中在光圈层407中形成圆形、椭圆形、卵形或其它弯曲光圈的替代性实施方案中,每一光圈可仅具有单一边缘。在一些其它实施方案中,在数学意义上,所述光圈无需分离或拆散,而是可连接。即,当光圈的部分或塑形区段可维持对应于每一快门时,可连接若干这些区段以使得多个快门共享所述光圈的单一连续周边。
为了允许具有多种出射角的光穿过处于敞开状态中的光圈412及409,有利的是对快门光圈412提供大于光圈层407中的光圈409的对应宽度或大小的宽度或大小。为了有效地阻止光在闭合状态中逸出,优选的是快门406的光阻断部分与光圈409重叠。图4B展示介于快门406中的光阻断部分的边缘与形成于光圈层407中的光圈409的一个边缘之间的预定义重叠416。
静电致动器402及404经设计使得其电压位移行为提供双稳态特性给快门组合件400。对于快门敞开及快门闭合致动器中的每一者,存在低于致动电压的电压范围,如果在所述致动器处于闭合状态中时(在快门敞开或闭合的情况下)施加所述电压范围,那么即使在施加致动电压到相对致动器之后,也将使所述致动器保持闭合且使快门保持在适当位置中。克服此相反力维持快门的位置所需的最小电压被称为维持电压Vm
图5展示并入有基于快门的光调制器(快门组合件)502的显示设备500的实例横截面图。每一快门组合件502并入有快门503及锚505。未展示顺应性梁致动器,所述顺应性梁致动器在连接于锚505与快门503之间时有助于将快门503悬置在表面上方的一短距离处。快门组合件502安置在例如由塑料或玻璃制成的透明衬底504上。安置在所述衬底504上的面向后反射光圈层506界定定位于快门组合件502的快门503的闭合位置下方的多个表面光圈508。反射光圈层506将未穿过所述表面光圈508的光向后反射回朝向所述显示设备500的后部。反射光圈层506可为不具备通过若干气相沉积技术(包含溅镀、蒸镀、离子电镀、激光烧蚀或化学气相沉积(CVD))以薄膜方式形成的包含物的细粒状金属膜。在一些实施方案中,反射光圈层506可由镜(例如电介质镜)形成。电介质镜可制造为在高折射率材料与低折射率材料之间交替的电介质薄膜的堆叠。使快门503与反射光圈层506分离的垂直间隙(快门在所述垂直间隙内自由移动)是在0.5微米到10微米的范围中。所述垂直间隙的量值优选小于快门503的边缘与处于闭合状态中的光圈508的边缘之间的横向重叠,例如图4B中描绘的重叠416。
显示设备500包含使衬底504与平面光导516分离的任选漫射体512及/或任选亮度增强膜514。所述光导516包含透明(即,玻璃或塑料)材料。所述光导516由一或多个光源518照明,从而形成背光515。所述光源518可为(例如且不限于)白炽灯、荧光灯、激光或发光二极管(LED)(统称为“灯具”)。反射体519有助于引导来自光源518的光朝向光导516。面向前反射膜520安置在背光515后面,朝向快门组合件502反射光。未穿过快门组合件502中的一者的光线(例如来自背光515的光线521)将返回到所述背光515且再次从膜520反射。依此方式,首轮未能离开显示设备500以形成图像的光可再循环且可用于透射穿过快门组合件502的阵列中的其它敞开光圈。已展示此光再循环增加显示器的照明效率。
光导516包含将来自光源518的光重定向朝向光圈508且因此朝向显示设备500的前部的一组几何光重定向器或棱镜517。光重定向器517可模制于横截面形状可替代地为三角形、梯形或弯曲的光导516的塑料主体中。棱镜517的密度通常随着距光源518的距离而增加。
在一些实施方案中,光圈层506可由光吸收材料制成,且在替代实施方案中,快门503的表面可涂布有光吸收材料或光反射材料。在一些其它实施方案中,光圈层506可直接沉积在光导516的表面上。在一些实施方案中,光圈层506无需安置在与快门503及锚505相同的衬底上(例如在下文描述的MEMS向下配置中)。
在一些实施方案中,光源518可包含不同色彩(例如,红色、绿色及蓝色)的灯具。可通过使用不同色彩的灯具以足以使人脑将不同色彩的图像平均化为单一多色图像的速率循序照明图像来形成彩色图像。使用快门组合件502的阵列形成各种色彩特定图像。在另一实施方案中,光源518包含具有三种以上不同色彩的灯具。例如,光源518可具有红色、绿色、蓝色及白色灯具或红色、绿色、蓝色及黄色灯具。在一些其它实施方案中,光源518可包含青色、洋红色、黄色以及白色灯具、红色、绿色、蓝色及白色灯具。在一些其它实施方案中,可在光源518中包含额外灯具。例如,如果使用5种色彩,则光源518可包含红色、绿色、蓝色、青色及黄色灯具。在一些其它实施方案中,光源518可包含白色、橙色、蓝色、紫色及绿色灯具或白色、蓝色、黄色、红色及青色灯具。如果使用6种色彩,则光源518可包含红色、绿色、蓝色、青色、洋红色及黄色灯具或白色、青色、洋红色、黄色、橙色及绿色灯具。
覆盖板522形成显示设备500的前部。可用黑色基质524覆盖覆盖板522的后侧以增加对比度。在替代实施方案中,覆盖板包含彩色滤光片,例如对应于快门组合件502中的不同快门的相异红色、绿色及蓝色滤光片。覆盖板522支撑于离开快门组合件502预定距离处而形成间隙526。通过机械支撑件或间隔件527及/或通过将覆盖板522附接到衬底504的粘合密封件528来维持间隙526。
所述粘合密封剂528密封在流体530中。所述流体530经工程设计具有优选低于约10厘泊的粘度且具有优选高于约2.0的相对介电常数及高于约104V/cm的介电击穿强度。所述流体530还可用作润滑剂。在一些实施方案中,所述流体530是具有高表面湿润能力的疏水性液体。在替代实施方案中,所述流体530具有大于或小于衬底504的折射率的折射率。
并入有机械光调制器的显示器可包含数百、数千或在一些情况中数百万个移动元件。在一些装置中,元件的每次移动为静摩擦提供停用所述元件中的一或多者的机会。可通过将全部部件浸入流体(还称为流体530)中且将所述流体(例如,用粘合剂)密封在MEMS显示单元中的流体空间或间隙内来促进此移动。所述流体530通常是具有低摩擦系数、低粘度且长期具有最小降级影响的流体。当基于MEMS的显示器组合件包含用于所述流体530的液体时,所述液体至少部分包围基于MEMS的光调制器的一些移动部件。在一些实施方案中,为减小致动电压,所述液体具有低于70厘泊的粘度。在一些其它实施方案中,所述液体具有低于10厘泊的粘度。具有低于70厘泊的粘度的液体可包含具有低分子量的材料:低于4000克/摩尔,或在一些情况中低于400克/摩尔。还可适用于此些实施方案的流体530包含(不限于)去离子水、甲醇、乙醇及其它醇、链烷烃、烯烃、醚、硅酮油、氟化硅酮油或其它天然或合成溶剂或润滑剂。有用的流体可为聚二甲基硅氧烷(PDMS)(例如六甲基二硅氧烷及八甲基三硅氧烷)或烷基甲基硅氧烷(例如已基五甲基二硅氧烷)。有用的流体可为烷,例如辛烷或癸烷。有用的流体可为硝基烷,例如硝基甲烷。有用的流体可为芳香族化合物,例如甲苯或二乙基苯。有用的流体可为酮,例如丁酮或甲基异丁基酮。有用的流体可为氯碳化合物,例如氯苯。有用的流体可为氟氯碳化物,例如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯。针对这些显示器组合件考虑的其它流体包含乙酸丁酯及二甲基甲酰胺。用于这些显示器的又其它有用的流体包含氢氟醚、全氟聚醚、氢氟聚醚、戊醇及丁醇。实例性合适的氢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。
金属片或模制塑料组合件托架532围绕边缘将覆盖板522、衬底504、背光515及其它组件部分固持在一起。使用螺钉或内缩突片紧固组合件托架532以增加组合显示设备500的刚性。在一些实施方案中,通过环氧树脂灌注化合物将光源518模制在适当位置中。反射体536有助于将从光导516的边缘逸出的光返回到所述光导516中。图5中未描绘提供控制信号以及电力给快门组合件502及光源518的电互连件。
显示设备500称为MEMS向上配置,其中基于MEMS的光调制器形成于衬底504的前表面(即,面向观看者的表面)上。快门组合件502直接构建在反射光圈层506的顶部上。在一替代实施方案(称为MEMS向下配置)中,快门组合件安置在与其上形成反射光圈层的衬底分离的衬底上。其上形成界定多个光圈的反射光圈层的衬底在本文称为光圈板。在MEMS向下配置中,承载基于MEMS的光调制器的衬底代替显示设备500中的覆盖板522且经定向使得基于MEMS的光调制器定位于顶部衬底的后表面(即,背离观看者且面向光导516的表面)上。基于MEMS的光调制器借此经定位与反射光圈层506直接相对且跨与反射光圈层506的间隙。可通过连接光圈板及其上形成MEMS调制器的衬底的一系列间隔件柱来维持间隙。在一些实施方案中,所述间隔件安置在阵列中的每一像素内或每一像素之间。使MEMS光调制器与其对应光圈分离的间隙或距离优选小于10微米或小于快门与光圈之间的重叠(例如重叠416)的距离。
图6A到6E展示实例复合快门组合件的构造阶段的横截面图。图6A展示完成的复合快门组合件600的实例横截面图。所述快门组合件600包含快门601、两个顺应性梁602及构建于衬底603上的锚结构604及光圈层606。复合快门组合件600的元件包含第一机械层605、导体层607、第二机械层609及囊封电介质611。所述机械层605或609中的至少一者可沉积到超过0.15微米的厚度,因为所述机械层605或609中的一者或二者用作所述快门组合件600的主负载支承及机械致动部件,但在一些实施方案中,所述机械层605及609可较薄。用于机械层605及609的候选材料包含(不限于):例如铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)、钕(Nd)的金属或其合金;电介质材料,例如氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)或氮化硅(Si3N4);或半导材料,例如类金刚石碳、硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)或其合金。所述层中的至少一者(例如导体层607)应导电,以将电荷携载到致动元件上和从所述致动元件携载电荷。候选材料包含(不限于)Al、Cu、Ni、Cr、Mo、Ti、Ta、Nb、Nd或其合金或半导材料,例如类金刚石碳、Si、Ge、GaAs、CdTe或其合金。在采用半导体层的一些实施方案中,所述半导体掺杂有杂质,例如磷(P)、砷(As)、硼(B)或Al。图6A描绘用于复合物的夹层配置,其中机械层605及609(具有类似厚度及机械性质)沉积于导体层607的任一侧上。在一些实施方案中,夹层结构有助于确保在沉积之后剩余的应力及/或由温度变动而施加的应力将不会作用以引起快门组合件600的弯曲、翘曲或其它变形。
在一些实施方案中,复合快门组合件600中的层的顺序可颠倒,使得快门组合件600的外部由导体层形成,而所述快门组合件600的内部由机械层形成。
所述快门组合件600可包含囊封电介质611。在一些实施方案中,可以保形方式施加电介质涂层,使得均匀地涂布快门601、锚604及梁602的所有暴露底表面、顶表面及侧表面。可通过热氧化及/或绝缘体(例如Al2O3、氧化铬(Cr2O3)(III)、二氧化钛(TiO2)、二氧化铪(HfO2)、氧化钒(V2O5)、氧化铌(Nb2O5)、Ta2O5、SiO2或Si3N4)的保形CVD或经由原子层沉积沉积类似材料来生长此些薄膜。所述电介质涂层可经施加具有在10nm到1微米的范围中的厚度。在一些实施方案中,可使用溅镀及蒸镀以将所述电介质涂层沉积到侧壁上。
图6B到6E展示用以形成图6A中描绘的快门组合件600的实例过程的特定中间制造阶段的结果的实例横截面图。在一些实施方案中,所述快门组合件600构建于预先存在的控制矩阵(例如薄膜晶体管的有源矩阵阵列,例如图3A及3B中描绘的控制矩阵)的顶部上。
图6B展示形成快门组合件600的实例过程中的第一阶段的结果的横截面图。如图6B中描绘,沉积并图案化牺牲层613。在一些实施方案中,将聚酰亚胺用作牺牲层材料。其它候选牺牲层材料包含(不限于)聚合物材料,例如聚酰胺、含氟聚合物、苯并环丁烯、聚苯基喹喔啉、聚对二甲基苯或聚降冰片烯。选取这些材料原因在于其具有平面化粗糙表面、在超过250℃的处理温度下维持机械完整性的能力,且在移除期间易于蚀刻及/或热分解。在其它实施方案中,所述牺牲层613由光致抗蚀剂形成,例如聚乙酸乙烯酯、聚乙二醇及酚醛树脂或酚醛清漆树脂。在一些实施方案中,使用的替代牺牲层材料是SiO2,只要其它电子或结构层抵抗用于移除SiO2的氢氟酸溶液,则可优先移除SiO2。一种此合适的抗腐蚀材料是Si3N4。另一替代牺牲层材料是Si,只要电子或结构层抵抗用于移除Si的氟等离子或二氟化氙(XeF2)(例如大部分金属及Si3N4),则可优先移除Si。又另一替代牺牲层材料是Al,只要其它的电子或结构层抵抗强碱溶液(例如浓缩氢氧化钠(NaOH)溶液),则可优先移除Al。合适的材料包含(例如)Cr、Ni、Mo、Ta及Si。又另一替代牺牲层材料是Cu,只要其它电子或结构层抵抗硝酸溶液或硫酸溶液,则可优先移除Cu。此些材料包含(例如)Cr、Ni及Si。
接着,图案化所述牺牲层613以在锚区604处暴露孔或通孔。在采用聚酰亚胺或其它非光敏性材料作为牺牲层材料的实施方案中,牺牲层材料可经配方以包含光敏剂,从而允许在显影剂溶液中优先移除通过UV光掩模暴露的区。可通过下列步骤图案化由其它材料形成的牺牲层:以额外光致抗蚀剂层涂布牺牲层613;图案化所述光致抗蚀剂;及最终使用所述光致抗蚀剂作为蚀刻掩模。替代地可通过使用硬掩模(其可为SiO2薄层或金属(例如,Cr))涂布牺牲层613来图案化所述牺牲层613。接着,可通过光致抗蚀剂及湿式化学蚀刻将光图案转印到所述硬掩模。在所述硬掩模中显影的图案可抵抗干式化学蚀刻、各向异性蚀刻或等离子蚀刻——可用以将深且狭窄的锚孔赋予牺牲层613中的技术。
在已在所述牺牲层613中敞开锚区604之后,可以化学方式或经由等离子的溅镀效应蚀刻暴露且下伏的导电表面614,以移除任何表面氧化物层。此接触蚀刻阶段可改善下伏导电表面614与快门材料之间的欧姆接触。在图案化牺牲层613之后,可通过使用溶剂清洁或酸蚀刻来移除任何光致抗蚀剂层或硬掩模。
接着,在用于构建如图6C中描绘的快门组合件600的过程中,沉积快门材料。所述快门组合件600由多个薄膜组成:第一机械层605、导体层607及第二机械层609。在一些实施方案中,第一机械层605是非晶硅(a-Si)层,导体层607是Al且第二机械层609是a-Si。第一机械层605、导体层607及第二机械层609是在低于牺牲层613发生物理降级的温度的温度下沉积。例如,聚酰亚胺在高于约400℃的温度下分解。因此,在一些实施方案中,第一机械层605、导体层607及第二机械层609是在低于约400℃的温度下沉积,从而允许使用聚酰亚胺作为牺牲层材料。在一些实施方案中,氢化非晶硅(a-Si:H)是用于第一机械层605及第二机械层609的有用机械材料,因为氢化非晶硅可在约250℃到约350℃的范围中的温度下通过等离子增强型化学气相沉积(PECVD)从硅烷气体以相对无应力状态生长到在约0.15微米到约3微米的范围中的厚度。在一些此等实施方案中,磷化氢气体(PH3)用作掺杂剂,使得可生长电阻率低于约1ohm-cm的a-Si。在替代实施方案中,可使用类似PECVD技术用于沉积Si3N4、富硅Si3N4或SiO2材料作为第一机械层605或沉积类金刚石碳、Ge、SiGe、CdTe或用于所述第一机械层605的其它半导电材料。PEVCD沉积技术的优点在于,所述沉积可相当保形,即,PEVCD沉积技术可涂布狭窄导通孔的多种倾斜表面或内表面。即使切割到牺牲层材料中的锚或导通孔呈现几乎垂直侧壁,所述PEVCD技术也可在锚的底部水平表面与顶部水平表面之间提供实质上连续涂层。
除了PECVD技术外,可用于生长第一机械层605及第二机械层609的替代合适的技术还包含RF或DC溅镀、金属有机CVD、蒸镀、电镀或无电电镀。
在一些实施方案中,对于所述导体层607,可利用金属薄膜,例如Al。在一些其它实施方案中,可选取替代性金属,例如Cu、Ni、Mo或Ta。包含此导电材料用于两个目的。所述导电材料减小快门601的总薄片电阻且其有助于阻止可见光穿过快门601,因为a-Si的厚度即使小于约2微米(如快门601的一些实施方案中可使用),其也可在一定程度上透射可见光。可通过溅镀或以更保形方式凭借CVD技术、电镀或无电电镀来沉积导电材料。
图6D展示用于形成快门组合件600的下一组处理阶段的结果。当牺牲层613仍位于衬底603上时,光掩蔽并蚀刻第一机械层605、导体层607及第二机械层609。首先,施加光致抗蚀剂材料,接着通过光掩模暴露所述光致抗蚀剂材料,且接着显影以形成蚀刻掩模。接着,可在基于氟的等离子化学中蚀刻非晶硅、Si3N4及SiO2。还可使用HF湿式化学蚀刻SiO2机械层;且可使用湿式化学或基于氯的等离子化学蚀刻导体层607中的任何金属。
通过光掩模施加的图案形状可影响机械性质,例如硬度、顺应性及致动器及快门组合件600的快门601中的电压响应。快门组合件600包含以横截面展示的顺应性梁602。每一顺应性梁602经塑形使得宽度小于快门材料的总高度或厚度。在一些实施方案中,梁尺寸比率维持于约1.4:1或更大,其中所述顺应性梁602的高度或厚度大于其宽度。
图6E中描绘用于构建快门组合件600的实例制造过程的后续阶段的结果。移除牺牲层613,这使得从衬底603释放所有移动部件,在锚固点处除外。在一些实施方案中,在氧气等离子中移除聚酰亚胺牺牲材料。还可在氧气等离子中或在一些情况中通过热解来移除用于牺牲层613的其它聚合物材料。可通过湿式化学蚀刻或通过气相蚀刻移除一些牺牲层材料(例如SiO2)。
在最终过程中(图6A中描绘所述最终过程的结果),在快门组合件600的所有暴露表面上沉积囊封电介质611。在一些实施方案中,可以保形方式施加所述囊封电介质611,使得使用CVD均匀地涂布快门601及梁602的所有底表面、顶表面及侧表面。在一些其它实施方案中,仅涂布快门601的顶表面及侧表面。在一些实施方案中,将Al2O3用于囊封电介质611且通过原子层沉积将Al2O3沉积到约10纳米到约100纳米的范围中的厚度。
最后,可将抗粘滞涂层施加到快门601及梁602的表面。这些涂层防止致动器的两个独立梁之间的非所要粘结或粘合。合适的涂层包含碳膜(石墨及类金刚石两者)以及含氟聚合物,及/或低蒸气压润滑剂以及氯硅烷、碳氢氯硅烷、碳氟氯硅烷,例如甲氧基封端硅烷、全氟硅烷、胺基硅烷、硅氧烷及羧酸基单体及物种。可通过暴露于分子蒸气或通过CVD分解前驱体化合物而施加这些涂层。还可通过快门表面的化学变化(例如通过绝缘表面的氟化、硅烷化、硅氧烷化或氢化)来产生抗粘滞涂层。
用于基于EMS的快门显示器中的一类合适致动器包含顺应性致动器梁,其用于控制横向于显示器衬底或在显示器衬底的平面中的快门运动。当致动器梁变得更顺应时,用于致动此些快门组合件的电压降低。如果所述梁经塑形使得平面中运动相对于平面外运动优选或提升,那么也改善对经致动运动的控制。因此,在一些实施方案中,顺应性致动器梁具有矩形横截面,使得所述梁的高度或厚度大于所述梁的宽度。
长的矩形梁相对于在特定平面内的弯曲的硬度随着所述梁在所述平面中的最薄尺寸的三次幂而按比例缩放。因此,有利的是减小顺应性梁的宽度以减小用于平面内运动的致动电压。然而,当使用常规的光刻设备来界定且制造快门及致动器结构时,所述梁的最小宽度可限于光学器件的分辨率。且虽然已经开发用于在具有狭窄特征的光致抗蚀剂中界定图案的光刻设备,但是此设备是昂贵的且可以单次曝光完成其上方的图案化的面积有限。为在大的玻璃面板或其它透明衬底上进行经济光刻,通常将图案化分辨率或最小特征大小限于若干微米。
图7A到7D展示具有狭窄侧壁梁的实例快门组合件700的构造阶段的等角视图。此替代过程产生顺应性致动器梁718及720及顺应性弹簧梁716(统称为“侧壁梁716、718及720”),所述梁的宽度远低于对大的玻璃面板的常规光刻限制。在图7A到7D中描绘的过程中,快门组合件700的顺应性梁形成为由牺牲材料制成的模具上的侧壁特征。所述过程被称为侧壁梁过程。
如图7A中描绘,形成具有侧壁梁716、718及720的快门组合件700的过程开始于沉积且图案化第一牺牲材料701。界定于所述第一牺牲材料701中的图案产生开口或通孔702,在所述开口或通孔702内最终将形成用于所述快门组合件700的锚。第一牺牲材料701的沉积及图案化在概念上类似于针对图6A到6E描述的沉积及图案化,且使用类似于针对图6A到6E描述的沉积及图案化的材料及技术。
形成所述侧壁梁716、718及720的过程继续,其中沉积且图案化第二牺牲材料705。图7B展示在图案化第二牺牲材料705之后产生的模具703的形状。所述模具703还包含第一牺牲材料701及其先前界定的通孔702。图7B中的模具703包含两个相异水平层级。模具703的底部水平层级708通过第一牺牲层701的顶表面建立且可在已蚀除第二牺牲材料705的区域中接达。模具703的顶部水平层级710通过第二牺牲材料705的顶表面建立。图7B中描绘的模具703还包含实质上垂直侧壁709。上文相对于图6A到6E的牺牲层613描述用作第一牺牲材料701及第二牺牲材料705的材料。
形成所述侧壁梁716、718及720的过程继续,其中将快门材料沉积且图案化到牺牲模具703的所有暴露表面上,如图7C中描绘。上文相对于图6A到6E的第一机械层605、导体层607及第二机械层609描述用于形成快门712的合适材料。将所述快门材料沉积到小于约2微米的厚度。在一些实施方案中,所述快门材料经沉积以具有小于约1.5微米的厚度。在一些其它实施方案中,所述快门材料经沉积以具有小于约1.0微米的厚度,且可薄到约0.10微米。在沉积之后,如图7C中描绘般图案化所述快门材料(其可为如上所述的若干材料一复合物)。首先,在所述快门材料上沉积光致抗蚀剂。接着,图案化所述光致抗蚀剂。显影到所述光致抗蚀剂中的图案经设计使得所述快门材料在后续蚀刻阶段之后仍保持在快门712的区中以及锚714处。
所述制造过程继续,其中施加各向异性蚀刻,从而导致图7C中描绘的结构。在等离子氛围中对衬底726或者靠近衬底726的电极施加电压偏置来实行快门材料的各向异性蚀刻。经偏置衬底726(在电场垂直于衬底726的表面的情况下)导致离子以几乎垂直于衬底726的角度朝向衬底726加速。此些加速离子与蚀刻化学品耦合导致法向于衬底726的平面的方向上的蚀刻速率远快于平行于衬底726的方向上的蚀刻速率。借此实质上消除对由光致抗蚀剂保护的区域中的快门材料的底切蚀刻。沿着模具703的侧壁表面709(其实质上平行于加速离子的轨道),快门材料还实质上受到保护而免受各向异性蚀刻影响。此经保护侧壁快门材料形成用于支撑快门712的侧壁梁716、718及720。沿着模具703的其它(非光致抗蚀剂保护)水平表面(例如顶部水平表面710或底部水平表面708),快门材料已通过蚀刻实质上完全移除。
只要供应衬底726或紧靠衬底726的电极的电偏置,便可在RF或DC等离子蚀刻装置中实现用以形成侧壁梁716、718及720的各向异性蚀刻。对于RF等离子蚀刻的情况,可通过使衬底固持器与激励电路的接地板切断连接而获得等效自偏置,借此允许衬底电位在等离子中浮动。在一些实施方案中,可提供蚀刻气体,例如三氟甲烷(CHF3)、全氟丁烯(C4F8)或三氯甲烷(CHCl3),其中碳及氢及/或碳及氟都是所述蚀刻气体中的成分。当与定向等离子耦合(再次通过衬底726的电压偏置实现)时,自由碳(C)、氢(H)及/或氟(F)原子可迁移到侧壁709,在所述侧壁709处,所述原子累积被动或保护性准聚合物涂层。此准聚合物涂层进一步保护侧壁梁716、718及720免受蚀刻或化学侵蚀。
以移除第二牺牲材料705及第一牺牲材料701的剩余部分完成形成侧壁梁716、718及720的过程。图7D中展示结果。移除牺牲材料的过程类似于相对于图6E描述的过程。沉积于模具703的侧壁709上的材料保留为侧壁梁716、718及720。侧壁梁716用作为将锚714机械地连接到快门712的弹簧,且还提供被动恢复力并抵消由顺应性梁718及720形成的致动器施加的力。锚714连接到光圈层725。侧壁梁716、718及720高且狭窄。侧壁梁716、718及720(当由所述模具703的表面形成时)的宽度类似于所沉积的快门材料的厚度。在一些实施方案中,侧壁梁716的宽度将与快门712的厚度相同。在一些其它实施方案中,梁宽度将为快门712的厚度的约1/2。侧壁梁716、718及720的高度由第二牺牲材料705的厚度或(换句话说)由在关于图7B描述的图案化操作期间产生的模具703的深度确定。只要所沉积的快门材料的厚度经选取为小于约2微米,图7A到7D中描绘的过程便可良好地适用于生产狭窄梁。实际上,对于许多应用,0.1微米到2.0微米的厚度范围相当合适。常规光刻将图7A、7B及7C中所示的图案化特征限于大得多的尺寸,例如允许最小解析特征不小于2微米或5微米。
图7D描绘快门组合件700的等角视图,其是在上述过程中的释放操作之后形成,从而产生具有高纵横比的横截面的顺应性梁。例如,只要第二牺牲材料705的厚度大于快门材料的厚度的4倍以上,则梁高度与梁宽度的所得比率将经产生为类似比率,即,大于约4:1。
一任选阶段(上文未图解说明但包含为导致图7C的过程的部分)涉及各向异性蚀刻侧壁梁材料以使顺应性负载梁720与顺应性驱动梁718分离或解除耦合。例如,已通过使用各向异性蚀刻从侧壁移除点724处的快门材料。各向异性蚀刻是蚀刻速率在所有方向上实质上相同的蚀刻,使得不再保护例如点724的区中的侧壁材料。只要不对衬底726施加偏置电压,便可在典型等离子蚀刻设备中完成各向异性蚀刻。还可使用湿式化学蚀刻技术或气相蚀刻技术实现各向异性蚀刻。在此任选的第四掩蔽及蚀刻阶段之前,侧壁梁材料基本上连续地存在于模具703中的凹入特征的周边周围。第四掩蔽及蚀刻阶段用以分离且划分侧壁材料,从而形成相异梁718及720。通过光致抗蚀剂施配的第四过程和通过掩模的曝光而实现在点724处分离梁718与梁720。在此情况下,光致抗蚀剂图案经设计以保护侧壁梁材料在除分离点724外的所有点处免受各向异性蚀刻。
作为侧壁过程中的最终阶段,在侧壁梁716、718及720的外表面周围沉积囊封电介质。
为保护沉积于模具703的侧壁709上的快门材料且产生具有实质上均匀横截面的侧壁梁716、718及720,可遵循一些特定过程指导方针。例如,在图7B中,可将侧壁709制成尽可能垂直。侧壁709及/或暴露表面处的斜率易于受到各向异性蚀刻影响。在一些实施方案中,可通过图7B处的图案化操作(例如以各向异性方式图案化第二牺牲材料705)产生垂直侧壁709。结合第二牺牲层705的图案化使用额外光致抗蚀剂涂层或硬掩模允许在各向异性蚀刻第二牺牲材料705时使用侵蚀性等离子及/或高衬底偏置,同时缓解光致抗蚀剂的过度磨损。只要在UV曝光期间小心地控制焦点深度,便也可在可光成像牺牲材料中产生垂直侧壁709且在光致抗蚀剂的最终固化期间避免过度收缩。
在侧壁梁处理期间提供帮助的另一过程指导方针涉及快门材料沉积的保形性。无关于模具703的表面的定向(垂直或水平),可用类似厚度的快门材料覆盖所述表面。当使用CVD沉积时,可实现此保形性。特定来说,可采用下列保形技术:PECVD、低压化学气相沉积(LPCVD)及原子或自限制层沉积(ALD)。在上述CVD技术中,可通过表面上的反应速率限制薄膜的生长速率,这与将表面暴露到定向源原子通量相反。在一些实施方案中,生长于垂直表面上的材料的厚度是生长于水平表面上的材料的厚度的至少50%。或者,可在提供金属晶种层(其在电镀之前涂布所述表面)之后通过无电电镀或电镀从溶液保形地沉积快门材料。
如上所述,产生用于显示器中的快门及静电致动器的方法涉及使用两个牺牲模具层。图案化第一层以用作将快门支撑在衬底上方的锚的底座的模具。图案化第二模具层以用作锚、致动器及快门的剩余部分的模具。通过仅使用两个模具层,所得结构包含总是相同高度的快门及致动器,因为第一模具层的厚度界定快门及致动器距衬底的距离,而第二模具层的厚度将额定快门及致动器二者的高度。因此,限制了快门及致动器中的每一者的真实设计潜力。
可通过允许在制造快门组合件时使用第三模具层给设计替代性快门组合件架构提供更大的灵活性。特定来说,添加第三模具层提供了形成具有对应于第二模具层、第三模具层或第二模具层与第三模具层二者的厚度的单独高度的快门及致动器的机会。以此方式,可制造包含致动器及具有至少一个突出部的快门的快门组合件。突出部可具有侧壁,所述侧壁具有对应于第三模具层的厚度的高度,而对应致动器可具有对应于第二模具层与第三模具层二者的厚度的高度。下文相对于图8描述此快门组合件的实例。
图8展示实例基于EMS快门的显示设备800的一部分的横截面图。显示设备800包含具有光阻断层804(光圈806经形成通过光阻断层804)的衬底802及快门组合件810。
快门组合件810形成于衬底802上且包含经配置以将一对静电致动器820a及820b(通常称为致动器820)及快门840支撑在衬底802上方的锚812a及812b。致动器820负责在各状态之间移动快门840。静电致动器820a经配置以在第一方向上驱动快门840,而静电致动器820b经配置以在与第一方向相反的第二方向上驱动快门840。致动器820中的每一者包含驱动梁电极822及经定位与驱动梁电极822相对的负载梁电极824。第一及第二致动器820的负载梁电极824连接到快门840且响应于施加于对应驱动电极822的驱动电压。驱动梁电极822及负载梁电极824中的每一者具有法向于衬底802的主面。静电致动器820具有对应于驱动电极822及负载电极824的高度的高度825。特定来说,驱动梁电极822及负载梁电极824的高度825对应于驱动梁电极822及负载梁电极824的主面的高度。
快门840包含实质上平行于衬底802延伸的主平坦部分842。快门840还包含至少一个突出部850。突出部850由两个侧壁854a及854b(通常称为侧壁854)、在两端处连接到侧壁854a及854b的一对端壁及平行于主平坦部分842的远端部分852界定。侧壁854a及854b的高度855a及855b(各自通常称为侧壁高度855)对应于突出部850的深度。侧壁854a及854b中的每一者包含比侧壁854a及854b的远端相对更接近其上形成快门840的衬底802的近端。
侧壁854a及854b的侧壁高度855a及855b实质上短于致动器820a及820b的高度825。特定来说,致动器820的顶表面实质上与主平坦部分842的顶表面对准,而致动器820的底表面(即,面向衬底820的表面)比快门840的远端部分852的底表面更接近衬底802。致动器820的底表面对应于致动器的近端,而致动器820的顶表面对应于致动器的远端。致动器的近端比远端相对更接近其上形成致动器的衬底802。换句话说,图8中描绘的快门组合件810的配置图解说明具有比致动器820a及820b浅的突出部850的快门840。例如快门840的较浅突出部快门允许下伏衬底802与快门840之间的增加距离862。这减小降落在衬底802上的快门840是将经历朝向衬底802的平面外运动的快门840的可能性。此外,较浅突出部快门可具有通过显示器内快门840所浸入的流体的更快速度。
图9展示并入有包含具有突出部(其具有实质上不同于对应静电致动器的高度的深度)的快门的快门组合件的显示设备的实例制造过程900的流程图。首先,通过在衬底上方沉积第一模具层形成模具(阶段901)。接着,图案化第一模具层(阶段902)。接着,在模具的暴露表面上方沉积第二模具层(阶段904)。接着,图案化第二模具层(阶段906)。接着,在模具的暴露表面上方沉积第三模具层(阶段908)。接着,图案化第三模具层(阶段910)。第一模具层、第二模具层及第三模具层是类似于上文相对于图6B到6E及7A到7D描述的牺牲层的牺牲层。因而,相对于本申请案,可互换地使用如本文中使用的术语“模具层”及术语“牺牲层”。接着,在模具的暴露表面上沉积结构层(阶段912)。接着,图案化结构层以形成具有锚、静电致动器及具有至少一个突出部(其可具有实质上不同于对应静电致动器的高度的深度)的快门的快门组合件(阶段914)。最后,从模具释放包含快门组合件的结构(阶段916)。下文关于图10A到10F及图11A到11D描述制造过程的进一步方面。
图10A到10F展示例如图8中所示的显示设备800的实例显示设备的构造阶段。所描绘的过程产生图8中所示的快门组合件810。如图10A中所示,过程开始于在衬底802上方沉积第一模具层1002(阶段901)。上文在论述图6A到6E时提供第一模具层1002的实例材料。接着,图案化第一模具层1002以产生凹口1004(阶段902),支撑静电致动器820的锚812最终将形成于凹口1004内。凹口1004的尺寸将确定锚812的底座的形状。第一模具层1002的厚度可确定致动器820的底部与衬底802的表面之间的距离。第一牺牲材料1002的沉积及图案化在概念上类似于针对(例如)图6B及7A描述的沉积及图案化,且使用类似于针对(例如)图6B及7A描述的沉积及图案化的材料及技术。
如图10B中所示,过程继续,其中在第一模具层1002上方沉积第二模具层1012(阶段904)。上文在论述图6A到6E时提供第二模具层1012的实例材料。第二模具层1012沉积在第一模具层1002的暴露表面上。第二模具层1012可具有相同或不同于第一模具层1002的材料组合物。
如图10C中所示,接着,图案化第二模具层1012以重建对应于锚812的底座部分的凹口1004(阶段906)。此外,图案化第二模具层1012以形成在其上将形成如图8中描绘的快门突出部850的远端部分852的台面1014(阶段906)。对应于第二模具层1012的厚度的台面1014的高度连同第一模具层1002的厚度一起对应于突出部850的远端表面852与衬底802的表面之间的距离。对第二模具层1012的沉积及图案化在概念上类似于针对(例如)图6B及7B描述的沉积及图案化,且使用类似于针对(例如)图6B及7B描述的沉积及图案化的材料及技术。
如图10D中所示,过程继续,其中在第二模具层1012的暴露表面上方沉积第三模具层1022(阶段908)。第三模具层1022可由用以形成第一模具层1002及第二模具层1012的相同材料或上述任何其它合适的牺牲材料形成。接着,如图10E中所示,图案化第三模具层1022以形成对应于其中将形成快门突出部850的区的凹口1024、对应于其中将形成致动器820的区的凹口1026及对应于其中将形成锚804的区的凹口1028(阶段910)。第三牺牲材料1022的沉积及图案化在概念上类似于针对(例如)图6B及7B描述的沉积及图案化,且使用类似于针对(例如)图6B及7B描述的沉积及图案化的材料及技术。
在模具层852、856及860的暴露表面上沉积包含至少一个导电材料层的材料堆叠1032(或堆叠1032)(阶段912)。上文在论述图6C及7C时提供材料堆叠1032的实例材料。如图10F中所示,接着,图案化堆叠1032以形成显示元件的各种组件(包含锚804、致动器820及快门840)(阶段914)。在一些实施方案中,图案化堆叠1032以允许通过施加各向异性蚀刻而选择性地移除堆叠1032的部分,从而导致图8中描绘的结构。一旦完成所述四阶段掩蔽过程,便移除模具,借此释放锚804、致动器820及快门840使得通过对应致动器820支撑快门840,继而通过锚804将致动器820支撑在下伏衬底802上方(阶段916)。结构材料1032的沉积及图案化在概念上类似于针对(例如)图6C及7C描述的快门材料的沉积及图案化,且使用类似于针对(例如)图6C及7C描述的快门材料的沉积及图案化的材料及技术。
如上文相对于图10E所述,当形成致动器820时,图案化第三模具层1022使得凹口1026(致动器820最终将形成于凹口1026内)足够深以暴露第一模具层1002。在一些其它实施方案中,可通过首先图案化第二模具层1012以形成凹口且接着沉积并图案化第三模具层1022以形成与形成于第二模具层1012中的凹口对准的凹口来形成致动器820。因而,用以形成致动器820的模具的部分包含第二模具层1012及第三模具层1022二者。下文相对于图11A到11D描述与以此方式形成快门组合件810有关的额外细节。
图11A到11D展示例如图8中所示的显示设备800的实例显示设备的构造阶段。图11A展示图案化第二模具层1112(阶段906)之后的所得模具。在例如图11A中所示的实施方案的一些实施方案中,图案化第二模具层1112以在第二模具层1112中形成较宽凹口1114,同时重建形成于第一模具层1102的图案化期间的凹口1104(图10A中所示)。较宽凹口1114及凹口1104对应于其中最终将形成锚812的区。此外,图案化第二模具层1112以形成对应于其中将形成致动器820a及820b的区的凹口1116。第二模具层1112的额外剩余牺牲材料形成将在其上形成如图8中描绘的快门突出部850的远端部分852的台面1114。在一些实施方案中,台面1114实质上与图10C中所示的台面1014相同。如上所述,对应于第二模具层1112的厚度的台面1114的高度连同第一模具层1102的厚度一起对应于突出部850的远端表面852与衬底802的表面之间的距离。
如图11B中所示,过程继续,其中在第二模具层1112的暴露表面上方沉积第三模具层1122(阶段908)。第三模具层1122可具有相同或不同于用以形成第一模具层1102及/或第二模具层1112的材料的材料组合物。
接着,如图11C中所示,图案化第三模具层1122以形成对应于其中将形成快门突出部850的区的凹口1124、对应于其中将形成致动器820的区的凹口1126及对应于其中将形成锚804的区的凹口1128(阶段910)。产生凹口1126及1128包含在第二模具层中分别重建凹口1116及1114且在第一模具层1102中重建凹口1104。在一些此类实施方案中,凹口1126与对应凹口1116对准且凹口1128与凹口1114对准。
在模具层1002、1112及1122的暴露表面上沉积包含至少一个导电材料层的材料堆叠1132(或堆叠1132)(阶段912)。类似于如图10F中所示,接着,图案化堆叠1132以形成显示元件的各种组件(包含锚804、致动器820及快门840)(阶段914)。在一些实施方案中,图案化堆叠1132以允许通过施加各向异性蚀刻而选择性地移除堆叠1132的部分,从而导致图8中描绘的结构。一旦完成所述四阶段掩蔽过程,便移除模具,借此释放锚804、致动器820及快门840使得通过对应致动器820支撑快门840,继而通过锚804将致动器820支撑在下伏衬底802上方(阶段916)。
通过使用三个模具层形成快门组合件,可形成具有阶梯状快门的显示结构。图12A及12B展示一个此实例显示结构。
图12A展示另一实例基于EMS快门的显示设备1200的一部分的横截面图。显示设备1200与图8中所示的显示设备800的类似处在于:显示设备1200包含具有快门突出部1250的侧壁1254b的快门1240,所述快门突出部1250具有实质上不同于一对对应静电致动器1220a及1220b(通常称为致动器1220)的高度1225的高度1255b。
快门组合件1210形成于具有光阻断层1204(光圈1206经形成通过光阻断层1204)的衬底1202上。快门组合件1210包含经配置以支撑所述对静电致动器1220a及1220b以及快门1240的锚1212a及1212b。致动器1220负责在各状态之间移动快门1240。静电致动器1220a经配置以在第一方向上驱动快门1240,而静电致动器1220b经配置以在与第一方向相反的第二方向上驱动快门1240。致动器1220中的每一者包含驱动梁电极1222及经定位与驱动梁电极1222相对的负载梁电极1224。第一及第二致动器1220的负载梁电极1224连接到快门1240且响应于施加于对应驱动电极1222的驱动电压。静电致动器1220具有对应于驱动电极1222及负载电极1224的高度的高度1225。
快门1240包含实质上平行于衬底1202延伸的主平坦部分1242。快门1240还包含至少一个突出部1250。与图8中所示的突出部850相比,突出部1250包含一阶状部。特定来说,快门1240包含突出部1250,其由实质上平行于主平坦表面1242的第一远端部分1252a及第二远端部分1252b、三个侧壁1254a到1254c及在两端处连接到侧壁1254a到1254c的一对端壁界定。一个侧壁1254a具有实质上等于致动器1220的高度的高度1255a,且两个较短侧壁1254b及1254c具有实质上短于致动器1255的高度的对应高度1255b及1255c。归因于形成于突出部1250中的阶状部,快门1240的第一远端部分1252a与下伏衬底1202分离一距离1262a,而快门1240的第二远端部分1252b与下伏衬底分离一更大距离1262b。
与浅突出部快门相比,例如快门1240的阶状突出部快门可提供改善的光捕获能力。这是因为进入阶状突出部的较深部分的光更有可能在逸出突出部之前从多个表面回弹。每次反射时由快门的表面吸收光的某一部分。具有此配置的快门还允许朝一侧(与另一侧相比)不同地驱动快门。这是因为侧壁1254a的配置不同于突出部1250的相对侧上的侧壁1254b及1254c的配置。特定来说,当驱动快门1240朝向致动器1220a时,较大侧壁1254a迫使流体远离快门1240的路径。相比之下,当驱动快门1240朝向致动器1220b时,侧壁1254b及1254c迫使流体远离快门1240的路径。
图12B展示从对应模具释放之前的实例显示设备1200。所述模具与用以形成图10F中所示的显示设备800的模具实质上类似处在于:所述模具也包含第一模具层1290、第二模具层1292及第三模具层1294。图案化模具层1290、1292及1294中的每一者使得形成对应于显示设备1200的结构。特定来说,图案化第二模具层1292以形成在其上最终形成第二远端部分1252b的台面1265。第一模具层1290的厚度界定第一远端部分1252a与衬底1202之间的距离1262a以及致动器1220的底表面与衬底1202之间的距离。第二模具层1292的厚度界定阶状部的高度,其对应于连接第一远端部分1252a与第二远端部分1252b的第三侧壁1254c的高度。第二模具层1292及第三模具层1294的厚度界定致动器1220的高度。
图13A展示基于EMS快门的显示设备1300的一部分。显示设备1300与图8中所示的显示设备800类似处在于:显示设备1300包含具有突出部1350的快门1340,所述突出部1350由具有实质上不同于一对对应静电致动器1320a及1320b(通常称为致动器1320)的高度1325的高度1355的两个侧壁1354a及1354b界定。
快门组合件1310形成于具有光阻断层1304(光圈1306经形成通过光阻断层1304)的衬底1302上。快门组合件1310包含经配置以支撑所述对静电致动器1320a及1320b及快门1340的锚1312a及1312b。致动器1320负责在各状态之间移动快门1340。静电致动器1320a经配置以在第一方向上驱动快门1340,而静电致动器1320b经配置以在与第一方向相反的第二方向上驱动快门1340。致动器1320中的每一者包含驱动梁电极1322及负载梁电极1324。第一及第二致动器1320的负载梁电极1324连接到快门1340且响应于施加于对应驱动电极1322的驱动电压。静电致动器1320的高度1325对应于驱动电极1322及负载电极1324的高度。
快门1340包含实质上平行于衬底1302延伸的主平坦部分1342。快门1340还包含至少一个突出部1350。突出部1350由两个侧壁1354a及1354b(通常称为侧壁1354)、在两端处连接到侧壁1354a及1354b的一对端壁及平行于主平坦部分1342的远端部分1352界定。第一侧壁1354a及第二侧壁1354b的高度1355(通常称为侧壁高度1355)对应于突出部1350的深度。侧壁1354a及1354b的侧壁高度1355实质上高于致动器1320a及1320b的高度1325。特定来说,致动器1320的顶表面实质上与主平坦部分1342的顶表面对准,而致动器1320的底表面(即,面向衬底1302的表面)比远端部分1352的底表面更远离衬底1302。换句话说,图13A中描绘的快门组合件1310的配置图解说明具有比致动器1320a及1320b的高度深的突出部1350的快门1340。归因于较深突出部1350,与图8中所示的远端部分852与对应衬底802之间的距离862相比,快门1340的远端部分1352与下伏衬底1302分离相对小的距离1362。例如快门1340的较深突出部快门可提供改善的光捕获能力,因为进入较深突出部的光更有可能在逸出突出部之前从多个表面回弹。每次反射时由快门的表面吸收光的某一部分。
图13B展示从对应模具释放之前的实例显示设备1300。所述模具与用以形成图10F中所示的显示设备800的模具类似处在于:所述模具也包含第一模具层1390、第二模具层1392及第三模具层1394。图案化模具层1390、1392及1394中的每一者使得形成对应于显示设备1300的结构。特定来说,图案化第二模具层1392以形成在其上最终将形成致动器1320a及1320b的两个台面1370a及1370b。图案化第三模具层1394以形成凹口1380a及1380b,致动器1320a及1320b最终将形成于凹口1380a及1380b内。进一步来说,图案化第三模具层1394以还形成凹口1375,快门1340的突出部1350最终将形成于凹口1375内。凹口1375延伸到第一模具层1390的顶表面。第一模具层1390的厚度界定远端部分1352与衬底1202之间的距离1362,而第一模具层1390及第二模具层1392的厚度界定致动器1320的底表面与衬底1302之间的距离。致动器1320的高度1325由第三模具层1394的厚度界定,而快门1340的侧壁1354a及1254的高度1355由第二模具层1392及第三模具层1394的厚度界定。
图14A展示另一实例基于EMS快门的显示设备1400的一部分的横截面图。显示设备1400与图8中所示的显示设备800类似处在于:显示设备1400包含具有突出部1450的快门1440,所述突出部1450由具有实质上不同于一对对应静电致动器1420a及1420b(通常称为致动器1420)的高度1425的高度1455的两个侧壁1454a及1454b界定。
快门组合件1410形成于具有光阻断层1404(光圈1406经形成通过光阻断层1404)的衬底1402上。快门组合件1410包含形成于衬底1402上的经配置以支撑静电致动器1420a及1420b及快门1440的锚1412a及1412b(通常称为锚1412)。致动器1420负责在各状态之间移动快门1440。静电致动器1420a经配置以在第一方向上驱动快门1440,而静电致动器1420b经配置以在与第一方向相反的第二方向上驱动快门1440。致动器1420中的每一者包含驱动梁电极1422及与驱动梁电极1422相对的负载梁电极1424。第一及第二致动器1420的负载梁电极1424连接到快门1440且响应于施加于对应驱动电极1422的驱动电压。静电致动器1420的高度1425对应于驱动电极1422及负载电极1424的高度。
快门1440包含实质上平行于衬底1402延伸的主平坦部分1442。快门1440还包含至少一个突出部1450。突出部1450由两个侧壁1454a及1454b(通常称为侧壁1454)、在两端处连接到侧壁1454a及1454b的一对端壁及平行于主平坦部分1442的远端部分1452界定。第一侧壁1454a及第二侧壁1454b的高度1455(通常称为侧壁高度1455)对应于突出部1450的深度。侧壁1454a及1454b的侧壁高度1455实质上短于致动器1420a及1420b的高度1425。因而,类似于图8中所示的快门组合件810,图14A中描绘的快门组合件1410的配置图解说明具有浅于致动器1420a及1420b的突出部1450的快门1440。然而,与图8中所示的快门组合件800相比,致动器1420面向衬底1402的底表面实质上与远端部分1452的底表面对准,而致动器1420背对衬底1402的顶表面比主平坦部分1442的顶表面更远离衬底1402。归因于较浅突出部1450,快门1440可具有通过显示器内快门1440所浸入的流体的更快速度。
图14B展示从对应模具释放之前的实例显示设备1400。所述模具与用以形成图10F中所示的显示设备800的模具实质上类似处在于:所述模具还包含第一模具层1490、第二模具层1492及第三模具层1494。图案化模具层1490、1492及1494中的每一者使得形成对应于显示设备1400的结构。特定来说,图案化第二模具层1492以形成其中最终将形成锚的凹口以及其中最终将形成快门1440的凹口。第一模具层1490的厚度界定远端部分1452与衬底1402之间的距离1462以及致动器1420的底表面与衬底1402之间的距离。第二模具层1492的厚度界定快门1440的侧壁1454a及1454b的高度。第二模具层1492及第三模具层1494的厚度界定致动器1420的高度。
图15A展示另一实例基于EMS快门的显示设备1500的一部分的横截面图。显示设备1500与图14A及14B中所示的显示设备1400类似处在于:显示设备1500包含具有突出部1550的快门1540,所述突出部1550由具有实质上短于一对对应静电致动器1520a及1520b(通常称为致动器1520)的高度1525的高度1555的两个侧壁1554a及1554b界定。快门组合件1510形成于具有光阻断层1574(光圈1576经形成通过光阻断层1574)的衬底1572上。显示设备1500对应于MEMS向上配置,其中显示设备1500包含形成于衬底1572的定位成相邻于背光的面向前表面上的快门组合件1510。这与图14A及14B中所示的显示设备1400(其对应于MEMS向下配置,其中快门组合件1410形成于形成显示设备1400的前部分的衬底1572的后表面上)形成对比。
仍参考图15A,快门组合件1510包含形成于衬底1572上的经配置以支撑静电致动器1520a及1520b及快门1540的锚1512a及1512b(通常称为锚1512)。致动器1520负责在各状态之间移动快门1540。静电致动器1520a经配置以在第一方向上驱动快门1540,而静电致动器1520b经配置以在与第一方向相反的第二方向上驱动快门1540。致动器1520的每一者包含驱动梁电极1522及与驱动梁电极1522相对的负载梁电极1524。第一及第二致动器1520的负载梁电极1524连接到快门1540且响应于施加于对应驱动电极1522的驱动电压。静电致动器1520的高度1525对应于驱动电极1522及负载电极1524的高度。
快门1540包含实质上平行于衬底1502延伸的主平坦部分1542。快门1540还包含至少一个突出部1550。突出部1550由两个侧壁1554a及1554b(通常称为侧壁1554)、在两端处连接到侧壁1554a及1554b的一对端壁及平行于主平坦部分1542的远端部分1552界定。第一侧壁1554a及第二侧壁1554b的高度1555(通常称为侧壁高度1555)对应于突出部1550的深度。侧壁1554a及1554b的侧壁高度1555实质上短于致动器1520a及1520b的高度1525。因而,类似于图14A及14B中所示的快门组合件1410,图15A中描绘的快门组合件1510的配置图解说明具有浅于致动器1520a及1520b的突出部1550的快门1540。然而,与图14A及14B中所示的快门组合件1400相比,致动器1520面向衬底1502的底表面(近端)实质上与主平坦部分1542的顶表面对准,而致动器1520背离衬底1502的顶表面(远端)比远端部分1552的底表面更远离衬底1502。归因于较浅突出部1550,快门1540可具有通过显示器内快门1540所浸入的流体的更快速度。此外,归因于主平坦部分1542与光圈1506之间的距离减小,显示设备1500可提供更好的光阻断能力。
图15B展示从对应模具释放之前的实例显示设备1500。所述模具与用以形成图10F中所示的显示设备800的模具实质上类似处在于:所述模具也包含第一模具层1590、第二模具层1592及第三模具层1594。图案化模具层1590、1592及1594中的每一者使得形成对应于显示设备1500的结构。特定来说,图案化第二模具层1592以形成其中最终将形成锚的凹口以及在其上方最终将形成快门1540的台面1582。第一模具层1590的厚度界定主平坦部分1542与衬底1502之间的距离1562以及致动器1520的底表面与衬底1502之间的距离。第二模具层1592的厚度界定快门1540的侧壁1554a及1554b的高度。第二模具层1592及第三模具层1594的厚度界定致动器1520的高度。
图16A及16B是图解说明包含一组显示元件的显示装置40的***框图。所述显示装置40可为(例如)智能电话、蜂窝式或移动电话。然而,显示装置40的相同组件或其稍微变动还图解说明各种类型的显示装置,例如电视机、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持式装置及便携式媒体装置。
显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48及麦克风46。所述外壳41可由多种制造工艺中的任一者形成,包含注射模制及真空成形。此外,外壳41可由多种材料中的任一材料制成,包含(但不限于):塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。外壳41可包含可移除部分(未展示),所述可移除部分可与不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分互换。
如本文所述,显示器30可为多种显示器中的任一者,包含双稳态或模拟显示器。显示器30还可经配置以包含平板显示器(例如等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)或非平板显示器(例如CRT或其它显像管装置)。
图16B中示意地图解说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41,且可包含至少部分围封在所述外壳41中的额外组件。例如,显示装置40包含网络接口27,所述网络接口27包含可耦合到收发器47的天线43。网络接口27可为可显示于显示装置40上的图像数据的源。因此,网络接口27是图像源模块的一个实例,但是处理器21及输入装置48也可用作图像源模块。收发器47连接到处理器21,处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如滤波或以其它方式操纵信号)。调节硬件52可连接到扬声器45及麦克风46。处理器21还可连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29可耦合到帧缓冲器28及阵列驱动器22,所述阵列驱动器22继而可耦合到显示阵列30。显示装置40中的一或多个元件(包含图16B中未具体描绘的元件)可经配置以用作存储器装置且经配置以与处理器21通信。在一些实施方案中,电力供应器50可提供电力给特定显示装置40设计中的实质上全部组件。
网络接口27包含天线43及收发器47,使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27还可具有一些处理能力以减轻(例如)处理器21的数据处理要求。天线43可发射及接收信号。在一些实施方案中,天线43根据IEEE 16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11a、b、g或n及其进一步实施方案)发射及接收RF信号。在一些其它实施方案中,天线43根据标准发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的情况中,天线43可经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信***(GSM)、GSM/通用包无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地中继无线电(TETRA)、宽带CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修订版A、EV-DO修订版B、高速包接入(HSPA)、高速下行链路包接入(HSDPA)、高速上行链路包接入(HSUPA)、演进型高速包接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用以在无线网络(例如利用3G、4G或5G技术的***)内通信的其它已知信号。收发器47可预处理从天线43接收的信号,使得处理器21可接收并进一步操纵所述信号。收发器47还可处理从处理器21接收的信号,使得所述信号可经由天线43从显示装置40发射。
在一些实施方案中,收发器47可由接收器取代。此外,在一些实施方案中,网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源取代。处理器21可控制显示装置40的总体操作。处理器21接收数据(例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据)并将数据处理为原始图像数据或可易于处理为原始图像数据的格式。处理器21可将经处理的数据发送到驱动器控制器29或帧缓冲器28以进行存储。原始数据通常指识别图像内的每一位置处的图像特性的信息。例如,此些图像特性可包含色彩、饱和度及灰阶等级。
处理器21可包含用以控制显示装置40的操作的微控制器、CPU或逻辑单元。调节硬件52可包含用于将信号发射到扬声器45及从麦克风46接收信号的放大器及滤波器。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件或可并入于处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据且可适当地重新格式化原始图像数据以使其高速发射到阵列驱动器22。在一些实施方案中,驱动器控制器29可将所述原始图像数据重新格式化为具有类光栅格式的数据流,使得其具有适合跨显示阵列30扫描的时序。接着,驱动器控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。虽然驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常作为独立集成电路(IC)而与***处理器21相关联,但是此些控制器可以许多方式实施。例如,控制器可作为硬件嵌入于处理器21中、作为软件嵌入于处理器21中或与阵列驱动器22完全集成于硬件中。
阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化的信息且可将视频数据重新格式化为一组平行波形,所述波形每秒多次地施加到来自显示器的显示元件的x-y矩阵的数百且有时数千个(或更多)引线。
在一些实施方案中,驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示阵列30适用于本文描述的任何类型的显示器。例如,驱动器控制器29可为常规显示控制器或双稳态显示控制器。此外,阵列驱动器22可为常规驱动器或双稳态显示驱动器。此外,显示阵列30可为常规显示阵列或双稳态显示阵列。在一些实施方案中,驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成。此实施方案可用于高度集成***(例如移动电话、便携式电子装置、手表及其它小面积显示器)中。
在一些实施方案中,输入装置48可经配置以允许(例如)用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含小键盘(例如QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕、与显示阵列30集成的触敏屏幕或压敏膜或热敏膜。麦克风46可配置为显示装置40的输入装置。在一些实施方案中,通过麦克风46的语音命令可用于控制显示装置40的操作。
电力供应器50可包含多种能量存储装置。例如,电力供应器50可为可再充电电池,例如镍镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中,所述可再充电电池可使用来自(例如)壁式插座或光伏装置或阵列的电力进行充电。或者,所述可再充电电池可无线地充电。电力供应器50还可为可再生能源、电容器或太阳能电池(包含塑料太阳能电池或太阳能电池漆)。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。
在一些实施方案中,控制可编程性驻留在可定位于电子显示***中的若干位置中的驱动器控制器29中。在一些其它实施方案中,控制可编程性驻留在阵列驱动器22中。可在任何数目个硬件及/或软件组件及各种配置中实施上述优化。
结合本文揭示的实施方案进行描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路及算法过程可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。已在功能性方面大体上描述且在上述各种说明性组件、块、模块、电路及过程中说明硬件及软件的可互换性。是否在硬件或软件中实施此功能性取决于特定应用及强加于整个***的设计约束。
可使用以下各者实施或执行用以实施结合本文揭示的方面进行描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块及电路的硬件及数据处理设备:通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以执行本文描述的功能的任何组合。通用处理器可为微处理器或任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合,例如,DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一或多个微处理器或任何其它此配置。在一些实施方案中,可通过专用于给定功能的电路执行特定过程及方法。
在一或多个方面中,可将所描述的功能实施于硬件、数字电子电路、计算机软件、固件中,包含本说明书中揭示的结构及其结构等效物或其任何组合。本说明书中描述的标的物的实施方案还可实施为在计算机存储媒体上编码以通过数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作的一或多个计算机程序(即,计算机程序指令的一或多个模块)。
如果在软件中实施,则功能可作为一或多个指令或代码存储在计算机可读媒体上或经由所述计算机可读媒体传输。本文揭示的方法或算法的过程可在可驻留在计算机可读媒体上的处理器可执行软件模块中实施。计算机可读媒体包含计算机存储媒体及通信媒体二者,通信媒体包含可经启用以将计算机程序从一个位置传送到另一位置的任何媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。举例来说(且不限于),此计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置,或可用以存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。再者,任何连接也可被适当地称为计算机可读媒体。如本文使用,磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘及蓝光光盘,其中磁盘通常磁性地重现数据而光盘用激光光学地重现数据。上述组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。此外,方法或算法的操作可作为代码与指令的一者或任何组合或集合而驻留在机器可读媒体及计算机可读媒体上,所述机器可读媒体及计算机可读媒体可并入到计算机程序产品中。
所属领域的技术人员可容易明白在本发明中描述的实施方案的各种修改,且在不脱离本发明的精神或范围的情况下,本文定义的一般原理也可应用于其它实施方案。因此,权利要求书不旨在限于本文展示的实施方案,而是应被赋予与本文所揭示的本发明、原理及新颖特征一致的最广范围。
此外,一般所属领域的技术人员将容易明白,术语“上部”及“下部”有时是为便于描述图而使用,且指示对应于适当定向页面上的图式定向的相对位置,且可能不反映如所实施的任何装置的适当定向。
在本说明书中在单独实施方案的上下文中描述的特定特征还可在单一实施方案中组合实施。相反,在单一实施方案的上下文中描述的各种特征还可在多个实施方案中单独实施或以任何适当子组合实施。此外,虽然上文可将特征描述为以特定组合起作用且即使最初如此主张,但在一些情况中,来自所主张的组合的一或多个特征可从组合中排除,且所主张的组合可针对子组合或子组合的变动。
类似地,虽然在图式中以特定顺序描绘操作,但是这不应被理解为要求以所展示的特定顺序或循序顺序执行此些操作,或执行所有所说明的操作以实现所要结果。进一步来说,图式可以流程图的形式示意地描绘一或多个实例过程。然而,未经描绘的其它操作可并入于经示意性说明的实例过程中。例如,可在所说明的操作中的任一者之前、之后、同时或之间执行一或多个额外操作。在某些境况中,多重任务处理及并行处理可为有利的。此外,在上述实施方案中的各种***组件的分离不应理解为在所有实施方案中都需要此分离,且应理解,所描述的程序组件及***通常可一起集成于单一软件产品中或封装到多个软件产品中。此外,其它实施方案在所附权利要求书的范围内。在一些情况中,权利要求书中叙述的动作可以不同顺序执行且仍实现所要结果。

Claims (18)

1.一种设备,其包括:
静电致动器,其包含相对梁电极,所述相对梁电极具有法向于其上形成所述相对梁电极的衬底的主面,其中所述相对梁电极中的至少一者的高度界定致动器高度;及
机电***EMS快门,其经配置以由所述静电致动器驱动,所述快门包含至少一个突出部,所述突出部具有法向于所述快门的主平面的第一侧壁及第二侧壁,其中所述致动器的远端相对于所述衬底延伸超出所述第一侧壁的远端。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述致动器的致动器高度实质上类似于所述第二侧壁的第二侧壁高度。
3.根据权利要求1所述的设备,其中所述致动器的致动器高度实质上大于所述第一侧壁的第一侧壁高度及所述第二侧壁的第二侧壁高度。
4.根据权利要求1所述的设备,其中所述突出部包含平行于所述主平面且邻近于第一侧壁的第一远端表面以及平行于所述主平面且邻近于第二侧壁的第二远端表面,其中所述第一侧壁的高度实质上不同于所述第二侧壁的对应高度。
5.根据权利要求1所述的设备,其中所述突出部包含平行于所述主平面的远端表面,其中所述致动器具有与所述远端表面对准的近端。
6.根据权利要求1所述的设备,其中所述主平面与所述致动器的所述远端对准。
7.根据权利要求1所述的设备,其中所述相对梁电极包含驱动电极及负载电极,所述负载电极具有实质上小于所述驱动电极的高度。
8.根据权利要求1所述的设备,其进一步包括:
显示器;
处理器,其经配置以与所述显示器通信,所述处理器经配置以处理图像数据;及
存储器装置,其经配置以与所述处理器通信。
9.根据权利要求8所述的设备,其进一步包括:
驱动器电路,其经配置以将至少一个信号发送到所述设备;及
控制器,其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。
10.根据权利要求8所述的设备,其进一步包括:
图像源模块,其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器,其中所述图像源模块包含接收器、收发器及发射器中的至少一者。
11.根据权利要求8所述的设备,其进一步包括:
输入装置,其经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。
12.一种制造显示结构的方法,其包括:
在衬底上方沉积第一模具层;
图案化所述经沉积第一模具层;
在所述经图案化第一模具层上方沉积第二模具层;
图案化所述经沉积第二模具层以形成对应于最终将形成锚之处的锚开口;
在所述经图案化第二模具层上方沉积第三模具层;
图案化所述经沉积第三模具层以形成对应于最终将形成所述显示结构的快门的突出部之处的突出部开口,且形成对应于最终将形成所述显示结构的致动器的致动器梁之处的致动器开口;
在所述经图案化第三模具层上方沉积导电材料;及
图案化所述导电材料以形成所述致动器及具有所述突出部的所述快门,所述致动器具有实质上不同于所述突出部的侧壁中的一者的高度的高度。
13.根据权利要求12所述的方法,其进一步包括释放包含所述致动器及所述快门的所述显示结构。
14.根据权利要求12所述的方法,其中图案化所述经沉积第三模具层包括形成延伸到所述第一模具层的顶表面的致动器开口。
15.根据权利要求14所述的方法,其中图案化所述经沉积第三模具层包括形成延伸到所述第二模具层的顶表面的突出部开口。
16.根据权利要求12所述的方法,其中图案化所述经沉积第三模具层包括形成延伸到所述第二模具层的顶表面及所述第一模具层的顶表面的突出部开口以使得通过所述第一模具层及所述第二模具层二者界定所述开口的底部。
17.根据权利要求12所述的方法,其中图案化所述经沉积第三模具层包括形成延伸到所述第二模具层的顶表面的致动器开口。
18.根据权利要求17所述的方法,其中图案化所述经沉积第三模具层包括形成延伸到所述第一模具层的顶表面的突出部开口。
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