用于显示设备的介电分隔件的制作方法

用于显示设备的介电分隔件的制作方法
【专利摘要】本公开提供了用于在基板上形成分隔件以及在分隔件和基板之上构建机电器件的系统、方法和装置。在一方面，通过添加数层以得到基板上方的高点来在分隔件之上形成隆起的锚区域。该高点可保护MEMS器件的可移动区段免于接触背板。
【专利说明】用于显示设备的介电分隔件
【技术领域】
[0001]本公开涉及机电系统和显示设备。更具体地，本公开涉及在显示设备内使用分隔件。
[0002]相关技术描述
[0003]机电系统包括具有电气及机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件(例如，镜子)以及电子器件的设备。机电系统可以在各种尺度上制造，包括但不限于微米尺度和纳米尺度。例如，微机电系统(MEMS)器件可包括具有范围从大约一微米到数百微米或以上的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)器件可包括具有小于一微米的大小(包括，例如小于几百纳米的大小)的结构。机电元件可使用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀刻掉基板和/或所沉积材料层的部分、或添加层以形成电气及机电器件的其他微机械加工工艺来制作。
[0004]一种类型的机电系统器件称为干涉式调制器(IM0D)。如本文所使用的，术语干涉式调制器或干涉式光调制器是指使用光学干涉原理来选择性地吸收和/或反射光的器件。在一些实现中，干涉式调制器可包括一对导电板，这对导电板中的一者或两者可以整体或部分地是透明的和/或反射性的，且能够在施加恰适电信号时进行相对运动。在一实现中，一块板可包括沉积在基板上的静止层，而另一块板可包括与该静止层分隔一气隙的反射膜。一块板相对于另一块板的位置可改变入射在该干涉式调制器上的光的光学干涉。干涉式调制器器件具有很广范围的应用，且预期将用于改善现有产品以及创造新产品，尤其是具有显示能力的那些产品。
[0005]越来越期望制造出能耐受增加的外部压力的显示设备。例如，一些显示设备(诸如触摸屏)被设计成耐受例如来自指示笔或用户手指的压力。遗憾的是，触摸显示设备可能导致基板形变(例如，弯曲或弯折)，这可能导致基板接触背板并由此损坏显示组件，诸如干涉式调制器。
[0006]概述
[0007]本公开的系统、方法和设备各自具有若干个创新性方面，其中并不由任何单个方面全权负责本文中所公开的期望属性。
[0008]本公开中所描述的主题内容的一个创新性方面可实现在机电器件封装中。机电器件封装可包括基板。多个锚区划可布置在基板上。锚区划可包括隆起分隔件。多个机电器件可形成在基板上。机电器件可形成在隆起分隔件之上并且在锚区划处被锚定至基板。机电器件封装可包括背板，该背板封接至基板以形成封装。机电器件的在基板上方的最高点可位于高于隆起分隔件之处。在一方面，机电器件可以是干涉式调制器。在一方面，分隔件可形成在锚区划中的黑色掩模层之上。在一方面，黑色掩模层可以是导电的。在一方面，基板可以是透明基板。
[0009]本公开中所描述的主题内容的另一个创新性方面可实现在机电器件中。该机电器件可包括基板、在基板上形成的锚区划、用于将锚定装置与基板分隔的装置、以及形成在分隔装置之上并且被锚定至锚区划的可移动层。在一方面，用于分隔的装置可形成在锚区划中的黑色掩模层之上。在一方面，用于分隔的装置可包括隆起的介电结构。在一方面，基板上方的高点可形成在用于分隔的装置上方。
[0010]本公开中所描述的主题内容的另一个创新性方面可实现在制造机电系统器件的方法中。该方法可包括提供基板，在基板上形成锚区划，在锚区划上形成分隔件，以及形成被锚定至锚区划中的分隔件的机电器件。机电器件可在形成分隔件之后形成。在一方面，分隔件可以是介电分隔件。在一方面，锚区划可包括黑色掩模层。在一方面，该方法可在分隔件上方形成机电器件相对于基板的最高点。
[0011]本公开中所描述的主题内容的另一个创新性方面可实现在一种设备中，该设备包括:具有第一表面的基板，第一表面包括位于其上的多个锚区划；多个隆起分隔件，该多个隆起分隔件由基板支承并且至少部分地布置在锚区划内；以及由基板支承的多个机电器件，其中这些机电器件形成在隆起分隔件之上并且在锚区划内被锚定至底下的表面，并且其中这些机电器件在离基板的第一表面最大高度处的部分覆在隆起分隔件之上。
[0012]在一方面，该设备还可包括背板，该背板封接至基板的第一表面以形成封装。在进一步方面，背板可密封至基板。在一方面，这些机电器件可以是干涉式调制器。在进一步方面，这些干涉式调制器可具有锚定在所述锚区划内的可移动镜。
[0013]在一方面，该设备还可包括至少部分地位于锚区划内的黑色掩模结构，其中分隔件覆在黑色掩模结构之上。在进一步方面，黑色掩模结构的至少一部分可以是导电的。在进一步方面，机电器件还可包括在黑色掩模结构的各部分之间延伸的缓冲层，其中该缓冲层的一部分可在黑色掩模结构的至少一部分之上延伸。在再进一步方面，其中定形结构可在该多个隆起分隔件中的至少一个隆起分隔件之上延伸，并且其中该定形结构和缓冲层包括相同的材料。
[0014]在一方面，隆起分隔件可以是介电分隔件。在一方面，机电器件封装中的隆起分隔件的数目可小于机电器件的数目。在一方面，分隔件可具有截头锥体形状。在一方面，隆起分隔件的高度可以至少为0.5μπι。在一方面，这些隆起分隔件在隆起分隔件基部处的横截面尺寸可至少为2 μ m。在一方面，这些隆起分隔件在隆起分隔件顶部附近的直径可至少为1.5μπι。在一方面，这些隆起分隔件可具有约为7,500 A的高度和约为1.5μπι的直径。在一方面，基板可以对可见光是透射的。
[0015]本公开中所描述的主题内容的另一个创新性方面可实现在一种设备中，该设备包括:具有第一表面的基板，第一表面包括位于其上的多个锚区划；由基板的第一表面支承的多个机电器件，其中这些机电器件包括在锚区划内被锚定至底下的表面的可移动层；以及用于使机电器件的一部分与基板分隔的装置，其中该分隔装置伏在可移动层之下并且至少部分地位于锚区划内。
[0016]在一方面，该分隔装置可包括多个隆起分隔件结构。在进一步方面，该多个隆起分隔件结构包括介电材料。在一方面，该分隔装置可形成在至少部分地位于锚区划内的黑色掩模结构之上。在进一步方面，黑色掩模结构的至少一部分可以是导电的。在一方面，机电器件在离基板的第一表面最大高度处的部分可覆在该分隔装置之上。
[0017]本公开中所描述的主题内容的另一个创新性方面可实现在制造设备的方法中，该方法包括:提供具有第一表面的基板，第一表面包括位于其上的多个锚区划；形成多个隆起分隔件，该多个隆起分隔件由基板的第一表面支承并且至少部分地位于锚区划内；以及形成在锚区划内被锚定至底下的表面的多个机电器件，其中该多个机电器件的至少一部分是在形成该多个隆起分隔件之后形成的并且覆在该多个隆起分隔件之上。
[0018]在一方面，分隔件可以包括介电材料。在一方面，该方法还可包括形成至少一个黑色掩模结构，其中该至少一个黑色掩模结构至少部分地位于锚区划内，并且其中该多个隆起分隔件形成在该至少一个黑色掩模结构之上。在一方面，该多个机电器件可包括干涉式调制器。在一方面，基板可以对可见光是透射的。在一方面，机电器件在离基板的第一表面最大高度处的部分可覆在隆起分隔件之上。
[0019]本说明书中所描述的主题内容的一个或多个实现的细节在附图及以下描述中阐述。其他特征、方面和优点将从该描述、附图和权利要求书中变得明了。注意，以下附图的相对尺寸可能并非按比例绘制。
[0020]附图简述
[0021]图1示出描绘了干涉式调制器(IMOD)显示设备的一系列像素中的两个毗邻像素的等轴视图的示例。
[0022]图2示出解说纳入了 3X3干涉式调制器显示器的电子设备的系统框图的示例。
[0023]图3示出解说图1的干涉式调制器的可移动反射层位置相对于所施加电压的图示的示例。
[0024]图4示出解说在施加各种共用电压和分段电压时干涉式调制器的各种状态的表的示例。
[0025]图5A示出解说图2的3X3干涉式调制器显示器中的一帧显示数据的图示的示例。
[0026]图5B示出可用于写图5A中所解说的该帧显示数据的共用信号和分段信号的时序图的示例。
[0027]图6A示出图1的干涉式调制器显示器的局部横截面的示例。
[0028]图6B-6E示出干涉式调制器的不同实现的横截面的示例。
[0029]图7示出解说干涉式调制器的制造过程的流程图的示例。
[0030]图8A-8E示出制作干涉式调制器的方法中的各个阶段的横截面示意图解的示例。
[0031]图9示出机电显示器封装的横截面的示例。
[0032]图10示出制造带有内建的分隔件或隔离结构的机电器件的示例过程。
[0033]图11示出包括具有内建的分隔件或隔离结构的像素阵列的干涉式调制器设备的一部分的示例平面视图示意图解。
[0034]图12示出带有内建的分隔件或隔离结构的干涉式调制器阵列的沿线11A-11A截取的局部横截面的示例。
[0035]图13A-13P示出制作带有内建的分隔件或隔离结构的干涉式调制器阵列的方法中的各个阶段的横截面示意图解的示例。
[0036]图14A和14B示出解说包括多个干涉式调制器的显示设备的系统框图的示例。
[0037]各个附图中相似的附图标记和命名指示相似要素。
[0038]详细描述
[0039]以下详细描述针对旨在用于描述创新性方面的某些实现。然而，本文的教示可用众多不同方式来应用。所描述的实现可在配置成显示图像的任何设备中实现，无论该图像是运动的(例如，视频)还是静态的(例如，静止图像)，且无论其是文本的、图形的、还是画面的。更具体地，构想了这些实现可在各种各样的电子设备中实现或与各种各样的电子设备相关联，诸如但不限于:移动电话、具有因特网能力的多媒体蜂窝电话、移动电视接收机、无线设备、智能电话、蓝牙设备、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、上网本、笔记本、智能本、平板电脑、打印机、复印机、扫描仪、传真设备、GPS接收机/导航仪、相机、MP3播放器、摄录像机、游戏控制台、手表、钟表、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读设备(例如，电子阅读器)、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、驾驶座舱控件和/或显示器、相机取景显示器(例如，车辆中的后视相机的显示器)、电子照片、电子告示牌或招牌、投影仪、建筑结构、微波炉、冰箱、立体音响系统、卡式录音机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、无线电、便携式存储器芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、停车计时器、封装(例如，机电系统(EMS )、MEMS和肖_ MEMS )、美学结构(例如，关于一件珠宝的图像的显示)以及各种各样的机电系统设备。本文的教示也可用在非显示器应用中，诸如但不限于:电子交换设备、射频滤波器、传感器、加速计、陀螺仪、运动感测设备、磁力计、用于消费者电子设备的惯性组件、消费者电子产品的部件、可变电抗器、液晶设备、电泳设备、驱动方案、制造工艺、以及电子测试装备。因此，这些教示无意被限定于只是在附图中描绘的实现，而是具有如本领域普通技术人员将容易明白的广泛应用性。
[0040]在一些实现中，显示设备可包括配置成反射光(例如，去往用户)的机电组件，诸如可移动镜。这些机电组件尤其易受来自外部压力的损坏。相应地，在一些实现中，显示设备设有内部分隔件，这些内部分隔件被配置成防止背板接触敏感的机电组件。在一些实现中，机电组件是可移动镜，并且包括在每个像素的隅角处锚定至基板的可移动层。可移动层可被锚定至布置在基板上的黑色掩模层。在一些实现中，分隔件构建在这些锚区域中的至少一者的中心处或附近，并且在显示设备的锚层下方。通过在锚点下方插入分隔件，锚的上部向上隆起并提供该设备内的高点，其可防止背板触及敏感的毗邻可移动镜。一旦分隔件层被沉积，该设备的制造就可如正常情况那样继续；然而，结果所得的结构在分隔件沉积之处的上方具有高点。使用该结构，该显示设备在分隔件上方的区域就变成基板上方的最高点。在一些实现中，阵列中的一些像素可以不包括分隔件。
[0041]在一些实现中，通孔被用于将器件的静止电极电连接至用于在像素的隅角处锚定可移动层的黑色掩模部分。通孔可偏离于可移动层在像素隅角处的锚定点，以便为分隔件提供空间。在一些实现中，并不是在每个像素隅角处的每个黑色掩模部分中都包括通孔。相反，通孔可在整个干涉式调制器设备上周期性地定位。在一些其他实现中，通孔可设在沿像素边缘从黑色掩模的第一部分向第二部分延伸的黑色掩模沟道之上。在一些实现中，无需在沿像素边缘所设的每个黑色掩模沟道之上都包括通孔。相反，可在某些黑色掩模沟道之上(诸如在沿由高间隙像素和中等间隙像素共享的边缘的沟道之上)设置通孔，以减少黑色掩模的总面积。
[0042]可实现本公开中所描述的主题内容的具体实现以达成以下潜在优点中的一项或更多项。一些实现可提供增大的强度和从外部力的回弹性。例如，使用所公开的技术来构建的显示设备可提供更稳健的触摸屏，因为所纳入的分隔件将提高该设备抗不断的手指压力的耐用性。另外，较大尺寸的显示设备会是可能的。像素阵列的各部分可被设计成接触背板而不损坏干涉式像素。此外，在一些实现中，在制造过程几乎开始时制造分隔件可允许成本有效且高效的制造过程。在一些实现中，仅用一个额外掩模步骤即形成额外的分隔件结构。
[0043]可应用所描述实现的合适机电系统(EMS)或MEMS器件的一示例是反射式显示设备。反射式显示设备可纳入干涉式调制器(IMOD)以使用光学干涉原理来选择性地吸收和/或反射其上所入射的光。MOD可包括吸收体、可相对于该吸收体移动的反射体、以及在该吸收体与反射体之间限定的光学谐振腔。该反射体可被移至两个或更多个不同位置，这可以改变光学谐振腔的大小并由此影响该干涉式调制器的反射。IMOD的反射谱可创建相当广的光谱带，这些光谱带可跨可见波长移位以产生不同颜色。光谱带的位置可通过改变光学谐振腔的厚度(即，通过改变反射体的位置)来调整。
[0044]图1示出描绘了干涉式调制器(IMOD)显示设备的一系列像素中的两个毗邻像素的等轴视图的示例。该IMOD显示设备包括一个或多个干涉式MEMS显示元件。在这些设备中，MEMS显示元件的像素可处于亮状态或暗状态。在亮(“松弛”、“打开”或“接通”)状态，显示元件将所入射的可见光的很大部分反射掉(例如，去往用户)。相反，在暗(“致动”、“关闭”或“关断”)状态，显示元件几乎不反射所入射的可见光。MEMS像素可配置成主导性地在特定波长上发生反射，从而除了黑白以外还允许彩色显示。
[0045]IMOD显示设备可包括MOD的行/列阵列。每个頂OD可包括一对反射层，即，可移动反射层和固定的部分反射层，这些反射层位于彼此相距可变且可控的距离处以形成气隙(也称为光学间隙或腔)。可移动反射层可在至少两个位置之间移动。在第一位置(即，松弛位置)，可移动反射层可定位在离该固定的部分反射层有相对较大距离处。在第二位置(即，致动位置)，该可移动反射层可定位成更靠近该部分反射层。取决于可移动反射层的位置，从这两个层反射的入射光可相长地或相消地干涉，从而产生每个像素的总体反射或非反射状态。在一些实现中，IMOD在未致动时可处于反射状态，此时反射可见谱内的光，并且在未致动时可处于暗状态，此时反射在可见范围之外的光(例如，红外光)。然而，在一些其他实现中，IMOD可在未致动时处于暗状态，而在致动时处于反射状态。在一些实现中，引入所施加电压可驱动像素改变状态。在一些其他实现中，所施加电荷可驱动像素改变状态。
[0046]图1中所描绘的像素阵列部分包括两个毗邻的干涉式调制器12。在(如图所示)左侧的IM0D12中，可移动反射层14被图解为处于离光学堆叠16有预定距离的松弛位置，光学堆叠16包括部分反射层。跨左侧的IM0D12施加的电压Vtl不足以引起可移动反射层14的致动。在右侧的M0D12中，可移动反射层14被图解为处于靠近或毗邻光学堆叠16的致动位置。跨右侧的M0D12施加的电压Vbias (Vifie)足以将可移动反射层14维持在致动位置。
[0047]在图1中，像素12的反射性质用指示入射在像素12上的光的箭头13、以及从左侧的像素12反射的光15来一般化地解说。尽管未详细解说，入射在像素12上的光13的大部分将透射穿过透明基板20去往光学堆叠16。入射在光学堆叠16上的光的一部分将透射穿过光学堆叠16的部分反射层，且一部分将被反射回去穿过透明基板20。光13中透射穿过光学堆叠16的那部分光将在可移动反射层14处被反射回去，从而去往(并穿过)透明基板20。从光学堆叠16的部分反射层反射的光与从可移动反射层14反射的光之间的干涉(相长的或相消的)将决定从像素12反射的光15的(诸)波长。
[0048]光学堆叠16可包括单层或若干层。该(些)层可包括电极层、部分反射且部分透射层以及透明介电层中的一者或多者。在一些实现中，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，并且可例如通过将上述层中的一者或多者沉积到透明基板20上来制造。电极层可由各种各样的材料形成，诸如各种金属，例如氧化铟锡(ITO)。部分反射层可由各种各样的部分反射性材料形成，诸如各种金属(例如铬(Cr))、半导体以及电介质。部分反射层可由一层或多层材料形成，且每一层可由单种材料或由诸材料的组合形成。在一些实现中，光学堆叠16可包括单个半透明的金属或半导体厚层，其既用作光吸收体又用作导体，而(例如，IMOD的光学堆叠16或其他结构的)不同的、更导电的层或部分可用于在IMOD像素之间汇流信号。光学堆叠16还可包括覆盖一个或多个导电层或导电/吸收层的一个或多个绝缘或介电层。
[0049]在一些实现中，光学堆叠16的(诸)层可被图案化成平行条带，并且可形成显示设备中的行电极，如下文进一步描述的。如本领域技术人员将理解的，术语“图案化”在本文中用于指掩模以及蚀刻工艺。在一些实现中，可将高导电性和高反射性的材料(诸如，铝(Al))用于可移动反射层14，且这些条带可形成显示设备中的列电极。可移动反射层14可形成为一个或数个所沉积金属层的一系列平行条带(与光学堆叠16的行电极正交)，以形成沉积在柱18以及各个柱18之间所沉积的居间牺牲材料顶上的诸列。当该牺牲材料被蚀刻掉时，便可在可移动反射层14与光学堆叠16之间形成所限定的间隙19或即光学腔。在一些实现中，各个柱18之间的间距可近似为1-1000 μ m，而间隙19可小于10，000埃(A)。
[0050]在一些实现中，頂OD的每个像素(无论处于致动状态还是松弛状态)实质上是由该固定反射层和移动反射层形成的电容器。在无电压被施加时，可移动反射层14保持在机械松弛状态，如由图1中左侧的像素12所解说的，其中在可移动反射层14与光学堆叠16之间存在间隙19。然而，当将电位差(例如，电压)施加到所选行和列中的至少一者时，在相应像素的行电极与列电极交叉处形成的电容器变为带电的，且静电力将这些电极拉向一起。若所施加的电压超过阈值，则可移动反射层14可发生形变并且移动到靠近或倚靠光学堆叠
16。光学堆叠16内的介电层(未示出)可防止短路并控制层14与层16之间的分隔距离，如图1中右侧的致动像素12所解说的。不管所施加电位差的极性如何，行为都是相同的。虽然阵列中的一系列像素在一些实例中可被称为“行”或“列”，但本领域普通技术人员将容易理解，将一个方向称为“行”并将另一方向称为“列”是任意的。要重申的是，在一些取向中，行可被视为列，而列可被视为行。此外，显示元件可均匀地排列成正交的行和列(“阵列”)，或排列成非线性配置，例如关于彼此具有某些位置偏移(“马赛克”)。术语“阵列”和“马赛克”可以指任一种配置。因此，虽然将显示器称为包括“阵列”或“马赛克”，但在任何实例中，这些元件本身不一定要彼此正交地排列、或布置成均匀分布，而是可包括具有不对称形状以及不均匀分布的元件的布局。
[0051]图2示出解说纳入了 3X3干涉式调制器显示器的电子设备的系统框图的示例。该电子设备包括处理器21，其可配置成执行一个或多个软件模块。除了执行操作系统以外，处理器21还可配置成执行一个或多个软件应用，包括web浏览器、电话应用、电子邮件程序、或任何其他软件应用。
[0052]处理器21可配置成与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包括例如向显示阵列或面板30提供信号的行驱动器电路24和列驱动器电路26。图1中所解说的MOD显示设备的横截面由图2中的线1-1示出。尽管图2为清晰起见解说了 3X3的IMOD阵列，但显示阵列30可包含很大数目的M0D，并且可在行中具有与列中不同的MOD数目，反之亦然。
[0053]图3示出解说图1的干涉式调制器的可移动反射层位置相对于所施加电压的图示的示例。对于MEMS干涉式调制器，行/列(即，共用/分段)写规程可利用这些器件的如图3中所解说的滞后性质。干涉式调制器可使用例如约10伏的电位差以使可移动反射层或镜从松弛状态改变为致动状态。当电压从该值减小时，可移动反射层随电压降回至例如10伏以下而维持其状态，然而，可移动反射层直至电压降至2伏以下才完全松弛。因此，如图3中所示，存在一电压范围(大约为3至7伏)，在此电压范围中存在该器件要么稳定于松弛状态要么稳定于致动状态的所施加电压窗口。该窗口在本文中称为“滞后窗”或“稳定态窗”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列30，行/列写规程可被设计成一次寻址一行或多行，以使得在对给定行寻址期间，被寻址行中要被致动的像素暴露于约10伏的电压差，而要被松弛的像素暴露于接近O伏的电压差。在寻址之后，这些像素暴露于约5伏的稳态或偏置电压差，以使得它们保持在先前的闸选状态中。在该示例中，在被寻址之后，每个像素都经受落在约3-7伏的“稳定态窗”内的电位差。该滞后性质特征使得(例如图1中所解说的)像素设计能够在相同的所施加电压条件下保持稳定在要么致动要么松弛的事先存在的状态中。由于每个MOD像素(无论是处于致动状态还是松弛状态)实质上是由固定反射层和移动反射层形成的电容器，因此该稳定状态在落在该滞后窗内的平稳电压处可得以保持，而基本上不消耗或损失功率。此外，若所施加电压电位保持基本上固定，则实质上很少或没有电流流入IMOD像素中。
[0054]在一些实现中，根据对给定行中像素的状态的期望改变(若有)，可通过沿该组列电极施加“分段”电压形式的数据信号来创建图像帧。可轮流寻址该阵列的每一行，以使得每次一行地写入该帧。为了将期望数据写到第一行中的像素，可在诸列电极上施加与第一行中的像素的期望状态相对应的分段电压，并且可向第一行电极施加特定的“共用”电压或信号形式的第一行脉冲。该组分段电压随后可改变成对应于对第二行中像素的状态的期望改变(若有)，且可向第二行电极施加第二共用电压。在一些实现中，第一行中的像素不受沿诸列电极施加的分段电压变化的影响，而是保持于它们在第一共用电压行脉冲期间被设定的状态。可按顺序方式对整个行系列(或替换地对整个列系列)重复此过程以产生该图像帧。通过以每秒某个期望帧数来不断地重复此过程，便可用新图像数据来刷新和/或更新这些帧。
[0055]跨每个像素施加的分段信号和共用信号的组合(即，跨每个像素的电位差)决定每个像素结果所得的状态。图4示出解说在施加各种共用电压和分段电压时干涉式调制器的各种状态的表的示例。如本领域普通技术人员将容易理解的，可将“分段”电压施加于列电极或行电极中任一者，并且可将“共用”电压施加于列电极或行电极中的另一者。
[0056]如图4中(以及图5B中所示的时序图中)所解说的，当沿共用线施加释放电压VC.时，沿该共用线的所有干涉式调制器元件将被置于松弛状态(替换地称为释放状态或未致动状态)，不管沿各分段线所施加的电压如何(即，高分段电压VSh和低分段电压VSJ。具体而言，当沿共用线施加有释放电压VC.时，在沿该像素的相应分段线施加高分段电压VSH和低分段电压VSL这两种情况下，跨该调制器的电位电压(替换地称为像素电压)皆落在松弛窗(参见图3，也称为释放窗)内。
[0057]当在共用线上施加有保持电压(诸如高保持电压VC- H或低保持电压VC-J时，该干涉式调制器的状态将保持恒定。例如，松弛的IMOD将保持在松弛位置，而致动的IMOD将保持在致动位置。保持电压可被选择成使得在沿相应的分段线施加高分段电压VSh和低分段电压￥&这两种情况下，像素电压都将保持落在稳定态窗内。因此，分段电压摆幅(即，高分段电压VSh与低分段电压VSlj之差)小于正稳定态窗或负稳定态窗任一者的宽度。
[0058]当在共用线上施加有寻址或即致动电压(诸如高寻址电压VCaddh或低寻址电压VCadd J时，通过沿各自相应的分段线施加分段电压，就可选择性地将数据写到沿该线的各调制器。分段电压可被选择成使得致动取决于所施加的分段电压。当沿共用线施加有寻址电压时，施加一个分段电压将产生落在稳定态窗内的像素电压，从而使该像素保持未致动。相反，施加另一个分段电压将产生超出该稳定态窗的像素电压，从而导致该像素的致动。引起致动的特定分段电压可取决于使用了哪个寻址电压而变化。在一些实现中，当沿共用线施加有高寻址电压VCadd H时，施加高分段电压VSh可使调制器保持在其当前位置，而施加低分段电压可引起该调制器的致动。推论可得，当施加有低寻址电压VCad-L时，分段电压的效果可以是相反的，其中高分段电压VSh引起该调制器的致动，而低分段电压V&对该调制器的状态无影响(即，保持稳定)。
[0059]在一些实现中，可使用跨调制器产生相同极性电位差的保持电压、寻址电压和分段电压。在一些其他实现中，可使用使调制器的电位差的极性交变的信号。跨调制器的极性的交变(即，写规程的极性的交变)可减少或抑制在反复的单极性写操作之后可能发生的电荷累积。
[0060]图5A示出解说图2的3X3干涉式调制器显示器中的一帧显示数据的图示的示例。图5B示出可用于写图5A中所解说的该帧显示数据的共用信号和分段信号的时序图的示例。可将这些信号施加于例如图2的3X3阵列，这将最终导致图5A中所解说的线时间60e的显示布局。图5A中的致动调制器处于暗状态，即，其中所反射光的大体部分在可见谱之外，从而给例如观看者造成暗观感。在写图5A中所解说的帧之前，这些像素可处于任何状态，但图5B的时序图中所解说的写规程假设了在第一线时间60a之前，每个调制器皆已被释放且驻留在未致动状态中。
[0061]在第一线时间60a期间:在共用线I上施加有释放电压70 ;在共用线2上施加的电压始于高保持电压72且移向释放电压70 ;并且沿共用线3施加有低保持电压76。因此，沿共用线I的调制器(共用1，分段1、(1，2)和(1，3)在第一线时间60a的历时里保持在松弛或即未致动状态，沿共用线2的调制器(2，1)、(2，2)和(2，3)将移至松弛状态，而沿共用线3的调制器(3，1)、(3，2)和(3，3)将保持在其先前状态中。参照图4，沿分段线1、2和3施加的分段电压将对诸干涉式调制器的状态没有影响，这是因为在线时间60a期间，共用线1、2或3皆不暴露于引起致动的电压电平(即，VC.-松弛和VC-j -稳定)。
[0062]在第二线时间60b期间，共用线I上的电压移至高保持电压72，并且由于没有寻址或即致动电压施加在共用线I上，因此沿共用线I的所有调制器皆保持在松弛状态中，不管所施加的分段电压如何。沿共用线2的诸调制器由于释放电压70的施加而保持在松弛状态中，而当沿共用线3的电压移至释放电压70时，沿共用线3的调制器(3，1)、(3，2)和(3，3)将松弛。
[0063]在第三线时间60c期间，通过在共用线I上施加高寻址电压74来寻址共用线I。由于在该寻址电压的施加期间沿分段线I和2施加了低分段电压64，因此跨调制器(1，1)和(1，2)的像素电压大于这些调制器的正稳定态窗的高端(S卩，电压差分超过了预定义阈值)，并且调制器(1，I)和(1，2)被致动。相反，由于沿分段线3施加了高分段电压62，因此跨调制器(1，3)的像素电压小于跨调制器(1，I)和(1，2)的像素电压，并且保持在该调制器的正稳定态窗内；调制器(1，3)因此保持松弛。同样在线时间60c期间，沿共用线2的电压减小至低保持电压76，且沿共用线3的电压保持在释放电压70，从而让沿共用线2和3的调制器留在松弛位置。
[0064]在第四线时间60d期间，共用线I上的电压返回至高保持电压72，从而让沿共用线I的调制器处于其各自相应的被寻址状态中。共用线2上的电压减小至低寻址电压78。由于沿分段线2施加了高分段电压62，因此跨调制器(2，2)的像素电压低于该调制器的负稳定态窗的下端，从而导致调制器(2，2)致动。相反，由于沿分段线I和3施加了低分段电压64，因此调制器(2，I)和(2，3)保持在松弛位置。共用线3上的电压增大至高保持电压72，从而让沿共用线3的调制器留在松弛状态中。
[0065]最终，在第五线时间60e期间，共用线I上的电压保持在高保持电压72，且共用线2上的电压保持在低保持电压76，从而使沿共用线I和2的调制器留在其各自相应的被寻址状态中。共用线3上的电压增大至高寻址电压74以寻址沿共用线3的调制器。由于在分段线2和3上施加了低分段电压64，因此调制器(3，2)和(3，3)致动，而沿分段线I施加的高分段电压62使调制器(3，I)保持在松弛位置。因此，在第五线时间60e结束时，该3X3像素阵列处于图5A中所示的状态，且只要沿这些共用线施加有保持电压就将保持在该状态中，而不管在沿其他共用线(未示出)的调制器正被寻址时可能发生的分段电压变动。
[0066]在图5B的时序图中，给定的写规程(即，线时间60a_60e)可包括使用高保持电压和高寻址电压、或者使用低保持电压和低寻址电压。一旦针对给定的共用线已完成该写规程(且该共用电压被设为与致动电压具有相同极性的保持电压)，该像素电压就保持在给定的稳定态窗内且不会穿过松弛窗，直至在该共用线上施加释放电压。此外，由于每个调制器在被寻址之前作为写规程的一部分被释放，因此调制器的致动时间(而非释放时间)可决定线时间。具体地，在调制器的释放时间大于致动时间的实现中，释放电压可被施加达长于单个线时间，如图5B中所描绘的。在一些其他实现中，沿共用线或分段线施加的电压可变化以考虑到不同调制器(诸如不同颜色的调制器)的致动电压和释放电压的变动。
[0067]根据上文阐述的原理来操作的干涉式调制器的结构细节可以宽泛地变化。例如，图6A-6E示出包括可移动反射层14及其支承结构的干涉式调制器的不同实现的横截面的示例。图6A示出图1的干涉式调制器显示器的局部横截面的示例，其中金属材料条带(即，可移动反射层14)沉积在从基板20正交延伸出的支承18上。在图6B中，每个MOD的可移动反射层14为大体正方形或矩形的形状，且在隅角处或隅角附近靠系带32附连到支承。在图6C中，可移动反射层14为大体正方形或矩形的形状且悬挂于可形变层34，可形变层34可包括柔性金属。可形变层34可围绕可移动反射层14的周界直接或间接地连接到基板20。这些连接在本文中称为支承柱。图6C中所示的实现具有源自可移动反射层14的光学功能与其机械功能(这由可形变层34实施)解耦的附加益处。这种解耦允许用于反射层14的结构设计和材料与用于可形变层34的结构设计和材料彼此独立地被优化。
[0068]图6D示出IMOD的另一示例,其中可移动反射层14包括反射子层14a。可移动反射层14支托在支承结构(诸如，支承柱18)上。支承柱18提供了可移动反射层14与下静止电极(即，所解说MOD中的光学堆叠16的一部分)的分离，从而使得(例如当可移动反射层14处在松弛位置时)在可移动反射层14与光学堆叠16之间形成间隙19。可移动反射层14还可包括导电层14c和支承层14b，该导电层14c可配置成用作电极。在此示例中，导电层14c布置在支承层14b的、在基板20远端的一侧上，而反射子层14a布置在支承层14b的、在基板20近端的另一侧上。在一些实现中，反射子层14a可以是导电的并且可布置在支承层14b与光学堆叠16之间。支承层14b可包括一层或多层介电材料，例如氧氮化硅(SiON)或二氧化硅(Si02)。在一些实现中，支承层14b可以是多层的堆叠，诸如举例而言Si02/Si0N/Si02三层堆叠。反射子层14a和导电层14c中的任一者或两者可包括例如具有约0.5%铜(Cu)的铝(Al)合金、或其他反射性金属材料。在介电支承层14b上方和下方采用导电层14a、14c可平衡应力并提供增强的导电性。在一些实现中，反射子层14a和导电层14c可由不同材料形成以用于各种各样的设计目的，诸如达成可移动反射层14内的特定应力分布。
[0069]如图6D中所解说的，一些实现还可包括黑色掩模结构23。黑色掩模结构23可形成于光学非活跃区划中(例如，在各像素之间或在柱18下方)以吸收环境光或杂散光。黑色掩模结构23还可通过抑制光从显示器的非活跃部分反射或透射穿过显示器的非活跃部分来改善显示设备的光学性质，由此提高对比度。另外，黑色掩模结构23可以是导电的并且配置成用作电汇流层。在一些实现中，行电极可连接到黑色掩模结构23以减小所连接的行电极的电阻。黑色掩模结构23可使用各种各样的方法来形成，包括沉积和图案化技术。黑色掩模结构23可包括一层或多层。例如，在一些实现中，黑色掩模结构23包括用作光学吸收体的钥铬(MoCr)层、层、以及用作反射体和汇流层的铝合金，其厚度分别在约30-80 A、
500-1000人和500-6000 A的范围内。这一层或多层可使用各种各样的技术来图案化，包括光刻和干法蚀刻，包括例如用于MoCr及SiO2层的四氟化碳(CF4)和/或氧气(02)，以及用于铝合金层的氯(Cl2)和/或三氯化硼(BC13)。在一些实现中，黑色掩模23可以是标准具(etalon)或干涉式堆叠结构。在此类干涉式堆叠黑色掩模结构23中，导电性的反射体可用于在每行或每列的光学堆叠16中的下静止电极之间传送或汇流信号。在一些实现中，分隔层35可用于将吸收体层16a与黑色掩模23中的导电层大体上电隔离。
[0070]图6E示出IMOD的另一示例，其中可移动反射层14是自支承的。与图6D形成对t匕，图6E的实现不包括支承柱18。作为代替，可移动反射层14在多个位置接触底下的光学堆叠16，且可移动反射层14的曲度提供足够的支承以使得在跨干涉式调制器的电压不足以引起致动时，可移动反射层14返回至图6E的未致动位置。为清晰起见，可包含多个若干不同层的光学堆叠16在此处被不为包括光学吸收体16a和电介质16b。在一些实现中，光学吸收体16a既可用作固定电极又可用作部分反射层。
[0071]在诸实现中，诸如图6A-6E中所示的那些实现中，頂OD用作直视设备，其中是从透明基板20的前侧(即，与布置有调制器的一侧相对的那侧)来观看图像。在这些实现中，可对该设备的背部(即，该显示设备的在可移动反射层14后面的任何部分，包括例如图6C中所解说的可形变层34)进行配置和操作而不会冲突或不利地影响该显示设备的图像质量，因为反射层14光学地屏蔽了该设备的那些部分。例如，在一些实现中，在可移动反射层14后面可包括汇流结构(未图解)，这提供了将调制器的光学性质与该调制器的机电性质(诸如，电压寻址和由此类寻址所导致的移动)分离的能力。另外，图6A-6E的实现可简化加工(诸如，举例而言图案化)。
[0072]图7示出解说用于干涉式调制器的制造过程80的流程图的示例，并且图8A-8E示出此类制造过程80的相应阶段的横截面示意图解的示例。在一些实现中，可实现制造过程80加上图7中未示出的其他框，以制造例如图1和6中所解说的一般类型的干涉式调制器。参照图1、6和7，过程80在框82处始于在基板20之上形成光学堆叠16。图8A解说了在基板20之上形成的此类光学堆叠16。基板20可以是透明基板(诸如，玻璃或塑料)，其可以是柔性的或是相对坚硬且不易弯曲的，并且可能已经历了在先制备工艺(例如，清洗)以便于高效地形成光学堆叠16。如上文所讨论的，光学堆叠16可以是导电的、部分透明且部分反射的，并且可以是例如通过将具有期望性质的一层或多层沉积到透明基板20上来制造的。在图8A中，光学堆叠16包括具有子层16a和子层16b的多层结构，虽然在一些其他实现中可包括更多或更少的子层。在一些实现中，子层16a、子层16b中的一者可配置成具有光学吸收和导电性质两者，诸如组合式导体/吸收体子层16a。另外，子层16a、子层16b中的一者或多者可被图案化成平行条带，并且可形成显示设备中的行电极。此类图案化可通过掩模和蚀刻工艺或本领域所知的另一合适工艺来执行。在一些实现中，子层16a、子层16b中的一者可以是绝缘层或介电层，诸如沉积在一个或多个金属层(例如，一个或多个反射和/或导电层)之上的子层16b。另外，光学堆叠16可被图案化成形成显示器的诸行的个体的且平行的条带。
[0073]过程80在框84处继续以在光学堆叠16之上形成牺牲层25。牺牲层25稍后(例如，在框90处)被移除以形成腔19，且因此在图1中所解说的结果所得的干涉式调制器12中未示出牺牲层25。图SB解说包括在光学堆叠16之上形成的牺牲层25的经部分制造的器件。在光学堆叠16之上形成牺牲层25可包括以所选厚度来沉积二氟化氙(XeF2)可蚀刻材料(诸如，钥(Mo)或非晶硅(a-Si))，该厚度被选择成在后续移除之后提供具有期望设计大小的间隙或腔19 (也参见图1和SE)。沉积牺牲材料可使用沉积技术来实施，诸如物理气相沉积(PVD，例如溅镀)、等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD )、或旋涂等。
[0074]过程80在框86处继续以形成支承结构(例如，图1、6和8C中所解说的柱18)。柱18的形成可包括:图案化牺牲层25以形成支承结构孔，然后使用沉积方法(诸如PVD、PECVD、热CVD或旋涂)将材料(例如，聚合物或无机材料，例如氧化硅)沉积至该孔中以形成柱18。在一些实现中，在牺牲层中形成的支承结构孔可延伸穿过牺牲层25和光学堆叠16两者到达底下的基板20，从而柱18的下端接触基板20，如图6A中所解说的。替换地，如图SC中所描绘的，在牺牲层25中形成的孔可延伸穿过牺牲层25，但不穿过光学堆叠16。例如，图SE解说了支承柱18的下端与光学堆叠16的上表面接触。可通过在牺牲层25之上沉积支承结构材料层并且图案化和移除位于远离牺牲层25中的孔的支承结构材料部分来形成柱18或其他支承结构。这些支承结构可位于这些孔内(如图SC中所解说的)，但是也可至少部分地在牺牲层25的一部分之上延伸。如上所述，对牺牲层25和/或支承柱18的图案化可通过图案化和蚀刻工艺来执行，但也可通过替换的蚀刻方法来执行。
[0075]过程80在框88处继续以形成可移动反射层或膜，诸如图1、6和8D中所解说的可移动反射层14。可移动反射层14可通过采用一个或多个沉积步骤(例如反射层(例如，铝、铝合金)沉积)连同一个或多个图案化、掩模和/或蚀刻步骤来形成。可移动反射层14可以是导电的，且被称为导电层。在一些实现中，可移动反射层14可包括如图8D中所示的多个子层14a、14b、14c。在一些实现中，这些子层中的一者或多者(诸如子层14a、14c)可包括为其光学性质所选择的高反射性子层，且另一子层14b可包括为其机械性质所选择的机械子层。由于牺牲层25仍存在于在框88处形成的经部分制造的干涉式调制器中，因此可移动反射层14在此阶段通常是不可移动的。包含牺牲层25的经部分制造的MOD在本文也可称为“未脱模” MOD。如上文结合图1所描述的，可移动反射层14可被图案化成形成显示器的诸列的个体的且平行的条带。
[0076]过程80在框90处继续以形成腔，例如图1、6和SE中所解说的腔19。腔19可通过将(在框84处沉积的)牺牲材料25暴露于蚀刻剂来形成。例如,可蚀刻的牺牲材料(诸如Mo或a-Si)可通过干法化学蚀刻来移除，例如通过将牺牲层25暴露于气态或蒸汽蚀刻齐Ua者如，由XeF2得到的蒸汽)长达能有效地移除期望量的材料(其通常是相对于围绕腔19的结构被选择性地移除的)的一段时间来移除。也可使用其他蚀刻方法，例如湿法蚀刻和/或等离子蚀刻。由于在框90期间移除了牺牲层25，因此可移动反射层14在此阶段之后通常是可移动的。在移除了牺牲材料25之后，结果所得的已完全或部分制造的MOD在本文中可称为“已脱模”頂0D。
[0077]带有分隔件结构的机电显示器
[0078]在一些实现中，公开了具有内建的分隔件或隔离结构的显示设备。尽管以下描述涉及干涉式显示设备，但是本领域普通技术人员应认识到，任何类似的机电显示设备也可纳入所公开技术的新颖方面。
[0079]图9示出机电显示器封装的横截面的示例。经封装的电子设备900包括基板910、干涉式调制器922的阵列920、封条940、以及背板950。设备900包括底侧902和顶侧904。基板910包括下表面912和上表面914。在基板的上表面914上形成了干涉式调制器阵列920。在所解说的实现中，背板950由封条940固定至基板910。这在背板950与基板910之间形成了腔906。
[0080]基板910和干涉式调制器922在上文进行了更详细的描述。简言之，基板910可以是其上可形成干涉式调制器922的任何基板。在一些实现中，设备900显示可从下侧902观看的图像，且相应地，基板910是基本透明或半透明的。例如，在一些实现中，基板是玻璃、硅石或氧化铝。术语“阵列玻璃”也可用来描述基板910。在一些实现中，基板的第一表面912进一步包括一个或多个附加结构，例如一个或多个结构性膜、保护性膜、或光学膜，如以下描述的。
[0081]干涉式调制器922在基板910上方和背板950下方包括机械层916。在一些实现中，机械层916的各部分易被物理损坏。
[0082]背板950在本文中也可称为“盖”、“底板”或“背玻璃”。这些术语无意限制背板950在设备900内的位置、或设备900本身的取向。在一些实现中，背板950保护阵列920免受损坏。干涉式调制器922的一些实施例潜在可能因物理接触而损坏。因此，在一些实现中，背板950保护阵列920免于与例如异物和/或包括阵列920的装置中的其他组件接触。此外，在一些实现中，背板950保护阵列920免于经受其他环境条件(例如湿气、水汽、灰尘、环境压力变化等等)影响。[0083]在设备900显示可从顶侧904观看的图像的实现中，背板950是基本透明和/或半透明的。在一些其他实现中，背板950不是基本透明和/或半透明的。在一些实现中，背板950由不会产生或释出挥发性化合物(例如碳氢化合物、酸、胺等)的材料制成。在一些实现中，背板950基本上是液态水和/或水蒸汽不可渗透的。在一些实现中，背板950基本上是空气和/或其他气体不可渗透的。用于背板950的合适材料包括例如金属、钢、不锈钢、黄铜、钛、镁、铝、聚合树脂、环氧树脂、聚酰胺、聚链烯、聚酯、聚砜、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸脂、聚对二甲苯、陶瓷、玻璃、硅石、氧化铝、及其混合物、共聚物、合金、合成物、和/或组合。合适的合成材料的示例包括可从Vitex Systems公司(加利福尼亚州圣何塞市)购买的合成膜。在一些实现中，背板950进一步包括增强件，例如纤维和/或织物，举例而言玻璃、金属、碳、硼、碳纳米管、等等。
[0084]在一些实现中，背板950是基本刚性的。在一些其他实现中，背板950是柔性的，例如是箔或膜。在一些实现中，在经封装设备900的组装之前和/或期间，背板950按预定配置发生形变。
[0085]继续参照图9,背板950包括内表面953和外表面952。在一些实现中，背板的内表面和/或外表面进一步包括一个或多个附加结构，例如一个或多个结构性膜、保护性膜、机械膜、和/或光学膜。
[0086]在图9中所解说的实现中，背板950是基本平坦的。在一些其他实现中，背板950的内表面953可以有凹陷。具有此配置的背板在本文中可称为“凹盖”。经封装设备900的其他实现可包括曲线形或弓形背板950。在一些实现中，背板950被预形成为曲线形配置。在一些其他实现中，背板950的曲线形状是通过在经封装设备900的组装期间使基本平坦的前体弯曲或形变来形成的。例如，在一些实现中，如上所述地在基板910上形成干涉式调制器阵列920。封接材料(例如，UV可固化环氧树脂)被涂布在基本平坦的背板950外围，背板950比基板910更宽和/或更长。(例如通过压缩)使背板950形变为期望大小并将其定位在基板910上。该环氧树脂被固化(例如，使用UV辐射)以形成封条940。
[0087]在一些实现中，背板的内表面953与阵列920之间的间隙或顶部空间约为10 μ m。在一些实现中，该间隙从约30 μ m到约100 μ m,例如约40 μ m、50 μ m、60 μ m、70 μ m、80 μ m或90 μ m。在一些实现中，该间隙可以大于约100 μ m,例如约300 μ m、约0.5mm、约1mm、或更大。在一些实现中，背板的内表面953与阵列920之间的间隙或顶部空间不是恒定的。
[0088]在一些其他实现中，在设备900的正常使用中很可能遭遇到的力足以使阵列920接触背板950，通常情况下是在背板950和阵列920的中心处或附近接触背板。例如，本领域技术人员将理解，在所有其他条件保持相同的情况下，随着设备900的长度和/或宽度增大，阵列920与背板950之间的相对移动也将会增大。设备900的长度和/或宽度将例如随着阵列920中的干涉式调制器922的大小和/或数目的增大而增大。在某个点，在设备900的正常使用中很可能遭遇到的力将引发会使阵列920的某一部分接触背板950的相对运动，由此潜在可能损坏该设备中的一个或多个干涉式调制器922。
[0089]图10示出制造带有内建的分隔件或隔离结构的机电器件的示例过程400。该过程在框402处开始。如框404中所示，该过程始于提供基板。该过程在框406中继续以在该基板上制造多个分隔件。这些分隔件可用介电材料通过将介电材料沉积在基板上并将该材料蚀刻成期望形状来形成。过程400在框408中继续以形成锚定至分隔件的机电器件，其中机电器件是在形成分隔件之后形成的。该过程在框420处结束。
[0090]图11示出包括具有内建的分隔件或隔离结构的像素阵列的干涉式调制器设备的一部分的平面视图示意图解的示例。所解说的干涉式调制器设备190包括像素阵列，例如像素 lOOOa-lOOOf。
[0091]如图11中所示，像素1000a-1000f是大略正方形的形状并且包括至少沿每个边缘的一部分布置的导电黑色掩模23。在图11中所解说的实现中，黑色掩模23围绕每个像素。尽管为了增进示图清晰性而未解说，但是黑色掩模23是已在基板之上提供的，已在黑色掩模23之上提供了介电层，并且已在该介电层之上提供了光学堆叠(包括静止电极)。形成此类阵列的过程将在稍后详述。
[0092]在所解说的实现中，在像素的每个隅角处或附近提供分隔件100。分隔件100设在黑色掩模23之上。如图11中所示，例如，在像素1000a的每个隅角中提供分隔件IOOa-1OOd0在一些实现中，分隔件100定位在像素的仅一个隅角中、或两个隅角中、或三个隅角中。此外，在一些实现中，像素可以不包括分隔件100。如以下将描述的，干涉式调制器器件阵列190的基板上方的最高点可位于分隔件100之上。
[0093]机械层(为了增进示图清晰性而未示出)被定位在光学堆叠之上以限定该像素的间隙高度。间隙高度可跨像素有所不同。机械层在每个像素的隅角处在分隔件100之上锚定至光学堆叠。例如，像素1000a的机械层在第一、第二、第三和第四分隔件100a、100b、100c和IOOd之上锚定在该像素的4个隅角处或附近，并且分别导致毗邻这些分隔件的隆起隅角区域123a、123b、123c和123d。如早先描述的，机械层可用众多方式被锚定在分隔件100之上。通过将机械层锚定在分隔件100之上，可形成该阵列上方的高点。另外，通过在黑色掩模之上提供分隔件，黑色掩模23就可吸收光学非活跃区划(例如，分隔件100下方及周围的区划、隆起的隅角区域123、以及在致动期间弯曲的区域)中的光。
[0094]如图11中所示，在一些实现中，通孔138可被安置成略微偏离像素的隅角。通孔138被用于使光学堆叠的静止电极电接触黑色掩模23的各个部分。可提供增大的黑色掩模部分或凸出以掩蔽光学非活跃通孔138。例如，可为隅角通孔138d提供黑色掩模凸出139。
[0095]在一些实现中，通孔138可沿着像素边缘的黑色掩模沟道安置。例如，如图11中所解说的，沿像素1000c的黑色掩模沟道提供通孔138c。在一些实现中，并不是在沿每个像素的边缘提供的每个黑色掩模沟道之上都包括通孔138。相反，可在某些黑色掩模沟道之上(诸如在沿由高间隙像素和中等间隙像素共享的边缘的沟道上方)提供通孔138，以减少黑色掩模的总面积。
[0096]在一些实现中(未示出)，通孔138可安置在不具有分隔件100的像素隅角(即，分隔件100所在的区域)中。在一些实现中，可在位于最大间隙大小的像素的隅角处的黑色掩模23部分之上包括通孔138。将通孔138定位在最大间隙大小的像素的隅角处的黑色掩模23部分附近可改善性能，因为高间隙像素可在致动状态中具有更大的弯曲区划。由此，相对较大的光学非活跃区域导致较大的黑色掩模区域，其可提供用于通孔138的附加空间。
[0097]分隔件100、通孔138和锚定区划周围的黑色掩模23区域大小可针对每个像素有所不同。例如，对于最大间隙大小的像素，围绕锚区域的黑色掩模23量可以较大，以便考虑到在致动期间的增大的机械层弯曲。
[0098]图12示出带有内建的分隔件或隔离结构的干涉式调制器阵列的沿线11A-11A截取的局部横截面的示例。该横截面解说了位于包括低间隙19c的调制器与包括高间隙19a的调制器之间的分隔件100。这些调制器各自包括锚定至光学堆叠16的机械层。机械层至少部分地由横跨各调制器之间并且覆盖位于各调制器之间的分隔件100的支承层160-162锚定至光学堆叠16。该锚区划可大致描绘为锚区域dA。以此方式来锚定机械层可导致隆起的锚区域。
[0099]分隔件100可位于锚区划dA的中心处或附近。在该区域中构建分隔件100允许各调制器以直截了当的方式来被构建，但是导致该调制器阵列的高区段180位于分隔件100之上。该高区段180可接触上方的背板(未示出)而不会损坏干涉式调制器阵列。此外，高区段180可防止背板接触并由此损坏该阵列的可移动区段。
[0100]细说图12，该干涉式调制器阵列可构建于布置在基板20之上的蚀刻停止层122的顶上。黑色掩模23可布置在蚀刻停止层122的光学非活跃部分之上。黑色掩模23可配置成吸收光。该阵列的光学非活跃区划包括例如围绕锚区域dA的区划、以及围绕机械层的弯曲部分的区划(例如低间隙和高间隙弯曲区域 < 和dBH)。如图所示，黑色掩模23层包括光学吸收体层23a、介电子层23b、以及汇流层23c。
[0101]分隔件100布置在黑色掩模23之上且在黑色掩模23的中心处或附近。在图12中所解说的实现中，分隔件100大致定形为截头锥体，以使得分隔件100在从侧面看时大致为梯形并且在从上方看时大致为圆形。然而，分隔件100可以是任何合适的形状，包括但不限于:立方体、截头体、梯形棱柱、棱椎、圆柱、或由母线形成的任何合适的三维形状。
[0102]分隔件100在从侧面看时可包括高度ts、下直径(dL、以及上直径(V在一些实现中，分隔件100可具有例如在约0.5-2 μ m的范围中的高度ts、在约2-4 μ m的范围中的下直径4、以及在约1.5-3.5μπι的范围中的上直径(V在一些实现中，分隔件100具有约I μπι的高度连同约3 μ m的下直径4、以及约2.5 μ m的上直径屯。
[0103]可通过布置和图案化定形结构126来在该分隔件之上和周围形成附加分隔件结构110。附加分隔件结构110可有效地扩大分隔件的下直径ds。在一些实现中，分隔件的下直径ds增大到例如约2.1-5 μ m的范围，例如约3.2 μ m。
[0104]可通过在黑色掩模23的一部分之上以及在该阵列的光学活跃区划中的蚀刻停止层122之上布置定形结构126来构建调制器。介电层35布置在定形结构126、黑色掩模23、以及附加分隔件结构110之上。
[0105]光学堆叠16可构建在定形结构126之上的区域中的介电层35上。在图12中所解说的实现中，光学堆叠16包括静止电极层140、透明介电层141、以及介电保护层142。介电保护层142可布置在光学堆叠16之上和光学非活跃区划之上。
[0106]如图12中所示，机械层的各部分可布置在调制器和分隔件100之上，并且在分隔件100之上且毗邻分隔件100地锚定至光学堆叠16。例如，支承层160-162可横跨低间隙19c和高间隙19b并且包封位于这些间隙之间的分隔件100。支承层160-162也可形成机械层的各部分。机械层在构造上可以不是均匀的。在所解说的实现中，例如高间隙调制器之上的机械层14’包括反射层14a、支承层14b、蚀刻停止层154、第三支承层162以及盖层14c，而低间隙调制器之上的机械层14’’包括反射层14a、支承层14b、蚀刻停止层154、第一支承层160、第二支承层161、第三支承层162以及盖层14c，而机械层中覆盖分隔件并将该机械层锚定至光学堆叠的那部分包括第一、第二和第三支承层160-162。[0107]在锚区域中以及在支承层160-162下方制造分隔件100导致高区段180，其在基板上方的闻度tT大于闻间隙调制器在基板上方的总闻度tH和低间隙调制器在基板上方的总闻度k两者。在一些实现中，闻间隙调制器在基板上方的闻度tH的范围从约I，400-1, 500nm,例如约I，470nm,而低间隙调制器在基板上方的高度\的范围从约1，300-1, 450nm，例如约1，400nm。在一些实现中，高区段180在基板上方的高度tT的范围从约 1，000-3, OOOnm，例如约 1，900nm。
[0108]该干涉式调制器阵列可如上所述地由背板(未示出)封装。干涉式调制器的高区段180可接触背板，由此防止损坏该阵列中的调制器。
[0109]图13A-13P示出制作带有内建的分隔件或隔离结构的干涉式调制器阵列的方法中的各个阶段的横截面示意图解的示例。
[0110]在图13A中，黑色掩模结构2300和多个分隔件100已形成在基板20之上。如图所示，该器件已通过在基板20顶上层覆第一蚀刻停止层122来制造。蚀刻停止层122可包括氧化铝(AlOx)或任何其他公知的蚀刻停止成分。在一些实现中，蚀刻停止层122是具有在约50-250 A的范围中(例如，约160 A)的厚度的AlOx层。
[0111]在蚀刻停止层122顶上是黑色掩模层2300，其是由一系列子层制造的。第一子层是光学吸收体子层2300a，其可包括MoCr层。在一些实现中，光学吸收体子层2300a包括具有在约30-80 A的范围中(例如，约50 A)的厚度的MoCr层。
[0112]层覆在光学吸收体子层2300a顶上的是介电子层2300b，其可包括Si02。在一些实现中，光学吸收体子层2300a包括具有在约500-1,000 A的范围中(例如，约750 A)的厚度的SiO2层。层覆在介电子层2300b顶上的是汇流子层2300c，其可包括铝合金，诸如铝硅(AlSi)。在一些实现中，汇流子层2300a包括具有在约100-6,000 A的范围中(例如，约500 A)的厚度的AlSi层。
[0113]在黑色掩模层2300顶上形成的是分隔件100。在未示出的一些实现中，分隔件100不是形成在黑色掩模层2300顶上，而是形成在基板20上或蚀刻停止层122上。分隔件100可通过本领域技术人员所知的各种技术来形成，包括光刻和干法蚀刻。分隔件100可用本领域公知的任何合适的介电材料来形成。分隔件100可包括例如Si02、Si0N、或氮化硅(Si3N4)15在一些实现中，分隔件100通过沉积SiO2层、掩模期望图案、以及将SiO2层蚀刻成期望形状来形成。在一些实现中，分隔件100包括具有在约0.5-4 μ m的范围中(例如，约I μ m)的厚度的SiO2层。蚀刻工艺可包括CF4和/或02。
[0114]如图13B中所示，该过程继续以通过对黑色掩模层2300进行掩模和蚀刻来提供光学活跃区段175a-175c。该蚀刻工艺可包括用于MoCr和SiO2层的CF4和/或02，以及用于铝合金层的Cl2和/或BC13。光学活跃区段可提供用于制造干涉式调制器的区域，而剩余黑色掩模区域170a-170d可被用来掩蔽光学非活跃区划，诸如锚区划和/或调制器之间的弯曲。
[0115]剩余黑色掩模区域170a_170d可具有不同大小。例如,较大的剩余黑色掩模区域可用在具有较大间隙大小的调制器之间以考虑到机械层的额外弯曲。在操作中，当机械层被致动时，在光学堆叠上方的平面中对准的各机械层部分接触光学堆叠。然而，机械层的一部分(例如，沿像素边缘的机械层部分)可能不接触光学堆叠。若没有提供附加的黑色掩模区域，则不与光学堆叠接触的这些机械层部分可干涉地产生不期望的颜色。对于具有较大间隙高度的像素，在致动期间不与光学堆叠接触的该机械层部分可增大。高间隙像素的弯曲区划由于间隙更大故而可以大于低间隙像素的弯曲区划。相应地，可为具有较大间隙大小的像素提供围绕锚定区划的附加黑色掩模区域以掩蔽在致动期间可能弯曲的机械层部分。
[0116]在图13C中，该过程继续以形成定形结构126和附加分隔件结构110。定形结构126和附加分隔件结构110可通过在干涉式调制器之上沉积缓冲氧化层并蚀刻掉该层的毗邻分隔件100且在黑色掩模层23上方的部分来形成。在一些实现中，该缓冲氧化层包括具有在约500-6,000 A的范围中(例如，约1,000 A)的厚度的SiO2层。该蚀刻工艺可包括CF4和/或02。
[0117]定形结构126可通过填充剩余黑色掩模区域170a_170d之间的间隙来辅助维持跨基板的相对平坦的轮廓。定形结构126还可与剩余黑色掩模区域170a-170d的一部分交迭。例如，如图13C中所示，定形结构126可与剩余黑色掩模区域170a-170d交迭以形成突起129。突起129可辅助在将要在上方形成的机械层中形成扭结。具体而言，包括机械层的一层或多层可沉积在定形结构126之上，由此基本上复制定形结构126的一个或多个几何特征。该过程可在后续沉积的共形层(诸如机械层)中产生向上延伸的波或扭结。尽管本文解说的各种机电系统和器件被示出和描述为包括定形结构126，但是本领域普通技术人员将认识到，如本文描述的形成机械层的方法可以适用于没有定形结构126的工艺。
[0118]附加分隔件结构110可有效地增大分隔件100的大小。然而，该缓冲氧化层对有效分隔件大小的总体影响取决于原始分隔件的形状。例如，本领域技术人员将认识到，表面暴露于沉积器材越多，该表面上沉积的材料就将越多。例如，如图13C中所示，由于所选分隔件100的几何形状，沉积在分隔件100的顶表面上的缓冲氧化层比分隔件100的侧面上的更多。
[0119]在图13D中，该过程继续以在带有内建的分隔件的干涉式调制器阵列之上提供介电层35。介电层35可包括例如SiO2、SiONJP /或硅酸四乙酯(TEOS)或本领域公知的其
他合适材料。在一些实现中，介电层35包括具有在约3，000-6，000A的范围中(例如，约
4,000 Α)的厚度的SiO2层。然而，介电层35取决于期望光学性质可具有各种各样的厚度。
[0120]在图13Ε中，该过程继续以形成颜色增强结构134。可选择性地为某些干涉式调制器提供颜色增强结构134。例如，在采用多个间隙高度的多色干涉式调制器实现中，可在具有特定间隙大小的调制器之上提供颜色增强结构134。在图13Ε中所解说的实现中，为将成为中等间隙干涉式调制器的干涉式调制器提供颜色增强结构134。
[0121]在提供颜色增强结构134之前，可在介电层35上提供一层或多层。例如，如图13Ε中所示，在提供颜色增强层134之前提供蚀刻停止层135。蚀刻停止层可包括AlOx或任何其他公知的蚀刻停止成分。蚀刻停止层135可通过在介电层35上沉积AlOx层并蚀刻该层以使得蚀刻停止层135在光学活跃区段175b上方的区域中保留在介电层35顶上来形成。
在一些实现中，蚀刻停止层135包括具有在约50-250 A的范围中(例如，约160 A)的厚度
的AlOx层。用于移除AlOx的蚀刻工艺可包括磷酸(H3PO4)15
[0122]类似地，在一些实现中，颜色增强结构134是通过在蚀刻停止层135上沉积SiON层并蚀刻该层以使得颜色增强结构134在光学活跃区段175b上方的区域中保留在蚀刻停止层135顶上来提供的。在一些实现中，颜色增强结构134包括具有在约1,500-2,500 A的
范围中(例如，约丨,900人)的厚度的SiON层。用于移除SiON的蚀刻工艺可包括CF4和/或O2。
[0123]在图13F中，该过程继续以通过蚀刻介电层35的一部分来在介电层35中形成通孔138。通孔138可准许后续沉积的层接触黑色掩模结构23。在一些实现中，通孔138可将静止电极电连接至黑色掩模23。如图13F中所示，无需在黑色掩模23的每个区划之上都包括通孔。相反，通孔可周期性地安置在干涉式调制器中以提高该阵列的填充系数。例如，如图13F中所示，已在第二或即中等间隙像素与第三或即低间隙像素之间的黑色掩模部分170b之上包括了通孔138。通孔可具有各种各样的形状和大小。例如，通孔可被定形为圆形、椭圆、八边形和/或任何其他合适的形状。通孔的大小可因工艺而变化。在一些实现中，每个通孔138具有在约1.5-3.0 μ m的范围中(例如，约2.4 μ m)的最大宽度。
[0124]在图13G-13H中，该过程继续以在带有内建的分隔件的干涉式调制器阵列的光学活跃区划中形成光学堆叠。光学堆叠可包括多个层。光学堆叠可以是导电的、部分透明且部分反射性的，并且可包括用于提供干涉式调制器器件的静电操作的静止电极。在一些实现中，光学堆叠的一些或所有层(包括例如静止电极)被图案化成平行条带，并且可形成显示设备中的行电极。
[0125]在图13G中，提供静止电极140。如图所示，静止电极140设在介电层35、颜色增强结构134和通孔138之上，但不设在分隔件100之上。通过在通孔138之上提供静止电极140，例如通孔138可将静止电极140电连接至黑色掩模23。静止电极140可包括MoCr或任何其他公知的电极成分。静止电极140可通过沉积MoCr层并蚀刻该层以使得从分隔件区域120移除静止电极140来形成。在一些实现中，静止电极层140包括具有在约30-80 A
的范围中(例如，约50 A)的厚度的MoCr层。用于移除MoCr的蚀刻工艺可包括(:12和/或O2。
[0126]在图13H中，提供透明介电层141和介电保护层142以完成光学堆叠1600。透明介电层141可包括本领域公知的任何透明介电材料。透明介电层141可通过在带有内建的分隔件的干涉式调制器阵列之上沉积SiO2层来形成。在一些实现中，透明介电层141包括具有在约50-500 A的范围中(例如，约330 A)的厚度的SiO2层。
[0127]介电保护层142可设在透明介电层141之上。介电保护层142可由各种各样的部分反射性材料形成，诸如各种金属、半导体以及电介质。介电保护层142可保护透明介电层141免受后续牺牲层蚀刻工艺的过度蚀刻侵袭以及来自最终牺牲层移除工艺的侵袭。在一些实现中，介电保护层142包括具有在约50-150 A的范围中(例如，约100 A)的厚度的AlOx层。如图13H中所示，透明介电层141和介电保护层142可覆盖分隔件区域120。
[0128]在图131中，该过程继续以在光学堆叠1600之上提供多个牺牲层。这些牺牲层稍后被移除以形成间隙或腔，如以下将讨论的。这些牺牲层可包括Mo或a-Si或任何其他公知的牺牲成分。
[0129]使用多个牺牲层可辅助形成具有众多谐振光学间隙的显示设备。例如，如图所示，通过选择性地提供第一牺牲层144、第二牺牲层145、以及第三牺牲层146，可以创建各种间隙大小。这可提供约等于第一、第二和第三牺牲层的厚度总和的第一间隙大小(或即“高间隙”)、约等于第二和第三牺牲层的厚度总和的第二间隙大小(或即“中等间隙”)、以及约等于第三牺牲层的厚度的第三间隙大小(或即“低间隙”)。对于干涉式调制器阵列，高间隙可对应于高间隙像素，中等间隙可对应于中等间隙像素，而低间隙可对应于低间隙像素。配置成具有不同间隙大小的这些像素中的每个像素可产生不同的反射颜色。相应地，此类像素在本文中可称为高、中等、或低间隙像素。
[0130]在一些实现中，光学堆叠1600之上的这多个牺牲层可如下形成。牺牲材料可被沉积和蚀刻以在将产生高间隙区域176a的区域之上得到第一牺牲层144。在一些实现中，第
一牺牲层144包括具有在约200-1,000 A的范围中(例如，约550 A)的厚度的Mo层。
[0131]第二牺牲层145可被沉积和蚀刻以在高间隙区域176a之上以及在将产生中等间隙区域176b的区域之上得到第二牺牲层145。因此，第二牺牲层145可设在高间隙区域
176a中的第一牺牲层144之上。在一些实现中，第二牺牲层145包括具有在约200-1,000 A的范围中(例如，约400 A)的厚度的Mo层。
[0132]第三牺牲层146可被沉积和蚀刻以在高间隙区域176a、中等间隙区域176b以及将产生低间隙区域176c的区域之上得到第三牺牲层146。因此，第三牺牲层146可设在高间隙区域176a中的第一和第二牺牲层144-145之上以及中等间隙区域中的第二牺牲层145之
上。在一些实现中，第三牺牲层146包括具有在约600-2,000 A的范围中(例如，约1,350 A
)的厚度的Mo层。用于移除Mo的蚀刻工艺可包括Cl2和/或02。
[0133]尽管图131针对其中第二牺牲层145设在第一牺牲层144之上且第三牺牲层146设在第一和第二牺牲层144、145之上的配置进行了解说，但本领域普通技术人员将领会，其他配置是可能的。例如，第一、第二和第三牺牲层144-146无需交迭，且可形成更多或更少的牺牲层以提供期望的间隙大小。
[0134]在图13J中，该过程继续以提供反射层1400a和支承层1400b，反射层1400a和支承层1400b将成为锚定在光学堆叠16之上的机械层的一部分。反射层1400a可以是各种各样的金属材料，包括例如铝合金。在一些实现中，反射层1400a包括具有按重量计在约
0.3%到1.0%的范围中(例如，约0.5%)的铜的铝铜(AlCu)。反射层1400a可以是任何合适
的厚度。在一些实现中，反射层1400a包括具有在约200-500 A的范围中(例如，约300 A)的厚度的AlCu层。
[0135]继续图13J，支承层1400b可设在反射层1400a之上。支承层1400b可用于通过用作抗反射层来辅助对反射层1400a的光刻处理，和/或用于辅助获得完全制成的机械层的期望机械灵活性。支承材料可被沉积和蚀刻以产生光学活跃区段175a-175c上方的反射
层1400a上的支承层1400b。在一些实现中，支承层1400b包括具有在约50-1,000 A的范
围中(例如，约500 A)的厚度的SiON层。用于移除SiON的蚀刻工艺可包括CF4和/或02。在蚀刻支承层1400b之后，金属材料可被蚀刻以产生牺牲层144-146上且大致在光学活跃区段175a-175c上方的反射层1400a。用于移除AlCu的蚀刻工艺可包括Cl2和/或BC13。
[0136]在图13K中，该过程继续以在带有内建的分隔件的干涉式调制器阵列之上提供蚀刻停止层154。蚀刻停止层154可被用于保护干涉式器件的各层免受后续蚀刻步骤影响。例如，如以下将描述的，当牺牲层144-146被移除以使机械层脱模时，蚀刻停止层154可保护支承层免受用来移除牺牲层144-146的蚀刻剂影响。在一些实现中，蚀刻停止层154包括具有在约100-300 A的范围中(例如，约200 A)的厚度的AlOx层。毗邻分隔件的腔133可保留。
[0137]在图13L中，该过程继续以提供第一支承层160。第一支承层160可辅助将机械层锚定至光学堆叠16。例如，第一支承层160可填充毗邻于分隔件100的腔133，从而在牺牲层144-146被移除且机械层脱模之后帮助支承和/或固定光学堆叠16上方的机械层。第一支承层160也会增大分隔件100上方的高度。
[0138]第一支承层160可用介电材料形成，诸如SiON或本领域公知的任何其他介电材料。该介电材料可被沉积和蚀刻以移除大致位于高间隙区域176a和中等间隙区域176b上方的区域中的第一支承层160。沉积在蚀刻停止层154上的第一支承层160可保留在低间隙区域176c之上以形成低间隙区域176c之上的已完成机械层部分。在一些实现中，第一支承层160包括具有在约1,000-5,000 A的范围中(例如，约3,000 A)的厚度的SiON层。用于移除SiON的蚀刻工艺可包括CF4和/或02。
[0139]在图13M中，该过程继续以提供第二支承层161。第二支承层161可进一步辅助将机械层锚定至光学堆叠16。例如，第二支承层161可进一步填充毗邻于分隔件100的腔133，从而在牺牲层144-146被移除且机械层脱模之后帮助支承和/或固定光学堆叠16上方的机械层。第二支承层161也会增大分隔件100上方的高度。第二支承层161可用介电材料形成，诸如SiON或本领域公知的任何其他介电材料。该介电材料可被沉积和蚀刻以移除大致位于高间隙区域176a上方的区域中的第二支承层161。
[0140]第二支承层161可保留在低间隙区域176c和中等间隙区域176b之上。例如，第二支承层161可设在低间隙区域176c之上的区域中的第一支承层160上以形成低间隙区域176c之上的已完成机械层部分，且第二支承层161可保留在中等间隙区域176b之上的区域中的蚀刻停止层154上以形成中等间隙区域176b之上的已完成机械层部分。在一些
实现中，第二支承层161包括具有在约1,000-5,000 A的范围中(例如，约2,600 A)的厚度
的SiON层。用于移除SiON的蚀刻工艺可包括CF4和/或02。
[0141]在图13N中，该过程继续以提供第三支承层162。第三支承层162可进一步辅助将机械层锚定至光学堆叠16并且会进一步增大分隔件100上方的高度。第三支承层162可用介电材料形成，诸如SiON或本领域公知的任何其他介电材料。该介电材料可被沉积和蚀刻以提供期望结构。
[0142]例如，第三支承层162可保留在低间隙区域176c、中等间隙区域176b和高间隙区域176a之上。第三支承层162可设在低间隙区域176c之上的区域中的第二支承层161上、以及中等间隙区域176b之上的区域中的第二支承层上以形成低间隙区域176c和中等间隙区域176b之上的已完成机械层部分。第三支承层162可设在高间隙区域176c上方的区域中的蚀刻停止层154之上以形成高间隙区域176a之上的已完成机械层部分。在一些实现
中，第三支承层162包括具有在约500-1,000 A的范围中(例如，约700 A)的厚度的SiON
层。用于移除SiON的蚀刻工艺可包括CF4和/或02。[0143]第一、第二和第三支承层160-162可用具有不同刚度的介电材料来形成。第一、第二和第三支承层160-162可具有不同的厚度或是均匀厚度。在一些实现中，第一、第二和第
三支承层160-162的厚度可各自在约600-3,000 A的范围中(例如，各为约1,000 A)。
[0144]第一、第二和第三支承层160-162可用于各种各样的功能。例如,第一、第二和第三支承层160-162可用于形成支承结构，包括柱和/或钉。此外，第一、第二和第三支承层160-162可被纳入到机械层的全部或部分中，以辅助达成与期望致动电压相对应的结构刚性和/或辅助获得自支承机械层。
[0145]如图13N中所示，第二支承层161的一部分161a可用作像素的支承柱的部分，而第二支承层161的另一部分161b可被包括在低间隙区域176c之上的机械层中。通过采用第一、第二和第三支承层160-162来跨不同间隙高度的像素起到各种各样的功能，干涉式器件的设计中的灵活性可得到改善。在一些实现中，机械层在某些像素之上可以是自支承的，而在其他像素之上可由支承柱或其他结构来支承。
[0146]此外，如图13N中所示，在牺牲层上方形成的机械层的厚度可通过在该阵列的各个像素之上的机械层中选择性地包括第一、第二和第三支承层160-162而变化。例如，第三支承层162可设在高间隙、中等间隙和低间隙像素之上，第二支承层161可设在中等间隙和低间隙像素之上，而第一支承层160可设在低间隙像素之上。通过跨不同间隙高度的像素改变机械层的厚度，就可针对每个间隙高度达成机械层的期望刚度，这可辅助准许对用于彩色显示应用的不同大小气隙有相同的像素致动电压。
[0147]继续图13N，通过在分隔件100之上形成第一、第二和第三支承层160-162，分隔件100之上的高度会增大。因此，本文所公开的层覆方法允许干涉式调制器的最高点tT在分隔件100之上。因此，这些高区段180可接触位于形成在基板20上的干涉式调制器之上的背板(未示出)。相应地，分隔件结构100保护背板免于接触机械层的更脆弱的区段，尤其是在牺牲层144-146被移除之后机械层的可移动区段。
[0148]在图130中，该过程继续以提供盖层1400c和硬掩模层147。盖层1400c可设在支承层160-162之上并且可具有与反射层1400a相似的图案。将盖层1400c图案化为与反射层1400a的图案相似可辅助平衡机械层中的应力。通过平衡机械层中的应力，机械层在牺牲层144-146被移除之际的定形和曲度就可得到控制。此外，机械层中经平衡的应力可降低已脱模干涉式调制器的间隙高度对温度的敏感性。在一些实现中，提供盖层1400c可形成已完成的机械层。
[0149]盖层1400c可用金属材料形成，诸如AlCu或本领域公知的任何其他金属材料。在一些实现中，盖层1400c用与反射层1400a相同的材料形成。在一些实现中，盖层1400c包括具有按重量计在约0.3%到1.0%的范围中(例如，约0.5%)的铜的AlCu。金属材料可沉积在第三支承层162上并被蚀刻以移除除了大致在光学活跃区段175a-175c上方的区域中的盖层区段154a-154c以外的所有盖层部分。在一些实现中，盖层1400c包括具有在约200-500 A的范围中(例如，约300 A)的厚度的AlCu层。用于移除AlCu的蚀刻工艺可包括Cl2和/或BC13。
[0150]继续图130，硬掩模层147可设在盖层1400c之上。硬掩模层可用作抗反射层以在图案化盖层1400c时辅助光刻工艺。硬掩模层147可包括Mo或a-S1、或可在牺牲层移除工艺(诸如举例而言XeF2脱模工艺)期间被移除的任何其他众所周知的材料。硬掩模图案可被沉积和蚀刻以导致盖层1400c上的硬掩模层147。在一些实现中，硬掩模层147包括具有
在约200-1,000人的范围中(例如，约500 A)的厚度的Mo层。用于移除Mo的蚀刻工艺可
包括Cl2和/或02。用于移除AlCu的蚀刻工艺可包括Cl2和/或BC13。
[0151]在图13P中，该过程继续以移除牺牲层144-146和硬掩模层147。在一些实现中，通过将牺牲层144-146和硬掩模层147暴露于从固态XeF2得到的蒸汽来移除牺牲层144-146和硬掩模层147。牺牲层144-146和硬掩模层147可被暴露长达能有效移除(通常情况下相对于围绕间隙19a-19c的结构选择性地移除)该材料的时间段。可使用其他选择性蚀刻方法，例如湿法蚀刻和/或等离子蚀刻。
[0152]蚀刻停止层154可保护第一支承层160免于经受被用来移除牺牲层144-146的牺牲脱模化学作用影响。这可防止第一支承层160受被用来移除牺牲层的脱模化学影响的侵袭。介电保护层142可保护光学堆叠1600的各层(诸如介电层141)免于经受被用来移除牺牲层144-146的牺牲脱模化学作用的影响。包含介电保护层142可辅助减少或防止在脱模期间对光学堆叠的损坏，由此改善光学性能。
[0153]继续参照图13P，移除牺牲层144-146将使机械层脱模并形成第一或即高间隙19a、第二或即中等间隙1%、以及第三或即低间隙19c。技术人员将领会，可在形成第一、第二和第三间隙19a-19c之前采用附加步骤。例如，可在机械层14中形成牺牲脱模孔以辅助移除牺牲层144-146。
[0154]第一、第二和第三间隙19a_19c可对应于干涉地增强不同颜色的腔。例如，第一、第二和第三间隙19a_19c可具有被选择成分别干涉地增强例如蓝色、红色和绿色的高度。第一或即高间隙19a可与第一或即高间隙像素172a相关联，第二或即中等间隙19b可与第二或即中等间隙像素172b相关联，而第三或即低间隙19c可与第三或即低间隙像素172c相关联。
[0155]为了准许近似相同的致动电压针对每种间隙大小均能使机械层塌陷，机械层在间隙19a-19c中的每一者之上可包括不同的材料、层数、或厚度。因此，如图13P中所示，高间隙19a之上的机械层部分可包括反射层1400a、支承层1400b、蚀刻停止层154、第三支承层162和盖层1400c，而中等间隙19b之上的机械层部分可进一步包括第二支承层161。类似地，与高间隙19a之上的机械层部分形成对比的是，低间隙19c之上的机械层部分可进一步包括第一和第二支承层160、161。使用多个支承层准许近似相同的致动电压针对每种间隙大小均能使机械层塌陷。
[0156]在移除牺牲层144-146之后，机械层可变为与基板错开达起动高度，并且此时可出于各种原因(诸如残留机械应力)而改变形状或曲度。如上所述，盖层1400c可与反射层1400a联用以在机械层脱模时辅助平衡机械层中的应力。因此，盖层1400c可具有被选择成辅助调谐机械层在牺牲层144-146移除时的起动和曲度的厚度、成分和/或应力。另外，在定形结构126之上尤其是在图13C的突出129之上提供机械层，就在机械层14中形成扭结171。扭结171的几何特征可通过改变定形结构126的几何形状来控制，由此控制机械层中的应力。控制起动高度可允许选择特定间隙大小所需的牺牲层厚度，这从制造和光学性能的立场而言是期望的。
[0157]继续图13P，干涉式调制器的最高点&在位于分隔件100之上的高表面180处。机械层(例如，区段178a)在致动期间塌陷。这些可移动区段容易受损坏并且保持低于最高点tT。相应地，高区段180保护了机械层。区段180和180’的高度被示为约为相同高度，但是可包括不同高度。同样如图13P中所示，无需在每个完成的像素之间均包括分隔件100。例如，图13P解说了分隔件100位于高间隙像素172a与中等间隙像素172b之间，但没有分隔件位于中等间隙像素172b与低间隙像素172c之间。
[0158]图14A和14B示出解说包括多个干涉式调制器的显示设备40的系统框图的示例。显示设备40可以是例如蜂窝或移动电话。然而，显示设备40的相同组件或其稍有变动的变体也解说诸如电视、电子阅读器和便携式媒体播放器等各种类型的显示设备。
[0159]显示设备40包括外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入设备48、以及话筒46。外壳41可由各种各样的制造工艺(包括注模和真空成形)中的任何制造工艺来形成。另外，外壳41可由各种各样的材料中的任何材料制成，包括但不限于:塑料、金属、玻璃、橡胶、和陶瓷、或其组合。外壳41可包括可拆卸部分(未示出)，其可与具有不同颜色、或包含不同徽标、图片或符号的其他可拆卸部分互换。
[0160]显示器30可以是各种各样的显示器中的任何显示器，包括双稳态显示器或模拟显示器，如本文中所描述的。显示器30也可配置成包括平板显示器(诸如，等离子体、EL、0LED、STN IXD或TFT IXD)、或非平板显示器(诸如，CRT或其他电子管设备)。另外，显示器30可包括干涉式调制器显示器，如本文中所描述的。
[0161]在图14B中示意性地解说显示设备40的组件。显示设备40包括外壳41，并且可包括被至少部分地包封于其中的附加组件。例如，显示设备40包括网络接口 27，该网络接口 27包括耦合至收发机47的天线43。收发机47连接至处理器21，该处理器21连接至调理硬件52。调理硬件52可配置成调理信号(例如，对信号滤波)。调理硬件52连接到扬声器45和话筒46。处理器21还连接到输入设备48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合至帧缓冲器28、并且耦合至阵列驱动器22，该阵列驱动器22进而耦合至显示阵列30。电源50可如该特定显示设备40设计所要求地向所有组件供电。
[0162]网络接口 27包括天线43和收发机47，从而显示设备40可在网络上与一个或多个设备通信。网络接口 27也可具有一些处理能力以减轻例如对处理器21的数据处理要求。天线43可发射和接收信号。在一些实现中，天线43根据IEEE16.11标准(包括IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE802.11标准(包括IEEE802.11a、b、g或η)来发射和接收RF信号。在一些其他实现中，天线43根据蓝牙标准来发射和接收RF信号。在蜂窝电话的情形中，天线43被设计成接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用分组无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、地面集群无线电(TETRA)、宽带 CDMA (W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、lxEV-DO、EV-DO 修订版 A、EV-DO修订版B、高速分组接入(HSPA)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、演进高速分组接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS、或用于在无线网络(诸如，利用3G或4G技术的系统)内通信的其他已知信号。收发机47可预处理从天线43接收到的信号，以使得这些信号可由处理器21接收并进一步操纵。收发机47也可处理从处理器21接收到的信号，以使得可从显示设备40经由天线43发射这些信号。
[0163]在一些实现中，收发机47可由接收机代替。另外，网络接口 27可由图像源代替，该图像源可存储或生成要发送给处理器21的图像数据。处理器21可控制显示设备40的整体操作。处理器21接收数据(诸如来自网络接口 27或图像源的经压缩图像数据)，并将该数据处理成原始图像数据或容易被处理成原始图像数据的格式。处理器21可将经处理数据发送给驱动器控制器29或发送给帧缓冲器28以进行存储。原始数据通常是指标识图像内每个位置处的图像特性的信息。例如，此类图像特性可包括色彩、饱和度和灰度级。
[0164]处理器21可包括微控制器、CPU、或用于控制显示设备40的操作的逻辑单元。调理硬件52可包括用于将信号传送至扬声器45以及用于从话筒46接收信号的放大器和滤波器。调理硬件52可以是显示设备40内的分立组件，或者可被纳入在处理器21或其他组件内。
[0165]驱动器控制器29可直接从处理器21或者可从帧缓冲器28获取由处理器21生成的原始图像数据，并且可适当地重新格式化该原始图像数据以用于高速传输至阵列驱动器22。在一些实现中，驱动器控制器29可将原始图像数据重新格式化成具有类光栅格式的数据流，以使得其具有适合跨显示阵列30进行扫描的时间次序。然后，驱动器控制器29将经格式化的信息发送至阵列驱动器22。虽然驱动器控制器29 (诸如，LCD控制器)往往作为自立的集成电路(IC)来与系统处理器21相关联，但此类控制器可用许多方式来实现。例如，控制器可作为硬件嵌入在处理器21中、作为软件嵌入在处理器21中、或以硬件形式完全与阵列驱动器22集成在一起。
[0166]阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化的信息并且可将视频数据重新格式化成一组并行波形，这些波形被每秒许多次地施加至来自显示器的χ-y像素矩阵的数百条且有时是数千条(或更多条)引线。
[0167]在一些实现中，驱动器控制器29、阵列驱动器22、以及显示阵列30适用于本文所描述的任何类型的显示器。例如，驱动器控制器29可以是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，IMOD控制器)。另外，阵列驱动器22可以是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，IMOD显示器驱动器)。此外，显示阵列30可以是常规显示阵列或双稳态显示阵列(例如，包括IMOD阵列的显示器)。在一些实现中，驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成在一起。此类实现在诸如蜂窝电话、手表和其他小面积显示器等高度集成系统中是常见的。
[0168]在一些实现中，输入设备48可配置成允许例如用户控制显示设备40的操作。输入设备48可包括按键板(诸如，QWERTY键盘或电话按键板)、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕、或压敏或热敏膜。话筒46可配置成作为显示设备40的输入设备。在一些实现中，可使用通过话筒46的语音命令来控制显示设备40的操作。
[0169]电源50可包括本领域公知的各种各样的能量储存设备。例如，电源50可以是可再充电电池，诸如镍镉电池或锂离子电池。电源50也可以是可再生能源、电容器或太阳能电池，包括塑料太阳能电池或太阳能电池涂料。电源50也可配置成从墙上插座接收电力。
[0170]在一些实现中，控制可编程性驻留在驱动器控制器29中，驱动器控制器29可位于电子显示系统中的若干个地方。在一些其他实现中，控制可编程性驻留在阵列驱动器22中。上述优化可以用任何数目的硬件和/或软件组件并在各种配置中实现。
[0171]结合本文中所公开的实现来描述的各种解说性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。硬件与软件的这种可互换性已以其功能性的形式作了一般化描述，并在上文描述的各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤中作了解说。此类功能性是以硬件还是软件来实现取决于具体应用和加诸于整体系统的设计约束。用于实现结合本文中所公开的方面来描述的各种解说性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理装置可用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)或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文中描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，或者是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。在一些实现中，特定步骤和方法可由专门针对给定功能的电路系统来执打。
[0172]在一个或多个方面，所描述的功能可以在硬件、数字电子电路系统、计算机软件、固件(包括本说明书中所公开的结构及其结构等效)中或其任何组合中实现。本说明书中所描述的主题内容的实现也可实施为一个或多个计算机程序，即，编码在计算机存储介质上以供数据处理装置执行或用于控制数据处理装置的操作的计算机程序指令的一个或多个模块。
[0173]对本公开中描述的实现的各种改动对于本领域技术人员可能是明显的，并且本文中所定义的普适原理可应用于其他实现而不会脱离本公开的精神或范围。由此，权利要求并非旨在被限定于本文中示出的实现，而是应被授予与本公开、本文中所公开的原理和新颖性特征一致的最广范围。本文中专门使用词语“示例性”来表示用作“示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实现不必然被解释为优于或胜过其他实现。另外，本领域普通技术人员将容易领会，术语“上/高”和“下/低”有时是为了便于描述附图而使用的，且指示与取向正确的页面上的附图取向相对应的相对位置，且可能并不反映如所实现的MOD的正当取向。
[0174]本说明书中在分开实现的上下文中描述的某些特征也可组合地实现在单个实现中。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可分开地或以任何合适的子组合实现在多个实现中。此外，虽然诸特征在上文可能被描述为以某些组合的方式起作用且甚至最初是如此要求保护的，但来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情形中可从该组合中去掉，且所要求保护的组合可以针对子组合、或子组合的变体。
[0175]类似地，虽然在附图中以特定次序描绘了诸操作，但这不应当被理解为要求此类操作以所示的特定次序或按顺序次序来执行、或要执行所有所解说的操作才能达成期望的结果。此外，附图可能以流程图的形式示意性地描绘一个或多个示例过程。然而，未描绘的其他操作可被纳入示意性地解说的示例过程中。例如，可在任何所解说的操作之前、之后、同时或之间执行一个或多个附加操作。在某些环境中，多任务处理和并行处理可能是有利的。此外，上文所描述的实现中的各种系统组件的分开不应被理解为在所有实现中都要求此类分开，并且应当理解，所描述的程序组件和系统一般可以一起整合在单个软件产品中或封装成多个软件产品。另外，其他实现也落在所附权利要求书的范围内。在一些情形中，权利要求中叙述的动作可按不同次序来执行并且仍达成期望的结果。
【权利要求】
1.一种设备，包括: 具有第一表面的基板，所述第一表面包括位于其上的多个锚区划； 多个隆起分隔件，所述多个隆起分隔件由所述基板支承并且至少部分地布置在所述锚区划内；以及 由所述基板支承的多个机电器件，其中所述机电器件形成在所述隆起分隔件之上并且在所述锚区划内被锚定至底下的表面，并且其中所述机电器件在离所述基板的所述第一表面最大高度处的部分覆在所述隆起分隔件之上。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括背板，所述背板封接至所述基板的所述第一表面以形成封装。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述背板密封至所述基板。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述机电器件是干涉式调制器。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述干涉式调制器具有锚定在所述锚区划内的可移动镜。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括至少部分地位于所述锚区划内的黑色掩模结构，其中所述分隔件覆在所述黑色掩模结构之上。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述黑色掩模结构的至少一部分是导电的。
8.如权利要求6 所述的设备，其特征在于，所述机电器件还包括在所述黑色掩模结构的各部分之间延伸的缓冲层，其中所述缓冲层的一部分在所述黑色掩模结构的至少一部分之上延伸。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，定形结构在所述多个隆起分隔件中的至少一个隆起分隔件之上延伸，并且其中所述定形结构和所述缓冲层包括相同的材料。
10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述隆起分隔件是介电分隔件。
11.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述机电器件封装中的隆起分隔件的数目小于所述机电器件的数目。
12.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分隔件具有截头锥体形状。
13.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述隆起分隔件的高度至少为0.5μπι。
14.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述隆起分隔件在所述隆起分隔件的基部处的横截面尺寸至少为2 μ m。
15.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述隆起分隔件在所述隆起分隔件的顶部附近的直径至少为1.5μπι。
16.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述隆起分隔件具有约为7,500A的高度和约为1.5μπι的直径。
17.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述基板对可见光是透射的。
18.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括: 处理器，其配置成与所述多个机电器件通信，所述处理器被配置成处理图像数据；以及 存储器设备，其配置成与所述处理器通信。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，进一步包括驱动器电路，所述驱动器电路被配置成将至少一个信号发送给所述显示器。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，进一步包括控制器，所述控制器被配置成将所述图像数据的至少一部分发送给所述驱动器电路。
21.如权利要求18所述的设备，其特征在于，进一步包括配置成将所述图像数据发送给所述处理器的图像源模块。
22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述图像源模块包括接收机、收发机和发射机中的至少一者。
23.如权利要求18所述的设备，其特征在于，进一步包括输入设备，所述输入设备被配置成接收输入数据并将所述输入数据传达给所述处理器。
24.一种设备，包括: 具有第一表面的基板，所述第一表面包括位于其上的多个锚区划； 由所述基板的所述第一表面支承的多个机电器件，其中所述机电器件包括在所述锚区划内被锚定至底下的表面的可移动层；以及 用于使所述机电器件的一部分与所述基板分隔的装置，其中所述分隔装置伏在所述可移动层之下并且至少部分地位于所述锚区划内。
25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述分隔装置包括多个隆起分隔件结构。
26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述多个隆起分隔件结构包括介电材料。
27.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述分隔装置形成在至少部分地位于所述锚区划内的黑色掩模结构之上。
28.如权利要求 25所述的设备，其特征在于，所述黑色掩模结构的至少一部分是导电的。
29.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述机电器件在离所述基板的所述第一表面最大高度处的部分覆在所述分隔装置之上。
30.一种制造设备的方法，包括: 提供具有第一表面的基板，所述第一表面包括位于其上的多个锚区划； 形成多个隆起分隔件，所述多个隆起分隔件由所述基板的所述第一表面支承并且至少部分地位于所述锚区划内；以及 形成在所述锚区划内被锚定至底下的表面的多个机电器件，其中所述多个机电器件的至少一部分是在形成所述多个隆起分隔件之后形成的并且覆在所述多个隆起分隔件之上。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述分隔件包括介电材料。
32.如权利要求30所述的方法，其特征在于，还包括形成至少一个黑色掩模结构，其中所述至少一个黑色掩模结构至少部分地位于所述锚区划内，并且其中所述多个隆起分隔件形成在所述至少一个黑色掩模结构之上。
33.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述多个机电器件包括干涉式调制器。
34.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述基板对可见光是透射的。
35.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述机电器件在离所述基板的所述第一表面最大高度处的部分覆在所述隆起分隔件之上。
【文档编号】G02B26/00GK103443688SQ201280014602
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月20日 优先权日:2011年3月24日
【发明者】F·钟, Y·陶 申请人:高通Mems科技公司