支撑机电装置的可移动元件的系统及方法_5

文档序号:8548004阅读:来源:国知局
各种元件(例如横梁、错、快口)可包含关于图1A图7所描述 的相似组件的材料、性质、尺寸及布置,且因此包含与本文中先前关于图1A到7所描述类似 的优点。
[0111] 在特定实施方案中,减震器元件814通过接触顺应性支撑横梁802且防止快口 804 在错826的方向上的进一步移动而用作快口 804的减震器或止动组件。减震器元件820还 可通过接触顺应性支撑横梁806且防止快口 804在错828的方向上的进一步移动而用作快 口 804的减震器或止动组件。减震器组件810及812可包含电极。电压差动可施加于减震 器元件810与812之间W产生静电吸引场W朝向错822或826吸引快口 804。除所述致动 过程之外,还可在顺应性支撑横梁802与驱动横梁830之间采用静电场。此外,减震器元件 810及812的布置及大小可经配置W在错822或826的方向上限制或确立快口 804沿着运 动方向的轴线808的确定性行进量W使得当减震器元件810接触减震器组件812时停止快 口 804的行进。减震器组件816及818可包含电极且W与关于减震器元件810及812所描 述类似的方式起作用,惟所述减震器组件可经配置W在错824或828的方向上限制或确立 快口804沿着运动方向的轴线808的确定性行进量除外。快口组合件800内的减震器元件810、812、814、816、818及820中的一或多者的布置提供1)快口804的确定性行进或2)额 外硬停止电压W确保快口804有效地且适当地到达所要位置。可实施包含减震器组件810、 812、814、816、818及820中的一或多者的快口组合件800的变化。
[0112] 在特定实施方案中,减震器组件810、812、814、816、818及820通过用相同材料层 沉积及光刻遮罩形成快口及减震器而与快口 804形成为整体,或减震器组件是通过单独材 料层沉积及光刻遮罩来制成。减震器组件810、812、814、816、818及820可包含一或多个介 电覆盖层W防止如果减震器组件用作电极时发生短路。在一个实施方案中,各种MEMS元件 (例如顺应性横梁、快口或减震器元件)可由通过化学汽相沉积过程沉积的非晶娃薄膜形 成。
[0113] 如同顺应性负载横梁206及驱动横梁216,可经由控制矩阵从例如图1B的控制器 156等控制器给减震器元件供应电压。由于减震器组件812、814、818及820可禪合到快口 804或与快口 804 -起形成,因此经由(举例来说)顺应性负载横梁802及错826施加到快 口 804的电压还可施加到减震器812、814、818及820。还可经由减震器组件810及816的 相应错822及824W及控制矩阵从例如控制器156等控制器将电压施加到减震器组件810 及816。因此,除驱动快口组合件800的致动器之外,控制器156还可控制施加到减震器元 件 810、816、812、814、818 及 820 的电压。
[0114] 在某些实施方案中,顺应性支撑横梁802包含环回区段838,所述环回区段使得顺 应性支撑横梁802能够跨越或横贯运动方向的轴线808从错826延伸且然后朝向运动方向 的轴线808往回延伸。顺应性支撑横梁802还包含将顺应性支撑横梁802禪合到快口 804 的连接器部分840。顺应性支撑横梁806包含环回区段842,所述环回区段使得顺应性支撑 横梁806能够跨越或横贯运动方向的轴线808从错828延伸且然后朝向运动方向的轴线 808往回延伸。顺应性支撑横梁806还包含将顺应性支撑横梁806禪合到快口 804的连接 器部分844。快口 804为机电装置内的一种类型的可移动元件、主体或元件的实例。
[0115] 在特定实施方案中,顺应性支撑横梁802在沿着面对、实质上垂直于或正交于运 动方向的轴线808的快口 804的侧848的连接位置846处经由连接器部分840连接到快口 804。如图8中所展示,连接位置846可在侧848上位于与运动方向的轴线808交叉的点 处。此还可系大约侧848的中屯、点。然而,在其它实施方案中,连接位置846可位于沿着快 口 804的侧848的任何位置处。同样地,顺应性支撑横梁806可在沿着面对、实质上垂直于 或正交于运动方向的轴线808的快口 804的侧852的连接位置850处经由连接器部分844 连接到快口 804。如图8中所展示,连接位置850可在侧852上位于与运动方向的轴线808 交叉的点处。此还可为大约侧852的中屯、点。然而,在其它实施方案中,连接位置850可位 于沿着快口 804的侧852的任何位置处。
[0116] 在关于图8中所展示的实施方案的操作中,通过将电压施加到顺应性支撑横梁 802且将电压施加到与顺应性支撑横梁802间隔开的对应致动器或驱动横梁830而实现快 口802的移动。顺应性支撑横梁802的致动部分834与驱动横梁830之间的静电场产生顺 应性支撑横梁802的致动部分834与驱动横梁830之间的吸引力,借此实现快口804沿着 运动方向的轴线808朝向错826的移动。致动部分834的长度越大,致动部分834与驱动 横梁830之间的吸引力越大,从而产生较低吸合电压。顺应性支撑横梁802的长度可受横 梁的另一功能(即相对于错826支撑快口804)限制。如果快口804仅需要短机械支撑件, 则其致动部分834的长度可减小,从而产生减小的吸引力。
[0117] 另外,通过在顺应性支撑横梁802中包含环回区段838,顺应性支撑横梁802可在 沿着快口 804的侧848的任何位置846处有利地连接到快口 804而不影响顺应性支撑横梁 802的致动部分834的所要长度。所绘示顺应性支撑横梁802然后可在环回区段838处绕 回弯曲W经由连接器部分840 (例如)在中央点846处将顺应性支撑横梁802连接到快口 804。因此,实现快口上的所要连接位置。取决于连接位置846 (例如)在沿着面对运动方 向的轴线808的快口 804的侧848的中屯、位置处的定位,快口 804的平面外倾斜可减小,从 而在快口 804沿着运动方向的轴线移动时产生快口 804的较少阻力或静摩擦。
[0118] 通过包含减震器元件814,确定性地预定或设定快口 804朝向错826的行进W使得 当减震器元件814接触顺应性支撑横梁802时停止快口的行进。通过包含减震器元件810 及812,可W确定性方式设定快口朝向错822或826的行进距离W使得当减震器元件812接 触减震器组件810时停止快口的行进。另外,不同电压可施加到减震器组件810及812W确 立减震器元件810与812之间的吸引静电场,且借此,实现快口 804到接近于错822或826 的位置的更有效且可靠移动。
[0119] 顺应性支撑横梁806W与上文关于顺应性支撑横梁802所描述的操作类似的方式 操作。此外,减震器组件816、818及820W与分别关于减震器组件810、812及814所描述 的操作类似的方式操作。在特定实施方案中,顺应性支撑横梁802及806的致动功能W及 减震器组件810、812、814、816、818及820W互补方式操作W使快口 804沿着运动方向的轴 线808在各位置之间移动。所述位置可包含用于允许光通过邻近光圈(例如,举例来说,光 圈508)的敞开位置或用于阻挡光通过邻近光圈的关闭位置。
[0120] 图9是包含顺应性支撑横梁902及906W及减震器组件908、910、912及914的快 口组合件900的另一图式。在特定实施方案中,减震器组件910及914中的一或多者与快 口 904形成为整体。在某些实施方案中,减震器组件910及914中的一或多者添加到快口 904、形成于其上或禪合到其。减震器组件908及912中的一或多者可分别与错916及918 形成为整体。减震器组件908及912中的一或多者可分别添加到错916及918、形成于其上 或禪合到其。减震器组件908、910、912及914中的一或多者可包含电极。
[0121] 在特定实施方案中,顺应性支撑横梁902及906连接到背对可移动快口 904的运 动方向的轴线922的快口 904的侧920。快口组合件900为用来为显示器调制光的机电装 置类型,如本文中关于图1A到8进一步详细描述。顺应性支撑横梁902在第一端处禪合到 错924且在第二端处禪合到快口 904。顺应性支撑横梁906在第一端处禪合到错926且在 第二端处禪合到快口 904。快口组合件900还包含分别禪合到错932及934的驱动横梁928 及930。错916、918、924、926、932及934可安装于例如图5的衬底504或522等衬底上。 在某些配置中,错916、918、924、926、932及934可禪合到分别邻近于衬底504或522的材 料层(例如,举例来说,层506或524)。错924、926、932及934的一个功能是将横梁902、 906、928及930W及快口 904悬置于远离衬底的距离处。通过使快口 904远离衬底间隔距 离,允许快口 904沿着运动方向的轴线922移动。错916及918的一个功能是悬置减震器 组件908及912W使得减震器组件908及912分别与减震器组件910及914对置。
[0122] 快口组合件900的各种元件(例如横梁、错、快口)可包含关于图1A到8所描述的 相似组件的材料、性质、尺寸及布置。在特定配置中,顺应性支撑横梁902包含与驱动横梁 928对置的电极或致动部分936。驱动横梁928还包含电极或致动部分。如关于图2、3A、4A 及4B更详细地论述,驱动横梁928与顺应性支撑横梁902协调W用作致动器W使快口 904 沿着运动方向的轴线922移动。顺应性支撑横梁906包含与驱动横梁930对置的电极或致 动部分938。驱动横梁930还包含电极或致动部分。再次,如关于图2、3A、4A及4B更详细 地论述,驱动横梁930与顺应性支撑横梁906协调W用作致动器W使快口 904沿着运动方 向的轴线922移动。
[0123] 电压差动可施加于减震器元件908与910之间W产生静电吸引场W朝向错916吸 引快口 904。除所述致动过程之外,还可在顺应性支撑横梁902与驱动横梁928之间采用静 电场。此外,减震器元件908及910的布置及大小可经配置W在错916的方向上限制或确 立快口 904沿着运动方向的轴线922的确定性行进量。减震器组件912及914可包含电极 且W与关于减震器元件908及910所描述类似的方式起作用,惟所述减震器组件可经配置 W在错918的方向上限制或确立快口 904沿着运动方向的轴线922的确定性行进量除外。 快口组合件900内的减震器元件908、910、912及914中的一或多者的布置提供1)快口 904 的确定性行进或2)额外硬停止电压W确保快口 904有效地且适当地到达所要位置。可实 施包含减震器组件908、910、912及914中的一或多者的快口组合件900的变化。
[0124] 顺应性支撑横梁902包含环回区段940,所述环回区段使得顺应性支撑横梁902 能够跨越或横贯运动方向的轴线922从错924延伸且然后朝向运动方向的轴线922往回延 伸。顺应性支撑横梁902还包含将顺应性支撑横梁902禪合到快口 904的连接器部分942。 顺应性支撑横梁906包含环回区段944,所述环回区段使得顺应性支撑横梁906能够跨越或 横贯运动方向的轴线922从错926延伸且然后朝向运动方向的轴线922往回延伸。顺应性 支撑横梁906还包含将顺应性支撑横梁906禪合到快口 904的连接器部分946。快口 904 为机电装置内的一种类型的可移动元件、主体或元件的实例。
[0125] 在特定实施方案中,顺应性支撑横梁902在沿着背对运动方向的轴线922或平行 于运动方向的轴线922延伸的快口 904的侧920的连接位置948处经由连接器部分942连 接到快口 904。连接位置948可位于沿着快口 904的侧920的任何位置处。如先前关于图 6所论述,环回区段940的一个优点是,其使得顺应性支撑横梁902的长度能够经调整或配 置W使得连接器部分942可在处于沿着快口 904的侧920的任何位置的连接位置948处禪 合到快口 904。同样地,顺应性支撑横梁906可在沿着背对运动方向的轴线922或平行于运 动方向的轴线922延伸的快口 904的侧920的连接位置950处经由连接器部分946连接到 快口 904。连接位置950可位于沿着快口 904的侧920的任何位置处。
[0126] 通过将顺应性支撑横梁902或906连接到侧920,顺应性支撑横梁902或906的 总体长度可减小,此乃因顺应性支撑横梁902或906可朝向运动方向的轴线922往回延伸 较短距离,即,顺应性支撑横梁902或906往回延伸到快口 904的侧920。在较短长度的情 况下,顺应性支撑横梁902或906的弹黃常数增加,从而导致快口 904的较快移动。通过将 顺应性支撑横梁902或906禪合到侧920,顺应性支撑横梁902或906上的应力量可减小。 尽管图9展示具有两个顺应性支撑横梁902及906的实施方案,但在其它实施方案中,快口 组合件900可使用一个顺应性支撑横梁902及驱动横梁928,或两个W上顺应性支撑横梁。
[0127] 在关于图9中所展示的实施方案的操作中,通过将电压施加到顺应性支撑横梁 902且将电压施加到与与顺应性支撑横梁902间隔开的对应致动器或驱动横梁928而实现 快口902的移动。顺应性支撑横梁902的致动部分936与驱动横梁928之间的静电场产生 顺应性支撑横梁902的致动部分936与驱动横梁928之间的吸引力,借此实现快口904沿 着运动方向的轴线922朝向错924的移动。与驱动横梁928对置或与驱动横梁928邻近地 间隔开的致动部分936的长度越大,致动部分936与驱动横梁928之间的吸引力越大,从而 产生较低吸合电压。顺应性支撑横梁902的长度可受横梁的另一功能(即相对于错924支 撑快口904)限制。如果快口904仅需要短机械支撑件,则其致动部分936的长度可减小, 从而产生减小的吸引力。
[012引另外,通过在顺应性支撑横梁902中包含环回区段940,顺应性支撑横梁902可在 沿着快口 904的侧920的任何位置948处有利地连接到快口 904而不影响顺应性支撑横梁 902的致动部分936的所要长度。因此,顺应性支撑横梁902可具有邻近驱动横梁928的全 部长度延伸的致动部分936W实现顺应性支撑横梁902与致动器或驱动横梁928之间的所 要相互作用。所绘示顺应性支撑横梁902然后可在环回区段940处绕回弯曲W经由连接器 部分942将顺应性支撑横梁902连接到快口 904。因此,实现所要致动器-支撑横梁相互作 用量及快口上的所要连接位置两者。
[0129] 通过包含减震器元件908及910,可W确定性方式设定快口904朝向错916的行进 距离W使得当减震器元件908接触减震器组件910时停止快口904的行进。另外,不同电 压可施加到减震器组件908及910W确立减震器元件908与910之间的吸引静电场,且借 此,实现快口904到接近于错916的位置的更有效且可靠移动。
[0130] 顺应性支撑横梁906W与上文关于顺应性支撑横梁902所描述的操作类似的方式 操作。此外,减震器组件912及914W与关于减震器组件90
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