个 光源518照明，从而形成背光。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)。反射体519有助于引导来自灯具518的光朝向光导516。面向前反射膜 520安置在背光516后方，使光反射朝向快门组合件502。未穿过快门组合件502中的一者 的光线（例如，来自背光的光线521)将返回到背光并再次自膜520反射。以此方式，首轮 未能离开显示设备500以形成图像的光可再循环并可用于透射穿过快门组合件502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。
[0081] 光导516包含将来自灯具518的光重导引朝向光圈508并因此朝向显不器前部的 一组几何光重导引器或棱镜517。光重导引器517可模制于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的密度通常随着距灯具518的距离而增加。
[0082] 在一些实施方案中，反射膜506可由光吸收材料制成，并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，反射膜506可 直接沉积在光导516的表面上。在一些实施方案中，反射膜506无需安置在与快门503和 锚505相同的衬底上（例如，在下文描述的MEMS向下配置中）。
[0083] 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阵列来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。举例来说，光源518可具有 红色、绿色、蓝色和白色灯具，或红色、绿色、蓝色和黄色灯具。在一些其它实施方案中，光源 518可包含青色、紫红色、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。举例来说，如果使用5种色彩，那么光源518可 包含红色、绿色、蓝色、青色和黄色灯具。在一些其它实施方案中，光源518可包含白色、橙 色、蓝色、紫色和绿色灯具，或白色、蓝色、黄色、红色和青色灯具。如果使用6种色彩，那么 光源518可包含红色、绿色、蓝色、青色、紫红色和黄色灯具，或白色、青色、紫红色、黄色、橙 色和绿色灯具。
[0084] 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 的不同者的相异红色、绿色及蓝色滤光片。覆盖板522被支撑于距快门组合件502 -段距 离（其在一些实施方案中可预定）处以形成间隙526。通过机械支撑件或间隔件527和/ 或通过将覆盖板522附接到衬底504的粘附密封件528来维持间隙526。
[0085] 粘附密封剂528密封在流体530中。流体530经设计具有优选地低于约10厘泊 的粘度并具有优选地高于约2. 0的相对介电常数和高于约104V/cm的介电崩溃强度。流体 530也可充当润滑剂。在一些实施方案中，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，流体530具有大于或小于衬底504的折射率的折射率。
[0086] 并有机械光调制器的显示器可包含数百、数千或在一些情况下数百万个移动元 件。在一些装置中，元件的每一移动提供静摩擦使所述元件中的一或多者失效的机会。可 通过将全部部件浸入流体（也称为流体530)中并将流体（例如，用粘附剂）密封在MEMS 显示胞元中的流体空间或间隙内来促进此移动。流体530通常是具有低摩擦系数、低粘度 和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，液体具有低于70厘泊的粘度。在一些其它实施方案中，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/莫 耳，或在一些情况下低于400克/莫耳。也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、乙醇和其它醇、链烷烃、烯烃、醚、硅油、氟化硅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，六甲基二硅氧烷和八甲基三 硅氧烷）或烷基甲基硅氧烷（例如已基五甲基^?硅氧烷）。有用的流体可为烧，例如辛烧或 癸烷。有用的流体可为硝基烧，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和二甲基甲酰胺。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、戊醇和丁醇。实例合适的氢氟醚包含乙基九氟丁基醚和 2-三氟甲基-3-乙氧基十二氟己烷。
[0087] 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、背光和其它 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 的硬度。在一些实施方案中，通过环氧树脂封胶化合物将光源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光导516中。图5中未描绘将控制信 号以及电力提供到快门组合件502和灯具518的电互连件。
[0088] 在一些其它实施方案中，可用基于辊的光调制器220、光分接件250或基于电润湿 的光调制阵列270 (如图2A到2D中所描绘）以及其它基于MEMS的光调制器来代替显示设 备500内的快门组合件502。
[0089] 显示设备500被称为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直接建构在反射膜506的顶部上。 在称为MEMS向下配置的替代实施方案中，快门组合件安置在与其上形成有反射膜的衬底 分离的衬底上。其上形成有限定多个光圈的反射膜的衬底在本文称为光圈板。在MEMS向 下配置中，承载基于MEMS的光调制器的衬底取代显示设备500中的覆盖板522并且经定向 以使得基于MEMS的光调制器定位于顶部衬底的后表面（S卩，背离观看者并面向光导516的 表面）上。基于MEMS的光调制器借此经定位成与反射膜直接相对并与反射膜506跨越一 段间隙。可通过连接光圈板和其上形成有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地小于10微米或小于快门与光圈之间的重 叠（例如，重叠416)的距离。
[0090] 图6A到6E展示实例复合快门组合件的建构阶段的截面图。图6A展示完成复合快 门组合件600的实例截面图。快门组合件600包含快门601、两个柔性梁602和建构于衬底 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和囊封介电质611。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，这是因为机械层605或609中的一者或二者充当快门组合件600的主负 载轴承和机械致动构件，但在一些实施方案中，机械层605和609可较薄。用于机械层605 和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；介电材料，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 便将电荷携载到致动元件上和从致动元件携载电荷。候选材料包含（但不限于）：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。在一些实施方案中，采用半导体层，所述半导体掺杂有杂质，例如磷（P)、砷（As)、硼 (B)或A1。图6A描绘用于复合物的夹层配置，其中机械层605和609(具有类似厚度和机械 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 后剩余的应力和/或由温度变化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。
[0091] 在一些实施方案中，复合快门组合件600中的层的次序可颠倒，以使得快门组合 件600的外部由导体层形成，而快门组合件600的内部由机械层形成。
[0092] 快门组合件600可包含囊封介电质611。在一些实施方案中，可以保形方式涂敷介 电涂层，以使得均匀地涂布快门601、锚604和梁602的所有曝露底表面、顶表面和侧表面。 可通过热氧化和/或绝缘体（例如，Al2O3、氧化络（Cr2O3) (III)、二氧化钛（TiO2)、二氧化铪 (HfO2)、氧化钒（V2O5)、氧化铌（Nb2O5)、Ta205、SiO2SSi3N4)的保形CVD或通过经由原子层 沉积沉积类似材料来生长此些薄膜。介电涂层可经涂敷具有在IOnm至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介电涂层沉积到侧壁上。
[0093] 图6B到6E展示用以形成图6A中描绘的快门组合件600的实例过程的某些中间制 造阶段的结果的实例截面图。在一些实施方案中，快门组合件600建构于预先存在的控制 矩阵（例如，薄膜晶体管的主动矩阵阵列，例如图3A和3B中描绘的控制矩阵）的顶部上。
[0094] 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（但不限于）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。选取这些材料的原因在于其具有平面化粗糙表 面、在超过250°C的处理温度下维持机械完整性的能力，并且在移除期间易于蚀刻和/或热 分解。在其它实施方案中，所述牺牲层613由光阻剂形成，例如聚乙酸乙烯酯、聚乙二醇和 酚醛树脂或酚醛清漆树脂。在一些实施方案中，所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。一种此类合适的抗腐 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的氟电浆 或二氟化氙（XeF2M例如，大部分金属和Si3N4),则可优先移除Si。又另一替代牺牲层材料 是A1，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A1。合适的材料包含（例如）&、附1〇、1&和51。又另一替代牺牲层材料是(：11，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和Si。
[0095] 接着，图案化牺牲层613以在锚区域604处曝露孔或通孔。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，牺牲层材料可经配制以包含光敏剂，从而 允许在显影剂溶液中优先移除经由UV掩模曝露的区域。可通过下列步骤来图案化由其它 材料形成的牺牲层：以额外光阻剂层涂布牺牲层613 ;图案化光阻剂；以及最后使用光阻剂 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，可通过光阻剂和湿式化学蚀刻将光图案转印到硬 掩模。在硬掩模中显影的图案可抵抗干式化学蚀刻、各向异性蚀刻或电浆蚀刻一可用以将 深且窄的锚孔赋予牺牲层613中的技术。
[0096] 在已在牺牲层613中敞开锚区域604之后，可以化学方式或经由电浆的溅镀效应 来蚀刻曝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进下伏 导电表面614与快门材料之间的奥姆接触。在图案化牺牲层613之后，可经由使用溶剂清 洁或酸蚀刻来移除任何光阻剂层或硬掩模。
[0097] 接着，在用于建构如图6C中描绘的快门组合件600的过程中，沉积快门材料。快 门组合件600是由多个薄膜组成：第一机械层605、导体层607和第二机械层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，并且第二机械层609是 a-Si。第一机械层605、导体层607和第二机械层609是在低于牺牲层613发生物理降解 的温度的温度下沉积。举例来说，聚酰亚胺在高于约400°C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和第二机械层609是在低于约400°C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)是可用 于第一机械层605和第二机械层609的机械材料，这是因为氢化非晶硅可在约250°C至约 350°C的范围中的温度下通过电浆增强型化学气相沉积（PECVD)自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。在此些实施方案中的一些实施方 案中，磷化氢气体（PH3)被用作掺杂剂，以使得可生长电阻低于约lohm-cm的a-Si。在替代 实施方案中，可使用类似PECVD技术沉积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或用于第一机械层605的其它半导电材料。PEV⑶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，PEVCD技术仍可 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。
[0098] 除了PECVD技术之外，可用于生长第一机械层605和第二机械层609的替代合适 的技术也包含RF或DC溅镀、金属有机CVD、蒸镀、电镀或无电电镀。
[0099] 在一些实施方案中，对于导体层607来说，可利用金属薄膜，例如A1。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。导 电材料减小快门601的总薄片电阻并且其有助于阻止可见光穿过快门601，这是因为a-Si 的厚度即使小于2微米（如快门601的一些实施方案中可使用），其仍可在一定程度上透射 可见光。可通过溅镀或以更保形方式通过CVD技术、电镀或无电电镀来沉积导电材料。
[0100] 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 在衬底603上时，光掩蔽并蚀刻第一机械层605、导体层607和第二机械层609。首先，涂敷 光阻剂材料，接着经由光掩模来曝露光阻剂材料，并且接着显影以形成蚀刻掩模。接着，可 在基于氟的电浆化学中蚀刻非晶硅、Si3N4和SiO2。也可使用HF湿式化学蚀刻SiO2W械层； 并且可使用湿式化学或基于氯的电浆化学蚀刻导体层607中的任何金属。
[0101] 经由掩模施加的图案形状可影响机械性质，例如硬度、柔性和致动器与快门组合 件600的快门601中的电压响应。快门组合件600包含以截面展示的柔性梁602。每一柔 性梁602经塑形以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，并且柔性梁602的高度或厚度大于其宽度。
[0102] 图6E中描绘用于建构快门组合件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， 在氧气电浆中移除聚酰亚胺牺牲材料。也可在氧气电浆中或在一些情况下通过热解来移除 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来移除一些牺牲 层材料（例如，SiO2)。
[0103] 在最后的过程（图6A中描绘其结果）中，在快门组合件600的所有曝露表面上沉 积囊封介电质611。在一些实施方案中，可以保形方式涂敷囊封介电质611，以使得使用CVD 均匀地涂布快门601和梁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的顶表面和侧表面。在一些实施方案中，将Al2O3用于囊封介电质611并且通 过原子层沉积将Al2O3沉积到在约10奈米到约100奈米的范围中的厚度。
[0104] 最后，可将抗粘滞涂层涂敷到快门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合或粘附。合适的涂层包含碳膜（石墨与类金刚石两者）以及 含氟聚合物，和/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。可通过曝露于分子蒸气或通过 CVD分解前驱体化合物而涂敷这些涂层。也可通过快门表面的化学变化（例如，通过氟化、 硅烷化、硅氧烷化）或绝缘表面的氢化来产生抗粘滞涂层。
[0105] 用于基于MEMS的快门显示器中的一类合适致动器包含柔性致动器梁，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。当致动器梁变得更柔性时，用 于致动此些快门组合件的电压降低。如果梁经塑形以使得平面中运动相对于平面外运动优 选或提升，那么也改进对经致动运动的控制。因此，在一些实施方案中，柔性致动器梁具有 矩形截面，以使得梁的高度或厚度大于梁的宽度。
[0106] 长的矩形梁相对于在特定平面内的弯曲的硬度是所述梁在所述平面中的最薄尺 寸的三次幂。因此，有利的是减小柔性梁的宽度以减小用于平面内运动的致动电