机电系统装置的制造方法_4

文档序号:8269246阅读:来源:国知局
透射穿过显示器的 非作用部分而改善显示装置的光学性质,借此增加对比度。另外,黑色掩模结构23的至少 一些部分可为导电的且经配置以充当电总线传送层。在一些实施方案中,行电极可连接到 黑色掩模结构23以减少已连接行电极的电阻。可使用多种方法来形成黑色掩模结构23,包 含沉积及图案化技术。黑色掩模结构23可包含一或多个层。在一些实施方案中,黑色掩模 结构23可为校准器或干涉堆叠结构。举例来说,在一些实施方案中,干涉式堆叠黑色掩模 结构23包含充当光学吸收器的钼-铬(MoCr)层、SiOjl,及充当反射器及总线传送层的铝 合金,所述各层分别具有在大约30A到80A、500A到1000A及500A到6000A的范围 内的厚度。所述一或多个层可使用多种技术来图案化,包含光刻及干式蚀刻,包含(例如) 用于MoCr及Si0 2层的四氟甲烷(或四氟化碳CF4)及/或氧气(02)及用于铝合金层的氯 气(Cl 2)及/或三氯化硼(BC13)。在这些干涉式堆叠黑色掩模结构23中,导电吸收器可用 以在每一行或列的光学堆叠16中的下部静止电极之间传输信号或以总线传输信号。在一 些实施方案中,间隔层35可用以大体上电隔离光学堆叠16中的电极(或导体)(例如,吸 收器层16a)与黑色掩模结构23中的导电层。
[0053] 图5E为MOD显示元件的另一截面说明,其中可移动反射层14为自撑式。虽然图 说明在结构上及/或实质上不同于可移动反射层14的支撑柱18,但图5E的实施方案包 含与可移动反射层14集成的支撑柱。在此类实施方案中,可移动反射层14在多个位置处 接触底层光学堆叠16,且可移动反射层14的曲率提供足够支撑使得当跨越頂0D显示元件 的电压不足以引起激活时,可移动反射层14返回到图5E的未经激活位置。以此方式,可移 动反射层14的成曲面或向下弯曲以接触衬底或光学堆叠16的部分可被视为"集成的"支 撑柱。此处为了清晰起见而展示可含有多个若干不同层的光学堆叠16的一个实施方案,所 述实施方案包含光学吸收器16a及电介质16b。在一些实施方案中,光学吸收器16a可充当 静止电极及充当部分反射层。在一些实施方案中,光学吸收器16a可比可移动反射层14薄 一数量级。在一些实施方案中,光学吸收器16a比反射式子层14a薄。
[0054] 在例如图5A到5E中所展示的实施方案等实施方案中,頂OD显示元件形成直观 式装置的部分,其中可从透明衬底20的前侧观看图像,在此实例中,所述前侧为与形成有 MOD显示元件的一侧对置的一侧。在这些实施方案中,装置的背部部分(即,在可移动反 射层14后方的显示装置的任何部分,包含(例如)图5C中所说明的可变形层34)可经配 置和操作,而不会影响或不利地影响显示装置的图像质量,这是因为反射层14光学屏蔽装 置的那些部分。举例来说,在一些实施方案中,可在可移动反射层14的后方包含总线结构 (未加以说明),所述总线结构提供分离调制器的光学性质与调制器的机电性质的能力,例 如,电压寻址及由此类寻址产生的移动。
[0055] 图6是说明用于MOD显示器或显示元件的制造工艺80的流程图。图7A到图7E 为用于制造頂0D显示器或显示元件的制造工艺80中的各个阶段的横截面说明。在一些实 施中,制造工艺80可经实施以制造一或多个EMS装置(例如,頂0D显示器或显示元件)。 此EMS装置的制造还可包含图6中未展示的其它块。举例来说,可利用工艺80制造具有相 关联的存储电容器的显示元件,如下文参考图10A到10P所论述。工艺80开始于框82处, 其中在衬底20上方形成光学堆叠16。图7A说明形成于衬底20上方的此光学堆叠16。衬 底20可为例如玻璃或塑料等透明衬底,例如上文关于图1所论述的材料。衬底20可为柔 性或相对刚性的且不弯曲,且可已经受先前准备过程(例如,清洁),以促进光学堆叠16的 有效形成。如上所论述,光学堆叠16可具导电性、部分透明性、部分反射性及部分吸收性且 可(例如)通过将具有所要性质的一或多个层沉积到透明衬底20上来制造。
[0056] 在图7A中,光学堆叠16包含具有子层16a及16b的多层结构,但在一些其它实施 方案中可包含更多或更少的子层。在一些实施方案中,子层16a及16b中的一者可经配置 有光学吸收及导电性质两者(例如,组合的导体/吸收器子层16a)。在一些实施中,子层 16a及16b中的一者可包含钼-铬(钼铬或MoCr)或具有合适的复合折射率的其它材料。 另外,子层16a及16b中的一或多者可经图案化成平行条带,且可形成显示装置中的行电 极。此图案化可通过遮蔽和蚀刻工艺或此项技术中已知的另一合适工艺来执行。在一些实 施方案中,子层16a及16b中的一者可为绝缘或电介质层,例如沉积在一或多个底层金属及 /或氧化物层(例如,一或多个反射及/或导电层)上的上部子层16b。此外,光学堆叠16 可经图案化成个别及平行条带,其形成显示器的行。在一些实施方案中,光学堆叠的子层中 的至少一者(例如光学吸收层)可非常薄(例如,相对于本发明中所描绘的其它层),尽管 在图7A到7E中将子层16a及16b展示得略厚。
[0057] 工艺80在框84处继续,其中在光学堆叠16上方形成牺牲层25。因为稍后移除 (参见框90)牺牲层25以形成空腔19,所以在所得MOD显示元件中未展示牺牲层25。图 7B说明部分制造的装置,其包含形成于光学堆叠16上方的牺牲层25。在光学堆叠16上形 成牺牲层25可包含以在后续移除之后提供具有所要设计尺寸的间隙或空腔19 (也参看图 7E)而选择的厚度来沉积二氟化氙(XeF2)可蚀刻材料(例如钼(Mo)或非晶硅(a-Si))。可 使用例如物理气相沉积(PVD,其包含许多不同技术,例如溅镀)、等离子增强型化学气相沉 积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂等沉积技术来进行牺牲材料的沉积。
[0058] 工艺80在框86处继续,其中形成支撑结构,例如支撑柱18。支撑柱18的形成可 包含:图案化牺牲层25以形成支撑结构孔口;接着,使用沉积方法(例如PVD、PECVD、热CVD 或旋涂)来将材料(例如,聚合物或无机材料(例如氧化硅))沉积到所述孔口中以形成支 撑柱18。在一些实施方案中,形成在牺牲层中的支撑结构孔隙可延伸穿过牺牲层25和光学 堆叠16两者到基础衬底20,使得支撑柱18的下部末端接触衬底20。或者,如图7C中所描 绘,形成于牺牲层25中的所述孔口可延伸穿过牺牲层25,但未穿过光学堆叠16。例如,图 7E说明支撑柱18的下部末端与光学堆叠16的上表面接触。可通过将一层支撑结构材料沉 积于牺牲层25上方且图案化所述支撑结构材料的远离牺牲层25中的孔口而定位的部分而 形成支撑柱18或其它支撑结构。所述支撑结构可位于所述孔口内(如图7C中所说明),但 也可至少部分在牺牲层25的一部分上方延伸。如上所述,牺牲层25及/或支撑柱18的图 案化可通过掩蔽及蚀刻工艺而执行,且也可通过替代性图案化方法而执行。
[0059] 工艺80在框88处继续,其中形成可移动反射层或隔膜,例如图7D中所说明的可 移动反射层14。可通过使用一或多个沉积步骤(包含(例如)反射层(例如,铝、铝合金或 其它反射材料)沉积)连同一或多个图案化、掩蔽及/或蚀刻步骤而形成可移动反射层14。 可移动反射层14可经图案化成形成(例如)显示器的列的个别及平行条带。可移动反射 层14可为导电的,且被称作导电层。在一些实施方案中,可移动反射层14可包含多个子层 14a、14b和14c,如图7D中所展示。在一些实施方案中,例如子层14a、14c等子层中的一或 多者可包含针对其光学性质选择的高度反射性子层,且另一子层14b可包含针对其机械特 性选择的机械子层。在一些实施中,机械子层可包括电介质材料。由于牺牲层25仍存在于 在框88处形成的部分制造的MOD显示元件中,因此可移动反射层14在此阶段通常不可移 动。含有牺牲层25的部分制造的MOD显示元件在本文中还可被称为"未释放的" MOD。
[0060] 工艺80在框90处继续,其中形成空腔19。可通过将牺牲材料25 (在框84处沉 积)暴露于蚀刻剂来形成空腔19。举例来说,可例如通过将牺牲层25暴露于气态或蒸汽状 蚀刻剂(例如源自固体XeF 2的蒸汽)并持续对移除所要量的材料为有效的时间周期,而通 过干式化学蚀刻移除可蚀刻牺牲材料(例如Mo或非晶Si)。通常相对于围绕空腔19的结 构选择性地移除牺牲材料。还可使用其它蚀刻方法,例如湿式蚀刻及/或等离子蚀刻。由 于在框90期间移除牺牲层25,因此可移动反射层14在此阶段之后通常可移动。在移除牺 牲材料25之后,所得的完全或部分制造的MOD显示元件在本文中可被称为"释放的"MOD。
[0061] 在一些实施方案中,EMS组件或装置(例如,基于MOD的显示器)的封装可包含 背板(替代性地被称作底板、背玻璃或凹进玻璃),所述背板可经配置以保护EMS组件免受 损害(例如,免受机械干扰或潜在地损害的物质)。背板还可提供对包含(但不限于)以下 各者的广泛范围的组件的结构性支撑:驱动器电路、处理器、存储器、互连阵列、蒸汽障壁、 产品外壳及其类似者。在一些实施方案中,使用背板可促进组件的集成,且进而减少便携式 电子装置的体积、重量及/或制造成本。
[0062] 图8展示有源矩阵MOD阵列100的一个实例的电路图。所说明的MOD阵列100包 含第一数据线102a、第二数据线102b、第一扫描线104a、第二扫描线104b、第一像素106a、 第二像素l〇6b、第三像素106c及第四像素106d。应理解,像素106a、106、106c及106d还可 表示子像素。虽然出于说明清楚起见而将MOD阵列100说明为包含四个像素106,但IM0D 阵列100的实施方案可包含额外像素,包含(例如)不同色彩的像素及/或数百或数千或 甚至数百万的像素。
[0063] 在图8中所说明的实例中,第一到第四像素106中的每一者包含薄膜晶体管 (TFT) 108、存储电容器110及頂OD元件112。举例来说,第一像素106a包含第一 TFT 108a、 第一存储电容器ll〇a及第一
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