元件，所述光调制器对应于穿过所述 光阻断层而形成的所述后光圈。当使所述盖片与所述透明衬底彼此附接时，所述前光圈相 对于对应下伏光圈的未对准可不利地影响显示设备的显示特性。具体来说，所述未对准可 不利地影响显示设备的亮度、对比度和观看角中的一或多者。相应地，当将所述盖片附接到 所述透明衬底时，应额外小心以确保：光圈与相应显示元件和后光圈紧密对准，从而导致组 装此些显示器的成本和复杂性增加。
[0232] 作为替代方案，为克服此些未对准问题，前光阻断层可形成于EAL上而非盖片上 或可由EAL形成。在有助于减少来自以相对于EAL的相对低的角度穿过EAL的光的任何光 泄漏的一些实施方案中，EAL经配置以粘附到盖片，从而实质上密封以此角度从显示器逸离 且不利地影响显示器的对比度的任何光学路径。图18A到18C展示并入有此些EAL的两个 显示设备的横截面图。
[0233] 图18A是实例性显示设备2300的横截面图。显示设备2300被构建于MEMS向上配 置中且包含粘附到盖片2308的后表面的EAL 2330。显示设备2300包含制造于MEMS衬底 2306上的快门组合件2304和EAL 2330。以类似于相对于图IOA到101所描述的方式的方 式构建EAL 2330。然而，在构建EAL 2330时，光圈层材料被沉积得更薄以增加其柔性。相 比而言，EAL 1541经构建成实质上具刚性。
[0234] 盖片2308的向后表面经处理以促进EAL 2330与盖片2308之间的粘滞。在一些实 施方案中，所述表面处理包含：使用氧基或氟基等离子体来清洁后表面，这是因为清洁表面 (具体来说，具有大于20mJ/m 2的粘附功的表面）趋向于粘附在一起。在一些其它实施方案 中，将亲水涂层施加到盖片2308的后表面和/或EAL 2330的前表面。接着，在干燥或潮湿 环境中，使EAL 2330与盖片的后表面接触。在干燥环境中，相对表面上的羟（OH)基彼此吸 弓丨。在潮湿环境中，水分凝结于一或两个表面上，从而导致所述表面吸引到且粘附到相对的 亲水涂层。在一些其它实施方案中，一或两个表面可涂覆有具有低硅浓度的SiO2S SiNxW 促进粘附。在制造过程期间，在使盖片2308接近MEMS衬底2306之后，将电荷施加到盖片， 从而吸引EAL 2330与盖片2308的后表面接触。在接触盖片2308的后表面之后，EAL 2330 实质上永久地粘附到所述表面。在一些实施方案中，可通过加热表面而促进粘附。
[0235] 图18B和18C展示额外实例性显示设备2350和2360的横截面图。将显示设备 2350和2360建置于MEMS向下配置中，其中将MEMS快门组合件的阵列和EAL 2354制造于 前MEMS衬底2356上。前MEMS衬底2356附接到后光圈层衬底2358。EAL 2354粘附到后 光圈层衬底2358。
[0236] 显示设备2350与2360的彼此唯一不同之处在于并入到显示设备2350和2360中 的反射层2362的位置。反射层2362通过将未穿过EAL 2354中的光圈2364的光往回反射 到照亮显示设备2350和2360的相应背光2366而实现光再循环。在显示设备2350中，反 射层2362沉积于EAL 2354的顶部上。此些实施方案实质上增加对准容限，这是因为光圈 2364无需与后光圈层衬底2358上的任何特定特征对准。然而，在一些情况中，在EAL 2354 上形成此层可能成本昂贵或另外不合意。在此些情形中，如图18B的显示设备2360中所展 示，反射层2362可沉积于后光圈层衬底2358上而非EAL 2354上。
[0237] 在一些实施方案中，显示设备可经设计以使得模具无需完全被移除以允许适当的 显示操作。例如，在一些实施方案中，在完成释放过程之后，显示设备可经设计以使得模具 的一部分保持在EAL的部分下方，例如围绕支撑EAL的锚。
[0238] 图19展示实例性显示设备2400的横截面图。一般使用用以形成相对于图IOA到 101所描述的显示设备1500的制造过程来形成显示设备2400。然而，与此制造过程相比， 所述显示设备的制造过程未完全移除其上构建显示设备2400的模具。
[0239] 具体来说，显示设备2400包含实质上类似于图101中所展示的锚1525的锚2440。 然而，锚2440由执行释放过程之后所留下的模具材料2442环绕。所述释放过程涉及：从形 成有显示设备2400的模具部分地释放显示设备2400。在一些实施方案中，通过仅暴露模具 的某些表面或限制模具暴露于释放剂而部分地移除模具。在一些实施方案中，保持围绕锚 2440的模具的部分可向锚2440提供额外支撑。
[0240] 在一些实施方案中，可选择性地移除模具材料。例如，应移除约束快门2420或耦 合到快门2420的致动器2422的运动的模具材料。此外，移除阻挡后光圈2406 (其穿过沉积 于透明衬底上的光阻断层2404而形成）与对应EAL光圈2436 (其穿过EAL 2430而形成） 之间的光学路径的模具材料。即，填充EAL光圈2436下方的区域的模具材料应经移除，使 得来自背光（图中未描绘）的光可穿过EAL光圈2436。然而，可使未约束移动部件（例如 快门2420和致动器2422)的运动且不干扰光的上述透射的模具材料留在适当位置中。例 如，可保留显示设备的其它区域下方（例如围绕锚2440或在EAL 2430的光阻断部分下方） 的牺牲材料2442。以此方式，此牺牲材料2442可向锚2440和EAL 2430提供额外支撑。此 外，由于从显示设备2400移除的牺牲材料更少，所以可更快速地完成蚀刻过程，进而减少 制造时间。
[0241] 图20A及20B是说明包含多个显示元件的实例性显示装置40的系统框图。显示 装置40可为（例如）智能手机、蜂窝式或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其轻 微变化还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。
[0242] 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和麦克风 46。外壳41可由多种制造工艺中的任一者形成，所述制造工艺包含注射模制和真空成形。 另外，外壳41可由多种材料中的任一者制成，所述材料包含（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 它可移除部分互换的可移除部分（未展示）。
[0243] 如本文中描述，显示器30可为多种显示器（包含双稳态或模拟显示器）中的任一 者。显示器30还可经配置以包含平板显示器（例如等离子、电致发光（EL)显示器、有机发 光二极管（OLED)、超扭曲向列液晶显示器（STN LCD)或薄膜晶体管（TFT)LCD)或非平板显 示器（例如阴极射线管（CRT)或其它显像管装置）。
[0244] 图20A中示意性地说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41，且可包含 至少部分地封围在其中的额外组件。举例来说，显示装置40包含网络接口 27,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为图像源模块的一个实例，但处理器21及输入装置48也可充当 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，对信号进行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,且耦合到阵列驱动器22,阵列驱动器22又可耦合到显示 器阵列30。显示装置40中的一或多个元件（包含并未在图20A特定展示的元件）可经配 置以充当存储器装置，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 将电力提供到特定显示装置40设计中的实质上所有组件。
[0245] 网络接口 27包含天线43和收发器47以使得显示装置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 需求。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 ffiEEl6.ll(a)、（b)或（g))或 IEEE 8〇1.11 标准（包含 IEEE 8〇l.lla、b、g、n 及 其进一步的实施方案）来发射和接收RF信号。在一些其它实施方案中，所述天线43根据 BluckKnh对示准来发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，天线43可经设计以接 收码分多址（CDM)、频分多址（FDM)、时分多址（TDM)、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)、陆地集群无线电（TETRA)、宽 带-CDMA (W-CDMA)、演进数据优化（EV-DO)、IxEV-DO、EV-DO版本A、EV-DO版本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)、演进型高 速分组接入（HSPA+)、长期演进（LTE)、AMPS，或用于在无线网络（例如利用3G、4G或5G技 术的系统）内通信的其它已知信号。收发器47可预处理从天线43接收到的信号，使得处 理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行操纵。收发器47还可处理从处理器21 接收到的信号，使得可经由天线43从显示装置40发射所述信号。
[0246] 在一些实施方案中，收发器47可由接收器取代。另外，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的整个操作。处理器21接收例如来自网络接口 27或图像源的压缩图像数 据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成可容易被处理成原始图像数据的格 式。处理器21可将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。 原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可 包含颜色、饱和度和灰度级。
[0247] 处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示装置40的操作。调节硬 件52可包含放大器及滤波器以将信号发射到扬声器45及从麦克风46接收信号。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。
[0248] 驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28获取由处理器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将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成具有一类光栅格式 的数据流，使得其具有适合于跨越显示阵列30的扫描的时间顺序。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。尽管驱动器控制器29 (例如IXD控制器）通常作 为独立集成电路（IC)与系统处理器21相关联，但可以许多方式实施此些控制器。例如，控 制器可作为硬件嵌入处理器21中、作为软件嵌入处理器21中，或与阵列驱动器22完全集 成于硬件中。
[0249] 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 式化成每秒多次地施加到来自显示器的x-y矩阵的显示元件的数百个且有时数千个（或更 多）引线的一组平行波形。在一些实施方案中，阵列驱动器22和显示阵列30为显示模块 的一部分。在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示阵列30为所述显示 模块的一部分。
[0250] 在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示阵列30适合于本文所 描述的任何类型的显示器。例如，驱动器控制器29可为常规显示控制器或双稳态显示控制 器（例如上文相对于图IB所描述的控制器134)。另外，阵列驱动器22可为常规驱动器或 双稳态显示驱动器。另外，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系统（例 如移动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器）中。
[0251] 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可包含例如QWERTY键盘或电话小键盘的小键盘、按钮、开关、摇杆、触 敏屏幕、集成有显示阵列30的触敏屏幕或者压敏或热敏薄膜。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的话音命令可用于控制显示装置40 的操作。
[0252] 电力供应器50可包含多种能量存储装置。举例来说，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，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来充电。替代地，可再充电电池可 无线地来充电。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 电池或太阳能电池涂料。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。
[0253] 在一些实施方案中，控制可编程性驻留于可位于电子显示系统中的若干位置中的 驱动器控制器29中。在一些其它实施方案中，控制可编程性驻留于阵列驱动器22中。上 述优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。
[0254] 如本文所使用，涉及项目列表中的"至少一者"的短语指代那些项目的任何组合， 包含单一成员。作为实例，"以下各者中的至少一者：a、b或c"意在涵盖：a、b、c、a-b、a-c、 b_c 和 a_b_c〇
[0255] 可将结合本文中所揭示的实施方案而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路 和算法过程实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的此互换性已大致关 于其功能性而描述，且在上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路及过程中进行说明。 所述功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。
[0256] 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所描述的功能的任何组合来实施或执行用于实施结合本文中所揭 示的方面而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理设备。通用处 理器可为微处理器，或任何常规的处理器、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、多个微处理器的组合、一或多个微处理器与 DSP核心的联合，或任何其它此配置。在一些实施方案中，可由专用于给定功能的电路来执 行特定过程及方法。
[0257] 在一或多个方面中，可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件（包含本说明书 中所揭示的结构及其结构等效物）或以其任何组合来实施所描述的功能。本说明书中所述 的标的物的实施方案还可实施为一或多个计算机程序（即，计算机程序指令的一或多个模 块），其在计算机存储媒体上被编码以由数据处理设备执行或用以控制数据处理设备的操 作。
[0258] 所属领域的技术人员将易于明白本发明中所描述的实施方案的各种修改，且可在 不背离本发明的精神或范围的情况下将本文中所界定的一般原理应用于其它实施方案。因 此，本发明无意限于本文中所展示的实施方案，而是将赋予本发明与本文中所揭示的此揭 示内容、原理和新颖特征相一致的最广范围。
[0259] 另外，所属领域的技术人员将易于了解，术语"上部"及"下部"有时用以使图式描 述简易，且指示与适当定向页上的图式的定向对应的相对位置，且可能不反映所实施的任 何装置的适当定向。
[0260] 在单独实施方案的背景下描述于本说明书中的某些特征还可组合地实施于单一 实施方案中。相反，还可在多个实施方案中单独地或以任何适合子组合实施在单一实施方 案的背景下所描述的各种特征。再者，虽然特征可在上文中被描述为以某些组合作用且甚 至最初被如此主张，但在一些情况下，可从所述组合删除来自所主张的组合的一或多个特 征，且所述所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。
[0261] 类似地，虽然图式中以特定次序展示操作，但此不应被理解为需要以所展示的特 定次序或以连续次序执行此类操作或需要执行全部所说明的操作以实现合意的结果。此 外，图式可以流程图的形式示意性地描绘一或多个实例过程。然而，未展示的其它操作可并 入于示意性地说明的实例过程中。举例来说，可在所说明的操作中的任一者之前、之后、同 时地或在其之间执行一或多个额外的操作。在某些状况中，多任务处理及并行处理可为有 利的。再者，上述实施方案中的各种系统组件的分离不应被理解为全部实施方案中需要此 分离，且应了解，所描述的程序组件及系统可一般一起集成在单一软件产品中或封装到多 个软件产品中。另外，其它实施方案在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，权利要求 书中所叙述的动作可以不同次序执行且仍实现合意的结果。
【主权项】
1. 一种设备，其包括： 显示元件阵列，其耦合到衬底； 提升光圈层EAL，其悬置于所述显示元件阵列上方且耦合到所述衬底，其中对于所述显 示元件中的每一者，所述EAL包含： 至少一个光圈，其是穿过所述EAL而界定，以允许光通过所述至少一个光圈； 光阻断材料层，其包含用于阻断未通过所述至少一个光圈的光的光阻断区域；及 蚀刻孔，其形成于所述光阻断区域外，其经配置以允许流体通过所述EAL。2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述蚀刻孔大致定位于相邻显示元件的所述光阻 断区域之间的相交点处。3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述蚀刻孔延伸相邻显示元件的所述光阻断区域 之间的距离的约一半。4. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括其上形成所述显示元件阵列和所述EAL 的牺牲模具，其中所述牺牲模具包含在小于约500°C的温度下升华的材料。5. 根据权利要求4所述的设备，其中所述模具包含降冰片烯或降冰片烯的衍生物。6. 根据权利要求1所述的设备，其中所述显示元件包含基于微机电系统MEMS快门的显 示元件。7. 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。8. 根据权利要求7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显示器；且其中 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。9. 根据权利要求7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、收发器和发射器中的至少一者。10. 根据权利要求7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且将所述输入数据传送到所述处理器。11. 一种设备，其包括： 显示元件阵列，其耦合到衬底； 提升光圈层EAL，其悬置于所述显示元件阵列上方且耦合到所述衬底，对于所述显示元 件中的每一者，所述EAL包含至少一个光圈以用于允许光通过所述至少一个光圈； 多个锚，其将所述EAL支撑于所述衬底上方；及 聚合物材料，其至少部分地环绕所述多个锚的一部分。12. 根据权利要求11所述的设备，其中所述聚合物材料在穿过所述EAL中所包含的所 述光圈的一组光学路径外延伸远离所述锚。13. 根据权利要求11所述的设备，其中所述聚合物材料在所述显示元件的机械组件的 行进路径外延伸远离所述锚。14. 一种制造方法，其包括： 在形成于衬底上的第一模具上形成机电系统EMS显示元件，其中所述EMS显示元件包 含悬置于所述衬底上方的一部分； 在形成于所述EMS显示元件上方的第二模具上形成提升光圈层EAL ; 通过施加湿式蚀刻而部分地移除所述第一模具和所述第二模具中的至少一者的至少 第一部分；及 通过施加干式等离子体蚀刻而部分地移除所述第一模具和所述第二模具中的至少一 者的至少第二部分。15. 根据权利要求14所述的方法，其中一起施加所述湿式蚀刻和所述干式等离子体蚀 刻实质上全部移除所述第一模具和所述第二模具。16. 根据权利要求14所述的方法，其中施加所述湿式蚀刻和所述干式等离子体蚀刻使 所述第一模具和所述第二模具中的至少一者的第三部分保持完整。17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第三部分至少部分地环绕将所述EAL支撑 于所述衬底上方的锚。18. 根据权利要求16所述的方法，其进一步包括形成穿过所述EAL的蚀刻孔，且其中穿 过所述蚀刻孔将所述湿式蚀刻和干式蚀刻施加到所述第一模具和所述第二模具中的至少 一者。
【专利摘要】本发明提供用于显示图像的系统、方法和设备。一些此类设备包含：显示元件阵列，其耦合到衬底；及提升光圈层EAL，其悬置于所述显示元件阵列上方。所述EAL耦合到所述衬底，且对于所述显示元件中的每一者，所述EAL包含至少一个光圈以用于允许光通过所述至少一个光圈。用于制造此设备的方法包含以下各者中的至少一者：形成穿过所述EAL的蚀刻孔；采用至少部分可升华的牺牲模具；采用二阶段释放过程；及释放所述设备，使得牺牲模具的一部分保持环绕所述设备的多个部分。
【IPC分类】G02B26/02
【公开号】CN105164563
【申请号】CN201480013898
【发明人】蒂莫西·J·布罗斯尼汉, 杰维尔·维拉瑞欧, 迈克尔·安德鲁·金格拉斯
【申请人】皮克斯特隆尼斯有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2014年3月3日
【公告号】US20140268274, WO2014149621A1