并入有延伸高度致動器的微機電系統顯示器的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請案
[0002] 本專利申請案主張 2013年8月22日申請的標題為"并入有延伸高度致動器的微機 電系統顯示器(MEMS DISPLAY INCORPORATING EXTEND邸肥I細T ACTUATORSr 的美國實用 新型申請案第13/973,852號的優先權，且所述申請案轉讓給本申請案的受讓人且W引用的 方式明確地并入本文中。
技術領域
[0003] 本發明設及顯示器的領域，且特定來說，本發明設及機電系統化MS)顯示元件。
【背景技術】
[0004] 機電系統化MS)裝置包含具有例如致動器等電元件及機械元件、光學組件（例如 鏡、快口及/或光學膜層)及電子裝置的裝置。可依包含(但不限于)微米尺度及納米尺度的 各種尺度制造 EMS裝置。例如，微機電系統(MEMS)裝置可包含具有約1微米到數百微米或更 大的范圍內的大小的結構。納米機電系統(肥MS)裝置可包含具有小于1微米的大小(其包含 (例如）小于數百納米的大小）的結構。可使用沉積、蝕刻、光刻及/或其它微機械加工過程 (其蝕除沉積材料層的部分或添加層W形成電裝置及機電裝置)來產生機電元件。
[0005] 已提出基于EMS的顯示設備，其包含通過通過穿過光阻斷層所界定的光圈將光阻 斷組件選擇性移動到光學路徑中及從光學路徑移動出而調制光的顯示元件。借此選擇性使 來自背光的光穿過或反射來自周圍環境或前光的光W形成圖像。
【發明內容】
[0006] 本發明的系統、方法及裝置各自具有若干創新方面，其中單一者不單獨負責本文 所掲示的所要屬性。
[0007] 本發明中所描述的標的物的一個創新方面可實施于一種設備中。所述設備可包 含:襯底;及機電系統化MS)光調制組件，其定位于所述襯底與禪合到所述襯底的相對表面 之間。所述設備也可包含禪合到所述EMS光調制組件且懸置于所述襯底與所述相對表面之 間的懸置電極。靜電致動器可包含定位成緊鄰于所述懸置電極W從所述襯底向上延伸到超 過所述懸置電極的高度的高度的延伸高度電極。所述懸置電極及所述延伸高度電極可經配 置W相對于所述襯底橫向移動所述EMS光調制組件。
[000引在一些實施方案中，所述EMS光調制組件包含所述懸置電極。所述EMS光調制組件 可為微機電系統(MEMS)快口。所述延伸高度電極可從所述襯底向上延伸到所述相對表面的 高度。
[0009]在一些實施方案中，所述設備可包含安置于所述襯底上的界定第一光圈的光阻斷 層。所述相對表面可界定定位成實質上與所述第一光圈對準的第二光圈。所述懸置電極及 所述延伸高度電極可經配置W通過所述第一光圈及所述第二光圈將所述EMS光調制組件移 動到光學路徑中及從光學路徑移動出。
[0010] 在一些實施方案中，所述相對表面經由錯固件禪合到所述襯底。將所述相對表面 禪合到所述襯底的所述錯固件可將所述懸置電極支撐于所述襯底與所述相對表面之間。在 一些實施方案中，所述延伸高度電極與所述相對表面電隔離。所述延伸高度電極也可包含 與所述相對表面的部分共面的上部平面部分。
[0011] 在一些實施方案中，所述設備包含相對于所述EMS光調制組件定位成與所述相對 表面相對且與所述相對表面間隔開的第二襯底。所述延伸高度電極可緊鄰于所述第一電極 的至少大部分長度。
[0012] 在一些實施方案中，所述設備包含顯示器及經配置W與所述顯示器通信的處理 器。所述處理器可經配置W處理圖像數據。所述設備也可包含經配置W與所述處理器通信 的存儲器裝置。在一些實施方案中，所述設備也可包含:驅動器電路，其經配置W將至少一 個信號發送到所述顯示器;及控制器，其經配置W將所述圖像數據的至少一部分發送到所 述驅動器電路。在一些實施方案中，所述設備也可包含經配置W將所述圖像數據發送到所 述處理器的圖像源模塊。所述圖像源模塊可包含接收器、收發器及發射器中的至少一者。在 一些實施方案中，所述設備還包含輸入裝置，其經配置W接收輸入數據且將所述輸入數據 傳送到所述處理器。
[0013] 本發明中所描述的標的物的另一創新方面可實施于一種形成顯示設備的方法中。 所述方法包含:在形成于襯底上的第一模具上制造多個顯示元件。所述方法包含:在所述所 制造的顯示元件上沉積第一犧牲材料層。所述方法包含：圖案化所述第一犧牲材料層W產 生用于多個懸置電極及多個延伸高度電極的部分的第二模具。所述方法包含:在所述第一 犧牲材料層上沉積第一結構材料層，使得所述所沉積的第一結構材料層涂覆所述第二模具 的表面。所述方法包含：圖案化所述第一結構材料層W界定對應于相應顯示元件的穿過其 的多個光圈W形成抬升光圈層且界定所述多個懸置電極及所述多個延伸高度電極，所述多 個延伸高度電極從所述襯底向上延伸到超過所述懸置電極的高度的高度。所述方法包含： 移除所述第一模具及所述第一犧牲材料層。
[0014] 在一些實施方案中，圖案化所述第一犧牲材料層包含：圖案化所述第一犧牲材料 層W暴露沉積于其上可形成所述多個延伸高度電極的所述襯底上的光阻斷層的部分。在一 些實施方案中，在所述第一犧牲材料層上沉積所述結構材料層包含:沉積所述結構材料，使 得所述所沉積的結構材料部分沉積于所述光阻斷層的所述暴露部分上。在一些實施方案 中，所述方法包含：圖案化所述結構材料層，使得所述多個延伸高度電極與所述抬升光圈層 分開。
[0015] 在一些實施方案中，所述延伸高度電極的一部分在與所述抬升光圈層共面的平面 中延伸且與所述抬升光圈層分開達約3微米到約5微米范圍內的距離。在一些實施方案中， 所述方法包含:在沉積所述第一結構材料層之前，在所述第一模具上沉積第二結構材料層 W形成所述多個延伸高度電極的底部部分。沉積所述第一結構材料層可包含:在所述第二 結構材料層上沉積所述第一結構材料層。
[0016] 本發明中所描述的標的物的另一創新方面可實施于一種設備中。所述設備可包含 懸置于第一襯底與第二襯底之間處于對應于針對平移移動所配置的平面的高度處的光調 制裝置。所述設備可包含用于將靜電吸引力施加到大約處于針對平移移動所配置的所述平 面的所述高度處的所述光調制裝置的第一致動裝置。所述設備可包含用于跨所述第一襯底 與所述第二襯底之間的實質上整個距離將靜電吸引力施加到所述光調制裝置的第二致動 裝置。在一些實施方案中，所述第二致動裝置可包含用于阻斷正交于針對平移移動所配置 的所述平面所導引的光的光阻斷裝置。
[0017] 附圖及W下描述中陳述本說明書中所描述的標的物的一或多個實施方案的細節。 雖然已主要依據基于MEMS的顯示器而描述此
【發明內容】
中所提供的實例，但本文所提供的概 念可應用于其它類型的顯示器，例如液晶顯示器化CD)、有機發光二極管(0LED)顯示器、電 泳顯示器及場發射顯示器，W及其它非顯示器MEMS裝置，例如MEMS麥克風、傳感器及光學開 關。將從實施方式、圖式及權利要求書中了解其它特征、方面及優點。應注意，附圖的相對尺 寸可不按比例繪制。
【附圖說明】
[0018] 圖1A展示實例性直觀式基于微機電系統(MEMS)的顯示設備的示意圖。
[0019]圖1B展示實例性主機裝置的框圖。
[0020] 圖2A展示實例性基于快口的光調制器的俯視圖。
[0021] 圖2B展示圖2A中所展示的實例性基于快口的光調制器的俯視圖，其中已移除抬升 光圈層。
[0022] 圖2C展示圖2A中所展示的實例性基于快口的光調制器的橫截面圖。
[0023] 圖2D展示圖2A中所展示的實例性基于快口的光調制器的第二橫截面圖。
[0024] 圖3A展示另一實例性基于快口的光調制器的俯視圖。
[0025] 圖3B展示圖3A中所展示的實例性基于快口的光調制器的橫截面圖。
[0026] 圖3C展示圖3A中所展示的實例性基于快口的光調制器的第二橫截面圖。
[0027] 圖4展示用于制造基于快口的光調制器的實例性過程的流程圖。
[0028] 圖5A到51展示根據圖4中所展示的制造過程的實例性顯示設備的構造階段的橫截 面圖。
[0029] 圖6展示根據圖4中所展示的制造過程的另一實例性顯示設備的構造階段的橫截 面圖。
[0030] 圖7展示用于制造基于快口的光調制器的另一實例性過程。
[0031] 圖8及9展示包含多個顯示元件的實例性顯示裝置的系統框圖。
[0032] 各種圖式中的相同參考元件符號及名稱指示相同元件。
【具體實施方式】
[0033] W下描述是針對用于描述本發明的創新方面的某些實施方案。然而，所屬領域的 一般技術人員將容易認識到，可用許多不同方式應用本文的教示。所描述的實施方案可實 施于可經配置W顯示圖像(無論動態(例如視頻)或靜態(例如靜止圖像），且無論文字、圖形 或圖片）的任何裝置、設備或系統中。更特定來說，預期所描述的實施方案可包含于例如(但 不限于下各種電子裝置中或與所述電子裝置關聯:移動電話、具有多媒體因特網功能的 蜂窩式電話、移動電視接收器、無線裝置、智能電話、技111過〇〇化@裝置、個人數據助理(PDA)、 無線電子郵件接收器、手持式或便攜式計算機、迷你筆記型計算機、筆記型計算機、智能筆 記型計算機、平板計算機、打印機、復印機、掃描儀、傳真裝置、全球定位系統(GPS)接收器/ 導航器、相機、數字媒體播放器(例如MP3播放器）、攝錄影機、游戲控制臺、腕表、時鐘、計算 器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀裝置(例如電子閱讀器）、計算機監視器、汽車顯示器 (其包含里程計顯示器及速度計顯示器等等）、駕駛艙控制及/或顯示器、攝影機視角顯示器 (例如車輛中的后視攝影機的顯示器）、電子照片、電子廣告牌或標示、投影儀、建筑結構、微 波、電冰箱、立體聲系統、卡式記錄器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、便攜式 存儲器忍片、洗衣機、干衣機、洗衣機/干衣機、停車計時器、封裝（例如在包含微機電系統 (MEMS)應用的機電系統化MS)應用中，W及在非EMS應用中）、美學結構（例如一件珠寶或衣 服上的圖像顯示器)及各種EMS裝置。本文的教示也可用于例如(但不限于）W下各者的非顯 示器應用中：電子切換裝置、射頻濾波器、傳感器、加速度計、巧螺儀、運動感測裝置、磁力 計、消費型電子裝置的慣性組件、消費型電子裝置產品的部件、變容二極管、液晶裝置、電泳 裝置、驅動方案、制造工藝及電子測試設備。因此，教示并非既定限于僅圖中所描繪的實施 方案，而是具有所述領域的一般技術人員將易于了解的廣泛適用性。
[0034] 在MEMS顯示元件中，顯示元件可定位于襯底與抬升光圈層化AU之間。例如，驅動 電極及快口可用于控制光穿過EAL中的光圈。可在實質上不減弱所述EAL的光阻斷能力的情 況下通過并入從所述襯底向上延伸到實質上與所述EAL共面的高度的致動器電極而減小敞 開及關閉所述快口所必要的電壓。替代地，可W給定電壓電平增大致動速度。所述致動器電 極的上表面可替換所述EAL的部分，借此維持