專利名稱：用于干涉式調(diào)制器陣列的導電總線結(jié)構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的技術領域涉及微機電系統(tǒng)(MEMS)，且更具體而言，涉及用于MEMS元件陣列的電連接架構。
背景技術：
微機電系統(tǒng)(MEMQ包括微機械元件、激勵器及電子元件。微機械元件可采用沉積、蝕刻或其它可蝕刻掉襯底及/或所沉積材料層的若干部分或可添加若干層以形成電和機電裝置的微機械加工工藝制成。一種類型的MEMS裝置被稱為干涉式調(diào)制器。干涉式調(diào)制器可包含一對導電板，其中之一或二者可部分地透明且在施加一個適當?shù)碾娦盘枙r能夠相對運動。其中一個板可包含一沉積在一襯底上的靜止層，另一個板可包含一懸掛在該靜止層上的金屬隔板。在某些顯示器配置中，使用可獨立激勵的干涉式光調(diào)制器構成的陣列作為顯示元件。所述光調(diào)制器經(jīng)電連接以提供用于單獨激勵各個光調(diào)制器的控制電壓或信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置均具有多個方面，任一單個方面均不能單獨決定其所期望特性。現(xiàn)在，對其更主要的特性進行簡要論述，此并不限定本發(fā)明的范圍。在查看這一論述，尤其是在閱讀了標題為“具體實施方式
”的部分之后，人們即可理解本發(fā)明的特征如何提供優(yōu)于其它顯示裝置的優(yōu)點。在某些實施例中，一種光調(diào)制器包含一襯底、位于所述襯底上的一第一電極層、及位于所述襯底上的一第二電極層。所述光調(diào)制器進一步包含基本上平行于所述第一電極層且耦接至所述第二電極層的一反射性表面。所述反射性表面可沿一基本上垂直于所述反射性表面的方向在一第一位置和一第二位置之間移動。所述第一位置距所述第一電極層一第一距離，且所述第二位置距所述第一電極層一第二距離。所述光調(diào)制器進一步包含一導電總線層，所述導電總線層的至少一部分電耦接至所述第一電極層與所述第二電極層中至少之一。所述反射性表面響應施加在所述導電總線層上的電壓而在所述第一位置與所述第二位置之間移動。在某些實施例中，使用一種方法來控制一光調(diào)制器。所述方法包括提供一襯底及在所述襯底上提供一第一電極層。所述方法進一步包括在所述襯底上提供一第二電極層， 及提供基本上平行于所述第一電極層并耦接至所述第二電極層的一反射性表面。所述反射性表面可沿一基本上垂直于所述反射性表面的方向在一第一位置和一第二位置之間移動。所述第一位置距所述第一電極層一第一距離，且所述第二位置距所述第一電極層一第二距離。所述方法進一步包括向一導電總線層施加一電壓，其中所述導電總線層的至少一部分電耦接至所述第一電極層與所述第二電極層中至少之一。所述方法進一步包括響應施加的電壓而在所述第一位置與所述第二位置之間移動所述反射性表面。在某些實施例中，一種裝置包含用于支撐一干涉式調(diào)制器的構件。所述裝置進一步包含位于所述支撐構件上方用于傳導一第一電信號的構件。所述裝置進一步包含位于所述支撐構件上方用于傳導一第二電信號的構件。所述裝置進一步包含用于反射光的構件， 所述用于反射光的構件基本上平行于所述用于傳導所述第一電信號的構件且耦接至所述用于傳導所述第二電信號的構件，所述用于反射光的構件可沿一基本上垂直于所述用于反射光的構件的方向移動，并可在一第一位置與一第二位置之間移動，所述第一位置距所述用于傳導所述第一電信號的構件一第一距離，所述第二位置距所述用于傳導所述第一電信號的構件一第二距離。所述裝置進一步包含用于電耦接至所述用于傳導所述第一電信號的構件及所述用于傳導所述第二電信號的構件中至少之一的構件，其中所述用于反射光的構件響應施加在所述用于進行電耦接的構件上的電壓而在所述第一位置與所述第二位置之間移動。


圖1為一等軸圖，其顯示一干涉式調(diào)制器顯示器的一實施例的一部分，其中一第一干涉式調(diào)制器的一可移動反射層處于一釋放位置，且一第二干涉式調(diào)制器的一可移動反射層處于一受激勵位置。圖2為一系統(tǒng)方塊圖，其顯示一包含一 3 X 3干涉式調(diào)制器顯示器的電子裝置的一實施例。圖3為圖1所示干涉式調(diào)制器的一實例性實施例的可移動鏡位置與所施加電壓的關系圖。圖4為一組可用于驅(qū)動干涉式調(diào)制器顯示器的行和列電壓的示意圖。圖5A及圖5B顯示可用于向圖3所示3 X 3干涉式調(diào)制器顯示器寫入一顯示數(shù)據(jù)幀的行和列信號的一實例性時序圖。圖6A為一圖1所示裝置的剖面圖。圖6B為一干涉式調(diào)制器的一替代實施例的一剖面圖。圖6C為一干涉式調(diào)制器的另一替代實施例的一剖面圖。圖7A以示意圖方式顯示一實例性3X3干涉式調(diào)制器顯示器，其具有一位于第二電極層上方且電耦接至第一電極層的導電總線。圖7B顯示圖7A所示3X3干涉式調(diào)制器顯示器的剖面圖。圖7C為取自圖7A所示3 X 3干涉式調(diào)制器顯示器的一個支柱支撐件的視圖，其中至第二電極層連接線的導電總線以環(huán)形虛線顯示。圖8A以示意圖方式顯示一實例性3X3干涉式調(diào)制器顯示器，其具有一位于第二電極層上方且電耦接至第二電極層的導電總線。圖8B顯示圖8A所示3 X 3干涉式調(diào)制器顯示器的剖面圖。圖9A以示意圖方式顯示一實例性3X3干涉式調(diào)制器顯示器，其具有位于第二電極層與第一電極層之間且電耦接至第一電極層的一導電總線。圖9B顯示圖9A所示3 X 3干涉式調(diào)制器顯示器的剖面圖。圖9C以示意圖方式顯示一實例性3X3干涉式調(diào)制器顯示器，其具有一位于第一電極層上且電耦接至第一電極層的導電總線。圖9D顯示圖9C所示3X3干涉式調(diào)制器顯示器的剖面圖。圖9E顯示圖9C所示3X3干涉式調(diào)制器顯示器的另一實施例的剖面圖，其具有一與所述導電總線對準且位于所述導電總線和3X3干涉式調(diào)制器顯示器觀看側(cè)之間的掩模材料。圖IOA以示意圖方式顯示一實例性3 X 3干涉式調(diào)制器顯示器，其具有位于第二電極層上方且電耦接至第一電極層的一第一導電總線、及位于第一導電總線上方且電耦接至第二電極層的一第二導電總線。圖IOB顯示圖IOA所示3X3干涉式調(diào)制器顯示器的剖面圖。圖Il(A)至Il(Q)以示意圖方式顯示用于在第二電極層上方形成一導電總線結(jié)構的一系列實例性過程步驟。圖12顯示一干涉式調(diào)制器的一實施例的剖面圖，所述干涉式調(diào)制器具有一位于光學堆疊層之內(nèi)的附加介電層。圖13顯示一干涉式調(diào)制器的一實施例的剖面圖，所述干涉式調(diào)制器具有位于介電層內(nèi)的氣穴。圖14顯示一經(jīng)圖案化的電極的一實施例，所述電極具有一縮小的電有效區(qū)域。圖15為一干涉式調(diào)制器的剖面圖，其對應于圖14的一通過有效區(qū)域和無效區(qū)域的平面。圖16為一干涉式調(diào)制器的另一剖面圖，其對應于圖14的一僅通過有效區(qū)域的平圖17顯示一經(jīng)圖案化電極的一替代實施例。圖18為對應于圖17的干涉式調(diào)制器的剖面圖。圖19顯示一干涉式調(diào)制器的一實施例，所述干涉式調(diào)制器具有擔負自反射性表面層解耦的靜電力的區(qū)域。圖20顯示圖19所示的干涉式調(diào)制器的一實施例，其處于“0N(開)”狀態(tài)。圖21顯示一干涉式調(diào)制器的一實施例的一透視圖，所述干涉式調(diào)制器具有一用于第二電極層的彈簧設計。圖22顯示一包含一 3X3干涉式調(diào)制器陣列的像素的平面布置圖。圖23顯示一取自圖22中的陣列的紅色干涉式調(diào)制器的一實施例的剖面圖。圖M顯示一取自圖22中的陣列的綠色干涉式調(diào)制器的一實施例的剖面圖。圖25顯示一取自圖22中的陣列的藍色干涉式調(diào)制器的一實施例的剖面圖。圖26A及26B為系統(tǒng)方塊圖，其顯示一包含復數(shù)個干涉式調(diào)制器的視覺顯示裝置的一實施例。
具體實施例方式—干涉式光調(diào)制器的一實例性實施例包含一襯底、位于所述襯底上的一第一電極層、位于所述襯底上的一第二電極層、及一導電總線層。所述導電總線層的至少一部分電耦接至所述第一電極層與所述第二電極層中至少之一。反射性表面響應施加在所述導電總線層上的電壓而在第一位置與第二位置之間移動。所述導電總線層提供一電路經(jīng)，所述電路徑的電阻顯著低于僅通過第一電極層電連接干涉式調(diào)制器列或僅通過第二電極層電連接干涉式調(diào)制器行的配置。以下詳細說明涉及本發(fā)明的某些具體實施例。不過，本發(fā)明可通過許多種不同的方式實施。在本說明中，會參照附圖，在附圖中，相同的部件自始至終使用相同的編號標識。 根據(jù)以下說明容易看出，本發(fā)明可在任一配置用于顯示圖像-無論是動態(tài)圖像(例如視頻) 還是靜態(tài)圖像(例如靜止圖像)，無論是文字圖像還是圖片圖像-的裝置中實施。更具體而言，本發(fā)明可在例如(但不限于)以下眾多種電子裝置中實施或與這些電子裝置相關聯(lián) 移動電話、無線裝置、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手持式計算機或便攜式計算機、GPS接收器/導航器、照像機、MP3播放器、攝錄機、游戲機、手表、時鐘、計算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、計算機監(jiān)視器、汽車顯示器(例如里程表顯示器等)、駕駛艙控制裝置及/或顯示器、照像機景物顯示器(例如車輛的后視照像機顯示器)、電子照片、電子告示牌或標牌、投影儀、建筑結(jié)構、包裝及美學結(jié)構(例如，一件珠寶的圖像顯示器)。與本文所述MEMS裝置具有類似結(jié)構的MEMS裝置也可用于非顯示應用，例如用于電子切換裝置中。圖1中顯示一個含有一干涉式MEMS顯示元件的干涉式調(diào)制器顯示器實施例。在這些裝置中，像素處于亮狀態(tài)或暗狀態(tài)。在亮(“on(開)”或“open(打開)”)狀態(tài)下，顯示元件將入射可見光的一大部分反射至用戶。在處于暗(“off (關)”或“closed(關閉)”) 狀態(tài)下時，顯示元件幾乎不向用戶反射入射可見光。視不同的實施例而定，可顛倒“on”及 “off”狀態(tài)的光反射性質(zhì)。MEMS像素可配置成主要在所選色彩下反射，因而除黑白顯示之外還可實現(xiàn)彩色顯示。圖1為一等軸圖，其顯示一視覺顯示器的一系列像素中的兩相鄰像素，其中每一像素均包含一 MEMS干涉式調(diào)制器。在某些實施例中，一干涉式調(diào)制器顯示器包含一由這些干涉式調(diào)制器構成的行/列陣列。每一干涉式調(diào)制器均包括一對反射層，該對反射層定位成彼此相距一可變且可控的距離，以形成一具有至少一個可變尺寸的光學諧振空腔。在一實施例中，其中一個反射層可在兩個位置之間移動。在本文中稱為釋放狀態(tài)的第一位置上， 該可移動層的位置距離一固定的局部反射層相對遠。在第二位置上，該可移動層的位置更近地靠近該局部反射層。根據(jù)可移動反射層的位置而定，從這兩個層反射的入射光會以相長或相消方式干涉，從而形成各像素的總體反射或非反射狀態(tài)。在圖1中顯示的像素陣列部分包括兩個相鄰的干涉式調(diào)制器1 和12b。在左側(cè)的干涉式調(diào)制器1 中，顯示一可移動的高度反射層Ha處于一釋放位置，該釋放位置距一固定的局部反射層16a—預定距離。在右側(cè)的干涉式調(diào)制器12b中，顯示一可移動的高度反射層14b處于一受激勵位置處，該受激勵位置鄰近固定的局部反射層16b。固定層16a、16b導電、局部透明且局部為反射性，并可通過例如在一透明襯底20 上沉積一個或多個各自為鉻及氧化銦錫的層而制成。所述各層被圖案化成平行條帶，且可形成一顯示裝置中的行電極，如將在下文中所進一步說明。可移動層14a、14b可形成為由沉積在支柱18頂部的一或多個沉積金屬層(與行電極16a、16b正交)及一沉積在支柱18 之間的中間犧牲材料構成的一系列平行條帶。在犧牲材料被蝕刻掉以后，這些可變形的金屬層與固定的金屬層通過一規(guī)定的氣隙19隔開。這些可變形層可使用一具有高度導電性及反射性的材料(例如鋁)，且這些條帶可形成一顯示裝置中的列電極。在未施加電壓時，空腔19保持位于層Ha、16a之間，且可變形層處于如圖1中像素1 所示的一機械弛豫狀態(tài)。然而，在向一所選行和列施加電位差之后，在對應像素處的行和列電極相交處形成的電容器變成充電狀態(tài)，且靜電力將這些電極拉向一起。如果電壓足夠高，則可移動層發(fā)生形變，并被壓到固定層上(可在固定層上沉積一介電材料(在該圖中未示出)，以防止短路并控制分隔距離)，如圖1中右側(cè)的像素12b所示。無論所施加的電位差極性如何，該行為均相同。因此，可控制反射與非反射像素狀態(tài)的行/列激勵與傳統(tǒng)的LCD及其它顯示技術中所用的行/列激勵在許多方面相似。圖2至圖5顯示一個在一顯示應用中使用一干涉式調(diào)制器陣列的實例性過程及系統(tǒng)。圖2為一系統(tǒng)方塊圖，該圖顯示一可體現(xiàn)本發(fā)明各方面的電子裝置的一個實施例。在該實例性實施例中，所述電子裝置包括一處理器21，其可為任何通用單芯片或多芯片微處理器，例如 ARM、Pentium 、Pentium II 、Pentium III 、Pentium IV 、Pentium Pro、 805UMIPS > Power PC , ALPHA ，或任何專用微處理器，例如數(shù)字信號處理器、微控制器或可編程門陣列。按照所屬技術領域的慣例，可將處理器21配置成執(zhí)行一個或多個軟件模塊。除執(zhí)行一個操作系統(tǒng)外，還可將該處理器配置成執(zhí)行一個或多個軟件應用程序，包括網(wǎng)頁瀏覽器、電話應用程序、電子郵件程序或任何其它軟件應用程序。在一實施例中，處理器21還配置成與一陣列控制器22進行通信。在一實施例中， 該陣列控制器22包括向一像素陣列30提供信號的一行驅(qū)動電路M及一列驅(qū)動電路26。 圖1中所示的陣列剖面圖在圖2中以線1-1示出。對于MEMS干涉式調(diào)制器，所述行/列激勵協(xié)議可利用圖3所示的這些裝置的滯后性質(zhì)。其可能需要例如一 10伏的電位差來使一可移動層自釋放狀態(tài)變形至受激勵狀態(tài)。然而，當所述電壓自該值降低時，在所述電壓降低回至10伏以下時，所述可移動層將保持其狀態(tài)。在圖3的實例性實施例中，在電壓降低至2 伏以下之前，可移動層不會完全釋放。因此，在圖3所示的實例中，存在一大約為3-7伏的電壓范圍，在該電壓范圍內(nèi)存在一施加電壓窗口，在該窗口內(nèi)所述裝置穩(wěn)定在釋放或受激勵狀態(tài)。在本文中將其稱為“滯后窗口”或“穩(wěn)定窗口”。對于一具有圖3所示滯后特性的顯示陣列而言，行/列激勵協(xié)議可設計成在行選通期間，向所選通行中將被激勵的像素施加一約10伏的電壓差，并向?qū)⒈会尫诺南袼厥┘右唤咏?伏的電壓差。在選通之后，向像素施加一約5伏的穩(wěn)態(tài)電壓差，以使其保持在行選通使其所處的任何狀態(tài)。在被寫入之后， 在該實例中，每一像素均承受一處于3-7伏的“穩(wěn)定窗口”內(nèi)的電位差。該特性使圖1所示的像素設計在相同的所施加電壓條件下穩(wěn)定在一既有的激勵狀態(tài)或釋放狀態(tài)。由于干涉式調(diào)制器的每一像素，無論處于激勵狀態(tài)還是釋放狀態(tài)，實質(zhì)上均是一由所述固定反射層及移動反射層所構成的電容器，因此，該穩(wěn)定狀態(tài)可保持于一滯后窗口內(nèi)的電壓下而幾乎不消耗功率。如果所施加的電位恒定，則基本上沒有電流流入像素。在典型應用中，可通過根據(jù)第一行中所期望的一組受激勵像素確定一組列電極而形成一顯示幀。此后，將一行脈沖施加于第1行電極，從而激勵與所確定的列線對應的像素。此后，將所確定的一組列電極變成與第二行中所期望的一組受激勵像素對應。此后，將一脈沖施加于第2行電極，從而根據(jù)所確定的列電極來激勵第2行中的相應像素。第1行的像素不受第2行的脈沖的影響，并保持于其在第1行的脈沖期間被設定的狀態(tài)?？砂错樞蛐苑绞綄θ肯盗械男兄貜蜕鲜霾襟E，以形成所述的幀。通常，通過以某一所需幀數(shù)/秒的速度連續(xù)重復該過程來用新顯示數(shù)據(jù)刷新及/或更新這些幀。還有很多種用于驅(qū)動像素陣列的行及列電極以形成顯示幀的協(xié)議亦為人們所熟知，且可與本發(fā)明一起使用。圖4及圖5顯示一種用于在圖2所示的3X3陣列上形成一顯示幀的可能的激勵協(xié)議。圖4顯示一組可用于具有圖3所示滯后曲線的像素的可能的行及列電壓電平。在圖 4的實施例中，激勵一像素包括將相應的列設定至-Vbias，并將相應的行設定至+ Δ V-其可分別對應于-5伏及+5伏。釋放像素則是通過將相應的列設定至+Vbias并將相應的行設定至相同的+Δ V、由此在所述像素兩端形成一 0伏的電位差來實現(xiàn)。在那些其中行電壓保持0 伏的行中，像素穩(wěn)定于其最初所處的狀態(tài)，而與該列處于+Vbias還是-Vbias無關。圖5Β為一顯示一系列行及列信號的時序圖，這些信號施加于圖2所示的3X3陣列，其將形成圖5Α所示的顯示布置，其中受激勵像素為非反射性。在寫入圖5Α所示的幀之前，像素可處于任何狀態(tài)，在該實例中，所有的行均處于0伏，且所有的列均處于+5伏。在這些所施加電壓下，所有的像素穩(wěn)定于其現(xiàn)有的受激勵狀態(tài)或釋放狀態(tài)。在圖5Α所示的幀中，像素(1，1)、(1,2), (2,2), (3,2)及(3,3)受到激勵。為實現(xiàn)這一點，在第1行的行時間，將第1列及第2列設定為-5伏，將第3列設定為+5伏。此不會改變?nèi)魏蜗袼氐臓顟B(tài)，因為所有像素均保持處于3至7伏的穩(wěn)定窗口內(nèi)。此后，通過一自0伏上升至5伏然后又下降回至0伏的脈沖來選通第1行。由此激勵像素(1，1)和(1， 2)并釋放像素(1，3)。陣列中的其它像素均不受影響。為將第2行設定為所期望狀態(tài)，將第2列設定為-5伏，將第1列及第3列被設定為+5伏。此后，向第2行施加相同的選通脈沖將激勵像素(2，2)并釋放像素(2，1)和(2，3)。同樣，陣列中的其它像素均不受影響。類似地，通過將第2列和第3列設定為-5伏，并將第1列設定為+5伏對第3行進行設定。第 3行的選通脈沖將第3行像素設定為圖5Α所示的狀態(tài)。在寫入幀之后，行電位為0，而列電位可保持在+5或-5伏，且此后顯示將穩(wěn)定于圖5Α所示的布置。應了解，可對由數(shù)十或數(shù)百個行和列構成的陣列使用相同的程序。還應了解，用于實施行和列激勵的電壓的時序、順序及電平可在以上所述的一般原理內(nèi)變化很大，且上述實例僅為實例性，任何激勵電壓方法均可與本發(fā)明一起使用。按照上述原理運行的干涉式調(diào)制器的詳細結(jié)構可千變?nèi)f化。例如，圖6Α至6C顯示移動鏡結(jié)構的三種不同實施例。圖6Α為圖1所示實施例的剖面圖，其中在正交延伸的支撐件18上沉積一金屬材料條帶14。在圖6Β中，可移動反射材料14僅在隅角處在系鏈32 上附接至支撐件。在圖6C中，可移動反射材料14懸吊在一可變形層34上。由于反射材料 14的結(jié)構設計及所用材料可在光學特性方面得到優(yōu)化，且可變形層34的結(jié)構設計和所用材料可在所期望機械特性方面得到優(yōu)化，因此該實施例具有若干優(yōu)點。在許多公開文件中， 包括例如第2004/00519 號美國公開申請案中，描述了各種不同類型干涉裝置的生產(chǎn)?？墒褂煤芏喾N人們所熟知的技術來制成上述結(jié)構，包括一系列材料沉積、圖案化及蝕刻步驟。對一干涉式調(diào)制器進行放電和充電的響應時間部分地取決于連接至所述干涉式調(diào)制器的電壓電路的一 RC(電阻-電容)時間常數(shù)。干涉式調(diào)制器的該響應時間對于干涉式調(diào)制器陣列的顯示質(zhì)量具有一影響。如果一給定干涉式調(diào)制器所接收到的輸入掃描脈沖之間的時間短于所述干涉式調(diào)制器的響應時間，則移動層無法與輸入掃描脈沖同步。在這種條件下，干涉式調(diào)制器的狀態(tài)不響應于全部掃描脈沖，因此導致所顯示圖像的降格。因此，人們期望提供一種具有一縮短的響應時間的干涉式調(diào)制器，以實現(xiàn)更快的掃描和刷新速率。連接至一干涉式調(diào)制器的電壓電路包括所述干涉式調(diào)制器的電極、以及觸點、導線、及提供電極與行/列驅(qū)動電子裝置之間的電連接線的其它導電元件。在某些實施例中， 干涉式調(diào)制器的電極的材料和幾何形狀會影響電壓電路的RC時間常數(shù)。在某些陣列配置中，相鄰干涉式調(diào)制器的電極串聯(lián)耦接在一起以連接相鄰的干涉式調(diào)制器與驅(qū)動電子裝置，這使得RC時間常數(shù)更高。對于其它陣列配置，可使用電線或其它電連接器在行和列驅(qū)動器與干涉式調(diào)制器的電極之間進行電連接，這些電線對干涉式調(diào)制器的RC時間常數(shù)有影響。圖7A、7B和7C以示意圖方式顯示本文所述實施例的一干涉式調(diào)制器顯示器的一實例性3X3部分。大于或小于圖7A所示的3X3部分的顯示器部分也與本文所描述的實施例兼容。如圖7B的剖面圖中所示，每個調(diào)制器包含一襯底1106、一位于所述襯底1106上的第一電極層902、及一位于所述襯底1106上的第二電極層。所述調(diào)制器進一步包含一反射性表面901，其基本上與第一電極層902平行且耦接至第二電極層1302。反射性表面901 可在一第一位置和一第二位置之間移動。反射性表面901的第一位置距第一電極層902 — 第一距離。反射性表面901的第二位置距第一電極層902 —第二距離。如圖7B中所示，在某些實施例中，每個調(diào)制器的第一電極層902是固定的，且定位成接近襯底1106。陣列的第一電極層902成行布置。這些行在圖7A中未示出，但它們對應于圖7A中所示的三行調(diào)制器。各行的第一電極層902彼此電連接，但與其它行的第一電極層902電絕緣。在某些實施例中，每個調(diào)制器的第二電極層1302包含位于第一電極層902上方的移動層的至少一部分。在圖7A以示意圖方式顯示的實施例中，第二電極層1302包含整個移動層。在某些實施例中，陣列的第二電極層1302經(jīng)圖案化以將各列調(diào)制器的第二電極層 1302與相鄰列調(diào)制器的第二電極層1302分開。因此，陣列的第二電極層1302成列布置。 例如，在圖7A以示意圖方式顯示的實施例中，第二電極層1302在每個調(diào)制器的第二電極層 1302的四個隅角處具有條帶或系鏈1300。系鏈1300將第二電極層1302機械耦接至位于調(diào)制器隅角處的支柱202。系鏈1300還機械耦接一列內(nèi)相鄰調(diào)制器的第二電極層1302，同時第二電極層1302與其它列的第二電極層1302電絕緣。其它與本文所述實施例兼容的第二電極層1302使用彈簧結(jié)構替代圖7A中的系鏈1300。如圖7A和7B以示意圖方式所示，在某些實施例中，每個調(diào)制器的反射性表面901 通過一支撐構件1200機械耦接至對應調(diào)制器的第二電極層1302。某些其它的實施例包含復數(shù)個將反射性表面901機械耦接至第二電極層1302的支撐構件。因此，在調(diào)制器受到激勵時，反射性表面901沿一基本上垂直于反射性表面901的方向903在第一位置與第二位置之間相對于第一電極層902移動。在某些實施例中，陣列中的各個調(diào)制器進一步包含一導電總線層。導電總線層的至少一部分電耦接至第一電極層902與第二電極極層1302中至少之一。反射性表面901 響應施加在導電總線層上的電壓而在第一位置與第二位置之間移動。某些實施例的導電總線層600包含一導電材料，包括但不限于金屬、復合物、及合金。用于導電總線層600的實例性導電材料包括但不限于鈦、鉻、鎳、及鋁。在某些實施例
10中，導電總線層600沿一平行于圖7B中的方向903的方向測量的厚度介于約0. 1微米至約 2微米的范圍內(nèi)。其它厚度也與本文所描述的實施例兼容。如圖7A中所示，在某些實施例中，導電總線層600定位在第二電極層1302的上方。調(diào)制器的導電總線層600構成復數(shù)個導電棒，在圖7A顯示的實例性實施例中，所述導電棒位于第二電極層1302的上方。每一行的導電棒彼此電連接且與其它行的導電棒電絕緣。在某些實施例中，各導電棒在一行驅(qū)動器與一對應調(diào)制器行的第一電極層902之間提供電連接線。在某些實施例中，沿這些行布置的導電棒沿一垂直于圖7B中的方向903的方向測量的寬度介于約4微米與約10微米之間的范圍內(nèi)。其它寬度也與本文所描述的實施例兼容。在圖7A-7C所示的實例性實施例中，一調(diào)制器的導電總線層600通過所述調(diào)制器的一個或多個支柱202的一導電部分電耦接至所述調(diào)制器的第一電極層902。支柱202為移動層和第二電極層1302提供結(jié)構性支撐。如圖7B中所示，在某些實施例中，支柱202的導電部分電耦接至導電總線層600和第一電極層902 二者，但通過絕緣材料603與第二電極層1302電絕緣。圖7C以示意圖方式顯示圖7A所示的與本文所述實施例兼容的干涉式調(diào)制器顯示器的3X3部分的一支柱202。系鏈1300機械耦接至支柱202，但與導電總線層600及支柱 202的導電部分700電絕緣。支柱202的導電部分700將導電總線層600電耦接至第一電極層902。如圖7C中所示，支柱202的導電部分700具有一大致呈環(huán)形的形狀，如同心虛線所示。在某些其它實施例中，導電部分700具有其它橫截面形狀(例如正方形)。在某些實施例中，導電部分700為圓筒形、圓柱形、或?qū)嵭牡?。導電部?00的實施例可在導電總線層600和第一電極層902之間具有一均勻或不均勻的橫截面。對于圖7A、7B、和7C以示意圖方式顯示的實施例，導電總線層600較佳地定位在第二電極層1302的上方，且遠離進入干涉式調(diào)制器或自干涉式調(diào)制器反射的光的光學路徑。 因此，該類實施例的導電總線層600不干擾干涉式調(diào)制器的光學特性。另外，導電總線層 600有利地在干涉式調(diào)制器陣列的行驅(qū)動電子裝置與第一電極層902之間提供一電路徑， 所述電路徑的電阻顯著低于其它配置(例如，彼此串接的一行干涉式調(diào)制器的第一電極層 902)的其它電路徑，因此相對于這些其它配置可有利地降低RC時間常數(shù)。某些實施例的導電總線層600相對于干涉式調(diào)制器顯示器的其它部分定位在不同的位置。如圖7A以示意圖方式所示，在某些實施例中，導電總線層600位于第二電極層 1302的上方。如下文所述，在某些其它實施例中，導電總線層600定位在第一電極層902以內(nèi)或與其鄰接，或位于第一電極層902與第二電極層1302之間。導電總線層600也可位于第一電極層902下方，或與第二電極層1302基本上位于同一平面內(nèi)。導電總線層600的其它配置也與本文所描述的實施例兼容。圖8A以示意圖方式顯示一干涉式調(diào)制器顯示器的一實例性3X3部分，在所述干涉式調(diào)制器顯示器的干涉式調(diào)制器中，導電總線層800位于第二電極層1302上方且電耦接至第二電極層1302。圖8B顯示圖8A所示干涉式調(diào)制器顯示器的3X3部分的一剖面圖。 如圖8A中所示，在某些實施例中，顯示器的一列調(diào)制器的導電總線層800耦接在一起形成復數(shù)個導電棒。每一列的導電棒將所述列的第二電極層1302彼此電連接，且各列的導電棒與其它列的導電棒電絕緣。
在某些實施例中，各導電棒在一列驅(qū)動器與對應調(diào)制器列的第二電極層1302之間提供電連接。在某些實施例中，每個導電總線層800在一個或多個位置電連接至對應的第二電極層1302。如圖8B中所示，導電總線層800在支柱202上方連接至第二電極層1302。 在某些實施例中，沿列布置的導電棒沿一垂直于圖8B中的方向903的方向測量的寬度在一介于約4微米與約10微米之間的范圍內(nèi)。其它寬度也與本文所描述的實施例兼容。導電總線層800有利地在干涉式調(diào)制器陣列的列驅(qū)動電子裝置之間提供一電路經(jīng)，所述電路徑的電阻顯著低于其它配置(例如，彼此串接的一列干涉式調(diào)制器的第二電極層1302)的其它電路徑，因此相對于其它配置可有利地降低RC時間常數(shù)。圖9A以示意圖方式顯示一干涉式調(diào)制器顯示器的一實例性3X3部分，在所述干涉式調(diào)制器顯示器的干涉式調(diào)制器中，導電總線層900位于第一電極層902與第二電極層 1302之間。圖9B顯示圖9A所示干涉式調(diào)制器顯示器的3X3部分的剖面圖。在圖9A所示的實例性實施例中，導電總線層900位于第二電極層1302下方且為支柱202的一導電部分。在圖9B以示意圖方式顯示的實施例中，每一導電總線層900電耦接至一干涉式調(diào)制器行的各第一電極層902且與其它干涉式調(diào)制器行的第一電極層902電隔離。某些該類實施例的導電總線層900電連接一行驅(qū)動器與一對應干涉式調(diào)制器行的第一電極層902。所述行驅(qū)動器選擇性地通過導電總線層900向一行顯示器中的干涉式調(diào)制器的第一電極層902施加電壓。導電總線層900提供一其電阻顯著低于僅通過第一電極層902電連接干涉式調(diào)制器行的配置的電路徑。圖9C以示意圖方式顯示一干涉式調(diào)制器顯示器的一實例性3X3部分，所述干涉式調(diào)制器顯示器的干涉式調(diào)制器的導電總線層1000與一對應干涉式調(diào)制器行的第一電極層902相鄰并與其電耦接。圖9D顯示圖9C所示干涉式調(diào)制器顯示器的3X3部分的剖面圖。某些該類實施例的導電總線層1000電連接一行驅(qū)動器與一對應干涉式調(diào)制器行的第一電極層902，由此在所述行驅(qū)動器與所述干涉式調(diào)制器之間提供一電路徑，所述電路徑的電阻顯著低于僅通過第一電極層902電連接干涉式調(diào)制器行的其它配置。在圖9D所示的實例性實施例中，導電總線層1000定位在支柱202之間且靠近一位于下方的第一電極層902 的外緣。導電總線層1000電耦接至位于下方的第一電極層902。對導電總線層1000的材料加以選擇以提高跨越第一電極層902的導電率。在某些實施例中，導電總線層1000包含鋁或其它導電材料。與某些實施例的第一電極層902不同，選擇用于導電總線層1000的材料可不透明。在某些實施例中，導電總線層1000沿一垂直于圖9D中的方向903的方向測量的寬度在一介于約4微米與約10微米之間的范圍內(nèi)。在某些實施例中，一介電層906位于導電總線層1000與反射性表面層901之間。 某些該類實施例的介電層906可有利地阻止干涉式調(diào)制器的導電總線層1000與反射性表面層901之間接觸。在某些實施例中，將導電總線層1000布置在反射性表面層901下方會由于阻斷干涉式調(diào)制器的入射反射光的至少一部分而對干涉式調(diào)制器的光學性能產(chǎn)生不利的影響。為減小導電總線層1000對干涉式調(diào)制器的光學性能的視覺影響，可利用沿一垂直于圖9D中的方向903的方向測量的寬度更小的導電總線層1000。圖9E顯示圖9C所示干涉式調(diào)制器顯示器的3X3部分的另一實施例的剖面圖。圖 9E所示顯示器的干涉式調(diào)制器具有一掩模材料1002，其大致與干涉式調(diào)制器的導電總線層1000對準且位于所述3X3干涉式調(diào)制器顯示器的導電總線層1000與觀看側(cè)之間。掩模材料1002通常為一不透明且具有光學吸收性的材料，其寬度足以阻斷入射光照射至導電總線層1000上。在圖9E所示的實施例中，掩模材料1002通常在層1004內(nèi)與一透光材料(例如SiO2)共面，所述透光材料可透射入射至調(diào)制器的入射光及自調(diào)制器反射的反射光。圖IOA以示意圖方式顯示一具有干涉式調(diào)制器的干涉式調(diào)制器顯示器的一實例性3X3部分，其中一第一導電總線層1100位于第二電極層1302上方，且一第二導電總線層1102位于第一導電總線層1100上方。圖IOB顯示圖IOA所示3X3干涉式調(diào)制器顯示器的剖面圖。第一導電總線層1100通過至少一個支柱202的一導電部分電耦接至一干涉式調(diào)制器行的第一電極層902。第二導電總線層1102電耦接至一干涉式調(diào)制器列的第二電極層1302。第一導電總線層1100與第二導電總線層1102通過支柱202的絕緣部分605 電隔離。在圖IOB中，第一導電總線層1100通過一個或多個支柱202的一導電部分電耦接至第一電極層902。第二導電總線層1102在一個或多個支柱202上方的位置處電耦接至第二電極層1302。在某些實施例中，導電總線層所提供的電阻較小的路徑可有利地降低電路的RC 時間常數(shù)。其第一電極層902串聯(lián)電耦接的復數(shù)個干涉式調(diào)制器的實例性RC時間可在5 微秒至100微秒的范圍內(nèi)變化，視干涉式調(diào)制器的數(shù)量而定。此相同的復數(shù)個干涉式調(diào)制器可具有一高達30-50歐姆/平方的電阻。使用導電總線層來將行和列驅(qū)動器電連接至復數(shù)個干涉式調(diào)制器的對應第一電極層902和第二電極層1302可降低電路的電阻，由此降低 RC時間常數(shù)。在機械層上制造導電總線的方法圖11 (A)-IKQ)以示意圖方式顯示用于形成一位于一第二電極層1302上方的導電總線結(jié)構的一系列實例性過程步驟。圖Il(A)顯示在一襯底1106上沉積一黑色掩膜 1800。在某些實施例中，黑色掩膜1800包含鉬。圖11⑶黑色掩膜1800經(jīng)圖案化和蝕刻以在襯底1106的頂部形成小島。圖11 (C) 顯示在黑色掩膜1800和襯底1106上沉積一氧化物層1802、及在所述氧化物層1802上沉積一金屬層904和一第一電極層902。在某些實施例中，金屬層904包含鉻，且第一電極層 902包含氧化銦錫(ITO)。圖11 (D)顯示第一電極層902及金屬層904經(jīng)圖案化和蝕刻以根據(jù)顯示器的設計形成與列、行或其它有效配置兼容的電極和干涉式調(diào)制器。在圖Il(A)-Il(Q)所示的實例性實施例中，第一電極層902可用作一列電極。如圖Il(D)中所示，在金屬層904、第一電極層902、及氧化物層1802上方形成一介電(例如氧化硅)層906。圖11 (E)顯示一犧牲層1804的形成。犧牲層1804決定上方懸置反射性表面901 的空腔的尺寸。所述空腔的干涉特性直接受其深度的影響。某些具有彩色干涉式調(diào)制器的實施例構造有空腔深度不同的調(diào)制器，以提供紅色、綠色、和藍色的合成靜態(tài)顏色。為產(chǎn)生這些各不相同的空腔尺寸，需針對每個不同顏色的干涉式調(diào)制器沉積一不同厚度的犧牲層 1804。
例如，在某些實施例中，一第一犧牲層經(jīng)沉積、掩模和圖案化，使所述第一犧牲層界定一第一調(diào)制器區(qū)域。然后，一第二犧牲層經(jīng)沉積和圖案化以界定以上界定的第一調(diào)制器與一第二調(diào)制器的組合區(qū)域。第一犧牲層及第二犧牲層在第一干涉式調(diào)制器區(qū)域內(nèi)的組合厚度大于第二犧牲層在第二干涉式調(diào)制器區(qū)域內(nèi)的厚度。隨后，在某些實施例中，在第二犧牲層上形成一第三犧牲層，以便針對每一彩色干涉式調(diào)制器集合界定第一、第二、及第三干涉式調(diào)制器的組合區(qū)域。在某些實施例中，該第三犧牲層不需經(jīng)圖案化，因為其厚度將包括在彩色干涉式調(diào)制器集合的所有三個調(diào)制器中。在此描述的三個不同的犧牲層可具有不同的厚度。通過這種方式，所述彩色干涉式調(diào)制器集合的第一調(diào)制器將具有一深度等于所述三個犧牲層的組合厚度的空腔。所述彩色干涉式調(diào)制器集合的第二調(diào)制器將具有一深度等于三個犧牲層中的兩個犧牲層的組合厚度的空腔。所述彩色干涉式調(diào)制器集合的第三調(diào)制器將具有一深度等于三個犧牲層中的一個犧牲層的厚度的空腔。在移除犧牲層以后，空腔的尺寸將因三個犧牲層的不同組合厚度而異，由此產(chǎn)生三種不同的顏色，例如紅色、綠色和藍色。圖Il(F)顯示在介電層906上沉積一反射性表面層1901。在圖Il(G)中，所述反射性表面層1901經(jīng)圖案化和蝕刻以形成所述反射性表面層1901的小島。圖11 (H)顯示在反射性表面層1901和介電層906上沉積一犧牲層1810。在某些實施例中，犧牲層1810包含鉬。在圖Il(I)中，犧牲層1810經(jīng)圖案化和蝕刻以形成導電總線孔1812和反射性表面層孔1814。導電總線孔1812穿過犧牲層1810和中間層延伸至第一電極層902。反射性表面層孔1814穿過犧牲層1810延伸至反射性表面層1901。在圖Il(J)中，一導電層1816沉積在犧牲層1810上和導電總線孔1812及反射性表面層孔1814中。導電層1816通過導電總線孔1812電耦接至第一電極層902。導電層 1816還通過反射性表面層孔1814電耦接至反射性表面層1901。在圖Il(K)中，導電層1816經(jīng)圖案化和蝕刻以形成一導電總線結(jié)構1820和反射性表面層連接器1818。圖Il(K)中所示的反射性表面層連接器1818與導電總線結(jié)構1820 電隔離。在圖Il(L)中，沉積一介電層1824。在圖Il(M)中，介電層18M經(jīng)圖案化和蝕刻， 以移除介電層1擬4位于導電總線結(jié)構1820與反射性表面層連接器1818之間的區(qū)域中的部分。圖11 (N)顯示沉積一犧牲層1擬6。在圖11 (0)中，犧牲層1擬6經(jīng)圖案化和蝕刻， 以形成用于一第二電極層1302的著陸區(qū)1擬8。在圖Il(P)中，所述第二電極層1302經(jīng)沉積、圖案化和蝕刻。在圖Il(Q)中，犧牲層1804、1810、1擬6被移除，由此形成具有總線結(jié)構 1820的干涉式調(diào)制器。干涉式調(diào)制器的電容可單獨或與上述特性一起降低。降低電路的電容會降低RC 時間常數(shù)。刷新速率對第一電極層902及第二電極層1302進行充電和放電或改變施加在其兩端的電壓所需的時間會影響顯示器的刷新速率。例如，縮短第二電極層1302對改變所施加電壓的反應時間可使顯示器在更短的時間內(nèi)進行刷新。一刷新更快的顯示器可在連續(xù)的幀之間提
14供一更不明顯的過渡。圖像分辨率在某些實施例中，使用一包含沿一干涉式調(diào)制器陣列背側(cè)布置的復雜布線線路的導電總線結(jié)構可改良灰度級顯示技術。用于顯示一灰度級圖像的技術包括將像素再分成復數(shù)個干涉式模塊或更小的子像素。通過在每個像素中包含更多的子像素，可以獲得更深的灰度級。然而，增加子像素的數(shù)量會增加至布置在顯示陣列周圍的行和列驅(qū)動器所需的線路的復雜度。在某些實施例中，使用一導電總線結(jié)構可改善灰度級顯示。在時間調(diào)制中，一灰度級圖像的每個干涉式調(diào)制器被通以脈沖或迅速刷新，因此觀察者感覺到顯示器呈現(xiàn)亮度級變化。在某些實施例中，干涉式調(diào)制器的刷新或調(diào)制速率在納入以上所述一項或多項改進后得到了提高。刷新速率可根據(jù)以下計算式進行計算T_line = T_rc+T_interferometric modulator其中T_line為更新1條線所需的時間；T_rc為所述線的RC時間；T_interferometric modulator為干涉式調(diào)制器的機械響應時間。因此T_refresh = n_rows X T_line其中T_refresh為更新整個屏幕所需的時間；n_rows為顯示器上的行數(shù)。因此屏幕刷新速度(Screen Refresh Rate) = 1/T_refresh其中屏幕刷新速度(Screen Refresh Rate)為整個顯示器的刷新速度，單位通常為Hz0由于使用導電總線縮短了 T_rc，因此T_line縮短且T_refresh縮短。隨著T_ refresh的縮短，屏幕刷新速度提高并改良了時間調(diào)制。重新參考圖7A和7B，第一電極層902具有一固有導電率，其取決于為第一電極層 902所選擇的材料。將一導電率更高的材料用于第一電極層902可降低干涉式調(diào)制器的電路電阻。在某些實施例中，選擇用于第一電極層902的材料包含其導電率較氧化銦錫(ITO) 為高的氧化鋅錫(ZnTO)。第一電極層902的厚度可變化。在某些實施例中，沿一平行于圖7B中的方向903 的方向測量的厚度可在300埃和2，000埃之間。也可使用其它厚度的第一電極層902。可選擇一具有低介電常數(shù)的材料用于氧化物層或分隔第一電極層902與第二電極層1302的介電材料906。所述介電材料將第二電極層1302與第一電極層902電絕緣，以將一電荷或電壓儲存在第一電極層和第二電極層之間。介電層906進一步允許所述電壓或電荷形成一作用在第二電極層1302上的靜電力。一具有一低介電常數(shù)的材料可有利地降低電路的RC時間常數(shù)。例如，一低介電常數(shù)(K)材料可具有一較一使用氧化硅(3.8)制造的介電材料更低的介電常數(shù)。在某些實施例中，介電層906的介電常數(shù)低達2. 0。降低電容可添加不同的及附加的材料以降低電路的電容。在某些實施例中，選擇用于介電層906的材料可降低電路的電容。這些材料包括旋涂玻璃、氮化硅、二氧化硅、二氧化鋁、及一種或多種這些材料的復合物。在某些實施例中，在金屬層904和第一電極層902之間提供一第二介電層104。如圖12所示，在某些實施例中，第二介電層104位于金屬層904與第一電極層902之間。該增加介電層104是在介電層或氧化物層906的基礎上添加。在該類實施例中，介電層104 用于分隔第一電極層902的光學功能裝置與電功能裝置。在某些實施例中，這一配置不會對顯示器的圖像質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。在干涉式調(diào)制器的某些實施例中，在反射性表面901處于“近”位置時，由于添加第二介電層104所致的電容降低隨介電層906及第二介電層104的厚度而變化。在某些實施例中，所述兩個介電層906、104包含相同的材料，而在其它實施例中，所述兩個介電層包含不同的材料。在介電層906與第二介電層104為相同的材料時，一干涉式調(diào)制器的電容可利用以下等式近似得出。電容 (反射性表面901的面積)X (介電常數(shù))X (電容率常數(shù))/ (頂部介電層 906的厚度+底部介電層104的厚度)在某些實施例中，介電層906的厚度可變化。如在圖13中所示，介電層906包含一個或多個埋置于介電層906內(nèi)部的氣隙1900。圖14和圖17顯示一呈行和列布置的相鄰干涉式調(diào)制器陣列，每個調(diào)制器具有第一電極層902的一中心部分，該中心部分與第一電極層902的一外圍部分電隔離。在某些實施例中，第一電極層902內(nèi)的凹槽將中心部分與外圍部分分開。在某些該類實施例中，減小了第一電極層902的參與干涉式調(diào)制器驅(qū)動的部分的面積，由此減小了電路的電容。在某些實施例中，只有外圍部分可提供第一電極層902的電有效區(qū)域。在某些該類實施利中，外圍部分電連接至一導電總線結(jié)構。在某些其它實施利中，只有中心部分可提供第一電極層902的電有效區(qū)域。在某些該類實施例中，中心部分電連接至一導電總線結(jié)構。圖15和圖16為取自圖14的兩個相鄰干涉式調(diào)制器的剖面，所述干涉式調(diào)制器具有一與兩個干涉式調(diào)制器的一外圍部分902(b)電隔離的電有效中心部分902(a)。圖17顯示一呈行和列布置的干涉式調(diào)制器112的陣列，每個干涉式調(diào)制器112具有一第一電極層902，第一電極層902的列部分902(c)與第一電極層902的兩個外圍部分 902(d),902(e)電隔離。在某些實施例中，外圍部分902 (c)、902 (d)、902 (e)中的一個或多個可提供第一電極層902的電有效區(qū)域，且外圍部分902 (c)、902 (d)、902 (e)中的一個或多個不提供第一電極層902的電有效區(qū)域。圖18為取自圖17的兩個干涉式調(diào)制器112的剖面圖，干涉式調(diào)制器112具有與兩個干涉式調(diào)制器的非電有效列部分902 (c)電隔離的電有效外圍部分902(d)、902(e)。圖19和圖20顯示一干涉式調(diào)制器的一實施例，所述干涉式調(diào)制器具有包含多于兩個電有效區(qū)域404 (a)-(e)的一第一電極層902。電有效區(qū)域404 (a) - (e)與第二電極層 1302 —起產(chǎn)生一將第二電極層1302朝向電有效區(qū)域404(a)-(e)拉動的靜電力。隨著第二電極層1302朝向電有效區(qū)域404 (a)-(e)移動，反射性表面901相對于襯底1106及金屬層 904移動一對應距離。反射性表面901的移動使干涉式調(diào)制器轉(zhuǎn)變?yōu)槿缟纤龅摹癘N(打開)”或“OFF (關閉)”狀態(tài)。通過將這兩個功能解耦，可將光學層(或機械層)的電有效部分的面積減小到小于光學層(或機械層)的光學部分的面積。
降低功率消耗降低電路的電阻及電容的另一好處是功率消耗的降低。例如，為對一干涉式調(diào)制器陣列進行充電和放電，列和行驅(qū)動器需要電力以對所述干涉式調(diào)制器進行充電和放電。 通過降低各個干涉式調(diào)制器的電容，在激活每個干涉式調(diào)制器時，行和列驅(qū)動器可施加一更低的電壓。在某些實施例中，通過改變干涉式模塊的機械剛度及/或影響干涉式調(diào)制器內(nèi)的靜電力強度可達成激活電壓的降低。例如，干涉式模塊的幾何變化可以降低第二電極層1302的機械剛度。實例性幾何變化包括增大相鄰支柱202之間的間隔或改變第二電極層1302的形狀。在某些實施例中， 增大支柱202之間的標稱間隔會提高所附裝第二電極層1302的撓性。該撓性的提高使第二電極層1302和反射性表面901能夠響應于施加一更低的激活電壓的列或行驅(qū)動器而改變狀態(tài)。如圖21中所示，在某些實施例中，可改變第二電極層1302的幾何形狀以模擬一機械彈簧。機械彈簧設計可使反射性表面901與第二電極層1302解耦。在反射性表面901上下移動時，系鏈120構成一彈簧部分。在某些實施例中，反射性表面901包含一剛性體(例如一反射性表面層)的一部分。通過這種方式，系鏈120及反射性表面901被解耦，因為一個的移動基本上不會影響另一個。第二電極層1302的材料選擇可影響激活電壓。選擇一更柔順的材料會提高第二電極層1302的撓性。在某些實施例中，通過這種方式，行和列驅(qū)動器施加一更低的激活電壓且仍可獲得期望的反射性表面層位移。在某些實施例中，第二電極層1302包含一更柔順的材料(例如鋁)以使反射性表面層901能夠響應于一較一包含鎳的第二電極層1302更低的激活電壓。可用于第二電極層1302的其它實例性材料包括但不限于鉻、銅、由氧化物和金屬制成的復合物(例如，包覆鋁的氮化硅)、金屬加強的有機膜(例如鍍有任一金屬實例的光阻劑)。通過降低第二電極層1302的厚度可進一步降低第二電極層1302的機械剛度。在某些實施例中，第二電極層1302具有一約500埃的厚度。在某些實施例中，另一種用于降低激活電壓的技術是改變形成于第一電極層902 與第二電極層1302之間的電場的強度。該技術通過圖案化第一電極層902以減少電有效區(qū)域的大小來提高電場強度。通過這種方式，可減小形成電有效部分的干涉式調(diào)制器的面積。假定所有其它參數(shù)保持不變，通過縮小如圖14-18所示的電有效區(qū)域來圖案化電極具有提高激勵電壓的效果。在某些實施例中，通過為所述一個或多個介電層906選擇具有更高的介電常數(shù)的材料可進一步降低激活電壓。首先，介電常數(shù)與激勵電壓之間的關系為V 1/(K" 1/2)所述電壓與介電常數(shù)的平方根成反比。因此，隨著該常數(shù)的增大，將第二電極層 1302朝向第一電極極層902拉動所需的電壓會降低。具有更高介電常數(shù)的材料可增大在第一電極層與第二電極層之間產(chǎn)生的靜電吸引力。在圖22中顯示了某些實施例的一種可能的像素配置602。該視圖由觀察者自襯底 106的正面觀看，且由九個元件構成，紅色、綠色和藍色中的每種顏色各三個。如圖所示，調(diào)制器 1400 (a)、1400 (b)、1400 (c)可對應于紅色，1400 (d)、1400 (e)、1400 (f)可對應于綠色， 1400 (g)、1400(h)、1400 (i)可對應于藍色。在圖22以示意圖方式顯示的實施例中，干涉式調(diào)制器陣列布置為一 NXN矩陣以提供一圖像顯示表面。在某些實施例中，可通過改變鏡和光學堆疊之間的距離獲得三種不同的顏色(紅色、綠色和藍色)。當在調(diào)制器上施加一電壓時，所有調(diào)制器可朝向電極移動一相同的距離或不同的距離。事實上，所有九個調(diào)制器可橫越整個空腔并移動至一使其與襯底106直接接觸的近位置?？涨辉陟o止狀態(tài)下的尺寸分別如圖22、23和25中的豎直尺寸1500、1600、 和1700所示。在一個實施例中，豎直尺寸1500、1600、和1700分別為4000埃、3000埃和 2000 埃。干涉式調(diào)制器很小，其一側(cè)通常為25-60微米(每英時400-1，000個點)。因此，
在某些實施例中，多個干涉式調(diào)制器元件可進行組合并在一單色、彩色、或灰度級顯示器中作為一個像素或子像素一起驅(qū)動。例如，每個干涉式調(diào)制器可對應于一單色顯示器中的一個顯示像素。對于彩色或灰度級顯示器而言，在某些實施例中每個干涉式調(diào)制器的顏色或強度取決于光學層和機械層之間的氣隙的尺寸。具有不同強度或顏色的多個子元件可形成一灰度級或彩色像素。為制作一平板顯示器，需按照所需的格式制作一大型干涉式調(diào)制器陣列(例如，5英時全彩色VGA)。在某些實施例中，調(diào)制器1400(a)的反射性表面901可具有設計成使反射性表面 901穩(wěn)定在一距離1500處的背部支撐件、一撓性層和支柱界面。在某些實施例中，調(diào)制器 1400(d)的反射性表面901可具有設計成使反射性表面層穩(wěn)定在一小于距離1500的距離 1600處的背部支撐件、一撓性層和支柱界面。最后，在某些實施例中，調(diào)制器1400(g)的反射性表面層901可具有設計成使反射性表面層穩(wěn)定在一小于距離1600的距離1700處的背部支撐件、一撓性層和支柱界面。通過這種方式，在某些實施例中控制支撐件的機械特性及 /或物理限制的結(jié)果是形成三種不同的空腔尺寸，且由此產(chǎn)生三種不同的像素顏色。或者，可操縱撓性層和支撐件的不同特性以使反射性表面層901在施加相同的電壓時移動不同的距離。還有一種選擇是，所有調(diào)制器可具有相同的結(jié)構，但所施加的電壓不同以獲得不同的顏色。圖26A及^B為顯示一顯示裝置2040的一實施例的系統(tǒng)方塊圖。顯示裝置2040 例如可為蜂窩式電話或移動電話。然而，顯示裝置2040的相同組件或其稍作變化的形式也可作為例如電視及便攜式媒體播放器等各種類型顯示裝置的例證。顯示裝置2040包括一外殼2041、一顯示器2030、一天線2043、一揚聲器2045、一輸入裝置2048及一麥克風2046。外殼2041通常由所屬領域的技術人員所熟知的眾多種制造工藝中的任一種工藝制成，包括注射成型及真空成形。此外，外殼2041可由眾多種材料中的任一種材料制成，包括但不限于塑料、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷、或其一組合。在一實施例中，外殼2041包括可拆部分(未圖示)，這些可拆部分可與其它具有不同顏色的、或包含不同標志、圖片或符號的可拆部分換用。實例性顯示裝置2040的顯示器2030可為眾多種顯示器中的任一種，包括本文所述的雙穩(wěn)顯示器。在其它實施例中，如所屬技術領域的技術人員所熟知，顯示器2030包括一平板顯示器，例如如上所述的等離子體顯示器、EL、OLED, STN IXD或TFT IXD，或一非平板顯示器，例如CRT或其它電子管裝置。然而，為便于說明本實施例，顯示器2030包括一如本文所述的干涉式調(diào)制器顯示器。圖^B以示意圖形式顯示實例性顯示裝置2040的一實施例中的組件。所示實例性顯示裝置2040包括一外殼2041，并可包括其它至少部分地封閉于其中的組件。例如，在一實施例中，實例性顯示裝置2040包括一網(wǎng)絡接口 2027，該網(wǎng)絡接口 2027包括一耦接至一收發(fā)器2047的天線2043。收發(fā)器2047連接至處理器2021，處理器2021又連接至調(diào)節(jié)硬件2052。調(diào)節(jié)硬件2052可配置成對一信號進行調(diào)節(jié)(例如對一信號進行濾波)。調(diào)節(jié)硬件2052連接至一揚聲器2045及一麥克風2046。處理器2021還連接至一輸入裝置2048及一驅(qū)動控制器2(^9。驅(qū)動控制器20 耦接至一幀緩沖器20 并耦接至陣列驅(qū)動器2022， 陣列驅(qū)動器2022又耦接至一顯示陣列2030。一電源2050根據(jù)具體實例性顯示裝置2040 的設計要求為所有組件供電。網(wǎng)絡接口 2027包括天線2043及收發(fā)器2047，以使實例性顯示裝置2040可通過網(wǎng)絡與一個或多個裝置進行通信。在一實施例中，網(wǎng)絡接口 2027還可具有某些處理能力，以降低對處理器2021的要求。天線2043是所屬領域的技術人員所知的用于發(fā)射及接收信號的任一種天線。在一實施例中，該天線根據(jù)IEEE 802. 11標準(包括IEEE 802. 11(a)，(b)， 或(g))來發(fā)射及接收RF信號。在另一實施例中，該天線根據(jù)藍牙(BLUETOOTH)標準來發(fā)射及接收RF信號。倘若為蜂窩式電話，則該天線被設計成接收CDMA、GSM、AMPS或其它用于在無線蜂窩電話網(wǎng)絡中進行通信的習知信號。收發(fā)器2047對自天線2043接收的信號進行預處理，以使其可由處理器2021接收及進一步處理。收發(fā)器2047還處理自處理器2021接收到的信號，以使其可通過天線2043自實例性顯示裝置2040發(fā)射。在一替代實施例中，可由一接收器取代收發(fā)器2047。在又一替代實施例中，可由一圖像源取代網(wǎng)絡接口 2027，該圖像源可存儲或產(chǎn)生擬發(fā)送至處理器2021的圖像數(shù)據(jù)。例如，該圖像源可為一含有圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字視頻光盤(DVD)或硬盤驅(qū)動器、或一產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的軟件模塊。處理器2021通?？刂茖嵗燥@示裝置2040的總體運行。處理器2021自網(wǎng)絡接口 2027或一圖像源接收數(shù)據(jù)(例如壓縮的圖像數(shù)據(jù))，并將該數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或處理成一種易于處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。然后，處理器2021將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至驅(qū)動控制器20 或發(fā)送至幀緩沖器20 進行存儲。原始數(shù)據(jù)通常是指可識別一圖像內(nèi)每一位置處的圖像特性的信息。例如，所述圖像特性可包括顏色、飽和度及灰度級。在一實施例中，處理器2021包括一微控制器、CPU、或用于控制實例性顯示裝置 2040的運行的邏輯單元。調(diào)節(jié)硬件2052通常包括用于向揚聲器2045發(fā)送信號及用于自麥克風2046接收信號的放大器及濾波器。調(diào)節(jié)硬件2052可為實例性顯示裝置2040內(nèi)的離散組件，或者可并入處理器2021或其它組件內(nèi)。驅(qū)動控制器20 直接自處理器2021或自幀緩沖器20 獲取由處理器2021產(chǎn)生的原始圖像數(shù)據(jù)，并適當?shù)貙⒃紙D像數(shù)據(jù)重新格式化以便高速傳輸至陣列驅(qū)動器2022。 具體而言，驅(qū)動控制器20 將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化成一具有光柵狀格式的數(shù)據(jù)流，以使其具有一適合于掃描顯示陣列2030的時間次序。然后，驅(qū)動控制器20 將格式化后的信息發(fā)送至陣列驅(qū)動器2022。盡管驅(qū)動控制器20 (例如IXD控制器)通常是作為一獨立的集成電路(IC)與系統(tǒng)處理器2021相關聯(lián)，然而這些控制器也可按許多種方式進行構建。 其可作為硬件嵌入處理器2021中、作為軟件嵌入處理器2021中、或以硬件形式與陣列驅(qū)動器2022完全整合。通常，陣列驅(qū)動器2022自驅(qū)動控制器20 接收格式化后的信息并將視頻數(shù)據(jù)重
19新格式化成一組平行的波形，該組平行的波形可每秒許多次地施加至來自顯示器的χ-y像素陣列的數(shù)百條、有時數(shù)千條引線。在一實施例中，驅(qū)動控制器20 、陣列驅(qū)動器2022、及顯示陣列2030適用于本文所述的任一類型的顯示器。例如，在一實施例中，驅(qū)動控制器20 是一傳統(tǒng)的顯示控制器或一雙穩(wěn)顯示控制器(例如一干涉式調(diào)制器控制器)。在另一實施例中，陣列驅(qū)動器2022 是一傳統(tǒng)驅(qū)動器或一雙穩(wěn)顯示驅(qū)動器(例如一干涉式調(diào)制器顯示器)。在一實施例中，一驅(qū)動控制器20 與陣列驅(qū)動器2022相整合。這種實施例在例如蜂窩式電話、手表及其它小面積顯示器等高度集成的系統(tǒng)中很常見。在又一實施例中，顯示陣列2030是一典型的顯示陣列或一雙穩(wěn)顯示陣列(例如一包含一干涉式調(diào)制器陣列的顯示器)。輸入裝置2048使用戶能夠控制實例性顯示裝置2040的運行。在一實施例中，輸入裝置2048包括一小鍵盤(例如QWERTY鍵盤或電話小鍵盤)、一按鈕、一開關、一觸敏屏幕、一壓敏或熱敏薄膜。在一實施例中，麥克風2046是實例性顯示裝置2040的輸入裝置。 當使用麥克風2046向該裝置輸入數(shù)據(jù)時，可由用戶提供語音命令來控制實例性顯示裝置 2040的運行。電源2050可包含許多種能量存儲裝置，此在所屬技術領域內(nèi)眾所周知。例如，在一實施例中，電源2050為一可再充電的蓄電池，例如一鎳-鎘蓄電池或一鋰離子蓄電池。在另一實施例中，電源2050是一可再生能源、電容器或太陽能電池，包括塑料太陽能電池及太陽能電池漆。在另一實施例中，電源2050配置成自墻上插座接收電力。在某些實施方案中，控制可編程性如上文所述存在于一驅(qū)動控制器中，該驅(qū)動控制器可位于電子顯示系統(tǒng)中的數(shù)個位置上。在某些情形中，控制可編程性存在于陣列驅(qū)動器2022中。所屬領域的技術人員將認識到，可在任意數(shù)量的硬件及/或軟件組件中及在不同的配置中實施上述優(yōu)化。盡管上文詳細說明已顯示、說明及指出本發(fā)明的適用于各種實施例的新穎特征， 然而應了解，所屬領域的技術人員可在形式及細節(jié)上對所示裝置或工藝作出各種省略、替代及改變，此并不背離本發(fā)明的精神。所屬領域的一般技術人員將易知將上述特征與干涉式調(diào)制器相結(jié)合的方法。另外，可將一個或多個該類特征修改成適于與任一實施例及其它干涉式調(diào)制器配置一起使用。應知道，由于某些特征可與其它特征相獨立地使用或付諸實踐，因而可在一并不提供本文所述的所有特征及優(yōu)點的形式內(nèi)實施本發(fā)明。
權利要求
1.一種微機電系統(tǒng)，其包含多個微機電裝置的陣列，所述多個微機電裝置中的每一個微機電裝置包含 第一電極層；以及可移動層，其包括第二電極層和反射性表面，所述反射性表面在第一位置和第二位置之間可移動，所述第一位置距所述第一電極層第一距離，所述第二位置距所述第一電極層第二距離；其中，所述第一電極層成行布置，每一行的第一電極層以串聯(lián)方式彼此電連接； 其中，所述第二電極層成列布置，每一列的第二電極層以串聯(lián)方式彼此電連接；以及導電總線層，所述導電總線層電連接至在一行中的兩個或多個微機電裝置的所述第一電極層或至在一列中的兩個或多個微機電裝置的所述第二電極層，其中，所述導電總線層與其所連接至的電極層的結(jié)合提供了在行驅(qū)動電子裝置和所述行之間或在列驅(qū)動電子裝置和所述列之間的電路徑，所述電路徑具有比如果在一行中的多個微機電裝置或在一列中的多個微機電裝置僅通過所述第一電極層或第二電極層連接的情況下更低的電阻；其中，所述反射性表面響應施加到所述導電總線層的電壓而在所述第一位置和所述第二位置之間移動。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在一行中的所述第一電極層與在其它行中的所述第一電極層電絕緣。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在一列中的所述第二電極層與在其它列中的所述第二電極層電絕緣。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個微機電裝置包括多個干涉式調(diào)制器。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，每一個微機電裝置包括光學堆疊。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中，每一個光學堆疊包括所述第一電極層。
7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導電總線層電連接至在一行中的兩個或多個微機電裝置的所述第一電極層。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導電總線層電連接至在一列中的兩個或多個微機電裝置的所述第二電極層。
9.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導電總線層定位于在一列中的所述第二電極層的上方。
10.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導電總線層鄰接在一行中的所述第一電極層。
11.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二電極層包含所述反射性表面。
12.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包含反射層，所述反射層耦合到所述第二電極層，其中，所述反射層包含所述反射性表面。
13.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導電總線層包含導電金屬、復合合金、鋁、鉻、 鈦和鎳中的至少一種。
14.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導電總線層具有介于0.1微米和2微米之間的厚度。
15.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導電總線層具有介于4微米和10微米之間的寬度。
16.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一電極層具有介于300埃和2000埃之間的厚度。
17.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包含 顯不器；處理器，其與所述顯示器電連通，所述處理器經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù)；以及存儲裝置，其與所述處理器電連通。
18.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其進一步包含驅(qū)動電路，其經(jīng)配置以發(fā)送至少一個信號到所述顯示器；以及控制器，其經(jīng)配置以發(fā)送所述圖像數(shù)據(jù)的至少一部分到所述驅(qū)動電路。
19.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其進一步包含圖像源模塊，其經(jīng)配置以向所述處理器發(fā)送所述圖像數(shù)據(jù)，其中，所述圖像源模塊包含接收器、收發(fā)器和發(fā)射器中的至少一個。
20.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其進一步包含輸入裝置，其經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)并將所述輸入數(shù)據(jù)傳送到所述處理器。
21.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導電總線層經(jīng)配置以在與具有多個串聯(lián)電極層的裝置比較時，降低驅(qū)動器與所述裝置之間的電阻-電容時間常數(shù)。
22.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導電總線層經(jīng)配置以避免干擾所述裝置的光學特性。
23.一種制造微機電系統(tǒng)的方法，其包含形成多個微機電裝置的陣列，所述多個微機電裝置中的每一個包含 第一電極層；以及可移動層，其包括第二電極層和反射性表面，所述反射性表面在第一位置和第二位置之間可移動，所述第一位置距所述第一電極層第一距離，所述第二位置距所述第一電極層第二距離；其中，所述第一電極層成行布置，每一行的第一電極層以串聯(lián)方式彼此電連接； 其中，所述第二電極層成列布置，每一列的第二電極層以串聯(lián)方式彼此電連接；以及將導電總線層電連接至在一行中的兩個或多個微機電裝置的所述第一電極層或在一列中的兩個或多個微機電裝置的所述第二電極層。
24.如權利要求23所述的方法，其中，在一行中的所述第一電極層與在其它行中的所述第一電極層電絕緣。
25.如權利要求23所述的方法，其中，在一列中的所述第二電極層與在其它列中的所述第二電極層電絕緣。
26.如權利要求23所述的方法，其中，所述多個微機電裝置包括多個干涉式調(diào)制器。
27.如權利要求23所述的方法，其中，形成多個微機電裝置的陣列包含形成光學堆疊。
28.如權利要求27所述的方法，其中，所述光學堆疊包括所述第一電極層。
29.如權利要求23所述的方法，其中，所述導電總線層具有介于0.1微米和2微米之間的厚度。
30.如權利要求23所述的方法，其中，所述導電總線層具有介于4微米和10微米之間的寬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于干涉式調(diào)制器陣列的導電總線結(jié)構，并揭示一種干涉式調(diào)制器的多個實施例，這些實施例具有各種增強和特征，包括一導電總線。在某些實施例中，所述干涉式調(diào)制器具有一懸置在一第二電極層上方的第一導電層。在某些實施例中，在所述第一導電層上方提供一第二導電層。所述第一導電總線及/或第二導電總線之一可進一步連接至所述第一電極層及/或所述第二電極層。所揭示的其它特征可包含在所述干涉式調(diào)制器的實施例內(nèi)，以改善響應時間、功率消耗、和圖像分辨率。
文檔編號G02B26/00GK102426405SQ201110316908
公開日2012年4月25日 申請日期2005年9月15日 優(yōu)先權日2004年9月27日
發(fā)明者克拉倫斯·徐, 杰弗里·B·桑普塞爾 申請人:高通Mems科技公司