本发明专利技术提供用于具有侧壁梁的机电系统的系统、方法和设备。在一个方面中，一种装置包含：衬底，其具有第一电极和第二电极；及可移动快门，其与所述衬底单片集成且具有第一壁、第二壁和基底。所述第一壁和第二壁各自具有比第二尺寸至少大四倍的第一尺寸。所述第一壁和第二壁界定所述快门的实质上平行垂直侧，且所述基底正交于所述第一壁和第二壁而定位且形成所述快门的水平底部，从而向所述第一壁和第二壁提供结构支撑。所述第一壁和所述第一电极界定第一电容器，且所述第二壁和所述第二电极界定第二电容器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机电系统和装置以及机电传感器和致动器的形成。
技术介绍
机电系统（EMS)包含具有电元件和机械元件、致动器、换能器、传感器、光学组件 (例如镜和光学膜）和电子器件的装置。可以包含（但不限于）微尺度和纳米尺度的各种 尺度制造 EMS装置或元件。例如，微机电系统（MEMS)装置可包含具有在约一微米到数百微 米或更大的范围内的大小的结构。纳米机电系统（NEMS)装置可包含具有小于一微米的大 小（例如，包含小于几百纳米的大小）的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀除衬底和 /或经沉积材料层的部分或添加层的其它微机械加工工艺产生机电元件以形成电装置和机 电装置。 通常使用较旧的基于硅的集成电路处理设备来制造 MEMS。基于玻璃的制造技术已 难以利用，这是因为常规微机电装置制造方法通常与基于玻璃的显示技术不兼容。而且，可 在大规模基于玻璃的微制造中加剧与常规集成电路（IC)制造相关联的应力和应力梯度问 题。
技术实现思路
本专利技术的系统、方法和装置各自具有若干创新方面，所述若干创新方面的单一者 不单独负责本文中揭示的所要属性。 本专利技术中所描述的标的物的一个创新方面可实施于一种装置中，所述装置包含： 衬底，其具有第一电极和第二电极；及可移动快门，其与所述衬底单片集成且具有第一壁、 第二壁和基底。所述第一壁和所述第二壁各自具有比第二尺寸至少大四倍的第一尺寸。所 述第一壁和所述第二壁界定所述快门的实质上平行垂直侧，且所述基底正交于所述第一壁 和所述第二壁而定位且形成所述快门的水平底部。所述第一壁和所述第一电极界定第一电 容器且所述第二壁和所述第二电极界定第二电容器。 在一些实施方案中，所述基底可对所述第一壁和所述第二壁提供结构支撑且限制 所述第一壁和所述第二壁的移动。在一些实施方案中，所述第一壁在第一方向上面向所述 第一电极且所述第二壁在第二相反方向上面向所述第二电极，以提供差动电容器传感器。 在一些实施方案中，所述衬底可包含透明区段且所述可移动快门包含用于调制穿过所述衬 底的所述透明区段的光的微机电（MEM)快门元件。在一些实施方案中，所述可移动快门可 包含选自包括加速度计、扬声器、麦克风和压力传感器中的至少一者的群组的组件的换能 器。在一些实施方案中，所述装置可包含与所述衬底单片集成且经配置以测量所述装置的 定向的微机电系统（MEMS)陀螺仪阵列。 本专利技术中所描述的标的物的另一创新方面可在一种制造机电装置的方法中实施， 所述方法包含：提供具有第一电极和第二电极的衬底；及在所述衬底上单片形成可移动快 门。形成所述快门包含：形成第一壁和第二壁，其各自界定所述快门的垂直侧且各自具有 比第二尺寸至少大四倍的第一尺寸；及形成正交于所述第一壁和所述第二壁而定位且界定 所述快门的水平底部的基底，其中所述第一壁和所述第二壁耦合到所述基底以形成波形结 构。所述第一壁和所述第一电极界定第一电容器且所述第二壁和所述第二电极界定第二电 容器。 在一些实施方案中，形成所述第一壁包含形成所述第一壁以在第一方向上面向所 述第一电极，且形成所述第二壁包含形成所述第二壁以在第二相反方向上面向所述第二电 极。所述方法可进一步包含配置所述第一电容器和所述第二电容器以提供差动电容器传感 器。在一些实施方案中，单片形成所述可移动快门可包含提供用于调制穿过所述衬底的透 明区段的光的MEM快门元件。在一些实施方案中，单片形成所述可移动快门可包含提供选 自由加速度计、扬声器、麦克风和压力传感器组成的群组的组件的换能器。 在一些实施方案中，所述方法可包含提供与所述衬底单片集成且经配置以相对于 所述衬底固持所述可移动快门的系链梁。在一些实施方案中，提供所述衬底可包含提供选 自包括玻璃、恪融娃石、绝缘陶瓷和聚合绝缘体中的至少一者的群组的绝缘体。 本专利技术中所描述的标的物的另一创新方面可实施于一种显示器中，所述显示器包 含：衬底，其具有第一电极和第二电极；多个微机电系统（MEMS)快门，其安置于所述衬底上 且经配置以调制光；及可移动快门，其与所述衬底单片集成且具有第一壁、第二壁和基底。 所述第一壁和所述第二壁各自具有是比第二尺寸至少大四倍的第一尺寸，且其中所述第一 壁、所述第二壁和所述基底经耦合以实质上界定U形。所述第一壁和所述第一电极界定第 一电容器且所述第二壁和所述第二电极界定第二电容器。 在一些实施方案中，所述可移动快门可包含选自包含加速度计、扬声器、麦克风、 倾斜传感器和压力传感器中的至少一者的群组的组件的换能器。在一些实施方案中，所述 第一壁和所述第二壁可界定所述快门的平行垂直侧，所述基底可正交于所述第一壁和所述 第二壁而定位且所述基底可向所述第一壁和所述第二壁提供支撑且可限制所述第一壁和 所述第二壁的移动。在一些实施方案中，所述第一壁可在第一方向上面向所述第一电极且 所述第二壁可在第二相反方向上面向所述第二电极，以提供差动电容器传感器。在一些实 施方案中，所述衬底可包含选自包含玻璃、熔融硅石、绝缘陶瓷和聚合绝缘体中的至少一者 的群组的绝缘体。在一些实施方案中，所述显示器可包含与所述衬底单片集成且经配置以 相对于所述衬底固持所述可移动快门的系链梁。在一些实施方案中，所述显示器可包含安 置于所述衬底上且经配置以测量所述显示器的定向的MEMS陀螺仪阵列，所述MEMS陀螺仪 阵列包含并入所述可移动快门的至少一个陀螺仪。 在附图和下文描述中阐述本专利技术中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。 尽管主要根据基于EMS和MEMS的显示器描述本专利技术中所提供的实例，但本文中所提供的概 念还可应用于其它类型的显示器，例如液晶显示器（IXD)、有机发光二极管（"0LED"）显示 器和场发射显示器。从描述、图式和权利要求书将明白其它特征、方面和优点。注意，以下 图的相对尺寸可不按比例绘制。【附图说明】 参考以下图式从以下详细描述将更易于理解前述论述。 图IA是示范性显示设备的等角视图； 图IB是图IA的显示设备的框图； 图2是适于并入到图IA的基于MEMS的显示器中的说明性基于快门的光调制器的 透视图； 图3A是适于控制并入到图IA的基于MEMS的显示器中的光调制器的控制矩阵的 示意图； 图3B是连接到图3A的控制矩阵的基于快门的光调制器阵列的透视图； 图4A和4B是分别处于打开和关闭状态中的双致动快门组合件的平面视图； 图5是基于快门的显示设备的横截面视图； 图6A和6B是说明包含多个光调制器显示元件的显示装置40的系统框图； 图7是MEMS系统的实例； 图8A到8E是根据一个实例的处于不同制造阶段的包含侧壁梁的衬底的区域的横 截面视图的示意图式； 图9A是包含电极的传感器结构的实例的俯视图； 图9B是包含电极的传感器结构的实例的横截面视图； 图10是根据一个实例的具有盖的传感器的横截面视图； 图IlA是包含电极的传感器结构的实例的俯视图； 图IlB是包含电极的传感器结构的实例的横截面视图； 图12是形成于衬底上的一组快门和一加速度计的实例的横截面视图； 图13是根据一个实例制造机电装置的方法的流程图； 图14是MEMS陀螺仪阵列的透视图；及 图15是包含陀螺仪元件和快门的MEMS元件阵列的透视图。 在各个图式中，相同参考数字和符号指示相同元件本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种装置，其包括：衬底，其具有第一电极和第二电极；及可移动快门，其与所述衬底单片集成且具有第一壁、第二壁和基底，其中所述第一壁和第二壁各自具有比第二尺寸至少大四倍的第一尺寸，其中所述第一壁和第二壁界定所述快门的实质上平行垂直侧，且所述基底正交于所述第一壁和第二壁而定位且形成所述快门的水平底部，且其中所述第一壁和所述第一电极界定第一电容器，且所述第二壁和所述第二电极界定第二电容器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·S·佩恩，奈斯比特·W·哈古德四世，堤摩西·J·布洛斯尼汉，乔伊斯·H·吴，马克·B·安德森，贾斯珀·L·斯泰恩，
申请(专利权)人：皮克斯特隆尼斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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