具有窄间隙静电致动器的显示设备制造技术

本发明专利技术提供用于将尖端间隙调整特征TGAF并入快门组合件的致动器中的系统、方法和设备。所述TGAF在所述快门组合件形成于模具上方期间被并入所述致动器的驱动梁中。所述TGAF经配置以使得其产生机械应力或应力梯度。当所述快门组合件从所述模具释放时，所述TGAF中的所述应力或应力梯度使所述驱动梁弯曲，以使得所述驱动梁与所述致动器的负载梁之间的尖端间隙减小。所述减小的尖端间隙继而减小致动所述快门组合件所需的致动电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有窄间隙静电致动器的显示设备相关申请案本专利申请案主张2013年3月13日申请且让渡给其受让人并借此以引用方式明确并入本文的标题为“DisplayApparatuswithNarrowGapElectrostaticActuators”的美国实用申请案第13/800,151号的优先权。
本专利技术涉及成像显示器的领域，并且特别来讲涉及采用静电显示元件致动器的成像显示器。
技术介绍
某些机电系统(EMS)静电致动器包含支撑在衬底上方的相对梁。致动此些致动器所需的电压部分取决于梁之间的最小距离。举例来说，致动所述致动器所需的电压随相对梁之间的最小距离的减小而减小。在此些致动器的一些实施方案中，致动所述致动器所需的电压因梁材料在其沉积期间累积的固有应力而减小，导致所述梁中的至少一者的尖端自然且自发朝向另一梁弯曲，从而减小其之间的最小距离。但是，一些制造过程未导致梁累积足够的内部应力以产生这种弯曲。因此，可能需要额外电压以致动此些致动器，从而导致更耗电且更慢的显示器。
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，所述创新方面中没有单一者单独地对本文揭示的所要属性负责。可在具有衬底和耦合到所述衬底的机电系统(EMS)静电致动器的设备中实施本专利技术中描述的标的物的一个创新方面。静电致动器可包含耦合到光调制器的负载梁电极。静电致动器也可包含驱动梁电极，所述驱动梁电极具有：第一部分，其定位为邻近负载梁；第二部分，其相对于负载梁定位在第一部分后方；以及端部分，其将第一部分连接到第二部分，其中所述第二部分的厚度沿着其长度而变化。在一些实施方案中，驱动梁电极的第二部分包含第一大致U形片段，其中驱动梁电极沿着第一大致U形片段的厚度不同于梁邻近第一大致U形片段的厚度。在这些实施方案中的一些实施方案中，驱动梁电极的第二部分包含第二大致U形片段并且其中驱动梁电极沿着第一大致U形片段和第二大致U形片段的厚度不同于第二部分的其余部分的厚度。在一些实施方案中，第一U形片段邻近第二U形片段。在一些实施方案中，驱动梁电极的第一部分包含小于第二部分的第一U形片段的第三大致U形片段。在一些实施方案中，驱动梁电极的第二部分的片段相对于衬底具有角度，所述角度比由驱动梁电极的第二部分的其余部分相对于衬底形成的角度浅。在一些实施方案中，相对于衬底具有较浅角度的驱动梁电极的第二部分的片段比衬底的第二部分的其余部分薄。在一些实施方案中，驱动梁的第一部分、端部分和第二部分形成环状物。在一些实施方案中，所述设备进一步包含：显示器；处理器，其经配置以与所述显示器通信并处理图像数据；以及存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。在一些实施方案中，所述设备可进一步包含：驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到显示器；以及控制器，其经配置以将将图像数据的至少一部分发送到驱动器电路。在一些实施方案中，所述设备可进一步包含经配置以将图像数据发送到处理器的图像源模块，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。在一些实施方案中，所述设备进一步包含经配置以接收输入数据并将输入数据传达到处理器的输入装置。可在具有衬底和耦合到所述衬底的机电系统(EMS)静电致动器的显示元件中实施本专利技术中描述的标的物的另一创新方面。静电致动器包含耦合到光调制器的负载梁电极和耦合到衬底的驱动梁电极。驱动梁电极包含：第一部分，其定位为邻近负载梁电极；第二部分，其相对于负载梁电极定位在第一部分后方；端部分，其将第一部分连接到第二部分。梁电极也包含与将驱动梁支撑在衬底上方的锚分离的架结构，所述架结构具有实质上平行于衬底并耦合到驱动梁的第二部分的第一平坦表面。在一些实施方案中，第一平坦表面定位在实质上垂直于衬底的驱动梁的第二部分的一侧上。在一些其它实施方案中，第一平坦表面定位在背离衬底的驱动梁的第二部分的边缘上。在一些实施方案中，架结构包含第二平坦表面，所述第二平坦表面实质上平行于衬底并且耦合到驱动梁的第二部分。在一些实施方案中，第一平坦表面及第二平坦表面定位在相对于衬底实质上垂直的第二部分的一侧的相对端上。在一些实施方案中，架结构与驱动梁的第一部分物理地分离。在一些实施方案中，驱动梁的第一部分、端部分和第二部分形成环状物。可在一种方法中实施本专利技术中描述的标的物的另一创新方面，所述方法包含：在衬底上方形成模具；在模具的表面上方形成光调制器；在模具的第一侧壁上形成耦合到光调制器的负载梁；在模具的面向第一侧壁的第二侧壁上形成驱动梁的第一部分；以及在背离第一侧壁的第三侧壁上形成驱动梁的第二部分，以使得第二部分的厚度沿着第二部分的长度而变化。在一些实施方案中，第三侧壁包含U形部分，并且形成第二部分进一步包含沿着第三侧壁的U形部分在第二部分中形成大致U形片段以使得第二部分沿着U形片段的厚度不同于第二部分邻近大致U形片段的厚度。在一些实施方案中，形成模具进一步包含以相对于衬底成角度来形成第三侧壁的一部分，所述角度比由第二侧壁形成的角度浅。在此些实施方案中的一些实施方案中，形成在第三侧壁的所述部分上方具有较浅角度的第二部分的片段比第二部分的其余部分薄。在附图和下列描述中陈述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。虽然主要根据基于MEMS的显示器描述
技术实现思路
中提供的实例，但是本文中提供的概念也可应用于其它类型的显示器(例如，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳显示器及场发射显示器)以及其它非显示器MEMS装置(例如，MEMS麦克风、传感器及光学开关)。其它特征、方面和优点将自描述、图式和权利要求变得显而易见。注意下列图的相对尺寸可未按比例绘制。附图说明图1A展示直视基于MEMS的显示设备的实例示意图。图1B展示主机装置的实例框图。图2展示说明性基于快门的光调制器的实例透视图。图3A展示控制矩阵的实例示意图。图3B展示连接到图3A的控制矩阵的基于快门的光调制器阵列的实例透视图。图4A和图4B展示双致动器快门组合件的实例视图。图5展示并有基于快门的光调制器的显示设备的实例截面图。图6A到6E展示实例复合快门组合件的建构阶段的截面图。图7A到7D展示具有窄侧壁梁的实例快门组合件的建构阶段的等角视图。图8A到8C展示具有第一尖端间隙调整特征的实例快门组合件的各种视图。图8D展示包含第一尖端间隙调整特征的另一实例快门组合件的俯视图。图9A到9H展示具有第二尖端间隙调整特征的实例快门组合件的各种视图。图10A到10C展示具有第三尖端间隙调整特征的实例快门组合件的各种视图。图11展示用于形成具有尖端间隙调整特征的快门组合件的实例过程的流程图。图12A和12B展示说明包含一组显示元件的显示装置的实例系统框图。在各种图式中，相同的参考数字和符号指示相同元件。具体实施方式下列描述是针对用于描述本专利技术的创新方面的目的的某些实施方案。但是，本领域普通技术人员应不难认识到，本文中的教示可以许多不同方式应用。所描述的实施方案可在可经配置以显示无论是动态(例如，视频)或静态(例如，静止图像)及无论是文字、图形或图片的图像的任何装置、设备或系统中实施。更特别来讲，预期所描述的实施方案可包含在多种电子装置中或与多种电子装置相关联，所述电子装置例如(但不限于)：移动电话、启用多媒体因特网的蜂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示元件，其包括：衬底；耦合到所述衬底的机电系统EMS静电致动器，其包括：负载梁电极，其耦合到光调制器；以及驱动梁电极，其具有：第一部分，其定位为邻近所述负载梁；第二部分，其相对于所述负载梁定位在所述第一部分后方；以及端部分，其将所述第一部分连接到所述第二部分，其中所述第二部分的厚度沿着其长度而变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.13 US 13/800,1511.一种显示设备，其包括：衬底；机电系统EMS静电致动器，其机械地耦合到所述衬底并且经配置以在平行于所述衬底的表面的方向上移动光调制器，所述致动器包括：负载梁电极，其具有机械地耦合到所述光调制器的第一端和机械地耦合到负载梁锚的第二端，所述负载梁锚机械地耦合到所述衬底；以及驱动梁电极，其具有：第一部分，其定位为邻近所述负载梁，所述第一部分的第一端机械地耦合到驱动梁锚，所述驱动梁锚机械地耦合到所述衬底；第二部分，其相对于所述负载梁定位在所述第一部分后方，所述第二部分的第一端机械地耦合到所述驱动梁锚；以及端部分，其将所述第一部分的第二端连接到所述第二部分的第二端，其中所述第二部分具有限定多个通道的多个U形片段，其中所述多个通道内的梁区域具有在平行于所述衬底的所述表面的方向上测量的厚度，所述厚度小于形成在所述通道外侧的外梁区域的厚度，并且其中所述通道具有在3微米与6微米之间的宽度。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述驱动梁电极的所述第一部分包含第二大致U形片段，所述第二大致U形片段具有相对小于所述多个U形片段中的第一U形片段的尺寸。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述驱动梁的所述第一部分、所述端部分和所述第二部分形成环状物。4.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；以及存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。5.根据权利要求4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；以及控制器，其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。6.根据权利要求4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括接收器、收发器和发射器中的至少一者。7.根据权利要求4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并将所述输入数据传达到所述处理器。8.一种显示元件，其包括：衬底；机电系统EMS静电致动器，其耦合到所述衬底，所述致动器包括：负载梁电极，其耦合到光调制器；以及驱动梁电极，其耦合到所述衬底，所述驱动梁电极具有：第一部分，其定位为邻近所述负载梁电极；第二部分，其相对于所述负载梁电极定位在所述第一部分后方；端部分，其将所述第一部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯特·尼奇列里格，马克·B·安德森，泰勒·A·杜恩，乔伊斯·H·吴，
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