静电双态开关装置和存储器装置制造方法及图纸

排成行与列的静电元件阵列可用于开关的目的和存储器装置．每个元件的可被静电吸动的部件，当动作的时候，就变成一个完整的电容器件，使该元件能够蓄积电荷．利用高频信号能敏感出这个元件是不是电容器件．如果用一片导电面积的图形来代替可吸动的部件，还能做出固定存储器．这些可吸动的部件，当被吸动时，还可形成电容开关装置或开关矩阵．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术关系到一种作为一个阵列、开关矩阵、存储器等类似装置使用的静电控制的机电双态器件。这件专利申请是我们下列几件申请的继续部分美国申请串号642，752，名称“静电动作的双态器件阵列”，申请日期1984年8月21日;美国申请串号642，997，名称“静电动作的双态器件阵列及其制造方法”，申请日期1984年8月21日;以及美国申请串号642，996，名称“静电动作的双态快门器件阵列”，申请日期1984年8月21日。现有技术中有许多静电显示元件的例子。例如美国专利1，984，683及3，553，364中说明的一类器件，包括一种有与进入光线相平行的盖片的光阀，每个盖片能用静电方法控制，无论对于传输型的显示或对于反射型的显示，都是使盖片在光的途径上改变一个斜角。在美国专利3，897，997中，透露过一种电极，它是用静电方法包在另一个曲线形的固定电极上，以便影响固定电极的光反射特性。还有一种现有技术，例如载在1970年12月7日出版的电子学杂志(Elec-tronics)第78-83页上和IBM技术透露公报(IBM Technical Disclosure Bulletin)Vol.13，No.3，1970年8月号上，这种技术采用一个电子枪，使选出的一部分可变形材料在静电上充电，从而改变其光的传输特性或反射特性。从下面一些美国专利中，还可获得用于显示目的的静电控制元件领域内的另一些说明4，336，536 Kalt 等人4，266，339 Kalt4，234，245 Toda 等人4，229，075 Ueda 等人4，208，103 Kalt 等人4，160，583 Ueda 等人4，160，582 Yasuo4，105，294 Peck4，094，590 Kalt4，065，677 Micheron 等人3，989，357 Kalt3，897，997 Kalt888，241 Kuhlmann本专利技术是从Simpson的美国专利4，248，501及Simpson等人的美国专利4，235，522中所透露的材料出发。在一些背景材料中，感兴趣的还有W.R.AikenAn Electrostatic Sign-The Distec System，Society for Information Display，June 1972，PP.108-9;J.L.Bruneel et alOptical Display Device Using Bistable Elements，Applied Physics Letters，Vol.30，No.8，15 April 1977，PP.382-3;以及R.T.GallagherMicroshutter Flip to Form Charac-ters in Dot-Matrix Display，Electronics，14 July 1983，PP.81-2.本专利技术提供出一种可用于存储器、开关矩阵以及类似设备中的静电装置。这种装置取静电双态元件阵列的形式，每个双态元件有若干个电极区，以便联接成行和列，要对某特定元件访址时，可在该行该列上施加驱动电压，用静电方法来改变该元件的状态。动作的时候，这种元件形成了一个电容器。利用高频信号或脉冲信号可以决定哪一个元件象电容器一样工作，根据电容的是否存在，就能“读出”这个阵列的状态。元件的这种从电容器状态改变到非电容器状态的能力，使它们能在阵列中作为开关器件来使用，在动作时能提供出一个信号脉冲。这种开关矩阵或阵列可用来控制另外一个阵列。Simpson的美国专利4，248，501，Simpson等人的美国专利4，235，522及Simpson等人美国申请串号642，752，串号642，997以及串号642，996曾表明了许多种静电动作双态元件，其中都利用电极上的适当通电，驱使一片可弯曲的盖片、卷曲片或快门，停留在两个位置或两种状态中的一个位置或一种状态上。这些专利透露了由这种双态元件组成的行和列阵列，其中各个元件都能被单独访址而改变其状态，以便例如在字母-数字显示中应用。在以上专利和申请中透露过的各种元件，都适于本专利技术作为双态元件来使用，所以这几个专利在这里都作为参考。本专利技术说明和描述了能按以上任一件透露中所述的特定技术实现出来的静电双态元件的一种适当的推广形式。附图的简单说明图1是适用于本专利技术的双态元件的透视图。图2是双态元件阵列的简单表示。图3是双态元件另一种技术的透视图。图4是说明用两个开关阵列去控制一个主阵列的简图。图5是适于作为电容开关元件使用的双态元件的剖面简图。图6是一个双态元件另一种技术的剖面简图。图7是采用本专利技术双态元件的一个电容存储器的电路简图。图1是简化的单个双态静电元件10的简单表示，它在固定子11上有用V字形间隙分开的X、Y和锁定或保持(HD)电极，以及一个可被静电吸动的盖片12，图中的盖片表示成卷曲的形式。对X电极区通电，将引起盖片12的部分伸直。对Y电极区通电，将引起进一步的伸直，再对锁定区HD通电，将使盖片12不卷曲或完全伸直。此时可以去掉X和Y电极区上的驱动电压，只要锁定电极HD上保持通电，盖片将保持伸直。图2是由54个双态元件或象素组成的一个小的6×9元件阵列20，这些元件中有几个已经动作，形成了一个目视的字母，在图2的情况下，显示了数字“6”。所选元件靠下述办法使之动作，即对阵列中某特定地址处元件的X和Y电极区施加驱动电压。每一行所有的X区在电气上都接在一起，且接至该行的一个X输入端(引线14)。每一列所有的Y区在电气上都接在一起，且接至该列的一个Y输入端(引线16)。于是，为了形成数字“6”的左边，列输入引线Y1和行输入引线X1至X10都依次通电。同样，要形成这数字的右边，列输入引线Y6和行输入引线X1至X5及X9都依次通电。每个被选址的元件或象素改变了它的状态，并且由于用输入引线18对阵列中所有的锁定电极HD都通了电，所以都被锁定在那个改变后的状态。每个象素10有一离散的地址，例如X9，Y6。因此，为了控制图2的小阵列，所需外部开关器件和引线数目就是9个X输入加6个Y输入再加1个保持输入，总共有16个输入需要进行开和关。在一个576×676阵列中控制389，376个象素所需的X、Y输入引线或外部开关器件的数目为1252个加保持输入。对于一个阵列而言，开关器件的数目由下式给出S =dNd]]>其中S是所需开关最小的数目，N是象素数，d是阵列的数学维数，例如对于X、Y阵列d＝2，对于X、Y、Z阵列d＝3。在以上的两维阵列中，S＝2389,3762]]>＝1248个外部开关器件。为了减少控制阵列所需的外部开关器件数，一个办法是增加阵列的维数。如果X、Y阵列被认为是两维的，则X、Y、Z阵列就是三维阵列。图3表示一个与图1元件10相类似的双态元件30，但它有一个Z电极区及其引线17。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器装置，其特征在于它由静电动作的双态元件排成行与列的阵列所组成，各个元件可以独立于阵列中的其它元件而单独动作，每个元件祗在动作后才能象电容器一样工作，因此，每行和每列交叉处有没有电容存在，可以反映出存储器内所存的信息。

【技术特征摘要】
US 1984-12-19 83 .6191.一种存储器装置，其特征在于它由静电动作的双态元件排成行与列的阵列所组成，各个元件可以独立于阵列中的其它元件而单独动作，每个元件祗在动作后才能象电容器一样工作，因此，每行和每列交叉处有没有电容存在，可以反映出存储器内所存的信息。2.权项1的存储器装置，其特征在于每个静电动作的元件，包括一个固定子部件和一个可被静电吸动的并且至少有一导电表面的部件，这个固定子部件和这可被吸动的部件都有若干个电极区，可被吸动的部件在动作后能摊开在固定子部件上，但其间有一介质材料把它们分开。3.权项2的存储器装置，其特征在于可被静电吸动的部件是一片可弯曲的盖片。4.权项3的存储器装置，其特征在于的盖片有一离开这固定子部件倾向的永久机械偏置力。5.权项4的存储器装置，其特征在于的盖片在不动作时被偏置成卷曲状态。6.权项1的存储器装置，其特征在于每个静电动作的双态元件包括一个具有若干个电极区的固定子部件和一个具有至少一个导电面的可被静电吸动的部件，这个可被吸动的部件在动作后就摊开在固定子部件的电极区上，但其间有一介质材料把它们分开。7.权项1或6的存储器装置，其特征在于这阵列每行每个元件的第一电极区都接在一起，且接至该行的一个输入引线，阵列每列每个元件的第二电极区都接在一起，且接至该列的一个输入引线。8.权项7的存储器装置，其特征在于在阵列内一组元件的每个元件的第三电极区都接在一起，且接至该组的一个输入引线。9.一种存储器装置，其特征在于它由静电动作的双态元件排成行与列的阵列所组成，每个元件包括一个可被静电吸动的且至少有一导电表面的部件，以及一个有若干个电极区的固定子部件，这个可被吸动的部件在动作后就摊开在固定子部件上，但其间有一介质材料把它们分开，从而这个元件能够作为电容存储器的元件来使用。10.一种存储装置的操作方法，其特征在于这种装置由静电动作的双态元件排成行与列的阵列所组成，每个元件包括一个可被静电吸动的且至少有一导电表面的部件，以及一个有若干个电极区的固定子部件，这个可被吸动的部件在动作后就摊开在固定子部件上，但其间有一介质材料把它们分开，这种方法包括下列步骤a、要使阵列中所选元件动作时，须对该元件的电极区施加电位，靠静电把一片可吸动的部件吸至且复盖在固定子部件上，b、用对该元件的一个电极区送一信号脉冲的方法来确定该元件是否已经动作，以及c、把信号传感器接至该元件的另外的电极区，由此来传感信号的存在，祇当这可吸动部件在电容上把这两电极区耦合起来时，才能传感出这个信号。11.一种在电气上读出由双态电容元件阵列组成的存储器的方法，其特征在于这种方法所包括的步骤中有一步骤是对一个元件发出一个信号脉冲，然后用检测这信号是否存在的方法来确定该元件是否处在电容状态。12.一种存储装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治R辛普森，赫伯特W沙利文，
申请(专利权)人：乔治R辛普森，赫伯特W沙利文，
类型：发明
国别省市：US[美国]