TWI490541B - 具有緻密堆積機電系統顯示元件之顯示裝置 - Google Patents
具有緻密堆積機電系統顯示元件之顯示裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI490541B TWI490541B TW102145977A TW102145977A TWI490541B TW I490541 B TWI490541 B TW I490541B TW 102145977 A TW102145977 A TW 102145977A TW 102145977 A TW102145977 A TW 102145977A TW I490541 B TWI490541 B TW I490541B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- display
- array
- interconnect
- display elements
- shutter
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 74
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 67
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 40
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 26
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 5
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 30
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 description 22
- 125000006850 spacer group Chemical class 0.000 description 14
- 239000010408 film Substances 0.000 description 13
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 10
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 9
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 9
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 8
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 3
- KVNYFPKFSJIPBJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1CC KVNYFPKFSJIPBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 2
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- -1 paraffins Chemical class 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- FRCHKSNAZZFGCA-UHFFFAOYSA-N 1,1-dichloro-1-fluoroethane Chemical compound CC(F)(Cl)Cl FRCHKSNAZZFGCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFUYAWQUODQGFF-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-1,1,2,2,3,3,4,4,4-nonafluorobutane Chemical compound CCOC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F DFUYAWQUODQGFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YTPFRRRNIYVFFE-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,5,5-hexamethyl-1,4-dioxane Chemical compound CC1(C)COC(C)(C)C(C)(C)O1 YTPFRRRNIYVFFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 5'-adenylyl sulfate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OS(O)(=O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DOBXJNFHFBBUMG-UHFFFAOYSA-N C(CCCCC)C1=C(N=NC=C1)C Chemical compound C(CCCCC)C1=C(N=NC=C1)C DOBXJNFHFBBUMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical class CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- DIOQZVSQGTUSAI-NJFSPNSNSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCC[14CH3] DIOQZVSQGTUSAI-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N n-butylhexane Natural products CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004971 nitroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 239000010702 perfluoropolyether Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007666 vacuum forming Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
- G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
- G09G2300/0421—Structural details of the set of electrodes
- G09G2300/0426—Layout of electrodes and connections
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/3433—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
Description
本專利申請案主張2012年12月18日申請之標題為「DISPLAY APPARATUS WITH DENSELY PACKED ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DISPLAY ELEMENTS」之美國實用申請案第13/718,833號之優先權,該案受讓於本發明之受讓人且特此明確以引用方式併入本文中。
本發明係關於顯示器領域,且特定而言係關於包含在機電系統(EMS)顯示元件之懸浮式組件下方進行佈線之切換式互連件。
機電系統(EMS)器件及較大尺寸器件已被併入至多種顯示器件中以調變光。某些EMS光調變器包含懸浮於基板(組件係在其上製造)上方且經組態以在實質上平行於基板之一平面中移動之組件。
一般而言,具有此等架構之顯示器在此等懸浮式組件下方具有放棄佈線之電互連件以限制自電流產生之電場通過互連件將導致懸浮式組件與互連件之間之靜電吸引之風險。此吸引可潛在地使組件與基板或其他中介顯示組件接觸,其中組件與基板或其他中介顯示組件可由於靜摩擦力或黏滯力而永久黏著在一起。在懸浮式組件下方進行互連件佈線亦增大互連件上之寄生電容之機會。此增大的電容導致需要
額外電力來操作顯示器及減慢其定址及/或致動時間。
為避免此等潛在問題,此等顯示器已在顯示元件之間進行其等互連件佈線,使得該等互連件不在任何懸浮顯示元件組件下方通過。儘管如此做減輕黏滯力之風險且減小互連件上之電容,然而在顯示元件之間放置互連件佔據顯著基板面積,限制顯示元件之堆積密度及/或孔徑比。
本發明之系統、方法及器件各具有數個發明態樣,該等數個發明態樣之單一者不單獨決定本文揭示之所要屬性。
可在包含一顯示元件陣列、一控制矩陣及一電絕緣層之一裝置中實施本發明中描述之標的物之一發明態樣。顯示元件中之各者具有懸浮式組件,包含一可移動光阻擋組件及耦合至可移動光阻擋組件之一傳導性樑。控制矩陣包含複數個互連件。互連件包含至少一個切換式互連件,該至少一個切換式互連件耦合至陣列中之複數個顯示元件之部分,在傳導性樑及可移動光阻擋組件中之至少一者之下方通過且與可移動光阻擋組件電隔離。電絕緣層具有大於約1微米且小於約5微米之一厚度且安置在至少一個切換式互連件與顯示元件之懸浮式組件之間。
在某些實施方案中,可將電絕緣層安置在控制矩陣之一最上面的互連件與顯示裝置之懸浮式組件之間。在某些實施方案中,顯示元件中之各者之傳導性樑耦合至一固定器,且電絕緣層安置在支撐顯示元件之傳導性樑之固定器下方。
在某些實施方案中,電絕緣層具有大於約1.5微米且小於約4微米之一厚度。在某些其他實施方案中,電絕緣層具有大於約2微米且小於約4微米之一厚度。在某些實施方案中,電絕緣層係光吸收的。在某些其他實施方案中,電絕緣層實質上係透明的。
在某些實施方案中,裝置包含定位於光阻擋組件與一背光之間之一光阻擋層。在某些此等實施方案中,可將切換式互連件安置在光阻擋層上方。在某些實施方案中,光阻擋層包含複數個開口,且各顯示元件之光阻擋組件經組態以移動成對準於及不對準於光阻擋層中之一對應開口。在某些實施方案中,光絕緣層在複數個開口上方延伸。
在某些實施方案中,切換式互連件係一資料互連件、一寫入啟用互連件或一致動電壓互連件。在某些實施方案中,切換式互連件包含耦合至顯示元件陣列之多個列及多個行中之顯示元件之一互連件。
在某些實施方案中,裝置包含一顯示器、經組態以與顯示器通信之一處理器(該處理器經組態以處理影像資料)及經組態以與處理器通信之一記憶體器件。在某些實施方案中,顯示器亦包含經組態以將至少一信號發送至顯示器之一驅動電路及經組態以將影像資料之至少一部分發送至驅動電路之一控制器。在某些其他實施方案中,裝置亦包含經組態以將影像資料發送至處理器之一影像源模組。影像源模組可包含一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。顯示器亦可包含經組態以接收輸入資料及將輸入資料傳達至處理器之一輸入器件。
可在一顯示器件中實施本發明中描述之標的物之另一發明態樣。該顯示器件包含一顯示元件陣列、一控制矩陣及用於減小一電場之強度之一構件。顯示元件陣列包含光調變構件。控制矩陣包含複數個互連件,包含至少一個切換式互連件,該至少一個切換式互連件耦合至陣列中之複數個顯示元件之部分,在光調變構件之至少一部分之下方通過且與光調變構件電隔離。用於減小一電場之強度之構件經組態以減小自光調變構件上之切換式互連件發射之電場之強度。
在某些實施方案中,光調變構件包含藉由一柔性樑懸浮在一基板上方之一光阻擋快門。用於減小電場之強度之構件可包含安置在切換式互連件與光調變構件之間之一電絕緣層。電絕緣層之厚度可大於
約1微米且小於約5微米。
在某些實施方案中,顯示器件亦可包含用於減小控制矩陣中之互連件之電容之一構件。用於減小電容之構件可相同於或包含用於減小電場之強度之構件。
隨附圖式及下文描述中陳述本說明書中描述之標的物之一或多項實施方案之細節。雖然此發明內容中提供之實例主要係就基於MEMS之顯示器而予以描述,但本文中提供之概念可應用於其他類型的顯示器,諸如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、電泳顯示器及場效發射顯示器,以及應用於其他非顯示MEMS器件,諸如MEMS麥克風、感測器及光學開關。自該描述、該等圖式及申請專利範圍將明白其他特徵、態樣及優點。注意下列圖式之相對尺寸可非按比例繪製。
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧圖框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示器/顯示陣列
40‧‧‧顯示裝置
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧麥克風
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入裝置
50‧‧‧電源供應器
52‧‧‧調節硬體
100‧‧‧顯示裝置
102a‧‧‧光調變器
102b‧‧‧光調變器
102c‧‧‧光調變器
102d‧‧‧光調變器
104‧‧‧影像/影像狀態
105‧‧‧燈具
106‧‧‧像素
108‧‧‧快門
109‧‧‧光圈
110‧‧‧掃描線互連件
112‧‧‧資料互連件
114‧‧‧共同互連件
120‧‧‧主機器件
122‧‧‧主機處理器
124‧‧‧環境感測器
126‧‧‧使用者輸入模組
128‧‧‧顯示裝置
130‧‧‧掃描驅動器
132‧‧‧資料驅動器
134‧‧‧控制器/數位控制器電路
138‧‧‧共同驅動器/共同電壓源
140‧‧‧燈具
142‧‧‧燈具
144‧‧‧燈具
146‧‧‧燈具
148‧‧‧燈具驅動器
150‧‧‧顯示元件陣列
200‧‧‧光調變器
202‧‧‧快門
203‧‧‧表面
204‧‧‧致動器/基板
205‧‧‧電極樑致動器
206‧‧‧負載樑/相容柔性部件
207‧‧‧彈簧
208‧‧‧負載固定器
211‧‧‧光圈孔
216‧‧‧驅動樑
218‧‧‧驅動樑固定器
220‧‧‧光調變器
228‧‧‧基板
230‧‧‧固定端
232‧‧‧可移動端
250‧‧‧光分接頭調變器/非基於快門之MEMS光調變器/光分接頭
252‧‧‧光
254‧‧‧光導
256‧‧‧分接頭元件
258‧‧‧樑
260‧‧‧電極
270‧‧‧光調變陣列
300‧‧‧控制矩陣
301‧‧‧像素
302‧‧‧彈性快門總成
303‧‧‧致動器
304‧‧‧基板
306‧‧‧掃描線互連件
307‧‧‧寫入賦能啟用電壓源
308‧‧‧資料互連件
309‧‧‧資料電壓源
310‧‧‧電晶體
312‧‧‧電容器
320‧‧‧像素陣列
322‧‧‧光圈層
324‧‧‧光圈
400‧‧‧雙致動器快門總成
402‧‧‧致動器
404‧‧‧致動器
406‧‧‧快門
407‧‧‧光圈層
408‧‧‧固定器
409‧‧‧光圈
412‧‧‧快門光圈
416‧‧‧重疊
500‧‧‧顯示設備
502‧‧‧光調變器
503‧‧‧快門
504‧‧‧透明基板
505‧‧‧固定器
506‧‧‧反射膜
508‧‧‧表面光圈
512‧‧‧可選取選用之漫射體
514‧‧‧可選取選用之亮度增強膜
516‧‧‧平面光導/背光照明燈
517‧‧‧光重引導器或稜鏡
518‧‧‧光源/燈具
519‧‧‧反射體
520‧‧‧面向前端反射膜
521‧‧‧光線
522‧‧‧覆蓋板
524‧‧‧黑色矩陣矩陣
526‧‧‧間隙
527‧‧‧機械支撐件或分隔件
528‧‧‧黏著密封劑
530‧‧‧流體
532‧‧‧金屬片/模製塑膠總成托架
536‧‧‧反射體
600‧‧‧顯示器總成
602‧‧‧調變器基板
604‧‧‧光圈板/基板
606‧‧‧快門總成
608‧‧‧反射光圈層
610‧‧‧光圈
612‧‧‧分隔件
614‧‧‧分隔件
700‧‧‧陣列
702‧‧‧顯示元件
704‧‧‧快門
706‧‧‧負載樑
707‧‧‧光阻擋層/雙層光吸收層
708‧‧‧快門固定器
710‧‧‧驅動樑
712‧‧‧驅動固定器
714‧‧‧光圈
720‧‧‧寫入啟用互連件
722‧‧‧快門敞開資料互連件
724‧‧‧快門關閉資料互連件
726‧‧‧電晶體
800‧‧‧顯示裝置
802‧‧‧基板
803‧‧‧光阻擋層
804‧‧‧覆蓋板
806‧‧‧背光
808‧‧‧反射層
810‧‧‧光吸收層
812‧‧‧第一介電質層
814‧‧‧第二介電質層
815‧‧‧控制矩陣
816‧‧‧電場
818‧‧‧電絕緣材料
820‧‧‧鈍化層
900‧‧‧顯示裝置
901‧‧‧高架整合式光圈層
902‧‧‧後端基板
904‧‧‧光圈層固定器
908‧‧‧光吸收層
915‧‧‧控制矩陣
1000‧‧‧顯示裝置
1002‧‧‧前端基板
1004‧‧‧背光
1010‧‧‧光圈板基板
1012‧‧‧第二光阻擋層
1014‧‧‧光反射層
1016‧‧‧光吸收層
1100‧‧‧顯示裝置
1101‧‧‧控制矩陣
1110‧‧‧第三介電材料層
H12‧‧‧間距
圖1A展示一直視型基於微機電系統(MEMS)之顯示裝置之一例示性示意圖。
圖1B展示一主機器件之一例示性方塊圖。
圖2A展示一例示性基於快門之光調變器之一透視圖。
圖2B展示一闡釋性非基於快門之MEMS光調變器之一例示性剖面圖。
圖3A展示一控制矩陣之一例示性示意圖。
圖3B展示連接至圖3A之控制矩陣之基於快門之光調變器之一例示性陣列之一透視圖。
圖4A及圖4B展示一雙致動器快門總成之例示性視圖。
圖5展示併有基於快門之光調變器之一顯示裝置之一例示性剖面圖。
圖6展示供在一顯示器之一MEMS向下組態中使用之一例示性光
調變基板及一例示性光圈板之一剖面圖。
圖7展示EMS顯示元件之一例示性陣列之一平面圖。
圖8至圖11展示併有圖7中所示之顯示元件之陣列之例示性顯示裝置之剖面圖。
圖12及圖13係圖解說明包含複數個顯示元件之一顯示器件之例示性系統方塊圖。
在各種圖式中,相同參考數字及符號指示相同元件。
下列描述係關於用於描述本發明之發明態樣之目的之某些實施方案。然而,熟習此項技術者將易於認知本文中之教示可以許多不同方式應用。所描述之實施方案可在經組態以顯示無論係動態(諸如視訊)或靜態(諸如靜止影像)及無論係文字、圖形或圖像之一影像之任何器件、裝置或系統中實施。更特定言之,預期所描述實施方案可包含於多種電子器件中或與多種電子器件相關聯,該等電子器件諸如(但不限於):行動電話、啟用多媒體網際網路之蜂巢式行動電話、行動電視接收器、無線器件、智慧型手機、Bluetooth®器件、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或可攜式電腦、小筆電、筆記型電腦、智慧型筆電、平板電腦、印表機、影印機、掃描儀、傳真器件、全球定位系統(GPS)接收器/導航器、相機、數位媒體播放器(諸如MP3播放器)、攝錄影機、遊戲主控台、腕錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀器件(例如,電子書閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(包含里程表顯示器及速度表顯示器等等)、駕駛艙控制器件及/或顯示器、攝影機景物顯示器(諸如一車輛中之一後視攝影機之顯示器)、電子相冊、電子廣告牌或標誌牌、投影機、建築結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡帶錄攝影機或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、可攜式記憶體晶片、洗滌器、
乾燥器、洗滌器/乾燥器、停車計時器、包裝(諸如在包含微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用以及非EMS應用中)、美學結構(諸如一件珠寶或衣服上之影像顯示器)及多種EMS器件。本文中之教示亦可用於非顯示器應用中,諸如(但不限於)電子切換器件、射頻濾波器、感測器、加速度計、陀螺儀、運動感測器件、磁力計、消費型電子器件之慣性組件、消費型電子器件產品之零件、變容器、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製造程序及電子測試設備。因此,該等教示不意欲限於僅在圖式中描繪之實施方案,而是如熟習此項技術者將容易明白般具有廣泛適用性。
本文中揭示機電系統(EMS)顯示裝置及用於製造此等顯示裝置之程序。EMS顯示裝置包含併有非機電系統(NEMS)、微機電系統(MEMS)或更大尺寸EMS顯示元件之顯示裝置。更特定言之,本文中揭示之顯示裝置併有在一EMS顯示元件陣列之懸浮式組件下方佈線之切換式互連件,諸如形成經組態以在狀態之間移動快門之靜電致動器之光調變快門及柔性樑。在各種實施方案中,切換式互連件可包含寫入啟用互連件(亦稱為掃描線互連件)、資料互連件、致動電壓互連件或全域致動互連件。
為減輕自互連件發射之電場之影響,在某些實施方案中,在顯示裝置中之最上面的互連件上方沈積一相對較厚的電絕緣材料層,諸如一介電質。介電材料層可介於在大於約1微米至小於約5微米之範圍中。此係與一典型內金屬介電層相比介於自約0.1微米至約1微米之範圍中之厚度。
在某些其他實施方案中,顯示裝置省略較厚的電絕緣材料層。在此等實施方案中,顯示裝置包含較高固定器,該較高固定器將顯示裝置之懸浮式組件支撐在距最上面的互連件上方一較大距離處。
可實施本發明中描述之標的物之特定實施方案以實現下列潛在
優點中之一或多者。在某些實施方案中,在其中併有之EMS顯示元件之懸浮式組件下方進行顯示器互連件佈線容許顯示元件之一更緊密堆積。此繼而容許更高顯示解析度。另一選擇係,此佈線可容許增大的顯示器孔徑比。
藉由一相對較厚電絕緣材料層將懸浮式組件與互連件間隔開減小自互連件發射之電場強度。此減小將懸浮式組件拉離出其等預期行進平面之非所要靜電吸引之風險,其將增大懸浮式組件與其他顯示組件之間之黏滯力之風險。
電絕緣材料層之併入亦有利地減小用於填充顯示裝置之流體之體積。流體中起因於環境溫度改變之氣泡形成之風險隨著用於填充器件之流體之體積而增大。因此,用電絕緣材料層代替額外流體來填充顯示裝置中之空間減小氣泡形成之可能性。
將懸浮式組件更遠離互連件間隔開亦減小其之間之電容。此電容實質上可減慢信號沿著互連件之傳播速率以及要求額外電力以有效操作。因此,減小此電容增大可定址及/或致動顯示器之速度且亦減小顯示器消耗之電力。
圖1A展示一直視型基於MEMS之顯示裝置100之一示意圖。顯示裝置100包含配置成列與行之複數個光調變器102a至102d(通常稱為「光調變器102」)。在顯示裝置100中,光調變器102a及102d係處於敞開狀態中,容許光穿過。光調變器102b及102c係處於關閉狀態中,阻礙光穿過。藉由選擇性地設定光調變器102a至102d之狀態,若藉由一或若干燈具105照明,則顯示裝置100可用以形成一背光顯示器之一影像104。在另一實施方案中,裝置100可藉由反射源自裝置前方之周圍光形成一影像。在另一實施方案中,裝置100可藉由反射來自位於顯示器前方之一或若干燈具之光(即,藉由使用一前光)形成一影像。
在某些實施方案中,各光調變器102對應於影像104中之一像素
106。在某些其他實施方案中,顯示裝置100可使用複數個光調變器以在影像104中形成一像素106。例如,顯示裝置100可包含三個色彩特定光調變器102。藉由選擇性地敞開對應於一特定像素106之色彩特定光調變器102中之一或多者,顯示裝置100可在影像104中產生一色彩像素106。在另一實例中,顯示裝置100包含每像素106兩個或兩個以上的光調變器102以在一影像104中提供照度位準。關於一影像,一「像素」對應於藉由影像之解析度定義之最小圖像元素。關於顯示裝置100之結構組件,術語「像素」係指用以調變形成影像之一單一像素之光之組合式機械及電組件。
顯示裝置100係一直視型顯示器,此乃因顯示裝置100可不包含通常在投影應用中發現之成像光學器件。在一投影顯示器中,形成於顯示裝置之表面上之影像投影至一螢幕上或一壁上。顯示裝置實質上小於所投影影像。在一直視型顯示器中,使用者藉由直接觀看顯示裝置而看見該影像,該顯示裝置含有光調變器且視情況含有用於增強在顯示器上看見之亮度及/或對比度之一背光或前光。
直視型顯示器可以一透射或反射模式操作。在一透射顯示中,光調變器過濾或選擇性地阻擋源自位於顯示器後面之一或若干燈具之光。來自該等燈具之光視情況注入至一光導或「背光」中,使得可均勻照明各像素。透射直視型顯示器通常係建立至透明或玻璃基板上以促進一夾層總成配置,其中含有光調變器之一個基板係直接定位於該背光之頂部上。
各光調變器102可包含一快門108及一光圈109。為照明影像104中之一像素106,快門108經定位使得其容許光穿過光圈109朝向一觀看者。為使一像素106保持未照亮,快門108經定位使得其阻礙光穿過該光圈109。光圈109係藉由經圖案化穿過各光調變器102中之一反射或光吸收材料之一開口界定。
顯示裝置亦包含連接至基板並連接至光調變器以控制該等快門之移動之一控制矩陣。該控制矩陣包含一系列電互連件(諸如互連件110、112及114),包含每列像素至少一個寫入啟用互連件110(亦稱為一「掃描線互連件」)、各行像素一個資料互連件112,及提供一共同電壓給全部像素或至少提供給來自顯示裝置100中多個行及多個列之像素之一個共同互連件114。回應於施加一適當電壓(「寫入啟用電壓VWE
」),一列給定像素之寫入啟用互連件110使該列中該等像素準備好以接受新的快門移動指令。資料互連件112以資料電壓脈衝之形式傳達新的移動指令。在某些實施方案中,施加至資料互連件112之資料電壓脈衝直接促成快門之一靜電移動。在某些其他實施方案中,資料電壓脈衝控制開關,例如,控制將量值通常高於資料電壓之單獨致動電壓施加至光調變器102之電晶體或其他非線性電路元件。施加此等致動電壓接著導致快門108產生靜電驅動移動。
圖1B展示一主機器件120(例如,行動電話、智慧型電話、PDA、MP3播放器、平板電腦、電子書閱讀器、小筆電、筆記型電腦等等)之一方塊圖之一實例。主機器件120包含一顯示裝置128、一主機處理器122、環境感測器124、一使用者輸入模組126及一電源。
顯示裝置128包含複數個掃描驅動器130(亦稱為「寫入啟用電壓源」)、複數個資料驅動器132(亦稱為「資料電壓源」)、一控制器134、共同驅動器138、燈具140至146及燈具驅動器148及一顯示元件陣列150(諸如圖1A中所示之光調變器102)。掃描驅動器130將寫入啟用電壓施加至掃描線互連件110。資料驅動器132將資料電壓施加至資料互連件112。
在顯示裝置之某些實施方案中,資料驅動器132經組態以提供類比資料電壓至顯示元件陣列150,尤其係在以類比方式導出影像104之照度位準之情況下。在類比操作中,光調變器102經設計使得在透過
資料互連件112施加中間電壓之一範圍時,導致在快門108中產生中間敞開狀態之一範圍,且因此在影像104中產生中間照明狀態或照度位準之一範圍。在其他情況中,資料驅動器132經組態以僅將一精簡組2、3或4數位電壓位準施加至資料互連件112。此等電壓位準經設計以依數位方式設定快門108中之各者之一敞開狀態、一關閉狀態或其他離散狀態。
掃描驅動器130及資料驅動器132連接至一數位控制器電路134(亦稱為「控制器134」)。該控制器以一幾乎連續方式將藉由列及影像圖框分組之預定順序組織之資料發送至資料驅動器132。資料驅動器132可包含串列轉並列資料轉換器、位準移位,且對於某些應用,其包含數位轉類比電壓轉換器。
顯示裝置視情況包含一組共同驅動器138,亦稱為共同電壓源。在某些實施方案中,共同驅動器138(例如)藉由將電壓供應給一系列共同互連件114而提供一DC共同電位至顯示元件陣列150內之全部顯示元件。在某些其他實施方案中,共同驅動器138遵循來自控制器134之命令將電壓脈衝(例如,能夠驅動及/或起始該陣列150之多個列及行中之全部顯示元件之同時致動之全域致動脈衝)或信號發出至顯示元件陣列150。
藉由控制器134使用於不同顯示功能之全部驅動器(諸如掃描驅動器130、資料驅動器132及共同驅動器138)在時間上同步。來自該控制器之時序命令協調經由燈具驅動器148之紅色、綠色、藍色及白色燈具(分別為140、142、144及146)之照明、顯示元件陣列150內之特定列之寫入啟用及定序、來自資料驅動器132之電壓輸出及提供顯示元件致動之電壓輸出。在某些實施方案中,燈具係發光二極體(LED)。
控制器134判定快門108中之各者可被重設為適用於一新影像104之照明位準之定序或定址方案。可按週期性間隔設定新影像104。例
如,對於視訊顯示器,按介於自10赫茲(Hz)至300赫茲(Hz)範圍之頻率再新彩色影像104或視訊圖框。在某些實施方案中,一影像圖框至陣列150之設定與燈具140、142、144及146之照明同步,使得用一系列交替色彩(諸如紅色、綠色及藍色)照明交替影像圖框。各各別色彩之影像圖框稱為一色彩子圖框。在稱為場色序方法之此方法中,若色彩子圖框係按超過20Hz之頻率交替,則人腦將使交替圖框影像平均至對具有一廣泛且連續範圍色彩之一影像之感知中。在替代實施方案中,顯示裝置100中可使用具有原色之四個或四個以上燈具,採用除紅色、綠色及藍色外之原色。
在某些實施方案中,如先前所述,若顯示裝置100經設計以使快門108在敞開狀態與關閉狀態之間進行數位切換,則控制器134藉由分時灰階之方法形成一影像。在某些其他實施方案中,顯示裝置100可透過各像素使用多個快門108提供灰階。
在某些實施方案中,用於一影像狀態104之資料係藉由控制器134藉助對亦稱為掃描線之個別列之一循序定址而載入至顯示元件陣列150。對於序列中之各列或掃描線,掃描驅動器130將一寫入啟用電壓施加至陣列150之彼列之寫入啟用互連件110,且隨該資料驅動器132將對應於所要快門狀態之資料電壓供應給選定列中之各行。重複此程序,直到已針對陣列150中之全部列載入資料。在某些實施方案中,用於資料載入之選定列之序列呈線性,自陣列150之頂部行進至底部。在某些其他實施方案中,選定列之序列係偽隨機的以最小化視覺假像。且在某些其他實施方案中,藉由區塊組織定序,其中對於一區塊,(例如)藉由僅每隔陣列150之5列循序定址將影像狀態104之僅某一部分之資料載入至陣列150。
在某些實施方案中,將影像資料載入至陣列150之程序在時間上與致動陣列150中之顯示元件之程序分離。在此等實施方案中,顯示
元件陣列150可包含陣列150中之各像素之資料記憶體元件且控制矩陣可包含攜載來自共同驅動器138之觸發信號以根據記憶體元件中儲存之資料起始快門108之同時致動之一全域致動互連件。
在替代性實施方案中,顯示元件陣列150及控制顯示元件之控制矩陣可以除矩形列及行外之組態配置。例如,顯示元件可配置成六邊形陣列或曲線列及行。一般而言,如本文使用,術語掃描線應係指共用一寫入啟用互連件之任何複數個顯示元件。
主機處理器122通常控制主機之操作。例如,主機處理器122可為用於控制一可攜式電子器件之一通用或專用的處理器。關於包含於主機器件120內之顯示裝置128,主機處理器122輸出影像資料及關於該主機之額外資料。此資訊可包含來自環境感測器之資料,諸如周圍光或溫度;關於主機之資訊,包含(例如)主機之一操作模式或主機之電源中剩餘之電量;關於影像資料之內容之資訊;關於影像資料類型之資訊及/或用於選擇一成像模式之用於顯示裝置之指令。
使用者輸入模組126直接或經由主機處理器122將使用者之個人偏好傳達至控制器134。在某些實施方案中,使用者輸入模組126受控於其中使用者程式化個人偏好(諸如「較深的色彩」、「較好的對比度」、「較低功率」、「增加的亮度」、「運動會」、「現場演出」或「動畫」)之軟體。在某些其他實施方案中,使用諸如一開關或調撥轉盤之硬體將此等偏好輸入至主機。至控制器134之該複數個資料輸入引導控制器提供資料給對應於最佳成像特性之各種驅動器130、132、138及148。
亦可包含一環境感測器模組124作為主機器件120之部分。環境感測器模組124接收關於周圍環境之資料,諸如溫度及/或周圍光照條件。感測器模組124可經程式化以區分器件係在一室內或工作室環境或是白天中之一室外環境或是對夜晚中之一室外環境中操作。感測器
模組124將此資訊傳達至顯示控制器134,使得控制器134可回應於周圍環境而最佳化觀看條件。
圖2A展示一闡釋性基於快門之光調變器200之一透視圖。基於快門之光調變器200適用於併入至圖1A之直視型基於MEMS之顯示裝置100中。光調變器200包含耦合至一致動器204之一快門202。致動器204可由兩個單獨的柔性電極樑致動器205(「致動器205」)形成。快門202在一側上耦合至致動器205。致動器205使快門202沿實質上平行於一表面203之一運動平面在該表面203上方橫向移動。快門202之對置側耦合至一彈簧207,該彈簧207提供與藉由致動器204施加之力相對之一恢復力。
各致動器205包含將快門202連接至一負載固定器208之一柔性負載樑206。負載固定器208連同柔性負載樑206一起用作機械支撐件,使快門202保持懸浮在表面203附近。表面203包含用於允許光穿過之一或多個光圈孔211。負載固定器208將柔性負載樑206及快門202實體連接至表面203且將負載樑206電連接至一偏壓電壓,在某些實例中,接地。
若基板不透明(諸如矽),則藉由穿過基板204蝕刻一孔陣列在基板中形成光圈孔211。若基板204透明(諸如玻璃或塑膠),則在沈積於基板203上之一光阻擋材料層中形成光圈孔211。光圈孔211之形狀一般可為圓形、橢圓形、多邊形、螺旋形或不規則形狀。
各致動器205亦包含毗鄰於各負載樑206定位之一柔性驅動樑216。驅動樑216在一端處耦合至驅動樑216之間共用之一驅動樑固定器218。各驅動樑216之另一端自由移動。各驅動樑216彎曲,使得其在驅動樑216之自由端及負載樑206之固定端附近最接近負載樑206。
在操作中,併有光調變器200之一顯示裝置經由驅動樑固定器218將一電位施加至驅動樑216。可將一第二電位施加至負載樑206。
驅動樑216與負載樑206之間之所得電位差朝向負載樑206之固定端牽拉驅動樑216之自由端,且朝向驅動樑216之固定端牽拉負載樑206之快門端,藉此朝向驅動固定器218橫向驅動該快門202。柔性部件206用作彈簧,使得在移除跨越樑206及216電位之電壓時,負載樑206將快門202推動回到其初始位置中,釋放儲存於負載樑206中之應力。
諸如光調變器200之一光調變器併有用於使一快門在移除電壓後返回其靜止位置之一被動恢復力,諸如一彈簧。其他快門總成可併有用於使快門移動進入一敞開或一關閉狀態中之一組雙重「敞開」及「關閉」致動器及一組單獨「敞開」及「關閉」電極。
存在可經由一控制矩陣控制快門及光圈之一陣列以產生具有適當照度位準之影像(在許多情況中為移動影像)之多種方法。在某些情況中,藉由連接至顯示器之周邊上之驅動器電路之列及行互連件之一被動矩陣陣列完成控制。在其他情況中,該陣列(所謂的主動矩陣)之各像素內適當包含切換及/或資料儲存元件以改良顯示器之速度、照度位準及/或功率耗散效能。
在替代性實施方案中,顯示裝置100包含除橫向基於快門之光調變器外之顯示元件,諸如上文描述之快門總成200。
圖2B展示一闡釋性非基於快門之MEMS光調變器250之一例示性剖面圖。該光分接頭調變器250適用於併入至圖1A之基於MEMS之顯示裝置100之一替代性實施方案中。一光分接頭根據受抑全內反射(TIR)之一原理工作。即,將光252引入至一光導254中,其中在無干擾之情況中,光252歸因於TIR大部分不能透過光導254之前表面或後表面逸出光導254。光分接頭250包含一分接頭元件256,該分接頭元件256具有一足夠高的折射率,使得回應於分接頭元件256接觸光導254,照射在毗鄰分接頭元件256之光導254之表面上之光252透過分接頭元件256朝向一觀看者逸出光導254,藉此促成一影像之形成。
在某些實施方案中,分接頭元件256形成為撓性、透明材料之一樑258之部分。電極260塗佈樑258之一側之部分。在光導254上安置反電極262。藉由跨電極260及262施加一電壓,可控制分接頭元件256相對於光導254之位置以選擇性地自光導254擷取光252。
圖3A展示一控制矩陣300之一例示性示意圖。控制矩陣300適用於控制併入至圖1A之基於MEMS之顯示裝置100中之光調變器。圖3B展示連接至圖3A之控制矩陣300之基於快門之光調變器之一例示性陣列320之一透視圖。控制矩陣300可定址一像素陣列320(「陣列320」)。各像素301可包含受控於一致動器303之一彈性快門總成302,諸如圖2A之快門總成200。各像素亦可包含一光圈層322,該光圈層322包含光圈324。
控制矩陣300係被製作為快門總成302形成於其上之一基板304之表面上之一擴散或薄膜沈積電路。控制矩陣300包含用於控制矩陣300中之各列像素301之一掃描線互連件306及用於控制矩陣300中之各行像素301之一資料互連件308。各掃描線互連件306將一寫入啟用電壓源307電連接至一對應列之像素301中之像素301。各資料互連件308將一資料電壓源309(「Vd
源」)電連接至一對應行之像素中之像素301。在控制矩陣300中,Vd
源309提供用於致動快門總成302之大部分能量。因此,資料電壓源(Vd
源)309亦用作一致動電壓源。
參考圖3A及圖3B,對於像素陣列320中之各像素301或對於各快門總成302,控制矩陣300包含一電晶體310及一電容器312。各電晶體310之閘極電連接至其中定位像素301之陣列320中之列之掃描線互連件306。各電晶體310之源極電連接至其對應的資料互連件308。各快門總成302之致動器303包含兩個電極。各電晶體310之汲極並聯電連接至對應的電容器312之一電極,且連接至對應的致動器303之電極中之一者。電容器312之另一電極及快門總成302中之致動器303之另一
電極連接至一共同或接地電位。在替代實施方案中,可用半導體二極體及/或金屬-絕緣體-金屬夾層型開關元件取代電晶體310。
在操作中,為形成一影像,控制矩陣300藉由將Vwe
輪流施加至各掃描線互連件306而循序寫入啟用陣列320中之各列。對於一寫入啟用列,將Vwe
施加至該列中像素301之電晶體310之閘極容許電流透過電晶體310流動穿過資料互連件308以將一電位施加至快門總成302之致動器303。當該列被寫入啟用時,將資料電壓Vd
選擇性地施加至資料互連件308。在提供類比灰階之實施方案中,相對於位於寫入啟用掃描線互連件306及資料互連件308之相交處之像素301之所要亮度而改變施加至各資料互連件308之資料電壓。在提供數位控制方案之實施方案中,將資料電壓選擇為一相對較低量值電壓(即,近似接地之一電壓)或滿足或超過Vat
(致動臨限電壓)。回應於將Vat
施加至一資料互連件308,對應的快門總成中之致動器303致動,敞開該快門總成302中之快門。甚至在控制矩陣300停止將Vwe
施加至一列後,施加至資料互連件308之電壓仍保持儲存在像素301之電容器312中。因此,該電壓Vwe
無須在一列上等待且保持達足夠長時間以致動快門總成302;此致動可在自該列移除寫入啟用電壓後行進。電容器312亦用作陣列320內之記憶體元件,儲存用於照明一影像圖框之致動指令。
陣列320之像素301及控制矩陣300係在一基板304上形成。陣列320包含安置在基板304上之一光圈層322,該光圈層322包含用於陣列320中之各別像素301之一組光圈324。光圈324與各像素中之快門總成302對準。在某些實施方案中,基板304係由諸如玻璃或塑膠之一透明材料製成。在某些其他實施方案中,基板304係由一不透明材料製成,但是在該基板中蝕刻若干孔以形成該等光圈324。
可使快門總成302連同致動器303製成為雙穩態。即,快門可存在於至少兩個平衡位置(例如,敞開或關閉)中而幾乎不需要功率來使
其保持處於任一位置中。更特定言之,快門總成302可為機械雙穩態。一旦將快門總成302之快門設定處於適當位置,維持彼位置不需要電能或保持電壓。快門總成302之實體元件上之機械應力可使該快門保持在合適位置中。
亦可使快門總成302連同致動器303製成為電雙穩態。在一電雙穩態快門總成中,存在低於該快門總成之致動電壓之一電壓範圍,若該電壓範圍施加至一關閉致動器(使得該快門敞開或關閉),則使致動器保持關閉且使快門保持在適當位置中(即使將一反作用力施加至該快門)。可藉由彈簧(諸如圖2A中描繪之基於快門之光調變器200中之彈簧207)施加該反作用力,或可藉由一反作用致動器(諸如一「敞開」或「關閉」致動器)施加該反作用力。
光調變器陣列320被描繪為具有每像素一單一MEMS光調變器。其他實施方案係可能的,其中在各像素中提供多個MEMS光調變器,藉此在各像素中提供不只是二進位「開」或「關」光學狀態之可能性。編碼分區灰階之某些形式係可能的,其中在像素中提供多個MEMS光調變器,且其中與光調變器中之各者相關聯之光圈324具有不相等面積。
在某些其他實施方案中,可用基於捲輪之光調變器220、光分接頭250或基於電濕潤法之光調變陣列270以及其他基於MEMS之光調變器取代光調變器陣列320內之快門總成302。
圖4A及圖4B展示一雙致動器快門總成400之例示性視圖。如圖4A中描繪之雙致動器快門總成400係處於一敞開狀態中。圖4B展示處於一關閉狀態中之雙致動器快門總成400。與快門總成200相比,快門總成400包含在一快門406之任一側上之致動器402及404。各致動器402及404係被獨立控制。一第一致動器(一快門敞開致動器402)用以敞開快門406。一第二反作用致動器(快門關閉致動器404)用以關閉快
門406。致動器402及404兩者皆係柔性樑電極致動器。致動器402及404藉由實質上在平行於快門懸浮於其上方之一光圈層407之一平面中驅動快門406而敞開及關閉快門406。藉由附接至致動器402及404之固定器408使快門406懸浮距離光圈層407上方之一短距離處。包含沿快門406之移動軸附接至快門406之兩端之支撐件減小快門406之平面外運動並將該運動實質上限制於平行於基板之一平面。如圖3A之控制矩陣300類推,適用於與快門總成400一起使用之一控制矩陣可包含用於反作用快門敞開致動器402及快門關閉致動器404中之各者之一電晶體及一電容器。
快門406包含可使光穿過之兩個快門光圈412。光圈層407包含一組三個光圈409。在圖4A中,該快門總成400係處於敞開狀態中,且因此致動快門敞開致動器402,快門關閉致動器404係處於其鬆弛位置中,且快門光圈412之中線與兩個光圈層光圈409之中線重合。在圖4B中,將快門總成400移動至關閉狀態,且因此快門敞開致動器402係處於其鬆弛位置中,致動快門關閉致動器404,且快門406之光阻擋部分現在係處於適當位置中以阻擋光透射通過光圈409(描繪為虛線)。
各光圈在其周邊周圍具有至少一邊緣。例如,矩形光圈409具有四個邊緣。在其中於光圈層407中形成圓形、橢圓形、卵形或其他彎曲光圈之替代性實施方案中,各光圈可僅具有一單一邊緣。在某些其他實施方案中,在數學意義上,光圈無須分離或拆散,反而可連接。即,雖然光圈之部分或塑形區段可維持對各快門之一對應,但若干此等區段可連接使得該光圈之一單一連續周長由多個快門共用。
為容許具有多種出射角之光穿過處於敞開狀態中之光圈412及409,有利的係對快門光圈412提供大於光圈層407中之光圈409之一對應寬度或大小之一寬度或大小。為有效地阻擋光在關閉狀態中逸出,
較佳的係快門406之光阻擋部分與光圈409重疊。圖4B展示介於快門406中之光阻擋部分之邊緣與形成於光圈層407中之光圈409之一邊緣之間之一預定義重疊416。
靜電致動器402及404經設計使得其等電壓位移行為提供一雙穩態特性給該快門總成400。對於快門敞開及快門關閉致動器中之各者,存在低於致動電壓之一電壓範圍,若當彼致動器處於關閉狀態中時(使快門為敞開或關閉)施加該電壓範圍,則甚至在施加一致動電壓至反作用致動器後,將使該致動器保持關閉且使該快門保持處於適當位置中。克服此一反作用力維持一快門之位置所需的最小電壓被稱為一維持電壓Vm
。
圖5展示併有基於快門之光調變器(快門總成)502之一顯示裝置500之一例示性剖面圖。各快門總成502併有一快門503及一固定器505。未展示的係柔性樑致動器,當柔性樑致動器連接於固定器505與快門503之間時,其有助於將快門503懸浮在距離表面上方之一短距離處。在诸如由塑膠或玻璃製成之一基板之一透明基板504上安置快門總成502。安置在基板504上之一面向後端反射層(反射膜506)界定位於快門總成502之快門503之關閉位置下方之複數個表面光圈508。反射膜506將未穿過表面光圈508之光向後反射朝向顯示裝置500之後端。反射光圈層506可為藉由若干汽相沈積技術(包含濺鍍、蒸鍍、離子電鍍、雷射剝鍍或化學汽相沈積(CVD))以薄膜方式形成之無夾雜物之一細粒狀金屬膜。在某些其他實施方案中,該面向後端反射層506可由一反射鏡(諸如一介電反射鏡)形成。一介電反射鏡可製作為在高折射率材料與低折射率材料之間交替之介電薄膜之一堆疊。使快門503與該反射膜506分離之其中快門自由移動之垂直間隙係在0.5微米至10微米之範圍中。該垂直間隙之量值較佳地小於快門503之邊緣與處於關閉狀態中之光圈508之邊緣之間之橫向重疊,諸如圖4B中描繪
之重疊416。
顯示裝置500包含使基板504與一平面光導516分離之一選用之漫射體512及/或一選用之亮度增強膜514。光導516包含一透明(即,玻璃或塑膠)材料。光導516係藉由一或多個光源518照明,形成一背光。光源518可為(例如且但不限於)白熾燈、螢光燈、雷射或發光二極體(LED)。一反射體519有助於引導來自燈具518之光朝向光導516。在背光516後面安置一面向前端反射膜520,朝向快門總成502反射光。來自背光之並未穿過快門總成502中之一者之诸如光線521之光線將返回至背光且再次自膜520反射。依此方式,未在第一遍次上離開顯示裝置500以形成一影像之光可再循環且可用於透射穿過快門總成502之陣列中之其他敞開光圈。此光再循環展示增加顯示器之照明效率。
光導516包含重引導來自燈具518之光朝向光圈508且因此朝向顯示器前面之一組幾何光重引導器或稜鏡517。光重引導器517可以剖面可替代地為三角形、梯形或彎曲之形狀模製於光導516之塑膠主體中。稜鏡517之密度通常隨距燈具518之距離之增加而增加。
在某些實施方案中,光圈層506可由一光吸收材料製成,且在替代實施方案中,快門503之表面可塗佈一光吸收材料或一光反射材料。在某些其他實施方案中,可直接在光導516之表面上沈積光圈層506。在某些實施方案中,不必在與快門503及固定器505(諸如在下文描述之MEMS向下組態中)相同之基板上安置光圈層506。
在某些實施方案中,光源518可包含不同色彩(例如,紅色、綠色及藍色)之燈具。可藉由以足以使人腦將不同色彩的影像平均化為一單一多色彩影像之一速率用不同色彩之燈具循序照明影像來形成一彩色影像。使用快門總成502之陣列形成各種特定色彩的影像。在另一實施方案中,光源518包含具有三種以上不同色彩的燈具。例如,光
源518可具有紅色、綠色、藍色及白色燈具或紅色、綠色、藍色及黃色燈具。在某些其他實施方案中,光源518可包含藍綠色、品紅色、黃色及白色燈具、紅色、綠色、藍色及白色燈具。在某些其他實施方案中,光源518可包含額外燈具。例如,若使用五種色彩,則光源518可包含紅色、綠色、藍色、藍綠色及黃色燈具。在某些其他實施方案中,光源518可包含白色、橙色、藍色、紫色及綠色燈具或白色、藍色、黃色、紅色及藍綠色燈具。若使用六種色彩,則光源518可包含紅色、綠色、藍色、藍綠色、品紅色及黃色燈具或白色、藍綠色、品紅色、黃色、橙色及綠色燈具。
一覆蓋板522形成顯示裝置500之前端。可用一黑色矩陣524覆蓋覆蓋板522之後側以增加對比度。在替代實施方案中,覆蓋板包含彩色濾光片,例如對應於快門總成502之不同快門之相異紅色、綠色及藍色濾光片。支撐覆蓋板522遠離快門總成502達一預定距離而形成一間隙526。藉由機械支撐件或分隔件527及/或藉由將覆蓋板522附接至基板504之一黏著密封劑528來維持間隙526。
黏著密封劑528密封一流體530。流體530經設計具有較佳地低於約10厘泊之黏度且具有較佳地大於約2.0之相對介電常數及大於約104
V/cm之介電擊穿強度。流體530亦可用作一潤滑劑。在某些實施方案中,流體530係具有一高表面濕潤能力之一疏水性液體。在替代實施方案中,流體530具有大於或小於該基板504之折射率之一折射率。
併有機械光調變器之顯示器可包含數百、數千移動元件,或在某些情況中包含數百萬移動元件。在某些器件中,一元件之各移動提供靜態摩擦力之一機會以停用該等元件之一或多者。可藉由將全部部件浸沒一流體(亦稱為流體530)中且將該流體(諸如用一黏著劑)密封在一MEMS顯示單元中之一流體空間或間隙內來促進此移動。流體530通常係具有一低摩擦力係數、低黏度且長期具有最小降級影響之一流
體。當基於MEMS之顯示器總成包含用於流體530之一液體時,該液體至少部分地包圍基於MEMS之光調變器之移動部分中之某些移動部分。在某些實施方案中,為減小致動電壓,該液體具有低於70厘泊之一黏度。在某些其他實施方案中,該液體具有低於10厘泊之一黏度。具有低於70厘泊之黏度之液體可包含具有低分子量之材料:低於4000克/摩爾,或在某些情況中低於400克/摩爾。亦可適用於此等實施方案之流體530包含(非限於)去離子水、甲醇、乙醇或其他醇、石蠟、烯烴、乙醚、聚矽氧油、氟化聚矽氧油或其他自然或合成溶劑或潤滑劑。有用的流體可為聚二甲基矽氧烷(PDMS),諸如六甲基二矽氧烷及八甲基三矽氧烷,或烷基甲基矽氧烷,諸如已基五甲基二矽氧烷。有用的流體可為烷烴,諸如辛烷或癸烷。有用的流體可為硝基烷烴,諸如硝基甲烷。有用的流體可為芳香族化合物,諸如甲苯或二乙基苯。有用的流體可為酮,諸如丁酮或甲基異丁基酮。有用的流體可為氯碳化合物,諸如氯苯。有用的流體可為氟氯碳化物,諸如二氯一氟乙烷或三氟氯乙烯。針對此等顯示器總成考量之其他流體包含乙酸丁酯及二甲基甲醯胺。用於此等顯示器之又其他有用的流體包含氫氟醚、全氟聚醚、氫氟聚醚、戊醇及丁醇。例示性合適的氫氟醚包含乙基九氟丁基醚及2-三氟甲基-3-乙氧基十二氟己烷。
一金屬片或模製塑膠總成托架532將覆蓋板522、基板504、背光及其他組件部分一起固持在若干邊緣周圍。總成托架532用螺絲或凹口突片緊固以增加組合式顯示裝置500之剛性。在某些實施方案中,藉由一環氧樹脂封裝化合物將光源518模製在合適位置。反射體536有助於將自光導516之邊緣逸出之光返回至光導516中。圖5中未描繪的係提供控制信號以及電力給快門總成502及燈具518之電互連件。
在某些其他實施方案中,如圖2B中所示之基於捲輪遮光體之光調變器、光分接頭250或其他基於MEMS之光調變器可取代顯示裝置
500內之快門總成502。
顯示裝置500稱為MEMS向上組態,其中基於MEMS之光調變器係形成於基板504之一前表面(即,面朝觀看者之表面)上。快門總成502係直接建立在反射光圈層506之頂部上。在一替代實施方案(被稱為MEMS向下組態)中,在與其上形成反射光圈層之基板分離之一基板上安置快門總成。其上形成界定複數個光圈之反射光圈層之基板在本文稱為光圈板。在MEMS向下組態中,承載基於MEMS之光調變器之基板代替顯示裝置500中之覆蓋板522且經定向使得基於MEMS之光調變器位於頂部基板之後表面(即,背對觀看者且朝向光導516之表面)上。基於MEMS之光調變器藉此經直接定位與反射光圈層506對置且跨越一間隙。可藉由連接光圈板及其上形成MEMS調變器之基板之一系列分隔件支柱來維持該間隙。在某些實施方案中,該等分隔件係安置在陣列中之各像素內或各像素之間。使MEMS光調變器與其等對應光圈分離之間隙或距離較佳地小於10微米或小於快門與光圈之間之重疊(諸如重疊416)之一距離。
圖6展示用於一顯示器之一MEMS向下組態中之一例示性光調變器基板及一例示性光圈板之一剖面圖。顯示器總成600包含一調變器基板602及一光圈板604。顯示器總成600亦包含一組快門總成606及一反射光圈層608。反射光圈層608包含光圈610。藉由該組對置的分隔件612及614維持調變器基板602與光圈板604之間之一預定間隙或間距。分隔件612係形成於調變器基板602上或形成為調變器基板602之部分。分隔件614係形成於光圈板604上或形成為光圈板604之部分。在組裝期間,該兩個基板602及604對準,使得調變器基板602上之分隔件612接觸其等各別分隔件614。
此闡釋性實例之間距或距離係8微米。為建立此間距,分隔件612係2微米高且分隔件614係6微米高。替代地,分隔件612及614兩者
皆可為4微米高,或分隔件612可為6微米高,而分隔件614係2微米高。實際上,可採用分隔件高度之任何組合,前提係其等總高度建立所要間距H12。
在基板602及604兩者(其等接著在組裝期間對準或配合)上提供分隔件具有關於材料及處理成本之優點。提供諸如大於8微米之一極高分隔件可能極為昂貴,此係因為固化、曝光及顯影一可光成像聚合物需要相對較長時間。在顯示器總成600中使用配合分隔件容許在基板中之各者上使用較薄聚合物塗層。
在另一實施方案中,形成於調變器基板602上之分隔件612可由用以形成快門總成606之相同材料及圖案化區塊形成。例如,用於快門總成606之固定器亦可執行類似於分隔件612之一功能。在此實施方案中,形成一分隔件無需單獨施加一聚合物材料且無需用於分隔件之一單獨曝光遮罩。
圖7展示EMS顯示元件702a至702d(通常係「顯示元件702」)之一例示性陣列700之一平面圖。各顯示元件702包含一快門704。兩個柔性負載樑706將快門704耦合至各別快門固定器708。快門固定器708將負載樑706及快門704支撐在一光阻擋層707上方。驅動樑710毗鄰於各別負載樑706定位。驅動樑710藉由對應的驅動固定器712被支撐在光阻擋層707之上方。
各負載樑706及驅動樑710對用作一靜電致動器。因此,各顯示元件702包含兩個致動器:一快門敞開致動器及一快門關閉致動器。該等致動器經組態以將其等各別快門704移動成對準及不對準經由光阻擋層707界定之一對應光圈714以調變光。例如,在顯示元件702a及702c中之快門704係位於一關閉位置中,從而阻擋其等對應光圈714。在顯示元件702b及702d中之快門704,在另一方面,係處於關閉位置中,從而容許光穿過其對應光圈714。
致動器受控於一控制矩陣,該控制矩陣可類似於圖3A中所示之控制矩陣300。包含於陣列700中之控制矩陣在幾方面不同於控制矩陣300。首先,控制矩陣300經組態以控制圖2A中所示之快門總成200。快門總成200僅包含一單一致動器,然而圖7中描述之顯示元件702包含快門敞開致動器及快門關閉致動器兩者。因此,包含於陣列700中之控制矩陣包含用於控制每顯示元件702兩個而非僅一個致動器之電路。此外,陣列700中之控制矩陣省略類似於圖3A中所示之電容器312之一電容器。相反地,圖7中之顯示元件702依靠於其等對應致動器之固有電容。
因此,包含於陣列700中之控制矩陣包含一寫入啟用互連件720,其用於顯示元件702之各列;一快門敞開資料互連件722及一快門關閉資料互連件724,其等用於顯示元件702之各行;及一共同互連件725,其將一共用接地電壓提供至顯示元件702之多個列及多個行中之顯示元件。寫入啟用互連件720、快門敞開互連件722及快門關閉互連件724與快門704電隔離。控制矩陣在各顯示元件702中亦包含兩個電晶體726,各者用於各致動器。在操作中,寫入啟用互連件720可在約接地電壓與約3V至約7V之一寫入啟用電壓之間切換。快門敞開互連件722及快門關閉互連件724可在接地電壓與取決於顯示元件702之特定組態介於約15V至約40V之範圍中之一致動電壓(Va
)之間切換。
用以控制顯示元件702之控制矩陣可經實施從而以類似於圖3A中所示之控制矩陣300之方式操作。更特定言之,每次一列地定址及致動快門總成之各列。為定址及致動一顯示元件702,將Vwe
施加至對應於顯示元件702位於其中之陣列700之列之寫入啟用互連件720。寫入啟用互連件720耦合至此列中中之顯示元件702之電晶體726之閘極。將Vwe
施加至電晶體726之閘極容許在彼等顯示元件702中之致動器對由快門敞開互連件722及快門關閉互連件724提供之致動電壓作出回
應。接著根據傳達至陣列700之影像資料,將Va
施加至顯示元件702位於其中之陣列700之行中之快門敞開互連件722或快門關閉互連件724。Va
之施加引起各別顯示元件702移動至藉由影像資料指示之一狀態。
如圖7中所示,寫入啟用互連件720及共同互連件725在各顯示元件702之負載樑706、驅動樑710及快門704之下方直接通過。此外,快門敞開互連件722及快門關閉互連件724在其等以敞開及關閉狀態兩者耦合至之顯示元件之驅動樑710下方通過。如圖7中所示,當一顯示元件702處於敞開狀態中時,快門敞開互連件722亦在顯示元件702之負載樑706中之一者之下方通過。此外,當一顯示元件702處於一關閉狀態中時,快門關閉互連件724在顯示元件702之另一負載樑706之下方通過。在某些其他實施方案中,快門關閉互連件722可總是在其等對應負載樑706之下方通過。在又某些其他實施方案中,快門關閉互連件可不以敞開或關閉狀態在其等對應負載樑706下通過。
在某些其他實施方案中,可使用其他控制矩陣架構及設計。例如,在顯示元件702之懸浮式組件下方進行僅寫入啟用互連件720或僅快門敞開互連件722或快門關閉互連件724佈線。其他控制矩陣可包含每顯示元件僅一電晶體或每顯示元件兩個以上電晶體。
在某些其他實施方案中,控制矩陣包含單獨的資料互連件及致動互連件,然而圖7中所示之快門敞開互連件722及快門關閉互連件724有效地用作兩個作用。在併有單獨的資料及致動互連件之某些實施方案中,在顯示元件702之一或多個懸浮式組件之下方進行資料互連件及致動互連件兩者之佈線。在某些其他實施方案中,在顯示元件702之一或多個懸浮式組件下進行僅資料互連件或僅致動互連件之佈線。
在又其他實施方案中,陣列700中之控制矩陣包含耦合至顯示元
件之多個列及多個行中之顯示元件之一或多個切換式全域互連件,諸如一全域致動互連件。在此等實施方案中,可在顯示元件702之一或多個懸浮式組件下方進行全域互連件中之一或多者之佈線。
此控制矩陣組態容許較大顯示元件堆積密度或增大的孔徑比,其係因為在電互連件之顯示元件之間需要較小空間。然而,使互連件720、722、724在顯示元件702之機械組件(即,負載樑706、驅動樑710及快門704)下方通過增大歸因於互連件與機械組件之間之靜電吸引及增大的互連件電容所致之效能降級或器件故障之風險。下文關於圖8至圖11揭示包含顯示元件702之陣列700同時減輕此風險之顯示裝置之各種組態。
圖8至圖11展示併有圖7中所示之顯示元件702之陣列700之例示性顯示裝置800、900、1000及1100之剖面圖。圖8至圖10展示藉由在陣列700之控制矩陣之最上層與顯示元件702之負載樑706、驅動樑710及快門704之間引入一相對較厚的電絕緣層而減輕由非想要靜電吸引及增大的電容引起之風險之顯示裝置之剖面圖。圖11在不包含厚的絕緣層之情況下藉由增大控制矩陣之最上層與顯示元件702之負載樑706、驅動樑710及快門704之間之距離而減輕風險。
圖8展示併有圖7中所示之顯示元件702之陣列700之一例示性顯示裝置800之一剖面圖。在圖8中所示之剖面圖係沿著圖7之A-A’線取得。顯示裝置800係以類似於圖5中所示之顯示裝置500之一MEMS向上組態建立。即,陣列700係製造在一透明基板802上朝向顯示裝置800之後端定位且向上面朝向耦合至形成顯示裝置800之前端之一覆蓋板804之一光阻擋層803。基板802位於一背光806之前方。由背光806發射之光穿過在光阻擋層707中形成之光圈714以藉由快門704調變。儘管圖8中展示背光806與基板802分隔開,然而在某些其他實施方案中,該兩個組件係密切接觸或藉由僅一非常窄氣隙分離。
在顯示裝置800中,光阻擋層707包含兩個層,一反射層808及一光吸收層810。反射層將逸出背光806但未穿過光圈714之光往回反射朝向背光806以再循環。光吸收層810吸收自快門704之面向後端的表面反射之光及可已進入顯示裝置800之前端之雜散周圍光。
顯示裝置800包含機械組件及一控制矩陣815。機械組件包含圖7中所示之快門704、負載樑706、負載固定器708、驅動樑710及驅動固定器712。
在控制矩陣815中,一第一介電質層812將光吸收層810與寫入啟用互連件720分離。一第二介電質層814將寫入啟用互連件720與快門敞開互連件722及快門關閉互連件724分離。使用一CVD電漿增強型化學汽相沈積(PECVD)或其他汽相沈積程序將第一介電質層812及第二介電質層814沈積成厚度在約0.1微米與約1微米之間之實質上保形層。該等介電質層可使用常用於薄膜製造中之任何標準內金屬介電(IMD)材料(諸如氮化矽(SiNx
)、二氧化矽(SiO2
)或有機薄膜層及(例如)由丙烯酸製成之平坦層)形成。在某些實施方案中,IMD經選定為透明(諸如上文描述之SiNx
、SiO2
或丙烯酸有機材料中之一者)使得使其對穿過顯示裝置800之光圈714之光學路徑之干擾最小化。在某些實施方案中,IMD經選定具有配合基板802及/或填充顯示裝置800之一流體之一折射率以減小可分別在IMD與流體或IMD與基板802之間之介面處發生之任何反射。在其中IMD係光吸收的及/或具有實質上不同於基板或流體之折射率之一折射率之實施方案中,自光圈714上方除其中IMD用作跨光圈714絕緣一互連件外之地方移除IMD。
為減小顯示元件702之切換式互連件(即,寫入啟用互連件720、快門敞開互連件722及快門關閉互連件724)與懸浮式組件(即,快門704、負載樑706及驅動樑708)之間之電場816之強度,顯示裝置800包含一相對較厚的電絕緣材料818層。在某些實施方案中,電絕緣材料
818經使用一旋塗程序沈積使得其亦用作一平坦層以設置其上製造顯示裝置800之結構組件之一平表面。接著在陣列700之全部曝露表面上沈積一薄的鈍化層820。
在某些實施方案中,電絕緣材料818層係一介電質。在某些實施方案中,如同IMD材料,電絕緣材料818經選擇係既透明且具有實質上配合基板802及/或流體之折射率之一折射率。在某些其他實施方案中,電絕緣材料818係光吸收的及/或具有實質上不同於基板或流體之折射率之折射率。在此等實施方案中,經由一蝕刻步驟將電絕緣材料818自光圈714上方除其中電絕緣材料818用作跨光圈714絕緣一互連件外之地方移除。在某些實施方案中,電絕緣材料818與用以形成第一介電質層812及第二介電質層814之介電材料相同。電絕緣材料818層藉由其材料特性且藉由在切換式互連件與懸浮式組件之間設置額外距離兩者而減小電場816之強度。取決於電絕緣材料818之介電常數、電絕緣材料818與顯示元件702之懸浮式組件之間之任何其他中介媒體之介電常數及切換式互連件與懸浮式組件之間之間隙,電絕緣材料818亦可減小互連件之電容。因此,在某些實施方案中,電絕緣材料經選定使其具有小於圍繞顯示元件702之一流體之介電常數之一介電常數。
在某些實施方案中,電絕緣材料818層具有在大於約1微米高達約5微米之範圍中之一厚度。在某些其他實施方案中,電絕緣材料818層之厚度在約1.5微米與約4微米之間。在某些其他實施方案中,電絕緣材料818層之厚度在約2微米與約4微米之間。在某些其他實施方案中,電絕緣材料818層之厚度係約3微米。在某些實施方案中,顯示元件702之懸浮式組件懸浮在電絕緣材料818層上方至少2微米且小於7微米處。在某些其他實施方案中,懸浮式組件懸浮在電絕緣材料層818上方4微米與約5微米之間處。在某些實施方案中,在垂直於基板802
之一方向上最上面的切換式互連件與最靠近的懸浮式組件之間之總距離大於約3微米且小於約12微米。在某些其他實施方案中,該總距離係在約5微米與約9微米之間。
圖9展示包含圖7中所示之顯示元件702之陣列700之另一例示性顯示裝置900之一剖面圖。剖面圖係沿著圖7中之B-B’線取得。顯示裝置900類似於圖8之顯示裝置800。然而,與顯示裝置800相比,顯示裝置900包含一高架整合式光圈層901。高架整合式光圈層901有助於阻止自快門704之下面反射之雜散光到達顯示裝置900之前端且逸出顯示裝置900,因此改良顯示裝置900之對比度。
藉由光圈層固定器904對將高架整合式光圈層901支撐在其上製造陣列700之一後端基板902上方。在某些實施方案中,將高架整合式光圈層901支撐在最靠近高架整合式光圈層901之快門704之表面上方約1微米與約5微米之間處。在某些其他實施方案中,將高架整合式光圈層901支撐在快門704之表面上方約2微米與約4微米之間處。在某些其他實施方案中,將高架整合式光圈層901支撐在快門704之表面上方約3微米處。
如圖8中所示之顯示裝置800,圖9中所示之顯示裝置900包含一雙層光吸收層707,包含一光反射層808及一光吸收層810。顯示裝置900亦包含一控制矩陣915。控制矩陣915包含由一或多種IMD材料形成之第一介電材料層812及第二介電材料層814,及厚的電絕緣材料818層。第二介電材料層814在圖9中不可見,其係因為在製造期間第二介電材料層814除其中用以絕緣寫入啟用互連件720外被蝕除,其不存在於所描述剖面中。圖9中所使用之IMD及電絕緣材料818係光吸收的。因此,其等已自光圈720上方被蝕除。在某些其他實施方案中,IMD及電絕緣材料818係透明的。在此等實施方案中,其等可被留在光圈720上方。第一介電質層812及第二介電質層814及電絕緣材料818
層之厚度可相同於上文關於顯示裝置800敘述之厚度。
圖10展示併有圖7中所示之顯示元件702之陣列700之又一例示性顯示裝置1000之一剖面圖。剖面圖亦係沿著圖7中之B-B’線取得。與顯示裝置900相比,顯示裝置1000缺少一高架整合式光圈層。因此,圖10省略圖9中展示之高架整合式光圈層901及光圈層固定器904之兩者。
此外,不同於圖8及圖9中展示之顯示裝置800及900,圖10中展示之顯示裝置1000係以一MEMS向下組態建立。即,陣列700係在顯示裝置1000之一前端基板1002上,背對朝向一背光1004製造。因此,光阻擋層707僅包含一光吸收層908。顯示裝置1000亦包含位於陣列700與背光1004之間之一單獨光圈板基板1010。一第二光阻擋層1012係在光圈板基板1010上形成。此第二光阻擋層1012包含一光反射層1014及一光吸收層1016。
如顯示裝置800及900,顯示裝置1000包含在併入至陣列700中之控制矩陣上方沈積之相對較厚的電絕緣材料818層。
圖11展示併有圖7中所示之顯示元件702之陣列700之又一顯示裝置1100之一剖面圖。圖11中所示之剖面圖係沿著圖7中所示之C-C’線取得。如圖8及圖9中所示之顯示裝置800及900,顯示裝置1100係以一MEMS向上組態製造。因此,陣列700係在一後端基板1102上,接近一背光1104且向上面朝向顯示裝置1100之前端處之一覆蓋版1106形成。
分別與在圖8、圖9及圖10中所示之顯示裝置800、900及1000相比,顯示裝置1100省略較厚的電絕緣材料818層。代替性地,顯示裝置1100僅依靠併入至陣列700中之控制矩陣1101之最上面的互連件與其顯示元件702之懸浮式組件之間之一增大的距離來減小由起因於增大的電容之非所要電場及效能降級引起之風險。因此,顯示裝置1100
包含高於顯示裝置800、900及1000中包含之負載固定器及驅動固定器之負載固定器708及驅動固定器712。隨著更高的固定器708及712,控制矩陣中最上方面的互連件與陣列700中之最靠近的懸浮式組件之間垂直於基板1102之平面之距離大於約3微米且小於約12微米,如在顯示裝置800、900及1000中。在某些其他實施方案中,該總距離係在約5微米與約9微米之間。在某些其他實施方案中,該總距離係約7微米。
如併入至顯示裝置800及900中之控制矩陣815及915,控制矩陣1101包含分別安置於光阻擋層707及寫入啟用互連件720(未展示)之頂部上之第一介電質層812及第二介電質層814。由於控制矩陣1101省略較厚的電絕緣材料818層,故控制矩陣1101包含在快門敞開互連件722及快門關閉互連件724上方沈積之具有一標準IMD層厚度(諸如在約0.1微米與約1微米之間)之一第三介電材料層1110。介電質層812、814及1110係使用透明IMD材料形成。因此,將形成第一介電質層812、第二介電質層814及第三介電質層816之IMD材料保留在光阻擋層707中界定之光圈714上方,從而避免額外圖案化步驟且減小製造顯示裝置1100之成本。此外,至少第一介電質層812係使用一旋塗程序而非更昂貴的CVD或PECVD程序沈積。在某些其他實施方案中,介電材料層係使用保形沈積程序及/或使用光吸收IMD材料形成。
圖12及圖13係圖解說明包含複數個顯示元件之一顯示器件40之例示性系統方塊圖。顯示器件40可係(例如)一智慧型手機、一蜂巢式電話或移動電話。然而,顯示器件40之相同組件或其輕微變體亦係對各種類型的顯示器件(諸如,電視、電腦、平板電腦、電子書閱讀器手持式器件及可攜式媒體器件)之闡釋。
顯示器件40包含一外殼41、一顯示器30、一天線43、一揚聲器45、一輸入器件48及一麥克風46。外殼41可由多種製造程序(包含射
出成型及真空成形)之任一者形成。此外,外殼41可由多種材料(包含(但不限於):塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其等之組合)中之任一者製成。外殼41可包含可移除部分(未展示),該可移除部分可與不同色彩或含有不同標誌、圖像或符號之其他可移除部分互換。
如本文描述,顯示器30可為多種顯示器中之任一者,包含一雙穩態或類比顯示器。顯示器30亦可經組態以包含一平板顯示器(諸如,電漿、電致發光(EL)顯示器、OLED、超扭轉向列(STN)顯示器、LCD或薄膜電晶體(TFT)LCD)或一非平板顯示器(諸如,一陰極射線顯像管(CRT)或其他電子管器件)。此外,如本文中描述,顯示器30可包含一基於機械光調變器之顯示器。
圖12中示意地圖解說明顯示器件40之組件。顯示器件40包含一外殼41且可包含至少部分圍封在該外殼41中之額外組件。例如,顯示器件40包含一網路介面27,該網路介面27包含可耦合至一收發器47之一天線43。網路介面27可係可在顯示器件40上顯示之影像資料之一源。因此,網路介面27係一影像源模組之一實例,但處理器21及輸入器件48亦可用作一影像源模組。收發器47係連接至一處理器21,該處理器21係連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節一信號(諸如,過濾或以其他方式操作一信號)。調節硬體52可連接至一揚聲器45及一麥克風46。處理器21亦可連接至一輸入器件48及一驅動器控制器29。驅動器控制器29可耦合至一圖框緩衝器28及一陣列驅動器22,該陣列驅動器22又可耦合至一顯示陣列30。在顯示器件40中之一或多個元件(包含未在圖12中明確描繪之元件)可經組態以運作為一記憶體器件及經組態以與處理器21通信。在某些實施方案中,一電源供應器50可將電力提供至在特定顯示器件40設計中之實質上所有組件。
網路介面27包含天線43及收發器47,使得顯示器件40可經由一網路與一或多個器件通信。網路介面27亦可具有某些處理能力以減輕
例如)處理器21之資料處理要求。天線43可傳輸並接收信號。在某些實施方案中,天線43根據IEEE 16.11標準(包含IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包含IEEE 802.11a、b、g、n及其進一步實施方案)傳輸及接收射頻(RF)信號。在某些其他實施方案中,天線43根據Bluetooth®標準傳輸及接收RF信號。在一蜂巢式電話之情況中,天線43經設計以接收分碼多重存取(CDMA)、分頻多重存取(FDMA)、分時多重存取(TDMA)、全球行動通信系統(GSM)、GSM/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、地面中繼無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修訂版A、EV-DO修訂版B、高速封包存取(HSPA)、高速下行鏈路封包存取(HSDPA)、高速上行鏈路封包存取(HSUPA)、演進型高速封包存取(HSPA+)、長期演進技術(LTE)、AMPS或用以在一無線網路(諸如利用3G、4G或5G技術之一系統)內通信之其他已知信號。收發器47可預處理自天線43接收之信號,使得處理器21可接收並進一步操縱信號。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號,使得可經由天線43自顯示器件40傳輸該等信號。
在某些實施方案中,可由一接收器取代收發器47。此外,在某些實施方案中,可由一影像源取代網路介面27,該影像源可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料。處理器21可控制顯示器件40之總體操作。處理器21接收資料(諸如來自網路介面27或一影像源之壓縮影像資料)並將資料處理為原始影像資料或可易於處理為原始影像資料之一格式。處理器21可將經處理之資料發送至驅動器控制器29或圖框緩衝器28以進行儲存。原始資料通常指代識別一影像內之每一位置處之影像特性之資訊。例如,此等影像特性可包含色彩、飽和度及灰階度。
處理器21可包含用以控制顯示器件40之操作之一微控制器、CPU
或邏輯單元。調節硬體52可包含用於將信號傳輸至揚聲器45及用於自麥克風46接收信號之放大器及濾波器。調節硬體52可為顯示器件40內之離散組件,或可併入處理器21或其他組件內。
驅動器控制器29可直接自處理器21或自圖框緩衝器28取得由處理器21產生之原始影像資料且可適當地重新格式化原始影像資料以使其高速傳輸至陣列驅動器22。在某些實施方案中,驅動器控制器29可將該原始影像資料重新格式化為具有類光柵格式之一資料流,使得該原始影像資料具有適合跨顯示陣列30掃描之一時序。接著,驅動器控制器29將經格式化之資訊發送至陣列驅動器22。雖然一驅動器控制器29(諸如一LCD控制器)通常係作為一獨立積體電路(IC)而與系統處理器21相關聯,但是此等控制器可以許多方式實施。例如,控制器可作為硬體嵌入於處理器21中、作為軟體嵌入於處理器21中或以硬體形式與陣列驅動器22完全整合在一起。
陣列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化之資訊且可將視訊資料重新格式化為一組平行波形,該組平行波形係按每秒多次地施加至來自顯示器之x-y顯示元件矩陣之數百及有時數千個(或更多)引線。在某些實施方案中,陣列驅動器22及顯示陣列30係一顯示模組之一部分。在某些實施方案中,驅動控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30係顯示模組之一部分。
在某些實施方案中,驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示陣列30係適合本文中描述之任何類型的顯示器。例如,驅動器控制器29可為一習知顯示控制器或一雙穩態顯示控制器(諸如,一機械光調變器顯示元件控制器)。此外,陣列驅動器22可為一習知驅動器或一雙穩態顯示驅動器(諸如,一機械光調變器顯示元件控制器)。此外,顯示陣列30可為一習知顯示陣列或一雙穩態顯示陣列(諸如,包含一機械光調變器顯示元件陣列之一顯示器)。在某些實施方案中,驅動器
控制器29可與陣列驅動器22整合。此一實施方案可用於高度整合系統(例如,行動電話、可攜式電子器件、手錶或小面積顯示器)中。
在某些實施方案中,輸入器件48可經組態以容許(例如)一使用者控制顯示器件40之操作。輸入器件48可包含一小鍵盤(諸如一QWERTY鍵盤或一電話小鍵盤)、一按鈕、一開關、一搖桿、一觸敏螢幕、與顯示陣列30整合之一觸敏螢幕或一壓敏膜或熱敏膜。麥克風46可組態為顯示器件40之一輸入器件。在某些實施方案中,透過麥克風46之語音命令可用於控制顯示器件40之操作。
電源供應器50可包含多種能量儲存器件。例如,電源供應器50可為一可再充電電池,諸如一鎳鎘電池或一鋰離子電池。在使用一可再充電電池之實施方案中,可再充電電池可使用來自(例如)一壁式插座或一光伏打器件或陣列之電力來充電。替代地,可充電電池可以無線方式充電。電源供應器50亦可為一可再生能源、一電容器或一太陽能電池(包含一塑膠太陽能電池或一太陽能電池漆)。電源供應器50亦可經組態以自一壁式插座接收電力。
在某些實施方案中,控制可程式化性駐存於可位於電子顯示系統中之若干位置中之驅動器控制器29中。在某些其他實施方案中,控制可程式化性駐存於陣列驅動器22中。可在任何數目個硬體及/或軟體組件及各種組態中實施上述最佳化。
如本文中使用,與一系列物項中之「至少一者」有關之一片語係指該等物項之任何組合,包含單一部件。作為一實例,「a、b或c中之至少一者」意欲涵蓋:a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c。
結合本文中揭示之實施方案進行描述之各種闡釋性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算法可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。已在功能性方面大體上描述且在上述各種闡釋性組件、區塊、模組、電路及程序中圖解說明硬體及軟體之可互換性。此功能性係以硬
體或是軟體實施取決於特定應用及強加於整個系統之設計限制。
可使用以下各者實施或執行用以實施結合本文中揭示之態樣進行描述之各種闡釋性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置:一通用單晶片或多晶片處理器、一數位信號處理器(DSP)、一特殊應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其等經設計以執行本文中描述之功能之任何組合。一通用處理器可為一微處理器或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。一處理器亦可實施為計算器件之一組合(例如,一DSP與一微處理器之一組合)、複數個微處理器、結合一DSP核心之一或多個微處理器或任何其他此組態。在某些實施方案中,可藉由專用於一給定功能之電路執行特定程序及方法。
在一或多項態樣中,可在硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(包含本說明書中揭示之結構及其等效結構)中或在其等任何組合中實施所描繪之功能。本說明書中描述之標的之實施方案亦可實施為一或多個電腦程式,即,在一電腦儲存媒體上編碼以供資料處理裝置執行或控制資料處理設備之操作之一或多個電腦程式指令模組。
熟習此項技術者容易明白本發明中描述之實施方案之各種修改,且本文定義之一般原理在不脫離本發明之精神及範疇之情況中可應用於其他實施方案。因此,申請專利範圍不旨在限於本文所示之實施方案,反而被授予與本發明、本文揭示之原理及新穎特徵一致之最廣範疇。
此外,熟習此項技術者將容易了解,術語「上」及「下」有時係為便於描述圖式且指示對應於一適當定向頁面上之圖式定向之相對位置而使用,且可能不反映如所實施之任何器件之適當定向。
於本說明書中在單獨實施方案之背景內容中描述之某些特徵亦
可在一單一實施方案中組合實施。相反,在一單一實施方案之背景內容中描述之各種特徵亦可在多項實施方案中單獨實施或以任何適當子組合實施。此外,雖然上文可將特徵描述為以某些組合起作用且甚至最初如此主張,但在某些情況中,來自一所主張之組合之一或多個特徵可自組合中去除且所主張的組合可關於一子組合或一子組合之變體。
類似地,雖然在圖式中以一特定順序描繪操作,但是此不應理解為需要以所展示之特定順序或循序順序執行此等操作,或執行所有經圖解之操作以達成所要結果。此外,圖式可以一流程圖之形式示意地描繪一或多個例示性程序。然而,未經描繪之其他操作可併入於經示意性圖解之例示性程序中。例如,可在經圖解之操作之任一者之前、之後、與其同時或在其之間執行一或多個額外操作。在某些境況中,多重任務處理及並行處理可為有利。此外,在上述實施方案中之各種系統組件之分離不應理解為在所有實施方案中皆需要此分離,且應理解為所描述之程式組件及系統通常可一起整合於一單一軟體產品中或可封裝至多個軟體產品中。此外,其他實施方案係在下列申請專利範圍之範疇內。在某些情況中,申請專利範圍中敘述之動作可以一不同順序執行且仍達成所要結果。
704‧‧‧快門
706‧‧‧負載樑
707‧‧‧光阻擋層/雙層光吸收層
710‧‧‧驅動樑
714‧‧‧光圈
722‧‧‧快門敞開資料互連件
724‧‧‧快門關閉資料互連件
803‧‧‧光阻擋層
804‧‧‧覆蓋板
806‧‧‧背光
808‧‧‧反射層
810‧‧‧光吸收層
812‧‧‧第一介電質層
816‧‧‧電場
818‧‧‧電絕緣材料
820‧‧‧鈍化層
900‧‧‧顯示裝置
901‧‧‧高架整合式光圈層
902‧‧‧後端基板
904‧‧‧光圈層固定器
915‧‧‧控制矩陣
Claims (22)
- 一種具有機電系統(EMS)顯示元件陣列之裝置,其包括:一顯示元件陣列,各顯示元件具有懸浮式組件,該等懸浮式組件包含一可移動光阻擋組件及耦合至該可移動光阻擋組件之一傳導性樑;一控制矩陣,其包含複數個互連件,該等互連件包含至少一個切換式互連件,該至少一個切換式互連件耦合至該陣列中之複數個該等顯示元件之部分,在該傳導性樑及該可移動光阻擋組件中之至少一者下方通過且與該等可移動光阻擋組件電隔離;及一電絕緣層,其具有大於約1微米且小於約5微米之一厚度,安置在該至少一個切換式互連件與該等顯示元件之該等懸浮式組件之間。
- 如請求項1之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其中該電絕緣層安置在該控制矩陣之一最上面的互連件與該等顯示裝置之該等懸浮式組件之間。
- 如請求項1之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其中該等顯示元件中之各者之該傳導性樑耦合至一固定器,且該電絕緣層安置在支撐該等顯示元件之該等傳導性樑之該等固定器下方。
- 如請求項1之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其中該電絕緣層具有大於約1.5微米且小於約4微米之一厚度。
- 如請求項1之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其中該電絕緣層具有大於約2微米且小於約4微米之一厚度。
- 如請求項1之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其進一步包括一光阻擋層,該光阻擋層位於該光阻擋組件與一背光之間,其中該 切換式互連件安置在該光阻擋層上方。
- 如請求項6之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其中該光阻擋層包含複數個開口,且各顯示元件之該光阻擋組件經組態以移動成對準於及不對準於該光阻擋層中之一對應的開口。
- 如請求項7之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其中該電絕緣層在該複數個開口上方延伸。
- 如請求項1之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其中該切換式互連件包含一資料互連件、一寫入啟用互連件及一致動電壓互連件中之至少一者。
- 如請求項1之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其中該切換式互連件包含耦合至該顯示元件陣列之多個列及多個行中之顯示元件之一互連件。
- 如請求項1之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其中該電絕緣層係光吸收的。
- 如請求項1之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其中該電絕緣層係實質上透明的。
- 如請求項1之具有EMS顯示元件陣列之裝置,其包括:一顯示器;一處理器,其經組態以與該顯示器通信,該處理器經組態以處理影像資料;及一記憶體器件,其經組態以與該處理器通信。
- 如請求項13之具有EMS顯示元件陣列之裝置,該顯示器進一步包含:一驅動電路,其經組態以將至少一信號發送至該顯示器;及一控制器,其經組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動電路。
- 如請求項13之具有EMS顯示元件陣列之裝置,該顯示器進一步包含:一影像源模組,其經組態以將該影像資料發送至該處理器,其中該影像源模組包括一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。
- 如請求項13之具有EMS顯示元件陣列之裝置,該顯示器進一步包含:一輸入器件,其經組態以接收輸入資料且將該輸入資料傳達至該處理器。
- 一種顯示器件,其包括:一顯示元件陣列,各顯示元件包含一光調變構件;一控制矩陣,其包含複數個互連件,包含至少一個切換式互連件,該至少一個切換式互連件耦合至該陣列中之複數個該等顯示元件之部分,在該光調變構件之至少一部分之下方通過且與該光調變構件電隔離;及一構件,其用於減小該光調變構件上自該切換式互連件發射之一電場之強度。
- 如請求項17之顯示器件,其中該光調變構件包含一光阻擋快門,該光阻擋快門藉由一柔性樑懸浮在一基板上方。
- 如請求項17之顯示器件,其中用於減小該電場之該強度之該構件包含一電絕緣層,該電絕緣層安置在該切換式互連件與該光調變構件之間。
- 如請求項17之顯示器件,其中該電絕緣層具有大於約1微米且小於約5微米之一厚度。
- 如請求項17之顯示器件,其包含用於減小該控制矩陣中之該等互連件之電容之構件。
- 如請求項21之顯示器件,其中用於減小該等互連件之該電容之該構件包含用於減小該電場之該強度之該構件。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/718,833 US9223128B2 (en) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | Display apparatus with densely packed electromechanical systems display elements |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201432304A TW201432304A (zh) | 2014-08-16 |
| TWI490541B true TWI490541B (zh) | 2015-07-01 |
Family
ID=49943508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW102145977A TWI490541B (zh) | 2012-12-18 | 2013-12-12 | 具有緻密堆積機電系統顯示元件之顯示裝置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9223128B2 (zh) |
| JP (1) | JP2016504625A (zh) |
| KR (1) | KR20150097623A (zh) |
| CN (1) | CN104903770A (zh) |
| TW (1) | TWI490541B (zh) |
| WO (1) | WO2014099599A1 (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160070393A1 (en) * | 2014-09-08 | 2016-03-10 | Aliphcom | Wearable devices including metalized interfaces and strap-integrated sensor electrodes |
| US20150185466A1 (en) * | 2014-01-02 | 2015-07-02 | Pixtronix, Inc. | Shutter-based light modulators incorporating tiered backplane slot structures |
| US20160073503A1 (en) * | 2014-09-08 | 2016-03-10 | Aliphcom | Strap band including electrodes for wearable devices and formation thereof |
| US20160209641A1 (en) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | Pixtronix, Inc. | Light modulators incorporating multiple integrated low-capacitance interconnects |
| WO2016191063A1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Snaptrack, Inc. | Passivated microelectromechanical structures and methods |
| JP7015104B2 (ja) * | 2016-07-04 | 2022-02-15 | エドワード・パクチャン | Memsディスプレイ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060187528A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Pixtronix, Incorporated | Methods and apparatus for spatial light modulation |
| TW201238010A (en) * | 2010-12-22 | 2012-09-16 | Qualcomm Mems Technologies Inc | Method of fabrication and resultant encapsulated electromechanical device |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6816296B2 (en) | 1997-10-29 | 2004-11-09 | Teloptics Corporation | Optical switching network and network node and method of optical switching |
| US6511869B2 (en) | 2000-12-05 | 2003-01-28 | International Business Machines Corporation | Thin film transistors with self-aligned transparent pixel electrode |
| KR20040106528A (ko) * | 2002-05-15 | 2004-12-17 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 평면 패널 디스플레이 제조 방법 |
| US6700173B1 (en) | 2002-08-20 | 2004-03-02 | Memx, Inc. | Electrically isolated support for overlying MEM structure |
| US7564612B2 (en) * | 2004-09-27 | 2009-07-21 | Idc, Llc | Photonic MEMS and structures |
| US7230749B2 (en) | 2005-02-18 | 2007-06-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Light blocking electrical interconnect |
| CA2817616A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-31 | Pixtronix, Inc. | A display utilizing a control matrix to control movement of mems-based light modulators |
| CN101576656B (zh) * | 2005-02-23 | 2012-05-30 | 皮克斯特罗尼克斯公司 | 显示方法和装置 |
| EP1859311B1 (en) | 2005-02-23 | 2008-11-19 | Pixtronix Inc. | Light modulator and method for manufature thereof |
| US7999994B2 (en) | 2005-02-23 | 2011-08-16 | Pixtronix, Inc. | Display apparatus and methods for manufacture thereof |
| US9261694B2 (en) | 2005-02-23 | 2016-02-16 | Pixtronix, Inc. | Display apparatus and methods for manufacture thereof |
| US20080158635A1 (en) | 2005-02-23 | 2008-07-03 | Pixtronix, Inc. | Display apparatus and methods for manufacture thereof |
| KR20080053035A (ko) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | 삼성전자주식회사 | 전기영동 표시장치 |
| JP4561813B2 (ja) * | 2007-11-09 | 2010-10-13 | セイコーエプソン株式会社 | アクティブマトリクス装置、電気光学表示装置、および電子機器 |
| KR101682931B1 (ko) * | 2010-03-26 | 2016-12-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | 멤스 셔터 및 이를 갖는 표시장치 |
| JP5628604B2 (ja) * | 2010-09-07 | 2014-11-19 | ミツミ電機株式会社 | バックライト装置、該バックライト装置を備えた表示装置及び照明装置 |
| KR20120102387A (ko) * | 2011-03-08 | 2012-09-18 | 삼성전자주식회사 | 표시 장치와 이의 제조 방법 |
-
2012
- 2012-12-18 US US13/718,833 patent/US9223128B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-12-12 KR KR1020157018763A patent/KR20150097623A/ko not_active Ceased
- 2013-12-12 CN CN201380065747.9A patent/CN104903770A/zh active Pending
- 2013-12-12 WO PCT/US2013/074634 patent/WO2014099599A1/en not_active Ceased
- 2013-12-12 TW TW102145977A patent/TWI490541B/zh not_active IP Right Cessation
- 2013-12-12 JP JP2015549495A patent/JP2016504625A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060187528A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Pixtronix, Incorporated | Methods and apparatus for spatial light modulation |
| TW201238010A (en) * | 2010-12-22 | 2012-09-16 | Qualcomm Mems Technologies Inc | Method of fabrication and resultant encapsulated electromechanical device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104903770A (zh) | 2015-09-09 |
| TW201432304A (zh) | 2014-08-16 |
| WO2014099599A1 (en) | 2014-06-26 |
| KR20150097623A (ko) | 2015-08-26 |
| US9223128B2 (en) | 2015-12-29 |
| JP2016504625A (ja) | 2016-02-12 |
| US20140168235A1 (en) | 2014-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103959131B (zh) | 并有电荷消散表面的机电系统显示设备 | |
| TWI518365B (zh) | 顯示裝置及製造干涉式光吸收結構之方法 | |
| US20140184573A1 (en) | Electromechanical Systems Color Transflective Display Apparatus | |
| US20140184621A1 (en) | Display apparatus including dual actuation axis electromechanical systems light modulators | |
| TWI490541B (zh) | 具有緻密堆積機電系統顯示元件之顯示裝置 | |
| TWI519813B (zh) | 具有交錯之顯示元件排列之顯示器 | |
| TW201447380A (zh) | 針對時間上交插自動立體視覺三維(3d)顯示裝置之視差快門屏障 | |
| TWI534070B (zh) | 可填充流體之裝置及製造可填充流體之器件之方法 | |
| US9217857B2 (en) | Multi-state shutter assemblies having segmented drive electrode sets | |
| JP2016517541A (ja) | 液体充填ディスプレイにおける微小泡発生のためのシステムおよび方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |