具有改进均匀度的微机电系统装置及制造所述装置的方法.pdf

本发明揭示一种微机电系统(MEMS)装置及制造所述装置的方法。在一个方面中，例如干涉式调制器等MEMS包含支撑可变形反射层的一个或一个以上细长内部柱及支撑轨条，其中所述细长内部柱完全位于干涉式腔内且与所述支撑轨条平行对齐。在另一方面中，所述干涉式调制器包含一个或一个以上细长蚀刻释放孔，所述孔形成于所述可变形反射层中且与形成于所述可变形反射层中的界定所述可变形反射层的平行条带的通道平行对齐。

1.  一种制造微机电装置的方法，其包括：
在衬底上形成牺牲层；
在所述牺牲层中形成两个或两个以上大体上平行的第一通道以借此形成所述牺牲层的至少一个条带；
在所述形成的第一通道中形成支撑轨条；
在所述牺牲层的所述条带中形成第一细长开口；
在所述第一细长开口中形成细长柱；
在所述牺牲层、所述支撑轨条及所述细长柱上形成可变形层；
在所述可变形层中形成一个或一个以上第二通道以借此形成所述可变形层的至少一个条带，所述可变形层的所述条带大体上垂直于所述牺牲层的所述条带；以及
移除所述牺牲层以在所述可变形层的所述条带与所述衬底之间形成腔，所述腔在两侧上与所述支撑轨条毗接；
其中所述支撑轨条在所述腔的所述两侧上支撑所述可变形层；其中所述细长柱在所述腔内；且其中所述细长柱经对齐以使得伸长方向大体上平行于所述支撑轨条。

2.  根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在移除所述牺牲层之前在所述可变形层中形成至少一个细长开口，所述细长开口大体上平行于形成于所述可变形层中的所述第二通道而对齐。

3.  根据权利要求2所述的方法，其中所述细长开口中的至少一者位于所述细长柱中的一者上。

4.  根据权利要求2所述的方法，其中所述细长开口中的至少一者位于所述支撑轨条中的一者上。

5.  根据权利要求1到4中任一权利要求所述的方法，其中形成所述一个或一个以上第二通道产生所述可变形层的两个平行条带，所述方法进一步包括：
在所述牺牲层的所述条带中形成第二细长开口；以及
在所述第二细长开口中形成第二细长柱，
其中所述第二细长柱的所述伸长方向大体上平行于所述支撑轨条，且其中所述第二细长柱经定位以支撑所述可变形层的所述两个平行条带。

6.  根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其中所述第一与第二细长柱具有大体上相同的尺寸。

7.  一种通过根据权利要求1到6中任一权利要求所述的方法制造的干涉式调制器。

8.  一种制造微机电装置的方法，其包括：
在衬底上形成牺牲层；
在所述牺牲层中形成两个或两个以上大体上平行的第一通道，以借此形成所述牺牲层的至少一个条带；
在所述形成的第一通道中形成支撑轨条；
在所述牺牲层上及在所述支撑轨条上形成可变形层；
在所述可变形层中形成一个或一个以上第二通道以借此形成所述可变形层的至少一个条带，所述可变形层的所述条带大体上垂直于所述牺牲层的所述条带；
在所述可变形层的所述条带中形成一个或一个以上第一细长开口，其中所述第一细长开口的伸长方向大体上平行于所述可变形层的所述条带；以及
移除所述牺牲层以在所述可变形层的所述条带与所述衬底之间形成腔，所述腔在两侧上与所述支撑轨条毗接。

9.  根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：
在所述牺牲层的所述条带中形成一个或一个以上第二细长开口，其中所述第二细长开口的所述伸长方向大体上垂直于所述牺牲层的所述条带而对齐；以及
在所述第二细长开口中形成一个或一个以上细长柱。

10.  一种微机电装置，其包括：
衬底；
多个可变形薄膜；
多个支撑结构，其布置在所述衬底上且经配置以支撑所述可变形薄膜；以及
多个腔，其由所述衬底、所述支撑结构及所述可变形薄膜界定；
其中所述多个支撑结构包括将所述多个腔分成一个或一个以上行的在第一方向上对齐的支撑轨条，及位于所述支撑轨条之间且完全位于所述腔中的一者内的至少一个细长支撑柱，且此外，其中所述细长支撑柱经对齐以使得伸长方向大体上平行于所述支撑轨条。

11.  根据权利要求10所述的装置，其中所述多个支撑结构由相同材料形成。

12.  根据权利要求10或11所述的装置，其中所述多个支撑结构在所述可变形薄膜的面向所述衬底的下表面上支撑所述可变形薄膜。

13.  根据权利要求10到12中任一权利要求所述的装置，其中所述多个可变形薄膜被配置为两个或两个以上列，每一列包括所述腔中的两者或两者以上，所述列大体上垂直于所述一个或一个以上行，其中所述可变形薄膜包括形成于所述可变形薄膜中的至少一个细长开口，其中所述细长开口的伸长轴大体上平行于所述两个或两个以上列。

14.  根据权利要求10到12中任一权利要求所述的装置，其中所述多个可变形薄膜被配置为两个或两个以上列，每一列包括所述腔中的两者或两者以上，所述列大体上垂直于所述一个或一个以上行，其中所述多个支撑结构进一步包括经配置以支撑所述可变形薄膜的所述两个列的至少一个细长边缘柱。

15.  根据权利要求14所述的装置，其中所述腔内部的所述细长支撑柱与所述细长边缘柱具有大体上相同的尺寸。

16.  一种包括根据权利要求10到15中任一权利要求所述的装置的干涉式调制器阵列。

17.  一种显示器装置，其包括：
根据权利要求16所述的干涉式调制器阵列；
处理器，其经配置以与所述阵列通信，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。

18.  根据权利要求17所述的显示器装置，其进一步包括经配置以将至少一个信号发送到所述阵列的驱动器电路。

19.  根据权利要求18所述的显示器装置，其进一步包括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的控制器。

20.  根据权利要求17或18所述的显示器装置，其进一步包括经配置以将所述图像数据发送到所述处理器的图像源模块。

21.  根据权利要求20所述的显示器装置，其中所述图像源模块包括接收器、收发器及发射器中的至少一者。

22.  根据权利要求18到21中任一权利要求所述的显示器装置，其进一步包括经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器的输入装置。

23.  一种微机电装置，其包括：
衬底；
两个或两个以上导电行电极，其形成于所述衬底上；
多个支撑轨条，其形成于所述衬底上且经配置以分离所述两个或两个以上行电极；
两个或两个以上可变形列电极，其由所述多个支撑轨条支撑，所述列电极大体上垂直于所述行电极；
多个细长开口，其形成于所述可变形列电极中，其中所述细长开口经对齐以使得伸长方向大体上平行于所述列电极；以及
腔阵列，其由所述行电极、所述支撑轨条及所述可变形列电极界定；
其中至少一个细长开口至少部分地位于所述腔中的每一者中。

24.  根据权利要求23所述的装置，其进一步包括一个或一个以上细长柱，所述一个或一个以上细长柱形成于所述衬底上且至少部分地位于所述腔中的一者内且支撑所述可变形列电极中的一者或一者以上，所述细长柱的伸长轴大体上平行于所述行电极。

25.  根据权利要求24所述的装置，其中所述细长柱中的至少一者经配置以在所述列电极的两个列电极之间的边缘空间中支撑所述两个列电极。

26.  根据权利要求24所述的装置，其中所述细长柱中的至少一者定位于所述腔中的一者内部。

27.  根据权利要求26所述的装置，其中所述细长开口中的至少一者与定位于所述腔的所述内部的所述细长柱的一部分重叠。

28.  根据权利要求23到27中任一权利要求所述的装置，其中所述细长开口中的至少一者与所述支撑轨条中的一者的一部分重叠。

29.  一种干涉式调制器，其包括：
用于透射光的装置；
用于反射光的装置，所述反射装置可朝向或远离所述透射装置而移动；以及
用于支撑所述反射装置且用于改进所述反射装置的应力状态的均匀度的装置。

30.  根据权利要求29所述的干涉式调制器，其中所述透射装置包括光学堆叠。

31.  根据权利要求29或30所述的干涉式调制器，其中所述反射装置包括可变形薄膜。

32.  根据权利要求29到31中任一权利要求所述的干涉式调制器，其中所述支撑装置包括两个轨条及一细长柱，其中所述两个轨条毗接所述反射装置与所述透射装置之间的腔的相对侧，且所述细长柱完全位于所述腔内且在伸长方向上与所述轨条平行对齐。

33.  一种干涉式调制器，其包括：
用于透射光的装置；
用于反射光的装置，所述反射装置可朝向或远离所述透射装置而移动；
用于支撑所述反射装置的装置；以及
用于排放来自所述反射装置与所述透射装置之间的腔的蚀刻气体且用于改进所述反射装置的应力状态的均匀度的装置。

34.  根据权利要求33所述的干涉式调制器，其中所述透射装置包括光学堆叠。

35.  根据权利要求33或34所述的干涉式调制器，其中所述反射装置包括可变形薄膜。

36.  根据权利要求33到35中任一权利要求所述的干涉式调制器，其中所述支撑装置包括两个轨条，其中所述两个轨条毗接所述腔的相对侧。

37.  根据权利要求33到36中任一权利要求所述的干涉式调制器，其中所述排放装置包括所述反射装置中的细长开口，所述细长开口的伸长方向垂直于所述支撑装置的伸长方向而对齐。

具有改进均匀度的微机电系统装置及制造所述装置的方法
技术领域
本发明涉及微机电系统。更明确地说，本发明涉及用于改进例如干涉式调制器的微机电系统的性能的方法及设备。
背景技术
微机电系统(MEMS)包含微机械元件、激活器和电子装置。可使用沉积、蚀刻和/或其它蚀刻掉衬底和/或已沉积材料层的部分或者添加层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生微机械元件。一种类型的MEMS装置称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指的是一种使用光学干涉原理选择性地吸收且/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包括一对导电板，其中之一或两者可能整体或部分透明且/或具有反射性，且能够在施加适当电信号时进行相对运动。在特定实施例中，一个板可包括沉积在衬底上的固定层，且另一个板可包括通过气隙与固定层分离的金属薄膜。如本文更详细描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广范围的应用，且在此项技术中，利用且/或修改这些类型装置的特性使得其特征可被发掘用于改进现有产品和创建尚未开发的新产品，将是有益的。
发明内容
本发明的系统、方法及装置各自具有若干方面，所述方面中的单个方面并不单独负责其所要属性。在不限制本发明的范围的情况下，将简要论述其较显著特征。在考虑本论述之后，且尤其在阅读名称为“具体实施方式”的部分之后，将了解本发明的特征如何提供优于其它显示器装置的优势。
一方面提供一种制造微机电系统(MEMS)装置的方法。本方面的方法包含：在衬底上形成牺牲层；在所述牺牲层中形成两个或两个以上大体上平行的第一通道以借此形成所述牺牲层的至少一个条带；及在所述形成的第一通道中形成支撑轨条。所述方法进一步包含：在所述牺牲层的条带中形成第一细长开口；在所述第一细长开口中形成细长柱；在所述牺牲层、所述支撑轨条及所述细长柱上形成可变形层；在所述可变形层中形成一个或一个以上第二通道以借此形成所述可变形层的至少一个条带，所述可变形层的所述条带大体上垂直于所述牺牲层的条带。所述方法进一步包含：移除所述牺牲层以在所述可变形层的所述条带与所述衬底之间形成腔，且所述腔在两侧上与所述支撑轨条毗接，其中所述支撑轨条在所述腔的所述两侧上支撑所述可变形层，其中所述细长柱经对齐以使得伸长方向大体上平行于所述支撑轨条。
另一方面提供一种制造微机电系统(MEMS)装置的方法。本方面的方法包含：在衬底上形成牺牲层；在所述牺牲层中形成两个或两个以上大体上平行的第一通道以借此形成所述牺牲层的至少一个大体上平行的条带；在所述形成的第一通道中形成支撑轨条；及在所述牺牲层及所述支撑轨条上形成可变形层。所述方法进一步包含：在所述可变形层中形成一个或一个以上第二通道以借此形成所述可变形层的至少一个条带，所述可变形层的条带大体上垂直于所述牺牲层的条带；在所述可变形层的条带中形成一个或一个以上第一细长开口，其中所述第一细长开口的伸长方向大体上平行于所述可变形层的所述条带；及移除所述牺牲层以在所述可变形层的条带与所述衬底之间形成腔，所述腔在两侧上与所述支撑轨条毗接。
另一方面提供一种微机电系统(MEMS)装置。本方面的MEMS装置包含：用于导电、透射光或用于进行其两者的第一装置；用于导电、反射光或用于进行其两者的第二装置，所述第二装置可朝向或远离所述第一装置移动；用于支撑所述第二装置的第三装置；用于支撑至少所述第一装置、所述第二装置及所述第三装置的第四装置；及用于改进所述第二装置的应力状态的均匀度的第五装置。
下文更详细地描述这些和其它实施例。
附图说明
图1是描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于激活位置。
图2是说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统框图。
图3是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对所施加电压的图。
图4是可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行和列电压的说明。
图5A说明图2的3×3干涉式调制器显示器中的显示器数据的一个示范性帧。
图5B说明可用于写入图5A的帧的行和列信号的一个示范性时序图。
图6A和图6B是说明包括多个干涉式调制器的视觉显示器装置的实施例的系统框图。
图7A是图1的装置的横截面。
图7B是干涉式调制器的替代实施例的横截面。
图7C是干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。
图7D是干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。
图7E是干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。
图8为说明制造干涉式调制器的方法的实施例中的某些步骤的流程图。
图9为描绘可使用图8的方法制造的干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的视图。
图10为描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中细长支撑柱位于行电极与可移动反射层之间的腔内部。
图11为描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中细长释放孔形成于可移动反射层中。
图12为说明制造干涉式调制器的方法的另一实施例中的某些步骤的流程图。
图13为描绘干涉式调制器的像素配置的一个实施例的视图，所述像素配置包含支撑轨条、细长支撑柱及细长释放孔，从而提供可移动反射层中的更均匀应力状态。
图14A及图14B为描绘图13的干涉式调制器的细长支撑柱与细长释放孔之间未对齐的视图。
所述图式仅为示意性的，未按比例绘制。
具体实施方式
以下详细描述针对本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以许多不同方式实施。在本描述内容中参看了附图，附图中所有相同部分用相同标号表示。如从以下描述中将了解，所述实施例可实施在经配置以显示不论运动(例如，视频)还是固定(例如，静止图像)的且不论文字还是图画的图像的任何装置中。更明确地说，预期所述实施例可实施在多种电子装置中或与多种电子装置关联，所述多种电子装置例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、座舱控制器和/或显示器、相机视图的显示器(例如，车辆中后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或指示牌、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如，一件珠宝上的图像显示器)。具有与本文中描述的装置类似的结构的MEMS装置也可用于例如电子切换装置的非显示器应用中。
本文中所描述的实施例提供具有改进性能的MEMS装置(且明确地说，干涉式调制器装置)及其制造方法。明确地说，描述用于改进像素区域上的反射颜色的均匀度的实施例。在一方面中，干涉式调制器包含支撑可变形反射层的一个或一个以上细长内部柱及支撑轨条，其中所述细长内部柱完全位于干涉式腔内且平行于所述支撑轨条而对齐。在另一方面中，干涉式调制器包含一个或一个以上细长蚀刻释放孔，其形成于所述可变形反射层中且平行于形成于所述可变形反射层中的界定所述可变形反射层的平行条带的通道而对齐。
图1中说明包括干涉式MEMS显示器元件的一个干涉式调制器显示器的实施例。在这些装置中，像素处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“接通”或“开启”)状态下，显示器元件将入射可见光的大部分反射到用户。当在黑暗(“断开”或“关闭”)状态下时，显示器元件将极少的入射可见光反射到用户。依据实施例而定，可颠倒“接通”和“断开”状态的光反射性质。MEMS像素可经配置以主要在选定色彩下反射，除了黑与白之外，其还允许彩色显示。
图1是描述视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图，其中每一像素包括MEMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包括这些干涉式调制器的一行/列阵列。每一干涉式调制器包含一对反射层，其定位成彼此相距可变且可控制的距离以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学间隙。在一个实施例中，可在两个位置之间移动所述反射层之一。在第一位置(本文中称为松弛位置)中，可移动反射层定位成距固定部分反射层相对较大的距离。在第二位置(本文中称为激活位置)中，可移动反射层定位成更紧密邻近所述部分反射层。视可移动反射层的位置而定，从所述两个层反射的入射光相长地或相消地进行干涉，从而为每一像素产生全反射状态或非反射状态。
图1中像素阵列的所描绘部分包含两个相邻干涉式调制器12a和12b。在左侧干涉式调制器12a中，说明可移动反射层或薄膜14a处于距包含部分反射层的光学堆叠16a预定距离处的松弛位置中。在右侧干涉式调制器12b中，说明可移动反射层或薄膜14b处于邻近于光学堆叠16b的激活位置中。
如本文所引用的光学堆叠16a和16b(统称为光学堆叠16)通常包括若干熔合层(fused layer)，所述熔合层可包含例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层和透明电介质。因此，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可通过(例如)将上述层的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。部分反射层可由为部分反射的多种材料(例如，各种金属、半导体及电介质)形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且层中的每一者可由单一材料或材料的组合形成。
在一些实施例中，光学堆叠16的层经图案化成为多个平行条带，且如下文中进一步描述，可在显示器装置中形成行电极。可移动反射层14a、14b可形成为沉积金属层(一层或多层)的一系列平行条带(与行电极16a、16b垂直)，所述金属层沉积在柱18和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上。当蚀刻去除牺牲材料时，可移动反射层14a、14b通过所界定的间隙19而与光学堆叠16a、16b分离。例如铝的高度导电且反射的材料可用于反射层14，且这些条带可在显示器装置中形成列电极。
在不施加电压的情况下，间隙19保留在可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中像素12a所说明。然而，当将电位差施加到选定的行和列时，形成在相应像素处的行电极与列电极的交叉处的电容器变得带电，且静电力将所述电极拉在一起。如果电压足够高，那么可移动反射层14变形且被迫抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的介电层(在此图中未图示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离，如图1中右侧的像素12b所说明。不管所施加的电位差的极性如何，表现均相同。以此方式，可控制反射像素状态对非反射像素状态的行/列激活在许多方面类似于常规LCD和其它显示技术中所使用的行/列激活。
图2到图5B说明在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性工艺和系统。
图2是说明可并入有本发明各方面的电子装置的一个实施例的系统框图。在所述示范性实施例中，所述电子装置包含处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM、PentiumPentiumPentiumPro、8051、Power)，或任何专用微处理器(例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列)。如此项技术中常规的做法，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统外，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含网络浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22通信。在一个实施例中，所述阵列驱动器22包含将信号提供到显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。在图2中以线1-1展示图1中说明的阵列的横截面。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列激活协议可利用图3中说明的这些装置的滞后性质。可能需要(例如)10伏的电位差来促使可移动层从松弛状态变形为激活状态。然而，当电压从所述值减小时，可移动层在电压降回10伏以下时维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到电压降到2伏以下时才完全松弛。因此，在图3中所说明的实例中，存在约3到7V的经施加电压窗口，在所述窗口内，装置在松弛状态或激活状态中均是稳定的。此窗口在本文中称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特性的显示器阵列来说，可设计行/列激活协议使得在行选通期间，已选通行中待激活的像素暴露于约10伏的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的电压差。在选通之后，所述像素暴露于约5伏的稳态电压差使得其维持在行选通使其所处的任何状态中。在此实例中，每一像素在被写入之后经历3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。此特征使图1中说明的像素设计在相同的施加电压条件下在激活或松弛预存在状态下均是稳定的。因为干涉式调制器的每一像素(不论处于激活还是松弛状态)本质上是由固定反射层和移动反射层形成的电容器，所以可在滞后窗口内的一电压下维持此稳定状态而几乎无功率消耗。本质上，如果所施加的电压是固定的，那么没有电流流入像素中。
在典型应用中，可通过根据第一行中所需组的激活像素断言所述组列电极来产生显示帧。接着将行脉冲施加到行1电极，从而激活对应于所断言的列线的像素。接着改变所述组已断言列电极以对应于第二行中所需组的激活像素。接着将脉冲施加到行2电极，从而根据已断言的列电极而激活行2中的适当像素。行1像素不受行2脉冲影响，且维持在其在行1脉冲期间被设定的状态中。可以连续方式对整个系列的行重复此过程以产生帧。通常，通过以每秒某一所需数目的帧的速度连续地重复此过程来用新的显示器数据刷新且/或更新所述帧。用于驱动像素阵列的行和列电极以产生显示帧的广泛种类的协议也是众所周知的且可结合本发明使用。
图4、图5A和图5B说明用于在图2的3×3阵列上形成显示帧的一个可能的激活协议。图4说明可用于使像素展示出图3的滞后曲线的一组可能的列和行电压电平。在图4实施例中，激活像素涉及将适当列设定为-V_bias，且将适当行设定为+ΔV，其分别可对应于-5伏和+5伏。松弛像素是通过将适当列设定为+V_bias，且将适当行设定为相同的+ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。在行电压维持在零伏的那些行中，不管列处于+V_bias还是-V_bias，像素在任何其最初所处的状态中均是稳定的。同样如图4中所说明，将了解，可使用具有与上述电压的极性相反的极性的电压，例如，激活像素可涉及将适当列设定为+V_bias，且将适当行设定为-ΔV。在此实施例中，释放像素是通过将适当列设定为-V_bias，且将适当行设定为相同的-ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。
图5B是展示施加到图2的3×3阵列的一系列行和列信号的时序图，所述系列的行和列信号将产生图5A中说明的显示器布置，其中被激活像素为非反射的。在对图5A中说明的帧进行写入之前，像素可处于任何状态，且在本实例中所有行均处于0伏，且所有列均处于+5伏。在这些所施加的电压的情况下，所有像素在其既有的激活或松弛状态中均是稳定的。
在图5A的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被激活。为了实现此目的，在行1的“线时间(line time)”期间，将列1和2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。因为所有像素均保留在3-7伏的稳定窗口中，所以这并不改变任何像素的状态。接着用从0升到5伏且返回零的脉冲选通行1。这激活了(1，1)和(1，2)像素且松弛了(1，3)像素。阵列中其它像素均不受影响。为了视需要设定行2，将列2设定为-5伏，且将列1和3设定为+5伏。施加到行2的相同选通接着将激活像素(2，2)且松弛像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中其它像素均不受影响。通过将列2和3设定为-5伏且将列1设定为+5伏来类似地设定行3。行3选通设定行3像素，如图5A中所示。在对帧进行写入之后，行电位为零，且列电位可维持在+5或-5伏，且接着显示器在图5A的布置中是稳定的。将了解，可将相同程序用于数十或数百个行和列的阵列。还将应了解，用于执行行和列激活的电压的时序、序列和电平可在上文所概述的一般原理内广泛变化，且上文的实例仅为示范性的，且任何激活电压方法均可与本文描述的系统和方法一起使用。
图6A和图6B是说明显示器装置40的实施例的系统框图。显示器装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示器装置40的相同组件或其稍微变化形式也说明例如电视和便携式媒体播放器的各种类型的显示器装置。
显示器装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48和麦克风46。外壳41通常由所属领域的技术人员众所周知的多种制造工艺的任一者形成，所述工艺包含注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料的任一者制成，所述材料包含(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。在一个实施例中，外壳41包含可去除部分(未图示)，所述可去除部分可与其它具有不同颜色或含有不同标记、图画或符号的可去除部分互换。
如本文中所描述，示范性显示器装置40的显示器30可为包含双稳态显示器(bi-stable display)在内的多种显示器的任一者。在其它实施例中，如所属领域的技术人员众所周知，显示器30包含例如如上所述的等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD的平板显示器，或例如CRT或其它电子管装置的非平板显示器。然而，出于描述本实施例的目的，如本文中所描述，显示器30包含干涉式调制器显示器。
图6B中示意说明示范性显示器装置40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示器装置40包含外壳41且可包含至少部分封围在所述外壳41中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示器装置40包含网络接口27，所述网络接口27包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器22进而耦合到显示器阵列30。根据特定示范性显示器装置40设计的要求，电源50将功率提供到所有组件。
网络接口27包含天线43和收发器47使得示范性显示器装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有某些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43是所属领域的技术人员已知的用于发射和接收信号的任何天线。在一个实施例中，所述天线根据IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11(a)、(b)或(g))来发射和接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准来发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，所述天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS或其它用于在无线手机网络内通信的已知信号。收发器47预处理从天线43接收到的信号，使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行处理。收发器47还处理从处理器21接收到的信号使得可经由天线43从示范性显示器装置40发射所述信号。
在一替代实施例中，收发器47可由接收器代替。在又一替代实施例中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源代替。举例来说，所述图像源可为数字视频光盘(DVD)或含有图像数据的硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。
处理器21大致上控制示范性显示器装置40的全部操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21接着将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度级。
在一个实施例中，处理器21包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示器装置40的操作。调节硬件52通常包含放大器和滤波器，以用于将信号发射到扬声器45，且用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为示范性显示器装置40内的离散组件，或可并入在处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，并适当地重新格式化所述原始图像数据以供高速发射到阵列驱动器22。具体来说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有类似光栅的格式的数据流，使得其具有适于在显示器阵列30上进行扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21关联而作为独立的集成电路(IC)，但可以许多方式实施这些控制器。其可作为硬件嵌入处理器21中，作为软件嵌入处理器21中，或与阵列驱动器22完全集成在硬件中。
通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收已格式化的信息且将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形以每秒多次的速度被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千个引线。
在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于本文描述的任意类型的显示器。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成。此实施例在例如蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器的高度集成系统中是普遍的。在又一实施例中，显示器阵列30是典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包含干涉式调制器阵列的显示器)。
输入装置48允许用户控制示范性显示器装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包含例如QWERTY键盘或电话键区的键区、按钮、开关、触敏屏幕或压敏或热敏薄膜。在一个实施例中，麦克风46是用于示范性显示器装置40的输入装置。当使用麦克风46将数据输入到所述装置时，用户可提供声音命令以便控制示范性显示器装置40的操作。
电源50可包含此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50是例如镍镉电池或锂离子电池的可再充电电池。在另一实施例中，电源50是可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收功率。
在某些实施例中，如上文中所描述，控制可编程性驻存在驱动器控制器中，所述驱动器控制器可位于电子显示器系统中的若干位置中。在某些实施例中，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将了解，上述优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。
根据上文陈述的原理而操作的干涉式调制器的结构的细节可广泛变化。举例来说，图7A-7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同实施例。图7A是图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积在垂直延伸的支撑件18上。在图7B中，可移动反射层14在系链(tether)32上仅在隅角处附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14从可包括柔性金属的可变形层34悬置下来。所述可变形层34直接或间接地连接到围绕可变形层34的周边的衬底20。这些连接在本文中称为支柱。图7D中说明的实施例具有支柱插塞42，可变形层34搁置在所述支柱插塞42上。如图7A-7C所示，可移动反射层14保持悬置在间隙上方，但可变形层34并不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔而形成所述支柱。而是，支柱由平面化材料形成，其用于形成支柱插塞42。图7E中说明的实施例是基于图7D中展示的实施例，但也可适于与图7A-7C中说明的实施例以及未图示的额外实施例的任一者一起发挥作用。在图7E中所示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的额外层来形成总线结构44。这允许信号沿着干涉式调制器的背面进行路由，从而消除许多原本可能必须形成在衬底20上的电极。
在例如图7中所示的那些实施例的实施例中，干涉式调制器充当直接观看装置，其中从透明衬底20的前侧观看图像，所述侧与上面布置有调制器的一侧相对。在这些实施例中，反射层14以光学方式遮蔽在反射层的与衬底20相对侧的干涉式调制器的部分，其包含可变形层34。这允许对遮蔽区域进行配置和操作而不会消极地影响图像质量。此遮蔽允许图7E中的总线结构44，其提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质分离的能力，例如，寻址或由所述寻址引起的移动。这种可分离的调制器结构允许选择用于调制器的机电方面和光学方面的结构设计和材料且使其彼此独立而发挥作用。此外，图7C-7E中所示的实施例具有源自反射层14的光学性质与其机械性质脱离的额外益处，所述益处由可变形层34执行。这允许用于反射层14的结构设计和材料在光学性质方面得以优化，且用于可变形层34的结构设计和材料在所需的机械性质方面得以优化。
图8说明干涉式调制器的制造过程800的实施例中的某些步骤。所述步骤可连同图8中未展示的其它步骤一起存在于用于制造(例如)图1及图7中所说明的通用型干涉式调制器的过程中。参看图1、图7及图8，过程800开始于步骤805处，其中在衬底20上形成光学堆叠16。衬底20可为例如玻璃或塑料的透明衬底，且可能已经受先前准备步骤(例如，清洗)以促进光学堆叠16的有效形成。如上文所论述，光学堆叠16为导电、部分透明且部分反射性的，且可(例如)通过将所述层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上而制造。在一些实施例中，所述层经图案化为平行条带，且可形成显示器装置中的行电极。在一些实施例中，光学堆叠16包含沉积在一个或一个以上金属层(例如，反射层及/或导电层)上的绝缘层或介电层。
图8中所说明的过程800在步骤810处继续，其中在光学堆叠16上形成牺牲层。稍后移除所述牺牲层(例如，在步骤825)以形成如下文所论述的腔19，且因此图1中所说明的所得干涉式调制器12中未展示所述牺牲层。所述牺牲层在光学堆叠16上的形成可包含以经选择以在后续移除之后提供具有所要大小的腔19的厚度来沉积XeF₂可蚀刻材料(例如，钼或非晶硅)。可使用例如物理气相沉积(PVD，例如，溅射)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂的沉积技术进行牺牲材料的沉积。
图8中所说明的过程800在步骤815处继续，其中形成支撑结构，例如，如图1及图7中所说明的柱18。形成柱18可包含以下步骤：图案化所述牺牲层以形成支撑结构孔，接着使用例如PECVD、热CVD或旋涂的沉积方法来将材料(例如，聚合物或氧化硅)沉积到所述孔中以形成柱18。在一些实施例中，形成于所述牺牲层中的支撑结构孔穿过所述牺牲层及光学堆叠16两者而延伸到下伏衬底20，以使得柱18的下端接触衬底20(如图7A中所说明)。在其它实施例中，形成于所述牺牲层中的孔延伸穿过所述牺牲层，但不穿过光学堆叠16。举例来说，图7D说明支撑柱插塞42的下端与光学堆叠16接触。
图8中所说明的过程800在步骤820处继续，其中形成可移动反射层或薄膜，例如，图1及图7中所说明的可移动反射层14。可移动反射层14可通过使用一个或一个以上沉积步骤(例如，反射层(例如，铝、铝合金)沉积)连同一个或一个以上图案化、掩蔽及/或蚀刻步骤一起而形成。如上文所论述，可移动反射层14通常为导电的，且在本文可被称为导电层。由于牺牲层仍存在于在过程800的步骤820处所形成的部分制成的干涉式调制器中，所以在此阶段，可移动反射层14通常并不可移动。本文可将含有牺牲层的部分制成的干涉式调制器称为“未释放”干涉式调制器。
图8中所说明的过程800在步骤825处继续，其中形成腔，例如，如图1及图7中所说明的腔19。腔19可通过将牺牲材料(在步骤810处沉积的)暴露于蚀刻剂中而形成。举例来说，可通过干式化学蚀刻来移除可蚀刻牺牲材料(例如钼或非晶硅)，例如，通过将牺牲层暴露于气态或蒸气蚀刻剂(例如，从固态二氟化氙(XeF₂)得到的蒸气)持续一段可通常选择性地相对于腔19周围的结构有效移除所要量的材料的时间。还可使用其它蚀刻方法，例如湿式蚀刻及/或等离子蚀刻。由于在过程800的步骤825期间移除牺牲层，所以在此阶段之后，可移动反射层14通常为可移动的。在移除牺牲材料之后，本文可将所得的完全或部分制成的干涉式调制器称为“已释放”干涉式调制器。
图9为描绘可使用图8的方法800制造的干涉式调制器显示器900的实施例的一部分的视图。显示器900的所述部分包含三个行电极905，其可作为光学堆叠的部分在步骤805处形成。支撑轨条910可在步骤815处形成于开口中，所述开口形成于在步骤810处形成的牺牲层(未图示)中。支撑轨条910使行电极905分离。在此实施例中，四个支撑柱915形成于每一像素区域950的支撑轨条910之间的内部空间中。边缘柱920可在边界区域中形成于牺牲层中以支撑可变形反射层或薄膜的条带925的边缘部分。可移动反射层的平行条带925可在步骤820处形成。平行条带925可形成于牺牲层、支撑轨条910、内部支撑柱915及边缘柱920上以便在于步骤825处移除牺牲层时得到支撑。像素区域950位于显示器900的部分中，在所述部分中，可变形反射层的条带925与形成于光学堆叠中的行电极905重叠。蚀刻释放孔930可形成于可变形反射层条带925的像素区域950中以允许蚀刻气体到达可移动反射层条带925下方的牺牲层且允许蚀刻副产物在腔形成期间排放。
已发现，在一些状况下，具有图9中所示的通用配置的干涉式调制器在未激活状态下展现非均匀的彩色反射。不受理论限制，相信非均匀的彩色反射至少部分地归因于可移动反射层的平行条带925中的非均匀应力状态，非均匀的彩色反射在腔19形成之后变得可见。在图9中所示的实施例中，支撑轨条910的特征在于支撑且大体上正交于可移动反射层的平行条带925的长边缘。另一方面，内部支撑柱915具有大体圆形的横截面，其中所述柱支撑平行条带925。边缘柱920展现小的矩形横截面(或在一些实施例中，圆形横截面)，其中所述柱在于可变形反射层中切割以形成平行条带925的通道955下的区域中支撑平行条带925。蚀刻释放孔930还具有小的大体圆形的横截面。相信不同形状的柱(例如，长的支撑轨条910、小的圆形内部柱915及狭窄的边缘柱920)有助于可移动反射层的平行条带925的非均匀应力状态。可移动反射层的平行条带925中的非均匀应力可部分地归因于不同横截面而在牺牲层释放后在各种支撑结构的边缘处产生不同偏离角。这些不同偏离角可造成入射光的不同干涉式调制量，借此反射不同颜色。另外，相信平行条带925中的不同形状的切口(例如，平行条带925之间的长通道955，及小的圆形蚀刻释放孔930)也有助于平行条带925的非均匀应力状态。
已发现，使支撑柱及/或蚀刻释放孔具有形状更类似于长支撑轨条及/或在可移动反射层中切割的通道的横截面可改进可移动反射层的应力状态的均匀度。因此，像素上的反射颜色的均匀度也得到改进。图10为描绘干涉式调制器显示器1000的一个实施例的一部分的等角视图，其中细长支撑柱位于行电极905与可移动反射层925之间的腔19内部。显示器1000包含形成于透明衬底20上的类似于图9的显示器900的组件。举例来说，显示器1000包含行电极905、支撑轨条910、边缘柱920、由通道955分离的可变形反射层或薄膜的平行条带925、像素区域950及在移除可变形层条带925与行电极925之间的牺牲层后形成的腔19。所属领域的技术人员应了解，行电极是光学堆叠的导电部分。举例来说，在一些实施例中，参考行电极905将被理解为参考图7A到图7E中所说明的光学堆叠16的导电金属层(例如，ITO)。在这些实施例中，应了解，还可能存在光学堆叠的其它层，例如，透明介电层。因此，虽然为清楚起见，描绘行电极905的图可省略光学堆叠的其它层，但所属领域的技术人员应了解，如特定应用需要，可存在所述其它层。
至少就内部支撑柱来说，显示器1000不同于显示器900。显示器900的内部支撑柱915包括大体圆形的横截面。替代具有圆形横截面的内部支撑柱，显示器1000包含在像素区域950内部的细长支撑柱1005。所述细长支撑柱形成于支撑轨条910之间的像素区域950的内部空间中且远离通道955(图10中仅展示一个通道955)。细长柱1005经对齐以使得伸长方向大体上平行于支撑轨条910。相信，因为细长柱1005在横截面上类似于边缘柱920(如经由平行条带925或经由行电极905从上或从下观看)且在与支撑轨条910相同的方向上伸长，所以平行条带925的应力状态在牺牲层释放后更均匀。图10中的实例显示器1000在像素区域950中的每一者中仅具有一个细长柱1005。其它实施例可具有更多细长内部支撑柱1005。类似地，实例显示器1000在两个像素区域950之间具有一个边缘柱920。其它实施例可具有更多边缘柱920。显示器1000还可具有形成于平行条带925中的蚀刻释放孔(未图示)。
如从上或从下观看，细长柱1005被描绘为具有矩形横截面。还可使用其它细长横截面，例如椭圆形、具有圆角的圆柱形及其它。
图11为描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中细长蚀刻释放孔形成于可移动反射层中。显示器1100包含形成于透明衬底20上的类似于图9的显示器900的组件。举例来说，显示器1100包含行电极905、支撑轨条910、由通道955分离的平行的可移动反射层条带925、像素区域950及在移除可变形层条带925与行电极905之间的牺牲层后形成的腔19。如上文所说明，所属领域的技术人员应了解，在一些实施例中，行电极905为光学堆叠(例如，图7A到图7E中所说明的光学堆叠16)的部分，且为清楚起见，光学堆叠的其它部分可从图中省略。
至少就蚀刻释放孔的配置来说，显示器1100不同于显示器900。图9中的显示器900的蚀刻释放孔930包括大体圆形的横截面且全部位于像素区域950的内部部分中。显示器1100包含在像素区域950内的细长内部蚀刻释放孔1105。显示器1100还包含位于支撑轨条910上的细长蚀刻释放孔1110。所述细长蚀刻释放孔大体上平行于可移动反射层的平行条带925。相信，因为细长蚀刻释放孔1105及1110在与通道955大体上相同的方向上伸长，所以平行条带925的应力状态在牺牲层释放后更均匀。图11中的实例显示器1100在像素区域950中的每一者中仅具有一个细长内部蚀刻释放孔1105。其它实施例可具有更多细长内部蚀刻释放孔1005。类似地，实例显示器1100具有一个在两个像素区域950之间的每一边缘支撑轨条910上的细长边缘蚀刻释放孔1110。其它实施例可具有更多在边缘支撑轨条910上的细长蚀刻释放孔1110。显示器1100还可具有位于细长内部柱(例如，图10中所示的内部柱1005)上的细长蚀刻释放孔。
图11中的细长蚀刻释放孔1105及1110被描绘为具有大体圆形或椭圆形的末端部分及线性中心部分。还可使用其它细长横截面，例如椭圆形、矩形及其它。
所属领域的技术人员将认识到，图10的显示器1000可包含图11中所描绘的细长蚀刻释放孔1105及1110。类似地，图11的显示器1100可包含细长内部柱1005及边缘柱920。在一些具有内部细长柱1005及内部细长蚀刻释放孔1105两者的实施例中，细长蚀刻释放孔1105至少部分地与内部细长柱1005重叠，如图13及图14中所说明。
图12为说明制造例如图10及图11中所说明的干涉式调制器的方法的实施例中的某些步骤的流程图。所属领域的技术人员应了解，视所选择的特定材料而定，所述方法的一些实施例将包含额外步骤，例如，形成蚀刻终止层及/或硬掩模。所属领域的技术人员还应了解，在一些实施例中，一些步骤是以不同次序及/或组合执行。此描述参考图7A到图7E及图9、图10及图11中所说明的某些结构。
在步骤1205中，在衬底20上形成牺牲层。衬底20可为例如玻璃或塑料的透明衬底。在一些实施例中，所述衬底包括如上所述的形成于衬底20上的光学堆叠16。在一些实施例中，如上文所论述，光学堆叠16包含导电、部分透明且部分反射性的电极层，且可(例如)通过将所述层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上而制造。稍后移除牺牲层(例如，在步骤1240处)以形成如上所论述的腔19，且因此图7、图9、图10或图11中所说明的所得干涉式调制器中未展示牺牲层。
牺牲层在衬底及/或光学堆叠16上的形成可包含以经选择以在后续移除之后提供具有所要大小的腔19的厚度沉积XeF₂可蚀刻材料(例如，钼或非晶硅)。在一些实施例中，所述牺牲层的厚度是大体上均匀的。所述牺牲层包括牺牲材料。适合的牺牲材料在此项技术中是已知的，例如，无机牺牲材料及有机牺牲材料。适合的无机牺牲材料的实例包含硅、钛、锆、铪、钒、钽、铌、钼及钨。适合的有机牺牲材料的实例包含此项技术中已知的聚合材料，包含光反应性聚合物、光致抗蚀剂及例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物。使用例如物理气相沉积(PVD，例如，溅射)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)、热化学气相沉积(热CVD)或旋涂的沉积技术，可进行牺牲材料的沉积。在一些实施例中，所述牺牲层的形成可包含一个或一个以上图案化步骤，接着沉积一个或一个以上额外牺牲层，借此形成多重牺牲层。可进行此操作以在可变形层下形成不同厚度的牺牲层，以提供不同深度的腔(例如，用于制造提供不同颜色的干涉式调制器)。
在步骤1210中，使用此项技术中已知的方法在牺牲层中形成通道以形成所述牺牲层的平行条带。牺牲材料的剩余平行条带占用将在移除牺牲层之后形成于行电极905与可变形层的平行条带925之间的腔19中的空间。在一些实施例中，在与牺牲层的图案化相同的步骤1210中将光学堆叠16的层图案化为平行条带，且光学堆叠的所述层可包括显示器装置中的行电极905。在一些实施例中，在于步骤1205处形成牺牲层之前，将光学堆叠16的层图案化为平行条带。在这些实施例中，在步骤1210处形成于牺牲层中的通道可与在图案化光学堆叠时形成的通道重合。
在步骤1215中，在于步骤1210中形成的牺牲层的通道中形成支撑轨条910。在一些实施例中，支撑轨条材料包括例如光致抗蚀剂或其它类型的旋涂材料等自平面化材料。在一些实施例中，支撑轨条材料包括黑色矩阵聚合物。黑色矩阵提供改进视觉特性以透过透明衬底20观看显示器。在一些实施例中，支撑轨条材料包括例如氧化硅或金属氧化物等无机材料。在一些实施例中，支撑轨条材料层是保形的。在这些实施例中的任一者中，支撑轨条材料经选择以使得选择性蚀刻可相对于支撑轨条材料选择性地移除牺牲层的牺牲材料。
在步骤1220中，在牺牲层的平行条带中形成细长柱结构。在于牺牲层中形成通道时的步骤1210期间，可在(例如，通过图案化及蚀刻)形成于牺牲层中的细长开口中形成细长柱。或者，可作为步骤1220的部分形成用于形成细长柱的细长开口。所述细长柱可包含位于腔19内的内部柱1005，其可在牺牲层移除后形成于行电极905与平行条带925之间。所述细长柱还可包含细长边缘柱920。如上文所论述，细长内部柱1005大体上平行于支撑轨条910而形成。所属领域的技术人员应了解，步骤1215、1220可同时或顺序进行，例如，用于在步骤1220处形成细长柱920、1005的方法还可用于在步骤1215处形成支撑轨条910。所述细长柱可由与支撑轨条910相同或不同的材料形成。
在步骤1225中，在剩余牺牲层、支撑轨条910、边缘柱920及细长柱1005上形成可变形层。支撑轨条910、边缘柱920及细长内部支撑柱1005在可变形层的面向所述衬底的下表面上支撑所述可变形层。所述可变形层包括导电材料及用于反射可见或不可见光谱中的光的反射表面，例如，铝、钛、铬、银或金。用于形成可变形反射层的方法在此项技术中是已知的，例如，PVD、CVD、ALD(原子层沉积)及其变体。
在步骤1230中，在可变形层中形成通道955以形成平行条带925。如上文所论述，通道955及所得平行条带925大体上垂直于界定牺牲层的平行条带的支撑轨条910。通道955可经图案化且从可变形层蚀刻。多种方法可用于执行步骤1230处的可变形层的图案化及蚀刻，以及在过程1200中执行的其它蚀刻。所使用的蚀刻可为干式蚀刻(例如，反应性离子蚀刻(RIE))及/或湿式蚀刻，且可为各向同性或各向异性的。
在步骤1235中，在可变形层中形成细长开口。所述细长开口可包含细长内部蚀刻释放孔1105及/或支撑轨条910上的细长蚀刻释放孔1110。如上文所论述，细长蚀刻释放孔1105及1110大体上平行于形成于步骤1225处的可变形层中的通道955。所属领域的技术人员应了解，步骤1230、1235可同时或顺序进行，例如，用于在步骤1235处形成细长开口1105、1110的方法还可用于在步骤1230处形成通道955。
在步骤1240中，大体上完全移除及/或蚀刻掉牺牲层以在可变形层的平行条带925与行电极905之间形成腔19。所属领域的技术人员应了解，特定蚀刻条件取决于牺牲材料的识别。在一些实施例中，相对于装置中的其它结构(例如，支撑轨条910、支撑柱920及/或1005以及光学堆叠的电极及可变形层)选择性地移除牺牲材料。在一些实施例中，通过灰化(例如，其中第二牺牲材料为抗蚀剂、光致抗蚀剂或平面化材料)来移除牺牲材料。在其它实施例中，通过此项技术中已知的另一方法(例如，通过反应性离子蚀刻及/或使用气相蚀刻剂(例如，XeF₂))蚀刻掉牺牲材料。由移除牺牲材料而形成的结构将在图10及图11中加以大体说明。
请注意，过程1200的各种步骤可视实施例而省略及/或重新布置。
如上文所论述，相信细长内部柱1005及细长蚀刻释放孔1105及1110的横截面及定向改进可变形层的应力状态的均匀度且导致像素区域950上更均匀的颜色分布。除改进可变形层的应力状态外，柱及开口的较大尺寸可有利地简化制造过程。较大尺寸允许在形成支撑柱及蚀刻释放孔时在图案化待蚀刻的部分中使用较低精确度的设备。当制造如图9中所示的具有支撑柱及蚀刻释放孔的干涉式调制器时，视像素区域的大小而定，圆形蚀刻释放孔及圆形内部柱可具有4μm或更小的直径。像素区域可具有约30μm到约250μm的水平尺寸及垂直尺寸。制造此小直径通常包含使用能够形成4μm或更小的特征大小的装置及过程。本文中所描述的细长蚀刻释放孔及内部柱可经设计而具有约4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm或更大的最小特征大小。最小特征大小可视制造过程中所使用的设备的精确度而定。无论最小特征大小如何，可提供大的伸长比。举例来说，柱及蚀刻释放孔可全部具有约10μm的短宽度，且视伸长比而定，具有约15μm、20μm、25μm、30μm或更大的伸长长度。因此，提供约10μm的特征大小的制造过程可用于制造包括这些较大细长结构的干涉式调制器。
还已发现，通过使细长蚀刻释放孔1105及/或1110与支撑轨条910及/或细长内部柱1005重叠，还可容许较低精确度的对齐。图13为描绘干涉式调制器的像素配置的一个实施例的视图，所述像素配置包含支撑轨条、细长支撑柱及细长释放孔，从而提供可移动反射层中的更均匀应力状态。此实施例展示通过可变形反射层的平行条带925(毗接通道955)与行电极905(毗接支撑轨条910)之间的重叠界定的单一像素区域950。此实施例还以与细长内部柱1005重叠的细长内部蚀刻释放孔1105及与支撑轨条910重叠的细长蚀刻释放孔1110为特征。此实施例展示九个内部蚀刻释放孔1105与九个内部柱1005重叠，然而，可使用其它数目的孔及柱。此实施例还展示支撑可变形层的邻近平行条带925的3个边缘柱920。
图13展示对齐良好的干涉式调制器，其中孔1105及1110相对精确地在柱1005及轨条910上居中。然而，如果不能在实际制造环境中一贯地实现，则精确对齐是困难的。图14A为描绘图13的干涉式调制器的细长支撑柱1005与细长释放孔之间的可能未对齐的视图。所述实例说明垂直方向及水平方向两者上的约2μm的未对齐(参见图14B的分解图)。内部柱1005、边缘柱920及蚀刻释放孔1105及1110全部被描绘为具有30μm×10μm的尺寸。此2μm未对齐相当严重且因此通常导致像素区域950上的颜色的严重失真(例如，在图9中所示的干涉式调制器的配置中)。然而，分别平行于可变形层中的通道955及支撑轨条910的细长蚀刻孔及支撑柱的配置展示令人惊奇地少的色彩失真。
较大的蚀刻释放孔1105及1110以及柱结构1005及920减损像素区域950中的反射表面区域。通过使蚀刻释放孔1105及1110与支撑柱1005及支撑轨条910重叠，损失较少的像素区域950的反射面积。此为图13及图14A及图14B中所示的重叠的孔及支撑结构的另一益处。归因于支撑柱1005及蚀刻释放孔1105及1110而损失的反射面积的量可通过减小这些结构的最小特征大小(例如，减小到如上文所论述的约4μm)而进一步减小。
干涉式调制器的实施例包含：用于导电、透射光或用于进行其两者的第一装置；用于导电、反射光或用于进行其两者的第二装置，所述第二装置可朝向或远离所述第一装置而移动；用于支撑所述第二装置的第三装置；用于支撑至少所述第一装置、所述第二装置及所述第三装置的第四装置；及用于改进所述第二装置的应力状态的均匀度的第五装置。
参看图9到图11，在某些方面中，第四装置包含衬底20；所述第一装置包含光学层(例如形成于衬底20上的光学堆叠16、多个导电行电极905或两者)；所述第二装置包含多个可变形薄膜或层925；所述第三装置包含布置在衬底20上且经配置以支撑可变形薄膜或层925的多个支撑轨条910，其中衬底20、支撑轨条910及可变形薄膜或层925界定多个腔19，其中多个支撑轨条910在第一方向上对齐，从而将多个腔19分成一个或一个以上行；且所述第五装置包括位于支撑轨条之间且完全位于所述腔19中的一者内的至少一个细长支撑柱1005，且此外，其中细长支撑柱1005经对齐以使得伸长方向大体上平行于支撑轨条910。
参看图9到图11，在其它方面中，第四装置包括衬底20；所述第一装置包括光学层(例如形成于衬底20上的光学堆叠16、多个导电行电极905或两者)；所述第二装置包括多个可变形薄膜或层925，所述多个可变形薄膜或层925配置成大体上垂直于多个导电行电极905的两个或两个以上列；所述第三装置包括布置在衬底20上且经配置以支撑可变形薄膜或层925的多个支撑轨条910，其中行电极905、支撑轨条910及可变形薄膜或层925界定多个腔19，其中多个支撑轨条910在第一方向上对齐，从而将多个腔19分成一个或一个以上行；且所述第五装置包括形成于可变形薄膜或层925中的多个细长开口1105及1110，其中细长开口经对齐以使得伸长方向大体上平行于所述列，且此外，其中至少一个细长开口至少部分地位于所述腔19中的每一者中。
干涉式调制器的一实施例包含：用于透射光的装置；用于反射光的装置，所述反射装置可朝向或远离所述透射装置而移动；用于支撑所述反射装置的装置；及用于改进所述反射装置的应力状态的均匀度的装置。参看图10，此实施例的方面包含：其中所述透射装置为光学堆叠16；其中所述反射装置为可变形层925；且其中所述支撑装置为两个轨条910及一细长柱1005，其中所述两个轨条910毗接所述反射装置与所述透射装置之间的腔19的相对侧，且细长柱1005完全位于腔19内且在伸长方向上平行于轨条910而对齐。
干涉式调制器的另一实施例包含：用于透射光的装置；用于反射光的装置，所述反射装置可朝向或远离所述透射装置而移动；用于支撑所述反射装置的装置；及用于排放来自所述反射装置与所述透射装置之间的腔的蚀刻气体且用于改进所述反射装置的应力状态的均匀度的装置。参看图10，此实施例的方面包含：其中所述透射装置为光学堆叠16；其中所述反射装置包括可变形层925；且其中所述支撑装置包括两个轨条910，其中所述两个轨条910毗接所述腔的相对侧；且其中所述排放装置包括所述反射装置中的细长开口1105，所述细长开口1105是垂直于所述支撑装置而对齐。
尽管以上详细描述已展示、描述且指出了本发明在应用到各种实施例时的新颖特征，但应了解，所属领域的技术人员可在不脱离本发明的精神的情况下在所说明的装置或过程的形式及细节方面作出各种省略、替代及改变。如将认识到，可在不提供本文中所陈述的所有特征及益处的形式内体现本发明，因为一些特征可与其它特征分离地使用或实践。