[發(fā)明專利]機(jī)電系統(tǒng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380044612.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104583838A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 愛(ài)德華·K·陳;文兵;金天弘;約翰·H·洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高通MEMS科技公司
• 主分類號(hào): G02B26/00
• 分類號(hào): G02B26/00
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 宋獻(xiàn)濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

機(jī)電系統(tǒng)(EMS)包含具有電及機(jī)械元件的裝置、激活器、換能器、傳感器、例如鏡面及光學(xué)膜等光學(xué)組件及電子裝置。EMS裝置或元件可以多種尺度制造，包含(但不限于)微尺度及納米尺度。舉例來(lái)說(shuō)，微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置可包含大小在約一微米到數(shù)百微米或以上的范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)。納米機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)裝置可包含大小小于一微米(包含(例如)小于數(shù)百納米的大小)的結(jié)構(gòu)?？墒褂贸练e、蝕刻、光刻及/或蝕刻掉襯底及/或所沉積材料層的部分或添加層以形成電及機(jī)電裝置的其它微機(jī)械加工工藝來(lái)形成機(jī)電元件。

一種類型的EMS裝置被稱為干涉式調(diào)制器(IMOD)。術(shù)語(yǔ)“IMOD”或“干涉式光調(diào)制器”是指使用光學(xué)干涉原理選擇性地吸收及/或反射光的裝置。在一些實(shí)施方案中，IMOD顯示元件可包含一對(duì)導(dǎo)電板，所述導(dǎo)電板中的一者或兩者可能整體或部分地為透明的及/或反射性的，且能夠在施加適當(dāng)電信號(hào)后即刻進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)板可包含沉積在襯底上方、襯底上或由襯底支撐的靜止層，另一板可包含與所述靜止層以氣隙分開(kāi)的反射隔膜。一個(gè)板相對(duì)于另一板的位置可改變?nèi)肷湓贗MOD顯示元件上的光的光學(xué)干涉?；贗MOD的顯示裝置具有廣泛范圍的應(yīng)用，且預(yù)期用于改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品及形成新產(chǎn)品，尤其是具有顯示能力的產(chǎn)品。

在EMS裝置中，反射膜可通過(guò)耦合到反射膜的電極與固定電極之間的電壓的施加而在經(jīng)激活位置與經(jīng)松弛位置之間移動(dòng)。然而，來(lái)自可移動(dòng)反射膜的電荷泄漏可影響EMS裝置的性能。舉例來(lái)說(shuō)，裝置的刷新頻率可受電荷泄漏影響。因此，需要減少電荷泄漏的影響且提高EMS裝置的操作性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置各自具有若干創(chuàng)新方面，其中沒(méi)有單個(gè)方面單獨(dú)負(fù)責(zé)本文所揭示的合乎需要的屬性。

本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的一個(gè)新穎方面可實(shí)施在包含襯底結(jié)構(gòu)、可移動(dòng)元件及至少一個(gè)開(kāi)關(guān)的裝置中。所述可移動(dòng)元件包含第一導(dǎo)電層及第二導(dǎo)電層，且所述可移動(dòng)元件經(jīng)配置以在大體上垂直于所述襯底的方向上移動(dòng)。所述第一和第二導(dǎo)電層形成存儲(chǔ)電容器。所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)經(jīng)配置以控制源極與所述存儲(chǔ)電容器之間的電荷流。

在一些實(shí)施方案中，所述裝置可經(jīng)配置以使得所述存儲(chǔ)電容器電耦合到所述可移動(dòng)元件且在所述可移動(dòng)元件被激活時(shí)將電壓提供給所述可移動(dòng)元件。在一些實(shí)施方案中，所述裝置可包含安置在所述可移動(dòng)元件與所述襯底結(jié)構(gòu)之間的光學(xué)堆疊。所述光學(xué)堆疊可包含部分反射及部分透射層。所述光學(xué)堆疊及所述可移動(dòng)元件可形成干涉式調(diào)制器(IMOD)顯示元件。

在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)可包含薄膜晶體管。所述可移動(dòng)元件可包含安置在所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層(例如，具有在20nm與4000nm之間的厚度尺寸的氮氧化硅)之間的電介質(zhì)層

可在形成裝置的方法中實(shí)施本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的另一新穎方面。所述方法包含形成襯底結(jié)構(gòu)、形成可移動(dòng)元件及形成至少一個(gè)開(kāi)關(guān)。所述可移動(dòng)元件經(jīng)配置以在大體上垂直于所述襯底結(jié)構(gòu)的方向上移動(dòng)且包含形成存儲(chǔ)電容器的第一導(dǎo)電層及第二導(dǎo)電層。所述開(kāi)關(guān)經(jīng)配置以控制源極與所述存儲(chǔ)電容器之間的電荷流。

在一些實(shí)施方案中，所述方法可包含形成光學(xué)堆疊，所述光學(xué)堆疊安置在所述可移動(dòng)元件與所述襯底結(jié)構(gòu)之間。在一些方面中，形成所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)可包含形成薄膜晶體管。

本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的另一新穎方面可實(shí)施在包含機(jī)電系統(tǒng)的裝置中，所述機(jī)電系統(tǒng)包含襯底結(jié)構(gòu)及包含用于存儲(chǔ)電荷及用于反射光的可移動(dòng)裝置的顯示元件。所述光反射電荷存儲(chǔ)裝置經(jīng)配置以在大體上垂直于所述襯底結(jié)構(gòu)的方向上被驅(qū)動(dòng)到至少第一經(jīng)激活位置及經(jīng)松弛位置。所述光反射電荷存儲(chǔ)裝置經(jīng)配置以在所述可移動(dòng)裝置正被激活時(shí)將電壓提供給所述可移動(dòng)裝置的至少一個(gè)導(dǎo)電層。所述裝置還包含用于控制源極與所述存儲(chǔ)電容器之間的電荷流的裝置。

在一些實(shí)施方案中，所述用于存儲(chǔ)電荷及用于反射光的可移動(dòng)裝置可包含第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層，及所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間的電介質(zhì)層。所述第一和第二導(dǎo)電層及所述電介質(zhì)層可形成可移動(dòng)存儲(chǔ)電容器。在一些實(shí)施方案中，所述電荷控制裝置可包含至少一個(gè)開(kāi)關(guān)，例如薄膜晶體管。