Микроэлектромеханическое устройство, в котором оптическая функция отделена от механической и электрической

Микроэлектромеханическое устройство (800) содержит подложку (20), содержащую верхнюю поверхность (88), подвижный элемент (810), расположенный сверху подложки (20), и активирующий электрод (82). Подвижный элемент (810) содержит деформируемый слой (34) и отражающий элемент (814), механически соединенный с деформируемым слоем (34). Отражающий элемент (814) содержит отражающую поверхность (92). Активирующий электрод (82) расположен сбоку от отражающей поверхности (92). Подвижный элемент (810) выполнен с возможностью проявления в ответ на разность напряжений, созданную между активирующим электродом (82) и подвижным элементом (810), реакции в виде перемещения в направлении, по существу перпендикулярном верхней поверхности (88) подложки (20). 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 72 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Микроэлектромеханические системы (МЭМС) содержат микромеханические элементы, исполнительные механизмы-микроактюаторы и электронные схемы. Микромеханические элементы могут быть получены с использованием осаждения, травления и/или других процессов с микрообработкой, посредством которых части подложек и/или слои осажденного материала удаляют травлением или добавляют слои для формирования электрических или электромеханических устройств. Известно устройство на основе МЭМС, такое как интерферометрический модулятор. В настоящем описании терминами «интерферометрический модулятор» или «интерферометрический светомодулятор» обозначено устройство, которое выборочно поглощает и/или отражает свет, используя принципы оптической интерференции. В некоторых вариантах реализации интерферометрический модулятор может содержать две проводящие пластины, по меньшей мере одна из которых может быть прозрачной и/или отражающей полностью или частично и может совершать относительное перемещение при подаче соответствующего электрического сигнала. В одном конкретном варианте реализации одна пластина может содержать зафиксированный слой, который осажден на подложку, а другая пластина может содержать металлическую перегородку, которая отделена от зафиксированного слоя воздушным зазором. Как более подробно описано далее, положение одной пластины относительно другой может влиять на оптическую интерференцию света, падающего на интерферометрический модулятор. Такие устройства имеют широкое применение, и использование и/или изменение характеристик устройств таких типов может быть полезным как в известных решениях, так и для усовершенствования существующих изделий и для создания новых, еще не разработанных изделий.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] В некоторых вариантах реализации устройство на основе МЭМС содержит подложку, имеющую верхнюю поверхность, подвижный элемент, расположенный поверх подложки, и активирующий электрод, расположенный сбоку от отражающей поверхности. Подвижный элемент содержит деформируемый слой и отражающий элемент, механически соединенный с деформируемым слоем. Отражающий элемент имеет отражающую поверхность. Подвижный элемент выполнен с возможностью проявления в ответ на разность напряжений, созданную между активирующим электродом и подвижным элементом, реакции в виде перемещения в направлении, по существу перпендикулярном верхней поверхности подложки.

[0003] В некоторых вариантах реализации устройство на основе МЭМС содержит перемещающие средства для перемещения части устройства, поддерживающие средства для поддерживания подвижных средств и активирующие средства для активации подвижных средств. Подвижные средства содержат средства деформации и средства отражения. Активирующие средства расположены сбоку от отражающих средств.

[0004] В некоторых вариантах реализации предложен способ изготовления устройства на основе МЭМС, согласно которому формируют активирующий электрод на подложке, формируют временный слой на активирующем электроде, формируют деформируемый слой на временном слое, формируют отражающий элемент, расположенный на временном слое и механически соединенный с деформируемым слоем, и удаляют временный слой. Отражающий элемент имеет отражающую поверхность, расположенную сбоку от активирующего электрода.

[0005] В некоторых вариантах реализации предложен способ модуляции света, согласно которому берут дисплейный элемент, содержащий подложку, формируют подвижный элемент на подложке, и формируют активирующий электрод. Подвижный элемент содержит деформируемый слой и отражающий элемент. Отражающий элемент механически соединен с деформируемым слоем и имеет отражающую поверхность. Активирующий электрод расположен сбоку от отражающей поверхности. Согласно предложенному способу также прикладывают напряжение к активирующему электроду. Напряжение создает притягивающее усилие на подвижном элементе и таким образом вызывает перемещение подвижного элемента по направлению к подложке.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0006] На фиг.1 представлено трехмерное изображение участка одного из вариантов реализации интерферометрического модуляционного дисплея, в котором подвижный отражающий слой первого интерферометрического модулятора находится в релаксационном положении, а подвижный отражающий слой второго интерферометрического модулятора находится в активированном положении.

[0007] На фиг.2 показана принципиальная схема одного варианта реализации электронного устройства, содержащего интерферометрический модуляционный дисплей с конфигурацией 3×3.

[0008] На фиг.3 показан график зависимости положения подвижного зеркала от приложенного напряжения для примера реализации интерферометрического модулятора, изображенного на фиг.1.

[0009] Фиг.4 иллюстрирует значения напряжения группы строк и столбцов, которые могут быть использованы для приведения в действие интерферометрического модуляционного дисплея.

[0010] Фиг.5А иллюстрирует пример кадра данных, отображаемых на интерферометрическом модуляционном дисплее с конфигурацией 3×3, изображенном на фиг.2.

[0011] Фиг.5В иллюстрирует пример временной диаграммы сигналов строк и столбцов, которые могут быть использованы для записи кадра, показанного на фиг.5А.

[0012] На фиг.6А и 6В показаны принципиальные схемы варианта реализации предлагаемого устройства визуального представления данных, содержащего интерферометрические модуляторы.

[0013] На фиг.7А показано сечение устройства, изображенного на фиг.1.

[0014] На фиг.7 В показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0015] На фиг.7С показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0016] На фиг.7D показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0017] На фиг.7Е показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0018] На фиг.8А показан вид сверху одного варианта реализации устройства на основе МЭМС.

[0019] На фиг.8В показан вид сверху матрицы 3×3 устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А.

[0020] На фиг.9А-9В показаны сечения для примера варианта реализации устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А, по линии "А-А".

[0021] На фиг.9C-9D показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.9А-9В, по линии С-С, обозначенной на фиг.8А.

[0022] На фиг.9E-9F показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.9A-9D, по линии Е-Е, обозначенной на фиг.8А.

[0023] На фиг.9G-9H показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.9A-9F, по линии G-G, обозначенной на фиг.8А.

[0024] На фиг.10А-10В показаны сечения для еще одного примера варианта реализации устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А, по линии А-А.

[0025] На фиг.10C-10D показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.10А-10В, по линии С-С, обозначенной на фиг.8А.

[0026] На фиг.11А-11В показаны сечения для еще одного примера варианта реализации устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А, по линии А-А.

[0027] На фиг.11C-11D показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.11А-11В, по линии С-С, обозначенной на фиг.8А.

[0028] На фиг.12А-12С показаны сечения для еще нескольких примеров вариантов реализации устройства на основе МЭМС по линии С-С, обозначенной на фиг.8А.

[0029] На фиг.13А-13В показаны виды сверху для еще нескольких примеров вариантов реализации устройств на основе МЭМС.

[0030] На фиг.13С показан вид сверху матрицы 3×3 устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.13А.

[0031] На фиг.13D показан вид сверху для другого примера варианта реализации устройства на основе МЭМС.

[0032] На фиг.14А-14Н показаны сечения в соответствии с примером варианта реализации способа изготовления устройства на основе МЭМС.

[0033] На фиг.15А-15Н показаны сечения в соответствии с примером варианта реализации способа изготовления устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.9А-9Н.

[0034] На фиг.16А-16В2 показаны сечения для примера варианта реализации устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А и содержащего второй активирующий электрод, по линии А-А.

[0035] На фиг.16C-16D2 показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.16А-16В2, по линии С-С, обозначенной на фиг.8А.

[0036] На фиг.16E-16F2 показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.16A-16D2, по линии Е-Е, обозначенной на фиг.8А.

[0037] На фиг.16G-16H2 показаны сечения варианта реализации, изображенного на фиг.16A-16F2, по линии G-G, обозначенной на фиг.8А.

[0038] На фиг.17A-17F показаны сечения в соответствии с примером варианта реализации способа изготовления устройства на основе МЭМС, изображенного на фиг.16А-16Н2.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0039] Приведенное ниже подробное описание относится к некоторым конкретным вариантам реализации. Однако имеется множество других способов его реализации. В настоящем описании даются ссылки на чертежи, причем на всех чертежах одинаковые элементы имеют одинаковые обозначения. Из приведенного ниже описания следует, что варианты изобретения могут быть реализованы в любом устройстве, выполненном с возможностью вывода на дисплей изображения, движущегося (например, видео) или неподвижного (например, статического) и текстового или графического. В частности, предполагается, что варианты изобретения могут быть реализованы в различных электронных устройствах или объединены с различными электронными устройствами, такими, помимо прочего, как мобильные телефоны, беспроводные устройства, персональные электронные ассистенты (PDA), карманные или портативные компьютеры, GPS-приемники/навигаторы, фотокамеры, МР3-плейеры, видеокамеры, игровые приставки, наручные часы, обычные часы, калькуляторы, телевизионные мониторы, плоские панельные дисплеи, компьютерные мониторы, дисплеи автомобильных приборов (например, дисплей счетчика пробега), приборы управления и/или дисплеи кабины самолета, дисплеи обзорных камер (например, дисплей камеры заднего обзора в транспортном средстве), электронные фотографии, электронные информационные щиты или вывески, проекционные установки, архитектурные конструкции, упаковка, художественные конструкции (например, вывод на дисплей изображений на ювелирных изделиях). Устройства на основе МЭМС со структурой, схожей с описанной здесь, также можно использовать без дисплея, например, в электронных переключающих устройствах. Кроме того, все чертежи приведены здесь для иллюстрации отношений между некоторыми элементами, и, таким образом, носят исключительно схематический характер и не отражают реальный масштаб.

[0040] В некоторых вариантах реализации сбоку от отражающей поверхности отражающего элемента сформирован активирующий электрод. Активирующий электрод расположен вне оптического пути, поэтому он может содержать непрозрачный проводник и иметь бóльшую толщину, улучшающую энергопотребление. В некоторых вариантах реализации активирующий электрод воздействует на деформируемый слой, механически соединенный с отражающим элементом таким образом, что после активации в контакт с неподвижной частью устройства на основе МЭМС приходит деформируемый слой, а не отражающая поверхность, что приводит, в свою очередь, к уменьшению прилипания, жесткостных пружинных характеристик, электростатической силы и емкостной площади, обеспечивая, таким образом, быстрое управление с низким энергопотреблением. В некоторых вариантах реализации между активирующим электродом и деформируемым слоем могут быть сформированы элементы огрубления поверхности и другие уменьшающие прилипание средства, которые не ухудшают оптические характеристики, поскольку они расположены вне оптического пути. В некоторых вариантах реализации отражающая поверхность при активации не входит в контакт с другими элементами, и поэтому она может быть по существу гладкой и плоской без риска прилипания. В некоторых вариантах реализации выше или ниже деформируемого слоя и/или отражающей поверхности сформирован второй активирующий электрод, так что отражающая поверхность имеет по меньшей мере три устойчивых положения.

[0041] Один вариант реализации интерферометрического модуляционного дисплея, содержащего интерферометрический дисплейный элемент на основе МЭМС, изображен на фиг.1. В этих устройствах пикселы могут находиться в светлом или темном состоянии. В светлом («включенном», или «открытом») состоянии дисплейный элемент отражает пользователю значительную часть видимого падающего света. В темном («выключенном», или «закрытом») состоянии дисплейный элемент отражает пользователю незначительную часть видимого падающего света. В зависимости от варианта реализации отражающие свойства «включенного» и «выключенного» состояний могут быть изменены на противоположные. Пикселы на основе МЭМС могут быть выполнены с возможностью преимущественного отражения определенного цветового спектра, благодаря чему возможен вывод на дисплей выбранных цветов помимо черного и белого.

[0042] На фиг.1 представлено трехмерное изображение двух смежных пикселов в ряде пикселов дисплея, каждый из которых содержит интерферометрический модулятор на основе МЭМС. В некоторых вариантах реализации интерферометрический модуляционный дисплей содержит матрицу из строк и столбцов указанных интерферометрических модуляторов. Каждый интерферометрический модулятор содержит два отражающих слоя, которые расположены на изменяемом и регулируемом расстоянии друг от друга, образуя полость оптического резонатора, выполненную с возможностью изменения по меньшей мере по одной координате. В одном варианте реализации один из отражающих слоев может быть перемещен в одно из двух положений. В первом положении, релаксационном, подвижный отражающий слой расположен на относительно большом расстоянии от зафиксированного частично отражающего слоя. Во втором положении, активированном, подвижный отражающий слой расположен ближе к частично отражающему слою, и является смежным с ним. В зависимости от положения подвижного отражающего слоя падающий свет может подвергаться конструктивной или деструктивной интерференции, в результате чего каждый пиксел может быть в полностью отражающем состоянии или не отражающем состоянии.

[0043] Изображенная на фиг.1 часть матрицы пикселов содержит два смежных интерферометрических модулятора 12а и 12b. Подвижный отражающий слой 14а левого интерферометрического модулятора 12а находится в релаксационном положении и расположен на заданном расстоянии от оптической стопы 16а, которая содержит частично отражающий слой. Подвижный отражающий слой 14b правого модулятора 12b показан в активированном положении и является смежным с оптической стопой 16b.

[0044] Стопы 16а и 16b (именуемые собирательно оптической стопой 16) по существу содержат несколько сплавленных слоев, в число которых могут входить электродный слой, состоящий, например, из смешанного оксида индия и олова (ITO), частично отражающий слой, состоящий, например, из хрома, и прозрачный диэлектрик. Таким образом, оптическая стопа 16 является электропроводящей, частично прозрачной и частично отражающей, и может быть изготовлена, например, путем осаждения по меньшей мере одного из указанных выше слоев на прозрачную подложку 20. Частично отражающий слой может быть сформирован из различных материалов, являющихся частично отражающими, такими как различные металлы, полупроводники и диэлектрики. Частично отражающий слой может быть сформирован из одного слоя материала или из нескольких слоев, каждый из которых может быть сформирован из одного материала или из комбинации материалов.

[0045] В некоторых вариантах реализации на слоях оптической стопы 16 сформирован рельеф в виде параллельных полос с образованием строковых электродов в дисплейном устройстве, как описано ниже. Подвижные отражающие слои 14а, 14b могут быть сформированы в виде ряда параллельных полос по меньшей мере одного металлического слоя (перпендикулярного строковым электродам 16а и 16b), осажденного на верхнюю часть опор 18, с промежуточным временным материалом, осажденным между опорами 18. После удаления травлением временного материала подвижные отражающие слои 14а, 14b отделены заданным зазором 19 от стоп 16а, 16b. Для получения отражающих слоев 14 может быть использован материал, обладающий высокими проводящими и отражающими свойствами, например, алюминий, а сформированные полосы могут образовывать в дисплейном устройстве столбцовые электроды.

[0046] Когда электрическое напряжение не приложено, между подвижным отражающим слоем 14а и оптической стопой 16а остается зазор 19, причем слой 14а находится в механически релаксационном состоянии, как показано на примере пиксела 12а на фиг.1. Однако когда к выбранным строке и столбцу приложена разность потенциалов, конденсатор, образованный в соответствующем пикселе на пересечении электродов строки и столбца, становится заряженным, и электростатические силы сближают электроды. Если напряжение достаточно высоко, то слой 14 деформируется и прижимается к стопе 16. Диэлектрический слой (не показан), находящийся внутри стопы 16, может предотвращать закорачивание и контролировать расстояние между слоями 14 и 16, как показано на примере правого пиксела 12b (фиг.1). Описанный характер действий одинаков при любой полярности приложенной разности потенциалов. Таким образом, активация строки/столбца, с помощью которой можно переводить пикселы в отражающее и неотражающее состояние, во многом аналогична соответствующим процессам в жидкокристаллических и других дисплеях.

[0047] На фиг.2-5В показан пример процесса и системы, предназначенной для использования матрицы интерферометрических модуляторов в дисплеях.

[0048] На фиг.2 показана принципиальная схема одного варианта электронного устройства, в котором могут быть реализованы некоторые аспекты изобретения. Предлагаемое электронное устройство содержит процессор 21, который может представлять собой одно- или многокристальный универсальный микропроцессор, такой как ARM, Pentium®, Pentium II®, Pentium III®, Pentium IV®, Pentium® Pro, 8051, MIPS®, Power PC®, ALPHA® или любой микропроцессор специального назначения, такой как цифровой сигнальный процессор, микроконтроллер или программируемая матрица логических элементов. Как и в известных решениях, процессор 21 может быть выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере одного программного модуля. Помимо выполнения операционной системы, процессор может быть выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере одного программного приложения, включая веб-браузер, телефонное приложение, программу для работы с электронной почтой или любое другое программное приложение.

[0049] В одном варианте реализации процессор 21 также выполнен с возможностью взаимодействия с матричным формирователем 22. В одном варианте реализации изобретения формирователь 22 содержит схему 24 формирователя строк и схему 26 формирователя столбцов, при этом эти схемы подают сигналы на дисплейную матрицу или панель 30. На фиг.2 линиями 1-1 обозначена линия разреза матрицы, показанной на фиг.1. В протоколе активации строк и столбцов интерферометрических модуляторов на основе МЭМС могут использоваться гистерезисные свойства указанных устройств (фиг.3). В этом случае для деформации подвижного слоя и перевода его из релаксационного состояния в активированное состояние может потребоваться, например, разность потенциалов, равная 10В. Однако при уменьшении напряжения относительно этого значения подвижный слой сохраняет свое состояние. В примере реализации изобретения, изображенном на фиг.3, подвижный слой не становится релаксационным полностью до тех пор, пока напряжение не упадет ниже 2В. Таким образом, в примере, изображенном на фиг.3, имеется область поданного напряжения, приблизительно от 3В до 7В, при котором устройство стабильно в релаксационном или активированном состоянии. В настоящем описании этот диапазон называется «гистерезисной областью», или «областью стабильности». Для дисплейной матрицы, имеющей гистерезисные характеристики, показанные на фиг.3, протокол активации строк и столбцов может быть разработан таким образом, что во время стробирования строки к тем ее пикселам, которые необходимо активировать, подают разность напряжений приблизительно 10В, а к тем пикселам, которые необходимо перевести в релаксационное состояние, разность напряжений, близкую к нулю. После стробирования к пикселам подают постоянную разность напряжений приблизительно 5В, так что они остаются в том состоянии, в которое были приведены при стробировании строки. В данном примере после осуществления записи к каждому пикселу подают разность потенциалов, которая находится в «области стабильности» (от 3В до 7В). Это позволяет стабилизировать конструкцию пикселов (фиг.1) при условии подачи одного и того же напряжения в существующем перед этим активированном или релаксационном состоянии. Поскольку каждый пиксел интерферометрического модулятора, в активированном или релаксационном состоянии, по существу представляет собой конденсатор, образованный зафиксированным и подвижным отражающими слоями, указанное стабильное состояние может быть сохранено при напряжении, значение которого находится в гистерезисной области, почти без рассеивания мощности. Если поданный потенциал имеет постоянное значение, то в пикселе нет тока.

[0050] Обычно дисплейный кадр может быть создан путем задания группы столбцовых электродов в соответствии с требуемой группой активированных пикселов в первой строке. После этого к электроду строки 1 подают строковый импульс, который активирует пикселы, соответствующие линиям заданных столбцов. Затем заданную группу столбцовых электродов изменяют, так что они соответствуют требуемой группе активированных пикселов во второй строке. Далее к электроду строки 2 подают импульс, который активирует соответствующие пикселы в строке 2 в соответствии с заданными столбцовыми электродами. Пикселы строки 1 не испытывают влияния импульса строки 2 и остаются в том же состоянии, в которое они были переведены во время импульса строки 1. Для получения кадра описанные действия могут быть выполнены последовательно для всех рядов строк. Обновление и/или коррекцию кадра как правило осуществляют новыми отображаемыми данными путем непрерывного повторения этого процесса с определенным количеством кадров в секунду. Кроме того, известно большое количество протоколов для управления строковыми и столбцовыми электродами пиксельных матриц с целью получения дисплейных кадров. Все эти протоколы могут быть использованы совместно с настоящим изобретением.

[0051] На фиг.4, 5А и 5В изображен возможный вариант протокола активации для создания дисплейного кадра в матрице 3×3, которая показана на фиг.2. На фиг.4 показаны возможные уровни столбцовых и строковых напряжений, которые могут быть использованы для пикселов, характеризующихся гистерезисными кривыми фиг.3. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.4, для активации пиксела к соответствующему столбцу подают напряжение -Vbias, а к соответствующей строке напряжение +ΔV, которые могут быть равны -5В и +5В соответственно. Релаксация пиксела выполняется подачей к соответствующему столбцу напряжения +Vbias, а к соответствующей строке аналогичного напряжения +ΔV, благодаря чему на концах пиксела создается нулевая разность потенциалов. В тех строках, где сохраняют нулевое напряжение, пикселы находятся в стабильном состоянии, независимо от того, какое напряжение подано на столбец: +Vbias или -Vbias. Как показано на фиг.4, также могут быть использованы напряжения, полярность которых противоположна полярности напряжений, указанных выше. Например, для активации пиксела к соответствующему столбцу может быть приложено напряжение +Vbias, а к соответствующей строке напряжение -ΔV. В этом варианте реализации изобретения релаксацию пиксела выполняют подачей на соответствующий столбец напряжения -Vbias, а на соответствующую строку аналогичного напряжения -ΔV, благодаря чему на концах пиксела создается нулевая разность потенциалов.

[0052] На фиг.5В изображена временная диаграмма, показывающая последовательность строковых и столбцовых сигналов, подаваемых на матрицу 3×3 (фиг.2) для получения дисплейной конфигурации, показанной на фиг.5А, в которой активированные пикселы являются неотражающими. Перед записью кадра, показанного на фиг.5А, пикселы могут находиться в любом состоянии, а в данном примере напряжение на всех строках равно нулю, а напряжение на всех столбцах составляет +5В. При таких напряжениях все пикселы стабильны в имеющихся активированных или релаксационных состояниях.

[0053] В кадре, показанном на фиг.5А, пикселы (1, 1), (1, 2), (2, 2), (3, 2) и (3, 3) активированы. Для этого в течение «времени передачи» для строки 1 на столбцы 1 и 2 подают напряжение -5В, а на столбец 3 напряжение +5В. При этом состояние пикселов не изменяется, т.к. напряжение на всех пикселах остается в области стабильности от 3В до 7В. Далее выполняют стробирование строки 1 с помощью импульса, который увеличивается от 0В до 5В, а затем снова падает до нуля. Это приводит к активации пикселов (1, 1), (1, 2) и релаксации пиксела (1, 3). При этом другие пикселы в матрице не испытывают воздействия. Для приведения строки 2 в необходимое состояние на столбец 2 подают напряжение -5В, а на столбцы 1 и 3 напряжение +5В. Посредством аналогичного стробирования строки 2 активируют пиксел (2, 2) и переводят пикселы (2, 1) и (2, 3) в релаксационное состояние. И вновь, другие пикселы не испытывают воздействия. Строку 3 обрабатывают аналогичным образом путем подачи на столбцы 2 и 3 напряжения -5В, а на столбец 1 напряжения +5В. Стробирование строки 3 переводит ее пикселы в состояние, показанное на фиг.5А. После записи кадра потенциалы строк равны нулю, а потенциалы столбцов могут иметь значения +5В или -5В. При этом изображение на дисплее (фиг.5А) остается неизменным. Аналогичный порядок действий может быть использован для матриц, которые состоят из десятков или сотен строк и столбцов. Распределение временных интервалов, последовательность действий и уровни напряжений, которые используют для активации строк и столбцов, могут быть любыми в рамках общих принципов, описанных выше. Указанные случаи являются лишь примерами, и в описываемых способах и системах могут быть использованы любые способы активации напряжением.

[0054] На фиг.6А и 6В изображены принципиальные схемы варианта реализации дисплейного устройства 40. Устройство 40 может представлять собой, например, сотовый или мобильный телефон. Однако аналогичные компоненты устройства 40 или их незначительно измененные варианты могут служить примером при описании различных типов дисплейных устройств, таких как телевизионные приемники и портативные медиа-плейеры.

[0055] Устройство 40 содержит корпус 41, дисплей 30, антенну 43, динамик 45, устройство 48 ввода данных и микрофон 46. Корпус 41 по существу сформирован по любой из известных технологий, в том числе с помощью литья под давлением и вакуумного формования. Кроме того, корпус 41 может быть выполнен из любого материала, в том числе, помимо прочего, пластмассы, металла, стекла, резины и керамики или их сочетаний. В одном варианте корпус 41 содержит съемные части (не показаны), которые могут быть заменены другими съемными частями, имеющими другой цвет или содержащими другие логотипы, изображения или символы.

[0056] В рассматриваемом примере дисплей 30 устройства 40 может представлять собой любой из дисплеев, в том числе бистабильный дисплей, который описан в тексте настоящей заявки. В других вариантах реализации понятие дисплей 30 включает плоскопанельный дисплей, например плазменный, электролюминесцентный, светодиодный, жидкокристаллический дисплей с матрицей пассивных скрученных нематических элементов или жидкокристаллический дисплей тонкопленочной технологии, упомянутый выше, или неплоскопанельный дисплей, например с электронно-лучевой или иной трубкой, известный специалистам. Однако при описании настоящего варианта изобретения понятие дисплей 30 включает интерферометрический модуляционный дисплей.

[0057] На фиг.6В схематически изображены компоненты одного варианта реализации устройства 40, которое содержит корпус 41 и может содержать дополнительные компоненты, которые по меньшей мере частично заключены в корпус. Например, в одном варианте реализации изобретения устройство 40 содержит сетевой интерфейс 27, в состав которого входит антенна 43, соединенная с приемопередатчиком 47. Приемопередатчик 47 соединен с процессором 21, который, в свою очередь, соединен с преобразующими аппаратными средствами 52, которые могут быть выполнены с возможностью модифицирования сигнала (например, его фильтрации). Средства 52 соединены с динамиком 45 и микрофоном 46. Процессор 21 также соединен с устройством 48 ввода и контроллером 29 формирователя. Контроллер 29 соединен с буфером 28 кадра и с матричным формирователем 22, который, в свою очередь, соединен с дисплейной матрицей 30. Источник 50 питания обеспечивает необходимое питание всех компонентов устройства 40.

[0058] Сетевой интерфейс 27 содержит антенну 43 и приемопередатчик 47, благодаря которым устройство 40 может взаимодействовать по меньшей мере с одним устройством в сети. В одном варианте реализации изобретения сетевой интерфейс 27 также может иметь технические возможности для облегчения работы процессора 21. Антенна 43 представляет собой любую известную антенну, выполненную с возможностью передачи и приема сигналов. В одном из вариантов реализации изобретения антенна передает и принимает радиосигналы в соответствии со стандартом IEEE 802.11, в том числе IEEE 802,11 (a), (b) или (g). В другом варианте реализации изобретения антенна передает и принимает радиосигналы в соответствии со стандартом BLUETOOTH. Антенны сотовых телефонов выполнены с возможностью приема сигналов стандартов множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), глобальной системы мобильной связи (GSM), усовершенствованной службы мобильной телефонной связи (AMPS) или других известных сигналов, которые используют для передачи сообщений в беспроводных сотовых телефонных сетях. Приемопередатчик 47 выполняет предварительную обработку сигналов, полученных от антенны 43. Предварительно обработанные сигналы могут быть приняты процессором 21 для дальнейшей обработки. Приемопередатчик 47 также выполняет обработку сигналов, полученных от процессора 21, после чего они могут быть переданы от устройства 40 через антенну 43.

[0059] В альтернативном варианте реализации изобретения приемопередатчик 47 может быть заменен приемником. В другом варианте реализации изобретения интерфейс 27 может быть заменен видеоисточником, который может хранить или генерировать видеоданные, предназначенные для отправки процессору 21. Видеоисточником, например, может быть цифровой видеодиск (DVD) или накопитель на жестком диске, который содержит видеоданные, или программный модуль, который генерирует видеоданные.

[0060] Процессор 21, как правило, управляет работой всего устройства 40. Процессор 21 принимает данные, такие как сжатые видеоданные, принятые от интерфейса 27 или видеоисточника, и выполняет их обработку с получением из них исходных видеоданных или преобразованием их в формат, в котором их несложно обработать для получения исходных видеоданных. После этого процессор 21 отправляет обработанные данные в контроллер 29 формирователя или в буфер 28 для хранения. Исходные данные обычно содержат информацию, которая идентифицирует характеристики каждой области изображения. К указанным характеристикам могут относиться, например, цвет, насыщенность и уровень полутонов.

[0061] В одном варианте реализации изобретения процессор 21 содержит микроконтроллер, центральный процессор или логическое устройство для управления работой устройства 40. Средства 52 как правило содержат усилители и фильтры для передачи сигналов на динамик 45 и для приема сигналов от микрофона 46. Средства 52 могут быть выполнены в форме отдельных компонентов в устройстве 40 или могут быть встроены в процессор 21 или другие компоненты.

[0062] Контроллер 29 принимает исходные видеоданные, генерируемые процессором 21, непосредственно от него или из буфера 28, и соответствующим образом переформатирует исходные видеоданные для их высокоскоростной передачи на формирователь 22. В частности, контроллер 29 переформатирует исходные видеоданные в поток данных, формат которого подобен растровому, при этом скорость переформатирования пригодна для выполнения развертки на матрице 30. После этого контроллер 29 отправляет отформатированную информацию формирователю 22. Несмотря на то, что контроллер 29 (например, контроллер жидкокристаллического дисплея) часто бывает связан с процессором 21 в виде отдельной интегральной схемы, такие контроллеры могут быть выполнены различными способами. Они могут быть встроены в процессор 21 в форме аппаратных средств, программных средств или могут быть полностью интегрированы в аппаратные средства вместе с формирователем 22.

[0063] Обычно формирователь 22 принимает отформатированную информацию от контроллера 29 и переформатирует видеоданные в параллельный ряд волновых сигналов, которые подаются с заданной частотой на сотни, а иногда и тысячи проводников, выходящих из матрицы х-у пикселов дисплея.

[0064] В одном варианте реализации изобретения контроллер 29, формирователь 22 и матрица 30 пригодны для любого типа дисплеев, описанных в настоящей заявке. Например, в одном варианте реализации изобретения контроллер 29 представляет собой контроллер обычного дисплея или бистабильного дисплея (например, контроллер интерферометрического модулятора). В другом варианте реализации изобретения формирователь 22 представляет собой формирователь обычного или бистабильного дисплея (например, интерферометрического модуляционного дисплея). В одном варианте реализации изобретения контроллер 29 объединен с формирователем 22. Такой вариант реализации изобретения является типовым для высокоинтегрированных систем, таких как сотовые телефоны, наручные часы и другие устройства с дисплеями небольших размеров. В другом варианте реализации изобретения матрица 30 представляет собой матрицу обычного или бистабильного дисплея (например, дисплея, содержащего матрицу интерферометрических модуляторов).

[0065] Устройство 48 позволяет пользователю управлять работой устройства 40. В одном варианте реализации изобретения устройство 48 содержит клавиатуру, такую как клавиатура QWERTY или телефонную клавиатуру, кнопку, переключатель, сенсорный экран, мембрану, чувствительную к воздействию давления или тепла. В одном варианте реализации изобретения устройством ввода данных устройства 40 является микрофон 46. При использовании микрофона 46 для ввода данных пользователь с помощью голосовых команд может управлять работой устройства 40.

[0066] Источник 50 может содержать различные известные устройства хранения энергии. Например, в одном варианте реализации изобретения источник 50 представляет собой перезаряжаемую батарею, такую как никель-кадмиевая батарея или ионная литиевая батарея. В другом варианте реализации изобретения источник 50 представляет собой возобновляемый источник энергии, конденсатор или солнечную батарею, в том числе пластиковую солнечную батарею и светочувствительную краску. В другом варианте реализации изобретения источник 50 выполнен с возможностью получения энергии из сетевой розетки.

[0067] В некоторых вариантах реализации изобретения возможность изменять управляющую программу реализована, как описано выше, в контроллере формирователя, который может быть расположен в нескольких местах электронной дисплейной системы. В некоторых вариантах реализации изобретения возможность изменять управляющую программу реализована в формирователе 22 матрицы. Описанная выше оптимизация может быть реализована при любом количестве аппаратных и/или программных компонентов и при различных конфигурациях.

[0068] Элементы конструкции интерферометрических модуляторов, которые работают в соответствии с принципами, описанными выше, могут быть различными. Например, на фиг.7А-7Е изображены пять различных вариантов реализации слоя 14 и поддерживающих его конструкций. На фиг.7А изображено сечение варианта реализации изобретения, показанного на фиг.1, в котором полоса металлического материала 14 осаждена на проходящие перпендикулярно опоры 18. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.7В, подвижный отражающий слой 14 закреплен на опорах лишь по краям и поддерживается с помощью соединительных элементов 32. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.7С, слой 14 подвешен к деформируемому слою 34, который может содержать гибкий металл. Слой 34 по периметру непосредственно или через соединительные элементы соединен с подложкой 20. Указанные соединительные элементы в тексте настоящей заявки называются поддерживающими опорами. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.7D, имеются опорные вставки 42, на которых лежит деформируемый слой 34. Подвижный отражающий слой 14 оказывается подвешен над зазором, как показано на фиг.7А-7С, однако в этом случае поддерживающие опоры образованы не за счет заполнения деформируемым слоем 34 отверстий между слоем 34 и оптической стопой 16. В этом случае опоры сформированы из подвергшегося планаризации материала, из которого выполнены вставки 42. Вариант реализации изобретения, изображенный на фиг.7Е, основан на варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.7D, но он также может быть адаптирован для работы с любым из вариантов реализации изобретения, показанных на фиг.7А-7С, а также с другими, не показанными вариантами реализации изобретения. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.7Е, использован дополнительный слой металла или другого проводящего материала для получения шинной структуры 44. Такая структура обеспечивает возможность выполнения сигнальной разводки на тыльной стороне интерферометрических модуляторов, при этом отсутствует необходимость использования нескольких электродов и, следовательно, их формирования на подложке 20.

[0069] В вариантах реализации изобретения, таких как изображенные на фиг.7, интерферометрические модуляторы функционируют как устройства прямого видения, в которых визуальные объекты видны с лицевой стороны прозрачной подложки 20, являющейся стороной, противоположной той, на которой размещен сам модулятор. В этих вариантах реализации изобретения отражающий слой 14 оптически закрывает некоторые участки интерферометрического модулятора своей стороной, которая противоположна подложке 20, включая деформирующий слой 34. Благодаря этому можно конфигурировать и производить действия над закрытыми областями без отрицательного воздействия на качество изображения. Такое закрытие позволяет использовать шинную структуру 44 (фиг.7Е), обеспечивающую возможность разделения оптических и электромеханических характеристик модулятора, таких как адресация и перемещения, обусловленные этой адресацией. Такая разделенная архитектура позволяет осуществлять выбор конструкции и материалов, используемых для обеспечения необходимых электромеханических и оптических свойств модулятора, и осуществлять их функционирование независимо друг от друга. Кроме того, варианты реализации изобретения, изображенные на фиг.7С-7Е, имеют дополнительные преимущества, обусловленные тем, что оптические свойства отражающего слоя 14 не связаны с его механическими свойствами, причем механические функции выполняются деформирующим слоем 34. Благодаря этому имеется возможность оптимизировать конструкцию и материалы слоя 14 в отношении оптических свойств и оптимизировать конструкцию и материалы слоя 34 в отношении требуемых механических свойств.

[0070] В некоторых вариантах реализации оптические свойства подвижного элемента отделены от его электрических и от механических свойств путем размещения активирующего электрода сбоку от отражающей поверхности отражающего элемента. В таких вариантах реализации подвижный элемент выполнен с возможностью проявления в ответ на разность напряжений, созданную между активирующим электродом и подвижным элементом, реакции в виде перемещения в направлении, по существу перпендикулярном верхней поверхности подложки. В частности, к активириующему электроду под действием электростатических сил притягивается не отражающий элемент 14, а деформируемый слой 34. Отражающий элемент 14 механически соединен с деформируемым слоем 34 таким образом, что отражающий элемент 14 также перемещается в направлении, по существу перпендикулярном верхней поверхности подложки, когда слой 34 притягивается к активирующему электроду. В некоторых вариантах реализации разность напряжений, созданная между активирующим электродом и подвижным элементом, вызывает смещение деформируемого слоя 34 и смещение отражающей поверхности отражающего элемента 14, параллельное смещению слоя 34.

[0071] На фиг.8А показан вид сверху иллюстрирующего варианта реализации устройства 800 на основе МЭМС (например, интерферометрического модулятора), в котором оптические свойства подвижного элемента 810 отделены от электрических и механических. На фиг.9А-9Н показаны сечения иллюстрирующего варианта реализации устройства 800 на основе МЭМС, изображенного на фиг.8А. На фиг.9А показано сечение по линии А-А, а на фиг.9С - сечение по линии С-С устройства 800 на основе МЭМС, находящегося в неактивированном (или "релаксационном") состоянии. На фиг.9В и 9D показаны сечения устройства 800 на основе МЭМС, находящегося в активированном состоянии, по линиям А-А и С-С соответственно. На фиг.9Е показано сечение по линии Е-Е, а на фиг.9G - сечение по линии G-G устройства 800 на основе МЭМС, находящегося в неактивированном состоянии. На фиг.9F и 9Н показаны сечения устройства 800 на основе МЭМС, находящегося в активированном состоянии, по линиям Е-Е и G-G соответственно.

[0072] Устройство 800 содержит подложку 20, имеющую верхнюю поверхность 88, и подвижный элемент 810, расположенный над подложкой 20. Подвижный элемент 810 содержит деформируемый слой 34 и отражающий элемент 814, который механически соединен с деформируемым слоем 34 и имеет отражающую поверхность 92. Устройство 800 дополнительно содержит активирующий электрод 82, расположенный сбоку от отражающей поверхности 92. Подвижный элемент 810 выполнен с возможностью проявления в ответ на разность напряжений, созданную между активирующим электродом 82 и подвижным элементом 810, реакции в виде перемещения в направлении, по существу перпендикулярном верхней поверхности 88 подложки 20.

[0073] В некоторых вариантах реализации изобретения устройства 800 на основе МЭМС могут быть использованы для модуляции света (например, для интерферометрической модуляции света) путем приложения напряжения к активирующему электроду 82. Напряжение создает притягивающую силу на подвижном элементе 810, которая вызывает перемещение подвижного элемента 810 в направлении активирующего электрода 82.

[0074] Подложка 20 может содержать материал, который является по меньшей мере частично прозрачным или светопроницаемым и по меньшей мере частично отражающим и примерами которого являются, без ограничения, стекло или пластик. Подложка 20 может быть также изготовлена в различных формах, в том числе, без ограничения, в гомогенной или негомогенной формах, и может иметь однородную или неоднородную толщину. Подложка 20 также может содержать несколько подслоев, занимать меньшее пространство или площадь или занимать несколько участков. В некоторых вариантах реализации подложка 20 содержит оптическую стопу 16, как описано выше. Например, подложка 20 может быть интегрирована с первым отражающим слоем 94, черной маской (не показана) или другими слоями или структурами.

[0075] В настоящем описании термин "верхняя поверхность подложки" понимается в широком смысле и включает, помимо прочего, наружную поверхность структуры, расположенную снизу отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814. В качестве неограничительного примера, верхняя поверхность 88 подложки 20 может представлять собой непосредственно верхнюю поверхность подложки 20, верхнюю поверхность изолирующего слоя 86, верхнюю поверхность изолирующего слоя 87 (например, как показано на фиг.10С, 10D, 11С и 11D), верхнюю поверхность первого отражающего слоя 94 (например, как показано на фиг.9С, 9D, 9G и 9Н) или верхнюю поверхность черной маски. В некоторых вариантах реализации верхняя поверхность 88 подложки 20 является верхней поверхностью по меньшей мере одной изолирующей структуры (например, изолирующих или проводящих утолщений, расположенных на активирующем электроде 82 и/или первом отражающем слое 94).

[0076] Деформируемый слой 34 предпочтительно содержит гибкий проводящий материал (например, никель). В некоторых вариантах реализации деформируемый слой 34 проходит через строки устройств 800 (например, как показано на фиг.8В). При этом слой 34, проходящий через одну строку устройств 800, электрически изолирован от слоя 34, проходящего через их остальные строки, для задействования вышеописанного протокола активации. В некоторых вариантах реализации деформируемый слой 34 проходит через столбцы устройств 800. При этом слой 34, проходящий через один столбец устройств 800, электрически изолирован от слоя 34, проходящего через остальные столбцы устройств 800, для задействования вышеописанного протокола активации. Отражающая поверхность 92 отражающего элемента 814 предпочтительно содержит отражающий материал, такой как алюминий, хотя отражающий элемент 814 не обязательно должен иметь какие-либо специальные электрические свойства. В настоящем описании термин "отражающая поверхность" понимается в широком смысле и включает, помимо прочего, часть отражающего элемента 814, выполненную с возможностью отражения света. В варианте реализации, показанном на фиг.9А-9Н, подвижный элемент 810 содержит отражающий элемент 814, который механически соединен с верхней поверхностью деформируемого слоя 34. Также возможны различные другие варианты реализации (например, варианты реализации, показанные на фиг.10А-11D).

[0077] В некоторых вариантах реализации подвижный элемент 810 содержит по меньшей мере один соединительный элемент 84, а отражающий элемент 814 механически соединен с деформируемым слоем 34 посредством по меньшей мере одного соединительного элемента 84. В некоторых вариантах реализации соединительный элемент 84 содержит по меньшей мере один выступ, расположенный на отражающем элементе 814 и механически соединенный с деформируемым слоем 34 (например, как показано на фиг.8А). Соединительный элемент 84 предпочтительно содержит материал, который имеет подходящие механические, но не обязательно какие-либо специальные оптические и/или электрические свойства. Например, согласно некоторым вариантам реализации соединительный элемент 84 содержит материал, имеющий внутреннее напряжение и/или коэффициент теплового расширения, соответствующие внутреннему напряжению и/или коэффициенту теплового расширения отражающего элемента 814. В некоторых вариантах реализации соединительный элемент 84 содержит материал, который может быть сплавлен с материалами отражающего элемента 814 и деформируемого слоя 34. В некоторых вариантах реализации слой алюминия содержит соединительный элемент 84 и отражающую поверхность 92 отражающего элемента 814.

[0078] В некоторых вариантах реализации деформируемый слой 34 поддерживается опорами 18. Опоры 18 предпочтительно содержат оксид (например, SiO2), но могут содержать любой материал подходящей жесткости. Хотя деформируемый слой 34, показанный на фиг.9А-9Н, поддерживается опорами 18 тем же способом, что и деформируемый слой 34, показанный на фиг.7А и 7D, ясно, что конфигурация деформируемого слоя 34 может быть аналогична вариантам реализации изобретения, показанным на фиг.7В, 7С и 7Е, или другим конфигурациям.

[0079] Активирующий электрод 82 на фиг.8А и 8В показан пунктирными линиями для обозначения того, что в некоторых вариантах реализации по меньшей мере часть активирующего электрода 82 расположена по меньшей мере под частью деформируемого слоя 34 (например, как показано на сечениях на фиг.9А-9Н). В некоторых вариантах реализации устройство 800 содержит несколько активирующих электродов 82 (например, по меньшей мере часть каждого из активирующих электродов 82 расположена по меньшей мере под частью деформируемого слоя 34). Активирующий электрод 82 предпочтительно покрыт (например, наподобие капсулы) изолирующими слоями 86, 87 (например, содержащими SiO2) таким образом, что активирующий электрод 82 изолирован от подвижного элемента 810 и первого отражающего слоя 94. Изолирующие слои 86, 87 могут содержать тот же самый материал (например, SiO2) или различные материалы (например, SiO2 и Al2O3). Активирующий электрод 82 может быть присоединен между столбцами устройств 800 (например, как показано на фиг.8В) или между строками устройств 800 для задействования вышеописанного протокола активации.

[0080] Активирующий электрод 82 расположен сбоку от отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814, поэтому активирующий электрод 82 может содержать непрозрачный проводник вместо прозрачных проводников, таких как ITO, описанных выше. Кроме того, использование непрозрачного активирующего электрода 82 обеспечивает возможность формирования электрода 82 на основе материалов, имеющих более низкое электрическое сопротивление по сравнению с прозрачными проводниками, и, таким образом, уменьшения энергопотребления и времени отклика. Например, активирующий электрод 82 может содержать никель, алюминий, медь, серебро, золото и их сплавы. Кроме того, расположение активирующего электрода 82 сбоку от отражающей поверхности 92 в некоторых вариантах реализации предпочтительно улучшает контрастность изображения в сравнении с вариантами реализации, в которых прозрачный проводник расположен на оптическом пути.

[0081] Некоторые прозрачные проводники, такие как ITO, отличаются чувствительностью к высокотемпературным процессам, поэтому максимальная температура обработки устройств на основе МЭМС ограничена после формирования активирующего электрода 902. Например, ITO разрушается при температурах приблизительно 350°С и выше, что ведет к увеличению удельного электрического сопротивления активирующего электрода, содержащего ITO. Некоторые процессы (например, химическое осаждение из паровой или газовой фазы при температуре больше 350°С) обычно не осуществляют на структурах, содержащих ITO. Однако активирующий электрод 82 устройств на основе МЭМС, расположенный сбоку от отражающей поверхности 92, может содержать проводники, выдерживающие высокотемпературную обработку, в результате чего может быть увеличена гибкость процесса формирования компонентов устройства 800. В одном примере осаждение некоторых элементов (например, осаждение опорных конструкций 18) может быть выполнено при высоких температурах. В другом примере в качестве некоторых процессов осаждения могут использовать процессы химического осаждения из паровой или газовой фазы вместо процесса механического осаждения паров (например, напыления), вследствие чего может быть получена бóльшая однородность осаждения.

[0082] Толщина активирующего электрода, расположенного на оптическом пути, ограничена для уменьшения неблагоприятного воздействия на оптические свойства устройства на основе МЭМС, однако активирующий электрод 82, расположенный сбоку от отражающей поверхности 92, может иметь различную толщину, поскольку он расположен вне оптического пути. Увеличение толщины активирующего электрода может обеспечить, например, увеличение электрической проводимости и уменьшить, таким образом, время отклика и/или энергопотребление устройства на основе МЭМС. Кроме того, толстые активирующие электроды 82 позволяют использовать альтернативные способы осаждения (например, нанесение покрытия, струйная печать, использование печатных проводников), которые могут снизить производственные затраты.

[0083] Как показано на фиг.8А, отражающая поверхность 92 отражающего элемента 814 расположена сбоку от активирующего электрода 82. В отличие от вышеописанных устройств на основе МЭМС, показанных на фиг.7А-7Е, часть подвижного элемента 810, находящаяся под действием сил электростатического притяжения, не модулирует свет. В некоторых вариантах реализации на подложке 20 (например, между подложкой 20 и активирующим электродом 82) в частях устройства 800, в которых подвижный элемент 810 находится под действием электростатического притяжения, расположена черная маска (не показана) для предотвращения нежелательной модуляции света. В некоторых вариантах реализации черная маска (не показана) расположена на подложке 20 в областях, не закрытых отражающим элементом 814 (например, под опорными конструкциями 18, между активирующим электродом 82 и отражающей поверхностью 92), например, с целью уменьшения отражательной способности областей, которые не модулируют свет, посредством чего может быть улучшена контрастность.

[0084] Как описано выше, деформируемый слой 34 содержит гибкий материал, который может притягиваться к активирующему электроду 82 под действием электростатических сил. Таким образом, когда напряжение приложено к электроду 82, деформируемый слой 34 притягивается под действием электростатических сил в направлении электрода 82, что в показанном варианте реализации также соответствует направлению подложки 20. В результате действия притягивающих сил части деформируемого слоя 34, не поддерживаемые опорами 18, отклоняются в направлении, указанном стрелками 96 (например, как показано на фиг.9В, 9D, 9F и 9G). Отражающий элемент 814 механически соединен с деформируемым слоем 34, поэтому он также перемещается в направлении, указанном стрелками 96 вследствие приложения напряжения к активирующему электроду 82. Таким образом, подвижный элемент 810 перемещается в направлении, по существу перпендикулярном верхней поверхности 88 подложки 20.

[0085] На фиг.8В изображена матрица 3×3 устройств 800, показанных на фиг.8А. Деформируемые слои 34 соединены в строку слева направо, а активирующие электроды 82 соединены в столбец сверху вниз для задействования вышеописанного протокола активации. В некоторых вариантах реализации активирующие электроды 82 соединены в строку слева направо, а деформируемые слои 34 соединены в столбец сверху вниз. В некоторых вариантах реализации опорная конструкция 18 поддерживает деформируемый слой 34 нескольких устройств 800 (например, как показано между верхней строкой и средней строкой). В некоторых вариантах реализации опорная конструкция 18 поддерживает деформируемый слой 34 одного устройства 800 (например, как показано между средней строкой и нижней строкой). В некоторых вариантах реализации часть активирующего электрода 82, проходящая между строками устройств 800, расположена по существу только под деформируемым слоем 34 (например, как показано между верхней строкой и средней строкой). В некоторых вариантах реализации часть активирующего электрода 82, проходящая между строками устройств 800, расположена по существу под деформируемым слоем 34 и областями, расположенными между деформируемыми слоями 34 (например, как показано между средней строкой и нижней строкой).

[0086] В варианте реализации, показанном на фиг.9А-9Н, отражающий элемент 814 механически соединен с верхней поверхностью деформируемого слоя 34. Однако возможны также другие способы соединения.

[0087] На фиг.10А показано сечение для еще одного примера варианта реализации устройства 800 по линии А-А, обозначенной на фиг.8А, а на фиг.10С показано сечение устройства 800, находящегося в неактивированном состоянии, по линии С-С, обозначенной на фиг.8А. На фиг.10В и 10D показаны сечения устройства 800, находящегося в активированном состоянии, по линиям А-А и С-С соответственно. На виде сверху, показанном на фиг.8А, соединительные элементы 84 расположены сверху деформируемого слоя 34. Однако в варианте реализации, показанном на фиг.10A-10D, край или сторона отражающего элемента 814 механически соединена с краем или стороной деформируемого слоя 34 посредством соединительного элемента 84, который примыкает к деформируемому слою 34, но не перекрывает его. Пунктирная линия, обозначенная на фиг.10В, указывает область контакта между деформируемым слоем 34 и соединительным элементом 84 сзади деформируемого слоя 34. Также возможны другие варианты реализации. Например, стороны соединительного элемента 84 могут примыкать к сторонам деформируемого слоя 34. Подвижный элемент 810 выполнен таким образом, что отражающая поверхность 92 элемента 814 не входит в контакт с верхней поверхностью 88 подложки 20, когда устройство 800 находится в активированном состоянии (например, как показано на фиг.10D). Например, элемент 814 может быть более тонким, чем слой 34, вследствие чего слой 34, но не отражающая поверхность 92 приходит в контакт с верхней поверхностью 88 подложки 20 (например, как показано на фиг.10С и 10D), или слой 34 может иметь специальную форму (например, иметь вертикально поднятую часть) для предотвращения контакта между отражающей поверхностью 92 и верхней поверхностью 88 подложки 20. Сечения по линиям Е-Е и G-G, обозначенным на фиг.8А, будут очевидны для специалиста из фиг.10A-10D и 9А-9Н.

[0088] На фиг.11А показано сечение для еще одного примера варианта реализации устройства 800 по линии А-А, обозначенной на фиг.8А, а на фиг.11С показано сечение по линии С-С устройства 800, находящегося в неактивированном состоянии. На фиг.11В и 11D показаны сечения по линиям А-А и С-С соответственно устройства 800, находящегося в активированном состоянии. Сечения по линиям Е-Е и G-G будут очевидны для специалиста из фиг.9Е-9Н. Отражающий элемент 814 механически соединен с нижней поверхностью деформируемого слоя 34. При этом подвижный элемент 810 выполнен таким образом, что отражающая поверхность 92 отражающего элемента 814 не приходит в контакт с верхней поверхностью 88 подложки 20, когда устройство 800 находится в активированном состоянии. Например, деформируемый слой 34 может содержать вертикально поднятую часть 1102, соединенную с отражающим элементом 814 (например, как показано на фиг.11А и 11В). Также возможны и другие конфигурации.

[0089] Деформируемый слой 34 устройства 800, показанного на фиг.9А-9Н, выполнен с возможностью контакта с неподвижной частью устройства 800 (например, с верхней поверхностью 88 подложки 20 или верхней поверхностью изолирующего слоя 87), когда устройство 800 находится в активированном состоянии. Однако, как показано на фиг.9С, 9D, 9G и 9Н, отражающая поверхность 92 элемента 814 не приходит в контакт с верхней поверхностью 88 подложки 20 ни в релаксационном, ни в активированном состояниях соответственно. Расстояние между отражающей поверхностью 92 элемента 814 и верхней поверхностью 88 подложки 20 больше расстояния между деформируемым слоем 34 и верхней поверхностью 88 подложки 20. Варианты реализации, в которых отражающая поверхность 92 подвижного элемента 810 не приходит в контакт с верхней поверхностью 88 подложки 20, обеспечивают уменьшение риска прилипания благодаря меньшей площади механического контакта между деформируемым слоем 34 и верхней поверхностью 88 подложки 20. Уменьшение риска прилипания позволяет использовать деформируемый слой 34 с меньшей пружинной жесткостью, поскольку механические силы преодолевают силы прилипания лишь на небольшой площади контакта между деформируемым слоем 34 и неподвижной частью в активированном состоянии (например, для релаксации устройства 800). Использование деформируемого слоя 34 с меньшей пружинной жесткостью позволяет использовать меньшую электростатическую силу для преодоления механических сил в релаксационном состоянии (например, для активации устройства 800). Уменьшение величины электростатической силы, используемой для активации устройства 800, позволяет использовать конденсатор меньшего размера. Таким образом, некоторые такие варианты реализации обеспечивают быструю работу устройства 800 при низких энергозатратах даже при использовании большúх отражающих элементов 814, поскольку благодаря области наложения активирующего электрода 82 и деформируемого слоя 34 емкость устройства 800 составляет меньшую величину в сравнении с вариантами реализации, в которых для создания электростатической притягивающей силы с активирующим электродом 82 взаимодействует бóльшая часть подвижного элемента 810. Кроме того, размеры отражающего элемента 814 не зависят от размеров механических и электрических элементов (например, деформируемого слоя 34 и активирующего электрода 82), поскольку отражающий элемент 814 не приходит в контакт с верхней поверхностью 88 подложки 20 и не притягивается электростатическими силами после активации. Кроме того, отражающая поверхность 92 отражающего элемента 814 может быть гладкой и плоской, поскольку риск прилипания значительно уменьшен, когда отражающая поверхность 92 не приходит в контакт с верхней поверхностью 88 подложки 20 в активированном или в неактивированном состоянии устройства 800. Более гладкая и более плоская отражающая поверхность 92 может улучшать цветовую палитру.

[0090] В вариантах реализации, в которых отражающая поверхность 92 и верхняя поверхность 88 являются плоскими (например, для улучшения цветовой палитры), прилипание между этими поверхностями вследствие их контакта друг с другом может неблагоприятно влиять на работу устройств на основе МЭМС. Для уменьшения такого прилипания могут быть использованы некоторые признаки, такие как огрубление поверхности и слои, предотвращающие прилипание, однако эти признаки могут неблагоприятно воздействовать на оптические характеристики устройства на основе МЭМС. Однако в вариантах реализации, в которых деформируемый слой 34 приходит в контакт с неподвижной частью (например, как показано на фиг.9В и 9D), активирующий электрод 82, расположенный сбоку от отражающей поверхности 92, обеспечивает возможность размещения нижней поверхности деформируемого слоя 34 и/или верхней поверхности неподвижной части вне оптического пути для уменьшения риска прилипания без воздействия на оптические характеристики. Например, для уменьшения числа мест контакта рельеф поверхностей может быть выполнен шероховатым, или между поверхностями может быть сформирован слой, предотвращающий прилипание.

[0091] Отражающий элемент 814 и первый отражающий слой 94 предпочтительно имеют одинаковый потенциал с целью уменьшения каких-либо электростатических сил или электрического поля между ними, которые могут приводить к образованию дуги. В некоторых вариантах реализации отражающий элемент 814 электрически соединен с первым отражающим слоем 94 через деформируемый слой 34, так что они имеют одинаковый потенциал. В некоторых вариантах реализации отражающий элемент 814 изолирован от деформируемого слоя 34 (например, путем использования диэлектрического соединительного элемента 84), а первый отражающий слой 94 также изолирован, так что они имеют одинаковый потенциал.

[0092] Также возможны варианты реализации, в которых расстояние между деформируемым слоем 34 и верхней поверхностью 88 подложки 20 больше расстояния между отражающей поверхностью 92 отражающего элемента 814 и верхней поверхностью 88 подложки 20. На фиг.12А-12С показаны варианты реализации, аналогичные вариантам реализации, показанным на фиг.9D, 10D и 11D соответственно, за исключением того, что отражающая поверхность 92 отражающего элемента 814 приходит в контакт с верхней поверхностью 88 подложки 20, когда устройство 800 находится в активированном состоянии. В некоторых вариантах реализации контакт между отражающей поверхностью 92 и верхней поверхностью 88 подложки 20 позволяет использовать устройства 800 в приложениях, в которых оно должно обеспечивать низкое отражение (то есть должно быть темнее или черным). Если верхняя поверхность 88 подложки 20 содержит изолирующий слой 87 толщиной приблизительно от 90 нм до 110 нм (например, приблизительно 100 нм), устройства 800 могут обеспечивать низкое отражение, когда отражающая поверхность 92 касается верхней поверхности 88 подложки 20. В некоторых вариантах реализации контакт между отражающей поверхностью 92 и верхней поверхностью 88 подложки 20 позволяет использовать устройство 800 в приложениях, в которых оно должно обеспечивать высокое отражение в широком цветовом спектре. Если верхняя поверхность 88 подложки 20 содержит первый отражающий слой 94 (например, без изолирующего слоя 87 или с изолирующим слоем 87 толщиной приблизительно менее 100Å), устройство 800 может обеспечивать высокое отражение в широком цветовом спектре, когда отражающая поверхность 92 касается первого отражающего слоя 94 или расположена от него на расстоянии приблизительно менее 100Å (например, при касании изолирующего слоя 87, имеющего толщину приблизительно менее 100Å). В некоторых таких вариантах реализации отражающий элемент 814 и первый отражающий слой 94 имеют одинаковый потенциал, что уменьшает опасность образования дуги. В некоторых вариантах реализации такой контакт может упростить изготовление устройства 800.

[0093] Черный цвет с низким отражением и белый цвет с высоким отражением в широком цветовом спектре также могут быть обеспечены посредством устройств на основе МЭМС, как показано на фиг.9D, 10D и 11D в вариантах реализации, в которых верхняя поверхность 88 подложки 20 содержит первый отражающий слой 94, а отражающая поверхность 92 расположена на расстоянии приблизительно менее 100Å или приблизительно от 90 нм до 110 нм (например, приблизительно 100 нм) от верхней поверхности 88 подложки 20.

[0094] В варианте реализации, показанном на фиг.8А, отражающий элемент 814 имеет края (например, четыре края) и механически соединен с деформируемым слоем 34 посредством по меньшей мере одного соединительного элемента 84 на каждом из его краев (например, посредством четырех соединительных элементов 84, по одному для каждого из четырех краев). На фиг.13А, 13В и 13D показаны примеры дополнительных вариантов реализации устройств 800, в которых активирующий электрод 82 расположен сбоку от отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814. Показанное на фиг.13А устройство 800 содержит несколько соединительных элементов 84 (например, два) на каждом из краев отражающего элемента 814, которые обеспечивают механическое соединение отражающего элемента 814 с деформируемым слоем 34.

[0095] Как показано на фиг.13В, устройство 800 содержит два соединительных элемента 84, каждый из которых обеспечивает механическое соединение стороны отражающего элемента 814 с деформируемым слоем 34. Кроме того, в варианте реализации, показанном на фиг.13В, устройство 800 содержит активирующий электрод 82, по меньшей мере часть которого находится по меньшей мере под частью деформируемого слоя 34. В таких вариантах реализации соединительный элемент 84 предпочтительно выполнен по существу проходящим параллельно верхней поверхности 88 подложки 20 (например, путем механического соединения первого соединительного элемента 84 с первым краем отражающего элемента 814 и второго соединительного элемента 84 со вторым краем отражающего элемента 814, расположенным по существу напротив первого края). Такие варианты реализации могут также обеспечивать высокий коэффициент заполнения (т.е. отношение эффективной площади отражающей поверхности 92 к общей площади устройства 800), поскольку отражающие элементы 814 соседних устройств 800 в матрице этих устройств 800 могут быть размещены в непосредственной близости друг от друга в каждой строке.

[0096] На фиг.13С показана матрица 3×3 устройств 800, изображенных на фиг.13В. Деформируемые слои 34 соединены в строку слева направо, а активирующие электроды 82 соединены в столбец сверху вниз для задействования вышеописанного протокола активации. При этом активирующий электрод 82 каждого устройства 800 расположен только на одной стороне в направлении столбца, так что активирующие электроды 82 столбца формируют Е-образную структуру. Когда активирующий электрод 82 соединен в строки на одной стороне отражающего элемента 814, промежуток, прежде использовавшийся для соединения активирующего электрода 82 на другой стороне отражающего элемента 814 (например, как показано на фиг.8В), может быть использован для отражающего элемента 814 смежного устройства 800. Таким образом, устройства 800 в матрице, показанной на фиг.13С, расположены ближе друг к другу, чем устройства 800 в матрице, показанной на фиг.13В, вследствие чего матрица, показанная на фиг.13С, имеет более высокий коэффициент заполнения, чем матрица, показанная на фиг.8В.

[0097] В устройстве 800 на основе МЭМС, показанном на фиг.8А, отражающая поверхность 92 расположена на расстоянии от деформируемого слоя 34 в направлении, в целом параллельном верхней поверхности 88 подложки 20. На фиг.13D показан другой вариант реализации устройства 800, в котором отражающая поверхность 92 расположена на расстоянии от деформируемого слоя 34 в направлении, в целом параллельном верхней поверхности 88 подложки 20 и в котором отражающий элемент 814 проходит по деформируемому слою 34. Соединительные элементы 84 содержат вертикальные элементы (показанные пунктиром в месте контакта снизу отражающего элемента 814), которые отделяют деформируемый слой 34 от отражающего элемента 814. Части отражающего элемента, расположенные вблизи опор (например, углы отражающего элемента 814, показанного на фиг.13D), выполнены в форме, предотвращающей контакт отражающего элемента 814 с деформируемым слоем 34 после активации устройства 800. В некоторых вариантах реализации благодаря тому, что отражающий элемент 814 проходит сбоку ближе к деформируемому слою 34 или над ним, отражающая поверхность 92 отражающего элемента 814, показанного на фиг.13D, имеет бóльшую площадь, чем отражающие поверхности 92 отражающих элементов 814, которые сбоку дополнительно удалены от деформируемого слоя 34 (например, как показано на фиг.8А, 13А и 13В). Возможны также и другие варианты реализации.

[0098] Фиг.14А-14Н иллюстрирует пример способа изготовления устройства 800, аналогичного устройству 800, изображенному на фиг.9А-9Н. Однако первый отражающий слой 94 не проходит через строку устройств 800 (например, как показано на фиг.8В), а расположен по существу только снизу отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814. Такие варианты реализации обеспечивают преимущество, когда первый отражающий слой 94 не обязательно должен быть заземлен или может быть заземлен внутри каждого устройства 800 и т.п. Кроме того, изолирующий слой 86, показанный на фиг.14А-14Н, не удален из оптического пути, что может упрощать изготовление (например, посредством исключения этапа нанесения рельефа). На левой стороне фиг.14А-14Н показаны сечения по линии А-А, обозначенной на фиг.8А (например, аналогично фиг.9А), а на правой стороне фиг.14А-14Н показаны сечения по линии С-С, обозначенной на фиг.8А (например, аналогично фиг.9С).

[0099] На фиг.14А показана структура 140, содержащая подложку 20, на которой сформирован первый отражающий слой 94. Как описано выше, первый отражающий слой 94 может быть интегрирован в оптической стопе на подложке 20. Первый отражающий слой 94 расположен на оптическом пути света, модулируемого устройством 800, и может отсутствовать в областях, которые находятся вне оптического пути, например, под опорами 18 или активирующим электродом 82 (например, как показано на фиг.14А-14Н). В некоторых таких вариантах реализации первый отражающий слой 94 может быть расположен в той же плоскости, что и активирующий электрод 82 (например, как показано на фиг.14В).

[0100] На фиг.14В показана структура 140 после формирования на подложке 20 активирующего электрода 82. Как показано на фиг.8В и 13С, активирующий электрод 82 может быть сформирован в форме полос вокруг отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814. В некоторых вариантах реализации первый отражающий слой 94 может быть сформирован за активирующим электродом 82. Первый отражающий слой 94 и активирующий электрод 82 могут иметь разную толщину. На фиг.14С показана структура 140 после покрытия (например, наподобие капсулы) первого отражающего слоя 94 и активирующего электрода 82 изолятором 86. В некоторых вариантах реализации изолятор 86 обеспечивает электрическую изоляцию между деформируемым слоем 34 и активирующим электродом 82, когда устройство 800 находится в активированном состоянии. Также возможны другие варианты реализации, в которых деформируемый слой 34 изолирован от активирующего электрода 82. В некоторых вариантах реализации изолятор 86 содержит по меньшей мере один слой, сформированный между деформируемым слоем 34 и активирующим электродом 82, который может быть использован для оптимизации формы и поверхностной энергии места контакта и/или минимизации прилипания между деформируемым слоем 34 и слоями, расположенными снизу деформируемого слоя 34. Например, в некоторых вариантах реализации верхняя поверхность изолятора 86 между активирующим электродом 82 и деформируемым слоем 34 может быть выполнена шероховатой с целью уменьшения прилипания при контакте с деформируемым слоем 34. В некоторых вариантах реализации верхняя поверхность изолирующего слоя 86 образует верхнюю поверхность 88 подложки 20.

[0101] На фиг.14D показана структура 140 после формирования опор 18. Как описано выше, в некоторых вариантах реализации опоры 18 обеспечивают механическое соединение деформируемого слоя 34 с подложкой 20 и могут иметь различные конфигурации (например, как показано на фиг.7В, 1C, и 7Е). В некоторых вариантах реализации под опорами 18 сформирована черная маска (не показана), которая может быть интегрирована с подложкой.

[0102] На фиг.14Е показана структура 140 после формирования временного слоя 142 сверху активирующего электрода 82 и изолятора 86. Временный слой 142 может содержать, например, молибден, фоторезист, поликристаллический кремний или другие подходящие материалы. В некоторых вариантах реализации толщина временного слоя 142 определяет расстояние между деформируемым слоем 34 и неподвижной частью устройства 800 и/или расстояние между отражающей поверхностью 92 отражающего элемента 814 и верхней поверхностью 88 подложки 20. В некоторых вариантах реализации на временном слое 142 сформирован рельеф с целью подготовки осаждения материала, формирующего деформируемый слой 34.

[0103] На фиг.14F показана структура 140 после формирования деформируемого слоя 34 сверху временного слоя 142. Согласно варианту реализации, показанному на фиг.14F, и аналогично фиг.8А по меньшей мере одна часть деформируемого слоя 34 проходит между опорами 18. На фиг.14G показана структура 140 после формирования отражающего элемента 814 сверху временного слоя 142. Отражающий элемент 814 механически соединен с деформируемым слоем 34 посредством соединительного элемента 84. В некоторых вариантах реализации соединительный элемент 84 формируют одновременно с отражающей поверхностью 92 и отражающим элементом 814 (например, путем осаждения одного слоя алюминия). В некоторых альтернативных вариантах реализации соединительный элемент 84 сформирован отдельно от отражающей поверхности 92 и/или отражающего элемента 814. Отражающий элемент 814 содержит отражающую поверхность 92. Отражающая поверхность 92 расположена сбоку от активирующего электрода 82 и деформируемого слоя 34. В некоторых вариантах реализации на временном слое 142 формируют рельеф, обеспечивающий такое размещение отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814 относительно деформируемого слоя 34, которое позволяет избежать контакта указанной поверхности 92 с верхней поверхностью 88 подложки 20, когда устройство 800 находится в активированном состоянии. В некоторых вариантах реализации отражающая поверхность 92 выполнена гладкой и плоской путем формирования отражающего элемента 814 на гладком и плоском временном слое 142 (например, на фоторезисте или полированном молибдене). На фиг.14Н показана структура 140 после удаления временного слоя 142 (например, путем травления с использованием XeF2 в вариантах реализации, в которых временный слой 142 содержит молибден), которая формирует устройство 800, содержащее подвижный элемент 810.

[0104] Фиг.15А-15Н иллюстрируют еще один пример способа изготовления устройства 800, аналогичного устройству 800, изображенному на фиг.9А-9Н. Как показано на фиг.8В, первый отражающий слой 94 проходит через устройства 800. Такие варианты реализации могут эффективно обеспечивать заземление первого отражающего слоя 94 устройств 800 в нескольких местах. На каждой из фиг.15А-15Н показаны четыре сечения на одном и том же этапе процесса изготовления. Как показано сверху вниз, первое сечение ("А") выполнено по линии А-А, обозначенной на фиг.8 (например, аналогично фиг.9А), второе сечение ("С") выполнено по линии С-С (например, аналогично фиг.9С), третье сечение ("Е") выполнено по линии Е-Е (например, аналогично фиг.9Е), четвертое сечение ("G") выполнено по линии G-G (например, аналогично фиг.9G).

[0105] На фиг.15А показана структура 150, содержащая подложку 20, на которой сформированы первый отражающий слой 94 и первый изолирующий слой 86. Как описано выше, первый отражающий слой 94 может быть интегрирован в оптической стопе на подложке 20. Первый отражающий слой 94 расположен на оптическом пути света, модулируемого устройством 800, и не обязательно должен быть сформирован в областях, которые находятся вне оптического пути, например, под опорами 18 или активирующим электродом 82. Однако в некоторых вариантах реализации (например, как показано на фиг.15А-15Н) первый отражающий слой 94 сформирован в виде непрерывной полосы, расположенной вдоль того же направления, что и деформируемый слой 34 (например, в виде строки). В некоторых таких вариантах реализации первый отражающий слой 94 электрически соединен с деформируемым слоем 34 этой строки. После формирования первого отражающего слоя 94 изолирующий слой 86 (например, содержащий SiO2 или Al2O3) может быть осажден для изоляции первого отражающего слоя 94 от активирующих электродов 82, которые, например, электрически соединены в столбцы. Как видно на сечениях по линиям С-С и G-G, из оптического пути удалены части изолирующего слоя 86. В альтернативных вариантах реализации части изолирующего слоя 86 могут быть оставлены на оптическом пути или могут быть удалены на последующих этапах.

[0106] На фиг.15В показана структура 150 после формирования активирующего электрода 82 на подложке 20 (например, сверху изолирующего слоя 86). Как показано выше на фиг.8В, активирующий электрод 82 может быть сформирован в форме полос, расположенных вокруг отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814.

[0107] В некоторых вариантах реализации части устройства 800, в котором активирующий электрод 82 и первый отражающий слой 94 перекрываются друг другом, могут содержать черную маску 152. В некоторых таких вариантах реализации толщина изолирующего слоя 96 предпочтительно составляет приблизительно от 90 нм до 110 нм (например, приблизительно 100 нм) в зависимости от коэффициента преломления изолятора 86, причем свет, входящий в черную маску 152, не виден пользователю (черный цвет). Если изолирующий слой 86 выполнен слишком тонким, возникает опасность появления паразитной емкости и/или электрического пробоя. Если изолирующий слой 86 выполнен слишком толстым, маска 152 может иметь цвет, отличный от черного, что уменьшает контрастность изображения. Например, в некоторых вариантах реализации, в которых изолятор 86 содержит SiO2, толщину изолятора 86 выбирают равной приблизительно 280-300 нм (например, приблизительно 290 нм) для получения синего цвета второго порядка. В некоторых вариантах реализации, в которых область черной маски 152 между первым отражающим слоем 94 и активирующим электродом 82 заполнена воздухом, толщину воздушного слоя выбирают равной приблизительно 400-500 нм (например, приблизительно 440 нм) для получения синего цвета второго порядка. В некоторых вариантах реализации, в которых область черной маски 152 между первым отражающим слоем 94 и активирующим электродом 82 заполнена SiO2, толщину слоя SiO2 выбирают равной приблизительно 250-350 нм (например, приблизительно 280-300 нм) для получения синего цвета второго порядка.

[0108] На фиг.15С показана структура 150 после покрытия (например, наподобие капсулы) активирующего электрода 82 изолятором 87. В некоторых вариантах реализации изолятор 87 обеспечивает электрическую изоляцию между активирующим электродом 82 и деформируемым слоем 34, когда устройство 800 находится в активированном состоянии. Также возможны и другие варианты реализации, в которых деформируемый слой 34 изолирован от активирующего электрода 82. В некоторых вариантах реализации изолятор 87 содержит по меньшей мере один слой, сформированный между деформируемым слоем 34 и активирующими электродами 82, который может быть использован для оптимизации формы и поверхностной энергии в месте контакта и/или минимизации прилипания между деформируемым слоем 34 и слоями, расположенными снизу деформируемого слоя 34. Например, в некоторых вариантах реализации верхнюю поверхность изолятора 87 между активирующим электродом 82 и деформируемым слоем 34 выполняют шероховатой для уменьшения прилипания во время контакта с деформируемым слоем 34. В варианте реализации, показанном на фиг.15С, при нанесении рельефа на изолирующий слой 87 на оптическом пути формируют отверстие, обеспечивающее доступ к первому отражающему слою 94. В некоторых вариантах реализации, например, в которых изолирующие слои 86, 87 содержат одинаковый материал, отверстие в изолирующем слое 86 формируют при нанесении рельефа на изолирующий слой 87. В некоторых вариантах реализации верхняя поверхность первого отражающего слоя 94 образует верхнюю поверхность 88 подложки 20. В некоторых вариантах реализации верхняя поверхность изолирующего слоя 87 образует неподвижную часть устройства 800.

[0109] В некоторых вариантах реализации изолирующие слои 86, 87 сформированы вне оптического пути, благодаря чему может быть уменьшено число отражающих поверхностей и дополнительно обеспечено удаление отражающей поверхности 92 от верхней поверхности 88. Удаление изоляторов 86, 87 из оптического пути также позволяет увеличить толщину изолятора 86 без неблагоприятного воздействия на оптические характеристики и, таким образом, увеличить электрическую прочность и уменьшить паразитную емкость между первым отражающим слоем 94 и активирующим электродом 82.

[0110] На фиг.15D показана структура 150 после формирования опор 18. Как описано выше, в некоторых вариантах реализации опоры 18 обеспечивают механическое соединение деформируемого слоя 34 с подложкой 20 и могут иметь различные конфигурации (например, как показано на фиг.7В, 7С и 7Е). В некоторых вариантах реализации под опорами 18 формируют черную маску (например, черную маску 152 между активирующим электродом 82 и первым отражающим слоем 94), которая может быть интегрирована с подложкой 20.

[0111] На фиг.15Е показана структура 150 после формирования временного слоя 142 сверху активирующего электрода 82, изолятора 87 и первого отражающего слоя 94. Временный слой 142 может содержать, например, молибден, фоторезист, поликристаллический кремний или другие подходящие материалы. В некоторых вариантах реализации толщина временного слоя 142 определят расстояние между деформируемым слоем 34 и неподвижной частью устройства 800 и/или расстояние между отражающей поверхностью 92 отражающего элемента 814 и верхней поверхностью 88 подложки 20. В некоторых вариантах реализации на временном слое 142 формируют рельеф для подготовки осаждения материала, формирующего деформируемый слой 34.

[0112] На фиг.15F показана структура 150 после формирования деформируемого слоя 34 сверху временного слоя 142. Согласно варианту реализации, показанному на фиг.15F, и аналогично фиг.8А по меньшей мере одна часть деформируемого слоя 34 проходит между опорами 18. На фиг.15G показана структура 150 после формирования отражающего элемента 814 сверху временного слоя 142. Отражающий элемент 814 механически соединен с деформируемым слоем 34 посредством соединительного элемента 84. В некоторых вариантах реализации соединительный элемент 84 формируют одновременно с отражающей поверхностью 92 и отражающим элементом 814 (например, путем осаждения одного слоя алюминия). В некоторых альтернативных вариантах реализации соединительный элемент 84 формируют отдельно от отражающей поверхности 92 и/или отражающего элемента 814. Отражающий элемент 814 содержит отражающую поверхность 92. Отражающая поверхность 92 расположена сбоку от активирующего электрода 82 и деформируемого слоя 34. В некоторых вариантах реализации на временный слой 142 наносят рельеф, обеспечивающий такое размещение отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814 относительно деформируемого слоя 34, которое позволяет избежать контакта указанной поверхности 92 с верхней поверхностью 88 подложки 20, когда устройство 800 находится в активированном состоянии. В некоторых вариантах реализации отражающая поверхность 92 выполнена гладкой и плоской путем формирования отражающего элемента 814 на гладком и плоском временном слое 142 (например, на фоторезисте или полированном молибдене). На фиг.15Н показана структура 140 после удаления временного слоя 142 (например, путем травлением с использованием XeF2 в вариантах реализации, в которых временный слой 142 содержит молибден), которая формирует устройство 800, содержащее подвижный элемент 810. Очевидно, что сечения устройства 800 соответствуют сверху вниз сечениям, показанным на фиг.9А, 9С, 9Е и 9G.

[0113] В некоторых вариантах реализации устройства 800, показанные на фиг.10А-13В и 13С, также как и другие устройства на основе МЭМС, в которых активирующий электрод 82 расположен сбоку от отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814, могут быть сформированы посредством этапов, аналогичных вышеописанным этапам, с соответствующими модификациями (например, с различной толщиной при осаждении, с использованием различных масок при нанесении рельефа и т.д.), для получения необходимой конструкции.

[0114] На фиг.16А-16Н2 показаны сечения устройства 800, изображенного на фиг.8А, согласно другому примеру варианта реализации, содержащего второй активирующий электрод 164. На фиг.16А показано сечение по линии А-А, а на фиг.16С показано сечение по линии С-С, когда устройство 800 находится в неактивированном (или "релаксационном") состоянии. На фиг.16В1 и 16D1 показаны сечения по линиям А-А и С-С соответственно, когда устройство 800 находится в первом активированном состоянии. На фиг.16В2 и 16D2 показаны сечения по линиям А-А и С-С соответственно, когда устройство 800 находится во втором активированном состоянии. На фиг.16Е показано сечение по линии Е-Е, а фиг.16G - сечение по линии G-G, когда устройство 800 находится в неактивированном состоянии. На фиг.16F1 и 16Н1 показаны сечения по линиям Е-Е и G-G соответственно, когда устройство 800 находится в первом активированном состоянии. На фиг.16F2 и 16Н2 показаны сечения по линиям Е-Е и G-G соответственно, когда устройство 800 находится во втором активированном состоянии.

[0115] Подвижный элемент 810 выполнен с возможностью проявления в ответ на напряжение, приложенное к активирующему электроду 82, расположенному между деформируемым слоем 34 и отражающим элементом 82, реакции в виде перемещения по существу в первом направлении, как описано выше (например, как показано на фиг.16В1, 16D1, 16F1 и 16Н1). Подвижный элемент 810 также выполнен с возможностью проявления в ответ на напряжение, приложенное ко второму активирующему электроду 164, реакции в виде перемещения по существу во втором направлении. В некоторых вариантах реализации второе направление проходит по существу противоположно первому направлению (например, как показано на фиг.16В2, 16D2, 16F2 и 16Н2). Таким образом, устройство 800 может постоянно воспроизводить по меньшей мере три цвета: первый цвет в релаксационном состоянии, второй цвет в активированном состоянии в первом направлении и третий цвет в активированном состоянии во втором направлении.

[0116] В варианте реализации, показанном на фиг.16А, 16С, 16Е и 16Н, второй активирующий электрод 164 расположен сверху подвижного элемента 810. Устройство 800 дополнительно содержит опорную конструкцию 18а, поддерживающую второй активирующий электрод 164, и при необходимости изолирующий слой 162. В некоторых вариантах реализации опорная конструкция 18а сформирована на противоположной стороне этого отражающего элемента 814 в качестве опорной конструкции 18.

[0117] Когда напряжение приложено ко второму активирующему электроду 164, на подвижный элемент 810 действуют электростатические силы. В результате действия притягивающих сил деформируемый слой 34 изгибается в направлении второго активирующего электрода 164, указанном стрелками 168 (например, как показано на фиг.16В2, 16D2, 16F2 и 16G2). Отражающий элемент 814 механически соединен с деформируемым слоем 34, поэтому он также перемещается в направлении, указанном стрелками 168, при приложении напряжения ко второму активирующему электроду 164. Таким образом, подвижный элемент 810 перемещается в направлении, в целом перпендикулярном верхней поверхности 88 подложки 20.

[0118] Неподвижная часть устройства 800 выполняет функцию ограничителя перемещения подвижного элемента 810. В некоторых вариантах реализации изолирующий слой 162 содержит неподвижную часть (например, как показано на фиг.16Н2). В некоторых вариантах реализации второй активирующий электрод 164 содержит неподвижную часть. В некоторых таких вариантах реализации изолирующий слой, сформированный на верхней поверхности отражающего элемента 814 (не показан), изолирует подвижный элемент 810 от второго активирующего электрода 164.

[0119] Второй активирующий электрод 164 расположен сверху отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814 таким образом, что второй активирующий электрод 164 находится вне оптического пути устройства на основе МЭМС. Соответственно, второй активирующий электрод 164 может содержать прозрачный и/или непрозрачный проводящий материал. Варианты реализации, в которых активирующий электрод содержит непрозрачный проводящий материал, могут эффективно обеспечивать, например, электрические свойства, описанные выше.

[0120] На фиг.15A-15G и 17A-17F показан пример варианта реализации способа изготовления устройства 800, показанного на фиг.16А-16Н2. После формирования отражающего элемента 814 сверху временного слоя 142, показанного на фиг.15G, формируют опорную конструкцию 18а сверху деформируемого слоя 34 (например, как показано на фиг.17А).

[0121] На фиг.17В показана структура 1700 на основе МЭМС, показанная на фиг.17А, после формирования второго временного слоя 1702 (например, содержащего молибден) сверху деформируемого слоя 34. Второй временный слой 1702 отделяет деформируемый слой 34 от второго активирующего электрода 164. Второй временный слой 1702 может содержать тот же материал, что и второй временный слой 142, или другой материал, отличный от материала первого временного слоя 142. В некоторых вариантах реализации толщина второго временного слоя 1702 влияет на цвет устройства 800 в активированном состоянии.

[0122] На фиг.17С показана структура 1700, изображенная на фиг.17В, после формирования изолирующего слоя 162 (например, содержащего SiO2) сверху второго временного слоя 1702. В некоторых вариантах реализации изолирующий слой формируют на верхней поверхности отражающего элемента 814 до формирования второго временного слоя 1702. В показанном варианте реализации опорную конструкцию 18а формируют до формирования второго временного слоя 1702. В некоторых вариантах реализации опорную конструкцию 18а формируют одновременно с изолирующим слоем 162 (например, путем осаждения SiO2 и нанесения рельефа на SiO2).

[0123] На фиг.17D показана структура 1700, изображенная на фиг.17С, после формирования второго активирующего электрода 164 (содержащего, например, никель, алюминий, медь, серебро, золото или их сплавы) сверху изолирующего слоя 162. В некоторых вариантах реализации второй активирующий электрод 164 и изолирующий слой 162 содержат по меньшей мере одно отверстие для упрощения травления временных слоев 142, 1702.

[0124] На фиг.17Е показана структура 1700, изображенная на фиг.17D, после формирования дополнительного изолирующего слоя 166 (например, содержащего SiO2, полиимид) сверху второго активирующего электрода 164. Изолирующий слой 166 может быть использован для изоляции составляющих частей дисплея, содержащего устройство 800, от второго активирующего электрода 164.

[0125] На фиг.17F показана структура 1700, изображенная на фиг.17Е, после удаления первого и второго временных слоев 142, 1702, которая в результате формирует устройство 800, показанное на фиг.16А, 16С, 16Е и 16G. В вариантах реализации, в которых временные слои 142, 1702 содержат молибден, эти слои могут быть удалены, например, путем травления с использованием XeF2. В вариантах реализации, в которых временный слой содержит фоторезист, этот слой может быть удален, например, путем озоления (например, путем травления с использованием О2 и/или H2O). Для облегчения удаления травлением первого временного слоя 142 под отражающим элементом 814 может быть использовано по меньшей мере одно отверстие в отражающем элементе 814. Для облегчения удаления второго временного слоя 1702, расположенного под вторым активирующим электродом 164, посредством агента травления может быть использовано по меньшей мере одно отверстие, выполненное в изолирующем слое 162 и втором активирующем электроде 164. После удаления временных слоев 142, 1702 подвижный элемент 810 может перемещаться под действием напряжения, приложенного к активирующим электродам 82, 164.

[0126] В некоторых вариантах реализации, в которых активирующий электрод 82 расположен сбоку от отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814, отражающая поверхность 92 обращена в направлении от подложки 20, а устройство 800 видно пользователю со стороны подвижного элемента 810, противоположной подложке 20. В некоторых вариантах реализации первый отражающий слой 94 формируют снизу подвижного элемента 810. В некоторых таких вариантах реализации подвижный элемент 810 содержит частично отражающий и частично прозрачный материал, а первый отражающий слой 94 содержит полностью отражающий материал. В некоторых вариантах реализации первый отражающий слой 94 формируют сверху подвижного элемента 810. В некоторых таких вариантах реализации подвижный элемент 810 содержит полностью отражающий материал, а первый отражающий слой 94 содержит частично отражающий и частично прозрачный материал.

[0127] В некоторых вариантах реализации активирующий электрод 82 расположен сбоку от отражающей поверхности 92 отражающего элемента 814 и сверху подвижного элемента 810. Подвижный элемент 810 притягивается к активирующему электроду 82 в направлении от подложки 20. Подвижный элемент 810 расположен вблизи верхней поверхности 88 подложки 20 (например, в контакте с ней) в релаксационном состоянии и при активации перемещается в направлении, в целом перпендикулярном верхней поверхности 88 подложки 20. В некоторых вариантах реализации, в которых активирующий электрод 82 расположен сверху подвижного элемента 810, первый отражающий слой 94 формируют сверху элемента 810. В некоторых альтернативных вариантах реализации, в которых активирующий электрод 82 размещен сверху подвижного элемента 810, подвижный элемент 810 содержит полностью отражающий материал, а первый отражающий слой 94 содержит частично отражающий и частично прозрачный материал.

[0128] В некоторых вариантах реализации, в которых активация устройства 800 вызывает перемещение отражающего элемента 814 в направлении от подложки 20, деформируемый слой 34 может быть выполнен таким образом, что в релаксационном состоянии подвижный элемент 810 "срабатывает" противоположным образом (например, перемещается в направлении подложки 20). Например, остаточные напряжения между деформируемым слоем 34 и опорной конструкцией 18 могут быть выбраны таким образом, что деформируемый слой 34 отклоняется вниз после удаления временного слоя.

[0129] В некоторых вариантах реализации, в которых активирующий электрод 82 расположен сверху подвижного элемента 810, устройство 800 видно пользователю через подложку 20. В некоторых таких вариантах реализации, в которых подвижный элемент 810 срабатывает противоположным образом в релаксационном состоянии, релаксационное состояние может быть использовано для получения белого цвета с высоким коэффициентом отражения в широком спектре (например, когда отражающая поверхность 92 подвижного элемента 810 касается верхней поверхности 88 подложки 20 или отделена от первого отражающего слоя 94 на расстояние приблизительно менее 100Å), черного цвета с низким коэффициентом отражения (например, когда отражающая поверхность 92 подвижного элемента 810 расположена на расстоянии приблизительно 100 нм от первого отражающего слоя 94), серого цвета (например, когда отражающая поверхность 92 подвижного элемента 810 расположена на расстоянии приблизительно от 100 Å до 100 нм от первого отражающего слоя 94) или другого цвета (например, желтого, красного, синего и т.д.). В некоторых вариантах реализации подвижный элемент 810 содержит частично отражающий и частично прозрачный материал, а первый отражающий слой 94 содержит полностью отражающий материал.

[0130] В некоторых альтернативных вариантах реализации, в которых активирующий электрод 82 расположен сверху подвижного элемента 810, устройство 800 видно пользователю со стороны подвижного элемента 810, противоположной подложке 20. В некоторых таких вариантах реализации, в которых подвижный элемент 810 срабатывает противоположным образом в релаксационном состоянии, релаксационное состояние может быть использовано для получения белого цвета с высоким коэффициентом отражения в широком спектре (например, когда отражающая поверхность 92 подвижного элемента 810 расположена на расстоянии приблизительно менее 100Å от первого отражающего слоя 94), черного цвета с низким коэффициентом отражения (например, когда отражающая поверхность 92 подвижного элемента 810 расположена на расстоянии приблизительно 100 нм от первого отражающего слоя 94), серого цвета (например, когда отражающая поверхность 92 подвижного элемента 810 расположена на расстоянии приблизительно от 100 Å до 100 нм от первого отражающего слоя 94) или другого цвета (например, желтого, красного, синего и т.д.).

[0131] В вариантах реализации, в которых устройство 800 видно пользователю со стороны подвижного элемента 810, противоположной подложке 20, пользователь не видит отражающую поверхность 92 через подложку 20. В некоторых таких вариантах реализации подложка 20 содержит материал, по существу непрозрачный для света (например, светонепроницаемый материал, материал с высоким коэффициентом отражения или полупрозрачный материал). В некоторых таких вариантах реализации подложка 20 может содержать металлы (например, нержавеющую сталь, алюминий), анодированные металлы, кремний (например, кремниевую пластину), поликристаллический кремний, пластики, керамику, полимеры (например, полиимид, МАЙЛАР™), углерод (например, графит), а также сплавы и композиты таких материалов. По существу непрозрачная подложка 20 может обеспечивать различные преимущества при изготовлении и использовании, включая, без ограничения, устранение недостатков при обработке, связанных с рассеянием света во время фотолитографии, экранирование основной схемы от рассеянного света, возможность использования стандартного оборудования для обработки полупроводников для изготовления устройств на основе МЭМС, возможность включения процесса изготовления устройств на основе МЭМС в основной процесс изготовления управляющей электроники, расширение областей применения управляющей электроники, сокращение ограничений, связанных с интеграцией управляющих электронных схем в устройства на основе МЭМС, и упрощение использования источников света, интегрированных в матрицу устройств на основе МЭМС (например, интерферометрических модуляторов).

[0132] В некоторых вариантах реализации, содержащих второй активирующий электрод 164, этот электрод 164 расположен между отражающей поверхностью 92 отражающего элемента 814 и подложкой 20 на оптическом пути устройства на основе МЭМС. Соответственно, второй активирующий электрод 164 может содержать непрозрачный материал в вариантах реализации, в которых устройство 800 видно с противоположной подложке 20 стороны подвижного элемента 810, или прозрачный проводящий материал в вариантах реализации, в которых устройство 800 видно через подложку 20. Варианты реализации, в которых активирующий электрод содержит непрозрачный проводящий материал, могут обеспечивать вышеописанные электрические свойства.

[0133] Выше были описаны различные частные варианты реализации. Хотя изобретение было описано со ссылкой на эти частные варианты реализации, настоящее описание носит исключительно иллюстративный и неограничительный характер. Специалистам могут быть очевидны различные другие варианты реализации и использования изобретения, не выходящие за пределы его объема, как заявлено в прилагаемой формуле изобретения.

1. Микроэлектромеханическое устройство, содержащее:
подложку;
подвижный элемент, расположенный поверх подложки, содержащий электрически проводящий деформируемый слой и отражающий элемент, который механически присоединен к деформируемому слою и который имеет отражающую поверхность, расположенную на расстоянии от деформируемого слоя вдоль направления, в целом параллельного отражающей поверхности; и
активирующий электрод, расположенный по меньшей мере под частью деформируемого слоя сбоку от отражающей поверхности, при этом подвижный элемент выполнен с возможностью перемещения в направлении к подложке или от нее в ответ на разность напряжений, созданную между активирующим электродом и деформируемым слоем.

2. Устройство по п.1, которое включает неподвижную часть устройства, причем указанная неподвижная часть устройства выполнена с возможностью работы в качестве ограничителя перемещения подвижного элемента.

3. Устройство по п.2, в котором подвижный элемент выполнен с возможностью перемещения из первого положения, в котором часть подвижного элемента не находится в контакте с неподвижной частью, во второе положение, в котором указанная часть находится в контакте с неподвижной частью в ответ на разность напряжений, созданную между активирующим электродом и деформируемым слоем.

4. Устройство по п.1, в котором отражающий элемент механически присоединен к верхней поверхности деформируемого слоя.

5. Устройство по п.1, в котором отражающий элемент механически присоединен к нижней поверхности деформируемого слоя.

6. Устройство по п.1, в котором подвижный элемент дополнительно содержит по меньшей мере один соединительный элемент, соединяющий отражающий элемент с деформируемым слоем.

7. Устройство по п.6, в котором первый соединительный элемент механически присоединен к первому краю отражающего элемента, а второй соединительный элемент механически присоединен ко второму краю отражающего элемента, причем первый край расположен, по существу, напротив второго края.

8. Устройство по п.6, в котором отражающий элемент имеет края, причем механическое соединение каждого края отражающего элемента с деформируемым слоем обеспечено указанным по меньшей мере одним соединительным элементом.

9. Устройство по п.6, в котором указанный по меньшей мере один соединительный элемент содержит по меньшей мере один выступ, расположенный на отражающем элементе.

10. Устройство по п.1, в котором отражающая поверхность не находится в контакте с верхней поверхностью подложки, когда между активирующим электродом и деформируемым слоем создана активирующая разность напряжений.

11. Устройство по п.1, в котором расстояние между отражающей поверхностью и верхней поверхностью подложки больше расстояния между деформируемым слоем и верхней поверхностью подложки.

12. Устройство по п.1, в котором расстояние между деформируемым слоем и верхней поверхностью подложки больше расстояния между отражающей поверхностью и верхней поверхностью подложки.

13. Устройство по п.1, в котором неподвижная часть устройства содержит верхнюю поверхность подложки.

14. Устройство по п.1, в котором неподвижная часть устройства содержит верхнюю поверхность активирующего электрода.

15. Устройство по п.1, в котором неподвижная часть устройства содержит верхнюю поверхность изолирующего слоя, расположенного между активирующим электродом и деформируемым слоем.

16. Устройство по п.1, в котором создание разности напряжений между активирующим электродом и деформируемым слоем вызывает смещение деформируемого слоя и смещение отражающей поверхности, причем деформируемый слой характеризуется смещением, параллельным смещению отражающей поверхности, на иную плоскость, нежели отражающая поверхность.

17. Устройство по п.1, дополнительно содержащее еще один активирующий электрод, расположенный над подвижным элементом, который выполнен с возможностью проявления в ответ на разность напряжений, созданную между указанным еще одним активирующим электродом и подвижным элементом, реакции в виде перемещения в направлении от подложки.

18. Устройство по п.17, дополнительно содержащее изолирующий слой между указанным еще одним активирующим электродом и подвижным элементом.

19. Устройство по п.18, в котором изолирующий слой сформирован на верхней поверхности подвижного элемента.

20. Устройство по п.18, в котором изолирующий слой сформирован на нижней поверхности другого активирующего электрода.

21. Устройство по п.1, дополнительно содержащее:
дисплей;
процессор, выполненный с возможностью взаимодействия с упомянутым дисплеем и обработки видеоданных; и
запоминающее устройство, выполненное с возможностью взаимодействия с указанным процессором.

22. Устройство по п.21, дополнительно содержащее схему формирователя, выполненную с возможностью передачи на дисплей по меньшей мере одного сигнала.

23. Устройство по п.22, дополнительно содержащее контроллер, выполненный с возможностью передачи по меньшей мере части видеоданных в схему формирователя.

24. Устройство по п.21, дополнительно содержащее модуль видеоисточника, выполненный с возможностью передачи указанных видеоданных в процессор.

25. Устройство по п.24, в котором модуль видеоисточника содержит по меньшей мере один из следующих компонентов: приемник, приемопередатчик и передатчик.

26. Устройство по п.21, дополнительно содержащее устройство ввода, выполненное с возможностью приема входных данных и их передачи в процессор.

27. Устройство по п.1, в котором подложка является по меньшей мере частично прозрачной.

28. Устройство по п.1, в котором отражающий элемент выполнен с возможностью отражения первого цвета, когда находится в первом положении, и отражения второго цвета, когда находится во втором положении.

29. Устройство по п.1, в котором отражающий элемент является полностью отражающим.

30. Способ изготовления микроэлектромеханического устройства, согласно которому:
формируют сверху подложки активирующий электрод;
формируют сверху активирующего электрода временный слой;
формируют сверху временного слоя электропроводный деформируемый слой, по меньшей мере под частью которого расположен активирующий электрод;
формируют поверх временного слоя отражающий элемент, механически соединенный с деформируемым слоем и имеющий отражающую поверхность, расположенную сбоку от активирующего электрода на расстоянии от деформируемого слоя вдоль направления, в общем параллельного отражающей поверхности; и
удаляют временный слой, причем после удаления временного слоя оказывается сформирован подвижный элемент, содержащий деформируемый слой и отражающий элемент и выполненный с возможностью перемещения в направлении к подложке или от нее в ответ на разность напряжений, созданную между активирующим электродом и деформируемым слоем.

31. Микроэлектромеханическое устройство, изготовленное согласно способу по п.30.

32. Способ модуляции света, согласно которому:
берут дисплейный элемент, содержащий подложку, подвижный элемент, расположенный сверху подложки, и активирующий электрод, причем подвижный элемент содержит электропроводный деформируемый слой и отражающий элемент, который механически соединен с деформируемым слоем и который имеет отражающую поверхность, расположенную на расстоянии от деформируемого слоя вдоль направления, в общем параллельного отражающей поверхности, при этом активирующий электрод расположен по меньшей мере под частью деформируемого слоя сбоку от отражающей поверхности; и
создают между активирующим электродом и деформируемым слоем разность напряжений, которая в свою очередь создает на деформируемом слое притягивающую силу, перемещающую подвижный элемент в направлении к подложке или от нее.

33. Устройство по п.2, в котором активирующий электрод покрыт изолирующим слоем, при этом указанная неподвижная часть включает изолирующий слой.

34. Устройство по п.2, в котором подложка имеет верхнюю поверхность, при этом указанная неподвижная часть включает верхнюю поверхность подложки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано для подавления термонаведенного двулучепреломления в поглощающих оптических элементах лазеров с большой средней мощностью излучения.

Изобретение относится к способам оптической связи и локации и может быть использовано в системах цифровой и аналоговой связи как в волоконно-оптических, так и в открытых линиях связи, а также в оптической локации.

Изобретение относится к оптическим устройствам, основанным на использовании явлений полного внутреннего отражения и интерференции световых потоков. .

Изобретение относится к устройствам регулирования освещенности. .

Изобретение относится к области СВЧ техники, конкретно к твердотельным оптическим источникам формирования СВЧ колебаний фототока, и может быть использовано в аппаратуре систем обработки информации различного назначения для оптической генерации и управления пространственно-временными характеристиками СВЧ сигнала.

Изобретение относится к энергосберегающим и недорогим способам распределения электроэнергии в SPD-нагрузках, включающих в себя SPD-окна, SPD-экраны и другие виды модернизации окон или другие устройства, содержащие SPD-пленку.

Изобретение относится к области адаптивной пространственно-временной компенсации искажений когерентного оптического сигнала, вносимых трактом распространения, и может быть использовано в системах точной фокусировки лазерных лучей, системах обращения или компенсации фазового фронта.

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и оптоэлектронике, а именно к конструированию модуляторов оптического излучения, а также полупроводниковых преобразователей электрических параметров в оптические и оптических в электрические.

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к системам для модуляции излучения лазера в заданном спектральном диапазоне с помощью импульсного лазера, длина волны излучения которого лежит в другой спектральной области, и может быть использовано в многолучевых лазерах, применяемых для оптической связи, обработки материалов, дальнометрии, дистанционного зондирования атмосферы (двулучевые лидары), лазерной гравировки, спектроскопических исследованиях в криминалистике, медицине, биологии и т.д

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к волоконным импульсным лазерам со сверхкороткой длительностью импульса, работающим на длине волны около 1 мкм

Изобретение относится к полупроводниковой и лазерной технике и предназначено для повышения качества работы фото-, светодиодов и лазеров

Изобретение относится к способу приготовления гелеобразного полимерного электролита для электрохромных светомодуляторов с пленочными электрохромными слоями на основе полимерных кислот, при этом к полимерной кислоте добавляют низкомолекулярную жидкую при температуре, равной нижней границе температурного диапазона работоспособности светомодулятора, слабую кислоту

Изобретение относится к оптике дальнего инфракрасного (ИК) и терагерцового (ТГц) диапазонов и может найти применение в установках, содержащих широкополосные источники ТГц-излучения, в ТГц плазменной и фурье-спектроскопии проводящей поверхности и тонких слоев на ней, в перестраиваемых фильтрах ТГц-излучения

Изобретение относится к области лазерной техники. Нанорезонатор состоит из двух гребенчатых пересекающихся фотонно-кристаллических волноводов, в месте пересечения образующих резонансную камеру. В зоне резонансной камеры выполнены щели, при этом длина щели больше ее ширины не менее чем в 2 раза. Щели могут быть расположены на равном расстоянии от центра пересечения диагоналей резонансной камеры. Кроме того, щели могут быть расположены внутри волновода, а также могут быть заполнены нелинейным оптическим материалом, например халькогенидным стеклом. Технический результата заключается в повышении добротности резонатора. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу управления модуляцией оптического сигнала в устройствах на основе жидких кристаллов (ЖК) и может применяться в ЖК-дисплеях, различных фотонных устройствах и оптических компонентах для телекоммуникационных систем. Способ управления оптическим откликом ЖК устройства заключается в том, что к ЖК устройству прикладывают напряжение переменного электрического поля с прямоугольной формой сигнала разной частоты, при этом знак потенциала на электродах не изменяется в результате использования однополярного меандра. Для управления переключением оптического сигнала в ЖК устройствах используют импульсы постоянного тока и переменное напряжение электрического поля с синусоидальной и прямоугольной формой импульса разной частоты. Техническим результатом изобретения является ускорение переключения оптического сигнала при одновременном уменьшении амплитуды приложенного напряжения, необходимого для получения оптического отклика, что позволяет снизить энергопотребление ЖК устройства. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к оптике и касается способа повышения плотности мощности светового излучения внутри среды. Способ включает в себя формирование среды в виде многослойной периодической структуры, имеющей в спектре пропускания запрещенную зону, а также узкие резонансные пики полного пропускания и направление в эту среду излучения, длина волны которого совпадает с одним из резонансных пиков полного пропускания. Технический результат заключается в повышении плотности мощности излучения внутри периодической среды. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к оптической технике. Компенсатор термонаведенной деполяризации γ0 включает в себя расположенный на оптической оси компенсирующий оптический элемент, установленный за поглощающим оптическим элементом. При этом компенсирующий оптический элемент изготовлен из материала, параметры которого удовлетворяют, по крайней мере, одному условию: либо параметр оптической анизотропии материала является отрицательным (ξ1<0), либо термооптическая характеристика Q1 материала имеет знак, противоположный знаку термооптической характеристики Q0 материала поглощающего оптического элемента, при этом длина L1 компенсирующего оптического элемента и положение его кристаллографических осей определяются выбором материала компенсирующего оптического элемента и условием минимума суммарной термонаведенной деполяризации в системе поглощающий оптический элемент - компенсирующий оптический элемент. Технический результат заключается в обеспечении возможности компенсации термонаведенной деполяризации в поглощающем оптическом элементе лазера с помощью только одного оптического элемента, что упрощает изготовление и настройку разработанного компенсатора. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Микроэлектромеханическое устройство, в котором оптическая функция отделена от механической и электрической

Наверх