具有自动检查机构的MEMS显示装置的制作方法

背景技术：

显示设备近来通常需要大量的像素，例如高清电视(hdtv)需要200万像素，而所谓的4k显示器甚至需要800万像素。然而，正是因为存在大量像素使得难以检查这些设备中每个像素是否正常工作。目前已经开发了视觉检查系统。但是，它们不一定有效，因为这样的检查系统需要暗室和高分辨率视觉系统、复杂的软件、人工检查员最终的视觉检查来操作该系统。

技术实现要素：

本发明可使得显示装置能够被自动测试。可以在显示设备中内置自检机构，以提供缺陷像素的确切地址。这样的地址对于提高产量非常有用。

mems装置(例如mems显示装置)包括：基板；在所述基板上的电子电路；在所述基板上的可移动元件，其中通过所述电子电路施加工作电压来控制所述可移动元件的运动；止动件，其中通过所述止动件与所述可移动元件的机械接触来阻止所述可移动元件的运动；和自动检查机构，所述自动检查机构在所述可移动元件与所述止动件之间施加测试电压并确定是否存在泄漏电流。可移动元件可以包括作为显示器的像素的反射镜元件。

下文将更详细地描述该mems装置和其他mems装置的变化。

附图说明

结合附图和以下详细描述可以最好地理解本发明。要强调的是，根据惯例，附图的各个特征未按比例绘制。相反，为了清楚起见，各个特征的尺寸被任意地扩大或缩小。此外，除非另外指出，否则相似的参考标记指代相似的元件。

图1是可以在根据第一实施例的显示装置中使用的mems装置的截面图。

图2是图1中的mems装置的反射镜偏转到on状态时的截面图。

图3是可以在根据第二实施例的显示装置中使用的mems装置的截面图。

图4是可以在根据第三实施例的显示装置中使用的mems装置的简化透视图。

图5是图4中的mems装置的反射镜偏转到on状态时的简化侧视图。

图6是可以在根据第四实施例的显示装置中使用的mems装置的简化侧视图，其中mems装置的反射镜偏转到on状态。

图7的电路图示出了连接到布置在显示装置阵列中的mems装置的反射镜和止动件的迹线阵列。

图8示出了可以根据本文的教导使用的止动件的横截面图的示例。

详细描述

图1和图2示出了本公开的第一实施例中的mems装置101的截面图。这些附图和本文中的其他附图用于描述根据本公开的mems装置的单个可移动元件。然而，本文描述的mems装置可包括多个可移动元件。例如，在可移动元件是反射镜使得mems装置用于显示装置的情况下，在一些实施方式中，mems装置可以包括数百万个反射镜(例如，以阵列布置)。mems装置101或其反射镜/反射镜元件在本文中也可以被称为显示装置的微镜或像素。

mems装置101包括基板111。在基板111上形成至少一个电子电路，在该示例中，至少一个电子电路是一个或多个晶体管116、117，其可以用于施加用于切换mems装置101的工作电压。电介质中间层112、113、114形成在基板111上。即，电介质中间层112形成在基板111和电子电路的一部分(在此为晶体管116、117)上。电介质中间层113形成在电介质中间层112上，电介质中间层114形成在电介质中间层113上。可以结合更多或更少的电介质中间层。电介质中间层在本文中也可以称为绝缘层。止蚀层115形成在离基板最远的(例如，顶部)电介质中间层114上。

mems装置101具有金属层136、137、138、139、140、141和电极121、122、123用于在电介质中间层112、113、114之间的电气布线。此外，mems装置101具有连接电气布线和电极的通孔127、128、129、130、131、132、133、134、135。更一般而言，mems装置101可包括一个或多个电极，其安装在止蚀层115上，以通过金属层和使用电介质中间层绝缘的通孔与mems装置101的一个或多个电子电路电连接。根据本文教导的mems装置的电极、金属层和通孔的数量可以基于mems装置101内的电子电路及其在其中的布置而变化。

如图1所示，通孔127提供从形成在止蚀层115上的电极121穿过电介质中间层114到形成在电介质中间层114上的金属层136的导电路径。通孔128提供从形成在电介质中间层114上的金属层136穿过电介质中间层113到形成在电介质中间层112上的金属层137的导电路径。通孔129提供从形成在电介质中间层112上的金属层137穿过电介质中间层112到基板111的导电路径。通过通孔127、128、129和金属层136、137，电极121可以通过基板111、电介质中间层113和电介质中间层114上的触点电连线或电连接到电子电路。

以类似的方式，通孔130提供从形成在止蚀层115上的电极122穿过电介质中间层114到形成在电介质中间层114上的金属层138的导电路径。通孔131提供从形成在电介质中间层114上的金属层138穿过电介质中间层113到形成在电介质中间层112上的金属层139的导电路径。通孔132提供从形成在电介质中间层112上的金属层139穿过电介质中间层112到基板111的导电路径。通过通孔130、131、132和金属层138、139，电极122可以通过基板111、电介质中间层113和电介质中间层114上的触点电连线或电连接到电子电路。

图1中根据电极123连接到一个或多个晶体管116、117的触点示出了电极与电子电路的连接。通孔133提供从形成在止蚀层115上的电极123穿过电介质中间层114到形成在电介质中间层114上的金属层140的导电路径。通孔134提供从形成在电介质中间层114上的金属层140穿过电介质中间层113到形成在电介质中间层112上的金属层141的导电路径。通孔135提供从形成在电介质中间层112上的金属层141穿过电介质中间层112到一个或多个晶体管116、117的触点的导电路径。通过通孔133、134、135和金属层140、141，电极123可以通过电介质中间层113和电介质中间层114上的触点电连线或电连接到电子电路。

此外，mems装置101具有铰链152，该铰链152直接形成在电极122上或形成在安装在电极122上的附加导电支撑结构上，其中每个附图中示例性地示出的导电支撑件可以由与电极122相同的材料形成。mems装置101具有反射镜元件151，该反射镜元件151形成在铰链152的上侧。在该实施例和本文所述的其他实施例中，反射镜元件是可结合到mems装置中的可移动元件的一个示例。

基板111由单晶硅构成。在该示例中，晶体管116和117是cmos晶体管，但是其他电子电路也可以。电介质中间层112、113、114是层间绝缘膜或层，包括硅、氧化铝、二氧化硅(sio2)、氮化铝或另一种合适的绝缘材料或绝缘材料的组合。

金属层136、137、138、139、140、141例如由铝(al)、铜(cu)或铝铜合金(al-cu)制成。

电极121、122、123由钨(w)或与通孔相同的材料制成。每个通孔127、128、129、130、131、131、132、133、134、135形成为贯孔，该贯孔延伸穿过mems装置101的至少一个层并填充有导电材料，在此示例中为钨(w)。另外，在制造期间在通孔127、130、133与止蚀层115之间形成间隙124、125和126，这会产生问题，因为随后使用的蚀刻剂可能会穿透这些间隙并损坏该结构。为了减轻该问题，假设通孔127的半径为r，那么期望电极121覆盖止蚀层115的距离x是r的两倍以上。对于安装在止蚀层上的每个电极，同样期望穿过止蚀层的通孔的半径r与安装在止蚀层上的电极的长度或距离x之间存在相同的关系。

在本文中的结构中，电极(例如电极122)安装在止蚀层(例如止蚀层115)上，该关系在上面被描述为电极覆盖止蚀层的距离x是r的两倍以上。在本文描述的其他结构中，例如，图3和图6，止蚀层可以替代地覆盖一些或全部电极。更一般地，可将电极描述为沿着其安装表面具有至少两倍于与其电气连接的通孔半径的长度、大小或尺寸(例如，长度、宽度或半径)。

例如，期望覆盖止蚀层115的电极121、122、123的尺寸大小是与每个电极连接的通孔的半径的两倍或更大。这防止了蒸气蚀刻剂(i)穿透电极121、122、123和止蚀层115，以及(ii)通过间隙123、125、126侵蚀电介质中间层114。

铰链152是支撑反射镜元件151的可变形构件。例如，铰链152由诸如非晶硅或多晶硅的材料制成。

反射镜元件151是能够反射来自光源的光的元件。反射镜元件151可以具有由钛、钨等构成的支撑层，以及由反射率良好的材料(例如铝、金或银或其任意组合)构成的反射镜层，或者它们的任意组合。反射镜元件的背面(例如，面向止动件的底表面)可以具有光吸收涂层，例如tin。

反射镜元件151静电吸引到电极123，并且铰链152由于变形而倾斜。这可能是由于电子电路(例如，通过基板111上的迹线和/或电连接的其他组合，在本示例中包括一个或多个晶体管116、117)在可移动元件(例如，反射镜元件151)与电极123之间施加电压而导致的。该电压引起吸引力。由电子电路施加的电压可以在例如约20伏至30伏之间(包括端点值)。该位置(在下面描述的图2中示出)可以被称为反射镜元件151或mems装置101的on状态。

一个或多个机械止动件153、154穿过止蚀层115朝向反射镜元件151的(例如，底部)表面延伸。在该示例中，两个机械止动件153、154位于铰链152相对于基板111的平面的相对侧。然而，可以包括一个或两个以上。所示的机械止动件153、154是垂直于反射镜元件151的默认位置或未激发位置延伸的单件，该反射镜元件又与基板111及其层的安装表面平行。机械止动件153、154可以由与铰链152相同的材料形成。机械止动件153、154可以由钨、铜、硅、钛或氮化钛中的至少一种制成。机械止动件153、154的材料没有特别限制，只要它在如下所述的施加电压时可以导通电流即可，并且其屈服强度大于可移动元件(此处为反射镜元件151)由于铰链152的变形而与之碰撞而施加的应力。在该示例和其他示例中，示出的止动件直接安装在基板上，但是止动件可能不会一直延伸到基板上，而是可以通过迹线、通孔、金属层或其组合连接到如下所述的自动检查机构。

如图2所示，反射镜元件151通过与止动件153接触，可防止与未被绝缘层覆盖的电极123接触。可替代地或另外地，反射镜元件151通过与止动件154接触而防止其与未被绝缘层覆盖的电极121接触。也就是说，更一般地，机械止动件153、154安装在电极121、123上方的某一高度处，该高度足以防止铰链152变形导致反射镜元件151倾斜足够远以接触mems装置的任何其他部分。这使得例如可以防止电短路。止动件(例如止动件153或154)可以从基板111的顶层垂直地延伸。止动件的高度和/或宽度可以取决于止动件沿顶层的平面与铰链152的距离、反射镜元件151的尺寸(例如，直径)、在基板111的层的顶部上的电极或其他结构间的距离，或这些特征的某种组合。止动件153、154与反射镜元件151的铰链152之间的距离可以小于铰链152与反射镜元件151的外周边缘之间的距离的一半。在机械止动件153、154的形成材料与铰链152相同的情况下，机械止动件153、154也可以略微变形，但是该变形可以忽略，或者可以在确定机械止动件153、154的高度以及在某些情况下确定其宽度时考虑。

图3示出了本公开的第二实施例中的mems装置201的截面图。mems装置201包括基板211。在基板211上形成至少一个电子电路，在该示例中，该电子电路是一个或多个晶体管216、217。类似于图1和图2的晶体管116、117，晶体管216、217可以是cmos晶体管，或者是可以用于施加工作电压切换mems装置201的其他电子组件或电路。电介质中间层212、213、214形成在基板211上。即，电介质中间层212形成在基板211和电子电路的一部分(在此为晶体管216、217)上。电介质中间层213形成在电介质中间层212上，电介质中间层214形成在电介质中间层213上。可以结合更多或更少的电介质中间层，并且电介质中间层212、213、214可以由与电介质中间层112、113、114相同的材料形成。止蚀层215形成在离基板最远的层(例如，顶部)电介质中间层214上。

此外，mems装置201具有金属层236、237、238、239、240、241和电极221、222、223，用于在电介质中间层212、213、214之间的电布线。此外，mems装置201具有连接电气布线和电极的通孔227、228、229、230、231、232、233、234、235。通孔227、228、229，金属层236、237和电极221可以分别具有如上所述的与通孔127、128、129，金属层136、137和电极121相同的布置并由相同的材料形成。通孔230、231、232，金属层238、239和电极222可以分别具有如上所述的与通孔130、131、132，金属层138、139和电极122相同的布置并由相同的材料形成。通孔233、234、235，金属层240、241和电极223可以分别具有如上所述的与通孔133、134、135，金属层140、141和电极123相同的布置并由相同的材料形成。

mems装置201具有铰链252，该铰链252直接形成在电极222上或形成在安装在电极122上的单独的电极上，以及形成在铰链252上侧的反射镜元件251。铰链252可以以与铰链152相同的方式、材料形成，反射镜元件251可以与上述反射镜元件151相同。可以包括一个或多个机械止动件253、254。机械止动件253的布置和尺寸可以类似于机械止动件153。机械止动件254的布置和尺寸可以类似于机械止动件154。

电极221、222、223由al、al-cu合金等制成。电极221、222、223形成在电介质中间层214上。电极221、222、223与电介质中间层214形成阶梯。参照图1和图2，其中止蚀层115覆盖电介质中间层114，并且电极121、122、123形成在止蚀层115上，与图1和图2的布置相比，在该实施例中，止蚀层215以阶梯方式覆盖电极221、222、223和电介质中间层214。第二实施例与第一实施例之间的主要区别在于，止蚀层215覆盖电极221、222、223。

类似于关于图1所描述的，反射镜元件251静电吸引电极223，并且铰链252由于电子电路施加的电压而变形进而倾斜。类似第一实施例，通过接触止动件253、止动件254或止动件253和254两者来限制反射镜元件251的倾斜，这取决于所施加的电压。反射镜元件251被防止与覆盖电极223的止蚀层215接触。止蚀层215还防止反射镜元件251直接接触电极223。因为止蚀层215是由氮化铝(aln)或氧化铝(al2o3)构成的绝缘膜，可以防止发生电短路。

图4是根据本公开的第三实施例的mems装置401的简化透视图。因为图4仅示出了mems装置401的某些元件，所以是简化的。mems装置401是mems装置101的变型。省略了基板和任何电介质中间层，以及用于通过施加工作电压控制mems装置的可移动元件的运动的任何电子电路(例如晶体管)，均被省略。图4中所示的mems装置401的元件包括两个电极421、422。电极421、422可以由用于形成上述电极(例如电极121、122、123)的一种或多种材料形成。电极421、422可以直接安装在止蚀层的顶部，例如图1的mems装置101中的止蚀层。然而，在该示例中，电极421、422通过电介质中间层(例如图1的电介质中间层112、113、114，图4中未示出)而与止蚀层415间隔安装。止蚀层415可以形成在层叠在基板上的另一电介质中间层上。像先前描述的止蚀层一样，止蚀层415保护止蚀层415下方的结构免于在mems装置401的制造(制造，构造等)期间受到在止蚀层415上方的牺牲层的蚀刻。

mems装置401具有多个通孔427，在图4中仅标记了其中两个。通孔427可以由与上述通孔相同的材料形成，例如图1的通孔127、128、129、130、131、132、133、134、135。通孔427连接电线和电极。例如，通孔427将电极421、422电连接到在止蚀层415下方的金属层(例如金属层136、137、138、139)、电子电路(例如一个或多个晶体管116、117)或两者。

此外，mems装置401具有铰链452。铰链452可以直接形成在电极上，也可以形成在安装在电极上的附加导电支撑结构上(例如，如图1的电极122和铰链152所示)，或者可以形成在延伸穿过止蚀层415的通孔(例如通孔427)上。反射镜元件451形成在铰链452的上侧。反射镜元件451可以包括与反射镜元件151、251相同的材料。如图4所示为止动件453、454。止动件453、454可以由与止动件153、154相同的材料形成。止动件453、454可以形成在相对于铰链452和电极421、422的某一高度的位置处，如上所述，即，反射镜元件451通过与止动件153接触，而被防止与电极421接触，反射镜元件451通过与止动件454接触，而被防止与电极422接触，或两者。

图5是图4中的mems装置401的反射镜451偏转到on状态时的简化侧视图。即，通过电子电路在反射镜元件451与电极421、422之一之间施加的工作电压会导致铰链452偏转。在该示例中，止动件454防止反射镜元件451与电极422接触。

图5还示出了自动检查机构500的示例，反射镜元件451在来自其电极的静电力的作用下而倾斜并且停在止动件(在该示例中为止动件454)处时，该自动检查机构500连接到反射镜元件451。自动检查机构500包括电压源和检测电流的电流检测装置，但是也可以是测量电流的电流测量装置。在该示例中，由电池502施加电压，并且由安培表504测量电流。

参照图6也可以看到自动检查机构500的相同部分。图6是根据第四实施例的mems装置601的简化侧视图，其中mems装置601的反射镜元件651偏转到on状态。mems装置601是mems装置201的变型。也就是说，mems装置601包括基板(类似于基板211)、一个或多个电介质中间层(类似于电介质中间层212、213、214)、一个或多个电子电路(例如晶体管，类似于晶体管216、217)和一个或多个金属层(类似于金属层236、237、238、239、240、241)。为了清楚起见，这些元件未在图6中示出。

mems装置601也类似于图3的mems装置201，其中mems装置601包括一个或多个电极，此处为至少两个电极621、622。止蚀层615类似于止蚀层215，保护止蚀层615下方的结构免于在mems装置601的制造(制造，构造等)期间受到在止蚀层615上方的牺牲层的蚀刻。电极621、622可以由一种或多种用于形成上述电极(例如221、222、223)的材料形成。类似于mems装置201的结构，电极621、622在止蚀层615下方。但是，在此示例中，电极621、622可以嵌入电介质中间层中，例如图2的电介质中间层214(图4中未示出)，从而形成平坦的(光滑的、连续的、平滑的等)表面。然后在电极621、622和周围的电介质中间层上方形成止蚀层615。

通过将电极嵌入在作为电绝缘体的止蚀层下方，使得图3和图6的结构比图1和图4的结构具有优势，这种优势在于电极与反射镜之间发生短路的可能性更小。此外，制造工艺的步骤可能更少。

mems装置601具有多个通孔627，在图6中仅标记了其中两个。通孔627可以由与上述通孔(例如图1的通孔227、228、229、230、231、232、233、234、235)相同的材料形成。通孔627连接电线和电极。例如，通孔627将电极621、622电连接到在止蚀层615下方的金属层(例如金属层236、237、238、239)、电子电路或两者以控制mems装置601(例如一个或多个晶体管216、217)的操作。

此外，mems装置601具有铰链652。铰链652可以直接形成在电极上，也可以形成在安装在电极上的附加导电支撑结构上(例如，图3所示的电极222和铰链252)，或者可以形成在延伸穿过止蚀层615的通孔(例如通孔627)上。反射镜元件651形成在铰链652的上侧。反射镜元件651可以包括与反射镜元件151、251相同的材料。在图6中还示出了止动件653、654。止动件653、654可以由与止动件253、254相同的材料形成。止动件653、654可以形成在相对于铰链652和电极621、622的某一高度的位置处，高度如上所述，也就是说，防止反射镜元件651与止蚀层615接触。

图6的简化侧视图示出了偏转到on状态的mems装置601的反射镜元件651。即，通过电子电路(例如上述的晶体管和所连接的电子器件)在反射镜元件651与电极之间施加电压会导致铰链652的偏转。在该示例中，止动件654防止反射镜元件651与电极622接触。

任何实施例的off状态是：反射镜元件151、251、451或651不与止动件接触。例如，未激发状态对应于off状态，如图1和图4示出的布置，其中反射镜元件151、251、451、651与基板及其层基本平行。

参照图2、图4和图6，工作电压使铰链变形，反射镜在静电力(例如来自电极)的作用下发生倾斜，反射镜与止动件接触，并且反射镜停止绕铰链旋转。移除工作电压后，反射镜应在铰链的机械力作用下移回中立位置(off状态)。然而，由污染、折断的铰链等引起的有缺陷的像素(例如，mems装置的各个可移动元件)将导致可移动元件(例如，反射镜元件)不能返回到中立位置。当反射镜不能移动时，则mems装置有缺陷。

期望检测出有缺陷的mems装置。在初始出厂检测时，这是理想的。此外，某些应用(例如汽车显示应用)可能需要实时检查。在正常操作期间，止动件的电势与反射镜的电势相同。当没有在反射镜与电极之间施加工作电压时(即，当mems装置被认为处于off状态时)，可以在反射镜与止动件之间施加测试电压以检查是否存在泄漏。测试电压应低于工作电压，以免引起铰链变形和移动反射镜，但是也应该足以在发生短路时产生可测量的泄漏电流。也就是说，如果存在泄漏电流，则反射镜可能会通过至少一个触点而粘在止动件上。发生这种情况的原因是，在施加测试电压后，反射镜和止动件不再具有相同的电势。在off状态期间，存在泄漏电流说明mems装置有缺陷。在一些示例中，测试电压可以在约0.5伏与1伏之间(包括端点值)。

可用于该测试的自动检查机构包括电压源和电流检测装置(例如，电流测量装置)。在图5和图6的示例中，自动检查机构500包括作为电压源的电池502和作为电流检测装置的安培表504。自动检查机构可以与任何mems装置一起使用，并且自动检查机构还可以包括图7的组件，图7的电路图示出连接到mems装置的反射镜和止动件的迹线阵列。

mems装置布置在显示装置的阵列中，并且以简化形式示出。即，图7中所示的mems装置可以是以下中的一种：mems装置101、mems装置201、mems装置401、mems装置601或结合有一个或多个止动件的另一mems装置。第一mems装置表示为反射镜751a、铰链752a和止动件753a、754a。第二mems装置表示为反射镜751b、铰链752b和止动件753b、754b。第三mems装置表示为反射镜751c、铰链752c和止动件753c、754c。第四mems装置表示为反射镜751d、铰链752d和止动件753d、754d。虽然以2×2阵列布置示出了四个mems装置，但是也可以以不同尺寸的阵列布置任何数目的mems装置。当mems装置以阵列布置时，mems装置可以共享共用基板和至少一些电介质中间层以支撑相应的反射镜及其电连接。它们还可以共享提供上述工作电压的电压源。

mems装置电连接至迹线。在图7中，字线800a、800b形式的迹线以水平线(即，行)连接到反射镜。具体地，反射镜751a和751b通过相应的节点802a和802b连接到字线800a，而反射镜751c和751d通过相应的节点802c和802d连接到字线800b。

位线900a、900b、900c、900d形式的迹线连接到列中的止动件(即是垂直的)。具体而言，止动件754a和754c通过相应的节点902a和904a连接到位线900a，止动件753a和753c通过相应的节点902b和904b连接到位线900b，止动件754b和754d通过相应的节点902c和904c连接到位线900c，并且止动件753b和753d通过相应的节点902d和904d连接到位线900d。

字线800a、800b可以连接至行驱动器以使其可单独寻址。类似地，位线900a、900b、900c、900d可以连接到列驱动器以使其可单独寻址。列驱动器和行驱动器可以连接到控制器。尽管未明确示出，但是控制器(或单独的控制器)可以连接至自动检查机构500的电压源和电流检测装置，以定时施加电压源并通过电流测量装置进行测量。在所示的布置中，控制器可寻址列以将电压源连接至具有电压源的mems装置的止动件，并寻址行以将电流检测装置连接至相关的反射镜以检测(可选地，测量)泄漏电流(如果有)。如果字线接地，并且将测试电压施加到一个mems装置的反射镜和止动件的特定组合的位线上，那么在像素中的反射镜粘在止动件上的情况下通常会观察到高于基于电子器件的灵敏度的最小值的电流。例如，如果字线800a被寻址，并且位线900d被寻址以便施加测试电压，则检测到的电流高于最小值将指示反射镜751b被粘附到止动件753b。

包括图7的电路的自动检查机构500可以在不同的时间和不同的时间间隔进行此测试。测试可以连续进行。例如，每次给mems装置断电，反射镜应从on状态恢复到off状态时，可以在经过允许产生铰链的机械弹力的规定的时间后进行测试。可以定期进行测试。例如，可以在每10个on-off周期后对mems装置进行测试。

所示示例中的自动检查机构500包括dc电源，即电池502。因此，由安培表504测量的泄漏电流可以是所测量的泄漏电流的绝对值。当mems装置处于off状态时，也可以通过重复测量，由自动检查机构500来测量泄漏电流的波动。

该机构可以指出缺陷的位置。在此示例中，虽然将止动件连接成一列，将反射镜连接成一行，但是也可以相反。此外，电压源和电流测量装置可以被布置为使得电压源连接到反射镜，电流测量装置连接到止动件。其他布置也是可能的，使得mems装置可以分别识别出现的泄漏电流。在一些示例中，可以修改阵列，使得可以同时测试一个以上的mems装置。即，也可以测量形成mems显示装置的一部分的一行mems装置、一列mems装置，或者一行和一列mems装置的泄漏电流。当显示设备包括大量的反射镜时，这可以减少测试时间，但是代价是无法识别被测组中的单个有缺陷的设备。

图7的迹线和节点可以形成在mems装置的基板表面上，例如基板111、211。该自动检查机构的电路可以由任何导电材料形成，并且可以通过使用图1至图3所描述的电介质中间层来绝缘的金属层和通孔连接至反射镜和止动件。列驱动器、行驱动器和控制器可以安装在同一基板上，也可以分别安装。

为了减小反射镜与止动件之间的静态阻力，应当减少它们之间的接触。图8示出了可以根据本文的教导使用的止动件的横截面图的示例。在所示的示例中，止动件153、154、253、254、453、454、653、654通常是圆柱形的，其具有圆形横截面1002。这使其易于制造，因此在某种程度上是有益的。然而，因为反射镜151、251、451、651通常沿着其底部表面(支撑表面、后表面等)是平面的，所以点接触将减少反射镜与止动件之间的接触。例如，三棱柱将提供单点接触——棱柱被布置为使得三角形横截面1004的点指向mems装置的外周边缘并与反射镜的倾斜方向以及止动件的位置一致。例如，由三棱柱形成的止动件654具有如图8所示取向的三角形横截面1004，由三棱柱形成的止动件653具有根据图8所示的反射镜图像取向的三角形横截面1004。类似地，可以使用具有正方形横截面1006的长方体，但是应将长方体布置成使得相对的角指向mems装置的各个外周边缘并与反射镜的倾斜方向一致。例如，均由长方体(或更一般地为矩形棱柱)形成的止动件653、654将具有如图4所示取向的正方形(或菱形)横截面1006。相反，旋转长方体可能导致反射镜与正方形横截面1006的整个边缘接触。根据反射镜的尺寸，可以使用一个以上的接触点。例如，两个三棱柱的边缘可以对准，使得当以与上述单个三棱柱相同的方式布置时，所得到的横截面1008包括两个接触点。止动件的形状可以有其他变化。

mems装置具有反射镜、铰链、一个或多个止动件以及电极，反射镜能够在提供给电极的静电力的作用下移动并停止在止动件处，可以通过反射镜因粘附力而固定在止动件上来检查该mems装置中是否有缺陷像素。该粘附力称为“静态阻力”。mems显示装置的缺陷像素通常是由反射镜粘在止动件上引起的。如果反射镜和止动件是电隔离的，则可以通过施加电压并检查电流来检查反射镜与止动件之间的接触。如果将行中的反射镜连接到字线，将列中的止动件连接到位线，并且观察到位线与字线之间存在泄漏电流，则可以到确切的位置。

尽管已经根据某些实施例描述了本发明，但是应该理解，这样的公开不应该被解释为限制性的。在阅读本公开之后，各种改变和修改对于本领域技术人员是显而易见的。因此，应将所附权利要求书解释为包括落入其范围内的所有替换和修改。

技术特征：

1.一种微电子机械系统(mems)装置，包括：

基板；

安装在所述基板上的电子电路；

安装在所述基板上的可移动元件，其中通过所述电子电路施加工作电压来控制所述可移动元件的运动；

安装在所述基板上的止动件，其中通过所述止动件与所述可移动元件的机械接触来阻止所述可移动元件的运动；和

自动检查机构，所述自动检查机构至少部分地安装在所述基板上，所述自动检查机构在所述可移动元件与所述止动件之间施加测试电压并确定是否存在泄漏电流。

2.根据权利要求1所述的mems装置，其中，所述可移动元件是安装在铰链上的反射镜，并且所述反射镜的面向所述止动件的背面具有光吸收涂层。

3.根据权利要求1或2所述的mems装置，其中，在所述自动检查机构施加所述测试电压之前，所述止动件和所述可移动元件被电隔离。

4.根据权利要求1或2所述的mems装置，还包括：

在所述可移动元件和所述自动检查机构之间的绝缘层。

5.根据权利要求4所述的mems装置，其中，所述绝缘层由硅、氧化铝或氮化铝中的至少一种制成。

6.根据权利要求4所述的mems装置，其中，所述绝缘层包括使所述绝缘层上方的部件与所述自动检查机构连接的通孔。

7.根据权利要求1或2所述的mems装置，其中，所述止动件由钨、铜、硅、钛或氮化钛中的至少一种制成。

8.根据权利要求1或2所述的mems装置，其中，所述可移动元件是安装在铰链上的反射镜，并且所述止动件与所述铰链之间的距离小于所述铰链与所述反射镜的外周边缘之间的距离的一半。

9.根据权利要求1或2所述的mems装置，其中，所述止动件的材料的屈服强度大于当所述可移动元件接触所述止动件时施加到所述可移动元件的应力。

10.根据权利要求1或2所述的mems装置，其中，所述止动件的横截面形状为正方形、圆形、三角形、菱形或双三角形。

11.根据权利要求1或2所述的mems装置，其中，所述自动检查机构连续地或周期性地测量所述泄漏电流。

12.根据权利要求1或2所述的mems装置，其中，所述自动检查机构测量所述泄漏电流的波动。

13.根据权利要求1或2所述的mems装置，其中，所述自动检查机构测量所述泄漏电流的绝对值。

14.一种微电子机械系统(mems)装置，包括：

基板；

安装在所述基板上的多个电子电路；

安装在所述基板上的多个可移动元件，所述多个可移动元件排列成阵列，其中通过所述多个电子电路中相应的电子电路施加工作电压来分别控制每个所述可移动元件的运动；

安装在所述基板上的多个止动件，所述多个止动件中的每个止动件与相应的可移动元件相关联，以通过所述止动件与所述可移动元件的机械接触来阻止所述可移动元件的运动；和

自动检查机构，所述自动检查机构至少部分地安装在所述基板上，所述自动检查机构在所述多个可移动元件中的至少一个与相关联的止动件之间施加测试电压并确定是否存在泄漏电流。

15.根据权利要求14所述的mems装置，其中，所述自动检查机构包括：

施加所述测试电压的电压源；

测量泄漏电流值的安培表；和

多个迹线，所述多个迹线以阵列的形式布置在所述基板上并连接至所述电压源和所述安培表，其中，所述多个可移动元件和所述多个止动件电连接至所述多个迹线。

16.根据权利要求15所述的mems装置，其中所述多个迹线包括平行于多个位线布置的多个字线，所述多个字线中的每个和所述多个位线中的每个可由控制器单独寻址。

17.根据权利要求16所述的mems装置，其中：

所述多个可移动元件中的每个电连接至所述多个字线中的字线或所述多个位线中的位线中的一个；并且

所述多个止动件中的每个电连接至所述多个字线中的字线或所述多个位线中的位线中的另一个。

18.根据权利要求14或15所述的mems装置，其中，所述多个可移动元件包括多个反射镜元件，并且所述自动检查机构测量一行反射镜元件、一列反射镜元件或者一行反射镜元件和一列反射镜元件两者的泄漏电流。

19.根据权利要求14或15所述的mems装置，其中，所述测试电压低于所述工作电压。

技术总结

微电子机械系统(MEMS)装置包括：基板；安装在所述基板上的电子电路；安装在所述基板上的可移动元件，其中通过所述电子电路施加工作电压来控制所述可移动元件的运动；安装在所述基板上的止动件，其中通过所述止动件与所述可移动元件的机械接触来阻止所述可移动元件的运动；和自动检查机构，所述自动检查机构在所述可移动元件和所述止动件之间施加测试电压并确定是否存在泄漏电流。所述自动检查机构至少部分地安装在所述基板上。所述测试电压低于所述工作电压。