Способ и устройство для монтажа подложки в корпус

Способ и устройство для монтажа подложки в корпус

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Область изобретения относится к микроэлектромеханическим системам (МЭМС) и монтажу таких систем в корпуса. Более конкретно, область изобретения относится к интерферометрическим модуляторам и способам изготовления таких модуляторов с тонкопленочными задними панелями.

Предшествующий уровень техники

Микроэлектромеханические системы (МЭМС) включают в себя микромеханические элементы, исполнительные механизмы и электронику. Микромеханические элементы могут быть созданы с использованием осаждения, травления и/или других процессов микрообработки, при осуществлении которых вытравливают части подложек и/или осажденных слоев материалов или добавляют слои для формирования электрических и электромеханических устройств. Один тип устройства на основе МЭМС называют интерферометрическим модулятором. Интерферометрический модулятор может содержать пару электропроводных пластин, причем одна из них или обе они могут быть прозрачными и/или отражающими полностью или частично и выполненными с возможностью относительного перемещения после приложения соответствующего электрического сигнала. Одна пластина может содержать стационарный слой, осажденный на подложке, другая пластина может содержать металлическую мембрану, отделенную от стационарного слоя воздушным зазором. Такие устройства имеют широкий диапазон применения, и в данной области техники могло бы оказаться выгодным использование и/или модификация характеристик устройств этих типов таким образом, что возникнет возможность использования их конструктивных особенностей при усовершенствовании существующих изделий и создании новых изделий, которые еще не разработаны.

Раскрытие изобретения

Система, способ и устройства согласно изобретению - все эти объекты имеют несколько аспектов, ни один из которых не является единственно обуславливающим желательные неотъемлемые признаки изобретения. Теперь, без ограничения объема изобретения, будет приведено краткое описание наиболее важных признаков. После рассмотрения нижеследующего описания и, в частности, после прочтения раздела под названием «Подробное описание конкретных вариантов реализации», можно будет понять, каким образом признаки этого изобретения обеспечивают преимущества по сравнению с другими дисплейными устройствами.

В одном варианте реализации предложена корпусная структура для дисплейного устройства на основе интерферометрического модулятора, исключающая необходимость в отдельной задней панели, осушающем веществе и уплотнении. Это дисплейное устройство включает в себя прозрачную подложку, интерферометрический модулятор, выполненный с возможностью модулировать свет, пропускаемый сквозь прозрачную подложку, и заднюю тонкую пленку, расположенную на модуляторе и уплотняющую модулятор внутри корпуса между прозрачной подложкой и задней тонкой пленкой. Между модулятором и тонкой пленкой существует зазор, созданный за счет удаления временного слоя.

Согласно изобретению также предложено дисплейное устройство, содержащее матрицу подвижных зеркал, выполненных с возможностью интерферометрически модулировать свет, причем это дисплейное устройство содержит прозрачную подложку; интерферометрический модулятор, содержащий упомянутую матрицу подвижных зеркал, причем упомянутый интерферометрический модулятор выполнен с возможностью модулировать свет, пропускаемый сквозь упомянутую прозрачную подложку; и заднюю тонкую пленку, уплотняющую упомянутую матрицу подвижных зеркал внутри корпуса между упомянутой прозрачной подложкой и упомянутой задней тонкой пленкой, при этом между упомянутой матрицей подвижных зеркал и упомянутой задней тонкой пленкой существует зазор. Предпочтительно, упомянутый зазор сформирован вследствие удаления временного слоя, расположенного между упомянутой матрицей подвижных зеркал и упомянутой задней тонкой пленкой. Предпочтительно, задняя тонкая пленка содержит герметичный материал. Предпочтительно, тонкая пленка выполнена из никеля или из алюминия.

Согласно изобретению также предложен способ изготовления дисплея, содержащего матрицу подвижных зеркал, выполненных с возможностью интерферометрически модулировать свет, включающий в себя обеспечение наличия прозрачной подложки; формирование интерферометрического модулятора на прозрачной подложке, причем упомянутый интерферометрический модулятор содержит упомянутую матрицу подвижных зеркал; и осаждение задней тонкой пленки поверх матрицы подвижных зеркал и прозрачной подложки для уплотнения упомянутой матрицы подвижных зеркал между упомянутой прозрачной подложкой и упомянутой задней тонкой пленкой, при этом между упомянутой матрицей подвижных зеркал и упомянутой задней тонкой пленкой существует зазор. Предпочтительно, способ дополнительно включает в себя осаждение временного слоя на упомянутом интерферометрическом модуляторе перед осаждением упомянутой задней тонкой пленки и удаление упомянутого временного слоя после осаждения упомянутой задней тонкой пленки для обеспечения зазора между упомянутым интерферометрическим модулятором и упомянутой задней тонкой пленкой. Предпочтительно, способ дополнительно включает в себя формирование рисунка на упомянутой задней тонкой пленке для создания по меньшей мере одного отверстия в упомянутой задней тонкой пленке. Предпочтительно, способ дополнительно включает в себя формирование рисунка на упомянутой задней тонкой пленке для открытия по меньшей мере части упомянутого временного слоя. Предпочтительно, заднюю тонкую пленку формируют из алюминия, никеля или наносимого центрифугированием стекла. Предпочтительно, заднюю тонкую пленку формируют из герметичного материала. Предпочтительно, временный слой формируют из наносимого центрифугированием стекла.

Согласно изобретению также предложено дисплейное устройство на основе микроэлектромеханических систем, содержащее матрицу подвижных зеркал, выполненных с возможностью интерферометрически модулировать свет, причем это дисплейное устройство содержит прозрачную подложку; интерферометрический модулятор, сформированный на прозрачной подложке, причем этот интерферометрический модулятор содержит упомянутую матрицу подвижных зеркал; и заднюю тонкую пленку, уплотненную на прозрачной подложке для инкапсуляции матрицы подвижных зеркал между прозрачной подложкой и задней тонкой пленкой, при этом между матрицей подвижных зеркал и задней тонкой пленкой существует полость. Предпочтительно, полость создана за счет удаления временного слоя между матрицей подвижных зеркал и задней тонкой пленкой. Предпочтительно, полость позволяет перемещаться одному или более подвижным зеркалам в матрице подвижных зеркал. Предпочтительно, задняя тонкая пленка содержит герметичный материал. Предпочтительно, дисплейное устройство дополнительно содержит покрывающий слой, осажденный поверх задней тонкой пленки, причем этот покрывающий слой предпочтительно содержит паронепроницаемый материал, например полимер. Предпочтительно, задняя тонкая пленка содержит металл или полимер.

Согласно изобретению также предложено дисплейное устройство, содержащее матрицу подвижных зеркал, выполненных с возможностью интерферометрически модулировать свет, причем это дисплейное устройство содержит прозрачную подложку; интерферометрический модулятор, содержащий упомянутую матрицу подвижных зеркал, при этом упомянутый интерферометрический модулятор выполнен с возможностью модулировать свет, пропускаемый сквозь прозрачную подложку, и при этом упомянутый интерферометрический модулятор сформирован на этой прозрачной подложке; заднюю тонкую пленку, осажденную поверх матрицы подвижных зеркал, причем эта задняя тонкая пленка уплотняет матрицу подвижных зеркал внутри корпуса между прозрачной подложкой и задней тонкой пленкой; и полость между матрицей подвижных зеркал и задней тонкой пленкой, причем эта полость образована за счет удаления временного материала. Предпочтительно, задняя тонкая пленка является герметичной. Предпочтительно, задняя тонкая пленка выполнена из металла или полимера.

Согласно изобретению также предложено дисплейное устройство, содержащее пропускающее средство для пропускания света сквозь него; модулирующее средство, выполненное с возможностью модулировать свет, пропускаемый сквозь пропускающее средство, причем это модулирующее средство содержит матрицу подвижных зеркал; и уплотняющее средство для уплотнения матрицы подвижных зеркал внутри корпуса между пропускающим средством и уплотняющим средством, при этом уплотняющее средство содержит тонкую пленку, и при этом между матрицей подвижных зеркал и уплотняющим средством существует полость. Предпочтительно, полость образована за счет удаления временного слоя между матрицей подвижных зеркал и уплотняющим средством. Предпочтительно, уплотняющее средство содержит герметичный материал. Предпочтительно, тонкая пленка является проницаемой для дифторида ксенона, а уплотняющее средство дополнительно содержит герметичный материал, сформированный поверх тонкой пленки. Предпочтительно, дисплейное устройство дополнительно содержит процессор, который электрически связан с упомянутой матрицей подвижных зеркал, причем упомянутый процессор выполнен с возможностью обрабатывать данные изображения; и запоминающее устройство, электрически связанное с упомянутым процессором. Предпочтительно, дисплейное устройство дополнительно содержит схему возбуждения, выполненную с возможностью посылать по меньшей мере один сигнал в упомянутую матрицу подвижных зеркал. Предпочтительно, дисплейное устройство дополнительно содержит контроллер, выполненный с возможностью посылать по меньшей мере часть упомянутых данных изображения в упомянутую схему возбуждения. Предпочтительно, дисплейное устройство дополнительно содержит модуль источника изображения, выполненный с возможностью посылать упомянутые данные изображения в упомянутый процессор, причем упомянутый модуль источника изображения предпочтительно содержит по меньшей мере один из приемника, приемопередатчика и передатчика. Предпочтительно, дисплейное устройство дополнительно содержит устройство ввода, выполненное с возможностью принимать вводимые данные и передавать упомянутые вводимые данные в упомянутый процессор.

Согласно изобретению также предложено дисплейное устройство, содержащее матрицу подвижных зеркал, выполненных с возможностью интерферометрически модулировать свет, причем это дисплейное устройство изготовлено способом, включающим в себя обеспечение наличия прозрачной подложки; формирование интерферометрического модулятора, содержащего упомянутую матрицу подвижных зеркал и выполненного с возможностью модулировать свет, пропускаемый сквозь упомянутую прозрачную подложку, на упомянутой прозрачной подложке; и осаждение задней тонкой пленки для уплотнения упомянутой матрицы подвижных зеркал между упомянутой прозрачной подложкой и упомянутой задней тонкой пленкой, при этом между упомянутой матрицей подвижных зеркал и упомянутой задней тонкой пленкой существует полость. Предпочтительно, полость создана за счет удаления временного слоя между матрицей подвижных зеркал и задней тонкой пленкой. Предпочтительно, задняя тонкая пленка содержит герметичный материал. Предпочтительно, задняя тонкая пленка является проницаемой для дифторида ксенона, и эта задняя тонкая пленка дополнительно содержит герметичный материал, сформированный поверх тонкой пленки. Предпочтительно, задняя тонкая пленка содержит металл, например никель или алюминий. Предпочтительно, дисплейное устройство содержит сотовый телефон.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты изобретения будет легче понять, изучив нижеследующее подробное описание и прилагаемые чертежи (представленные не в масштабе), которые следует понимать как иллюстрирующие изобретение, а не ограничивающие его, при этом:

на фиг.1 представлен изометрический вид, изображающий часть дисплея на основе интерферометрических модуляторов в одном варианте его реализации, в котором подвижный отражающий слой первого интерферометрического модулятора находится в невозбужденном положении, а подвижный отражающий слой второго интерферометрического модулятора находится в возбужденном положении;

на фиг.2 представлена блок-схема системы, иллюстрирующая один вариант реализации электронного устройства, включающего в себя дисплей на основе, имеющей размер 3×3 матрицы интерферометрических модуляторов;

на фиг.3 представлен график зависимости положения подвижного зеркала от приложенного напряжения для одного примерного варианта реализации интерферометрического модулятора по фиг.1;

на фиг.4 представлена иллюстрация группы напряжений строк и столбцов, которые можно использовать для возбуждения дисплея на основе интерферометрических модуляторов;

фиг.5А и 5В иллюстрируют одну примерную временную диаграмму для сигналов строк и столбцов, которые можно использовать для записи кадра данных изображения в дисплей на основе имеющей размер 3×3 матрицы интерферометрических модуляторов по фиг.2;

на фиг.6А представлено поперечное сечение устройства по фиг.1;

на фиг.6В представлено поперечное сечение интерферометрического модулятора в альтернативном варианте его реализации;

на фиг.6С представлено поперечное сечение интерферометрического модулятора в еще одном альтернативном варианте его реализации;

фиг.7 схематически иллюстрирует корпусную структуру согласно одному варианту реализации, в которой интерферометрический модулятор смонтирован без обычной задней панели;

на фиг.8 представлена блок-схема последовательности операций способа монтажа интерферометрических модуляторов в корпус в одном варианте реализации;

фиг.9 схематически иллюстрирует корпусную структуру согласно одному варианту реализации, в которой поверх интерферометрического модулятора осажден временный слой;

фиг.10 схематически иллюстрирует корпусную структуру, в которой поверх временного слоя осаждена тонкая пленка;

на фиг.11 представлен вид сверху в одном варианте реализации корпусной структуры 800 после осаждения тонкой пленки 820 и формирования на ней рисунка и перед освобождением от временного слоя 850;

фиг.12 схематически иллюстрирует корпусную структуру, в которой интерферометрический модулятор смонтирован в соответствии с одним вариантом реализации и имеет покрывающий слой;

на фиг.13А и 13В представлены блок-схемы системы, иллюстрирующие вариант реализации дисплейного устройства визуального отображения, содержащего множество интерферометрических модуляторов.

Подробное описание конкретных вариантов реализации

Нижеследующее подробное описание посвящено некоторым конкретным вариантам реализации изобретения. Вместе с тем, изобретение может быть реализовано множеством различных путей. В этом описании делаются ссылки на чертежи, причем одинаковые детали обозначены одинаковыми позициями на всех чертежах. Из нижеследующего описания будет ясно, что изобретение можно воплотить в любом устройстве, которое предназначено для отображения изображения, либо в движении (например, видеоизображения), либо в статике (например, фотографического изображения), будь то текст или картинка. Более конкретно, предполагается, что изобретение можно воплотить в или совместить с самыми разными электронными устройствами, такими как, но не ограничиваясь ими, мобильные телефоны, беспроводные устройства, персональные цифровые секретари (ПЦС), карманные или портативные компьютеры, приемники и/или навигаторы Глобальной системы позиционирования (ГСП или GPS), съемочные камеры, плееры стандарта МРЗ, видеокамеры, игровые консоли, наручные часы, настенные или напольные часы, будильники, калькуляторы, телевизионные мониторы, дисплеи с плоскими экранами, мониторы компьютеров, автомобильные дисплеи (например, дисплеи счетчиков пройденного пути и т.д.), органы управления и/или дисплеи кабин пилотов, дисплей поля зрения съемочной камеры (например, дисплей съемочной камеры заднего обзора в транспортном средстве), электронные фотоаппараты, электронные рекламные щиты или дорожные знаки, проекционные аппараты, архитектурные сооружения, упаковка и эстетические конструкции (например, дисплей изображений на ювелирном изделии). Устройства на основе МЭМС, которые по конструкции аналогичны описываемым здесь, можно также использовать в тех областях применения, которые не связаны с индикацией или отображением, таких как электронные коммутирующие устройства.

Один вариант реализации дисплея на основе интерферометрических модуляторов, содержащего интерферометрический элемент дисплея на основе МЭМС, изображен на фиг.1. В этих устройствах пиксели (т.е. элементы изображения) находятся либо в освещенном, либо в затемненном состоянии. В освещенном («включенном» или «открытом») состоянии элемент дисплея отражает большую часть падающего видимого света по направлению к пользователю. Находясь в затемненном («выключенном» или «закрытом») состоянии, элемент дисплея отражает мало падающего видимого света по направлению к пользователю. В зависимости от варианта реализации светоотражательные свойства во «включенном» и «выключенном» состояниях могут меняться местами. Пиксели МЭМС могут быть выполнены с возможностью отражать преимущественно на выбранных цветах, что позволяет создать цветной дисплей, а не только черно-белый.

На фиг.1 представлен изометрический вид, изображающий два соседних пикселя в ряду пикселей дисплея визуального отображения, при этом каждый пиксель содержит интерферометрический модулятор на основе МЭМС. В некоторых вариантах реализации дисплей на основе интерферометрических модуляторов включает в себя матрицу строк и столбцов из этих интерферометрических модуляторов. Каждый интерферометрический модулятор включает в себя пару отражающих слоев, располагающихся на изменяемом и регулируемом расстоянии друг от друга с образованием резонансной оптической полости с по меньшей мере одним изменяемым размером. В одном варианте реализации один из отражающих слоев можно перемещать между двумя положениями. В первом положении, именуемом здесь невозбужденным положением, подвижный слой располагается на относительно большом расстоянии от неподвижного частично отражающего слоя. Во втором положении подвижный слой располагается ближе к частично отражающему слою, находясь рядом с ним. Падающий свет, который отражается от обоих слоев, интерферирует конструктивно или деструктивно в зависимости от положения подвижного отражающего слоя, вследствие чего получается либо полностью отражающее, либо неотражающее состояние каждого пикселя.

Показанная на фиг.1 часть матрицы пикселей включает в себя два соседних интерферометрических модулятора 12а и 12b. В интерферометрическом модуляторе 12а, показанном слева, подвижный и высокоотражающий слой 14а изображен в невозбужденном положении на заранее заданном расстоянии от неподвижного частично отражающего слоя 16а. В интерферометрическом модуляторе 12b, показанном справа, подвижный высокоотражающий слой 14b изображен в возбужденном положении рядом с неподвижным частично отражающим слоем 16b.

Неподвижные слои 16а, 16b являются электропроводными, частично прозрачными и частично отражающими и могут быть изготовлены, например, путем осаждения одного или более слоев, каждый из которых состоит из хрома и оксида индия-олова, на прозрачную подложку 20. В этих слоях сформированы рисунки в виде параллельных полос, которые могут образовывать электроды строк в дисплейном устройстве, что подробнее описывается ниже. Подвижные слои 14а, 14b могут быть выполнены в виде серии параллельных полос осажденного слоя металла или осажденных слоев металла (перпендикулярных электродам 16а, 16b строк), которые осаждены поверх столбиков 18, и промежуточного временного материала, осажденного между столбиками 18. Когда временный материал вытравливают, деформируемые слои металла оказываются отделенными от неподвижных слоев металла ограниченным воздушным зазором 19. Для деформируемых слоев можно использовать материал с высокой электрической проводимостью и высокой отражательной способностью, такой как алюминий, а эти полосы могут образовывать электроды столбцов в дисплейном устройстве.

При отсутствии приложенного напряжения полость 19 между слоями 14а, 16а сохраняется, а деформируемый слой находится в механически ненапряженном состоянии, что иллюстрируется пикселем 12а на фиг.1. Вместе с тем, когда к выбранным строке и столбцу приложена разность потенциалов, конденсатор, образованный на пересечении электродов строки и столбца в соответствующем пикселе, становится заряженным, и электростатические силы притягивают электроды друг к другу. Если напряжение является достаточно высоким, подвижный слой деформируется и принудительно подводится к неподвижному слою (на неподвижном слое можно осадить диэлектрический материал, который не показан на этом чертеже, чтобы предотвратить короткое замыкание и управлять разделительным расстоянием), что иллюстрируется пикселем 12b справа на фиг.1. Это поведение оказывается тем же самым безотносительно полярности приложенной разности потенциалов. Таким образом, возбуждение строки и столбца, которое может обеспечить управление отражающими и неотражающими состояниями пикселей, оказывается во многом аналогичным тому, которое используется в технологиях производства обычных жидкокристаллических (ЖКД) и других дисплеев.

Фиг.2-5 иллюстрируют один примерный способ и систему для использования матрицы интерферометрических модуляторов применительно к дисплею. На фиг.2 представлена блок-схема системы, иллюстрирующая один вариант реализации электронного устройства, которое может включать в себя аспекты данного изобретения. В примерном варианте реализации это электронное устройство включает в себя процессор 21, который может быть любым одно- или многокристальным микропроцессором общего назначения, таким как ARM, Pentium^®, Pentium II^®, Pentium III^®, Pentium IV^®, Pentium^® Pro, 8051, MIPS^®, Power PC^®, ALPHA^®, или любым микропроцессором специального назначения, таким как процессор цифровых сигналов, микроконтроллер или программируемая вентильная матрица. Как принято в данной области техники, процессор 21 может быть приспособлен для исполнения одного или более модулей программного обеспечения. В дополнение к исполнению операционной системы процессор может быть приспособлен для исполнения одного или более приложений программного обеспечения, включая web-браузер, телефонное приложение, программу электронной почты или любое другое приложение программного обеспечения.

В одном варианте реализации процессор 21 также выполнен с возможностью связи с контроллером 22 матрицы. В одном варианте реализации контроллер 22 матрицы включает в себя схему 24 возбуждения строк и схему 26 возбуждения столбцов, которые выдают сигналы в матрицу 30 пикселей. Поперечное сечение этой матрицы, проиллюстрированное на фиг.1, показано линиями 1-1 на фиг.2. Протокол возбуждения строк/столбцов для интерферометрических модуляторов на основе МЭМС может использовать преимущество наличия свойства гистерезиса у этих устройств, иллюстрируемого на фиг.3. Например, может потребоваться разность потенциалов 10 вольт, чтобы заставить подвижный слой деформироваться из невозбужденного состояния в возбужденное состояние. Вместе с тем, когда напряжение становится меньше этой величины, подвижный слой сохраняет свое состояние при падении напряжения ниже 10 вольт. В примерном варианте реализации согласно фиг.3 подвижный слой не полностью освобождается от возбуждения до тех пор, пока напряжение не падает ниже 2 вольт. Таким образом, в примере, иллюстрируемом на фиг.3, существует диапазон напряжения, составляющий примерно от 3 до 7 В, в котором есть интервал прикладываемого напряжения, в пределах которого устройство устойчиво в любом - возбужденном или невозбужденном - состоянии. Этот интервал именуется далее «интервалом гистерезиса» или «интервалом устойчивости». Для матрицы дисплея, имеющей характеристики гистерезиса согласно фиг.3, протокол возбуждения строк/столбцов можно разработать так, что во время стробирования строк те пиксели в стробируемой строке, которые должны быть возбуждены, подвергаются воздействию разности потенциалов (напряжению) примерно 10 вольт, а пиксели, которые должны остаться невозбужденными, подвергаются воздействию разности потенциалов, близкой к нулю вольт. После подачи строб-импульса пиксели подвергаются воздействию разности потенциалов устойчивого состояния, составляющей примерно 5 вольт, так что они остаются в том состоянии, в которое переводит их строб-импульс строки. После записи каждый пиксель «видит» разность потенциалов в «интервале устойчивости», размер которого в этом примере составляет 3-7 вольт. Этот признак делает конструкцию пикселя, проиллюстрированную на фиг.1, устойчивой в одинаковых условиях приложенного напряжения как в возбужденном, так и в невозбужденном, ранее существовавшем состоянии. Поскольку каждый пиксель интерферометрического модулятора - в возбужденном или невозбужденном состоянии - по существу представляет собой конденсатор, образованный неподвижным и подвижным отражающими слоями, это устойчивое состояние может поддерживаться при напряжении в пределах интервала гистерезиса почти без рассеяния мощности. Если приложенный потенциал фиксирован, ток в пиксель по существу не протекает.

В типичных применениях кадр дисплея можно создавать, назначая набор электродов столбцов в соответствии с желаемым набором возбуждаемых пикселей в первой строке. Затем к электроду строки 1 прикладывают импульс строки, возбуждающий пиксели, соответствующие назначенным шинам столбцов. Затем назначенный набор электродов столбцов изменяют в соответствии с желаемым набором возбуждаемых пикселей во второй строке. Затем к электроду строки 2 прикладывают импульс строки, возбуждающий пиксели в строке 2 в соответствии с назначенными электродами столбцов. Пиксели строки 1 не затрагиваются импульсом строки 2 и остаются в том состоянии, в которое они были установлены во время импульса строки 1. Этот процесс можно последовательным образом повторить для всей серии строк, чтобы получить кадр. Вообще говоря, кадры регенерируют и/или обновляют новыми отображаемыми данными путем постоянного повторения этого процесса с получением некоторого желательного количества кадров в секунду. Также известно и может быть использовано совместно с настоящим изобретением широкое множество протоколов возбуждения электродов строк и столбцов матриц пикселей для получения кадров изображения.

Фиг.4 и 5 иллюстрируют один возможный протокол возбуждения для создания кадра изображения на имеющей размер 3×3 матрице согласно фиг.2. Фиг.4 иллюстрирует возможный набор уровней напряжений столбцов и строк, который можно использовать для пикселей, обладающих кривыми гистерезиса согласно фиг.3. В варианте реализации по фиг.4 возбуждение пикселя подразумевает установление напряжения -V_{смещения} для соответствующего столбца и установление напряжения +ΔV для соответствующей строки, которые могут составлять -5 вольт и +5 вольт соответственно. Снятие возбуждения с пикселя достигается путем установления напряжения +V_{смещения} для соответствующего столбца и установления того же напряжения +ΔV для соответствующей строки, что приводит к нулевой разности потенциалов на этом пикселе. В тех строках, где напряжение строки поддерживается на уровне нуля вольт, пиксели устойчивы, в каком бы состоянии они сначала не находились, вне зависимости от того, находится ли столбец под напряжением

+V_{смещения} или -V_{смещения}.

На фиг.5В представлена временная диаграмма, изображающая серию сигналов строк и столбцов, подаваемых на имеющую размер 3×3 матрицу согласно фиг.2, которые приведут к компоновке дисплея, проиллюстрированной на фиг.5А, где возбужденные пиксели являются неотражающими. Перед записью кадра, проиллюстрированного на фиг.5А, пиксели могут находиться в любом состоянии, и в этом примере все строки находятся под напряжением 0 вольт, а все столбцы - под напряжением +5 вольт. Если приложены такие напряжения, то все пиксели устойчивы в своих существующих возбужденных или невозбужденных состояниях.

На фиг.5А пиксели (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) и (3,3) показаны возбужденными. Чтобы достичь этого, в течение «времени включения шины» для строки 1 устанавливают напряжение -5 вольт для столбцов 1 и 2 и напряжение +5 вольт для столбца 3. Это не изменяет состояние каких-либо пикселей, потому что все пиксели остаются в интервале устойчивости, составляющем 3-7 вольт. Затем строку 1 стробируют импульсом, который сначала имеет скачок от 0 до 5 вольт, а затем - обратный скачок до 0 вольт. Это возбуждает пиксели (1,1) и (1,2) и снимает возбуждение с пикселя (1,3). Ни на какие другие пиксели в этой матрице влияние не оказывается.

Чтобы установить строку 2 в желаемое состояние, для столбца 2 устанавливают напряжение -5 вольт, а для столбцов 1 и 3 устанавливают напряжение +5 вольт. Такой же строб-импульс, прикладываемый затем к строке 2, возбудит пиксель (2,2) и снимет возбуждение с пикселей (2,1) и (2,3). И опять, ни на никакие другие пиксели матрицы влияние не оказывается. Установку строки 3 осуществляют точно так же, устанавливая для столбцов 2 и 3 напряжение -5 вольт, а для столбца 1 - напряжение +5 вольт. Строб-импульс строки 3 устанавливает пиксели строки 3 так, как показано на фиг.5А. После записи кадра потенциалы строк становятся нулевыми, а потенциалы столбцов могут остаться на любом из уровней +5 или -5 вольт, после чего дисплей оказывается устойчивым в компоновке согласно фиг.5А. Следует понимать, что ту же процедуру можно применить для матриц, содержащих дюжины или сотни строк и столбцов. Следует также понимать, что синхронизацию, последовательность приложения и уровни напряжений, используемых для осуществления возбуждения строк и столбцов, можно изменять в широких пределах в рамках вышеизложенных общих принципов, а вышеописанный пример является лишь иллюстративным, и вместе с настоящим изобретением можно использовать любой способ приложения напряжений возбуждения.

Подробности конструкции интерферометрических модуляторов, которые работают в соответствии с изложенными выше принципами, могут изменяться в широких пределах. Например, фиг.6А-6С иллюстрируют три разных варианта реализации конструкции перемещаемых зеркал. На фиг.6А представлено поперечное сечение для варианта реализации согласно фиг.1, в котором полоса металлического материала 14 расположена на ортогонально простирающихся опорах 18. На фиг.6В подвижный отражающий материал 14 прикреплен к опорам только в углах - на привязях 32. На фиг.6С подвижный отражающий материал 14 свисает с деформируемого слоя 34. Этот вариант реализации имеет преимущества, поскольку структурную компоновку и выбор материалов, используемых в качестве отражающего материала 14, можно оптимизировать по оптическим свойствам, а структурную компоновку и выбор материалов, используемых в качестве деформируемого слоя 34, можно оптимизировать по желательным механическим свойствам. Производство интерферометрических устройств различных типов описано во множестве различных опубликованных документов, например в публикации заявки на патент США №2004/0051929 от 18.03.2004. Для изготовления вышеописанных конструкций можно использовать огромное множество хорошо известных способов, предусматривающих последовательность этапов осаждения материала, формирования рисунка и травления.

Фиг.7 иллюстрирует корпусную структуру 800, в которой интерферометрический модулятор 830 смонтирован на прозрачной подложке 810 без обычной задней панели или крышки. Корпусная структура 800, проиллюстрированная на фиг.7, может исключить необходимость не только в задней панели, но и в отдельном уплотнении, а также в осушающем веществе.

В соответствии с вариантом реализации, показанным на фиг.7, вместо уплотнения задней панели на прозрачной подложке для инкапсуляции интерферометрического модулятора 830, как указано выше, поверх прозрачной подложки 810 осаждена тонкая пленка или надстроечная структура 820 для инкапсуляции интерферометрического модулятора 830 внутри корпусной структуры 800. Тонкая пленка 820 защищает интерферометрический модулятор 830 от вредных элементов, присутствующих в окружающей среде.

Ниже будет проведено более подробное рассмотрение способа монтажа интерферометрического модулятора в корпус в соответствии с вариантом реализации, показанным на фиг.7. Корпуса и способы монтажа в корпуса, описываемые в данной заявке, можно использовать для монтажа в корпус любого интерферометрического модулятора, включая, но не ограничиваясь ими, вышеописанные интерферометрические модуляторы.

Как сказано выше, интерферометрический модулятор 830 выполнен с возможностью отражения света сквозь прозрачную подложку и включает в себя подвижные детали, такие как подвижные зеркала 14а, 14b. Следовательно, чтобы позволить таким подвижным деталям перемещаться, между такими подвижными деталями и тонкой пленкой 820 предпочтительно создают зазор или полость 840. Зазор или полость 840 позволяет перемещаться механическим деталям, таким как подвижные зеркала 14а, 14b, интерферометрического модулятора 830. Следует понимать, что перед тем как можно будет осадить тонкую пленку 820 для инкапсуляции интерферометрического модулятора 830, поверх интерферометрического модулятора 830 и прозрачной подложки 810 предпочтительно осаждают временный слой 850 (показанный на фиг.9), а затем удаляют этот слой, чтобы создать полость 840 между интерферометрическим модулятором 830 и тонкой пленкой 820. Это будет подробнее описано ниже.

На фиг.8 показан один вариант реализации способа монтажа в корпус интерферометрического модулятора без обычной задней панели или крышки. Сначала на этапе 900 обеспечивают прозрачную подложку 810, а на этапе 910 формируют интерферометрический модулятор 830 на прозрачной подложке 810. Интерферометрический модулятор 830 предпочтительно формируют в соответствии с процессами, описанными со ссылкой на фиг.1-6. Прозрачная подложка 810 может быть любым прозрачным веществом, которое способно иметь тонкую пленку, на которой формируют устройства на основе МЭМС. Такие прозрачные вещества включают в себя, но не ограничиваются ими, стекло, пластмассу и прозрачные полимеры. Изображения отображаются через прозрачную подложку 810, которая служит поверхностью формирования изображений.

После того как на прозрачной подложке 810 сформирован интерферометрический модулятор 830, на этапе 920 предпочтительно осаждают временный слой 850 поверх верхних поверхностей интерферометрического модулятора 830 и прозрачной подложки 810. Затем на этапе 930 на временном слое 850 формируют рисунок, пользуясь фотолитографическими методами. Этот процесс формирования рисунка предпочтительно ограничивает временный слой 850 очертаниями интерферометрического модулятора 830, обнажая прозрачную подложку 810 вокруг периферии интерферометрического модулятора 830. После того как временный слой 850 осажден и на нем сформирован рисунок, на этапе 940 поверх всей структуры осаждают тонкую пленку 820. Затем на этапе 950 на тонкой пленке 820 формируют рисунок, пользуясь фотолитографическими методами. Этот процесс формирования рисунка предпочтительно ограничивает тонкую пленку 820 очертаниями временного слоя 850. Этот этап формирования рисунка также создает в тонкой пленке 820 поверхностные элементы, которые делают возможным последующее удаление временного слоя 850. Следует отметить, что в этот момент процесса внутри структуры интерферометрического модулятора могут оставаться или не оставаться дополнительные временные слои. Этап 930 формирования рисунка обеспечивает возможность удаления временного слоя 850, а также удаления любых временных слоев, остающихся внутри интерферометрического модулятора 830. На этапе 96