Способ и система для монтажа в корпус устройств на основе мэмс с внедренным газопоглотителем

Способ и система для монтажа в корпус устройств на основе мэмс с внедренным газопоглотителем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к микроэлектромеханическим системам (МЭМС), а более конкретно - к способам и системам для монтажа в корпус устройств на основе МЭМС.

Предшествующий уровень техники

Микроэлектромеханические системы (МЭМС) включают в себя микромеханические элементы, исполнительные механизмы и электронику. Микромеханические элементы могут быть изготовлены путем 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.

Краткое изложение сущности изобретения

Предложены система, способ и устройства, согласно изобретению, причем каждый из объектов имеет несколько аспектов воплощения. Ниже без ограничения объема притязаний изобретения приведено краткое описание наиболее важных признаков. После ознакомления с нижеследующим описанием станет ясно, каким образом признаки настоящего изобретения позволяют получить преимущества по сравнению с известными дисплейными устройствами.

Согласно одному варианту осуществления предложено устройство на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС). Устройство на основе МЭМС содержит подложку и устройство на основе МЭМС, сформированное на подложке. Устройство также содержит объединительную плату и уплотнение, расположенное вблизи периметра устройства на основе МЭМС и находящееся в контакте с подложкой и объединительной платой, причем уплотнение содержит химически активный газопоглотитель.

В другом варианте осуществления предложен способ уплотнения корпуса устройства на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС). Способ включает в себя использование подложки и объединительной платы, причем подложка содержит устройство на основе МЭМС, сформированное на ней. Способ также включает формирование уплотнения вблизи периметра устройства на основе МЭМС, причем уплотнение содержит химически активный газопоглотитель. Кроме того, способ обеспечивает скрепление подложки, уплотнения и объединительной платы, и тем самым заключение устройства на основе МЭМС в корпус.

В еще одном варианте осуществления предложен корпус устройства на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС), полученный соответствующим способом. Способ включает в себя использование подложки и объединительной платы, причем подложка содержит устройство на основе МЭМС, сформированное на ней. Способ также включает формирование уплотнения вблизи периметра устройства на основе МЭМС, причем уплотнение содержит химически активный газопоглотитель. Кроме того, способ обеспечивает скрепление подложки, уплотнения и объединительной платы, и тем самым заключение устройства на основе МЭМС в корпус.

И в еще одном варианте осуществления изобретения предложено устройство на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС). Это устройство содержит пропускающее средство, предназначенное для пропускания через него света, а также модулирующее средство, предназначенное для модуляции света, пропущенного через пропускающее средство. Кроме того, устройство содержит закрывающее средство, предназначенное для закрывания модулирующего средства. Устройство также содержит уплотняющее средство, предназначенное для создания полости путем формирования уплотнения между пропускающим средством и закрывающим средством, причем уплотняющее средство содержит химически активное средство, предназначенное для вступления в химическую реакцию с веществами, которые контактируют с уплотняющим средством.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 изображает общий вид части дисплея на основе интерферометрических модуляторов, в котором перемещаемый отражающий слой первого интерферометрического модулятора находится в невозбужденном состоянии, а перемещаемый отражающий слой второго интерферометрического модулятора находится в возбужденном состоянии, согласно изобретению;

фиг.2 - блок-схему электронного устройства, содержащего дисплей на основе, имеющей размер 3×3 матрицы интерферометрических модуляторов, согласно изобретению;

фиг.3 - диаграмму зависимости положения перемещаемого зеркала от приложенного напряжения для одного возможного варианта осуществления интерферометрического модулятора, согласно изобретению;

фиг.4 - напряжения группы строк и столбцов, которые можно использовать для возбуждения дисплея на основе интерферометрических модуляторов, согласно изобретению;

фиг.5А и 5В - возможную временную диаграмму для сигналов строк и столбцов, которые можно использовать для записи кадра данных изображения на дисплее на основе, имеющей размер 3×3 матрицы интерферометрических модуляторов, показанной на фиг.2, согласно изобретению;

фиг.6А - поперечное сечение устройства на фиг.1, согласно изобретению;

фиг.6В - поперечное сечение интерферометрического модулятора (альтернативный вариант осуществления), согласно изобретению;

фиг.6С - поперечное сечение интерферометрического модулятора (другой альтернативный вариант осуществления), согласно изобретению;

фиг.7 - поперечное сечение базовой конструкции корпуса для устройства на основе интерферометрических модуляторов, согласно изобретению;

фиг.8 - поперечное сечение части конструкции корпуса для устройства на основе интерферометрических модуляторов с основным уплотнением и вспомогательным уплотнением, согласно изобретению;

фиг.9 - поперечное сечение части конструкции корпуса для устройства на основе интерферометрических модуляторов с газопоглотительным материалом, расположенным внутри конструкции корпуса вблизи уплотнения, согласно изобретению;

фиг.10А и 10В - блок-схемы системы, иллюстрирующие вариант осуществления дисплейного устройства, содержащего множество интерферометрических модуляторов, согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Ниже приводится описание множества вариантов конструкций корпусов для устройств на основе МЭМС, включая усовершенствованные уплотненные конструкции. В одном варианте осуществления устройство на основе МЭМС размещено в корпусе между объединительной пластиной и подложкой, которые удерживаются вместе посредством основного уплотнения. В одном из вариантов осуществления основное уплотнение содержит химически активный газопоглотитель. Как известно в данной области техники, газопоглотитель - это вещество, которое улавливает или связывает другое вещество путем абсорбции, адсорбции или, например, химической реакции. Химически активный газопоглотитель - это газопоглотитель, способный химически реагировать с сорбированным веществом, а не абсорбировать или адсорбировать сорбированное вещество. В других вариантах осуществления конструкция корпуса содержит вспомогательное уплотнение, расположенное вдоль внешней периферии основного уплотнения. В одном варианте осуществления вспомогательное уплотнение содержит, например, гидрофобный материал. В еще одном варианте осуществления конструкция корпуса содержит газопоглотитель, расположенный вблизи внутренней периферии уплотнения и способный поглощать водяной пар или загрязняющие вещества, которые могут попасть внутрь конструкции корпуса. В описанных вариантах осуществления дополнительный газопоглотитель или влагопоглотитель (осушающее вещество) может не потребоваться для удовлетворения требований к желательным параметрам срока службы устройства, смонтированного в корпусе, тем самым обеспечивая уменьшенные размеры и стоимость корпуса.

В описании раскрыты некоторые конкретные варианты осуществления изобретения. Из описания следует, что изобретение можно применить в любом устройстве, предназначенном для отображения изображения либо в движении (например, видеоизображения), либо в статике (например, фотографического изображения), будь то текст или картинка. Предполагается, что изобретение можно воплотить в совокупности электронных устройств или связать с совокупностью электронных устройств, например, но не ограничиваясь этим, в мобильных телефонах, радиоустройствах, персональных цифровых секретарях (ПЦС), карманных или портативных компьютерах, приемниках и/или навигаторах глобальной системы позиционирования (ГСП), съемочных камерах, плеерах стандарта МР3, видеомагнитофонных камерах, игровых консолях, наручных часах, будильниках, калькуляторах, телевизионных мониторах, дисплеях с плоскими экранами, мониторах компьютеров, автомобильных дисплеях (например, дисплеях счетчиков пройденного пути), органах управления и/или дисплеях кабин пилотов, дисплеях кадров съемочной камеры (например, дисплей съемочной камеры заднего обзора в транспортном средстве), электронных фотоаппаратах, электронных рекламных щитах или дорожных знаках, проекционных аппаратах, архитектурных сооружениях, средствах монтажа в корпус и средствах достижения эстетических впечатлений (например, отображения изображений на ювелирном изделии). Устройства на основе МЭМС можно также использовать в приложениях, не связанных с индикацией или отображением, например, в электронных коммутирующих устройствах.

Один вариант осуществления дисплея на основе интерферометрических модуляторов, содержащий интерферометрический элемент дисплея на основе МЭМС, представлен на фиг.1. Пиксели 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 света по направлению к пользователю. В зависимости от варианта осуществления светоотражательные свойства во «включенном» и «выключенном» состояниях могут меняться местами. Пиксели при использовании МЭМС можно конфигурировать с возможностью доминирующего отражения на длинах волн выбранных цветов, что позволяет создать цветной дисплей, а не только черно-белый.

На фиг.1 представлен общий вид двух соседних пикселей в ряду пикселей визуального дисплея, при этом каждый пиксель содержит интерферометрический модулятор на основе МЭМС. В некоторых вариантах осуществления дисплей на основе интерферометрических модуляторов содержит матрицу строк и столбцов этих интерферометрических модуляторов. Каждый интерферометрический модулятор содержит пару отражающих слоев, расположенных на изменяемом и регулируемом расстоянии друг от друга, для образования резонансной оптической полости, по меньшей мере, один размер которой является изменяемым. В одном из вариантов осуществления один из отражающих слоев может перемещаться между двумя положениями. В первом положении, называемом невозбужденным положением, перемещаемый слой расположен на относительно большом расстоянии от фиксированного частично отражающего слоя. Во втором положении перемещаемый слой расположен ближе к частично отражающему слою, находясь рядом с ним. Падающий свет, который отражается от обоих слоев, интерферирует конструктивно или деструктивно в зависимости от положения перемещаемого отражающего слоя, вследствие чего получается либо полностью отражающее, либо неотражающее состояние каждого пикселя.

Часть матрицы пикселей (фиг.1) содержит два соседних интерферометрических модулятора 12а и 12b. В интерферометрическом модуляторе 12а, показанном слева, перемещаемый и высокоотражающий слой 14а изображен в невозбужденном состоянии на заранее заданном расстоянии от фиксированного частично отражающего слоя 16а. В интерферометрическом модуляторе 12b, показанном справа, перемещаемый сильно высокоотражающий слой 14b изображен в возбужденном состоянии рядом с фиксированным частично отражающим слоем 16b.

Фиксированные 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 с получением параллельных полос, которые могут образовывать электроды строк в дисплейном устройстве, что подробнее описано ниже. Перемещаемые слои 14а, 14b могут быть выполнены в виде множества параллельных полос осажденного слоя металла или осажденных слоев металла (перпендикулярных электродам 16а, 16b строк), которые осаждены поверх столбиков 18, и промежуточного удаляемого материала, осажденного между столбиками 18. Когда удаляемый материал вытравливают, деформируемые слои металла оказываются отделенными от фиксированных слоев металла определенным воздушным зазором 19. Для деформируемых слоев можно использовать материал с высокой электрической проводимостью и высокой отражательной способностью, например алюминий, а 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 (фиг.1). Однако, 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, перемещаемый слой деформируется и принудительно подводится к фиксированному слою (на фиксированном слое можно осадить диэлектрический материал (не показан), чтобы предотвратить короткое замыкание и управлять разделительным расстоянием), что иллюстрируется пикселем 12b справа на фиг.1. Это поведение аналогично и не зависит от полярности приложенной разности потенциалов. Таким образом, возбуждение строки и столбца, которое может обеспечить управление отражающими и неотражающими состояниями отражающих пикселей, оказывается во многом аналогичным тому, которое имеет место в технологиях производства обычных ЖКД и других дисплеев.

На фиг.2-5 представлены один способ и система для использования матрицы интерферометрических модуляторов для дисплея. На фиг.2 представлена блок-схема системы, иллюстрирующая один вариант осуществления электронного устройства. В возможном варианте осуществления электронное устройство содержит процессор 21, который может быть 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 предназначен для выполнения одного или более модулей программного обеспечения. В дополнение к воплощению операционной системы процессор может быть конфигурирован для выполнения одного или более приложений программного обеспечения, включая web-браузер, телефонное приложение, программу электронной почты или любое другое приложение программного обеспечения.

Процессор 21 также выполнен с возможностью связи с контроллером 22 матрицы. В одном из вариантов осуществления контроллер 22 матрицы содержит схему 24 возбуждения строк и схему 26 возбуждения столбцов, которые формируют сигналы в матрицу 30 пикселей. Поперечное сечение этой матрицы (фиг.1) показано линиями 1-1 на фиг.2. Протокол возбуждения строк и/или столбцов для интерферометрических модуляторов на основе МЭМС может обладать преимуществом наличия гистерезиса у этих устройств (фиг.3). Например, может потребоваться разность потенциалов 10 вольт, чтобы заставить перемещаемый слой деформироваться с переходом из невозбужденного состояния в возбужденное состояние. Вместе с тем, когда напряжение становится меньше этой величины, перемещаемый слой поддерживает свое состояние при падении напряжения ниже 10 вольт. В возможном варианте осуществления (фиг.3) перемещаемый слой не переходит в невозбужденное состояние до тех пор, пока напряжение не падает ниже 2 вольт. Таким образом, существует диапазон напряжений, составляющий от 3 до 7 вольт, в котором есть интервал прикладываемого напряжения, в пределах которого устройство устойчиво в любом - возбужденном или невозбужденном состоянии. Этот интервал называется «интервалом гистерезиса» или «интервалом устойчивости». Для матрицы дисплея, имеющей характеристики гистерезиса, протокол возбуждения строк и/или столбцов можно разработать так, что во время стробирования строк те пиксели в стробируемой строке, которые должны быть возбуждены, подвергаются воздействию разности напряжений около 10 вольт, а пиксели, которые должны остаться невозбужденными, подвергаются воздействию разности напряжений, близкой к нулю вольт. После подачи строб-импульса пиксели подвергаются воздействию разности напряжений установившегося состояния, составляющей около 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, например, составляет 3-7 вольт. Этот признак делает пиксель (фиг.1) устойчивым 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 фиксированным и перемещаемым отражающими слоями, это устойчивое состояние можно поддерживать при напряжении, находящемся в пределах интервала гистерезиса, почти без рассеяния мощности. Если приложенный потенциал фиксирован, ток в пикселе почти не протекает.

В типичных приложениях кадр дисплея можно создавать, назначая набор электродов столбцов в соответствии с требуемым 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 требуемым 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. Импульс строки 2 не влияет на пиксели строки 1, так что они остаются в том состоянии, в котором они находились во время действия импульса строки 1. Этот процесс можно последовательно повторить для всего множества строк, чтобы получить кадр. В общем случае кадры обновляют новыми данными дисплея путем постоянного повторения этого процесса с получением некоторого желательного количества кадров в секунду. Также известно и может быть использовано совместно с настоящим изобретением множество протоколов возбуждения электродов строк и столбцов матриц пикселей, предназначенных для получения кадров дисплея.

На фиг.4 и 5 показан один возможный протокол возбуждения для создания кадра дисплея на имеющей размер 3х3 матрице согласно фиг.2. На фиг.4 показан возможный набор уровней напряжений столбцов и строк, который можно использовать для пикселей, обладающих кривыми гистерезиса согласно фиг.3. В этом варианте осуществления возбуждение пикселей обуславливает 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 оказываются устойчивыми, в каком бы состоянии они сначала не находились и безотносительно того, под каким напряжением +V_{смещения} или -V_{смещения} находится столбец. На фиг.4 также показано, и это следует понять, что можно использовать напряжения, полярность которых противоположна полярности напряжений, описанных выше, например, возбуждение пикселя может предусматривать установление напряжения+V_{смещения} для соответствующего столбца и установление напряжения -ΔV для соответствующей строки. В этом варианте осуществления снятие возбуждения с пикселя осуществляется путем установления напряжения -V_{смещения} для соответствующего столбца и установления того же напряжения -ΔV для соответствующей строки, что обеспечивает разность потенциалов величиной ноль вольт на пикселе.

На фиг.5 В представлена временная диаграмма, изображающая последовательность сигналов рядов и строк применительно к имеющей размер 3×3 матрице на фиг.2, причем эта диаграмма обуславливает компоновку дисплея, проиллюстрированную на фиг.5А, где возбужденные пиксели являются неотражающими. Перед записью кадра 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 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 обуславливает скачок от 0 до 5 вольт, а затем - обратный скачок до 0 вольт. Это обеспечивает возбуждение пикселей (1,1) и (1,2) и снятие возбуждения с пикселя (1,3). Ни на какие другие пиксели 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). При этом ни на какие другие пиксели в матрице 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 (фиг.5А). Следует понять, что ту же процедуру можно применить для матриц, содержащих десятки или сотни строк и столбцов. В рамках вышеизложенных принципов синхронизацию, последовательность приложения и уровни напряжений, используемых для осуществления возбуждения строк и столбцов, можно изменять в широких пределах, 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 принципами, изложенными выше, могут изменяться в широких пределах. Например, на фиг.6А-6С представлены три разных варианта осуществления конструкции перемещаемых зеркал. На фиг.6А представлено поперечное сечение для разных вариантов осуществления, в которых полоса металлического материала 14 расположена на перпендикулярно выступающих столбиках 18. На фиг.6 В показано, что перемещаемый отражающий материал 14 прикреплен к столбикам только по углам на фалах 32. На фиг.6С показано, что перемещаемый отражающий материал 14 свисает с деформируемого слоя 34. Этот вариант осуществления имеет преимущества, заключающиеся в том, что 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 требуемым механическим свойствам. Способ изготовления интерферометрических устройств различных типов описан в множестве опубликованных документов, например, в опубликованной заявке на патент 2004/0051929, поданной в США. Для изготовления вышеописанных конструкций можно использовать множество хорошо известных способов, предусматривающих технологическую последовательность, включающую этапы осаждения материала, формирования рисунка и травления.

Перемещаемые части устройства на основе МЭМС, такие как матрица интерферометрических модуляторов, предпочтительно имеют защищенное пространство, внутри которого они перемещаются. Ниже будут подробнее описаны способы установки в корпус устройства на основе МЭМС.Схема базовой конструкции корпуса для устройства на основе МЭМС, такого как матрица интерферометрических модуляторов, изображена на фиг.7 (поперечный разрез). Базовая конструкция 70 корпуса содержит подложку 72 и накладку в виде объединительной платы или «крышку» 74, причем на подложке 72 сформирована матрица 76 интерферометрических модуляторов. Эту крышку 74 также называют «объединительной платой».

Подложка 72 и объединительная плата 74 соединены уплотнением 78, образуя конструкцию 70 корпуса, в котором матрица 76 интерферометрических модуляторов инкапсулирована подложкой 72, объединительной платой 74 и уплотнением 78, при этом между объединительной платой 74 и подложкой 72 образуется полость 79. Уплотнение 78 может быть негерметичным уплотнением, таким как обычный клей на основе эпоксидной смолы. В других вариантах осуществления уплотнение 78 представляет собой полиизобутилен (иногда называемый бутиловым каучуком, а иногда - ПИБ), уплотнительные кольца круглого поперечного сечения, сварной шов между тонкой пленкой и металлом, жидкое стекло, наносимое центрифугированием, припой, полимеры или пластики, помимо других типов уплотнений, которые могут иметь диапазон проницаемости для водяного пара, составляющий около

0,2-4,7 г мм/м²·кПа в сутки. В других вариантах осуществления уплотнение 78 может быть герметичным уплотнением и может содержать, например, металлы, сварные швы и стеклянные припои. Способы формирования герметичного уплотнения включают в себя, например, создание либо предварительно сформированной тонкой пленки металла или припоя, либо лазерную сварку или сварку сопротивлением, а также способы анодного скрепления, при этом получаемая конструкция корпуса может требовать или не требовать наличия влагопоглотителя для соответствия требованиям внутри корпуса.

Уплотнение 78 может быть выполнено в виде замкнутого уплотнения или разомкнутого уплотнения и может быть нанесено или сформировано на подложке 72, объединительной плате 74 либо и на подложке, и на объединительной плате 74 при осуществлении способа монтажа в корпус матрицы 76 интерферометрических модуляторов. Уплотнение 78 может быть нанесено посредством простых поточных технологических процессов, при этом преимущество имеют процессы, проводимые при меньших температурах, тогда как способы сварки и пайки являются высокотемпературными процессами, которые могут повредить конструкцию 70 корпуса и являются относительно дорогостоящими. В некоторых случаях можно воспользоваться способами локального нагрева, чтобы уменьшить температуру процесса и получить жизнеспособное технологическое решение.

В некоторых вариантах осуществления конструкция 70 корпуса содержит газопоглотитель, например, влагопоглотитель 80, предназначенный для уменьшения влаги внутри полости 79. Специалисту в данной области техники ясно, что влагопоглотитель необязателен для герметично уплотненного корпуса, но может оказаться желательным для удаления остаточной влаги внутри корпуса. В одном из вариантов осуществления влагопоглотитель 80 находится между матрицей 76 интерферометрических модуляторов и объединительной пластиной 74. Влагопоглотители можно использовать для корпусов, которые имеют как герметичные, так и негерметичные уплотнения. В корпусах, имеющих герметичное уплотнение, влагопоглотители, как правило, используют для удаления остаточной влаги во внутреннем пространстве корпуса. В корпусах, имеющих негерметичное уплотнение, влагопоглотитель можно использовать для удаления влаги, попадающей в корпус из окружающей среды. В общем случае, любую подложку, которая может улавливать влагу, не мешая проявлению оптических свойств матрицы интерферометрических модуляторов, можно использовать в качестве влагопоглотителя. Материалы, подходящие в качестве газопоглотителей и влагопоглотителей, включают в себя, но не ограничиваются, цеолиты, молекулярные сита, поверхностные адсорбенты, объемные адсорбенты и химические реагенты.

Влагопоглотитель 80 может иметь разные формы, очертания и размеры. Кроме твердой формы влагопоглотитель 80 в альтернативном варианте может иметь форму порошка. Порошки можно засыпать непосредственно в корпус или смешивать их с клеем для нанесения. В альтернативном варианте осуществления влагопоглотитель 80 может иметь форму цилиндра, кольца или листа.

Специалисту в данной области техники ясно, что влагопоглотитель 80 можно наносить разными способами. В одном варианте осуществления влагопоглотитель 80 наносят осаждением как часть матрицы 76 интерферометрических модуляторов. В еще одном варианте осуществления влагопоглотитель 80 наносят внутри корпуса 70 как аэрозоль или погружением.

Подложка 72 может быть выполнена из полупрозрачного или прозрачного материала, способного принимать форму тонкой пленки. Она служит основой для формирования устройств на основе МЭМС. Такие прозрачные вещества содержат стекло, пластик и прозрачные полимеры. Матрица 76 интерферометрических модуляторов может содержать мембранные модуляторы или модуляторы разделительного типа. Специалисту в данной области техники ясно, что объединительная плата 74 может быть выполнена из любого подходящего материала, такого как стекло, металл, фольга, полимер, пластик, керамика или полупроводниковые материалы, например кремний.

Процесс установки в корпус можно осуществлять в вакууме, под давлением в диапазоне от вакуума до давления окружающей среды включительно или под давлением, превышающим давление окружающей среды. Процесс установки в корпус можно также осуществлять в среде изменяемого или управляемого высокого или низкого давления во время создания уплотнения. Это может придать матрице 76 интерферометрических модуляторов в корпусе преимущества совершенно сухой среды, но это не обязательно. Аналогично среда при установке в корпус может быть инертным газом в условиях окружающей среды. Установка в корпус в условиях окружающей среды позволяет удешевить процесс и обеспечивает гибкость в выборе оборудования, потому что устройство можно транспортировать в условиях окружающей среды без вредного влияния на работу устройства.

В общем случае желательно минимизировать проникновение водяного пара в конструкцию 70 корпуса и управлять таким образом средой в полости 79 корпуса, герметично уплотнять ее, гарантируя, что среда останется неизменной. Когда влажность или уровень водяного пара внутри корпуса превышает уровень, за которым поверхностное натяжение водяного пара превышает восстанавливающую силу подвижного элемента (не показан) в матрице 76 интерферометрических модуляторов, этот подвижный элемент может оказаться постоянно прилипшим к поверхности. Поэтому существует необходимость уменьшения уровня влажности внутри корпуса.

В тех вариантах осуществления конструкции 70 корпуса, где уплотнение 78 содержит клей, клеевой компонент в отдельности не может действовать как удовлетворительный барьер для окружающей среды, потому что он в принципе допускает проникновение водяного пара и/или загрязняющих веществ в полость 79 корпуса. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления конструкции 70 корпуса предусмотрено наличие газопоглотителя, находящегося внутри корпуса или внедренного в уплотнение 78. Газопоглотитель может иметь свойства поглощения газообразных загрязняющих веществ, которые выделяются из матрицы 76 интерферометрических модуляторов или из компонентов, используемых при установке в корпус, после сборки конструкции 70 корпуса, например, это могут быть вещества, выделившиеся или испарившиеся из клея, присутствующего в уплотнении 78, в полость 79 при отверждении клея. Газопоглотитель может быть химически активным поглотителем, способным вступать в химическую реакцию с конкретными веществами, или газопоглотитель может быть способным к физическому превращению в присутствии конкретного вещества, такого как вода. Например, газопоглотитель может содержать влагопоглотитель, например цеолиты, способные к физическому превращению в контакте с водой или водяным паром. В других вариантах осуществления влагопоглотитель находится внутри корпуса вблизи внутреннего периметра уплотнения 78, что позволяет поглощать водяной пар или загрязняющие вещества внутри корпуса, когда они высвобождаются внутри полости 79, или вещества, которые проникли через уплотнение 78. В еще одном варианте осуществления конструкция 70 корпуса содержит вспомогательное уплотнение, нанесенное на наружную поверхность уплотнения 78, при этом вспомогательное уплотнение содержит гидрофобный материал, способный удерживать водяной пар снаружи конструкции 70 корпуса, или уменьшать скорость проникновения водяного пара в корпус.

В одном варианте осуществления уплотнение 78 содержит химически активный влагопоглотитель для поглощения веществ, проникающих через уплотнение 78 и попадающих в корпус, и/или веществ, которые присутствуют в корпусе во время изготовления или сборки либо высвобождаются во время или после изготовления или сборки. Химически активный газопоглотитель может включать в себя, например, оксид кальция, стронций (Sr), оксид стронция и комплексы алюминия. В некоторых вариантах осуществления уплотнение 78 содержит смесь химически активного газопоглотителя для поглощения или улавливания по существу всех веществ, выделившихся или высвободившихся из уплотняющего материала во время изготовления или сборки, например, из клея во время отверждения. Количество газопоглотительного вещества, входящего в состав уплотнения, может быть ограничено тем количеством, которое не окажет негативного влияния на проницаемость уплотнения, сохраняя способность последнего улавливать вещества, высвободившиеся из уплотняющего материала во время изготовления или сборки конструкции 70 корпуса.

Еще один вариант осуществления конструкции 800 корпуса представлен на фиг.8 и содержит основное уплотнение 802, контактирующее с подложкой 72 и объединительной платой 74, и вспомогательное уплотнение 804, расположенное по внешней периферии 805 основного уплотнения 802. Вспомогательное уплотнение 804 может контактировать с основным уплотнением 802 (фиг.8), либо между вспомогательным уплотнением 804 и основным уплотнением 802 мож