CN101082589A - 测试密封的微机电系统装置中的湿度的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一个实施例提供一种测试湿度的方法，其包括：确定封围多个干涉式调制器的装置的性质；和至少部分基于所述确定的性质来确定所述装置内的相对湿度值或所述相对湿度的程度。在一个实施例中，所述装置的所述性质包含以下中的一者：i)所述装置的重量，ii)封围在所述装置中的干燥剂的变色，iii)所述装置内的电阻，iv)所述装置的由指形冷冻器装置接触的内部区域中是否形成霜，v)当将水蒸气提供到所述装置中时，封围在所述装置中的干燥剂是否适当地起作用，和vi)i)到v)中至少两者的组合。

Description

测试密封的微机电系统装置中的湿度的系统和方法

技术领域

本发明的领域涉及微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)。

背景技术

微机电系统(MEMS)包含微机械元件、激活器和电子元件。可使用沉积、蚀刻和/或其它蚀刻去除衬底和/或已沉积材料层的部分或者添加层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生微机械元件。一种类型的MEMS装置称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指的是一种使用光学干涉原理选择性地吸收且/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包括一对导电板，其中之一或两者可能整体或部分透明且/或具有反射性，且能够在施加适当电信号时进行相对运动。在特定实施例中，一个板可包括沉积在衬底上的固定层，且另一个板可包括由气隙与固定层分离的金属薄膜。如本文更详细描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广范围的应用，且在此项技术中，利用且/或修改这些类型装置的特性使得其特征可被发掘用于改进现有产品和创建尚未开发的新产品，将是有益的。

另外，在现有技术中，没有认识到在MEMS封装制造完成之后需要检查或测量MEMS装置内湿度(相对湿度)等级，以便(例如)估计装置的寿命或确定封装是否有缺陷。

发明内容

本发明的系统、方法和装置各具有若干方面，其中任何单个方面均不仅仅负责其期望的属性。在不限定本发明范围的情况下，现将简要论述其较突出的特征。考虑此论述之后，且尤其在阅读题为“具体实施方式”的部分之后，将了解本发明的特征如何提供优于其它显示装置的优点。

一个实施例提供一种测试湿度的方法。所述方法包括确定封围多个干涉式调制器的装置的性质，和至少部分基于所述确定的性质来确定所述装置内的相对湿度值或相对湿度的程度。

另一实施例提供一种用于测试湿度的系统。所述系统包括i)用于向装置提供潮湿环境的构件，所述装置封围多个干涉式调制器，和ii)用于确定所述装置的性质的构件。可至少部分基于所述确定的性质来确定所述装置内的相对湿度值或相对湿度的程度。

另一实施例提供一种用于测试湿度的系统。所述系统包括第一测试装置，其经配置以向目标装置提供潮湿环境，所述目标装置封围多个干涉式调制器。所述系统还包括第二测试装置，其经配置以确定所述目标装置的性质。可至少部分基于所述确定的性质来确定所述目标装置内的相对湿度值或相对湿度的程度。

另一实施例提供一种测试湿度的方法。所述方法包括测量i)封围多个干涉式调制器的第一装置的第一重量，和ii)封围多个干涉式调制器的第二装置的第二重量，其中所述第一和第二装置含有不同量的水蒸气。所述方法还包括将所述第一和第二装置的重量进行比较，和至少部分基于所述重量比较来确定所述两个装置中的一者内的相对湿度值或相对湿度的程度。

另一实施例提供一种用于测试湿度的系统。所述系统包括：i)封围多个干涉式调制器的第一装置；和ii)封围多个干涉式调制器的第二装置，其中所述第一和第二装置含有不同量的水蒸气。所述系统还包括经配置以测量所述第一和第二装置的重量的秤。可至少部分基于所述测得的重量来确定所述两个装置中的一者内的相对湿度值或相对湿度的程度。

另一实施例提供一种测试湿度的方法。所述方法包括提供一种装置，其封围i)多个干涉式调制器，和ii)干燥剂，其中所述干燥剂经配置以基于其中吸收的水蒸气的量而改变其颜色。所述方法还包括确定所述干燥剂的变色的程度，和至少部分基于所述确定的变色程度来确定所述装置内的相对湿度值或相对湿度的程度。

另一实施例提供一种制造微机电系统(MEMS)装置的方法。所述方法包括提供衬底和在所述衬底上形成多个干涉式调制器。所述方法还包括提供干燥剂，所述干燥剂经配置以基于其中吸收的水蒸气的量而改变其颜色；和提供背板。所述方法进一步包括接合所述衬底与所述背板，以便形成封围所述多个干涉式调制器和干燥剂的装置。所述背板包含至少一个透明部分，通过所述透明部分可从所述装置外部观看到所述干燥剂的变色。

另一实施例提供一种微机电系统(MEMS)装置。所述系统包括：i)衬底，ii)形成于所述衬底上的多个干涉式调制器，iii)干燥剂，其经配置以基于其中吸收的水蒸气的量而改变其颜色，和iv)背板。所述衬底与背板彼此接合，以便形成封围所述多个干涉式调制器和所述干燥剂的装置。所述背板包含至少一个透明部分，通过所述透明部分可从所述装置外部观看到所述干燥剂的变色。

另一实施例提供一种测试湿度的方法。所述方法包括提供封围多个干涉式调制器的装置，和测量所述装置的至少一个内部部分的电阻。所述方法还包括至少部分基于所述测得的电阻来确定所述装置内的相对湿度值或相对湿度的程度。

另一实施例提供一种用于测试湿度的系统。所述系统包括：一装置，其封围多个干涉式调制器；和电阻传感器，其经配置以测量所述装置的至少一个内部部分的电阻。可至少部分基于所述测得的电阻来确定所述装置内的相对湿度值或相对湿度的程度。

另一实施例提供一种测试湿度的方法。所述方法包括提供封围多个干涉式调制器的装置，和使所述装置的外部区域与设定在第一温度的指形冷冻器(cold finger)装置可操作地接触。所述方法还包括确定所述干涉式调制器装置的对应于所述接触区域的内部区域中是否形成霜，和至少部分基于所述内部区域中是否已形成霜来确定所述干涉式调制器装置内的相对湿度值或相对湿度的程度。

另一实施例提供一种用于测试湿度的系统。所述系统包括：一装置，其封围多个干涉式调制器；和指形冷冻器装置，其经配置以与所述装置的外部区域可操作地接触。可至少部分基于所述内部区域中是否已形成霜来确定所述干涉式调制器装置内的相对湿度值或相对湿度的程度。

又一实施例提供一种测试湿度的方法。所述方法包括提供一种装置，其封围i)多个干涉式调制器，和ii)干燥剂。所述方法还包括测量所述装置的第一重量，将水蒸气提供到所述装置的内部中，和在已将所述水蒸气提供到所述装置中之后测量所述装置的第二重量。所述方法进一步包括比较所述第一与第二重量，和至少部分基于所述重量比较来确定所述装置内的相对湿度的程度。

又一实施例提供一种用于测试湿度的系统。所述系统包括一种装置，其封围i)多个干涉式调制器，和ii)干燥剂，所述干燥剂经配置以吸收水蒸气，其中在所述装置的区域中界定孔，使得经由所述孔将水蒸气提供到所述装置中。所述系统还包括秤，其经配置以测量i)在已将水蒸气提供到所述装置中之前所述装置的第一重量，和ii)在已将水蒸气提供到所述装置中之后所述装置的第二重量。可至少部分基于所述第一与第二重量的重量比较来确定所述装置内的相对湿度的程度。

附图说明

图1是描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于激活位置。

图2是说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统方框图。

图3是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对所施加电压的图。

图4是可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行和列电压的说明。

图5A说明图2的3×3干涉式调制器显示器中的显示数据的一个示范性帧。

图5B说明可用于对图5A的帧进行写入的行和列信号的一个示范性时序图。

图6A和6B是说明包括多个干涉式调制器的视觉显示装置的实施例的系统方框图。

图7A是图1的装置的横截面。

图7B是干涉式调制器的替代实施例的横截面。

图7C是干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。

图7D是干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。

图7E是干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。

图8是展示根据本发明实施例的封装内部湿度测试过程的概念图。

图9A和9B说明根据本发明一个实施例的湿度测试过程。

图9C说明根据本发明一个实施例的湿度测试过程。

图10A-10C说明根据本发明另一实施例的湿度测试过程。

图10D说明根据本发明另一实施例的湿度测试过程。

图11A和11B说明根据本发明另一实施例的湿度测试过程。

图12A-12C说明根据本发明又一实施例的湿度测试过程。

图13说明说明根据本发明又一实施例的湿度测试过程。

图14说明用于解释根据本发明实施例的湿度测试过程的示范性流程图。

具体实施方式

以下详细描述针对本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以许多不同方式实施。在本描述内容中参看了附图，附图中所有相同部分用相同标号表示。如从以下描述中将了解，所述实施例可实施在经配置以显示不论运动(例如，视频)还是固定(例如，静止图像)的且不论文字还是图画的图像的任何装置中。更明确地说，预期所述实施例可实施在多种电子装置中或与多种电子装置关联，所述多种电子装置例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手提式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、座舱控制器和/或显示器、相机视图的显示器(例如，车辆中后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或指示牌、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如，对于一件珠宝的图像的显示器)。具有与本文中描述的装置类似的结构的MEMS装置也可用于例如电子切换装置的非显示器应用中。

一个实施例提供一种测试湿度的方法，所述方法包括i)将封围多个干涉式调制器的装置暴露于潮湿环境，ii)确定性质(重量、电阻、干燥剂变色、形成霜时的温度等)和iii)至少部分基于确定的性质来确定装置内的相对湿度值或相对湿度的程度。

图1中说明包括干涉式MEMS显示元件的一个干涉式调制器显示器的实施例。在这些装置中，像素处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“接通”或“开启”)状态下，显示元件将入射可见光的大部分反射到用户。当在黑暗(“断开”或“关闭”)状态下时，显示元件将极少的入射可见光反射到用户。依据实施例而定，可颠倒“接通”和“断开”状态的光反射性质。MEMS像素可经配置而主要在选定的颜色处反射，从而允许除了黑白显示以外的彩色显示。

图1是描述视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图，其中每一像素包括MEMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包括这些干涉式调制器的一行/列阵列。每一干涉式调制器包含一对反射层，其定位成彼此相距可变且可控制的距离以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学腔。在一个实施例中，可在两个位置之间移动所述反射层之一。在第一位置(本文中称为松弛位置)中，可移动反射层定位成距固定部分反射层相对较大的距离。在第二位置(本文中称为激活位置)中，可移动反射层定位成更紧密邻近所述部分反射层。视可移动反射层的位置而定，从所述两个层反射的入射光建设性地或破坏性地进行干涉，从而为每一像素产生全反射状态或非反射状态。

图1中像素阵列的所描绘部分包含两个相邻干涉式调制器12a和12b。在左侧干涉式调制器12a中，说明可移动反射层14a处于距包含部分反射层的光学堆叠16a预定距离处的松弛位置中。在右侧干涉式调制器12b中，说明可移动反射层14b处于邻近于光学堆叠16b的激活位置中。

如本文所引用的光学堆叠16a和16b(统称为光学堆叠16)通常包括若干熔合层(fusedlayer)，所述熔合层可包含例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层和透明电介质。因此，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可通过(例如)将上述层的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。在一些实施例中，所述层经图案化成为多个平行条带，且如下文中进一步描述，可在显示装置中形成行电极。可移动反射层14a、14b可形成为沉积金属层(一层或多层)的一系列平行条带(与行电极16a、16b垂直)，所述金属层沉积在柱18和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上。当蚀刻去除牺牲材料时，可移动反射层14a、14b通过所界定的间隙19而与光学堆叠16a、16b分离。例如铝的高度导电且反射的材料可用于反射层14，且这些条带可在显示装置中形成列电极。

在不施加电压的情况下，腔19保留在可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中像素12a所说明。然而，当将电位差施加到选定的行和列时，形成在相应像素处的行电极与列电极的交叉处的电容器变得带电，且静电力将所述电极拉在一起。如果电压足够高，那么可移动反射层14变形且被迫抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的介电层(在此图中未图示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离，如图1中右侧的像素12b所说明。不管所施加的电位差的极性如何，表现均相同。以此方式，可控制反射像素状态对非反射像素状态的行/列激活在许多方面类似于常规LCD和其它显示技术中所使用的行/列激活。

图2到5B说明在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性工艺和系统。

图2是说明可并入有本发明各方面的电子装置的一个实施例的系统方框图。在所述示范性实施例中，所述电子装置包含处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM、Pentium^、Pentium II^、Pentium III^、Pentium IV^、Pentium^Pro、8051、MIPS^、Power PC^、ALPHA^)，或任何专用微处理器(例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列)。如此项技术中常规的做法，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统外，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含网络浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。

在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22连通。在一个实施例中，所述阵列驱动器22包含将信号提供到显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。在图2中以线1-1展示图1中说明的阵列的横截面。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列激活协议可利用图3中说明的这些装置的滞后性质。可能需要(例如)10伏的电位差来促使可移动层从松弛状态变形为激活状态。然而，当电压从所述值减小时，可移动层在电压降回10伏以下时维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到电压降到2伏以下时才完全松弛。因此在图3中说明的实例中存在约3到7V的电压范围，在所述范围中存在所施加电压的窗口，在所述窗口内装置在松弛状态或激活状态中均是稳定的。此窗口在本文中称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特性的显示器阵列来说，可设计行/列激活协议使得在行选通期间，已选通行中待激活的像素暴露于约10伏的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的电压差。在选通之后，所述像素暴露于约5伏的稳态电压差使得其维持在行选通使其所处的任何状态中。在此实例中，每一像素在被写入之后经历3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。此特征使图1中说明的像素设计在相同的施加电压条件下在激活或松弛预存在状态下均是稳定的。因为干涉式调制器的每一像素(不论处于激活还是松弛状态)本质上是由固定反射层和移动反射层形成的电容器，所以可在滞后窗口内的一电压下维持此稳定状态而几乎无功率消耗。本质上，如果所施加的电压是固定的，那么没有电流流入像素中。

在典型应用中，可通过根据第一行中所需组的激活像素确认所述组列电极来产生显示帧。接着将行脉冲施加到行1电极，从而激活对应于所确认的列线的像素。接着改变所述组已确认列电极以对应于第二行中所需组的激活像素。接着将脉冲施加到行2电极，从而根据已确认的列电极而激活行2中的适当像素。行1像素不受行2脉冲影响，且维持在其在行1脉冲期间被设定的状态中。可以连续方式对整个系列的行重复此过程以产生帧。通常，通过以每秒某一所需数目的帧的速度连续地重复此过程来用新的显示数据刷新且/或更新所述帧。用于驱动像素阵列的行和列电极以产生显示帧的广泛种类的协议也是众所周知的且可结合本发明使用。

图4、5A和5B说明用于在图2的3×3阵列上形成显示帧的一个可能的激活协议。图4说明可用于使像素展示出图3的滞后曲线的一组可能的列和行电压电平。在图4实施例中，激活像素涉及将适当列设定为-V_bias，且将适当行设定为+ΔV，其分别可对应于-5伏和+5伏。松弛像素是通过将适当列设定为+V_bias，且将适当行设定为相同的+ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。在行电压维持在零伏的那些行中，不管列处于+V_bias还是-V_bias，像素在任何其最初所处的状态中均是稳定的。同样如图4中所说明，将了解，可使用具有与上述电压的极性相反的极性的电压，例如，激活像素可涉及将适当列设定为+V_bias，且将适当行设定为-ΔV。在此实施例中，释放像素是通过将适当列设定为-V_bias，且将适当行设定为相同的-ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。

图5B是展示施加到图2的3×3阵列的一系列行和列信号的时序图，所述系列的行和列信号将产生图5A中说明的显示器布置，其中被激活像素为非反射的。在对图5A中说明的帧进行写入之前，像素可处于任何状态，且在本实例中所有行均处于0伏，且所有列均处于+5伏。在这些所施加的电压的情况下，所有像素在其既有的激活或松弛状态中均是稳定的。

在图5A的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被激活。为了实现此目的，在行1的“线时间(line time)”期间，将列1和2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。因为所有像素均保留在3-7伏的稳定窗口中，所以这并不改变任何像素的状态。接着用从0升到5伏且返回零的脉冲选通行1。这激活了(1，1)和(1，2)像素且松弛了(1，3)像素。阵列中其它像素均不受影响。为了视需要设定行2，将列2设定为-5伏，且将列1和3设定为+5伏。施加到行2的相同选通接着将激活像素(2，2)且松弛像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中其它像素均不受影响。通过将列2和3设定为-5伏且将列1设定为+5伏来类似地设定行3。行3选通设定行3像素，如图5A中所示。在对帧进行写入之后，行电位为零，且列电位可维持在+5或-5伏，且接着显示器在图5A的布置中是稳定的。将了解，可将相同程序用于数十或数百个行和列的阵列。还将应了解，用于执行行和列激活的电压的时序、序列和电平可在上文所概述的一般原理内广泛变化，且上文的实例仅为示范性的，且任何激活电压方法均可与本文描述的系统和方法一起使用。

图6A和6B是说明显示装置40的实施例的系统方框图。显示装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍微变化形式也说明例如电视和便携式媒体播放器的各种类型的显示装置。

显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器44、输入装置48和麦克风46。外壳41通常由所属领域的技术人员众所周知的多种制造工艺的任一者形成，所述工艺包含注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料的任一者制成，所述材料包含(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。在一个实施例中，外壳41包含可去除部分(未图示)，所述可去除部分可与其它具有不同颜色或含有不同标记、图画或符号的可去除部分互换。

如本文中所描述，示范性显示装置40的显示器30可为包含双稳态显示器(bi-stabledisplay)在内的多种显示器的任一者。在其它实施例中，如所属领域的技术人员众所周知，显示器30包含例如如上所述的等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD的平板显示器，或例如CRT或其它电子管装置的非平板显示器。然而，出于描述本实施例的目的，如本文中所描述，显示器30包含干涉式调制器显示器。

图6B中示意说明示范性显示装置40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示装置40包含外壳41且可包含至少部分封围在所述外壳41中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示装置40包含网络接口27，所述网络接口27包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器22进而耦合到显示器阵列30。根据特定示范性显示装置40设计的要求，电源50将功率提供到所有组件。

网络接口27包含天线43和收发器47使得示范性显示装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有某些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43是所属领域的技术人员已知的用于传输和接收信号的任何天线。在一个实施例中，所述天线根据IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11(a)、(b)或(g))来传输和接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据BLUETOOTH标准来传输和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，所述天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS或其它用于在无线手机网络内通信的已知信号。收发器47预处理从天线43接收到的信号，使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行处理。收发器47还处理从处理器21接收到的信号使得可经由天线43从示范性显示装置40传输所述信号。

在一替代实施例中，收发器47可由接收器代替。在又一替代实施例中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源代替。举例来说，所述图像源可为数字视频光盘(DVD)或含有图像数据的硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。

处理器21大体上控制示范性显示装置40的全部操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21接着将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度级。

在一个实施例中，处理器21包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示装置40的操作。调节硬件52通常包含放大器和滤波器，以用于将信号传输到扬声器45，且用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为示范性显示装置40内的离散组件，或可并入在处理器21或其它组件内。

驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，并适当地重新格式化所述原始图像数据以供高速传输到阵列驱动器22。具体来说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有类似光栅的格式的数据流，使得其具有适于在显示器阵列30上进行扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21关联而作为独立的集成电路(IC)，但可以许多方式实施这些控制器。其可作为硬件嵌入处理器21中，作为软件嵌入处理器21中，或与阵列驱动器22完全集成在硬件中。

通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收已格式化的信息且将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形以每秒多次的速度被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千个引线。

在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于本文描述的任意类型的显示器。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成。此实施例在例如蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器的高度集成系统中是普遍的。在又一实施例中，显示器阵列30是典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包含干涉式调制器阵列的显示器)。

输入装置48允许用户控制示范性显示装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包含例如QWERTY键盘或电话键区的键区、按钮、开关、触敏屏幕、压敏或热敏薄膜。在一个实施例中，麦克风46是用于示范性显示装置40的输入装置。当使用麦克风46将数据输入到所述装置时，用户可提供声音命令以便控制示范性显示装置40的操作。

电源50可包含此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50是例如镍镉电池或锂离子电池的可再充电电池。在另一实施例中，电源50是可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收功率。

在某些实施方案中，如上文中所描述，控制可编程性驻存在驱动器控制器中，其可位于电子显示器系统中的若干位置中。在某些情况下，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将了解，上述最优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。

根据上文陈述的原理而操作的干涉式调制器的结构的细节可广泛变化。举例来说，图7A-7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同实施例。图7A是图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积在垂直延伸的支撑件18上。在图7B中，可移动反射层14在系链(tether)32上仅在隅角处附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14从可包括柔性金属的可变形层34悬垂下来。所述可变形层34直接或间接地连接到围绕可变形层34的周边的衬底20。这些连接在本文中称为支柱。图7D中说明的实施例具有支柱插塞42，可变形层34搁在所述支柱插塞42上。如图7A-7C所示，可移动反射层14保持悬浮在腔上方，但可变形层34并不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔而形成所述支柱。确切地说，支柱由用于形成支柱插塞42的平坦化材料形成。图7E中说明的实施例是基于图7D中展示的实施例，但也可适于与图7A-7C中说明的实施例以及未图示的额外实施例的任一者一起发挥作用。在图7E中所示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的额外层来形成总线结构44。这允许信号沿着干涉式调制器的背面进行路由，从而消除许多原本可能必须形成在衬底20上的电极。

在例如图7中所示的那些实施例的实施例中，干涉式调制器充当直接观看装置，其中从透明衬底20的前侧观看图像，所述侧与上面布置有调制器的一侧相对。在这些实施例中，反射层14以光学方式遮蔽在反射层的与衬底20相对侧的干涉式调制器部分，其包含可变形层34。这允许对遮蔽区域进行配置和操作而不会消极地影响图像质量。这种遮蔽允许实现图7E中的总线结构44，所述总线结构44提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质(例如，寻址与由所述寻址导致的移动)分离的能力。这种可分离的调制器结构允许选择用于调制器的机电方面和光学方面的结构设计和材料且使其彼此独立而发挥作用。此外，图7C-7E中所示的实施例具有源自反射层14的光学性质与其机械性质脱离的额外益处，所述益处由可变形层34执行。这允许用于反射层14的结构设计和材料在光学性质方面得以最优化，且用于可变形层34的结构设计和材料在期望的机械性质方面得以最优化。

大体来说，干涉式调制器比OLED装置具有更高的对湿度要求的容限。如上文讨论，即使封装半气密或气密地密封，水蒸气也可能渗透到封装中。在干燥剂安置在封装内部的某些实施例中，视干燥剂的容量而定可容许一定量的湿气渗透。然而，如果存在高于容限水平的湿气或水蒸气，或比期望更多的水渗透进入封装，那么干涉式调制器显示装置可能寿命缩短或可能不能适当工作。同样，在某些封装中，在完成封装制造之前可能没有适当去除在组装期间已产生和/或渗透的湿气。另外，封装内部的相对湿度等级(尤其是其中没有干燥剂时)应维持为小于某一等级，以便使装置为其期望目的工作或具有预期的寿命。因此，在封装制造完成之后需要检查或测量封装内湿度(相对湿度)等级，以便(例如)估计装置的寿命或确定封装是否有缺陷。

图8说明展示根据本发明实施例的封装内部湿度测试过程的概念图。图14说明用于解释根据本发明实施例的湿度测试过程的示范性流程图。参看图8-14，将更详细地描述各种实施例的湿度测试程序。

首先，取样(选择)用于湿度测试的制成的封装51(200)。如图8所示，制成的封装51包含衬底100和背板80。包含多个干涉式调制器的干涉式调制器阵列54密封在封装51内。衬底100和背板80可能是或可能不是透明的。通常提供密封件56和58来接合衬底100与背板80以形成制成的封装51。视实施例而定，密封件56和58可能为非气密、半气密或气密的密封件。

在一个实施例中，在封装结构51内提供干燥剂70以减少封装结构51内的湿气。在一个实施例中，干燥剂70定位在干涉式调制器阵列54与背板80之间。干燥剂可用于具有气密或半气密密封的封装。在一个实施例中，选择在封装51内部使用的干燥剂的量，以吸收在装置51的寿命期间渗透穿过密封件56和58的水蒸气。

在整个说明书中，取样的(或样本)封装51意即未暴露于如下文讨论的潮湿环境的封装。同样，在整个说明书中，制成的封装51意即封围多个干涉式调制器(干涉式调制器阵列)的装置。在某些实施例中，在湿度测试之前，如果需要，可进行初始测量(例如，重量、颜色、电阻、初始相对湿度等)(210)。

将取样的封装51(例如)经由湿度腔53暴露于含有用于此测试的充足的水蒸气量的环境持续某一时间段(例如，250-500小时)(220)。在一个实施例中，湿度腔53可提供比人们实际生活和使用电子装置的一般环境更严峻的湿度条件。举例来说，如果一般环境为40℃和90％RH(相对湿度)，那么可将湿度腔53设定在(例如)约70℃和80％RH或85℃ 和60％。也就是说，通过使用湿度腔53持续短时间段，可将取样的封装51模拟为好像已将其比原本的情况(例如，周围环境；将描述)更长时间地暴露于湿度。

在另一实施例中，可将样本封装51暴露于不同于湿度腔53的环境(X)，其中存在用于此测试的充足量的湿度或具有类似于湿度腔53的温度湿度等级。在另一实施例中，可将样本封装51暴露于人们实际生活和使用电子装置的周围环境(一般环境；Y)。在此环境中，暴露时间将比样本封装51暴露于更潮湿环境(例如，在湿度腔53中)时更长。在整个说明书中，术语“潮湿环境”可表示如上文识别的湿度腔与环境X和Y中的至少一者。

在某一(预定)时间段之后，从湿度腔53或其它潮湿环境中移出封装51(230)。在一个实施例中，视湿度的程度而定，暴露时间可变化。举例来说，如果将取样的封装51暴露于更潮湿的环境(例如，湿度腔53)，那么所述预定的时间段将比取样的封装51暴露于不太潮湿的环境(例如，周围环境)时相对较短。为了方便，已从潮湿环境中移出的封装将被称为暴露的封装60。在各种实施例中，可针对暴露的封装60实施湿度测试。在另一实施例中，可针对未暴露于潮湿环境的样本封装51实施湿度测试。如果在制造过程期间未从样本封装51中充分去除水蒸气，那么此测试仍将有用。然而，为了方便，将针对暴露的封装60来描述湿度测试程序。

在一个实施例中，如图8概述，基于(例如)重量测量测试(A)、干燥剂变色测试(B)、电阻测量测试(C)、指形冷冻器测量测试(D)，和C与D的组合(E)来执行湿度测试。在另一实施例中，如上文指示的测试过程中的一者或一者以上可彼此组合以提供许多湿度测试过程。在另一实施例中，可视图9C中例示的情形而定来修改如上文指示的测试过程中的一者或一者以上(“A”的修改型式)。在又一实施例中，可视图10D中例示的情形而定来修改如上文指示的测试过程中的一者或一者以上的组合(“A”与“B”的组合的修改型式)。

在各种实施例中，可通过考虑(例如)以下参数中的至少一者来对暴露的封装60内部的确定的相对湿度的程度进行估计：i)温度-湿度组合(例如，40℃和90％RH或85°C和60％RH)，ii)密封件24的厚度和宽度，iii)粘合剂可渗透性(例如，每天每KPa 12.1克-mm/m²)，iv)干燥剂容量(例如，干燥剂重量的10％)，和v)显示器大小(例如，1.1英寸对角线或4.5英寸对角线)等。

图9A和9B说明根据本发明一个实施例的湿度测试过程。在此实施例中，通过比较样本封装51与暴露的封装60的重量来确定暴露的封装60的湿度等级。在另一实施例中，可通过比较暴露的封装60的重量与多个样本(未暴露的)封装的平均重量来确定暴露的封装60内部的湿度等级。

参看图9A，使用重量测量装置(或秤)62来测量样本封装51的重量(即，在封装暴露于潮湿环境之前)。在一个实施例中，重量测量装置62包括可识别重量增益的任何种类的秤。在一个实施例中，装置62的重量标度精确到(例如)约±0.1mg。在另一实施例中，装置62的重量标度精确到(例如)约±0.05mg。在一个实施例中，重量测量装置62包含(例如)可从Mettler购得的AE163或XS105。

参看图9B，使用重量测量装置62来测量暴露的封装60的重量(即，在封装暴露于潮湿环境之后)。举例来说，如果样本封装51的重量为Y(g)且暴露的封装60的重量为Y+α(g)，那么可使用重量增益(α)来估计暴露的封装60内部的湿度等级。在一个实施例中，如果重量增益(α)大于阈值，那么可将暴露的封装60确定为有缺陷的或具有缩短的寿命。举例来说，在一个测试情境中，在85℃和60％相对湿度下持续300小时的暴露时间，可将具有约1 mg重量增益的暴露的封装确定为有缺陷的。

图9C说明根据本发明另一实施例的湿度测试过程。在此实施例中，可按照预定的时间间隔对同一个取样的封装至少测量两次。在此实施例中，通过重量测量装置62来测量取样的封装51并获得第一重量。在预定的时间段之后，测量取样的封装51并获得第二重量。如上文讨论，所述预定的时间段视湿度等级要求而定而变化。对测得的第一和第二重量进行比较。基于重量比较来确定封装内部的相对湿度值或相对湿度的程度。在一个实施例中，对取样的封装51的重量测量两次以上。

图10A-10C说明根据本发明另一实施例的湿度测试过程。在此实施例中，通过暴露的封装60的干燥剂70的变色来确定暴露的封装60的湿度等级。通常，当干燥剂吸收湿气时其改变其颜色。同样，通常，干燥剂的颜色可根据所述干燥剂已吸收的湿气的量而变化。在一个实施例中，某一干燥剂的原始颜色为(例如)蓝色。在此实施例中，(例如)约25℃和15％RH时，干燥剂70在其吸收其周围的湿气时，可开始使其颜色从蓝色改变为(例如)红色。另外，约25℃和40％RH时，当干燥剂70吸收多于一定量的湿气时，干燥剂的颜色可能从其原始颜色完全转变成某种颜色(例如，红色)。

在一个实施例中，背板80由透明材料制成，使得可从整个透明背板80看见干燥剂70的变色。在此实施例中，不需要单独的窗口来观看干燥剂的颜色或变色。在另一实施例中，背板80既不是透明的也不是半透明的。在此实施例中，背板80包含如图10A所示的透明窗口72，使得可经由窗口72从封装60外部看见干燥剂70的变色。在另一实施例中，窗口74的大小可如图10B所示而变化。在又一实施例中，背板80包含多个如图10C所示的透明窗口76和78。

在一个实施例中，在将样本封装51暴露于潮湿环境之前，可手动或自动确定干燥剂70的颜色。在此实施例中，可将暴露的封装60的干燥剂颜色与样本封装51的干燥剂颜色进行比较以确定变色的程度。在检查暴露的封装60的干燥剂70的颜色和/或比较取样的封装51与暴露的封装60之间的干燥剂变色之后，可使用检测到的颜色和/或变色的程度来估计暴露的封装60内部的相对湿度等级。在一个实施例中，所述估计包括计算封装的寿命和确定样本封装51是否有缺陷。

图10D说明根据本发明另一实施例的湿度测试过程。在此实施例中，干燥剂70即使吸收水蒸气也不会改变其颜色。此实施例是破坏性湿度测试方法之一。首先，通过重量测量装置62来测量暴露的封装60或取样的封装51(下文中为暴露的封装60)。其次，在暴露的封装60的外部部分上(例如，在密封件58上)界定开口64，以便将水蒸气提供到封装60中。在另一实施例中，可在另一部分上(例如，在衬底100、背板80或密封件56上)界定开口64。在一个实施例中，可借助于(例如)泵(未图示)将水蒸气注入封装60以加速处理。在另一实施例中，允许不使用任何装置而使水蒸气渗透到封装60中。接着，再次通过重量测量装置62来测量暴露的封装60。

如果干燥剂70适当地起作用，那么其在短时间段期间将吸收大量的渗透的水蒸气，且第二重量将远大于第一重量。在此情形下，可确定在界定孔64之前封装60内的相对湿度值或相对湿度的程度是可接受的。

如果干燥剂不适当地工作，那么其将不再吸收渗透的水蒸气，且第二重量将大体上与第一重量相同。在此情形下，可确定在界定孔64之前封装60内的相对湿度值或相对湿度的程度相当高且是不可接受的。

图11A和11B说明根据本发明另一实施例的湿度测试过程。在此实施例中，借助于电阻湿度传感器82来测量暴露的封装60内部的相对湿度。在一个实施例中，传感器82连接到封装60的引线86。引线86可连接到干涉式调制器阵列54的电极或干涉式调制器阵列54的一部分，或封装60的任何内部部分(例如，在背板80或衬底100上)，其中可在所述部分周围测量电抗或电阻。在一个实施例中，引线86是封装60的现有的引线。在另一实施例中，引线86是在干涉式调制器制造过程期间形成的用于此湿度测试的图案化引线。在此实施例中，所述图案化引线可位于干涉式调制器的未使用的部分(例如，角区域)中。可在湿度测试完成之后去除或维持图案化引线。在又一实施例中，引线86是单独的引线，可经由为此目的而界定的孔将所述引线86插入封装60内部。

通常，材料的电阻与材料周围的相对湿度具有如图11B所示的指数关系。在一个实施例中，传感器82可通过基于电阻与相对湿度之间的已知关系(例如，如图11B所示)将测得的电阻值转换成相应的相对湿度值来提供相对湿度值。

图12A-12C说明根据本发明又一实施例的湿度测试过程。在此实施例中，借助于指形冷冻器装置92来确定暴露的封装60的湿度等级。通常，指形冷冻器装置92具有安置有冷却材料(冰、干冰等)的中空部分。在一个实施例中，将指形冷冻器装置92设定在例如-20℃、-40℃或-60℃的温度。或者，可视实施例而定，使用低于或高于例示温度或在例示温度之间的其它温度。在一个实施例中，指形冷冻器装置92由导热材料(例如，金属)形成。在一个实施例中，可将例如酒精的某种液体材料施加于指形冷冻器装置92的接触区域，以提供较好的接触和热传导。

在一个实施例中，指形冷冻器装置92经配置以接触如图12A所示的背板80的特定区域。在另一实施例中，指形冷冻器装置92经配置以接触衬底100或密封件56、58的特定区域。在又一实施例中，指形冷冻器装置92经配置以接触每一密封件56、58和衬底100的边界区域。在此实施例中，可经由透明衬底100看见封装60内部形成的霜(将在下文中描述)。

在一个实施例中，将指形冷冻器装置92设定在较低温度(例如，-60℃)并与(例如)如图12A所示的区域96接触。接着确定在对应于接触区域96的内部区域94中是否已形成霜。在一个实施例中，可经由在背板80的接触区域96周围形成的透明窗口(图12A中未图示)在视觉上确定是否已形成霜。在另一实施例中，如上文讨论，如果指形冷冻器装置92与衬底100或密封件56、58和衬底100的边界区域接触，那么测试者可经由透明衬底100的一部分确定内部区域94中是否已形成霜。在又一实施例中，如关于图11所讨论和图13所示，电阻湿度传感器82可用于确定内部区域94中是否已形成霜。图13的实施例对于当背板80既不是透明的也不包含透明部分时确定封装60内的湿度尤其有用。

如关于图11A和12A所讨论，传感器82可连接到与封装60的任一内部部分(例如，背板80或衬底100等)连接的引线，其中可在所述部分周围测量电抗或电阻。在此实施例中，指形冷冻器装置92接触对应于所述内部部分的外部区域96(例如，背板80或衬底100)。此实施例对于当背板80与衬底100中的至少一者不是透明的或不包含透明部分时确定封装60内的湿度尤其有利。在一个实施例中，如果用设定在(例如)-60℃的温度的指形冷冻器装置92来确定内部区域94中未形成霜，指示表面封装60的内部对于干涉式调制器装置的期望操作来说足够干燥(即，具有足够较低的湿度)，那么通常不需要进行更多的湿度测试。在另一实施例中，如果用设定在(例如)-60℃的温度的指形冷冻器装置92来确定内部区域94中已形成霜，那么可使用较高温度(例如，-40℃)继续进行湿度测试。在此实施例中，如果确定内部区域94中已形成霜，那么根据实施例可进行较高温度(例如，-30℃)的另一测试，或者不进行进一步湿度测试。此测试过程可使用不同的温度值而重复如所期望那样多的次数。

在另一实施例中，指形冷冻器装置92接触衬底100，如图12B所示。在此实施例中，霜形成于封装60内的区域94中。在此实施例中，优选的是背板80为透明的或包含至少一透明部分，使得可经由透明背板80看见形成的霜。

在另一实施例中，指形冷冻器装置92接触背板80，如图12C所示。在此实施例中，霜形成于封装60内的区域94中。在此实施例中，优选的是衬底100为透明的或包含至少一透明部分，使得可经由透明衬底100看见形成的霜。

尽管以上具体实施方式已展示、描述并指出应用于各种实施例的本发明的新颖特征，但将了解，在不脱离本发明精神的情况下，所属领域的技术人员可对所说明的装置或过程进行形式和细节上的各种省略、替换和改动。将认识到，本发明可体现为并不提供本文陈述的特征和益处中的所有特征和益处的形式，因为某些特征可与其它特征分离而使用或实践。

Claims (18)

1.一种测试湿度的方法，其包括：

提供一装置，其封围i)多个干涉式调制器，和ii)干燥剂，其中所述干燥剂经配置以基于其中吸收的水蒸气的量而改变其颜色；

确定所述干燥剂的变色的程度；和

至少部分基于所述确定的变色的程度来确定所述装置内的相对湿度值或所述相对湿度的程度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述装置包括包含至少一透明部分的背板，其中经由所述背板的透明部分实施对于所述变色的程度的确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述装置包括透明背板，且其中经由所述透明背板实施对于所述变色的程度的确定。

4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述干燥剂的变色的程度包括：

将所述装置暴露于潮湿环境；

确定在将所述装置暴露于潮湿环境之前所述干燥剂的第一颜色；

确定在将所述装置暴露于所述潮湿环境之后所述干燥剂的第二颜色；

比较所述第一与第二颜色；和

基于所述颜色比较来确定所述干燥剂的变色的程度。

5.一种制造微机电系统(MEMS)装置的方法，所述方法包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成多个干涉式调制器；

提供干燥剂，所述干燥剂经配置以基于其中吸收的水蒸气的量而改变其颜色；

提供背板；和

接合所述衬底与所述背板，以便形成封围所述多个干涉式调制器和所述干燥剂的装置，

其中所述背板包含至少一个透明部分，通过所述至少一个透明部分可从所述装置外部观看到所述干燥剂的变色。

6.根据权利要求5所述的方法，其中考虑以下参数中的至少一者来确定所述装置内的所述相对湿度值或所述相对湿度的程度：i)温度-湿度组合，ii)密封件的厚度和宽度，iii)粘合剂渗透性，iv)干燥剂容量，和v)装置大小。

7.一种通过根据权利要求5所述的方法制造的微机电系统(MEMS)装置。

8.一种微机电系统(MEMS)装置，其包括：

衬底；

形成于所述衬底上的多个干涉式调制器；

干燥剂，其经配置以基于其中吸收的水蒸气的量而改变其颜色；和

背板；

其中所述衬底与背板彼此接合，以便形成封围所述多个干涉式调制器和所述干燥剂的装置，

其中所述背板包含至少一个透明部分，通过所述至少一个透明部分可从所述装置外部观看到所述干燥剂的变色。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述背板由透明材料形成。

10.根据权利要求8所述的装置，其进一步包括：

处理器，其与所述多个干涉式调制器电连通，所述处理器经配置以处理图像数据；

和

存储器装置，其与所述处理器电连通。

11.根据权利要求10所述的装置，其进一步包括驱动器电路，所述驱动器电路经配置以将至少一个信号发送到所述多个干涉式调制器。

12.根据权利要求11所述的装置，其进一步包括控制器，所述控制器经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

13.根据权利要求10所述的装置，其进一步包括图像源模块，所述图像源模块经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述图像源模块包括接收器、收发器和发射器中的至少一者。

15.根据权利要求10所述的装置，其进一步包括输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。

16.一种用于测试湿度的系统，其包括：

用于提供封围i)多个干涉式调制器和ii)干燥剂的装置的构件，其中所述干燥剂

经配置以基于其中吸收的水蒸气的量而改变其颜色；

用于确定所述干燥剂的变色的程度的构件；和

用于至少部分基于所述确定的变色的程度来确定所述装置内的相对湿度值或所述相对湿度的程度的构件。

17.一种测试湿度的方法，其包括：

确定封围多个干涉式调制器的装置的性质；和

至少部分基于所述确定的性质来确定所述装置内的相对湿度值或所述相对湿度的程度，其中所述装置的性质包含封围在所述装置中的干燥剂的变色。

18.一种用于测试湿度的系统，其包括：

用于确定封围多个干涉式调制器的装置的性质的构件；和

用于至少部分基于所述确定的性质来确定所述装置内的相对湿度值或所述相对湿度的程度的构件，其中所述装置的性质包含封围在所述装置中的干燥剂的变色。

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