JP2013117726A - ディスプレイデバイス内の間隙にスペーサーを用いることによってディスプレイアレイのミクロ組織を保護するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】デバイス内(例えば、微小電気機械デバイス内)及び/又は、インターフェロメトリックモジュレータ内の機械的構成要素を、損傷を受けにくい構造としたディスプレイデバイスを提供する。
【解決手段】電子デバイスに関する実装システムは、電子デバイスがバックプレート750と接触することに起因する電子デバイスの損傷を防止するかまたは低減させる1つ以上のスペーサー730を含む。また、スペーサーを具備する実装された電子デバイスは、スペーサーを具備せずに製造された同等の電子デバイスよりも薄い。
【選択図】図7a
【解決手段】電子デバイスに関する実装システムは、電子デバイスがバックプレート750と接触することに起因する電子デバイスの損傷を防止するかまたは低減させる1つ以上のスペーサー730を含む。また、スペーサーを具備する実装された電子デバイスは、スペーサーを具備せずに製造された同等の電子デバイスよりも薄い。
【選択図】図7a
Description
本発明は、一般的には、電子デバイスに関するものである。本発明は、より具体的には、微小電気機械デバイスを物理的損傷から保護するための実装システムおよび方法に関するものである。
微小電気機械システム(MEMS)は、微小機械要素、アクチュエータ、及び電子機器を含む。微小機械要素は、基板及び/又は蒸着させた材料層の一部をエッチングによって除去するか又は材料層を追加することによって電気デバイス及び電気機械デバイスを形成する、蒸着、エッチング、及び/又はその他のマイクロ加工プロセスを用いて製作することができる。MEMSデバイスの1つの型はインターフェロメトリックモジュレータ(interferometric modulator)と呼ばれている。インターフェロメトリックモジュレータは、一対の伝導性プレートを具備しており、これらのプレートの1方又は両方は、全体又は一部が透明及び/又は反射性であり、適切な電気信号を加えると相対運動をすることができる。1方のプレートは、基板上に蒸着された静止層を具備しており、他方のプレートは、エアギャップによって該静止層から分離された金属膜を具備している。これらのデバイスは非常に広範な用途を有しており、当業においては、既存製品を改良する際に及びまだ開発されていない新製品を製造する際にこれらの型のデバイスの特長を活用できるようにするためにこれらの型のデバイスの特性を利用及び/又は変更することが有益になる。
本発明の1つの実施形態は、基板上に形成されたインターフェロメトリックモジュレータアレイを具備するディスプレイデバイスである。この実施形態は、バックプレート及び該基板と該バックプレートとの間に配置されたシールを具備し、該基板及びバックプレートは、該インターフェロメトリックモジュレータアレイを実装するためにいっしょに密封する。該アレイと該バックプレートとの間には1つ以上のスペーサーが配置され、該1つ以上のスペーサーは、該バックプレートが該アレイに接触するのを防止する。
本発明のもう1つの実施形態は、ディスプレイデバイスを製造するための方法である。この実施形態は、インターフェロメトリックモジュレータアレイを基板上において提供すること及び1つ以上のスペーサーを該基板上に配置することを具備する。さらに、該方法は、ディスプレイデバイスを形成させるためにバックプレートを該基板上に密封することも提供し、該1つ以上のスペーサーは、該バックプレートが該アレイに接触するのを防止する。
本発明のさらにもう1つの実施形態は、インターフェロメトリックモジュレータアレイを基板上において提供しさらに1つ以上のスペーサーを該基板上に配置する方法によって製造されたディスプレイデバイスである。該ディスプレイデバイスを製造する方法は、ディスプレイデバイスを形成させるためにバックプレートを該基板上に密封することも含み、該1つ以上のスペーサーは、該バックプレートが該アレイに接触するのを防止する。
本発明のもう1つの実施形態は、ディスプレイデバイスである。この実施形態においては、該ディスプレイデバイスは、光が自己の内部を透過するようにするための透過性手段と、該透過性手段内を透過された光を変調するための変調手段と、を含む。該ディスプレイデバイスは、該変調手段を被覆するための被覆手段と、パッケージを形成させるために該透過性手段と該被覆手段との間に配置された密封手段と、をさらに具備する。さらに、該ディスプレイデバイスは、該変調手段及び該被覆手段がディスプレイデバイス内において互いに接触するのを防止するための間隔保持手段も含む。
本発明の上記の側面及びその他の側面は、以下の説明及び添付図面(一定の拡大率に従ったものではない)によって簡単に明確になるであろう。但し、これらの説明及び図面は、例示することを目的とするものであって本発明を限定するものではない。
電子デバイスは、物理的な攻撃(例えば、落下、ねじれ、衝撃、圧力、等)による損傷を受けやすい。いくつかのデバイスは、その他のデバイスよりも損傷を受けやすい。例えば、可動部分を有するデバイスは、該可動部分のうちの1つ以上の部分の変位または破損による影響を受けやすい。いくつかの微小電気機械システム(MEMS)デバイスは、構成要素が微小な寸法を有しているために物理的攻撃の影響を特に受けやすい。従って、該デバイスは、一般的には、該デバイスを損傷させる可能性がある望ましくない接触を低減または防止するためにパッケージに実装されている。
いくつかの事例においては、該パッケージ自体が外力によってゆがみまたは変形され、該ゆがみまたは変形が該パッケージの構成要素を接触させ、さらに、いくつかの事例においては、該パッケージに実装されているデバイスの動作を損ねるかまたは低下させる。従って、本出願明細書において開示されている実装システムは、実装されたデバイス内の構成要素が接触して該電子デバイスを損傷させるのを防止又は減少させるように構成されたスペーサーを含む、電子デバイス(MEMSデバイスを含む)用実装システムである。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、インターフェロメトリックモジュレータアレイと該インターフェロメトリックモジュレータアレイに関する実装システムのバックプレートとの間における接触に起因する損傷を防止又は減少させるように構成されている。従って、以下において説明されているように、スペーサーは、該バックプレートを該インターフェロメトリックモジュレータアレイのほうにより近づけて配置することを可能にするため、いくつかの実施形態においては、これらの1つ以上のスペーサーを具備するパッケージディスプレイは、スペーサーを具備しないで製作された同等のパッケージディスプレイよりも薄型である。
本出願明細書において開示されているインターフェロメトリックモジュレータMEMSデバイスは、ディスプレイデバイスを製作する上で有用である。いくつかの実施形態においては、該ディスプレイは、基板上において形成させてそれによって長さ及び/又は幅と比較して相対的に薄いデバイスを作り出しているインターフェロメトリックモジュレータアレイを具備する。該構造のいくつかの実施形態は、該デバイスの表面に対して直角な成分を有する力によるそり又は変形が生じやすい。該構造のいくつかの実施形態は、ねじれを受けたときに変形しやすい。当業者は、その他のすべての条件が同じであると仮定した場合には、該そり又は変形は、デバイスの長さ及び/又は幅が大きくなるに従って増大するということを理解することになる。
上記のようなそり及び/又は変形を誘発させる力は、携帯式電子デバイスにおいては異例なことではない。これらの力は、タッチ画面に関する用途において(例えば、スタイラスを用いて触れる場合に)発生する。さらに、例えばユーザーがコンピュータのディスプレイ上において画像を指し示すときに該ディスプレイの表面に触れるか又は該表面を押すことは共通の行為である。さらに加えて、例えばユーザーのポケット又は財布の中に携帯電話が入っているときに偶然にディスプレイに触れることもある。
以下の詳細な説明は、本発明のいくつかの具体的な実施形態を対象にしたものである。しかしながら、本発明は、数多くの異なった形で具体化することが可能である。本説明では図面を参照しており、同一のものについては図面全体に渡って同一の参照数字を付してある。以下の説明によって明確になるように、本発明は、動画(映像、等)又は静止画(静止画像、等)のいずれであるかにかかわらず、さらに、テキスト又は絵のいずれであるかにかかわらず、画像を表示するように構成されているあらゆる装置において実装することができる。さらに具体的には、本発明は、様々な電子機器、例えば、携帯電話、無線装置、パーソナルデータアシスタント(PDA)、携帯式コンピュータ、ポータブルコンピュータ、GPS受信装置/ナビゲーター、カメラ、MP3プレーヤー、カムコーダー、ゲームコンソール、腕時計、柱時計、計算器、テレビモニター、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニター、自動車の表示盤(オドメーターの表示盤、等)、コックピットの制御盤及び/又は表示盤、カメラのディスプレイ(車両内のリアビューカメラのディスプレイ、等)、電子写真、電子広告掲示板又は看板、プロジェクター、建築構造物、梱包、美的構造物(宝石上におけるイメージの表示、等)(但し、これらの電子機器に限定するものではない)の内部に又はこれらの電子機器と関連させて実装できるようにすることが企図されている。さらに、本出願明細書において説明されているMEMSデバイスと同様の構造を有するMEMSデバイスは、電子式開閉装置等の表示以外の用途においても使用することができる。
干渉型MEMS表示素子を具備する1つのインターフェロメトリックモジュレータディスプレイ実施形態が図1に例示されている。これらのデバイスにおいて、画素は、明るい状態又は暗い状態のいずれかである。明るい(「オン」又は「開いた」)状態においては、該表示素子は、入射可視光の大部分をユーザーに対して反射させる。暗い(「オフ」又は「閉じた」)状態においては、該表示素子は、ユーザーに対して入射可視光をほとんど反射させない。該「オン」状態及び「オフ状態」の光反射特性は反転させることができ、実施形態に依存する。MEMS画素は、白黒に加えてカラーディスプレイを考慮して、主に選択された色において反射するように構成させることができる。
図1は、ビジュアルディスプレイの一連の画素内の2個の隣接する画素を描いた等大図であり、各画素は、MEMSインターフェロメトリックモジュレータを具備している。いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータディスプレイは、これらのインターフェロメトリックモジュレータのロー/コラムアレイ(横列/縦列)を具備している。各インターフェロメトリックモジュレータは、一対の反射層を含んでいる。これらの一対の反射層は、可変でかつ制御可能な距離に互いに配置されており、少なくとも1つの可変寸法を有する共鳴光学空洞を形成している。1つの実施形態においては、該反射層のうちの1つは、2つの位置の間を移動させることができる。第1の位置(本出願明細書では解放状態と呼ばれている)においては、該移動可能な反射層は、固定された部分的反射層から相対的に遠く離れた距離に配置されている。第2の位置においては、該移動可能な層は、該部分的反射層のほうにより近づけて配置されている。これらの2つの層から反射された入射光は、該移動可能な反射層の位置に依存して建設的に又は破壊的に干渉し、各画素に関して全体的な反射状態又は非反射状態を作り出す。
図1において、画素アレイのうちの描かれた部分は、2つの隣接するインターフェロメトリックモジュレータ12a及び12bを含む。左側のインターフェロメトリックモジュレータ12aにおいては、移動可能で反射能力が高い反射層14aが、固定された部分的反射層16aから予め決められた距離にある位置において解放状態になっている。右側のインターフェロメトリックモジュレータ12bにおいては、移動可能で反射能力が高い反射層14bが、固定された部分的反射層16bに隣接した作動位置にある。
固定層16a及び16bは、電導性で、部分的に透明でさらに部分的反射性であり、例えば、各々がクロム及びインジウム−スズ酸化物から成る1つ以上の層を透明な基板20上に蒸着することによって製作される。後述するように、これらの層は、平行なストリップから成るパターンが付けられており、ディスプレイデバイス内においてロー電極を形成している。移動可能層14a及び14bは、柱18の頂部に蒸着した(ロー電極16a及び16bと直交の)蒸着金属層の一連の平行ストリップとして及び柱18間に蒸着した介在犠牲材料として形成することができる。該犠牲材料をエッチングによって取り除くと、変形可能な金属層が定められたエアギャップ19よって固定金属層から分離される。変形可能な層には伝導性が高い反射性材料(アルミニウム、等)を用いることができ、これらのストリップは、ディスプレイデバイス内においてコラム電極を形成する。
図1において画素12aによって例示されているように、電圧が印加されていない状態では、空洞19は層14aと16aの間にとどまっており、変形可能層は、機械的に解放された状態になっている。しかしながら、選択したロー及びコラムに電位差を印加すると、対応する画素におけるロー電極及びコラム電極の交差部において形成されているコンデンサが荷電され、静電力がこれらの電極を引き寄せる。図1内の右側の画素12bによって例示されているように、電圧が十分に高い場合は、移動可能層が変形されて固定層に押しつけられる(本図に示されていない誘電材料を固定層に蒸着することによって短絡を防止すること及び分離距離を制御することができる)。この挙動は、印加した電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射性対非反射性画素の状態を制御することができるロー/コラム作動は、従来のLCD及びその他の表示技術において用いられている作動と多くの点で類似している。
図2乃至5bは、表示用途においてインターフェロメトリックモジュレータアレイを用いるための1つの典型的なプロセス及びシステムを例示した図である。図2は、本発明の諸側面を組み入れることができる電子デバイスの1つの実施形態を例示したシステムブロック図である。この典型的実施形態においては、該電子デバイスはプロセッサ21を含んでおり、該プロセッサ21は、あらゆる汎用の単チップ又は多チップのマイクロプロセッサ(例えば、ARM、Pentium(登録商標)、PentiumII(登録商標)、PentiumIII(登録商標)、PentiumIV(登録商標)、Pentium Pro(登録商標)、8051、MIPS(登録商標)、PowerPC(登録商標)、ALPHA(登録商標)、等)、又は、あらゆる専用マイクロプロセッサ(例えば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルゲートアレイ、等)にすることができる。当業においては従来の方法であるが、プロセッサ21は、1つ以上のソフトウェアモジュールを実行するように構成することができる。プロセッサ21は、オペレーティングシステムを実行することに加えて、1つ以上のソフトウェアアプリケーション(例えば、ウェブブラウザー、電話に関するアプリケーション、電子メールプログラム、又はその他のあらゆるソフトウェアアプリケーション)を実行するように構成することができる。
1つの実施形態においては、プロセッサ21はアレイコントローラ22と通信するようにも構成されている。1つの実施形態においては、アレイコントローラ22は、画素アレイ30に信号を提供するロードライバ回路24及びコラムドライバ回路26を含む。図1において例示されている該アレイの横断面は、図2では線1−1によって示されている。MEMSインターフェロメトリックモジュレータにおいては、ロー/コラム作動プロトコルは、図3において例示されているこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用することができる。例えば、移動可能層を解放状態から作動状態に変形させるためには10Vの電位差が必要である。しかしながら、同値から電圧を減じたときには、移動可能層は、電圧が低下して再び10Vよりも低くなる間にその状態を維持する。図3において例示されている典型的実施形態においては、移動可能層は、電圧が2Vよりも低くなるまで完全には解放されない。このため、図3において示されている例においては、約3乃至7Vの電圧範囲が存在しており、デバイスが解放された状態又は作動された状態において安定している印加電圧の窓が存在している。本出願明細書では、この窓を「ヒステリシスウインドー」又は「安定ウインドー」と呼んでいる。図3において例示されているヒステリシス特性を有するディスプレイアレイの場合は、ローストローブ中に、ストローブされたロー内の作動対象画素が約10Vの電圧差にさらされ、さらに、解放対象画素が約ゼロVの電圧差にさらされることになるように、ロー/コラム作動プロトコルを設計することができる。ストローブ後は、画素は、約5Vの定常状態電圧差にさらされ、このため、ローストローブによって置かれたあらゆる状態にとどまる。本例においては、各画素は、書かれた後には、3乃至7Vの「安定ウインドー」内において電位差にさらされる。この特長は、図1において例示されている画素設計を、作動状態又は先在する解放状態のいずれであるかにかかわらず同じ印加電圧状態の下で安定させることになる。インターフェロメトリックモジュレータの各画素は、作動状態又は解放状態のいずれであるかにかかわらず、本質的には、固定反射層及び移動可能反射層によって形成されたコンデンサであるため、この安定状態は、電力散逸がほとんどゼロの状態でヒステリシスウインドー内のある1つの電圧において保持することができる。本質的に、印加電位が固定されている場合は、画素内には電流は流れ込まない。
典型的な用途においては、第1のロー内の希望する作動画素の組に従ってコラム電極の組を選択することによって表示フレームを製造する。次に、ローパルスをロー1電極に加え、選択されたコラムラインに対応する画素を作動させる。次に、選択されたコラム電極の組を変更し、第2ロー内の希望される作動画素の組に対応させる。次に、ロー2電極にパルスを加え、選択されたコラム電極に従ってロー2内の該当画素を作動させる。この際、ロー1の画素は、ロー2のパルスによる影響を受けず、ロー1のパルス中に設定された状態にとどまる。このプロセスが一連のロー全体に関して逐次的に繰り返されることによって表示フレームが製造される。一般的には、これらの表示フレームは、希望する何らかの1秒当たりのフレーム数の時点において、該プロセスを連続的に繰り返すことによってリフレッシュされるか及び/又は新しい表示データによって更新される。画素アレイのロー電極及びコラム電極を駆動して表示フレームを生産するためのプロトコルは非常に様々であることがよく知られており、これらのプロトコルを本発明ととともに使用することができる。
図4、5a及び5bは、図2に示されている3x3アレイ上において表示フレームを製作するために用いることが可能な1つの作動プロトコルを例示した図である。図4は、図3のヒステリシス曲線を示している画素に関して使用することができる一組のコラム/ロー電圧レベルを示した図である。図4の実施形態において、画素を作動させることは、該当するコラムを−Vbiasに設定すること及び該当するローを+ΔVに設定することが関わっており、これらの電圧は、−5V及び+5Vにそれぞれ該当する。画素の解放は、該当するコラムを+Vbiasに設定してさらに該当するローを同じ+ΔVに設定し、該画素においてゼロボルトの電位差を作り出すことによって達成させる。ロー電圧がゼロボルトに保持されているローにおいては、画素は、コラムが+Vbias又は−Vbiasのいずれであるかにかかわらず、最初に置かれていた状態において安定している。
図5bは、図2の3x3アレイに加えられた一連のロー信号及びコラム信号を示したタイミング図であり、結果的には、図5aに例示されている表示配置になる(同図における作動画素は非反射性である)。図5aに例示されているフレームを書く前においては、画素はあらゆる状態になることが可能であり、本例では、すべてのローが0ボルト、すべてのコラムが+5Vである。これらの電圧を印加した状態では、すべての画素は、印加以前における作動状態又は解放状態で安定している。
図5aのフレームにおいては、画素(1、1)、(1、2)、(2、2)、(3、2)及び(3、3)を作動させる。該作動させるためには、ロー1に関する「ラインタイム」中に、コラム1及び2を−5Vに設定し、コラム3を+5Vに設定する。この場合、すべての画素が3V乃至7Vの安定ウインドー内にとどまっているためいずれの画素の状態も変化しない。次に、パルスを用いてロー1をストローブし、0から最高5Vまで上昇させて0に戻る。この動作は、画素(1、1)及び(1、2)を作動させ、画素(1、3)を解放する。画素アレイ内のその他の画素は影響を受けない。ロー2を希望どおりに設定するためには、コラム2を−5Vに設定し、コラム1及び3を+5Vに設定する。これで、ロー2に加えられた同じストローブが、画素(2、2)を作動させ、画素(2,1)及び(2、3)を解放する。この場合も、画素アレイ内のその他の画素は影響を受けない。同様に、コラム2及び3を−5Vに設定し、コラム1を+5Vに設定することによってロー3を設定する。ロー3のストローブは、ロー3の画素を図5aに示したように設定する。表示フレームを書いた後は、ロー電位はゼロであり、コラム電位は、+5V又は−5Vのいずれかにとどまることができ、従って、図5aに示した配置において表示が安定する。この手順は、何十ものローとコラムのアレイさらには何百ものローとコラムのアレイに関しても採用できるという点が高く評価されることになる。さらに、ロー及びコラムの作動を実施するために用いるタイミング、順序、及び電圧レベルは、上述した一般原理内において大きく変化させることが可能である点、及び、上例は典型的な例であるにすぎず、あらゆる作動電圧方法を本発明とともに用いることができる点も高く評価されることになる。
上記の原理に従って動作するインターフェロメトリックモジュレータの構造の詳細は、大きく変わることができる。例えば、図6a乃至図6cは、移動可能鏡構造物の3つの異なった実施形態を例示した図である。図6aは、図1の実施形態の横断面であり、細長い帯状の金属材料14が直交支持物18上に蒸着されている。図6bにおいては、移動可能反射材料14は、支持物の角のみに(テザー32上に)取り付けられている。図6cにおいて、移動可能反射材料14は、変形可能層34から吊り下げられている。この実施形態においては、反射材料14に関して用いられる構造設計及び材料を光学的性質に関して最適化することができ、さらに、変形可能層34に関して用いられる構造設計及び材料を希望する機械的性質に関して最適化することができるため、いくつかの便益を有している。様々な出版物(例えば、U.S.公開2004/0051929、等)において様々な型の干渉デバイスの生産に関する説明が行われている。さらに、材料蒸着、パターン形成、及びエッチングの一連の手順が関わる上記の構造物は、非常に様々なよく知られた技術を用いて生産することができる。
図7a及び図7bは、基板710、インターフェロメトリックモジュレータ722のアレイ720、1つ以上のスペーサー730、シール740、及びバックプレート750を具備する実装された電子デバイス700の実施形態の分解図及び横断面図である。図7bにおいて最も良くわかることであるが、デバイス700は、第1の側面702及び第2の側面704を具備する。基板710は、第1の表面712及び第2の表面714を具備する。該基板の第2の表面714上には、インターフェロメトリックモジュレータアレイ720が形成されている。該例示されている実施形態においては、バックプレート750は、シール740によって基板710に固定されている。アレイ720とバックプレート750の間には、1つ以上のスペーサー730が蒸着されている。さらに、図7aには、本出願明細書における説明の中で引用されるx軸、y軸、及びz軸が例示されており、図7bには、本出願明細書における説明の中で引用されるy軸、及びz軸が例示されている。
基板710及びインターフェロメトリックモジュレータ722については、上記においてさらに詳細に説明されている。概説すると、基板710は、インターフェロメトリックモジュレータ722を形成させることが可能なあらゆる基板である。いくつかの実施形態においては、デバイス700は、第1の側面702から見ることができる画像を表示し、従って、基板710は、実質的に透明及び/又は半透明である。例えば、いくつかの実施形態においては、該基板は、ガラス、シリカ、及び/又はアルミナである。その他の実施形態においては、基板710は、例えば第2の側面704から見ることができる画像を表示するデバイス700内、又は見ることができる画像を表示しないデバイス700内においては、実質的に透明及び/又は半透明ではない。いくつかの実施形態においては、基板710の第1の表面712は、1つ以上のさらなる構造物(例えば、1つ以上の構造用膜、保護膜、及び/又は光学膜)をさらに具備する。
インターフェロメトリックモジュレータ722は、あらゆる型のインターフェロメトリックモジュレータである。いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータ722は、基板710から離れておりさらにバックプレート750に隣接する機械層724を具備する。以下においてさらに詳細に説明されているように、いくつかの実施形態においては、機械層724は、物理的損傷を受けやすい。
例示されている実施形態においては、シール740は、バックプレート750を基板710に固定している。本出願明細書においては、シール740に言及するために「周囲支持物」という表現も用いられている。図7bにおいて例示されている実施形態においては、シール740は、バックプレート750と基板710との間の予め決められた間隔を維持する働きもする。図7cにおいて例示されている実施形態においては、シール740'は、間隔を維持する機能を有していない。いくつかの実施形態においては、該シールは、揮発性化合物(例えば、炭化水素、酸、アミン、等)を生成せずさらに放出しない。いくつかの実施形態においては、該シールは、液体の水及び/又は水蒸気を部分的に又は実質的に浸透させない。いくつかの実施形態においては、該シールは、空気及び/又はその他の気体を部分的に又は実質的に浸透させない。いくつかの実施形態においては、該シールは、剛性である。その他の実施形態においては、該シールは、弾性又はエラストマー性である。その他の実施形態においては、該シールは、剛性と弾性の両方の構成要素又は剛性とエラストマー性の両方の構成要素を具備する。いくつの実施形態においては、該シールは、基板及び/又はバックプレートと適合する1つ以上の接着剤を具備する。該1つの接着剤又は該複数の接着剤は、当業において知られている適切な型の接着剤である。いくつかの実施形態においては、該接着剤のうちの1つ以上は、感圧型である。いくつかの実施形態においては、該接着剤のうちの1つ以上は、熱硬化型である。いくつかの実施形態においては、該接着剤のうちの1つ以上は、UV硬化型である。いくつかの実施形態においては、該シールは、基板及び/又はバックプレートに熱接合される。いくつかの実施形態においては、該シールは、基板及び/又はバックプレートに機械的に固定される。いくつかの実施形態は、該シールを基板及び/又はバックプレートに固定するための複数の方法の組合せを使用する。いくつかの実施形態は、例えば、基板が例えば熱溶接によって直接バックプレートに固定される場合はシールを具備しない。
該シールは、あらゆる適切な材料(例えば、金属、鋼、ステンレス鋼、黄銅、チタン、マグネシウム、アルミニウム、銅、スズ、鉛、亜鉛、はんだ、ポリマー樹脂、エポキシ、ポリアミド、ポリアルケン、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリアクリラート、シアノアクリラート、アクリルエポキシ、シリコーン、ゴム、ポリイソブチレン、ネオプレン、ポリイソプレン、スチレンブタジン、パリレン、UV硬化型接着剤、セラミック、ガラス、シリカ、アルミナ、及び混合物、共重合体、合金、及び/又はその複合物、等)を具備する。いくつかの実施形態においては、該シールは、補強材(例えば、ファイバー)、メッシュ、及び/又は繊維(例えば、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維、ホウ素繊維、炭素ナノチューブ、等)をさらに具備する。いくつかの実施形態においては、選択されたシール材は、部分的に又は実質的に不透水性である。従って、いくつかの実施形態においては、該シールは、半密封性又は密封性のシールである。いくつかの実施形態においては、該シールは、厚さが約50μm未満(例えば、約10μm乃至約30μm)である。いくつかの実施形態においては、該シールは、幅が約0.5mm乃至約5mm(例えば、約1mm乃至約2mm)である。
以下では、同じく図7a及び図7bを参照しつつ、UV硬化型エポキシを用いて例示されたシール740を製造するための方法の実施形態について説明されている。該エポキシは、当業において知られている手段(例えば、プリント、等)を用いてバックプレート750及び/又は基板710に塗布される。エポキシの型及び量は、幅、厚さ、及び透水性に関して希望される性質を有するシール740を提供することができる型及び量が予め選択される。バックプレート750及び基板710は、ひとつに結合され、適切なUV線源を用いて照射によってエポキシが硬化される。典型的なエポキシは、約6000mJ/cm2のUV線を用いて硬化される。さらに、いくつかの実施形態は、硬化後に約80℃でベーキングすることも含む。
本出願明細書においては、バックプレート750は、「キャップ」又は「バックプレーン」とも呼ばれている。これらの用語は、デバイス700内におけるバックプレート750の位置を制限することを意図するものではなく、さらに、デバイス700自体の方位を制限することを意図するものでもない。いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、アレイ720が損傷しないように保護する。上述されているように、インターフェロメトリックモジュレータ722のいくつかの実施形態は、物理的攻撃によって損傷される可能性がある。従って、いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、例えばアレイ720を具備する装置内の異物及び/又はその他の構成要素とアレイ720が接触しないように保護する。さらに、いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、その他の環境条件(例えば、湿度、水分、塵埃、周囲圧の変化、等)からアレイ720を保護する。
デバイス700が第2の側面704から見ることができる画像を表示する実施形態においては、バックプレート750は、実質的に透明及び/又は半透明である。その他の実施形態においては、バックプレート750は、実質的に透明及び/又は半透明でない。いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、揮発性化合物(例えば、炭化水素、酸、アミン、等)を生成せずかつ放出しない材料によって製造される。いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、液体の水及び/又は水蒸気を実質的に浸透させない。いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、空気及び/又はその他の気体を実質的に浸透させない。バックプレート750に関して適切な材料は、例えば、金属、鋼、ステンレス鋼、黄銅、チタン、マグネシウム、アルミニウム、ポリマー樹脂、エポキシ、ポリアミド、ポリアルケン、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリアクリラート、パリレン、セラミック、ガラス、シリカ、アルミナ、及び混合物、共重合体、合金、複合材、及び/又はその組合せ、を含む。適切な複合材の例は、バイテックス・システムズ(Vitex Systems)(カリフォルニア州サンホセ)から入手可能な複合膜を含む。いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、補強材(例えば、ファイバー)及び/又は繊維(例えば、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維、ホウ素繊維、炭素ナノチューブ、等)をさらに具備する。
いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、実質的に剛性である。その他の実施形態においては、バックプレート750は、柔軟であり、例えば箔又は膜である。いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、パッケージ構造700の組立前及び/又は組立中に予め決められた形状に変形される。以下においてさらに詳細に説明されるように、いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、アレイ710の損傷を防止するためのシステム内における1つの要素である。
バックプレート750は、内面752及び外面753を具備する。いくつかの実施形態においては、バックプレート750の該内面及び/又は該外面は、1つ以上の追加構造物(例えば、構造用膜、保護膜、機械的膜、及び/又は光学膜、等)をさらに具備する。
図7bにおいて例示されている実施形態においては、バックプレート750は、実質的に平面である。図7cは、該バックプレートの内面752'が凹所を有しており、それによってバックプレート750'の外辺部においてフランジ754'を形成しているデバイス700'の実施形態を例示した図である。この形状を有するバックプレートは、本出願明細書においては「凹所付きキャップ」と呼ばれている。
図7dは、湾曲した又は弓形のバックプレート750''を具備するパッケージデバイス700''の実施形態の横断面を例示した図である。該例示されている実施形態においては、スペーサー730''は、相対的にバックプレート750''のほうにより近く従ってバックプレート750''と接触して損傷を受ける可能性がより高いアレイ720''の周縁部付近に蒸着されている。その他の実施形態は、1つ以上のスペーサーの異なった構成を具備する。スペーサーは、以下においてさらに詳細に説明されている。いくつかの実施形態においては、バックプレート750''は、湾曲した形状に予め成形される。その他の実施形態においては、バックプレート750''の湾曲形状は、パッケージデバイス700''の組立中に実質的に平らな前駆体を曲げるか又は変形させることによって形成される。例えば、いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータアレイ720''は、上述されているように、基板710''上において形成される。また、基板710''よりも幅が広く及び/又は長い実質的に平面なバックプレート750''の周縁部にシール材(例えば、UV硬化型エポキシ、等)が塗布される。バックプレート750''は、例えば圧縮によって希望される大きさにまで変形されて基板710''上に配置される。さらに、該エポキシは、例えばUV線を用いて硬化されてシール740''を形成させる。
バックプレートに関するその他の実施形態が、図8a乃至図8cにおいて例示されている。図8aは、内面852が凹状になっている凹所付きキャップ850を例示した図である。該例示されている実施形態においては、内面852及び外面853は、平行ではない。従って、凹付きキャップ850は、縁部859よりも中央部858のほうが薄い。当業者は、その他の配置も可能であることを理解することになる。該例示されている実施形態は、基板と凹所付きキャップバックプレートの内面852との間において最低限の間隔を設ける周縁フランジ854を具備する。いくつかの実施形態においては、周縁フランジ854は、凹所付きキャップ850の外周において実質的に連続した構造物を形成する。その他の実施形態においては、周縁フランジ854は、連続的でない。その他の実施形態は、周縁フランジを具備しない。図8bにおいては、バックプレート850は、外面853上に補強リブ856を具備する。その他の実施形態においては、該補強リブは、内面852上又は該バックプレートの両面上に存在する。いくつかの実施形態においては、該補強構造物は、別の形状(例えば、格子又はハニカム)を有する。いくつかの実施形態は、これらの特長の組合せを具備する。例えば、図8cは、凹状内面852を有しさらに外面853上に補強リブ856を有する凹所付きキャップ850の実施形態を例示した図である。開示されているバックプレートのいくつかの実施形態は、改良された性質(例えば、強度、重量、コスト、剛性、透明性、製造の容易さ、等)を示している。
図8d及び図8eは、乾燥剤を入れるように構成された1つ以上の空洞を具備するバックプレートの横断面を例示した図である。図8dは、バックプレート850の内面852上に(即ち、バックプレート850とアレイの間に)形成された空洞857を具備するバックプレート850の実施形態を例示した図である。空洞857内には、乾燥剤855が蒸着されている。図8eは、乾燥剤855が蒸着された2つの空洞857を具備する凹所付きキャップバックプレート850の実施形態を例示した図である。図8d及び図8eに例示されている実施形態においては、乾燥剤855は、実質的には、該バックプレートの内面852を越えて延びていない。従って、後述されている同じスペーサーを、該アレイと該バックプレートとの間のあらゆる箇所において使用可能である。空洞857の寸法は、当業において知られている要因(例えば、乾燥剤の性質、乾燥剤の使用量、吸収すべき水分量、デバイスの体積、バックプレートの機械的性質、等)に従って選択される。以下では、適切な乾燥剤について及び乾燥剤をバックプレートに固定するための方法について説明されている。当業者は、その他の実施形態においては、空洞857は異なった形状(例えば、異なった長さ、幅、厚さ、及び/又は形)を有していることを評価することになる。空洞857は、当業において知られているいずれかの方法(例えば、エッチング、エンボス加工、スタンピング、彫刻、機械加工、研削、フライス削り、サンドブラスト、造型、スランピング、等)によって製作される。いくつかの実施形態においては、凹所は、バックプレート859の凹所でない部分を盛り上げることによって(例えば、接着剤の使用、溶接、融接、焼結、等によって)製作される。例えば、いくつかの実施形態においては、ガラスのスラリをバックプレート上に吹き付けるか又は造型し、該スラリを融接又は焼結して空洞を形成させる。当業者は、本出願明細書において説明されている特長のうちのいずれかの特長を備えたバックプレート(例えば、図7a乃至図7d及び図8a乃至図8eにおいて例示されているバックプレート)を製作する上ではこれらの方法の組合せも適切であることを理解することになる。
再度図7bにおいて、シール740は、基板710とバックプレート750との間にわたっている。いくつかの実施形態においては、基板710、バックプレート750、及びシール740は、共同でアレイ720を実質的に完全に閉じ込めている。いくつかの実施形態においては、該方法によって形成されたエンクロージャ706は、液体の水、水蒸気、及び/又は粒子(例えば、ごみ、塵埃、等)を実質的に浸透させない。いくつかの実施形態においては、エンクロージャ706は、実質的に完全な密封状態及び/又は半密封状態である。
いくつかの実施形態においては、バックプレート750の内面752は、アレイ720に接触している。いくつかの実施形態においては、内面752は、アレイ720に接触していない。いくつかの実施形態においては、バックプレート750の内面752とアレイ720との間の間隙又は頭隙は、少なくとも約10μmである。いくつかの好ましい実施形態においては、該間隙は、約30μm乃至約100μm(例えば、約40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm)である。いくつかの実施形態においては、該間隙は、100μmよりも大きい(例えば、0.5mm 1mm又は1mm超である)。いくつかの実施形態においては、該バックプレートの内面752とアレイ720との間の間隙または頭隙は、一定ではない。
図9は、インターフェロメトリックモジュレータ922aの第1のアレイ920aが形成されている第1の基板910aと、インターフェロメトリックモジュレータ922bの第2のアレイ920bが形成されている第2の基板910bとを具備するパッケージデバイス900の実施形態を例示した図である。この構成を有するデバイスは、本出願明細書においては、「ダブルアレイデバイス」とも呼ばれている。該デバイスは、該バックプレートの代わりに第2のインターフェロメトリックモジュレータアレイが用いられているとみることができる。従って、パッケージデバイス900は、第1のアレイ920a上に第1の画像、第2のアレイ920b上に第2の画像を同時に表示することができる。パッケージデバイス900は、上述されているシール940をさらに具備する。第1のアレイ920aと第2のアレイ920bとの間には、本出願明細書において開示されているあらゆる適切な型の1つ以上のスペーサー930が蒸着される。
図10において例示されている実施形態1000は、基板1010上において形成されたインターフェロメトリックモジュレータアレイ1020を具備する。凹所付きキャップバックプレート1050及びシール1040は、基板1010とともに、1つ以上のスペーサー1030が蒸着される空洞または密閉空間1006を形成する。該例示されている実施形態においては、バックプレート1050は、乾燥剤1055を1つ以上具備する。該乾燥剤は、密閉空間1006内において低下された湿度を維持する。いくつかの実施形態においては、1つのパッケージの乾燥剤1055が、例えば、接着剤を用いて、熱的な方法で、及び/または機械的な方法で、該バックプレートの内面1052に固定されている。当業においては、乾燥剤が保持される適切なパッケージが知られており、例えば、メッシュの表面を有する容器、穿孔された容器、浸透性の繊維製又はカバーストック製の袋、等を含む。その他の実施形態においては、該パッケージは、例えば感圧型接着剤を用いてバックプレートに固定された適切な材料製のシートである。いくつかの実施形態においては、該パッケージは、非粉塵発生型であり、粉塵を放出しない。いくつかの実施形態においては、該乾燥剤は、不活性キャリア(例えば、ポリマー樹脂、等)内に埋め込まれており、そのアセンブリが内面1052に固定される。いくつかの実施形態においては、乾燥剤1055は、該バックプレートの内面1052に直接固定されている。いくつかの実施形態においては、バックプレート1050の製作材料は、乾燥剤を具備する。いくつかの実施形態においては、該バックプレートは、塗布された乾燥剤層を具備する。例えば、いくつかの実施形態においては、液体の乾燥剤又は適切な液体内において溶解又は懸濁された乾燥剤が、バックプレート1050に塗布されて焼結され、それによってバックプレート1050上において乾燥剤層が形成される。その他の実施形態においては、乾燥剤が非硬化ポリマー樹脂と混合され、該混合物がバックプレート1050に塗布されて硬化される。
該乾燥剤は、当業において知られているいずれかの適切な乾燥剤(例えば、金属酸化物、酸化カルシウム、酸化バリウム、無水ホウ素、五酸化燐、金属硫酸塩、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、金属、ナトリウム、鉛/ナトリウム合金、金属水素化物、ホウ素水素化ナトリウム、水素化ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム、シリカゲル、活性アルミナ、沸石、分子ふるい、燐、金属塩、過塩素酸マグネシウム、塩化亜鉛、炭素ナノチューブ、及びこれらの材料の組合せ)である。
同じく図7a及び図7bにおいて、さらに、上述されているように、いくつかの実施形態においては、デバイス700は、外力が加えられると変形する。当業者は、いくつかの実施形態においては、該変形の結果アレイ720とバックプレート750との間で相対的な動き又は差動的な動きが生じることを認識することになる。いくつかの実施形態においては、デバイス700を通常の方法で使用する際に、例えば、デバイス700を組み立てる際、デバイス700を装置内に取り付ける際、又はデバイス700を通常の方法で使用する際に発生する可能性がある力は、アレイ720をバックプレート750に接触させる力としては不十分である。上述されているように、インターフェロメトリックモジュレータ722の一部の構成要素(例えば、機械層724、等)は、物理的に接触すると損傷しやすい。従って、これらの実施形態においては、バックプレート750は、通常の方法で使用される際にはアレイ720及び/又は該アレイ内のインターフェロメトリックモジュレータ722を損傷させる可能性がない。
その他の実施形態においては、デバイス700が通常の方法で使用される際に発生する可能性がある力は、アレイ720をバックプレート750に接触させる力として十分であり、一般的には、バックプレート750の中央部又は中央部付近とアレイ720が接触する。例えば、当業者は、その他のすべての条件が同じであると仮定した場合には、デバイス700の長さ及び/又は幅が(図7aにおいて例示されているx軸及び/又はy軸に沿って)大きくなるに従って、アレイ720とバックプレート750との間における相対的な動きも増大するという点を理解することになる。デバイス700の長さ及び/又は幅は、例えば、アレイ720内のインターフェロメトリックモジュレータ722の大きさ及び/又は数が大きくなるのに応じて増大する。ある時点において、デバイス700が通常の方法で使用される際に発生する可能性がある力は、アレイ720の一部をバックプレート750と接触させ、それによってデバイス700内のインターフェロメトリックモジュレータ722のうちの1つ以上を損傷させる可能性がある相対運動を誘発させる。いくつかの実施形態においては、アレイ720とバックプレート750との間における接触の可能性の増大は、アレイ720とバックプレート750の間の距離を拡大させることによって中和される。いくつかの実施形態においては、アレイ720とバックプレート750との間における接触の可能性の増大は、デバイス700(例えば、基板710、バックプレート750、及び/又はシール740)の剛性を増大させることによって中和される。剛性を増大させるための方法は、当業においては既知であり、例えば、構成要素の剛性を増大させること、構成要素の寸法を変更すること、構成要素の形状又は輪郭を変更すること、補強材を追加すること、等を含む。
いくつかの実施形態においては、アレイ720とバックプレート750との間における接触の可能性の増大は、アレイ720と該バックプレートの内面752との間の距離を広げることによって中和される。該デバイスの一部の実施形態は、図8aにおいて例示されているバックプレート750を使用し、該図においては、内面852が凹状であってそれによって該バックプレートの中心858とアレイ820との間の距離が広げられている。図7bにおいて、バックプレート752とアレイ720との間の距離を広げることは、デバイス700の厚さを増大させることになる(特に、デバイス700内の構成要素の剛性を増大させるために該構成要素がより厚くなっている場合)。いくつかの用途においては、厚さがより厚くなったデバイス700は、好ましくない。
従って、デバイス700の一部の実施形態は、アレイ720とバックプレート750との間に蒸着された1つ以上のスペーサー730を具備する。スペーサー730は、デバイス700が変形させる力を受けたときにアレイ720とバックプレート750の間における接触を防止及び/又は減少させ、それによってインターフェロメトリックモジュレータ722の損傷を防止及び/又は低減させるように構成されている。いくつかの実施形態においては、バックプレート750は、上述されているような不規則部分又は造作(例えば、補強リブ及び/又は乾燥剤パッケージ、等)を具備する。スペーサー730は、不規則部分又は造作がアレイ720の機械層724に接触するのを、直接的に防止する(例えば、該スペーサーに接触する造作、等)、又は間接的に防止する(例えば、該バックプレートのうちで該スペーサーに接触しているその他のいずれかの部分であって、該造作が機械層724に接触するのを防止する)。これらの実施形態のうちの一部においては、アレイ720に隣接するスペーサー720の表面は、実質的に平滑である。いくつかの実施形態においては、スペーサー730は、加えられた力を分散させ、それによって、該力が特定のインターフェロメトリックモジュレータ722を損傷させる可能性を低下させる。例えば、いくつかの実施形態においては、スペーサー730は、加えられた力をインターフェロメトリックモジュレータの柱726に分散させ、それによって機械層724を保護する。いくつかの実施形態においては、スペーサー730は、アレイ720とバックプレート750との間において例えば滑り及び/又は回転によって生じる横方向又は接線方向の相対運動に起因する損傷を、減少させるか又は防止する。例えば、これらの実施形態の一部においては、スペーサー730は、1つ以上の低摩擦面を具備する。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、円状の横断面(例えば、球状又は棒状)を有する。以下においてさらに詳細に説明されているように、いくつかの実施形態においては、該1つの又は複数のスペーサー730は弾性であり、それによって、加えられた力を吸収する及び/又は分散させる。さらに、該力がアレイ720内の複数のインターフェロメトリックモジュレータ722を損傷させた場合でも、いくつかの実施形態においては、アレイ720全体にわたって分散された損傷は、ユーザーにとっては、アレイ720の1カ所の特定の領域に集中した損傷よりも目立たない。その他の実施形態においては、スペーサー730は、例えば特定の大きさ及び/又は形状を有する1つ以上のスペーサー730を用いることによって、少数のインターフェロメトリックモジュレータに損傷を集中させるように設計されている。例えば、いくつかの実施形態においては、アレイ720は、1つの隔離された画素が使用不能になってもエンドユーザーには目立たないようにするために冗長な画素を具備する。従って、これらの実施形態においては、スペーサー730は、エンドユーザーにとって目立つことになる1つのグループの隣接画素にではなく単一の画素に損傷を集中させる。
図11aは、デバイス1100を上から見た場合における該スペーサー及び該アレイの相対的位置関係を例示した図である。上述されているように、いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、該アレイに接触しており、その他の実施形態においては、該スペーサーは、該バックプレートに接触しており、その他の実施形態においては、該スペーサーは、該アレイ及び該バックプレートに接触している。デバイス1100は、基板1110上において形成されたインターフェロメトリックモジュレータアレイ1120の上方において実質的に規則的なパターンで配列された複数のスペーサー1130を具備する。該例示されている実施形態においては、スペーサー1130は、インターフェロメトリックモジュレータの柱1126の実質的に上方に配置されている。架空の柱1126が例示されている図11aにおいて示されているように、該例示されている実施形態においては、スペーサー1130は、すべての各々の柱1126の上方に配置されているわけではない。いくつかの実施形態においては、スペーサー1130は、アレイ1120の上方に配置される。いくつかの実施形態においては、スペーサー1130は、アレイ1120とシール1140の間の空間1110に配置される。いくつかの実施形態においては、スペーサー1130は、アレイ1120の上方及びアレイ1120とシール1140との間の空間1110内の両方の位置に配置される。当業者は、スペーサー1130に関してはその他の空間及び/又はパターンも可能であることを理解することになる。
図11bは、スペーサー1130がアレイ1120上方において実質的に不規則に配置されているデバイス1100のもう1つの実施形態を上から見た図である。図11cにおいて例示されているデバイス1100の実施形態においては、スペーサー1130は、アレイ1120の周縁部ではなく中央部周辺に備えられている。図11dにおいて例示されているデバイス1100の実施形態が具備するスペーサー1130の配置は、アレイ1120の周縁部におけるスペーサー1130の配置密度よりもアレイ1120の中央部周辺におけるスペーサー1130の配置密度のほうが高い。図11eにおいて例示されているデバイス1100の実施形態は、3つの同心円のスペーサー1130帯を具備し、アレイ1120の中心に向かうほど密度が高い。当業者は、その他の配置も可能であることを理解することになる。
該スペーサーは、適切であるあらゆる大きさ、形状、及び材料のスペーサーである。いくつかの実施形態においては、これらのスペーサーはすべて同じ型である。その他の実施形態は、異なった型(例えば、異なった大きさ、形状、及び/又は材料)のスペーサーを具備する。スペーサーに関する特定の寸法は、当業において知られている要因(例えば、該スペーサーの製造材料、該アレイと該バックプレートの間の頭隙、ディスプレイパッケージの所定の用途、等)に依存する。いくつかの実施形態においては、該スペーサーの厚さは、該アレイと該バックプレートの間の頭隙とほぼ同じである。その他の実施形態においては、該スペーサーの厚さは、該アレイと該バックプレートの間の頭隙よりも薄い。該頭隙の寸法は上述されている。
これらのスペーサーに関する適切な材料は、剛性材料及び/又はエラストマー材を含む。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、例えば変形によって該スペーサーに加えられた力の少なくとも一部分を吸収することができる材料を具備する。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、弾性であり、変形させる力が除去された後に実質的に元来の形状に戻る。その他の実施形態においては、該スペーサーは、該スペーサーに加えられた力を吸収する際に永久的に変形する。適切な材料の例は、金属、鋼、ステンレス鋼、黄銅、チタン、マグネシウム、アルミニウム、ポリマー樹脂、エポキシ、ポリアミド、ポリアルケン、ポリフルオロアルケン、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリアクリラート、セラミック、ガラス、シリカ、アルミナ、及び混合物、共重合体、合金、及び/又はその複合物を含む。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、例えば、1つの材料製の心部及び別の材料製の塗料を具備する複合物である。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、剛性材料(例えば、金属)製の心部及びエラストマー材料(例えば、ポリマー樹脂)製の塗料を具備する。バックプレートを通じて画像を見ることができるいくつかの実施形態においては、該スペーサーは、透明又は半透明である。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、電導性である。
いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、当業において知られているいずれかの型の乾燥剤(例えば、金属酸化物、酸化カルシウム、酸化バリウム、無水ホウ素、五酸化燐、金属硫酸塩、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、金属、ナトリウム、鉛/ナトリウム合金、金属水素化物、ホウ素水素化ナトリウム、水素化ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム、シリカゲル、活性アルミナ、沸石、分子ふるい、燐、金属塩、過塩素酸マグネシウム、塩化亜鉛、炭素ナノチューブ、及びこれらの材料の組合せ)を具備する。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、乾燥剤を実質的に具備する。その他の実施形態においては、該スペーサーは、乾燥剤が1つの構成要素である複合物を具備する。いくつかの実施形態においては、該乾燥剤は、該複合物全体にわたって分散されている。その他の実施形態においては、該乾燥剤は、該スペーサーの1部分(例えば、心部内)に集中している。該複合物内のその他の1つの又は複数の構成要素は、適切であるいずれかの材料(例えば、上記においてスペーサーに適した材料として開示されている材料)である。いくつかの実施形態、例えば、該スペーサーが乾燥剤の心部を具備する実施形態においては、もう1つの材料(例えば、乾燥剤に塗布された塗料、等)は、水及び/又は水蒸気を浸透させてそれによって該乾燥剤による水の吸収を容易にする材料である。いくつかの実施形態においては、該塗料は、心部内の乾燥剤と周囲の大気との接触を可能にするために、例えば該塗料を摩滅させることによって又は該スペーサーの製造プロセスを通じて作られた1つ以上の開口を具備する。
スペーサーは、当業において知られている方法を用いて製造され、これらの方法は、当業において知られている要因(例えば、該スペーサーの製造材料、該スペーサーの大きさと形状、該スペーサーに関する公差を含む)に依存する。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、流体(例えば、液体、ゲル、及び/又はペースト、等)として加えられ、次に硬化させてスペーサーを形成させる。適切な流体材料の例は、例えば、接着剤及びフォトレジストを含む。当業者は、硬化条件は特定の材料に依存すること、及び、熱硬化、光硬化、UV硬化、及び/又は放射線硬化を含むことを理解することになる。
その他の実施形態においては、該スペーサーは、予め製造される。予め製造されたスペーサーの実施形態が、図12e乃至12tにおいて例示されている。当業者は、該例示されている形状は典型的な例であること及びその他の形状も可能であることを理解することになる。例えば、いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、不規則な形状を有する。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、実質的に中実である。その他の実施形態においては、該スペーサーは、1つ以上の空隙を具備する。例えば、いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、1つ以上の中空領域を具備する。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、複数の空隙(例えば、オープンセル(連続気泡)型発泡又はクローズドセル(独立気泡)型発泡、等)を具備する。図12d及び図12iにおいてそれぞれ例示されている球状スペーサー及び棒状スペーサーは、ガラス製、シリカ製、及び/又はポリスチレン製が市販されている。例えば、ガラス製の棒状スペーサーは、約1.5μm乃至約60μmの直径を有するスペーサーが日本電気硝子株式会社(日本国滋賀県大津市)によって市販されている。プラスチック製の球状スペーサーは、例えば、約1.5μm乃至約350μmの直径を有するスペーサーが積水化学株式会社(日本国大阪)によって市販されている。いくつかの実施形態は、入手性、均一性、及び/又はコストを理由に該スペーサーを使用する。その他の形状(例えば、正方形及び円形、等)も容易に製造され、その他の実施形態において使用される。
いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、例えば図12n乃至図12tにおいて例示されている1つ以上の突起及び/又はくぼみを具備する。いくつかの実施形態においては、該突起及び/又はくぼみは、以下においてさらに詳細に説明されているように、アレイ及び/又はバックプレート上の構造物又は造作を嵌合させる。いくつかの実施形態においては、これらの突起及び/又はくぼみは、デバイスに加えられた力の少なくとも一部を吸収するように設計されている。例えば、いくつかの実施形態は、図12p乃至図12sにおいて例示されているように、ばねを具備する。いくつかの実施形態は、図12n、図12o、及び図12tにおいて例示されているように突起を具備し、これらの突起は、以下においてさらに詳細に説明されている。図12tにおいて例示されている実施形態は、突起1232及びくぼみ1234の両方を具備する。
図13aの上から見た図において例示されている実施形態においては、スペーサー1330は、インターフェロメトリックモジュレータアレイ1320の少なくとも2つの柱1326の間にわたっている。該例示されている実施形態においては、スペーサー1330の最も小さい直径Dは、柱1326の間の間隔dの少なくとも約2倍であり、これによって、該スペーサーが常に少なくとも2つの柱1326の間にわたるようにしている。いくつかの実施形態においては、間隔dは、約30μm乃至約80μm(例えば、約30μm、40μm、50μm、60μm、又は80μm)である。その他の実施形態においては、間隔dは、これらの値よりも大きく、例えば、最大で1mm又は最大で5mmである。上述されているように、いくつかの実施形態においては、アレイ1320は、異なった寸法(例えば、幅、等)を有するインターフェロメトリックモジュレータ1322を具備し、従って、隣接するインターフェロメトリックモジュレータ1322に関する柱1326間の間隔は、均一ではない。従って、いくつかの実施形態においては、寸法Dは、隣接するインターフェロメトリックモジュレータ1322の外柱1326間の間隔は、均一ではない。従って、いくつかの実施形態においては、寸法Dは、隣接するインターフェロメトリックモジュレータ1322の外柱1326の間の少なくとも最長距離である。該配置の1つの実施形態が図13bにおいて例示されており、該図においては、柱1326'は、図13aにおいて例示されている設計とは異なった設計を有しており、さらに、スペーサー1330'は、ディスク形である。
図14において例示されている実施形態においては、スペーサー1430は、1つのインターフェロメトリックモジュレータ1422と少なくとも同じ大きさであり、従って、少なくとも1つの柱1426の上方に配置されている。該例示されている実施形態においては、スペーサー1430は、穿孔された正方形である。インターフェロメトリックモジュレータの大きさについては上述されている。
図15aにおいて例示されている実施形態においては、各スペーサー1530は、実質的に柱1526上方の中心に配置されている。図15bにおいて例示されている実施形態においては、各スペーサー1530の少なくとも一部分は、柱1526の上方に配置されている。図15cにおいて例示されている実施形態においては、各スペーサー1530のいずれの部分も、柱1526の上方には配置されていない。例示されていないその他の実施形態は、これらの配置のいずれかの組合せを含む。
図16において例示されているデバイス600の実施形態は、実質的にアレイ1620の上方に配置された異なった大きさのスペーサー1630を具備する。
いくつかの実施形態は、単独で使用されるか又は本出願明細書において開示されているその他のスペーサーと組み合わせて使用される1つ以上の一体化されたスペーサーを具備する。図17aは、アレイ1720の中央部分の上方に配置されたメッシュ形のスペーサー1730を具備するデバイス1700の実施形態を例示した図である。図17bは、周縁部においてよりも中央部におけるほうが密度が高いメッシュスペーサー1730を具備するデバイス1700の実施形態を例示した図である。図17cは、スペーサー1730が、アレイ1720の上方の実質的に中央に配置されたほぼ開いた長方形であるデバイス1700の実施形態を例示した図である。図17dは、スペーサー1730がアレイ1720の対角線によって実質的に定められているデバイス1700の実施形態を例示した図である。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、1つ以上の領域においてはその他の領域よりも厚く、1つ以上の領域においてはその他の領域よりも薄い。例えば、いくつかの実施形態においては、外スペーサーは、中央領域においてより厚く、周縁部においてより薄い。いくつかの実施形態においては、スペーサー1730は、上述されている乾燥剤を具備する。例えば、いくつかの実施形態においては、スペーサー1730は、外層(例えば、ポリマー樹脂、等)によって囲われた乾燥剤心部を具備する。その他の実施形態においては、乾燥剤は、スペーサー材料内に埋め込まれている。
図18aにおいて例示されている実施形態1800は、アレイ1820とバックプレート1850の間に配置された膜の形態のスペーサー1830を具備する。該例示されている実施形態においては、スペーサー1830は、アレイ1820を越えて延びている。その他の実施形態においては、スペーサー1830は、アレイ1820と実質的に同一の広がりを有する。その他の実施形態においては、スペーサー1830は、アレイ1820全体を覆っていない。
いくつかの実施形態においては、該膜は、実質的に平らな膜である。いくつかの実施形態においては、該膜は、厚さが約5μm乃至約50μm(例えば、厚さが約10μm乃至約20μm)である。その他の実施形態においては、該膜は、これらの値よりも厚い。いくつかの実施形態においては、該膜は、該アレイと該バックプレートの間の空所を実質的に満たすことができる十分な厚さである。いくつかの実施形態においては、該膜は、弾性材料(例えば、発泡、等)を具備する。いくつかの実施形態においては、該発泡は、被覆(例えば、不浸透性ポリマー、等)を有し、該被覆は、いくつかの実施形態においては、穿孔を具備する。その他の実施形態においては、該膜は、異なった形状を有する。図18bは、平面でない横断面(例えば、波形)又は「枡形ルーバー」形を有する膜の形態であり、さらにアレイ1820'とバックプレート1850'との間において圧縮されたときに変形力のうちの少なくとも一部を吸収するスペーサー1830'を例示した図である。当業者は、該平らでない膜は、相当する平らな膜よりも厚いことを理解することになる。いくつかの実施形態においては、該膜スペーサーは、様々な性質(例えば、厚さ、組成(複合材、等)、突起、くぼみ、等)を有する部分を具備する。その他の実施形態においては、該膜の一方の面又は両方の面は、上述されている追加のスペーサー(例えば、図12a乃至図12tにおいて例示されているスペーサー、等)をさらに具備する。いくつかの実施形態においては、該膜及びスペーサーは、1つの一体化されたユニットとして形成される。その他の実施形態においては、該スペーサー及び膜は、別々に製作されて別のステップにおいて接合される。その他の実施形態においては、該膜は、穿孔される。例えば、図17a及び図17bにおいて例示されているスペーサーのいくつかの実施形態は、穿孔された膜である。図18cは、スペーサー1830''が、アレイ1820''とバックプレート1850"との間に配置されかつ1つの体積のガスを閉じ込めた密封袋である実施形態を例示した図である。当業者は、ある用途のために選択される特定の膜は、該膜の厚さ、機械的性質、形、形状、該アレイと該バックプレートとの間の頭隙、及びディスプレイパッケージの予想用途を含む要因に依存することを理解することになる。
いくつかの実施形態においては、該膜は、乾燥剤を具備する。いくつかの実施形態においては、該膜は、乾燥剤である。その他の実施形態においては、該膜(例えば、ポリマー樹脂膜)は、乾燥剤で含浸されている。さらにその他の実施形態においては、該膜は、例えばポリマー樹脂を用いて封入された薄い乾燥剤層を具備する。
いくつかの実施形態は、力をより大きな面積にわたって分散させるためにアレイ又はその一部分と接触する平面状の膜スペーサーを具備する。いくつかの実施形態においては、本出願明細書において開示されている1つ以上のその他のスペーサー(例えば、上述されているスペーサーのうちのいずれかのスペーサー)は、該膜とバックプレートとの間、及び/又は該膜と該アレイとの間に配置される。
図19は、アレイ1920とバックプレート1950との間に配置された複数の膜スペーサー1930を具備する実施形態1900を例示した図である。該膜スペーサーは、上述されている膜スペーサーである。いくつかの実施形態は、平面状の膜スペーサー及び平面状でない膜スペーサーの組合せを具備し、例えば該平面状の膜スペーサーは、上述されているようにアレイ1920と接触している。いくつかの実施形態は、例えば直角の波形を有する状態で配置された一対の波形膜と入れ子状に重ならないように配置された少なくとも2つの非平面状膜スペーサーを具備する。いくつかの実施形態は、平面状膜スペーサーを間に配置しそれによって入れ子状に重なるのを防止している少なくとも2つの非平面状膜スペーサーを具備する。
いくつかの実施形態においては、該スペーサー又は該スペーサーの一部分は、加えられた力に段階的に反応するように設計された形状を有し、例えば、三角形の横断面を有するスペーサー又はその一部分を含む。図12tにおいては、スペーサーの一部分の例が、突起1232として示されている。図20aには、スペーサーの三角形の部分が例示されている。該三角形部分は、図20bにおいて例示されているように小さい変形が相対的に生じやすいが、図20c及び図20dにおいて例示されているように徐々に変形しにくくなる。図20eは、スペーサー2032が2つの領域を有するもう1つの実施形態を例示した図である。これらの領域は、より薄い上側部分2032a及びより厚い下側部分2034bであり、各領域は、加えられた力に対して異なった反応をする。図20fにおいて例示されている実施形態においては、スペーサー2030'も、2つの反応領域(即ち、相対的に多い空隙を有する上側領域2032'、及び相対的に少ない空隙を有する下側領域2034')を有する。いくつかの実施形態においては、スペーサーは、段階的に反応する複合物を具備する。
いくつかの実施形態においては、該スペーサーのうちの1つ以上のスペーサーは、アレイに固定される。その他の実施形態においては、該スペーサーのうちの1つ以上のスペーサーは、バックプレートに固定される。その他の実施形態においては、該スペーサーのうちの1つ以上のスペーサーは、アレイ及びバックプレートの両方に固定される。その他の実施形態においては、第1の一組の1つ以上のスペーサーがアレイに固定され、第2の一組の1つ以上のスペーサーがバックプレートに固定される。その他の実施形態においては、該スペーサーのうちの1つ以上のスペーサーは、アレイ及びバックプレートのいずれにも固定されない。スペーサーがアレイ及び/又はバックプレートに固定される実施形態においては、該スペーサーは、当業において知られているいずれかの方法で(例えば、接着剤を用いて、機械的に、及び/又は溶接によって)固定される。
接着剤を用いた実施形態においては、当業において知られているいずれかの方法(例えば、リソグラフ、インクジェットプリント、接触プリント、等)を用いて1つ以上の接着剤がアレイ及び/又はバックプレートに塗布される。次に、1つのスペーサー又は複数のスペーサーが該接着剤に塗布される。いくつかの実施形態においては、該接着剤は、該スペーサーに塗布され、次に、該スペーサーは、例えば、吹き付け、回転、個別塗布、等の方法を用いてアレイ及び/又はバックプレートに塗布される。その他の実施形態においては、該スペーサーは、該接着剤を具備する液体内において懸濁される。該スペーサー懸濁液は、アレイに塗布され、該液体は、例えば蒸発によって取り除かれる。適切な液体の例は、低級アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノル、等)、及び、その他の揮発性液体(例えば、アセトン、メチルt−ブチルエーテル、及びエチルアセテート)を含む。上述されているように、いくつかの実施形態においては、スペーサーが膜に塗布され、次に、該膜がアレイ及び/又はバックプレートに塗布される。以下においてさらに詳細に説明されているように、いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、アレイ又はバックプレートと一体化されている。スペーサーは、実質的に同様の方法を用いてバックプレートに固定される。
いくつかの実施形態においては、1つ以上のスペーサーは、アレイ及びバックプレートのいずれにも固定されない。例えば、大きなスペーサー(例えば、図17a及び図17bにおいて例示されているメッシュスペーサー、図17c及び17dにおいて例示されているスペーサー、及び/又は、図18a乃至図18cにおいて例示されている膜スペーサー、等)を用いたいくつかの実施形態においては、該スペーサーは、パッケージデバイスアセンブリ内のアレイ及び/又はバックプレート上に単純に配置されている。
該スペーサーがより小さい(例えば、マイクロメーター乃至数百マイクロメーターの範囲内の大きさを有する)実施形態においては、該スペーサーは、都合良いことに、流体キャリア内において懸濁させ、該懸濁されたスペーサーを例えば吹き付け及び/又はスピンコーティングによってアレイ及び/又はバックプレートに塗布することによって配置される。いくつかの実施形態においては、該流体キャリアは、例えば真空下において及び/又は加熱によって簡単に除去される液体である。適切な液体の例は、当業において知られており、低級アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノル、等)、炭化水素(例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、等)、ハロゲン化合物(例えば、フルオロカーボン、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、クロロカーボン、ハイドロクロロカーボン、等)、エーテル(例えば、メチルtert−ブチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラハイドロフラン、等)、エステル(例えば、エチルアセテート、等)、ケトン(例えば、アセトン、等)、及びこれらの液体の組合せを含む。その他の実施形態においては、該流体は、気体(例えば、空気又は窒素)である。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、追加された接着剤が存在しない場合においても、溶剤が除去された後に定位置にとどまる傾向がある。
いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、例えば、該スペーサーの塗布中にシールが形成される部分をマスキングすることによって、実質的にアレイ上のみに塗布される。その他の実施形態においては、該スペーサーは、アレイ上及びデバイスのその他の部分(例えば、シールが形成される部分)の上に塗布される。これらの実施形態の一部においては、該スペーサーは、シールの厚さも定め、それによって均一なシール厚を提供する。例えば、20μmのスペーサーをシール内に配置して基板及びバックプレートを該スペーサーと接触させることは、20μmのシール厚を提供する。
図21aにおいて例示されているように、いくつかの実施形態においては、スペーサー2130のうちの1つ以上のスペーサーは、アレイ2120とバックプレート2150との間にわたっている。図21bにおいて例示されている実施形態においては、スペーサー2130'は、アレイ2120'に接触しているが、バックプレート2150'には接触していない。図21cにおいて例示されている実施形態においては、スペーサー2130''は、バックプレート2150''に接触しているが、アレイ2120''には接触していない。いくつかの実施形態は、これらの構成の組合せを具備する。
図22aにおいて例示されている実施形態は、図6cにおいて例示されているデバイスと類似している。実施形態2200においては、スペーサー2230は、アレイ2220インターフェロメトリックモジュレータと一体化されている。該例示されている実施形態においては、スペーサー2230は、インターフェロメトリックモジュレータ2222の柱2226の上方において形成されている。いくつかの実施形態においては、スペーサー2230を形成させるプロセスは、薄膜プロセスであり、例えば、上記において及び米国特許No.5,835,255において開示されているように、インターフェロメトリックモジュレータ2222を形成するプロセスと統合されている。いくつかの実施形態においては、スペーサー材料は、インターフェロメトリックモジュレータ2222製造プロセスにおいて犠牲材料(例示されていない)を取り除く前に機械層2224上に蒸着される。スペーサー2230は、当業において知られている方法を用いてパターンが形成されさらにスペーサー材料からエッチングされる。当業者は、該特定の方法は、使用された特定のスペーサー材料、インターフェロメトリックモジュレータ2222の製造において使用されたその他の材料、インターフェロメトリックモジュレータ2222の幾何形状、等を含む要因に依存することを理解することになる。
いくつかの実施形態においては、スペーサー2230の形成は、インターフェロメトリックモジュレータを形成させるためのプロセス流(例えば、米国特許No.5,835,255において開示されているプロセス、等)の中に組み入れられる。例えば、鏡の間に存在する空洞を占有している犠牲材料(図示されていない)を取り除く前に機械層2224上にスペーサー材料の1つの層(図示されていない)が蒸着される。次に、該スペーサー層がエッチングされて個々のスペーサー2230が形成される。いくつかの実施形態においては、該スペーサー層は、インターフェロメトリックモジュレータアレイ2220内の各空洞への気体の伝達を可能にする通路が形成されるようにパターンが形成されさらにエッチングされる。次に、該空洞は、該通路を通じて犠牲材料を取り除くことによって形成される。
いくつかの実施形態においては、一体化されたスペーサーは、簡単に圧縮されない優れた形状保持力を有する固体材料で製作される。いくつかの実施形態においては、該材料は、金属、酸化物、窒化物、フォトレジスト、その他の有機材料、スピンオンガラス、及びその組合せを具備するグループの中から選択される。いくつかの実施形態においては、該スペーサーは、電導性である。当業者は、バックプレートの内面上において一体化されたスペーサーを製作する際には同様のプロセスが役立つことを理解することになる。
図22bにおいて例示されているように、いくつかの実施形態においては、アレイ2220'は、異なった高さを有するインターフェロメトリックモジュレータ2222'を具備する。該例示されている実施形態においては、第1のスペーサー2230'は、これらの高さの違いを補正し、それによって、上記において開示されているあらゆる型の第2のスペーサー2260'を支持する一様なプラットフォームを提供する。いくつかの実施形態においては、第2のスペーサー2260'は、該第1のスペーサーに固定される。その他の実施形態においては、第2のスペーサー2260'は、該第1のスペーサーに固定されない。図22cに例示されている実施形態においては、第2のスペーサー2260''は、第1のスペーサー2230''を嵌合させるくぼみ2234''を具備する。
図23は、実装された電子デバイスを製造するための方法を、図7a及び図7bにおいて例示されている構造を参照しつつ例示した流れ図である。ステップ2310においては、インターフェロメトリックモジュレータ722が形成されている基板710が得られる。いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータ722は、インターフェロメトリックモジュレータ722のアレイ720の一部である。ステップ2220においては、バックプレート750が得られる。ステップ2230においては、1つ以上のスペーサー730がインターフェロメトリックモジュレータ722とバックプレート750との間に配置される。ステップ2240においては、シール740が基板710とバックプレート750との間に形成される。
いくつかの実施形態においては、該製造プロセスの産物は、複数のパッケージディスプレイを具備するパネルである。次に、個々のパッケージディスプレイが該パネルから切り取られる。該製造プロセスにおいては、上述されているように、複数のインターフェロメトリックモジュレータアレイが単一の基板(マザーガラス)上に形成される。また、該インターフェロメトリックモジュレータアレイに合わせて寸法と間隔が定められた複数の(一般的には、該インターフェロメトリックモジュレータアレイと同じ数の)バックプレートを具備するシートが得られる。上述されているように、該基板と該バックプレートとの間にスペーサーが配置される。上述されているように、各アレイとバックプレートとの間にシールが形成され、それによって、複数のインターフェロメトリックモジュレータアレイを具備するパネルが形成される。個々のパッケージディスプレイは、当業において知られているいずれかの方法(例えば、スクライビング、等)を用いて該パネルから切り取られる。
図24は、電子デバイスを保護するための方法を、図7a及び図7bにおいて示されている構造を参照しつつ例示した流れ図である。ステップ2410においては、基板710上に形成されたインターフェロメトリックモジュレータ722及びバックプレート750を具備するデバイスが得られる。ステップ2420においては、1つ以上のスペーサーがインターフェロメトリックモジュレータ722とバックプレート750との間に配置される。
例1
6つの250mmx300mmインターフェロメトリックモジュレータアレイが、680mmx880mmのガラス基板上において製作される。6つの凹所付きキャップを有するガラスのシート(厚さ7mm、大きさ252mmx302mm、凹所0.3mm)が清浄化されて乾燥される。薄いCaO乾燥剤膜(High Cap 2800、Cookson、London、UK)が該凹所に塗布され、完全に硬化されて調製される。イソプロパノル内において懸濁させた直径10μmのポリスチレン製ロッドスペーサー(積水化学株式会社、日本国大阪)の懸濁液(体積比1%)がバックプレート上に均一に吹き付けられ、表面上においてスペーサーによる2%の被覆が提供される。凹所間のシール部は、マスキングされない。該イソプロパノルは、100℃で5秒間加熱することによって除去される。玉状のUV硬化用エポキシ(H5516、Nagase、日本国東京)が、凹所付きキャップバックプレートの周縁部に塗布され、基板上において該ガラスシートが整合される。該シートに圧力が加えられ、平均15μmの厚さを有するエポキシ層が提供される。該エポキシは、6000mJ/cm2350nmで(約2分間)照射し、その後に、80℃で30分間ベーキングする。結果的に得られたパネルから6つのインターフェロメトリックモジュレータパッケージが切り取られる。
6つの250mmx300mmインターフェロメトリックモジュレータアレイが、680mmx880mmのガラス基板上において製作される。6つの凹所付きキャップを有するガラスのシート(厚さ7mm、大きさ252mmx302mm、凹所0.3mm)が清浄化されて乾燥される。薄いCaO乾燥剤膜(High Cap 2800、Cookson、London、UK)が該凹所に塗布され、完全に硬化されて調製される。イソプロパノル内において懸濁させた直径10μmのポリスチレン製ロッドスペーサー(積水化学株式会社、日本国大阪)の懸濁液(体積比1%)がバックプレート上に均一に吹き付けられ、表面上においてスペーサーによる2%の被覆が提供される。凹所間のシール部は、マスキングされない。該イソプロパノルは、100℃で5秒間加熱することによって除去される。玉状のUV硬化用エポキシ(H5516、Nagase、日本国東京)が、凹所付きキャップバックプレートの周縁部に塗布され、基板上において該ガラスシートが整合される。該シートに圧力が加えられ、平均15μmの厚さを有するエポキシ層が提供される。該エポキシは、6000mJ/cm2350nmで(約2分間)照射し、その後に、80℃で30分間ベーキングする。結果的に得られたパネルから6つのインターフェロメトリックモジュレータパッケージが切り取られる。
図25a及び25bは、ディスプレイデバイス2040の1つの実施形態を例示したシステムブロック図である。ディスプレイデバイス2040は、例えば携帯電話であることができる。しかしながら、ディスプレイデバイス2040の同じ構成要素又はわずかに変形させた構成要素は、テレビ及び携帯式メディアプレーヤー等の様々な型のディスプレイデバイスも可能であることを例示するものである。
ディスプレイデバイス2040は、ハウジング2041、ディスプレイ2030、アンテナ2043、スピーカー2045、入力デバイス2048、及びマイク2046を含む。ハウジング2041は、一般的には、当業者によく知られている様々な製造プロセス(例えば、射出成形、及び真空成形、等)のうちのいずれかの製造プロセスによって成形される。さらに、ハウジング2041は、様々な材料(例えば、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、セラミック、又はその組合せを含むが、これらの材料に限定するものではない)によって製造することができる。1つの実施形態においては、ハウジング2041は、異なった色を有するか又は異なったロゴ、絵、又は記号を有するその他の取り外し可能な部分と互換可能である取り外し可能な部分(図示されていない)を含む。
典型的ディスプレイデバイス2040のディスプレイ2030は、本出願明細書において説明されているように、双安定表示ディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかのディスプレイであることができる。その他の実施形態においては、ディスプレイ2030は、当業者によく知られている上述のフラットパネルディスプレイ(例えば、プラズマ、EL、OLED、STN LCD、又はTFT LCD、等)、又は非フラットパネルディスプレイ(例えば、CRT又はその他の管デバイス)を含む。しかしながら、本実施形態について説明する目的上、ディスプレイ2030は、本出願明細書において説明されているインターフェロメトリックモジュレータディスプレイを含む。
典型的ディスプレイデバイス2040の1つの実施形態の構成要素が図25bにおいて概略的に例示されている。例示されている典型的ディスプレイデバイス2040は、ハウジング2041を含み、さらに、その中に少なくとも部分的に内蔵されているさらなる構成要素を含むことができる。例えば、1つの実施形態においては、典型的ディスプレイデバイス2040は、トランシーバ2047に結合されたアンテナ2043を含むネットワークインタフェース2027を含んでいる。トランシーバ2047は、プロセッサ2021に接続されており、プロセッサ2021は、コンディショニングハードウェア2052に接続されている。コンディショニングハードウェア2052は、信号のコンディショニング(例えば、信号のフィルタリング、等)を行うように構成することができる。コンディショニングハードウェア2052は、スピーカー2045及びマイク2046に接続されている。プロセッサ2021は、入力デバイス2048及びドライバコントローラ2029にも接続されている。ドライバコントローラ2029は、フレームバッファ2028及びアレイドライバ2022に結合されており、アレイドライバ2022は、ディスプレイアレイ2030に結合されている。電源2050は、典型的ディスプレイデバイス2040の特定の設計上の必要に応じて全構成要素に電力を供給する。
ネットワークインタフェース2027は、典型的ディスプレイデバイス2040がネットワーク上の1つ以上のデバイスと通信できるようにするために、アンテナ2043及びトランシーバ2047を含む。1つの実施形態においては、ネットワークインタフェース2027は、プロセッサ2021に対する要求を緩和するためのいくつかの処理能力を有することもできる。アンテナ2043は、当業者によく知られているいずれかの信号送受信用アンテナである。1つの実施形態においては、該アンテナは、IEEE 802.11規格(IEEE 802.11(a)、(b)、又は(g)を含む)に準拠してRF信号を送受信する。もう1つの実施形態においては、該アンテナは、BLUETOOTH(登録商標)規格に準拠してRF信号を送受信する。携帯電話の場合は、該アンテナは、無線携帯電話ネットワーク内において通信するために使用されるCDMA信号、GSM(登録商標)信号、AMPS信号、又はその他の既知の信号を受信するように設計されている。トランシーバ2047は、アンテナ2043から受信した信号をプロセッサ2021が受け取ってさらなる処理を行うことができるようにこれらの受信信号を前処理する。さらに、トランシーバ2047は、プロセッサ2021から受け取った信号をアンテナ2043を通じて典型的ディスプレイデバイス2040から送信できるようにするための処理も行う。
代替実施形態においては、トランシーバ2047は、受信機に代えることができる。さらにもう1つの代替実施形態においては、ネットワークインタフェース2027は、プロセッサ2021に伝送される画像データを保存又は生成することができる画像ソースに代えることができる。例えば、該画像ソースは、デジタルビデオディスク(DVD)、画像データを内蔵するハードディスクドライブ、又は画像データを生成するソフトウェアモジュールにすることができる。
プロセッサ2021は、一般的には、典型的ディスプレイデバイス2040の全体的な動作を制御する。プロセッサ2021は、データ(圧縮画像データ、等)をネットワークインタフェース2027又は画像ソースから受け取り、該データを処理して生画像データにするか、又は、簡単に処理して生画像データにすることができるフォーマットにする。次に、プロセッサ2021は、処理したデータをドライバコントローラ2029に送るか又はフレームバッファ2028に送って保存する。生データとは、一般的には、1つの画像内の各記憶場所における画像の特徴を識別する情報である。例えば、画像に関するこれらの特徴は、色、飽和、及びグレースケールレベルを含むことができる。
1つの実施形態においては、プロセッサ2021は、典型的ディスプレイデバイス2040の動作を制御するためのマイクロコントローラ、CPU、又は論理装置を含む。コンディショニングハードウェア2052は、一般的には、スピーカー2045に信号を送信するための及びマイク2046から信号を受信するための増幅器及びフィルタを含む。コンディショニングハードウェア2052は、典型的ディスプレイデバイス2040内の個別構成要素にすること、又は、プロセッサ2021又はその他の構成要素の中に組み入れることができる。
ドライバコントローラ2029は、プロセッサ2021によって生成された生の画像データを、プロセッサ2021から直接受け取るか又はフレームバッファ2028から受け取り、アレイドライバ2022に高速伝送するのに適した再フォーマット化を該生画像データに対して行う。具体的には、ドライバコントローラ2029は、生画像データを再フォーマット化し、ラスターに似たフォーマットを有するデータ流にする。このため、該データ流は、ディスプレイアレイ2030全体を走査するのに適した時間的順序を有している。次に、ドライバコントローラ2029は、フォーマット化された情報をアレイドライバ2022に送る。ドライバコントローラ2029(例えば、LCDコントローラ、等)は、独立型集積回路(IC)としてシステムプロセッサ2021と関係していることがしばしばあるが、これらのコントローラは、数多くの方法で実装することができる。例えば、これらのコントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ2021内に埋め込むこと、ソフトウェアとしてプロセッサ2021内に埋め込むこと、又は、アレイドライバ2022とともにハードウェア内に完全に組み込むことができる。
一般的には、アレイドライバ2022は、フォーマット化された情報をドライバコントローラ2029から受け取り、映像データを再フォーマット化して平行する一組の波形にする。これらの波形は、ディスプレイのx−y画素行列から来る何百ものそして時には何千ものリード線に対して1秒間に何回も加えられる。
1つの実施形態においては、ドライバコントローラ2029、アレイドライバ2022、及びディスプレイアレイ2030は、本出願明細書において説明されているあらゆる型のディスプレイに関して適している。例えば、1つの実施形態においては、ドライバコントローラ2029は、従来のディスプレイコントローラ又は双安定表示ディスプレイコントローラ(例えば、インターフェロメトリックモジュレータコントローラ、等)である。もう1つの実施形態においては、アレイドライバ2022は、従来のドライバ又は双安定表示ディスプレイドライバ(インターフェロメトリックモジュレータディスプレイ、等)である。1つの実施形態においては、ドライバコントローラ2029は、アレイドライバ2022と一体化されている。該1つの実施形態は、携帯電話、腕時計、及びその他の小型ディスプレイ等のような高度に一体化されたシステムにおいて共通する実施形態である。さらに別の実施形態においては、ディスプレイアレイ2030は、典型的なディスプレイアレイ又は双安定表示ディスプレイアレイ(インターフェロメトリックモジュレータアレイを含むディスプレイ、等)である。
1つの実施形態においては、ドライバコントローラ2029、アレイドライバ2022、及びディスプレイアレイ2030は、本出願明細書において説明されているあらゆる型のディスプレイに関して適している。例えば、1つの実施形態においては、ドライバコントローラ2029は、従来のディスプレイコントローラ又は双安定表示ディスプレイコントローラ(例えば、インターフェロメトリックモジュレータコントローラ、等)である。もう1つの実施形態においては、アレイドライバ2022は、従来のドライバ又は双安定表示ディスプレイドライバ(インターフェロメトリックモジュレータディスプレイ、等)である。1つの実施形態においては、ドライバコントローラ2029は、アレイドライバ2022と一体化されている。該1つの実施形態は、携帯電話、腕時計、及びその他の小型ディスプレイ等のような高度に一体化されたシステムにおいて共通する実施形態である。さらに別の実施形態においては、ディスプレイアレイ2030は、典型的なディスプレイアレイ又は双安定表示ディスプレイアレイ(インターフェロメトリックモジュレータアレイを含むディスプレイ、等)である。
入力デバイス2048は、ユーザーが典型的ディスプレイデバイス2040の動作を制御するのを可能にするデバイスである。1つの実施形態においては、入力デバイス2048は、キーパッド(QWERTYキーボード又は電話のキーパッド、等)、ボタン、スイッチ、タッチ画面、感圧膜、感熱膜、等を含む。1つの実施形態においては、マイク2046は、典型的ディスプレイデバイス2040の入力デバイスである。データをデバイスに入力するためにマイク2046を使用時には、ユーザーは、典型的ディスプレイデバイス2040の動作を制御するための音声コマンドを使用することができる。
電源2050は、当業界においてよく知られている様々なエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば、1つの実施形態においては、電源2050は、充電可能な電池(例えば、ニッカド電池又はリチウムイオン電池、等)である。もう1つの実施形態においては、電源2050は、再生可能なエネルギー源、コンデンサ、又は太陽電池(例えば、プラスチック太陽電池、太陽電池塗料、等)である。別の実施形態においては、電源2050は、コンセントから電力を受け取るように構成されている。
いくつかの実装においては、制御プログラマビリティは、上述されているように、電子ディスプレイシステム内の数カ所に配置することができるドライバコントローラ内に常駐する。いくつかの事例においては、制御プログラマビリティは、アレイドライバ2022内に常駐する。当業者は、上述した最適化はあらゆる数のハードウェア及び/又はソフトウエアコンポーネントにおいて及び様々なコンフィギュレーションで実装できることを認識することになる。
上記において例示及び説明されている実施形態は、例を示すことのみを目的として提供されている。当業者は、本出願明細書において示されている教義の精神及び適用範囲から逸脱せずに、本出願明細書において提示されている実施形態に対して様々な変更及び修正を行うことができる。
Claims (36)
- ディスプレイデバイスであって、
基板上において形成されたインターフェロメトリックモジュレータアレイと、
バックプレートと、
前記基板と前記バックプレートとの間に配置されたシールであって、前記基板及び前記バックプレートをいっしょに密封して前記インターフェロメトリックモジュレータアレイを実装するシールと、
前記アレイと前記バックプレートとの間に配置された1つ以上のスペーサーであって、前記バックプレートが前記アレイに接触するのを防止する1つ以上のスペーサーと、を具備するディスプレイデバイス。 - 前記基板は、少なくとも部分的に透明及び/又は半透明であって、前記インターフェロメトリックモジュレータは、前記基板の前記透明及び/又は半透明部分を通じて光を反射させるように構成されている、請求項1に記載のディスプレイデバイス。
- 前記バックプレートは、凹所付きキャップを具備する、請求項1に記載のディスプレイデバイス。
- 前記バックプレートは、ガラスのバックプレートを具備する、請求項1に記載のディスプレイデバイス。
- 前記バックプレートは、乾燥剤を具備する、請求項1に記載のディスプレイデバイス。
- 前記シールは、密封性シールを具備する、請求項1に記載のディスプレイデバイス。
- 前記シールは、乾燥剤を具備する、請求項1に記載のディスプレイデバイス。
- 前記1つ以上のスペーサーは、乾燥剤を具備する、請求項1に記載のディスプレイデバイス。
- 前記1つ以上のスペーサーは、規則的に間隔があけられている、請求項1に記載のディスプレイデバイス。
- 前記1つ以上のスペーサーは、不規則な間隔で配置されている請求項1に記載のディスプレイデバイス。
- 前記インターフェロメトリックモジュレータと電気的に通じているプロセッサであって、画像データを処理するように構成されているプロセッサと、
前記プロセッサと電気的に通じているメモリデバイスと、を具備する、請求項1に記載のディスプレイデバイス。 - 少なくとも1つの信号を前記インターフェロメトリックモジュレータに送るように構成されたドライバ回路をさらに具備する、請求項11に記載のディスプレイデバイス。
- 前記画像データのうちの少なくとも一部分を前記ドライバ回路に伝送するように構成されたコントローラをさらに具備する、請求項12に記載のディスプレイデバイス。
- 前記画像データを前記プロセッサに伝送するように構成された画像ソースモジュールをさらに具備する、請求項11に記載のディスプレイデバイス。
- 前記画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、及び送信機のうちの少なくとも1つを具備する、請求項14に記載のディスプレイデバイス。
- 入力データを受け取りさらに前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに具備する、請求項11に記載のディスプレイデバイス。
- ディスプレイデバイスを製造する方法であって、
インターフェロメトリックモジュレータアレイを基板上に提供することと、
1つ以上のスペーサーを前記基板上に配置することと、
前記基板上にバックプレートを密封してディスプレイデバイスを形成させることであって、前記1つ以上のスペーサーは、前記バックプレートが前記アレイに接触するのを防止すること、とを具備する方法。 - 前記基板は、少なくとも部分的に透明及び/又は半透明であって、前記インターフェロメトリックモジュレータは、前記基板の前記透明及び/又は半透明部分を通じて光を反射させるように構成されている、請求項17に記載の方法。
- 前記バックプレートは、凹所付きキャップを具備する、請求項17に記載の方法。
- 前記バックプレートは、ガラスのバックプレートを具備する、請求項17に記載の方法。
- 前記バックプレートは、乾燥剤を具備する、請求項17に記載の方法。
- 前記基板上にバックプレートを密封することは、密封性シールを形成させる、請求項17に記載の方法。
- 前記スペーサーのうちの少なくとも1つは、乾燥剤を具備する、請求項17に記載の方法。
- 前記1つ以上のスペーサーは、複数の規則的な間隔で配置されたスペーサーを具備する、請求項17に記載の方法。
- 前記1つ以上のスペーサーは、複数の不規則な間隔で配置されたスペーサーを具備する、請求項17に記載の方法。
- 請求項17に記載の方法によって製造されたディスプレイデバイス。
- ディスプレイデバイスであって、
光が自己の内部を透過するようにするための透過性手段と、
前記透過性手段内を透過した光を変調するための変調手段と、
前記変調手段を被覆するための被覆手段と、
パッケージを形成させるために前記透過性手段と前記被覆手段との間に配置された密封手段と、
前記変調手段及び被覆手段が前記ディスプレイデバイス内において互いに接触するのを防止するための間隔保持手段と、を具備するディスプレイデバイス。 - 前記透過性手段は、透明な基板を具備する、請求項27に記載のディスプレイデバイス。
- 前記変調手段は、インターフェロメトリックモジュレータアレイを具備する、請求項27に記載のディスプレイデバイス。
- 前記被覆手段は、バックプレートを具備する、請求項27に記載のディスプレイデバイス。
- 前記密封手段は、接着シールを具備する、請求項27に記載のディスプレイデバイス。
- 前記間隔保持手段は、前記透過性手段上または前記被覆手段上において製作されたスペーサーを具備する、請求項27に記載のディスプレイデバイス。
- 前記被覆手段は、凹所付きキャップを具備する、請求項27に記載のディスプレイデバイス。
- 前記被覆手段は、乾燥剤を具備する、請求項27に記載のディスプレイデバイス。
- 前記密封手段は、複数の均一な間隔で配置されたスペーサーを具備する、請求項27に記載のディスプレイデバイス。
- 前記密封手段は、複数の不規則な間隔で配置されたスペーサーを具備する、請求項27に記載のディスプレイデバイス。
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