用于具有加强物质的显示装置的系统和方法

专利名称：用于具有加强物质的显示装置的系统和方法
技术领域：
本发明的技术领域涉及微机电系统(MEMS)。更具体来说，本发明涉及具有诸如干燥剂等加强物质的干涉式调制器。
背景技术：
微机电系统(MEMS)包括微机械元件、激励器及电子元件。微机械元件可采用沉积、蚀刻或其他可蚀刻掉衬底及/或所沉积材料层的若干部分或可添加若干层以形成电和机电装置的微机械加工工艺制成。一种类型的MEMS装置被称为干涉式调制器。如本文所用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器是指一可利用光学干涉原理选择性吸收及/或反射光的装置。在一些实施例中，一干涉式调制器可包括一对导电板，其中之一或二者可为完全或部分透明及/或具反射性且能够在施加一适当电信号后发生相对运动。在一特定实施例中，一个板可包括一沉积于一衬底上的静止层且另一个板可包括一通过一空气间隙与该静止层隔开的金属膜。如本文之详述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射于干涉式调制器上的光的光学干涉现象。上述装置具有广泛的应用范围，且在此项技术中，利用及/或修改这些类型装置的特性、以使其性能可用于改善现有产品及制造目前尚未开发的新产品将颇为有益。

发明内容
本发明的一个实施例是一包括下述的显示装置一透明衬底；一干涉式调制器，其经构造以调制透射穿过所述透明衬底的光；一背板，其密封至所述透明衬底上以形成一封装，其中所述干涉式调制器位于所述封装内部；以及一加强物质，其与所述背板接触，其中所述加强物质经构造以对所述背板提供结构性支撑。
本发明的另一实施例是一包括下述的显示装置用于透射光的透射构件；用于对透射穿过所述透射构件的光进行调制的调制构件；密封至所述透射构件以形成一封装的覆盖构件，其中所述调制构件位于所述封装内部；以及用于加强所述背板的加强构件。
本发明的再一实施例是一种制造一显示装置的方法，其包括提供一透明衬底，所述衬底包括一经构造以调制透射穿过所述透明衬底的光的干涉式调制器；提供一背板，所述背板经构造以安装至所述透明衬底上；将一加强物质施于所述背板，其中所述加强物质经构造以对所述背板提供结构性支撑；以及将所述背板密封至所述透明衬底上。
本发明的另一实施例是一根据下述方法制造的显示装置提供一透明衬底，所述衬底包括一经构造以调制透射穿过所述透明衬底的光的干涉式调制器；提供一背板，所述背板经构造以安装至所述透明衬底上；将一加强物质施于所述背板，其中所述加强物质经构造以对所述背板提供结构性支撑；以及将所述背板密封至所述透明衬底上。


图1为一等轴图，其显示一干涉式调制器显示器的一实施例的一部分，其中一第一干涉式调制器的一可移动反射层处于一释放位置，且一第二干涉式调制器的一可移动反射层处于一受激励位置。
图2为一系统方块图，其显示一包含一3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一实施例。
图3为图1所示干涉式调制器的一实例性实施例的可移动镜位置与所施加电压的关系图。
图4为一组可用于驱动干涉式调制器显示器的行和列电压的示意图。
图5A显示在图2所示的3×3干涉式调制器显示器中的一个实例性显示数据帧。
图5B显示可用于写入图5A所示帧的行信号及列信号的一个实例性时序图。
图6A为一显示装置的实施例的系统方块图。
图6B为一系统方块图，其显示一显示装置的一实施例的某些组件。
图7A为图1所示装置的剖面图。
图7B为一干涉式调制器的一替代实施例的剖面图。
图7C为一干涉式调制器的另一替代实施例的剖面图。
图8以示意图形式显示了一具有一电子显示器的无线电话手持装置的一实施例的正视图。
图9以示意图形式显示了一电子显示器的一实施例的立体图。
图10以示意图形式显示了通过图9线3-3所取的一电子显示器的实施例的剖面图。
图11以示意图形式显示了通过图9线3-3所取的一电子显示器的第一替代实施例的剖面图。
图12以示意图形式显示了一或多个如何使加强物质可用于增加对背板的支撑或增加背板整体性的实施例。
图13以示意图形式显示了如何可使加强物质增加对背板的支撑的一替代实施例。
图14A以示意图形式显示了可如何构造一加强物质的实施例。
图14B以示意图形式显示了可如何构造一加强物质的另一实施例。
图14C以示意图形式显示了可如何构造一加强物质的又一实施例。
图14D以示意图形式显示了可如何构造一加强物质的再一实施例。
图15A是一曲线图，其显示了一种长期作用干燥剂HiCap2800TM干燥剂的吸水速度。
图15B是一曲线图，其显示了一种快速作用的干燥剂Bondline ZeoliteTM干燥剂的吸水速度。
图16是一曲线图，其中比较了ZeoliteTM和StayDry HiCapTM干燥剂的重量增加百分比。
具体实施例方式
下文说明是针对本发明的某些具体实施例。不过，本发明可通过许多种不同的方式实施。在本说明中，会参照附图，在附图中，相同的部件自始至终使用相同的编号标识。根据以下说明容易看出，本发明可在任一构造用于显示图像-无论是动态图像(例如视频)还是静态图像(例如静止图像)，无论是文字图像还是图片图像-的装置中实施。更具体而言，本发明可在例如(但不限于)以下等众多种电子装置中实施或与这些电子装置相关联移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式计算机或便携式计算机、GPS接收器/导航器、照像机、MP3播放器、摄录机、游戏机、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)、驾驶舱控制装置及/或显示器、照相机景物显示器(例如车辆的后视照相机显示器)、电子照片、电子告示牌或标牌、投影仪、建筑结构、包装及美学结构(例如一件珠宝的图像显示器)。与本文所述MEMS装置具有类似结构的MEMS装置也可用于非显示应用，例如用于电子切换装置。
在一些方面，本发明是一种位于一干涉式调制器封装中的一背板表面上的加强物质。该物质的加强特性可通过各种方式达成。例如，该加强物质可填充所述背板中的各种差异或缺陷并由此提供额外的结构性支撑。或者，加强物质本身可形成一加强结构，从而可对背板增加额外的强度。此可允许使用较薄的背板。在一实施例中，加强物质为一干燥剂。在另一实施例中，干燥剂是一种长期作用或长效干燥剂，尽管其不一定会立即吸收大量的水分，但能够在一较长时期内吸收水分。在一些实施例中，干燥剂被覆以一屏障以减少暴露于干燥剂的水分量并由此延长此干燥剂的有效使用寿命。在一些实施例中，将干燥剂选择性定位于背板上以增强对背板上薄弱点的支撑，例如，其可定位于背板拐角处。制造及使用该等实施例的方法也涵盖于本发明中。
图1中显示一个含有一干涉式MEMS显示元件的干涉式调制器显示器实施例。在这些装置中，像素处于亮状态或暗状态。在亮(开(on)或打开(open))状态下，显示元件将入射可见光的一大部分反射至用户。在处于暗(关(off)或关闭(closed))状态下时，显示元件几乎不向用户反射入射可见光。视不同的实施例而定，可颠倒“开”与“关”状态的光反射性质。MEMS像素可构造成主要在所选色彩下反射，以除黑色和白色之外还可实现彩色显示。
图1为一等轴图，其显示一视觉显示器的一系列像素中的两相邻像素，其中每一像素包含一MEMS干涉式调制器。在某些实施例中，一干涉式调制器显示器包含一由这些干涉式调制器构成的行/列阵列。每一干涉式调制器包括一对反射层，该对反射层定位成彼此相距一可变且可控的距离，以形成一至少具有一个可变尺寸的光学谐振空腔。在一实施例中，其中一个反射层可在两个位置之间移动。在本文中称为弛豫状态的第一位置上，该可移动层的位置距离一固定的局部反射层相对远。在第二位置上，该可移动层的位置更近地靠近该局部反射层。根据可移动反射层的位置而定，从这两个层反射的入射光会以相长或相消方式干涉，从而形成各像素的总体反射或非反射状态。
在图1中显示的像素阵列部分包括两个相邻的干涉式调制器12a和12b。在左侧的干涉式调制器12a中，显示一可移动的高度反射层14a处于一弛豫位置，该弛豫位置距一固定的局部反射层16a一预定距离。在右侧的干涉式调制器12b中，显示一可移动的高度反射层14b处于一受激励位置处，该受激励位置靠近固定的局部反射层16b。
固定层16a、16b导电、局部透明且局部为反射性，并可通过例如在一透明衬底20上沉积将一个或多个各自为铬及氧化铟锡的层而制成。所述各层被图案化成平行条带，且可形成一显示装置中的行电极，如将在下文中所进一步说明。可移动层14a、14b可形成为由沉积在支柱18顶部的一或多个沉积金属层(与行电极16a、16b正交)及一沉积在支柱18之间的中间牺牲材料构成的一系列平行条带。在牺牲材料被蚀刻掉以后，这些可变形的金属层14a、14b与固定的金属层通过一规定的气隙19隔开。这些可变形层可使用一具有高度导电性及反射性的材料(例如铝)，且该些条带可形成一显示装置中的列电极。
在未施加电压时，空腔19保持位于层14a、16a之间，且可变形层处于如图1中像素12a所示的一机械弛豫状态。然而，在向一所选行和列施加电位差之后，在所述行和列电极相交处的对应像素处形成的电容器被充电，且静电力将这些电极拉向一起。如果电压足够高，则可移动层发生形变，并被压到固定层上(可在固定层上沉积一介电材料(在该图中未示出)，以防止短路，并控制分隔距离)，如图1中右侧的像素12b所示。无论所施加的电位差极性如何，该行为均相同。由此可见，可控制反射与非反射像素状态的行/列激励与传统的LCD及其他显示技术中所用的行/列激励在许多方面相似。
图2至图5B显示一个在一显示应用中使用一干涉式调制器阵列的实例性过程及系统。
图2为一系统方框图，该图显示一可体现本发明各方面的电子装置的一个实施例。在该实例性实施例中，所述电子装置包括一处理器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。按照业内惯例，可将处理器21配置成执行一个或多个软件模块。除执行一个操作系统外，还可将该处理器配置成执行一个或多个软件应用程序，包括网页浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
在一实施例中，处理器21还配置成与一阵列控制器22进行通信。在一实施例中，阵列控制器22包括向一显示阵列或面板30提供信号的一行驱动电路24及一列驱动电路26。图1中所示的阵列剖面图在图2中以线1-1示出。对于MEMS干涉式调制器，所述行/列激励协议可利用图3所示的这些装置的滞后性质。其可能需要例如一10伏的电位差来使一可移动层自弛豫状态变形至受激励状态。然而，当所述电压自该值降低时，在所述电压降低回至10伏以下时，所述可移动层将保持其状态。在图3的实例性实施例中，在电压降低至2伏以下之前，可移动层不会完全弛豫。因此，在图3所示的实例中，存在一大约为3-7伏的电压范围，在该电压范围内存在一施加电压窗口，在该窗口内所述装置稳定在弛豫或受激励状态。在本文中将其称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于一具有图3所示滞后特性的显示阵列而言，行/列激励协议可设计成在行选通期间，向所选通行中将被激励的像素施加一约10伏的电压差，并向将被弛豫的像素施加一接近0伏的电压差。在该选通后，所述像素暴露于约5伏特的稳态电压差以使其保持于行选通脉冲使其所处的状态。在写入后，每一像素都会具有一处于本实例中3-7伏特“稳定窗口”内的电位差。该特性使图1所示的像素设计在相同的所施加电压条件下稳定在一既有的激励状态或弛豫状态。由于干涉式调制器的每一像素，无论处于激励状态还是弛豫状态，实质上均是一由所述固定反射层及移动反射层所构成的电容器，因此，该稳定状态可在一滞后窗口内的电压下得以保持而几乎不消耗功率。如果所施加的电位恒定，则基本上没有电流流入像素。
在典型应用中，可通过根据第一行中所期望的一组受激励像素确定一组列电极而形成一显示帧。此后，将一行脉冲施加于第1行的电极，从而激励与所确定的列线对应的像素。此后，将所确定的一组列电极变成与第二行中所期望的一组受激励像素对应。此后，将一脉冲施加于第2行的电极，从而根据所确定的列电极来激励第2行中的相应像素。第1行的像素不受第2行的脉冲的影响，因而保持其在第1行的脉冲期间所设定到的状态。可按顺序性方式对全部系列的行重复上述步骤，以形成所述的帧。通常，通过以某一所期望帧数/秒的速度连续重复该过程来用新显示数据刷新及/或更新这些帧。还有很多种用于驱动像素阵列的行及列电极以形成显示帧的协议也为人们所熟知，且可用于本发明。
图4、5A及图5B显示一种用于在图2所示的3×3阵列上形成一显示帧的可能的激励协议。图4显示一组可用于具有图3所示滞后曲线的像素的可能的行及列电压电平。在图4的实施例中，激励一像素包括将适当的列设定至-Vbias，并将适当的行设定至+ΔV，其可分别对应于-5伏及+5伏。弛豫像素则是通过将适当的列设定至+Vbias并将适当的行设定至相同的+ΔV、由此在所述像素两端形成一0伏的电位差来实现。在那些其中行电压保持0伏的行中，像素稳定于其最初所处的状态，而与该列处于+Vbias还是-Vbias无关。同样如在图4中所示，应了解，可使用极性与上述极性相反的电压，例如激励一像素可包括将相应的列设定至+Vbias、并将相应的行设定至ΔV。在该实施例中，释放像素是通过将相应的列设定至-Vbias并将相应的行设定至相同的-ΔV、由此在所述像素两端形成一0伏的电位差来实现。
图5B为一显示一系列行及列信号的时序图，该些信号施加于图2所示的3×3阵列，其将形成图5A所示的显示布置，其中受激励像素为非反射性。在写入图5A所示的帧之前，像素可处于任何状态，在该实例中，所有的行均处于0伏，且所有的列均处于+5伏。在这些所施加电压下，所有的像素稳定于其现有的受激励状态或弛豫状态。
在图5A所示的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)及(3，3)受到激励。为实现这一效果，在第1行的一“行时间”期间将第1列及第2列设定为-5伏，将第3列设定为+5伏。此不会改变任何像素的状态，因为所有像素均保持处于3-7伏的稳定窗口内。此后，通过一自0伏上升至5伏然后又下降回至0伏的脉冲来选通第1行。由此激励像素(1，1)和(1，2)并使像素(1，3)弛豫。阵列中的其它像素均不受影响。为将第2行设定为所期望状态，将第2列设定为-5伏，将第1列及第3列设定为+5伏。此后，向第2行施加相同的选通脉冲将激励像素(2，2)并使像素(2，1)和(2，3)弛豫。同样，阵列中的其它像素均不受影响。类似地，通过将第2列和第3列设定为-5伏，并将第1列设定为+5伏对第3行进行设定。第3行的选通脉冲将第3行像素设定为图5A所示的状态。在写入帧之后，行电位为0，而列电位可保持在+5或-5伏，且此后显示将稳定于图5A所示的布置。应了解，可对由数十或数百个行和列构成的阵列使用相同的程序。还应了解，用于实施行和列激励的电压的定时、顺序及电平可在以上所述的一般原理内变化很大，且上述实例仅为实例性，任何激励电压方法均可与本文所述的系统及方法一起使用。
图6A及6B为显示一显示装置40的一实施例的系统方块图。显示装置40例如可为蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍有差异的组件也可说明不同类型的显示装置，例如电视或便携式媒体播放器。
显示装置40包括一外壳41、一显示器30、一天线43、一扬声器44、一输入装置48及一麦克风46。外壳41通常由所属技术领域的技术人员所熟知的许多种制造工艺中的任何一种制成，包括注射成型及真空成形。另外，外壳41可由许多种材料中的任何一种制成，包括但不限于塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷、或其组合。在一实施例中，外壳41包括可与其它具有不同颜色或包含不同标志、图片或符号的可移动部分互换的可移动部分(未示出)。
实例性显示装置40的显示器30可为众多种显示器中的任一种，包括本文所述的双稳显示器。在其它实施例中，显示器30包括例如上文所述的等离子体显示器、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD等平板显示器、或例如CRT或其它管式装置等非平板显示器，此为所属技术领域的技术人员所熟知。然而，为阐释本发明之目的，显示器30包括一如本文所述的干涉式调制器显示器。
图6B示意性地显示实例性显示装置40的一实施例中的组件。所示实例性显示客户机40包括一外壳41且可包括其他至少部分地封闭在外壳41内的组件。例如，在一实施例中，实例性显示装置40包括一网络接口27，该网络接口27包括一耦接至一收发器47的天线43。收发器47连接至处理器21，处理器21又连接至调节硬件52。调节硬件52可配置成对一信号进行调节(例如对一信号进行滤波)。调节硬件52连接至一扬声器44及一麦克风46。处理器21还连接至一输入装置48及一驱动控制器29。驱动控制器29耦接至一帧缓冲器28并耦接至阵列驱动器22，阵列驱动器22又耦接至一显示阵列30。一电源50根据该特定实例性显示装置40的设计的要求向所有组件提供功率。
网络接口27包括天线43及收发器47，以使实例性显示装置40可通过网络与一个或多个装置进行通信。在一实施例中，网络接口27还可具有某些处理功能，以降低对处理器21的要求。天线43为所属技术领域的技术人员已知的任一种用于发射和接收信号的天线。在一实施例中，该天线根据IEEE 802.11标准(包括IEEE 802.11(a)，(b)，或(g))来发射及接收RF信号。在另一实施例中，该天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准来发射及接收RF信号。倘若为蜂窝式电话，则该天线被设计成接收CDMA、GSM、AMPS或其他用于在无线移动电话网络中进行通信的已知信号。收发器47对自天线43接收的信号进行预处理，以使其可由处理器21接收及进一步处理。收发器47还处理自处理器21接收到的信号，以使其可通过天线43自实例性客户机40发射。
在一替代实施例中，收发器47可由一接收器替代。在另一替代实施例中，网络接口27可由一可存储或产生拟发送至处理器21的图像数据的图像源替代。例如，该图像源可为一含有图像数据的数字视频光盘(DVD)或硬盘驱动器、或一产生图像数据的软件模块。
处理器21通常控制实例性显示装置40的总体运行。处理器21自网络接口27或一图像源接收数据(例如压缩的图像数据)，并将该数据处理成原始图像数据或处理成一种易于处理成原始图像数据的格式。然后，处理器21将处理后的数据发送至驱动控制器29或发送至帧缓冲器28进行存储。原始数据通常是指可识别一图像内每一位置处的图像特性的信息。例如，所述图像特性可包括颜色、饱和度及灰度级。
在一实施例中，处理器21包括一微控制器、CPU、或用于控制实例性显示装置40的运行的逻辑单元。调节硬件52通常包括用于向扬声器44发送信号及从麦克风46接收信号的放大器及滤波器。调节硬件52可为实例性显示装置40内的离散组件，或者可并入处理器21或其他组件内。
驱动控制器29直接自处理器21或自帧缓冲器28获取由处理器21产生的原始图像数据，并适当地将原始图像数据重新格式化以便高速传输至阵列驱动器22。具体而言，驱动控制器29将原始图像数据重新格式化成一具有光栅状格式的数据流，以使其具有一适合于扫描显示阵列30的时间次序。然后，驱动控制器29将格式化后的信息发送至阵列驱动器22。尽管一驱动控制器29(例如一LCD控制器)通常作为一独立的集成电路(IC)与系统处理器21相关联，但这些控制器可按许多种方式进行构建。其可作为硬件嵌入于处理器21中、作为软件嵌入于处理器21中、或以硬件形式与阵列驱动器22完全集成。
阵列驱动器22自驱动控制器29接收格式化后的信息并将视频数据重新格式化成一组平行的波形，该组平行的波形每秒许多次地施加至来自显示器的x-y像素矩阵的数百条、有时数千条引线。
在一实施例中，驱动控制器29、阵列驱动器22、及显示阵列30适用于本文所述的任一类型的显示器。举例而言，在一实施例中，驱动控制器29是一传统的显示控制器或一双稳显示控制器(例如一干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22为一传统驱动器或一双稳显示驱动器(例如一干涉式调制器显示器)。在一实施例中，一驱动控制器29与阵列驱动器22集成在一起。这种实施例在例如蜂窝式电话、手表及其他小面积显示器等高度集成的系统中很常见。在又一实施例中，显示阵列30是一典型的显示阵列或一双稳显示阵列(例如一包含一干涉式调制器阵列的显示器)。
输入装置48使用户能够控制实例性显示装置40的运行。在一实施例中，输入装置48包括一小键盘(例如一QWERTY键盘或一电话小键盘)、一按钮、一开关、一触敏屏幕、一压敏或热敏膜。在一实施例中，麦克风46为实例性显示装置40的一输入装置。当使用麦克风46向该装置输入数据时，可由用户提供语音命令来控制实例性显示装置40的运行。
电源50可包括所属技术领域中各种已知的能量存储装置。例如，在一实施例中，电源50是一可再充电式电池，例如一镍-镉电池或锂离子电池。在另一实施例中，电源50为一可再生能源、电容器或太阳能电池，包括一塑料太阳能电池及太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50构造成从墙上的插座接收电力。
在某些实施方案中，控制可编程性如上文所述存在于一驱动控制器中，该驱动控制器可位于电子显示系统中的数个位置上。在某些情形中，控制可编程性存在于阵列驱动器22中。所属技术领域的技术人员将知，可在任意数量的硬件及/或软件组件中及在不同的构造中实施上述优化。
按照上述原理运行的干涉式调制器的详细结构可千变万化。例如，图7A-7C显示移动镜结构的三种不同实施例。图7A为图1所示实施例的剖面图，其中在正交延伸的支撑件18上沉积一金属材料条带14。在图7B中，可移动的反射材料14仅在拐角处在系链32上附接至支撑件。在图7C中，可移动反射材料14悬吊在一可变形层34上。由于反射材料14的结构设计及所用材料可在光学特性方面得到优化，且可变形层34的结构设计和所用材料可在所期望机械特性方面得到优化，因此该实施例具有若干优点。在许多公开文件中，包括例如第2004/0051929号美国公开申请案中，描述了各种不同类型干涉装置的生产。可使用很多种人们所熟知的技术来制成上述结构，此包括一系列材料沉积、图案化及蚀刻步骤。
如上所述，在某些实施例中，本发明可用于诸如无线电话、个人数据助理、计算机监视器、数字式音乐播放器等便携式电子装置的电子显示器中。图8显示了一具有一电子显示器120的无线电话手持装置110。在该图示中，电子显示器120正在显示电话号码“555-1212”。
电子显示器120可为任何类型的显示器，包括发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或一干涉式调制器(IMOD)的直接观察电子显示器。
图10显示了图9所示显示器120的立体图。如图所示，显示器120具有一透明前表面125、一密封剂128及一背板130。如下文所述，用于特定显示技术的电子装置位于显示器110内部以及在透明前表面125和背板130之间。例如，显示器内部可以是用于LED、OLED或IMOD显示器的电子装置。
基于MEMS(微机电系统)技术的干涉式显示器是可用于电子显示应用(例如，无线电话手持装置)中的空间光调制器。干涉式调制器可通过控制到达一调制器表面的光的自干涉来调制光。例如，美国专利第5,835,255号揭示了一个干涉式调制器实例，该案全文以引用方式并入本文中。
加强物质尽管可将背板130的尺寸最小化以允许使用较小的显示装置，但此会使较薄的背板可能会相对较薄弱。此外，某些制造工艺可在背板上留下微小缺陷，此也会使结构变得薄弱。因此，人们期望更强的背板以允许使用更小的装置。此外，应了解，每一种上述显示器类型对水分的敏感性均各不相同。因此，较佳可提供降低可与装置接触的水分的量的手段。
如上所述，本发明的一些方面涉及具有加强物质的电子显示器的制造及封装。加强物质经构造以增强对封装的结构性支撑。加强物质还可经构造以吸收在制造完显示器封装后透过显示器封装的水分子，例如，其可为一干燥剂。熟习此项技术的技术人员应了解，干燥剂可在显示器封装内维持一低湿度环境并防止水蒸汽对显示器电子装置的运行造成不利影响。此将在下文中进一步详细说明。
干涉式调制器通常包括一透明衬底(例如玻璃)以及运动部件(其中具有保护空间以用于运动)。图10显示了一干涉式调制器的基本封装结构的示意图，但应了解，本发明并不局限于封装一特定类型的显示器或使用一特定衬底材料，例如玻璃。如图10中所示，一基本封装结构包括透明衬底125及背板或“帽”130。该等组件通过密封剂128组合在一起，且提供了形成于该两个组件之间的一空腔135。在空腔135内及毗邻透明衬底125处是一干涉式调制器140。如图所示，空腔135也可通过使用一具有凹陷空腔的背板玻璃来提供。使用凹陷空腔135可使密封剂材料128相对较薄，且不会由此成为导致水蒸汽传递的原因。一替代封装结构显示于图11中。
透明衬底125可为任何能够在其上建置显示电子装置(例如一薄膜MEMS装置)的透明物质。此等透明物质包括但不限于玻璃、塑料及透明聚合物。图像是通过用作一成像表面的衬底125进行显示。干涉式调制器阵列可包含膜调制器或可分离类型的调制器。此等装置的实例阐述于授予Miles的美国专利第5,835,255号中。所属技术领域的技术人员将了解，背板130可由任一合适材料制成，例如由玻璃、金属、箔、聚合物、塑料、陶瓷或半导体材料(例如硅)制成。
干涉式调制器140可为一膜调制器或可分离类型的调制器。此等装置的实例阐述于授予Miles的美国专利第5,835,255号中，此案全文以引用的方式并入本文中。
所属技术领域的人员将了解，背板130可单独地足够坚固从而使封装系统的整体性不会在装置的制造或使用过程中受到影响。然而，如下文所详细论述，背板的尺寸、形状、组成及其它特性可视封装内是否存在加强物质而有所改变。尤其当移动至较大的显示器对角时，加强封装可允许制造相对较薄的显示器。此外，加强封装可在将中等压力施加于背板时使具有凹陷的玻璃维持约100-200微米的最小弯曲。因此，在某些其中采用加强物质的实施例中，背板可更薄，或可能不足以独立维持封装系统的结构整体性。在其它实施例中，加强物质可仅使系统增加额外强度或其它期望特性(例如干燥能力)或此两种特性。该背板130又可称为“背面”。应了解，本文所用术语“显示器”、“封装结构”和“封装”可互换使用。
通常提供密封剂或密封体128来接合透明衬底125和背板130以形成封装结构120。密封剂128通常为非气密性密封，例如传统的环氧基粘着剂。此外，密封剂128可由任何聚合物或塑料组合物制成。在一实施例中，密封剂128提供一气密性密封以防止水蒸汽和水分进入空腔135。在其它实施例中，密封体128可为聚异丁烯(有时称作丁基橡胶，另一些时候则称作PIB)、O形圈、聚氨基甲酸酯、薄膜金属焊、液体旋涂玻璃、钎料、以及水蒸汽渗透率范围约为0.2-4.7gmm/m2kPa天的其他类型的密封体。
如图10所示，在背板130与衬底125之间存在空腔135。一MEMS装置的移动部件(例如，如上所述的干涉式调制器阵列的可移动镜14a、14b)较佳具有一受到保护的空间，以使其可在所述空间中移动。如图10中所示，空腔135可通过使用具有一凹陷空腔的背板130来提供。
已了解，将额外加强物质添加于背板上可用于为背板提供额外强度，而不必需要一较厚背板所需的较大空间。
加强物质可自各种物质中选择。加强物质可为一环氧物质、一干燥剂或其某一组合。根据本发明揭示内容，所属技术领域的技术人员将能够确定适当的物质、其制备方法以使用方法。例如，可通过将CaO干燥剂或沸石干燥剂与一聚合物粘着剂混合在一起制备膏状物。干燥剂膏的一实例是市售Cookson HiCap2800TM干燥剂膏。此膏状物可经丝网印刷或分配于背板上。其可具有例如约50微米的薄层或各种形状及图案，如下文之详述。该膏状物可在分配之后加热及活化。另一种类型的膏状物(例如以沸石为主的膏状物)可以类似方式涂布，但在涂施后可不需加热或活化。如下文之详述，加强物质可为封装提供结构性支撑。该支撑可能是由于例如加强物质的强度和整体性、加强物质的形状、其与背板间相互作用的能力或加强物质所放置的位置或地点。这些选项将在下文中进行更为详细的论述。
例如，封装的整体性可通过填充背板中的孔洞或缝隙而得以改善。一些制造背板的方法包括研磨技术，其可能会对背板造成过度蚀刻或裂纹。背板中的这些缺陷可使背板变得薄弱且甚至会提供可能的途径而使水或其它环境物质通过其进入装置。尽管制造较厚的背板可克服此问题的某些方面，但此一制程会需要更多材料并使装置更大。然而，应了解，即使较厚背板也不一定会解决背板薄弱性问题及降低因使用及温度变化所致的玻璃中具有脆裂点的潜在可能性。可以设想，无论玻璃是厚(例如，＞约1.1mm)还是薄(例如，＜约0.7mm)，玻璃中的任何裂纹均会传播。此外，在整个制造过程中，背板中也可能会发生裂纹。为了减少此一裂纹发生的机会，可将加强物质148添加至背板130上以填充例如裂缝202或过度蚀刻部分204，例如，如图12所示。因此，在某些实施例中，加强物质可填充通过一背板的通道201或覆盖一裂纹202以防止其变得更大。在这些实施例中，加强物质148可为一干燥剂，然而，如果存在需要填充的通往外部气氛的孔洞，则干燥剂可能并非最佳选择。
在某些实施例中，裂纹或间隙本身即是可能发生断裂204的位置，可添加加强物质148以填充这些间隙。因此，可以此种方式向背板提供直接实体支撑。在此一实施例中，可使用任何可对背板提供支撑的物质，例如，一干燥剂。加强物质不一定总是向系统提供支撑，例如，填充于该等间隙中可能仅在有压力施加到系统上时减少这些部分发生变形的机会，由此减少使应力位于背板较薄区域的机会。
在一些实施例中，由加强物质提供的支撑是由于加强物质的结构或形状提供的。此形状相依性加强物质可通过各种实施例达成。在一实施例中，是由整个干燥剂部分的形状为背板增加支撑的。例如，可将一支撑物质板添加到背板上；由此有效地增加背板的厚度及强度(例如，如图10中所示的148)。或者，可将加强物质制成一凹面形状，从可产生一拱形加强物质，以进一步为背板增加支撑(例如，图13)。在一实施例中，加强物质经构造以降低任何各种因加强物质和背板的组合而引起的应力。因此，加强物质的形状可不具有任何或多个直角，且可使任何拐角均为圆角。添加至一背板上的加强物质(例如一干燥剂)可经构造以最小化可能的脆弱区域或可能经受由加强物质形成的任何直角所产生的裂缝的区域。此等实施例的实例示于图14A-14D中。加强物质形状中的直角会使系统中的力集中于背板上的一相对较小点上；因此，附装于不具有此等角的背板上的加强物质可减少自加强物质传递的任何力特别集中于背板上的机会。
在一些实施例中，将加强物质(例如，干燥剂)添加至可受益于额外加强的背板区域。例如，可将加强物质添加至背板中存在直角的地方或存在拐角的地方。例如，可将加强物质添加至背板中存在切口或两个平面相交之处。此一区域可被描述为背板的“薄弱点”。在一些实施例中，加强物质仅与背板的薄弱点相关联。在一些实施例中，加强物质主要与背板的薄弱点相关联。在一些实施例中，一半以上的加强物质位于一薄弱点相邻位置，例如50-60、60-70、70-80、80-90、90-95、95-100％的加强物质位于此位置。“相关联”可指材料的存在能够对特定薄弱点提供结构性支撑。在一些实施例中，加强物质位于薄弱点之上。在一些实施例中，人们在施加加强物质时使大部分加强物质与背板上的薄弱点相关联。
在一些实施例中，将碱石灰玻璃用于带凹陷的背板上。通常对玻璃进行蚀刻或喷砂处理以便为干燥剂产生凹陷区域。碱石灰玻璃的成本可较硼硅酸盐类型的玻璃为低。然而，碱石灰玻璃在受到应力及存在水时可能更易于断裂。使用干燥剂覆盖由碱石灰玻璃制成的带凹陷背板的表面可通过防止水分沉积于凹陷区域上而加强背板。碱石灰玻璃表面上的水的作用是可增加断裂速度，尤其当玻璃受到应力时，例如，在某些组装制程中。防止水分沉积于表面上的作用是可增强带凹陷玻璃的强度及减少在产品中形成断裂的机会。所属技术领域的技术人员将了解，碱石灰玻璃的特征是在水分与应力的组合条件下具有断裂倾向且其此一倾向高于其它物质。因此，带凹陷玻璃的表面上的干燥剂在组装过程中可通过减少存在的水分量而发挥增强或加强背板的作用。所属技术领域的技术人员将了解，在一些实施例中，可设想使一加强干燥剂结合于一碱石灰玻璃背板上。在一些实施例中，使用低成本及较薄弱背板，其可使用干燥剂或其它加强物质来加强。
在一些实施例中，加强物质与背板的膨胀特性相匹配。在一些实施例中，加强物质的热膨胀系数(“CTE”)与背板的热膨胀系数相匹配。因此，在一实施例中，CTE是相同的，此使得两个物体在受热或冷却时可以相同的速度膨胀，由此可防止或减少原本可在二者之间产生的应力。换言之，若背板和加强物质(例如，干燥剂)的CTE不匹配，则在加热或冷却装置时其中之一或二者可能会存在断裂或变形的风险。所属技术领域的技术人员将了解，装置在使用过程中或仅在制造过程中可能会受热，例如，在干燥剂或加强物质固化期间。所属技术领域的技术人员可通过将一层加强物质施加于背板上并加热二者来确定其CTE是否基本相同。如果在加热时产生应力(此可通过例如存在背板弯曲或背板断裂而观察到)，则表明CTE并非基本相同。
当热膨胀系数(“CTE”)不匹配时，可对加强物质加以构造以降低系数差所造成的负面影响(当然，如果CTE差对于期望装置而言是可接受的，则可不必这样做；而且，即使CTE近似相同或相同，也可以这样做)。该等构造的实例如图14A-14D中示。因此，人们可能希望优化对背板中缺陷的覆盖，例如，如图12所示，同时仍可跨越背板提供加强物质。例如，呈一环形的加强物质可环绕背板130内部部分周围提供结构性支撑，同时不覆盖背板的整个表面，此可导致一较大的力自加强物质施于背板上(例如，图14A)。或者，“X”或星形构造(例如，图14B)、螺旋形构造(图14C)或阵列、格栅或格子构造(图14D)也可提供额外的支撑，而不会较大程度地限制背板和支撑材料(例如，干燥剂)之间的相对运动。这些设计有助于减少所产生应力点的数量或降低背板上各点处的应力大小。在一较佳实施例中，该物质是干燥剂，且更佳为持久干燥剂。在一实施例中，可通过减小或最小化各部分加强材料的表面积与各部分加强材料的区域的周长之间的比率来减小CTE差的负面影响。
在一些实施例中，为背板提供一定量的支撑可使背板耐受由任何增加量的力或重量所引起的断裂的能力增加，例如增加1-10、10-30、30-50、50-80、80-100％或以上。在一些实施例中，添加加强物质允许降低背板厚度，例如，降低量可多达1-10、10-30、30-50、50-70、70-80、80-90％或以上。在一些实施例中，提供多个支撑层，例如，一用于堵塞任何孔洞或裂缝的首层，及一用于增加额外支撑及干燥剂能力的第二层。在一些实施例中，将加强材料施加于一表面上而非背板上。例如，若需要，可将加强物质施加于一密封体或一衬底的一部分上。
在一些实施例中，加强物质可呈固体形式(例如，一薄片形式)，且可通过“胶粘剂”或粘着剂与背板相关联。胶粘剂和加强物质可共同作用以对背板提供支撑。或者，其中之一或另一者可单独为背板提供支撑。例如，加强物质可为仅填充背板中的间隙或裂纹的粘着剂或环氧物质。在一些实施例中，呈固体形式的加强物质为一干燥剂薄层，其与一可将其附装于背板上的环氧共同作用以增加对背板的支撑。
以下论述使用干燥剂作为加强物质的实例；然而，根据本发明，所属技术领域的技术人员将了解，下文所述的各种实施例也可使用不是干燥剂的物质，并在适当时给出预测结果。同样，所属技术领域的技术人员将了解，任一上述实施例均可通过使用干燥剂作为加强物质来制造，但有些实施例可能比其它实施例更有利。
使用干燥剂作为加强物质一般而言，期望使渗透入封装结构内的水蒸汽最少化，由此控制显示器120内的环境，并对其进行气密性密封以确保所述环境保持恒定。一种气密性密封工艺的实例揭示于第6,589,625号美国专利中。当封装内的湿度超过一定程度而使由水分导致的表面张力变得高于显示器电子装置内可移动元件的恢复力时，可移动元件(例如，上述可移动镜14a、14b)可变成永久性粘着于表面上。
因此，在一些实施例中，加强物质是一干燥剂。此允许将一干燥剂密封于显示器120内。在该实施例中，干燥剂或干燥剂区域148的结构可形成于空腔135内部并附装于背板130上。干燥剂可附装至形成空腔135的背板130的表面131上。干燥剂区域可包括一干燥剂材料150、及一覆盖膜155。在一些实施例中，干燥剂是一固体或刚性干燥剂，其可直接为背板提供支撑。干燥剂区域148可用于具有气密性或非气密性密封剂的显示器中。在具有气密性密封体的显示器中，干燥剂区域可用于控制驻留于封装内部的水分，且还可用作背板130的密封剂。
在本发明的一些实施例中，干燥剂区域148跨越背板内表面的构造方式可最小化透过背板及进入空腔135的蒸汽泄漏量。在一些实施例中，干燥剂经构造以进一步增加由干燥剂所吸收的水分量，例如，一可使更大表面积的干燥剂暴露于内部气氛的形状。
在一实施例中，干燥剂材料经构造以作为一种贴片密封背板130中的任何泄漏孔洞。如上所述，带凹陷背板可能较不具有凹陷部分的背板薄弱，因此当其在制造过程中经受喷砂处理时可更易发生断裂。延展于表面上的干燥剂也可用来加强背板的结构可靠性(例如，图12)。倘若要将背板制得非常薄，则通过施加干燥剂材料而提供的加强可允许使用一较薄的背板，而当未施加此干燥剂来加强该背板材料时，此较薄背板原本会非常脆弱(例如，图12-14D)。这一点对于玻璃背板而言尤其如此。当背板由金属或箔或其它材料制成时，可使用干燥剂来帮助支撑所述材料以使其较不易弯曲并使其得到加强或以期望方式使其成形。如上所述，使干燥剂与背板的热膨胀系数相匹配也将增加最终产品的强度，这是因为其可减少二者之间在加热过程中可能产生的应力。此外，使用特定的干燥剂图案或构造(例如，图14A-14D)可进一步允许额外的结构性支撑、干燥剂能力及可能由干燥剂与背板间的CTE差异所致的应力的降低。
在一些实施例中，干燥剂可1)经构造以降低由干燥剂与背板间的CTE差异所致的应力，2)经构造以优化或延长干燥剂的干燥能力，及3)经构造以对背板提供结构性支撑。例如，在图14D中，一干燥剂贴片阵列允许1)背板的大部分表面受到干燥剂的支撑和加强，2)提供大量干燥剂，及3)仍然在干燥剂中提供间隙以使任何CTE差异沿干燥剂较长段表面不具有加和性且相反情况仅沿较短段发生。干燥剂还可用来在例如一湿清洁后帮助吸收陷获于背板凹面中的残留水分或陷获于凹面中的仅来自环境的残留水分。干燥剂可延展于背板上且也可有助于减少颗粒污染(此可由制备玻璃时产生的任何喷砂或松散碎片所致)聚集于有效显示区域上。
在其它实施例中添加一较小量的干燥剂，因此，干燥剂仅足以填充背板中的小裂纹但不足以完全覆盖整个背板表面。或者，在将一定量的干燥剂添加至背板上以覆盖整个表面后，可将裂纹或凹面上的任何干燥剂移除。此将提供一背板，其中干燥剂提供于整个背板上以增加支撑，但在干燥剂覆盖中存在间隙以使CTE差异不会沿背板的较大连续区域而加剧。
通常，可将任何可自空气中吸收水分的吸湿物质用作干燥剂材料150。较佳地，干燥剂不会影响干涉式调制器140的光学性质。在本发明的一实施例中，干燥剂较佳具有密封剂性质以使其可用作背板130的水气密封剂。例如，应了解，干燥剂可与其它组合物(例如环氧物质或树脂)混合以便除了较佳干燥剂性质外还可提供密封剂性质。干燥剂/环氧混合物较佳不用于密封背板和衬底。合适的干燥剂材料包括但不限于沸石、硫酸钙、氧化钙(例如，HiCap2800TM干燥剂)、硅胶、分子筛、表面吸附剂、体吸附剂、及化学反应剂。其它干燥剂材料包括指示硅胶，该硅胶是普通硅胶，其某些颗粒涂布有氯化钴。该材料在浸透水时其颜色会发生变化。此外，混合有环氧的干燥剂可具有作为加强物质的优良性质。在一些实施例中，干燥剂经优化以在一较长时段内吸收水分。此可通过改变干燥剂的形状和暴露表面或干燥剂的组成来达成。
在一些实施例中，可将干燥剂材料150印刷或喷涂于封装内部表面上，例如经喷砂处理或使用标准微影蚀刻技术蚀刻后的背板上，以形成加强物质148。较佳地，首先将一遮罩施于背板上再进行蚀刻，较佳使用标准微影蚀刻技术进行蚀刻，以在背板中形成凹口或窗口，从而允许封装更薄且具有更薄的周边密封体，此密封体较佳具有约15微米的厚度。应了解，蚀刻技术(例如喷砂处理及湿蚀刻)较佳。熟练的技术人员应了解，另一选择为，可使用一模板代替微影遮罩。当形成凹口或窗口后，将干燥剂材料150施加于(例如，喷涂或刷涂)凹口或窗口中。应了解，在将干燥剂材料150施加于所述凹口或窗口之前最好不要移除遮罩，以使得仅存在较小的将干燥剂材料150涂施于背板非凹陷区域的危险。如果所制造的背板是在与其它封装部件组装之前运输，则可将一薄箔施于干燥剂材料上以保护干燥剂材料150。干燥剂材料150可在封装完成后活化。
在一些实施例中，可将干燥剂材料整合于形成背板的材料中。此材料可通过将干燥剂纳入形成背板的塑料中来制成。较佳地，在背板内侧上将干燥剂纳入背板中。此材料的实例包括2AP(Sud-Chemie)，其将精确量的干燥剂(例如分子筛或硅胶)与一聚合物组合在一起。由于是将干燥剂材料纳入背板自身中，因此，在封装过程中不需要采用一单独步骤来添加干燥剂材料。此外，2AP也可经定制以控制水分吸收速度。或者，可在切出初始空腔后将一薄层相同材料添加在背板背面。
另一种适于作为背板加强物质的材料由Capitol Specialty Plastics公司(Auburn，AL)制成。此材料将一干燥剂与一开槽剂组合于一可模制成或挤制成多种形状的聚合物中。几乎任一类型的聚合物皆可与干燥剂一起使用。此类型的干燥剂塑料使得整个背板均可作为一吸湿器。适用于此一背板的其它材料包括但不限于提供箔保护的材料，其可以化学方式或用等离子体蚀刻掉，例如非晶硅、铬及类似材料。尽管此等背板物质可用来制造完整背板，但较佳将此等物质用于另一不含干燥剂的背板的内侧。
通常，可在真空、介于真空至环境压力(且包括环境压力)之间的压力或在高于环境压力的压力下完成封装制程以产生显示器。也可在密封制程期间在一具有可变且可控的高或低压环境中完成封装制程。在完全干燥的环境中对显示器进行封装可能较为有利，但并非必须如此。同样地，封装环境可具有处于环境条件下的惰性气体，或可形成空腔135以盛装处于环境条件下的惰性气体，例如氮气。在环境条件下进行封装可降低工艺成本并更可能实现设备选择的多样性，这是因为装置可在环境条件下运输而不会影响装置的运行。
长寿命或长期作用干燥剂在另一实施例中，干燥剂是根据其在一干涉式调制器装置中的用途来选择的。在这些实施例中，干燥剂可用作一加强物质，或者另一选择为仅作为具有期望特性的干燥剂。
人们已认识到，干涉式调制器装置可较其它技术(例如OLED)耐受较高量的水蒸汽因此，较低的水蒸汽量是可允许的且封装中所存在的初始水蒸汽量不必象OLED装置中的那样低。因此，可选择干燥剂的类型和种类以进行优化后用于一干涉式调制器装置中。例如，一干涉式调制器装置中可使用氧化钙，即使在其自然未经改变的状态下氧化钙吸收水分的速度也远远慢于其它的干燥剂，例如沸石。CaO可根据需要制成快速作用干燥剂，但在一较佳实施例中提到一种具有较长功能时期的组合物。此将参照实例1中所示数据进行更加具体地说明。此一实施例允许使用更便宜的材料、采用其它可选制造工艺或使用一尽管初始时在干燥方面不能称为“有效”但能够长期吸收水分的干燥剂。由于干涉式调制器装置具有更强壮的性质，因此可选择更多种干燥剂纳入此装置中。此可提供较先前装置更为显著的优点。具有较长有效寿命的干燥剂可用于干涉式调制器中，且不一定会在接近密封剂边缘处(水分通量可在此处进入封装中)造成像素的任何降格。其它装置(例如OLED)则在此等区域需要快速作用干燥剂，这是因为此等区域对水蒸汽具有敏感性。
除了为固体或凝胶形式外，干燥剂材料150也可为粉末形式。该等粉末可直接置入区域148中或其可在进入区域148之前与一粘着剂混合。应认识到，区域148可为任何形式，且可具有能够为显示器120提供适当干燥功能的任何厚度。
通常，在含有干燥剂的封装中，装置的预期寿命可取决于干燥剂的寿命。当干燥剂被完全消耗完后，电子显示器120可能因足量水分进入空腔135而不能运行。显示装置的理论最大寿命取决于进入空腔135内的水蒸汽通量以及干燥剂材料的数量及种类。装置的理论寿命可用下式计算 其中P为外周密封体128的水蒸汽透过系数且 是跨越密封剂128宽度的水蒸汽压力梯度。
在具有气密性密封剂的显示器120的实施例中，装置的寿命并非取决于干燥剂容量或密封剂的几何形状。在其中密封体128不具有气密性的显示装置中，装置的寿命更取决于干燥剂保持水分的容量。
膜155较佳由足够强以容纳干燥剂材料的化合物制成，但其也会使水蒸汽透过膜并接触干燥剂材料。此一材料的一个实例是Tyvek(Dupont公司)或聚乙烯，其较佳具有低水蒸汽传送速度(MVTR)。该屏障的MVTR取决于所用材料的类型和厚度以及外部环境条件。应认识到，膜155可直接附着于背板130上或使用一粘着剂密封至背板130上。
下表1提供了各种膜材料的MVTR。若已知MVTR(以克水分/平方英尺/天表示)，则可计算膜的总表面积(膜表面积)和存储时间的长度、随时间推移透过封装的水分量。
表1


*在100°F和90％的相对湿度下测定显示器120的另一实施例显示于图11中。如图所示，两个干燥剂区域165、170形成于内部空腔135内。两个区域165、170的功能是自空腔135内除去水分。此外，区域165、170还可用作密封剂以防止水分在特定区域穿过背板130。应了解，在此实施例中，在两个区域中用于填充所述区域的干燥剂材料可相同或不同。例如，一个区域中可填充有能够快速结合水分子但会在较短时间内消耗完的干燥剂。此类干燥剂的一实例是沸石。另一区域可填充有吸收水分子慢得多但寿命更长的干燥剂。此类化合物的一实例是氧化钙。当然，本发明实施例并不限于特定数量的整体干燥剂区域或用于各区域内的特定干燥剂。显示装置内部可具有1、2、3、4、5、6或更多干燥剂区域，此并不背离本发明的精神。
下述实例并非意欲限制本发明，因为本发明已在权利要求书中界定。
实例1本实例阐释了对一长期作用干燥剂的分析以及如何确定干燥剂的有效性以及干燥剂可保持有效的可能时间。
收集一设定量的HiCap2800TM干燥剂(53mm×63mm)并存储于一密封容器中。然后通过使用一露点传感器测量该密封容器内的空气体积中的含水量。经数天多次重复该操作。结果示于图15A中。在该实例中，室的温度约为22-28℃，室的体积约为427cm3，且室中的初始水分量使得露点约为+4℃。干燥剂的用量为416mg。快速组份的斜率用三角形标记，且慢速组份的斜率用“X”标记。
可以看出，曲线的初始斜率为0.2mg/小时。在第一天，斜率降低至0.01mg/小时。以此较慢速度及3mg的干燥剂量，可能需用300多个小时才会使此干燥剂达到饱和。该等结果是长期作用干燥剂的典型结果。
同样地，可进行此过程以测试快速作用干燥剂(例如，Bondline ZeoliteTM干燥剂)的有效时间。来自此一类似测试的结果示于图15B中。可以观察到，此干燥剂可快速吸收水分并在第一天内到达最低露点。沸石用量为0.860克并获得9.9mg的重量增加，此为预期值8％的1.2％(其为到达100％饱和时的寿命的15％)。
可将上述速度与其它干燥剂的速度与饱和度比较。可以此方式选择那些具有更长干燥时间(例如更长的有效半衰期)的干燥剂。一比较Zeolite(沸石，一种较快速作用干燥剂，以菱形表示，相对湿度为40-52％且温度为17-20℃)与Staydry HiCap2000TM干燥剂(以三角形表示)的干燥时间和饱和度的图形如图16所示。从图16中可以看出，尽管对于Staydry HiCap2000TM干燥剂样品而言干燥剂的初始吸水量较低，但此较慢速吸收干燥剂可在一更长时间内持续吸收水分，因为其在50个小时时还未达到饱和。方形表示供货商提供的StaydryHiCap2000TM干燥剂在30℃及60％相对湿度下的数据集合。
在一些实施例中，一长期作用干燥剂被定义为较沸石具有更长有效半衰期的干燥剂。一长期作用干燥剂也可为对于一给定量的干燥剂而言其半衰期为沸石的110-120、120-140、140-180、180-250或250-500％的干燥剂。或者，一长期作用干燥剂可为对于53*63mm的干燥剂面积而言其斜率不超过0.2、0.2-0.1、0.1-0.05、0.05-0.01、0.01-0.001mg/小时或更低吸水率的干燥剂。或者，对于相同体积量或质量的干燥剂而言，长期作用干燥剂能够持续吸收水分的时间较相同量沸石长出10-30、30-50、50-100、100-200、200-500％。或者，一长期作用干燥剂可被定义为能够在60、70、80、100、200、300或更多小时之后吸收额外水分的干燥剂。
在一实施例中，快速作用干燥剂是以约0.6mg/分钟或更快速度吸收水分的干燥剂，长期作用干燥剂是以约0.2-0.01mg/小时或更慢速度吸收水分的干燥剂，如上所述。在一实施例中，长期作用及快速作用的干燥剂分别被定义为如图16中所示的两种干燥剂(分别是Stay Dry HiCap 2000TM干燥剂和沸石干燥剂)。在一实施例中，吸收较沸石为快的干燥剂是快速作用干燥剂，且任何吸水较慢的物质均为长期作用干燥剂。所属技术领域的技术人员将了解，术语“快速”和“长期”是指干燥剂能够如何迅速地达到其吸水能力终点而不一定指如何迅速地吸收水分。在一较佳实施例中，任何吸水象Staydry HiCap 2000TM干燥剂一样慢或更慢的物质均可为长期作用干燥剂。
在一些实施例中，快速及长期以半衰期为指标。例如，在图16中所示的实例中，干燥剂的完全吸水量可为8％的重量增加。因此，干燥剂的半衰期为获得4％重量增加时所需的时间长短。半衰期可测量为干燥剂吸收其能够吸收的水分重量的一半时所需的时间长短。因此，快速作用干燥剂可具有10小时或更短的半衰期，例如，10-9、9-8、8-5、5-3、3-1或更少的小时数。在一些实施例中，长期作用干燥剂可具有10个小时以上的半衰期，例如，10-20、20-30、30-40、40-50、50-60、60-70、70-80、或更多小时数。在一些实施例中，上述半衰期均是在一给定湿度(例如，相对湿度)下测量的。在一给定温度(例如，50-60、60-70、70-80、80-90、90-100、100-110、110-120、120-140或更高..H)下的相对湿度可为(例如)约0-10、10-20、20-30、30-40、40-50、50-60、60-70、70-80、80-90及90-100％相对湿度。在一些实施例中，代之以使用露点，如上述实例及图中所示。所属技术领域的技术人员将了解，露点可直接转换成ppm湿度或湿度级。
在上述实例中，室的温度约为22-28℃且室的体积约为427cm3。在上述实例中，室中的初始水分量可达成一约+4℃或+39°F的露点。或者，空气中的水分量可以百万分率描述，例如，空气中约有4990ppm的水分。因此，可使用此等值来帮助界定“长期”和“快速”作用干燥剂。例如，在一些实施例中，任何在相同状况(例如，初始水分量、体积和温度)下展示出与上述长期作用干燥剂相同或更长吸收时间的干燥剂均可为长期作用干燥剂。在一些实施例中，在室温下容器中的初始相对湿度约为20％至30％。所属技术领域的技术人员将了解，任何容器中初始时可存在各种含水量且空气中的含水量可在(例如)0.0081ppm与12650ppm之间、2260-9800ppm之间以及3640-6580ppm之间变化。
所属技术领域的技术人员将了解，存在多种将一干燥剂制成一长期作用干燥剂的方式。尽管可将某些组合物与干燥剂混合以减慢水分透入干燥剂中的速度，但也可设想其它方法。例如，可使用一蒸汽屏障来减少在任一时刻暴露于干燥剂的水蒸汽量。所属技术领域的技术人员将了解，“蒸汽屏障”不会将水分与干燥剂完全隔绝；相反，其可减少接触干燥剂的水蒸汽量，由此延长干燥剂可吸收水分的时间。蒸汽屏障可减少任何数量的位于蒸汽屏障封闭侧的水分量，例如，可减少1-10、10-20、20-40、40-60、60-80、80-99％或更多水分或水蒸汽。在一些实施例中，蒸汽屏障可为一覆盖干燥剂的薄层。在其它实施例中，蒸汽屏障是一添加至干燥剂中的化合物(又称为蒸汽屏障材料或干燥剂半衰期延长化合物)。可将多种化合物或层施加于任一干燥剂部分。蒸汽屏障不必施于全部干燥剂中，因为同时具有一快速及一长期作用干燥剂可能较为有利。在一些实施例中，干燥剂半衰期延长化合物混合于整个干燥剂部分中。
尽管上文详细说明已显示、说明及指出了本发明的适用于各种实施例的新颖特征，然而应了解，所属技术领域的技术人员可在形式及细节上对所示装置或工艺的作出各种省略、替代及改变，此并不背离本发明的精神。应了解，由于某些特征可独立于其他特征使用或实施，因而本发明可在一并不提供本文所述的所有特征及优点的形式中实施。
权利要求
1.一种显示装置，其包括一透明衬底；一经构造以调制透射穿过所述透明衬底的光的干涉式调制器；一密封至所述透明衬底的背板；及一与所述背板接触的加强物质，其中所述加强物质经构造以对所述背板提供结构性支撑。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述加强物质是一干燥剂。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述干燥剂位于所述背板的一薄弱点处。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述背板的所述薄弱点是所述背板的一凹陷的一拐角。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述干燥剂包括下述之一沸石、硫酸钙、氧化钙、硅胶、分子筛、表面吸附剂、体吸附剂、化学试剂、或指示硅胶。
6.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述干燥剂是一长期作用干燥剂，其具有一不小于约10小时的半衰期。
7.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述干燥剂是一长期作用干燥剂，其具有一不小于约40小时的半衰期。
8.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述干燥剂包括一含沸石的聚合物。
9.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述干燥剂以不超过约0.2mg/小时的速度吸收水分。
10.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述干燥剂以一介于约0.2mg/小时和0.01mg/小时之间的速度吸收水分。
11.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述干燥剂具有一保护所述干燥剂的蒸气屏障。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中所述蒸气屏障是一疏水性聚合物涂层，所述疏水性聚合物涂层使所述干燥剂的吸水率至少降低50％。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述加强物质的热膨胀系数与所述背板的热膨胀系数近似相同。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其中所述背板具有一内表面和一外表面，且所述加强物质基本上覆盖所述内表面。
15.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述加强物质的热膨胀系数与所述背板的热膨胀系数不相等。
16.根据权利要求14所述的显示装置，其中所述背板具有一内表面和一外表面，且所述加强物质仅覆盖所述内表面的一部分。
17.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述加强物质按一图案分布成使所述图案的任何拐角均为圆角。
18.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述加强物质按一螺旋形图案分布于所述背板上。
19.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述加强物质按一格子图案分布于所述背板上。
20.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述加强物质跨越所述背板分布以优化对所述背板中缺陷的填充。
21.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述加强物质跨越所述背板分布以最小化由所述背板的热膨胀系数与所述加强物质的热膨胀系数之间的差所产生的应力。
22.根据权利要求1所述的显示装置，其进一步包括一与所述干涉式调制器保持电连通的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据；及一与所述处理器保持电连通的存储装置。
23.根据权利要求22所述的显示装置，其进一步包括一驱动电路，所述驱动电路经配置以向所述干涉式调制器发送至少一个信号。
24.根据权利要求23所述的显示装置，其进一步包括一控制器，所述控制器经配置以将所述图像数据的至少一部分发送至所述驱动电路。
25.根据权利要求22所述的显示装置，其进一步包括一图像源模块，所述图像源模块经配置以将所述图像数据发送至所述处理器。
26.根据权利要求25所述的显示装置，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器、及发射器中至少之一。
27.根据权利要求22所述的显示装置，其进一步包括一输入装置，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至所述处理器。
28.一种显示装置，其包括用于透射光的透射构件；用于对透射穿过所述透射构件的光进行调制的调制构件；密封至所述透射构件的覆盖构件；及用于加强所述覆盖构件的加强构件。
29.根据权利要求28所述的显示装置，其中所述透射构件包括一透明衬底。
30.根据权利要求28所述的显示装置，其中所述调制构件包括一干涉式调制器阵列。
31.根据权利要求28所述的显示装置，其中所述覆盖构件包括一背板。
32.根据权利要求28所述的显示装置，其中所述加强构件包括一干燥剂。
33.根据权利要求32所述的显示装置，其中所述加强构件进一步包括一粘着剂。
34.根据权利要求33所述的显示装置，其中所述粘着剂使所述干燥剂定位成与所述覆盖构件相邻。
35.根据权利要求32所述的显示装置，其中所述干燥剂是一长期作用干燥剂，其具有一不小于约10小时的半衰期。
36.根据权利要求32所述的显示装置，其中所述干燥剂是一长期作用干燥剂，其具有一不小于约40小时的半衰期。
37.一种制造一显示装置的方法，其包括提供一透明衬底，所述透明衬底包括一经构造以调制透射穿过所述透明衬底的光的干涉式调制器；提供一背板，所述背板经构造以安装至所述透明衬底上；将一加强物质施加于所述背板上，其中所述加强物质经构造以对所述背板提供结构性支撑；及将所述背板密封至所述透明衬底上。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述加强物质包括一干燥剂。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述将一加强物质施加于所述背板上包括将干燥剂施加于所述背板的一凹陷的一隅角中。
40.根据权利要求37所述的方法，其中所述加强物质的热膨胀系数与所述背板的热膨胀系数近似相同。
41.根据权利要求37所述的方法，其中所述背板具有一内表面及一外表面，且所述加强物质基本上覆盖所述内表面。
42.根据权利要求37所述的方法，其中所述加强物质的热膨胀系数与所述背板的热膨胀系数不相等。
43.根据权利要求37所述的方法，其中所述背板具有一内表面及一外表面，且所述加强物质仅覆盖所述内表面的一部分。
44.根据权利要求37所述的方法，其中所述加强物质按一图案分布成使所述图案的任何拐角均为圆角。
45.根据权利要求37所述的方法，其中所述加强物质按一螺旋形图案分布于所述背板上。
46.根据权利要求37所述的方法，其中所述加强物质按一格子图案分布于所述背板上。
47.根据权利要求37所述的方法，其中所述加强物质跨越所述背板分布以优化对所述背板中缺陷的填充，由此对所述背板提供结构性支撑。
48.一种通过根据权利要求37所述的方法制造的显示装置。
全文摘要
本发明揭示一种干涉式调制器的封装结构和封装方法，其中使用一加强物质以有助于支撑所述封装的整体性。在一些实施例中，所述加强物质是一种与背板或透明衬底形成一体的干燥剂。
文档编号G09G3/34GK1755486SQ2005101050
公开日2006年4月5日 申请日期2005年9月26日 优先权日2004年9月27日
发明者洛朗·帕尔玛蒂尔 申请人:Idc公司