(57)【要約】周囲条件から微小電気機械システム(ＭＥＭＳ）装置７６を封止する方法が記載される。ＭＥＭＳ装置７６は、基板７２上に形成され、実質的に溶接密閉７８は、ＭＥＭＳ製造プロセスの一部として形成される。この方法は、フォトリソグラフィのような方法を用いて、ＭＥＭＳ装置７６の周囲に近接する基板上に金属シール７８を形成することを含む。ＭＥＭＳ装置７６は、ＭＥＭＳ素子の導電部材間の犠牲層を保持しながら、前記基板上に金属シール７８が形成される。前記犠牲層は、シールの形成後でかつバックプレーン７４の取り付け前に除去される。【選択図】図７Ａ
2006095673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記を具備する、周囲条件から微小電気機械システム(ＭＥＭＳ）を封止する方法：
ＭＥＭＳ装置を含む基板上に実質的に金属シールを形成する；および
前記ＭＥＭＳ装置を周囲条件から封止するようにバックプレーンを前記金属シールに取り付ける。
【請求項２】
前記実質的に金属シールを形成することは、前記基板上に絶縁体層を形成し、前記絶縁体層の上に金属シール壁を形成することを具備する、請求項１の方法。
【請求項３】
前記実質的に金属シールを形成することは、さらに、前記絶縁体の上に１つ以上の金属層を堆積することを具備し、前記金属封止壁は、前記１つ以上の金属層の上に形成される、請求項２の方法。
【請求項４】
前記１つまたは金属の層は、金属シード層および接着層の少なくとも１つを具備する、請求項３の方法。
【請求項５】
前記バックプレーンを取り付けることは、はんだ付けを具備する、請求項１の方法。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳ装置は、犠牲層を具備し、前記方法はさらに、前記実質的に金属シールを形成した後で、前記ＭＥＭＳ装置から前記犠牲層を除去することをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項７】
前記実質的に金属シールを形成することは、前記基板の上に１つ以上のキャビティを有するマスクを形成することを具備し、前記キャビティは前記ＭＥＭＳ装置の回りの周囲を定義し、前記マスク内の前記１つ以上のキャビティ内に１つ以上の金属シール層を形成し、前記マスク層を除去して、前記ＭＥＭＳ装置の周囲に封止壁を形成する、請求項１の方法。
【請求項８】
前記マスクはフォトレジストを具備し、前記マスクを形成することは、ＵＶ光の使用を具備する、請求項７の方法。
【請求項９】
前記実質的に金属シールを形成することは、電気めっきを具備する、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記金属シールの上に１つ以上の接着金属層を形成することをさらに具備し、前記１つ以上の接着金属層は、前記バックプレーンに取り付けるように構成される、請求項１の方法。
【請求項１１】
前記１つ以上の接着層は、はんだを具備する、請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記バックプレーンは、前記金属シールに接着するように構成されたあらかじめ堆積された接着層を具備する、請求項１の方法。
【請求項１３】
前記バックプレーンを前記金属シールに取り付けることは、はんだ付けを具備する、請求項１の方法。
【請求項１４】
前記バックプレーンは、前記金属シールに取り付けるためのエリアに近接する接着層およびはんだ層を具備する、請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記接着層は、金属を具備する、請求項１４の方法。
【請求項１６】
下記を具備する、微小電気機械システム(ＭＥＭＳ）装置を作る方法：
基板上に作成されたＭＥＭＳ装置の上に絶縁体を堆積する、前記ＭＥＭＳ装置は、犠牲層を含む；
前記絶縁体の上に１つ以上の金属層を堆積する；
前記金属層の上に１つ以上のキャビティを有したマスクを形成する；
前記１つ以上のキャビティ内に１つ以上の金属シール層を形成する、それにより、前記ＭＥＭＳ装置の周囲に近接する実質的に溶接密閉を形成する；
前記マスク層、前記１つ以上の金属層、および前記絶縁体層を除去する；
前記ＭＥＭＳ装置から前記犠牲層を除去する；および
周囲条件から前記ＭＥＭＳ装置を封止するように前記シールと接触して、バックプレーンを位置決めする。
【請求項１７】
１つ以上の金属シール層を形成することは、前記マスク層の上に電気めっきをすることを具備する、請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記１つ以上の金属シール層上に１つ以上の接着層を形成することをさらに具備し、前記１つ以上の接着層は、前記バックプレーンに取り付けるように構成される、請求項１６の方法。
【請求項１９】
前記１つ以上の接着層は、はんだを具備する、請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記マスクは、フォトレジストを具備し、前記マスクを形成することは、ＵＶ光の使用を具備する、請求項１６の方法。
【請求項２１】
前記絶縁体層の上に堆積された前記１つ以上の金属層は、金属シード層および接着層の少なくとも１つを具備する、請求項１６の方法。
【請求項２２】
前記バックプレーンは、前記封止壁に接着するように構成されたあらかじめ堆積された接着層を具備する、請求項１６の方法。
【請求項２３】
前記バックプレーンを前記封止壁に取り付けることは、はんだ付けを具備する、請求項１６の方法。
【請求項２４】
前記バックプレーンは、前記封止壁に取り付けるためのエリアに近接する接着層およびはんだ層を具備する、請求項２３の方法。
【請求項２５】
前記接着層は、金属を具備する、請求項２４の方法。
【請求項２６】
下記を具備する、電子装置：
支持手段上にＭＥＭＳ装置を供給するためにＭＥＭＳ装置手段を支持する手段；
前記支持手段上に実質的に金属シールを供給する手段であってかつ前記ＭＥＭＳ装置の周囲に近接した手段、それにより前記ＭＥＭＳ装置の周囲に近接する実質的に溶接密閉を形成する；および
前記実質的な金属シールに接触して前記ＭＥＭＳ装置を封止する手段、それにより、前記支持手段、前記実質的に金属シールおよび前記封止手段内に前記ＭＥＭＳ装置をカプセル化する。
【請求項２７】
前記支持手段は、透明な基板を具備する、請求項２６の電子装置。
【請求項２８】
前記ＭＥＭＳ装置を供給する前記手段は、干渉変調器のアレイを具備する、請求項２６または２７の電子装置。
【請求項２９】
前記封止手段は、バックプレートを具備する、請求項２６、または２７、または２８の電子装置。
【請求項３０】
前記実質的に金属シールを供給する手段は、はんだ層を具備する、請求項２６、または２７、または２８の電子装置。
【請求項３１】
前記実質的に金属シールの上に１つ以上の接着金属層を形成することをさらに具備し、前記１つ以上の接着金属層は、バックプレーンに取り付けるように構成される、請求項２６の電子装置。
【請求項３２】
前記１つ以上の接着層は、はんだを具備する、請求項３１の電子装置。
【請求項３３】
前記実質的に金属シールを供給する手段は、金属シード層および接着層の少なくとも１つを具備する、請求項２６の電子装置。
【請求項３４】
前記封止手段を前記金属シールに取り付ける手段をさらに具備する、請求項２６の電子装置。
【請求項３５】
前記取り付け手段は、前記金属シールに接着するように構成されたあらかじめ堆積された接着層を具備する、請求項３４の電子装置。
【請求項３６】
前記ＭＥＭＳ装置は、干渉変調器を具備する、請求項２６の電子装置。
【請求項３７】
下記を具備する、周囲条件から封止された微小電気機械システム(ＭＥＭＳ）装置：
基板上に形成されたＭＥＭＳ装置；
前記ＭＥＭＳ装置の周囲に近接する前記基板上に形成された実質的に金属シール；および
前記実質的に金属シールに接触するバックプレーン、それにより、前記ＭＥＭＳ装置を、前記基板、前記実質的に金属シール、および前記バックプレーン内でカプセル化する。
【請求項３８】
前記実質的に金属シール上に堆積された１つ以上の接着金属層をさらに具備し、前記１つ以上の接着金属層は、前記バックプレーンに取り付けるように構成される、請求項３７の装置。
【請求項３９】
前記１つ以上の接着層は、はんだを具備する、請求項３８の装置。
【請求項４０】
前記実質的な金属シールは、金属シード層および接着層の少なくとも１つを具備する、請求項３７の装置。
【請求項４１】
さらに下記を具備する、請求項３７の装置：
前記ＭＥＭＳ装置と電気通信中にあるプロセッサー、前記プロセッサーは、画像データを処理するように構成される；および
前記プロセッサーと電気通信中のメモリ装置。
【請求項４２】
少なくとも１つの信号を前記ＭＥＭＳ装置に送信するように構成されるドライバー回路をさらに具備する、請求項４１の装置。
【請求項４３】
前記画像データの少なくとも一部を前記ドライバー回路に送信するように構成されるコントローラーを具備する、請求項４２の装置。
【請求項４４】
前記画像データを前記プロセッサーに送信するように構成される画像ソースモジュールをさらに具備する、請求項４１の装置。
【請求項４５】
前記画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバー、および送信機の少なくとも１つを具備する、請求項４４の装置。
【請求項４６】
入力データを受信するようにおよび前記入力データを前記プロセッサーに通信するように構成された入力装置をさらに具備する、請求項４１の装置。
【請求項４７】
下記を具備する、微小電気機械システム(ＭＥＭＳ）装置を製造する方法：
ＭＥＭＳ装置を具備する基板上に実質的な金属シールを形成する；および
前記ＭＥＭＳ装置を周囲条件から封止するように前記金属シールにバックプレーンを取り付ける。
【請求項４８】
前記実質的な金属シールを形成することは、前記基板上に絶縁体層を形成し、前記絶縁体層上に金属封止壁を形成することを具備する、請求項４７の方法。
【請求項４９】
前記実質的な金属シールを形成することは、さらに、前記絶縁体上に１つ以上の金属層を堆積することを具備し、前記金属封止壁は、前記１つ以上の金属層上に形成される、請求項４８の方法。
【請求項５０】
請求項１６または４７のプロセスにより形成されるＭＥＭＳ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、微小電気機械システム(michroelectromechanical systems)（ＭＥＭＳ）に関し、特に、周囲条件からＭＥＭＳ装置を封止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム(ＭＥＭＳ）は、微小機械素子、アクチュエータ、及び電子機器を含む。微小機械素子は、堆積、エッチング、及び、または、基板及び／又は堆積された材料の一部分をエッチングして取り除く、若しくは電子装置及び電子機械装置を形成するために複数の層を付加する、その他のマイクロマシニング・プロセスを使用して創り出されることができる。ＭＥＭＳ装置の１つのタイプは、干渉変調器と呼ばれる。干渉変調器は、１対の導電性プレートを具備し、その一方又は両方が、全体あるいは一部分が透明である及び／又は反射でき、そして適切な電子信号の印加により相対的動きが可能である。一方のプレートは、基板上に堆積された静止層を具備し、他方のプレートは、エアー・ギャップにより静止層から分離された金属膜を具備することができる。そのような装置は、広範囲のアプリケーションを有し、これらのタイプの装置の特性を利用すること及び／又は変形することは、この技術において有益であり、その結果、自身の特徴は、既存の製品を改善することに活用されることができ、未だ開発されていない新たな製品を創り出すことに活用されることができる。
【発明の概要】
【０００３】
本発明のシステム、方法、及び装置は、それぞれ複数の態様を有し、そのいずれもが、その好ましい特性に単独で寄与するのではない。本発明の範囲を制限することなく、自身のより卓越した特徴が、ここに簡単に説明される。
【０００４】
本明細書を熟考した後で、特に"特定の実施形態の詳細な説明"の項を読んだ後で、本発明の特徴が、その他のディスプレイ装置に対する利点をどのようにして提供するかを、理解するであろう。
【０００５】
周囲条件から微小電気機械システム(ＭＥＭＳ）を封止する方法の一実施形態は、ＭＥＭＳ装置を含む基板上に実質的な金属シールを形成し、ＭＥＭＳ装置を周囲条件から封止するようにバックプレーンを金属シールに取り付けることを含む。
【０００６】
金属シールを実質的に形成することは、基板上に絶縁層を形成し、絶縁層上に金属封止壁を形成しを含んでいてもよく、およびこの方法は、さらにバックプレーンの取り付けのために金属シール上に接着層を形成することを含む。いくつかの実施形態において、バックプレーンを取り付けることははんだ付けを含む。
【０００７】
周囲条件からＭＥＭＳ装置を封止する方法の他の実施形態は、基板上にＭＥＭＳ装置を形成することを含む。この場合、ＭＥＭＳ装置は、犠牲層を含み、ＭＥＭＳ装置と基板上に絶縁層を堆積し、絶縁層の上に１つ以上の金属層を堆積し、１つ以上の金属層に１つ以上のキャビティを有したマスクを形成する。この場合、キャビティは、ＭＥＭＳ装置の回りの周囲を定義する。この方法はさらにマスク内の１つ以上のキャビティに１つ以上の金属シール層を形成することを含み、それにより、ＭＥＭＳ装置の周囲に近接する実質的に溶接密閉を形成し、マスク層、１つ以上の金属層、および絶縁層を除去して、ＭＥＭＳ装置の周囲の回りに封止壁を形成し、ＭＥＭＳ装置から犠牲層を除去し、バックプレーンを封止壁に取り付けて、周囲条件からＭＥＭＳ装置を封止する。
【０００８】
いくつかの実施形態において、１つ以上の金属封止層はマスク層上に電気めっきを含む。ある実施形態において、フォトレジストを含む。この場合、マスクを形成することは、ＵＶ光の使用を含む。
【０００９】
この方法は、さらに、１つ以上の金属封止層上に１つ以上の接着金属層を形成することを含み、この場合、１つ以上の接着金属層は、バックプレーンに取り付けるために構成される。例えば、１つ以上の接着層は、はんだを含むかもしれない。
【００１０】
いくつかの実施形態において、絶縁層上に堆積された１つまたは金属層は、金属シード(seed)層および接着層の少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態において、バックプレーンは、封止壁に接着するように構成された、あらかじめ堆積された接着層を含む。
【００１１】
例えば、封止壁にバックプレーンを取り付けることは、はんだ付けを含み、バックプレーンは、封止壁に取り付けるためのエリアに近接する接着層およびはんだ層を含んでいてもよい。
【００１２】
ＭＥＭＳ装置をパッケージにする方法の別の実施形態は、基板上に形成されたＭＥＭＳ装置上に絶縁層を堆積することを含む。この場合、ＭＥＭＳ装置は、犠牲層を含み、絶縁層上に１つ以上の金属層を堆積し、金属層上に、１つ以上のキャビティを有するマスクを形成することを含む。この方法はさらに１つ以上のキャビティに１つ以上の金属封止層を形成することを含む。それにより、ＭＥＭＳ装置の周囲に近接する実質的に溶接密閉を形成し、マスク層、１つ以上の金属層、および絶縁層を除去し、ＭＥＭＳ装置から犠牲層を除去し、ＭＥＭＳ装置を周囲条件から封止するように、封止と接触してバックプレーンを堆積する。
【００１３】
いくつかの実施形態において、１つ以上の封止層を形成することは、マスク層上に電気めっきをすることを含み、マスクはフォトレジスタを含んでいてもよく、この場合、マスクを形成することは、ＵＶ光の使用を含む。
【００１４】
この方法さらに１つ以上の金属封止層上に１つ以上の接着金属層を形成することを含み、この場合、１つ以上の接着層は、バックプレーンに取り付けるように構成され、１つ以上の接着層は、例えば、はんだを含む。
【００１５】
絶縁層上に堆積された１つまたは金属の層は、金属シード層および接着層の少なくとも１つを含み、バックプレーンは、封止壁に取り付けるように構成されたあらかじめ堆積された接着層を含んでいてもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態において、封止壁にバックプレーンを取り付けることははんだ付けを含む。バックプレーンは、例えば、封止壁に取り付けるためのエリアに近接する接着層とはんだ層を含んでいてもよく、接着層は、金属を含んでいてもよい。
【００１７】
周囲条件からＭＥＭＳ装置を封止するためのシステムの一実施形態は、基板上に形成されたＭＥＭＳ装置、基板上に実質的な金属封止を供給するものであって、ＭＥＭＳ装置の周囲を近接する金属封止を供給する手段を含み、それにより、ＭＥＭＳ装置の周囲を近接する実質的な溶接密閉、および実質的な金属封止と接触するバックプレーンを形成し、それにより、基板、実質的な金属封止、およびバックプレーン内にＭＥＭＳ装置をカプセル化する。
【００１８】
このシステムは、さらに１つ以上の金属封止層上に１つ以上の接着金属層を形成する手段をさらに具備し、１つ以上の接着金属層は、バックプレーンに取り付けるように構成される。例えば、１つ以上の接着層ははんだを含むかもしれない。さらに、金属シールは、金属シード層および接着層の少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００１９】
ある実施形態において、システムは、さらにバックプレーンを金属シールに取り付ける手段を含む。バックプレーンを取り付ける手段は、金属シールに取り付けるように構成された、あらかじめ堆積された接着層を含んでいてもよい。バックプレーンを取り付けるための手段ははんだを含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、バックプレーンを取り付けるための手段は、金属シールに取り付けるためのエリアに近接するバックプレーンン上に接着層およびはんだ層を含む、接着層は、例えば、金属を含む。
【００２０】
周囲条件から封止されたＭＥＭＳ装置の一実施形態は、基板上に形成されたＭＥＭＳ装置、ＭＥＭＳ装置の周囲に近接する基板上に形成された実質的な金属シール、実質的な金属シールに接触するバックプレーンを含み、それにより、ＭＥＭＳ装置を基板、実質的な金属シール、およびバックプレーン内にカプセル化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明の一実施形態は、基板上にＭＥＭＳ装置を含むＭＥＭＳベースの装置パッケージである。シールは、ＭＥＭＳ装置の周囲に近接して位置し、バックプレーンは、ＭＥＭＳ装置をカプセル化するためにキャビティを作るようにシールに接合される。シールは、望ましくは、基板から絶縁された１つ以上の金属層を含む。シールは、水分がパッケージに入るのを防止するように構成される。
【００２２】
以下の詳細な説明は、この発明のある特定の実施形態に向けられている。しかしながら、この発明は多くの異なる方法で具現化することができる。この明細書では、参照符合が、図面に与えられ、全体を通して同様の部分が類似の数字を用いて表される。下記の説明から明らかになるように、発明は、動画（例えば、ビデオ）であるか固定画面（例えば、静止画）であるかに係らず、及びテキストであるか画像であるかに係らず、画像を表示するために構成された任意の装置で実行されることができる。より詳しくは、本発明が種々の電子装置で実行される若しくは電子装置に関連付けられることができることが、予想される。電子装置は、携帯電話機、無線装置、パーソナルディジタルアシスタンツ（ＰＤＡｓ）、ハンド−ヘルド又は携帯型コンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータ・モニタ、自動車ディスプレイ（例えば、走行距離計ディスプレイ、等）、コクピット制御装置及び／又はディスプレイ、カメラファインダのディスプレイ（例えば、自動車の後方監視カメラのディスプレイ）、電子写真、電子ビルボード又はサイン、プロジェクタ、建築上の構造、パッケージング、及び芸術的な構造（例えば、宝石１個の画像のディスプレイ）のようなものであるが、限定されない。ここに説明されたものに類似の構造のＭＥＭＳ装置も、電子スイッチング装置のような、非−ディスプレイ・アプリケーションで使用されることもできる。
【００２３】
干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を具備する１つの干渉変調器ディスプレイの実施形態が、図１に図示される。これらの装置において、ピクセルは、明又は暗状態のいずれかである。明（"オン"又は"開路（open）"）状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分をユーザーに反射する。暗（"オフ"又は"閉路（close）"）状態にある場合は、ディスプレイ素子は、入射可視光をユーザーに反射しない。実施形態に依存して、"オン"及び"オフ"状態の光反射率特性は、逆になることがある。ＭＥＭＳピクセルは、選択された色を主に反射するように構成されることができ、白黒に加えてカラー表示を可能にする。
【００２４】
図１は、視覚によるディスプレイ装置の一連のピクセル中の２つの隣接するピクセルを図示する等測図であり、ここでは、各ピクセルは、ＭＥＭＳ干渉変調器を具備する。複数の実施形態では、干渉変調器ディスプレイは、これらの干渉変調器の行／列アレイを具備する。各干渉変調器は、互いに可変であり制御可能な距離に位置する１対の反射層を含み、少なくとも１つの可変の大きさを有する共鳴光学的キャビティを形成する。１つの実施形態において、反射層の１つは、２つの位置の間を移動することができる。第１の位置では、ここではリリース状態（released state）と呼ぶ、可動層は、固定された部分反射層から比較的離れた距離に位置する。第２の位置では、可動層は、部分反射層により近くに隣接して位置する。２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に依存して、積極的に（constructively）又は消極的に（destructively）干渉して、各ピクセルに対して全体が反射状態又は非反射状態のいずれかを作る。
【００２５】
図１のピクセルアレイの図示された部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａ及び１２ｂを含む。左の干渉変調器１２ａでは、可動かつ高反射層１４ａは、固定された部分反射層１６ａから所定の距離のリリースされた位置に図示される。右の干渉変調器１２ｂでは、可動高反射層１４ｂは、固定された部分反射層１６ｂに隣接するアクチュエートされた位置に図示される。
【００２６】
固定層１６ａ，１６ｂは、電気的に導電性であり、部分的に透明であり、部分的に反射する、そして、例えば、透明基板２０上にクロムとインジウム−スズ−酸化物のそれぞれの１又はそれより多くの層を堆積することにより製作されることができる。複数の層は、平行なストライプにパターニングされ、下記にさらに説明されるようにディスプレイ装置中の行電極を形成できる。可動層１４ａ，１４ｂは、支柱１８の頂上及び複数の支柱１８の間に介在する犠牲材料上に堆積された（行電極１６ａ，１６ｂに直交する）１層の堆積された金属層又は複数の層の一連の平行なストライプとして形成されることができる。犠牲材料がエッチされて除去されるときに、変形可能な金属層は、決められたエアー・ギャップ１９だけ固定金属層から分離される。アルミニウムのような非常に電導性があり反射する材料が、変形可能な層として使用されることができ、そして、これらのストライプは、ディスプレイ装置において列電極を形成できる。
【００２７】
印加電圧がないと、キャビティ１９は、２つの層１４ａ，１６ａの間に維持され、変形可能な層は、図１のピクセル１２ａに図示されたように機械的に弛緩(relax)した状態にある。しかしながら、電位差が選択された行及び列に印加されると、対応するピクセルにおいて行及び列電極の交差点に形成されたキャパシタは、充電され、静電力が電極を強制的に引きつける。電圧が十分に高ければ、可動層は、変形され、図１に右のピクセル１２ｂにより図示されたように、固定層に対して押し付けられる（この図に図示されていない誘電材料が、固定層上に堆積されることがあり、短絡することを防止し、分離距離を制御する）。この動きは、印加される電位差の極性に拘わらず同じである。このようにして、反射対非反射ピクセル状態を制御できる行／列アクチュエーションは、従来のＬＣＤ及びその他のディスプレイ技術において使用される多くの方法に類似している。
【００２８】
図２から図５Ｂは、ディスプレイ応用において干渉変調器のアレイを使用するための１つの具体例としてのプロセス及びシステムを説明する。図２は、本発明の態様を組み込むことができる電子装置の１実施形態を説明するシステムブロック図である。具体例としての実施形態において、電子装置は、プロセッサー２１を含む。そのプロセッサー２１は、いずれかの汎用のシングルチップ又は複数チップマイクロプロセッサー、例えば、ＡＲＭ，ペンティアム（登録商標）、ペンティアムＩＩ（登録商標）、ペンティアムＩＩＩ（登録商標）、ペンティアムＩＶ（登録商標）、ペンティアム（登録商標）プロ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、パワーＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）、若しくはディジタルシグナルプロセッサー、マイクロコントローラ、又はプログラム可能なゲートアレイのようないずれかの特殊用途マイクロプロセッサー、であることができる。本技術において通常であるように、プロセッサー２１は、１若しくはそれより多くのソフトウェアモジュールを実行するために構成されることができる。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサーは、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、若しくはいずれかのその他のソフトウェアアプリケーションを含む、１若しくはそれより多くのソフトウェアアプリケーションを実行するように構成されることができる。
【００２９】
１実施形態では、プロセッサー２１は、しかも、アレイコントローラ２２と通信するように構成される。１実施形態では、アレイコントローラ２２は、ピクセルアレイ３０に信号を供給する行ドライバー回路２４及び列ドライバー回路２６を含む。図１に図示されたアレイの断面は、図２に線１−１により示される。ＭＥＭＳ干渉変調器に関して、行／列アクチュエーションプロトコルは、図３に説明されたこれらの装置のヒステリシス特性を利用することができる。これは、例えば、可動層をリリースされた状態からアクチュエートされた状態へ変形させるために１０ボルトの電位差を必要とすることがある。
【００３０】
しかしながら、電圧がその値から減少される場合に、１０ボルトより下に電圧が降下して戻るとしても、可動層はその状態を維持する。図３の具体例としての実施形態では、可動層は、電圧が２ボルトより下に降下するまで完全にはリリースされない。そのようにして、図３に説明された例では、約３から７Ｖの電圧の範囲があり、そこでは、その範囲内で装置がリリースされた状態又はアクチュエートされた状態のいずれかで安定である、印加電圧のウィンドウが存在する。これは、ここでは"ヒステリシスウィンドウ"又は"安定ウィンドウ"として呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイに関して、行／列アクチュエーションプロトコルは、行ストロービング（strobing）の期間に、アクチュエートされるべきストローブされた行のピクセルは、約１０ボルトの電圧差を受け、そしてリリースされるべきピクセルは、零ボルトに近い電圧差を受ける。ストローブの後で、ピクセルは、約５ボルトの定常状態電圧差を受け、その結果、ピクセルは、行ストローブがピクセルを置いたどんな状態にでも留まる。書き込まれた後で、各ピクセルは、電位差がこの例では３−７ボルトの"安定ウィンドウ"の範囲内であると判断する。この特徴は、アクチュエートされた又はリリースされた事前に存在する状態のいずれかに同じ印加された電圧条件の下で、図１に説明されたピクセル設計を安定にさせる。アクチュエートされた状態又はリリースされた状態であるかに拘わらず、干渉変調器の各ピクセルが、基本的に固定反射層と移動反射層とにより形成されたキャパシタであるので、この安定状態は、ほとんど電力消費なしにヒステリシスウィンドウの範囲内の電圧に保持されることができる。印加された電位が一定であるならば、基本的に電流は、ピクセルに流れ込まない。
【００３１】
代表的なアプリケーションでは、ディスプレイフレームは、第１行中のアクチュエートされたピクセルの所望のセットにしたがって列電極のセットを示すこと（asserting）によって創り出される。行パルスは、それから行１の電極に印加されて、示された列ラインに対応するピクセルをアクチュエートする。列電極の示されたセットは、その後、第２行中のアクチュエートされたピクセルの所望のセットに対応するように変更される。パルスは、それから、行２の電極に印加されて、示された列電極にしたがって行２中の適切なピクセルをアクチュエートする。行１ピクセルは、行２パルスに影響されず、行１ピクセルは、行１パルスの間に設定された状態に留まる。これは、連続した方式で一連の行全体に対して繰り返され、フレームを生成する。一般に、フレームは、１秒当たり所望のフレームの数でこのプロセスを連続的に繰り返すことにより、新たなディスプレイデータでリフレッシュされる及び／又は更新される。ディスプレイフレームを生成するためにピクセルアレイの行及び列電極を駆動するための広範なプロトコルも、周知であり、本発明とともに使用されることができる。
【００３２】
図４及び図５Ａおよび５Ｂは、図２の３×３アレイでディスプレイフレームを創り出すための１つの可能性のあるアクチュエーションプロトコルを説明する。図４は、ピクセルが図３のヒステリシス曲線を表すために使用されることがある、列及び行電圧レベルの可能性のあるセットを説明する。図４の実施形態では、ピクセルをアクチュエートすることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、そして適切な行を＋ΔＶに設定することを含む。これは、それぞれ−５Ｖ及び＋５Ｖに対応することができる。ピクセルをリリースさせることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、そして適切な行を同じ＋ΔＶに設定することにより達成され、ピクセル間で零ボルトの電位差を生成する。そこでは行電圧が零ボルトに保持されるこれらの行では、列が＋Ｖｂｉａｓ又は−Ｖｂｉａｓであるかに拘らず、ピクセルが元々あった状態がどうであろうとも、ピクセルは、その状態で安定である。
【００３３】
図５Ｂは、そこではアクチュエートされたピクセルが反射しない図５Ａに説明されたディスプレイ配列に結果としてなる、図２の３×３アレイに印加される一連の行及び列信号を示すタイミング図である。図５Ａに説明されたフレームを書き込むことに先立って、ピクセルは、任意の状態であることができ、そしてこの例では、全ての行が０ボルトであり、全ての列が＋５ボルトである。これらの印加電圧で、全てのピクセルは、自身の現在のアクチュエートされた状態又はリリースされた状態で安定である。
【００３４】
図５Ａのフレームでは、ピクセル（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）及び（３，３）がアクチュエートされている。これを実現するために、行１に対する"ライン時間"の期間に、列１及び２は、−５ボルトに設定され、そして列３は、＋５ボルトに設定される。全てのピクセルが３−７ボルトの安定ウィンドウの中に留まるため、これは、どのピクセルの状態も変化させない。行１は、その後、０から５ボルトまで上がり、零に戻るパルスでストローブされる。これは、（１，１）及び（１，２）ピクセルをアクチュエートし、（１，３）ピクセルをリリースする。アレイ中のその他のピクセルは、影響されない。望まれるように行２を設定するために、列２は、−５ボルトに設定され、そして列１及び３は、＋５ボルトに設定される。行２に印加された同じストローブは、その後、ピクセル（２，２）をアクチュエートし、ピクセル（２，１）及び（２，３）をリリースする。再び、アレイのその他のピクセルは、影響されない。行３は、列２及び３を−５ボルトに、そして列１を＋５ボルトに設定することより同様に設定される。行３ストローブは、図５Ａに示されたように行３ピクセルを設定する。フレームを書き込んだ後、行電位は零に、そして列電位は＋５又は−５ボルトのいずれかに留まることができ、ディスプレイは、その後、図５Ａの配列で安定である。同じ手順が数十から数百の行及び列のアレイに対して採用されることができることが、理解される。しかも、行及び列アクチュエーションを実行するために使用された電圧のタイミング、シーケンス、及びレベルが、上記に概要を示された一般的な原理の範囲内で広範囲に変化されることができ、そして、上記の例は、具体的な例だけであり、任意のアクチュエーション電圧方法は、本発明とともに使用されることができる。
【００３５】
上記に説明された原理にしたがって動作する干渉変調器の構造の詳細は、広範に変化できる。例えば、図６Ａ−図６Ｃは、移動鏡構造の３つの異なる実施形態を図示する。図６Ａは、図１の実施形態の断面であり、そこでは金属材料１４のストライプが、直角に延びている支柱１８上に堆積される。図６Ｂでは、可動反射材料１４は、連結部（tether）３２上に、角だけで支柱に取り付けられる。図６Ｃでは、可動反射材料１４は、変形可能な層３４から吊り下げられる。反射材料１４に使用される構造的な設計及び材料が光学的特性に関して最適化されることができるため、及び変形可能な層３４に使用される構造的な設計及び材料が所望の機械的特性に関して最適化できるため、この実施形態は、利点を有する。種々のタイプの干渉装置の製造は、例えば、米国公開出願２００４／００５１９２９を含む、種々の公開された文書に記載されている。多種多様な周知の技術が、一連の材料堆積、パターニング、及びエッチング工程を含む、上記に説明された構造を製造するために使用されることができる。
【００３６】
干渉変調器アレイのようなＭＥＭＳ装置の可動部は、望ましくは、移動する保護された空間を有する。ＭＥＭＳ装置用のパッケージング技術はより詳細に以下に記述されるだろう。干渉変調器アレイのような、ＭＥＭＳ装置のための基本パッケージ構造の概略は、図７Ａに図示される。図７Ａに示されるように、基本パッケージ構造７０は、基板７２およびバックプレーンカバーまたは「キャップ」７４を含み、干渉変調器アレイ７６は、基板７２上に形成される。このキャップ７４も「バックプレーン」と呼ばれる。
【００３７】
基板７２およびバックプレーン７４はパッケージ構造７０を形成するためにシール７８によって連結される。その結果、基板７２、バックプレーン７４およびシール７８によって干渉変調器アレイ７６がカプセル化される。これは、バックプレーン７４と基板７２の間にキャビティ７９を形成する。シール７８は、従来のエポキシ樹脂ベースの接着剤のような非溶接密閉かもしれない。他の実施形態では、シール７８は、ポリイソブチレン（時々ブチルゴム、他の時には、ＰＩＢと呼ばれる)、Ｏ−リング、ポリウレタン、薄膜金属溶接、液体スピンオン(spin-on)ガラス、はんだ、ポリマー、またはプラスチック、とりわけ１日におよそ０．２−４．７ｇ  ｍｍ／ｍ２ｋＰａの水蒸気の浸透性のレンジを有するかもしれない他の種類のシールであってもよい。さらに、他の実施形態において、シール７８は、溶接密閉であってもよい。いくつかの実施形態においては、パッケージ構造７０は、キャビティ７９内の水分を低減するように乾燥剤を含む。当業者は、溶接密閉されたパッケージに対しては、乾燥剤は必要ないかもしれないが、パッケージ内に存在する水分を制御するために望ましいかもしれないことを理解するであろう。一実施形態では、乾燥剤８０は、干渉変調器アレイ７６とバックプレーン７４との間に位置する。乾燥剤は、溶接密閉または非溶接密閉のいずれかを有するパッケージのために使用してもよい。溶接密閉を有するパッケージにおいて、乾燥剤は典型的にパッケージ内部内に存在する水分を制御するために使用される。非溶接密閉を有したパッケージにおいて、乾燥剤は、周囲からパッケージに入り込んでくる水分を制御するために使用してもよい。一般的に、干渉変調器の光学的性質に干渉せずに、水分を吸着することができる任意の基板を乾燥剤８０として用いてもよい。適切な乾燥剤材料は、これらに限定されないが、ゼオライト、モレキュラーシーブ（molecular sieves)、表面吸着剤、および化学反応体を含む。
【００３８】
乾燥剤８０は異なる形式、形状およびサイズであってもよい。固体の形式であることに加えて、乾燥剤８０は、もうひとつの方法として、パウダーの形式であってもよい。これらのパウダーは、パッケージに直接挿入してもよいし、または塗布のために接着剤と混合してもよい。他の実施例では、乾燥剤８０はパッケージの内部に塗布される前に、シリンダーまたはシートのような異なる形に形成してもよい。
【００３９】
熟練した職人は、異なる方法で乾燥剤８０を塗布することができると理解するだろう。一実施形態では、乾燥剤８０は、干渉変調器アレイ７６の一部として堆積される。別の実施形態では、乾燥剤８０はスプレーあるいは浸漬被覆としてパッケージ７０内部に塗布される。
【００４０】
基板７２は薄膜を有することができる、半透明または透明な物質であってもよく、その上にＭＥＭＳ装置が構築される。そのような透明物質は、これらに限定されないが、ガラス、プラスチック、および透明ポリマーを含む。干渉変調器アレイ７６は、計測定のモジュレータ配列７６は、薄膜変調器または分離可能なタイプの変調器を含んでいてもよい。熟練した職人は、バックプレーン７４は、ガラス、金属、箔、ポリマー、プラスチック、セラミック、または半導体材料（例えば、シリコン)のような任意の適切な材料で形成してもよいことを理解するであろう。
【００４１】
パッケージングプロセスは、真空、真空以下でかつ周囲圧力を含む間の圧力、または周囲圧力よりも高い圧力で遂行してもよい。パッケージングプロセスは、封止プロセスの期間に変化され制御される高いまたは低い圧力の環境で遂行してもよい。完全に乾燥した環境で干渉変調器アレイ７６をパッケージングすることに利点があるかもしれないが、それは必要ではない。同様に、パッケージング環境は周囲条件における不活性ガスの環境であるかもしれない。周囲条件におけるパッケージングは、より低いコストプロセスを可能にし、機器選択における多様性に対してより多くの可能性を許容する。なぜなら、装置は、装置の動作に影響を与えることなく周囲条件を介して運ばれるかもしれないからである。
【００４２】
一般に、パッケージ構造の中への水蒸気の浸透を最小化し、したがって、パッケージ構造７０内部の環境を制御し、溶接密閉して環境が一定のままであることを保証することは望ましい。パッケージ内の湿度が、水分からの表面張力が干渉変調器１０内の可動素子（図示せず)の復元力より高くなると、可動素子は、表面に永久的に張り付くようになるかもしれない。
【００４３】
上述したように、乾燥剤を用いて、パッケージ構造７０内部に存在する水分を制御してもよい。しかしながら、乾燥剤の必要性は、大気からの水分がパッケージ構造７０内部に移動するのを防止するために、溶接密閉７８の実施により、低減または消去することができる。
【００４４】
パッケージ構造７０内部に乾燥剤８０を置くためのエリアが少ないので、ディスプレイデバイス寸法を連続的に低減することは、パッケージ構造７０内部の環境を管理するための利用可能な方法を制限する。水蒸気の流入の影響を受けやすいパッケージング構造のエリアは、パッケージ構造のサイズが減少することに応じて同じかわずかに減少するかもしれないが、乾燥剤のために利用可能なエリアは、相対的に劇的に減少される。乾燥剤の必要性を消去することは、また、パッケージ構造７０をさらに薄くすることを可能にする。これは、いくつかの実施形態において望ましい。典型的には、乾燥剤を含むパッケージにおいて、パッケージ化された装置の寿命期待値は、乾燥剤の寿命に依存するかもしれない。乾燥剤が完全に消費されると、十分な水分がパッケージ構造に入り、干渉変調器装置が機能しなくなるかもしれない、そして干渉変調器アレイを損傷する。
【００４５】
一実施形態において、シール７８は、水分の流れを禁止するかまたは防止する環境障壁として動作するように構成された障壁を形成するめっきした金属を含む。図７Ｂは、金属シール７８を持ったパッケージング構造７０の等角図である。
【００４６】
一実施形態において、シール７８は、シール７８を介した空気と水蒸気の流れを防止する溶接密閉である。金属シール７８は、望ましくは、フォトリソグラフィープロセスに従って形成され、所望の位置の＋／−１μｍ内にシール７８を位置づけすることを可能にする。
【００４７】
図８Ａ−Ｅは、図７Ｂにおいて示されたシール７８を形成し、干渉変調器アレイ７６のようなＭＥＭＳ装置をパッケージング化する方法の一実施形態の異なる段階を図示する断面図である。
【００４８】
図８Ａは、基板７２上で形成された干渉変調器アレイ７６を図示する断面図である。一実施形態において、干渉変調器アレイ７６は、アレイ７６の干渉変調器素子の、図１に示した導電部材１４、１６のような、導電部材間の犠牲層（図示せず)を依然として含む。例えば、犠牲層はモリブデンを含むかもしれない。図８Ｂを参照すると、基板７２上の導電リード線８０１は、基板７２の上に絶縁体８０２を堆積することによりシールから電気的に絶縁される。ある実施形態において、図８Ｂに示すように、絶縁体８０２は、干渉変調器アレイ７６上にも堆積される。いくつかの実施形態において、絶縁体８０２は、シール７８が形成されることになっている基板７２上のある位置に貼り付けてもよい。しかしながら、図８Ｂに示すように、基板７２および干渉変調器アレイ７６の上に堆積し、その次に、絶縁体８０２の不要な部分を除去することにより絶縁体を形成することはより実用的かもしれない。絶縁体は、例えば、スパッタリングまたは化学蒸着法（ＣＶＤ）のような薄膜蒸着方法によって形成することができる。一実施形態において、絶縁体はＳｉ０２あるいは他の絶縁する酸化物か、窒化物であり、約２０００Åまたは約１０００Åの厚みを有する。技術に熟練している人々によって理解されるように、絶縁体および代替絶縁体の材料の堆積の他の方法は、この発明の範囲内である。
【００４９】
絶縁体８０２の堆積に続いて、電気めっきのための１つ以上の金属層８０４は、絶縁体８０２の上に直接堆積される。金属層８０４は複数の層を含んでもよい。そして一実施形態において、金属層８０４は、接着層と金属シード層を含む。接着層は望ましくは、絶縁体と金属シード層との間の接着を促進する。ある実施形態において、金属シード層は、導電性のめっきベースであり、その上に、電着物が形成され、電着物と同じ材料である必要がない。一実施形態において、金属シード層の厚さは約５００−２０００Åであり、接着層は、約５０−１００Åの厚みを有する。一実施形態において、接着層と金属シード層を結合した厚みは、約１００−５００Åである。いくつかの実施形態において、接着層は、チタン（Ｔｉ）あるいはクロミウム（Ｃｒ）のような異なるタイプの金属を含む。熟練した職人は、さらに、例えば、金属シード層が付けられることになっている表面が荒い場合、接着層を省くことも可能であると理解するだろう。
【００５０】
図８Ｃに示すように、マスク８０６が金属層８０４の上にパターンが付けられ、干渉変調器アレイ７６の周囲を近接する封止壁の形成のために１つ以上のキャビティ８０８を定義する。周囲キャビティ８０８は正方形であってもよいし、または長方形であってもよい。または、他のジオメトリーを持ってもよい。１つ以上の干渉変調器アレイ７６を含むパッケージ構造７０の一実施形態において、シール７８は、複数の干渉変調器アレイの合計周囲の周りに位置される。一実施形態において、金属層８０４がキャビティ８０８内のみの絶縁体８０２上に堆積されるように、金属層８０４は、マスク８０６をパターン化した後に堆積される。
【００５１】
マスク８０６は、望ましくは、フォトレジストを含み、例えば、ＵＶ光を使用してパターン化することができる。フォトレジストは、紫外線光にさらされた時可溶になり、それがカバーする（これはレジストとしても知られている）エリアのエッチングあるいはめっきを防ぐ有機ポリマーを含むことができる。フォトレジストおよびそれの使用は半導体、生物医学工学、ホログラフィー、エレクトロニクス、および超微細製作技術のような種々の産業においてよく知られている。ある実施形態において、マスクとしてフォトレジストを使用することは、正確に厚み層を定義するように望ましい。
【００５２】
図８Ｄに図示するように、金属の１つ以上の層は、キャビティ８０８内の露出した金属シード層８０４上に堆積され、それにより、封止壁８１０を形成する。１つ以上の金属層の堆積は、望ましくは、電気めっき槽を使用して電気めっきを行うことを含む。メタル層を堆積するか形成する他の方法は（例えば）無電解めっきを含めて熟考される。
【００５３】
一実施形態において、マスク８０６の厚さは、封止壁８１０の所望の厚さか高さに依存する、マスク８０６の厚さは、封止壁８１０の所望の厚さか高さと実質的に同じかがそれよりわずかに大きい。ある実施形態において、マスク８０６は、封止壁８１０の所望の厚さより厚いまたは封止壁８１０の所望の高さより厚みが少ない。一実施形態では、封止壁８１０の高さは約１０  ―７０μｍである。いくつかの実施形態において、封止壁８１０の高さは約３０−５０μｍである。封止壁８１０のための他の高さが熟考される。
【００５４】
図８Ｅに示されるように、マスク８０６、金属層８０４および絶縁体８０２は、湿式化学エッチングのような方法により、電気めっきした金属８０８によってカバーされないエリアで除去される。あるいは、金属層８０４および絶縁体８０２は各々個別のステップで除去してもよい。金属シード層がマスク８０６の上に堆積される実施形態において、金属シード層はマスク８０６で除去される。シール７８にバックプレーン７４を接合する前に、干渉変調器アレイ７６の中にある犠牲層は、例えば、ＸｅＦ２ガスを使用してエッチングされ、アレイの干渉変調器素子の薄膜または導電部材を解除する。
【００５５】
犠牲層が干渉変調器アレイ７６から取り除かれた後、バックプレーン７４は、シール７８に接合される。これは、絶縁体８０２と封止壁８１０を含み、パッケージ構造７０を形成する。熟練した職人は、バックプレーン７４がガラス、金属、箔、ポリマー、プラスチック、セラミックあるいは半導体（例えばシリコン）のような任意の適切な材料からつくってもよいことを理解するであろう。
【００５６】
図７Ａを参照すると、技術における通常の熟練の人は、シール７８の高さおよびバックプレーン７４の特徴を選択することができる。それは、乾燥剤８０が干渉変調器アレイ７６から十分に引き離されるようにするためである。シール７８の高さは、封止壁８１０の高さに正比例する。ある実施形態において、シール７８は、望ましくは、約１００−３００μｍの高さである。他の実施形態において、シール７８は、約４００μｍ未満の高さに形成されることが望ましい。他の実施形態において、シール７８は、約５０μｍより大きな厚さに形成されることが望ましい。熟練した職人は、シール７８の厚さは、干渉変調器アレイ７６の所望の寿命、シール７８の材料、アレイ７６の寿命の期間にパッケージ構造７０に浸透するように推定される混入物質および水分の量、周囲環境の湿度、および／または乾燥剤８０がパッケージ構造７０内に含まれているかどうかのような、種々の要因に依存してもよい。
【００５７】
図９は、メタルシールを形成し、ＭＥＭＳ装置をパッケージ化する方法の一実施形態を図示するプロセスフローである。いくつかの実施形態において、図８Ａに図示された構造は、ステップ９０２で始まる図９の方法９００の動作のための開始構造である。方法９００は、ステップ９０２に進む。ここでは、シールは、図８Ｂに示すように、基板および干渉変調器アレイの上に絶縁体を堆積することにより基板上に位置する導電リード線から、電気的に絶縁されている。
【００５８】
ステップ９０４における絶縁体の堆積に続いて、ステップ９０６において、電気めっきのための１つ以上の金属層が絶縁体の上に直接堆積される。図８Ｂを参照して上で議論したように、１つ以上の金属層は、複数の層を含み、一実施形態において、金属層は、接着層および金属シード層を含む。ステップ９０８において、マスクは、干渉変調器アレイの周囲に近接する封止へ行きの形成のために、１つ以上のキャビティ８０８を定義するように、ステップ９０６において、形成された金属層の上にマスクがパターン化される。
【００５９】
ステップ９１０において、電気めっきは、電気めっき槽を用いて行われ、金属の１つ以上の層を、ステップ９０８において形成されたキャビティ内の露出した金属シード層上に堆積し、それにより、封止壁を形成する。電気めっきは、周期表の要素の半分を介して堆積することができる。一実施形態において、好適電気めっき金属はニッケルである。しかし、銅と錫も使用されてもよい。電気めっきはシールの所望厚さを達成する効率的な方法である。それは数十ミクロンから数百ミクロンのオーダーである。例えば、電気めっき以外の方法を使用して、例えば、無電解めっき、蒸発およびスパッタリングを含む封止壁のために金属を堆積してもよい。
【００６０】
ステップ９１０はさらに封止壁へのバックプレーン接着層に電気めっきを施すことを含んでいてもよい。この場合、バックプレーン接着層は、ＰｂＳｎ、ＩｎＳｂ、ＳｎＢｉあるいはめっきすることができる他のはんだのようなはんだを含む。いくつかの実施形態において、バックプレーン接着層は、湿潤性の金属層およびハンダ層のような複数の層を含む。
【００６１】
ステップ９１２において、マスク、メタル層および絶縁体は、湿式化学エッチングのような方法によって電気めっきした金属によってカバーされないエリアで除去される。あるいは、金属層８０４および絶縁体８０２は各々個別のステップで除去してもよい。例えば、金属シード層はイオンミリング(ion milling)によって除去してもよい。金属シード層がマスク８０６の上に堆積される実施形態において、金属シード層はマスク８０６で除去される。
【００６２】
ステップ９１４において、封止壁にバックプレーン結合する前に、干渉変調器アレイ内にある犠牲層は、例えばＸｅＦ２ガスを使用してエッチングされ、アレイの干渉変調器素子の薄膜または導電部材を解放する。シール形成工程９００を通じて犠牲層を保存することは、シール形成方法９００の任意のステップの間に生じることができる損害からアレイを保護するのに望ましいかもしれない。しかしながら、犠牲のモリブデンは、組み立てプロセスの任意の他の時間に除去することができる。
【００６３】
犠牲層がステップ９１４で削除された後、ステップ９１６において、バックプレーンはパッケージ構造を形成するために封止壁に結合される。一実施形態では、バックプレーンは気密継ぎ目を形成するためにはんだによって封止壁に結合される。はんだは、ステップ９１０を参照して述べられるように封止壁の上に堆積することができ、ステップ９１２および／または９１４の後に塗布することができ、またはバックプレーンに塗布することができる。はんだは、望ましくは、干渉変調器アレイ７６への熱損傷を回避するように、約２５０℃未満で溶融し流れる。
【００６４】
バックプレーンは、封止壁、または湿潤性の金属および／または封止壁に堆積されたはんだのために１つ以上のバックプレーン接着層をその上に堆積してもよい。一実施形態において、バックプレーンは、ＣｒまたはＴｉのような薄い金属のような接着層またははんだ付け温度に耐えるように構成された他の材料を含む。また、はんだは、シーラント壁へのバックプレーンを封止壁に取り付けるために接着層上に堆積される。一実施形態において、バックプレーンは、容易にはんだ付けすることができる金属を含む。別の実施形態において、バックプレーンは金属の薄膜、または封止壁にはんだ付けされたまたはシームシール(seamseal)を用いて結合された金属のパスを含む。シール７８の形成は、アレイプロセスのシール部の形成を行うことによりパッケージングプロセスの複雑さを低減する。
【００６５】
図１０Ａおよび１０Ｂは、ディスプレイデバイス２０４０の一実施形態を図示する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、セルラー式の形態無線電話または携帯電話であってよい。しかしながら、さらに、ディスプレイデバイス２０４０またはそれのわずかな変化の同じコンポーネントは、テレビおよびポータブルメディア・プレイヤーのような様々なタイプのディスプレイデバイスの例証となる。
【００６６】
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、入力装置２０４８およびマイクロフォン２０４６を含んでいる。ハウジング２０４１は、射出成形および真空成形を含む、当業者に良く知られた多種の製造プロセスのいずれかから一般的に形成される。さらに、ハウジング２０４１は、これらに限定されないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミックまたはそれらの組み合わせを含む多種の材料のいずれかから形成してもよい。一実施形態では、ハウジング２０４１は、異なる色または、異なるロゴ、絵、またはシンボルを含む他の除去可能な部分と交換してもよい除去可能な部分（図示せず)を含む。
【００６７】
例示ディスプレイデバイス２０４０のディスプレイ２０３０は、ここに記載するように、双安定ディスプレイを含む多様なディスプレイのいずれかであってよい。他の実施形態において、当業者によく知られているように、ディスプレイ２０３０は、上述したように、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、またはＴＦＴ  ＬＣＤのようなフラットパネルディスプレイを含む。しかしながら、この実施形態を記載する目的のために、ディスプレイ２０３０は、ここに記載するように干渉変調器ディスプレイを含む。
【００６８】
例示ディスプレイデバイス２０４０の一実施形態のコンポーネントは、概略的に図１０Ｂに示される。図解される例示ディスプレイデバイス２０４０は、ハウジング２０４１を含み、少なくとも部分的にそのなかに囲まれたさらなるコンポーネントを含むことができる。例えば、一実施形態において、例示ディスプレイデバイス２０４０は、トランシーバー２０４７に接続されたアンテナ２０４３を含むネットワークインターフェース２０２７を含む。トランシーバー２０４７はプロセッサー２０２１に接続される。プロセッサー２０２１は調整ハードウェア２０５２に接続される。調整ハードウェア２０５２は信号（例えば、信号をろ過する）を条件付けする（例えば、信号をフィルターする)ように構成してもよい。調整ハードウェア２０５２は、スピーカー２０４５およびマイクロフォン２０４６に接続される。プロセッサー２０２１も、入力装置２０４８およびドライバーコントローラー２０２９に接続される。ドライバーコントローラー２０２９は、フレームバッファー２０２８およびアレイドライバー２０２２に接続される。アレイドライバー２０２２は、ディスプレイアレイ２０３０に接続される。電源２０５０は、特定の例示ディスプレイデバイス２０４０設計により必要とされるすべてのコンポーネントに電力を供給する。
【００６９】
ネットワークインターフェース２０２７は、アンテナ２０４３およびトランシーバー２０４７を含んでいるので、例示ディスプレイデバイス２０４０は、ネットワークを介して１つ以上の装置と通信することができる。一実施形態において、ネットワークインターフェース２０２７は、さらにプロセッサー２０２１の要件を軽減するために多少の処理能力を持っていてもよい。アンテナ２０４３は、信号を送信し受信するための当業者に知られた任意のアンテナである。一実施形態において、アンテナは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（ａ）、（ｂ）または(ｇ)を含む、ＩＥＥＥ  ８０２．１１規格に従ってＲＦ信号を送信し、受信する。他の実施形態において、アンテナはＢＬＵＥＴＯＯＴＨ標準に従ってＲＦ信号を送信し受信する。携帯電話の場合には、アンテナは、無線携帯電話ネットワーク内に通信するために使用されるＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳあるいは他の既知信号を受信するように設計される。トランシーバー２０４７は、アンテナ２０４３から受信した信号をあらかじめ処理するので、それらの信号は、プロセッサー２０２１により受信され、さらに操作される。トランシーバー２０４７はまた、プロセッサー２０２１から受信した信号を処理するので、それらの信号は、アンテナ２０４３を介して例示ディスプレイデバイス２０４０から送信してもよい。
【００７０】
他の実施例において、トランシーバー２０４７はレシーバーと交換することができる。
【００７１】
さらに他の代替実施形態において、ネットワークインターフェース２０２７は、画像ソースを交換することができる。画像ソースは、プロセッサー２０２１に送信される画像データを記憶しまたは発生することができる。例えば、画像ソースは、デジタルビデオディスク(ＤＶＤ）、または画像データ、または画像データを発生するソフトウェアモジュールを含むハードディスクドライブであり得る。
【００７２】
プロセッサー２０２１は、一般に例示ディスプレイデバイス２０４０の全体的な動作を制御する。プロセッサー２０２１は、ネットワークインターフェース２０２７または画像ソースから圧縮された画像データのようなデータを受信し、データを生の画像データまたは生の画像データに容易に処理されるフォーマットに処理する。次に、プロセッサー２０２１は処理したデータをドライブコントローラー２０２９または記憶のためにフレームバッファー２０２８に送信する。生データは、典型的には画像内の各場所で画像特性を識別する情報に言及する。例えば、そのような画像特性は色、飽和およびグレイスケールレベルを含むことができる。
【００７３】
一実施形態において、プロセッサー２０２１はマイクロコントローラ、ＣＰＵあるいは例示ディスプレイデバイス２０４０の動作を制御するための論理ユニットを含む。調整ハードウェア２０５２は、一般に信号をスピーカー２０４５に送信するために、およびマイクロフォン２０４６からの信号を受信するために、増幅器およびフィルターを含む。調整ハードウェア２０５２は、例示ディスプレイデバイス２０４０内のディスクリートコンポーネントであってもよいし、または、プロセッサー２０２１または他のコンポーネントに内蔵されていてもよい。
【００７４】
ドライバーコントローラー２０２９は、プロセッサー２０２１から直接にあるいはフレームバッファー２０２８から、プロセッサー２０２１によって生成された生の画像データを取り、アレイドライバー２０２２への高速送信のための適切に生画像データを再フォーマットする。具体的には、ドライバーコントローラー２０２９は、ディスプレイアレイ２０３０にわたって走査するのに適した時間順を有するように、ラスター状のフォーマットを有するデータフローに生の画像データを再フォーマットする。
【００７５】
次に、ドライバーコントローラー２０２９はフォーマット化された情報をアレイドライバー２０２２に送信する。ＬＣＤコントローラーのようなドライバーコントローラー２０２９は、しばしばスタンドアロン集積回路(ＩＣ）としてシステムプロセッサー２０２１に関連する。そのようなコントローラーは、多くの方法で実施してもよい。それらはハードウェアとしてプロセッサー２０２１に埋め込んでもよいし、またはソフトウェアとしてプロセッサー２０２１に埋め込んでもよいし、または、アレイドライバー２０２２と一緒に完全にハードウェアで集積してもよい。
【００７６】
典型的には、アレイドライバー２０２２はドライバーコントローラー２０２９からフォーマットされた情報を受信し、ディスプレイの画素のｘ−ｙマトリクスから来る数百および時として数千のリード線に毎秒あたりの多くの回数が印加される並列セットの波形にビデオデータを再フォーマットする。
【００７７】
一実施形態において、ドライバーコントローラー２０２９、アレイドライバー２０２２およびディスプレイアレイ２０３０は、ここに記述されたディスプレイのタイプのうちのどれにも適切である。例えば、一実施形態において、ドライバーコントローラー２０２９は、従来のディスプレイコントローラーまたは双安定ディスプレイコントローラー（例えば、干渉変調器コントローラー)である。他の実施形態において、アレイドライバー２０２２は、従来のドライバーあるいは双安定したディスプレイドライバー（例えば干渉変調器のディスプレイ)である。一実施形態において、ドライバーコントローラー２０２９はアレイドライバー２０２２に統合される。そのような実施形態は、携帯電話、時計、および他の小面積ディスプレイのような高度に集積されたシステムにおいて、一般的である。さらに他の実施形態において、ディスプレイアレイ２０３０は、典型的なディスプレイアレイあるいは双安定したディスプレイアレイ（例えば干渉変調器のアレイを含むディスプレイ）である。
【００７８】
入力装置２０４８は、ユーザーが例示ディスプレイデバイス２０４０の動作を生後することを可能にする。一実施形態において、入力装置２０４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードあるいは電話キーパッド、ボタン、スイッチ、タッチセンシティブスクリーン、圧力または熱感知可能な薄膜のようなキーパッドを含んでいる。一実施形態において、マイクロフォン２０４６は例示ディスプレイデバイス２０４０のための入力装置である。マイクロフォン２０４６がデバイスへのデータを入力するために使用されるとき、例示ディスプレイデバイス２０４０の動作を制御するためにユーザーによって音声コマンドが供給されてもよい。
【００７９】
電源２０５０は、技術的に良く知られている多種のエネルギー記憶装置を含むことができる。例えば、一実施形態において、電源２０５０は、ニッケル・カドミウム電池またはリチウムイオン電池のような充電式バッテリーである。他の実施形態において、電源２０５０は、プラスチック太陽電池および太陽電池ペイントを含む再生可能エネルギーソース、コンデンサーあるいは太陽電池である。他の実施形態において、電源２０５０は壁付コンセントから電力を受信するように構成される。
【００８０】
いくつかの実施において、上述したように、制御プログラム可能性は、電子表示システムでいくつかの場所に位置することができるドライバーコントローラーに存在する。いくつかの場合には、制御プログラム可能性は、アレイドライバー２０２２に存在する。当業者は、上述した最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウエアコンポーネントでおよび種々の構成で実施してもよい。
【００８１】
上記の詳細な記載は、種々の実施形態に適用されるこの発明の新規な特徴を図示し、記載し、指摘したけれども、図示した装置またはプロセスの形式および詳細において、種々の省略、置換、および変更は、この発明の精神から逸脱することなく、当業者により行ってもよい。さらに、ここに記載され、図示されるステップは、記載された行為の正確なシーケンスに限定されず、述べたすべての行為の実施に必ずしも限定されない。イベントまたは行為の他のシーケンス、またはすべてのイベントより少ないイベント、またはイベントの同時発生は、この発明の実施形態を実施する際に利用してもよい。認識されるように、いくつかの特徴は、他から別々に使用または実施してもよいので、本発明は、ここに記載されるすべての特徴および利点を提供しない形式内で具現化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、干渉変調器ディスプレイの１実施形態の一部分を図示する等測図であり、そこでは、第１の干渉変調器の可動反射層は、リリースされた位置にあり、第２の干渉変調器の可動反射層は、アクチュエートされた位置にある。
【図２】図２は、３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んでいる電子装置の１実施形態を説明するシステムブロック図である。
【図３】図３は、図１の干渉変調器の１つの具体例としての実施形態に関する可動鏡位置対印加電圧の図である。
【図４】図４は、干渉変調器ディスプレイを駆動するために使用されることができる行及び列電圧のセットの説明図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図２の３ｘ３干渉変調器ディスプレイにおけるディスプレイデータの一例示フレームを図解する。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａのフレームを書くために使用してもよい行および列信号のための一例示タイミング図を図解する。
【図６Ａ】図６Ａは、図１の装置の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、干渉変調器の代わりの実施形態の断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、干渉変調器の他の１つの代わりの実施形態の断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、干渉変調器装置のための基本パッケージ構造の断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、金属シールを備えた図７Ａのパッケージ構造の等角図法である。
【図８Ａ】図８Ａは、金属シールを形成し、ＭＥＭＳ装置をパッケージ化する方法の一実施形態の連続的な段階を図解する断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、金属シールを形成し、ＭＥＭＳ装置をパッケージ化する方法の一実施形態の連続的な段階を図解する断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、金属シールを形成し、ＭＥＭＳ装置をパッケージ化する方法の一実施形態の連続的な段階を図解する断面図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、金属シールを形成し、ＭＥＭＳ装置をパッケージ化する方法の一実施形態の連続的な段階を図解する断面図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、金属シールを形成し、ＭＥＭＳ装置をパッケージ化する方法の一実施形態の連続的な段階を図解する断面図である。
【図９】図９は、ＭＥＭＳパッケージ構造のためのめっきした金属シールを形成する方法の一実施形態を図解するフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、複数の干渉変調器を含むビジュアルディスプレイデバイスの一実施形態を図解するシステムブロック図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、複数の干渉変調器を含むビジュアルディスプレイデバイスの一実施形態を図解するシステムブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【外国語明細書】
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