使用具有非平坦部分的背板保护微机电系统阵列的系统和方法

摘要

本发明揭示一种利用干涉式调制的电子装置和所述装置的一封装。所述封装装置包括一衬底101、一形成于所述衬底101上的干涉式调制显示器阵列111和一背板130。所述背板放置于所述显示器阵列111上，所述背板与所述显示器阵列之间具有一间隙124。所述间隙的深度可在所述背板上变化。所述背板可被弯曲或在其面向所述显示器阵列的内表面上具有一凹处。所述背板的厚度可变化。所述装置可包括与所述背板集成为一体的加固结构。

权利要求

1.一种电子装置，其包含：

一衬底；

形成于所述衬底上的一微机电装置阵列；和

放置于所述阵列上并具有一内表面和一外表面的背板，所述背板的所述内表面面向所述阵列，其中间具有一间隙，所述外表面背离所述衬底，其中所述间隙防止施加到所述背板上的外力损坏所述微机电装置阵列，其中所述背板的所述内表面与所述衬底之间的一距离在所述衬底上变化，其中从所述背板的所述内表面上一点到所述衬底的一最近点测量所述距离；且其中所述背板的所述内表面上形成有一个或多个加固结构，且所述加固结构上形成有突起或间隔部。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述微机电装置包含干涉式调制器。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述内表面包含一中心区域和一周边区域，且其中所述距离在所述中心区域中比在所述周边区域中大。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述背板成弓形弯离所述阵列。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述内表面大体平滑地弯曲。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述距离在所述内表面上的至少一个位置处台阶式地改变。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述距离在所述内表面的至少一部分中大体相同。

8.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述背板各处具有一大体相同的厚度。

9.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述内表面包含一中心区域和一周边区域，且其中所述背板具有一在所述中心区域中比在所述周边区域中大的厚度。

10.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述背板的所述外表面大体为平坦的，且其中所述外表面与所述衬底之间的一距离在所述衬底上大体相同。

11.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述外表面与所述衬底之间的一距离在所述衬底的表面上变化。

12.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述距离在无加固结构形成的所述内表面的一区域上变化。

13.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述背板包含一沿所述背板的一边缘朝向所述衬底延伸的突起。

14.根据权利要求1所述的电子装置，其进一步包含一位于所述衬底与所述内表面之间沿所述内表面的边缘的密封。

15.根据权利要求1所述的电子装置，其进一步包含：一处理器，其与所述微机电装置阵列电通信，所述处理器经配置以处理图像数据；和一与所述处理器电通信的存储装置。

16.根据权利要求15所述的电子装置，其进一步包含一驱动器电路，所述驱动器电路经配置以向所述微机电装置阵列发送至少一个信号。

17.根据权利要求16所述的电子装置，其进一步包含一控制器，所述控制器经配置以向所述驱动器电路发送所述图像数据的至少一部分。

18.根据权利要求15所述的电子装置，其进一步包含一图像源模块，所述图像源模块经配置以向所述处理器发送所述图像数据。

19.根据权利要求18所述的电子装置，其中所述图像源模块包含一接收器、收发器和发射器中的至少一者。

20.根据权利要求15所述的电子装置，其进一步包含一输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并向所述处理器传送所述输入数据。

21.一种制造一电子装置的方法，其包含：

提供一中间装置，所述中间装置包含一衬底和形成于所述衬底上的一微机电装置阵列；和在所述中间装置的所述阵列上形成一背板，所述背板与所述阵列之间具有一间隙，所述背板具有一面向所述阵列的内表面，其中所述间隙防止施加到所述背板上的外力损坏所述微机电装置阵列，其中所述内表面与所述衬底之间的一距离在所述衬底上变化；其中从所述背板的所述内表面上一点到所述衬底的一最近点测量所述距离；且其中所述背板的所述内表面上形成有一个或多个加固结构，且所述加固结构上形成有突起或间隔部。

22.根据权利要求21所述的方法，其中形成所述背板进一步包含：提供具有所述内表面的所述背板；

将所述背板放置于所述阵列上，使得所述内表面面向所述阵列；和沿所述背板的一周边粘合所述背板与所述衬底。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述内表面大体弯曲。

24.根据权利要求22所述的方法，其中所述内表面在其一大体中心区域中凹陷。

25.根据权利要求22所述的方法，其中所述背板各处具有一大体相同的厚度。

26.根据权利要求22所述的方法，其中所述背板具有一变化的厚度。

27.根据权利要求22所述的方法，其中所述内表面包含一中心区域和一周边区域，且其中所述背板具有一在所述中心区域中比在所述周边区域中大的厚度。

28.根据权利要求22所述的方法，其中所述背板包含一弯曲部分。

29.根据权利要求28所述的方法，其中提供所述背板包含使一大体平坦的面板经受扭曲。

30.根据权利要求28所述的方法，其中提供所述背板包含：提供一大体平坦的面板，所述面板包含具有不同热膨胀率的两个层；和对所述大体平坦的面板施加热，从而在所述面板中产生一曲率。

31.根据权利要求28所述的方法，其中提供所述背板包含提供一大体平坦的面板，所述面板包含两个层，每个层具有一不同于另一层的热膨胀率，其中放置所述背板包含形成一热可固化材料层，所述热可固化材料层沿其一周边夹于所述衬底与所述大体平坦的面板之间，且其中粘合所述背板包含施加足以固化所述热可固化材料的热。

32.一种根据权利要求31所述的方法制成的电子装置。

33.一种电子装置，其包含：

用于通过其透射光的透射构件；

用于调制通过所述透射构件透射的光的调制构件；和

用于覆盖所述调制构件的覆盖构件，其中所述覆盖构件包含一内表面和一外表面，所述内表面面向所述透射构件，其中间具有一间隙，所述外表面背离所述透射构件，其中所述间隙防止施加到所述覆盖构件上的外力损坏所述调制构件，其中所述覆盖构件的所述内表面与所述透射构件之间的一距离在所述透射构件上变化，其中从所述覆盖构件的所述内表面上一点到所述透射构件的一最近点测量所述距离；

且

其中所述背板的所述内表面上形成有一个或多个加固结构，且所述加固结构上形成有突起或间隔部。

34.根据权利要求33所述的电子装置，其中所述透射构件包含一透明衬底。

35.根据权利要求33或34所述的电子装置，其中所述调制构件包含一干涉式调制器阵列。

36.根据权利要求33或34所述的电子装置，其中所述覆盖构件包含一弯曲背板。

37.根据权利要求33所述的电子装置，其中所述覆盖构件包含集成到所述覆盖构件的一个或一个以上加固结构。

38.根据权利要求33所述的电子装置，其中所述覆盖构件具有一形成于其内表面上的凹处。

39.根据权利要求33所述的电子装置，其中所述覆盖构件具有变化的厚度。

说明书

使用具有非平坦部分的背板保护微机电系统阵列的系统和

方法

技术领域

[0001] 本揭示内容涉及微机电系统(MEMS)，更明确地说，涉及保护MEMS装置使其不受损坏。

背景技术

[0002] 微机电系统(MEMS)包括微机械元件、激励器和电子设备。微机械元件可采用沉积、蚀刻或其它可蚀刻掉衬底和/或所沉积材料层的若干部分或可添加若干层以形成电装置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。干涉式调制器可包含一对导电板，其中的一或二者可整体或部分地透明和/或反射，且能在施加一适当的电信号时作出相对运动。其中一个板可包含一沉积在一衬底上的静止层，另一个板可包含一通过一气隙分离所述静止层的金属膜。

[0003] 上述装置具有广泛的应用范围，且在此项技术中，利用和/或修改这些类型的装置的特征、以使其特性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。在利用MEMS技术设计商业产品的过程中，由于成本、可靠性及可制造性的要求而开发了封装。与MEMS装置相关的封装可并入各种特性来保护MEMS元件不受外力损坏。

发明内容

[0004] 本发明的系统、方法及装置各具有多个方面，任一单个方面均不能单独决定其所期望属性。现将对其更突出的特性作简要说明，此并不限定本发明的范围。在考虑这一论述，尤其是在阅读了题为“特定实施例的具体描述”的部分之后，人们即可理解本发明的特征如何提供优于其它显示装置的优点。

[0005] 本发明的一个方面提供一电子装置。所述电子装置包含一具有一表面的衬底、一微机电装置阵列和一背板。所述微机电装置阵列形成于衬底的表面上并具有一背离衬底的背表面。所述背板放置于阵列上并具有一内表面和一外表面。背板的内表面面向阵列的背表面，其间具有一间隙。外表面背离衬底。电子装置进一步包含与背板集成的一个或一个以上加固结构。加固结构为背板增加硬度。在所述电子装置中，背板的内表面与衬底的表面之间的一距离可在衬底的表面上改变。

[0006] 本发明另一方面提供一电子装置。所述电子装置包含一具有一表面的衬底、一微机电阵列和一背板。所述阵列形成于衬底表面上并具有一背离衬底的背表面。背板放置于阵列上并具有一内表面。所述内表面面向阵列的背表面，其间具有一间隙。背板具有一沿其边缘变化的厚度。

[0007] 本发明又一方面提供一电子装置。所述电子装置包含：一衬底、一干涉式调制器阵列和一背板。所述阵列形成于衬底上并具有一背离衬底的背表面。背板放置于阵列上并具有一面向阵列的背表面的内表面，背板的内表面与阵列的背表面之间具有一间隙。所述电子装置进一步包含用于防止背板的内表面直接接触阵列的背表面的构件。

[0008] 本发明又一方面提供一制造一电子装置的方法。所述方法包含提供一中间装置、提供一背板、将背板放置于中间装置上和粘合背板与衬底。所述中间装置包含一衬底和形成于衬底上的一微机电装置阵列。所述背板具有一内表面和一外表面。背板与形成于内表面和外表面的至少一者上的一个或一个以上的加固结构集成。背板放置于中间装置的阵列上，使得背板的内表面面向阵列的背表面，其间具有一间隙。本发明又一方面提供一电子装置，所述电子装置由制造诸如一电子装置的前述方法生产。

[0009] 本发明又一方面提供一电子装置。所述装置包含一衬底、一形成于衬底上的微机电装置阵列和一放置于阵列上的背板。所述背板具有一内表面和一外表面。所述背板的内表面面向所述阵列，其间具有一间隙。所述外表面背离衬底。背板的内表面与衬底之间的一距离在衬底上变化。

[0010] 本发明又一方面提供一电子装置。所述电子装置包含：一用于通过其透射光的透射构件；用于调制通过所述透射构件透射的光的调制构件；用于覆盖所述调制构件的覆盖构件，其中所述覆盖构件包含一内表面和一外表面，所述内表面面向所述透射构件，其间具有一间隙，所述外表面背离所述透射构件；且其中覆盖构件的内表面与透射构件之间的一距离在透射构件上变化。

[0011] 本发明又一方面提供一制造一电子装置的方法。所述方法包含提供一中间装置，所述中间装置包含一衬底和一形成于衬底上的微机电装置阵列。所述方法进一步包含在中间装置的阵列上形成一背板，背板与阵列之间具有一间隙。所述背板具有一面向阵列的内表面，且所述内表面与衬底之间的一距离在衬底上变化。本发明又一方面提供一电子装置，所述电子装置由制造诸如一电子装置的前述方法生产。

附图说明

[0012] 图1为一等角视图，其描绘一干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分，其中一第一干涉式调制器的一可移动反射层处于释放位置且一第二干涉式调制器的一可移动反射层处于激励位置。

[0013] 图2为一系统方框图，其说明一并入一3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一实施例。

[0014] 图3为图1的干涉式调制器的一示范性实施例的可移动镜位置与所施加电压的关系图。

[0015] 图4为可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行电压和列电压的说明。

[0016] 图5A和图5B说明可用以将一显示数据帧写入到图2的3×3干涉式调制器显示器的行和列信号的一示范性时序图。

[0017] 图6A为一图1的装置的横截面图。

[0018] 图6B为一干涉式调制器的一替代实施例的一横截面图。

[0019] 图6C为一干涉式调制器的另一替代实施例的一横截面图。

[0020] 图7为说明一MEMS阵列的俯视平面图。

[0021] 图8和图9为说明封装的MEMS显示装置的一横截面的侧视图。

[0022] 图10为说明一封装的MEMS显示装置的一背板的弯曲的侧视图。

[0023] 图11为图10的背板的俯视平面图。

[0024] 图12、14、16、18、20、22、24-26为说明具有各种构造的背板的封装的MEMS显示装置的横截面的侧视图。

[0025] 图13A和图15为分别说明用于图12和图14的背板的形状的透视图。

[0026] 图13B和图13C为说明于图12和图13A中说明的背板的生产的背板的侧视图。

[0027] 图17A-17C、19、21和23为分别说明用于图16、18、20和22的背板的加固结构的仰视平面图。

[0028] 图27为描述一用以生产图26中说明的实施例的示范性过程的流程图。

[0029] 图28A和图28B为系统方框图，说明一包含复数个干涉式调制器的视觉显示装置的实施例。

具体实施方式

[0030] 各种加固结构形成于MEMS装置的一背板上。加固结构增加了背板的硬度并因此防止背板接触且损坏所述装置的MEMS元件或阵列。加固结构与所述背板在其任一表面或在其两个表面上集成。所述背板可以各种配置形成，所述各种配置可改进其硬度或在其受到外力时可降低其接触MEMS阵列的可能性。所述配置包括一弯曲背板、所述背板的弯曲表面、一具有一个或一个以上凹处的背板、所述背板的变化厚度等。当一外力施加到一MEMS装置的背板时，可将加固结构与各种配置组合以进一步防止对MEMS阵列的损坏。

[0031] 以下详细描述针对本发明的某些特定实施例。然而，本发明可通过许多不同的方式体现。在此描述中，将参看附图，在附图中，类似部件自始至终使用类似数字表示。如从以下描述容易看出，本发明可被建构于经配置以显示一图像的任何装置中，所述图像无论是动态的(例如视频)还是静态的(例如静止图像)，且无论是文本还是图片。更具体而言，预期本发明可建构于以下多种电子装置中或与其相关联，所述装置诸如(但不限于)：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(camcorder)、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)、驾驶舱控制器和/或显示器、摄像机视图显示器(例如，车辆的后视摄像机显示器)、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)。与本文所描述的那些结构相似的MEMS装置也可用于诸如电子切换装置的非显示应用中。

[0032] 在图1中说明一包含一干涉式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给使用者。在处于暗(“关(off)”或“关闭(closed)”)状态下时，显示元件将少量入射可见光反射给使用者。视实施例而定，可颠倒“开”和“关”状态的光反射性质。MEMS像素可配置成显著反射选定的颜色，从而允许除黑白显示外的彩色显示。

[0033] 图1为一等角视图，其描绘视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素，其中每一像素包含一MEMS干涉式调制器。在某些实施例中，干涉式调制器显示器包含这些干涉式调制器的一个行/列阵列。每一干涉式调制器包括一对反射层，这对反射层彼此相距一可变和可控制的距离而定位，以形成具有至少一个可变维度的光学谐振腔(resonant optical cavity)。在一实施例中，所述反射层之一可在两个位置之间移动。在第一位置(本文称为释放状态)中，可移动层与部分固定的反射层相距一相对较大距离定位。在第二位置中，可移动层较紧密地靠近所述部分反射层而定位。从所述两个层反射的入射光根据可移动反射层的位置来进行积极或消极地干涉，从而产生针对每一像素的全反射或非反射状态。

[0034] 图1中的像素阵列的被描绘部分包括两个相邻干涉式调制器12a和12b。在左侧的干涉式调制器12a中，可移动高度反射层14a被说明处于释放位置中，与部分固定反射层16a相距一预定距离。在右侧的干涉式调制器12b中，可移动高度反射层14b被说明处于激励位置中，靠近部分固定的反射层16b。

[0035] 固定层16a、16b为导电的、部分透明的和部分反射的，且可(例如)通过将一个或一个以上的铬和铟锡氧化物层沉积在透明衬底20上而制造。所述层图案化成平行带，且可形成如以下进一步描述的显示装置中的行电极。可移动层14a、14b可形成为沉积于柱18顶部的沉积金属层(与行电极16a、16b正交)和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的一系列平行带。当牺牲材料被蚀刻掉时，可变形的金属层通过一界定气隙19而与固定金属层分离。诸如铝的高导电和反射材料可用于所述可变形层，且这些带可形成显示装置中的列电极。

[0036] 未施加电压时，腔19保持在层14a、16a之间且可变形层处于机械松弛状态中，如图1中像素12a所说明。然而，当将一电位差施加于一选定的行和列时，形成于相应像素处的行和列电极的交点处的电容器被充电，且静电力将所述电极拉在一起。如果电压足够高，如图1右侧的像素12b所说明，可移动层变形并挤压固定层(未在此图中说明的介电材料可沉积于所述固定层上以防止短路并控制分离距离)。无论所施加的电位差的极性如何，运转状态(behavior)均相同。通过这种方式，可控制反射对非反射像素状态的行/列激励在许多方法中与用于常规LCD和其它显示技术的是相似的。

[0037] 图2至图5说明在显示器应用中使用一干涉式调制器阵列的示范性过程和系统。图2为一系统方块图，其说明一可并入本发明若干方面的电子装置的一实施例。在示范性实施例中，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。按照所属领域内的惯例，可将处理器21配置成执行一个或一个以上的软件模块。除执行一个操作系统外，还可将所述处理器配置成执行一个或一个以上的软件应用程序，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。

[0038] 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包括向像素阵列30提供信号的行驱动电路24和列驱动电路26。图1中说明的阵列的横截面图在图2中以线1-1示出。对于MEMS干涉式调制器，行/列激励协议可利用图3中所说明的这些装置的滞后性质。其可能需要(例如)10伏的电位差来致使可移动层从释放状态变形到受激励状态。然而，当电压从所述值降低时，随着电压降落回10伏以下，可移动层维持其状态。在图3的示范性实施例中，直到电压降落到2伏以下，可移动层才完全释放。因而，存在一电压范围，在图3所示的实例中为约3V到7V，其中存在施加电压的一个窗口，在所述窗口内装置稳定在释放或激励状态中。这在本文中称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对具有图3的滞后性质的显示器阵列来说，行/列激励协议可经设计使得在行选通期间，所选通行中待激励的像素暴露于一约10伏的电压差，且待释放的像素暴露于一接近0伏的电压差。在选通之后，所述像素暴露于一约5伏的稳态电压差，使得其保持于行选通使其所处的任何状态。在被写入之后，在此实例中，每一像素均经历3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。所述特性使图1中所说明的像素设计在相同的施加电压条件下稳定在一既有的激励状态或释放状态。由于无论是处于受激励状态还是释放状态，干涉式调制器的每一像素基本上都是一由所述固定和移动反射层形成的电容器，所以所述稳定状态可在一滞后窗口内的电压下得以保持而几乎无功率消耗。如果所施加的电位固定，那么基本上没有电流流入像素中。

[0039] 在典型应用中，可通过根据第一行中所要组的受激励像素确定一组列电极而形成一显示帧。此后，将行脉冲施加于行1的电极，从而激励对应于确定的列线的像素。此后，将所确定组的列电极改变成对应于第二行中所要组的受激励像素。此后，将脉冲施加于行2的电极，从而根据所确定的列电极来激励行2中的适当像素。行1的像素不受行2的脉冲的影响，且保持在其在行1的脉冲期间所被设定的状态下。可按顺序性方式对整个系列的行重复此过程，以形成所述帧。通常，通过以某一所需帧数/秒的速度连续重复此过程来用新的显示数据刷新和/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。

[0040] 图4和图5说明用于在图2的3×3阵列上形成显示帧的一个可能的激励协议。图4说明可用于那些展现图3的滞后曲线的像素的一组可能的列和行电压电平。在图4的实施例中，激励一像素包括将适当的列设定到-Vbias，并将适当的行设定到+ΔV，-Vbias和+ΔV可分别对应于-5伏和+5伏。通过将适当的列设定到+Vbias并将适当的行设定到相同的+ΔV，从而产生跨越像素的零伏电位差来实现像素的释放。在那些行电压保持在0伏的行中，像素稳定于其最初所处的任何状态，而与所述列是处于+Vbias还是-Vbias无关。

[0041] 图5B为一显示一系列施加到图2的3×3阵列的行和列信号的时序图，其将形成图5A中所说明的显示器排列，其中受激励像素为非反射性的。在写入图5A中所说明的帧之前，像素可处于任何状态，且在此实例中，所有行均处于0伏，且所有列均处于+5伏。通过这些施加电压，所有像素稳定于其现有的受激励状态或释放状态。

[0042] 在图5A所示的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)受激励。为实现此，在行1的“行时间(line time)”期间，将列1和列2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。这不会改变任何像素的状态，因为所有的像素均保持在3-7伏的稳定窗口中。此后，通过一从0伏上升到5伏然后又下降回到0伏的脉冲来选通行1。此激励了像素(1，1)和(1，2)并释放了像素(1，3)。阵列中的其它像素均不受影响。为将行2设定为所要状态，将列2设定为-5伏，且将列1和列3设定为+5伏。此后，施加到行2的相同的选通脉冲将激励像素(2，2)并释放像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中的其它像素均不受影响。类似地，通过将列2和列3设定为-5伏并将列1设定为+5伏而对行3进行设定。行3的选通脉冲将行
3像素设定为如图5A中所示。在写入帧之后，行电位为0，且列电位可保持在+5或-5伏，且此后显示器将稳定于图5A所示的排列。应了解，可对由数十或数百个行和列构成的阵列采用相同的程序。还应了解，用于执行行激励和列激励的电压的定时、顺序和电平可在上述的一般原理内变化很大，且上述实例仅为示范性的，且任何激励电压方法均可用于本发明。

[0043] 按照上述原理运行的干涉式调制器的详细结构可有很大不同。例如，图6A-图6C说明移动镜结构的三个不同实施例。图6A为图1的实施例的横截面图，其中一金属材料带14沉积于正交延伸的支撑件18上。在图6B中，可移动反射材料14仅附接到支撑件的隅角处，于系链32上。在图6C中，可移动反射材料14悬挂于一可变形层34上。本实施例具有优势，因为反射材料14的结构设计和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要的机械特性方面得到优化。在许多公开文件中描述了各种类型的干涉式装置的生产，包括(例如)第2004/0051929号美国公开申请案。广泛多种众所周知的技术可用以生产以上描述的含有一系列材料沉积、图案化和蚀刻步骤的结构。

[0044] 图7说明形成于衬底101上的MEMS阵列111的一实施例。MEMS阵列111由排列在衬底101上的许多MEMS元件组成。每一MEMS元件103、105、107对应于干涉式调制器12a或12b。在所说明的实施例中，MEMS元件大体上规则地排列。虚线表示MEMS元件的排列。在一实施例中，在阵列111中的所有MEMS元件具有大体相同的尺寸。在另一实施例中，MEMS阵列111的MEMS元件具有不同的尺寸。如MEMS阵列111的放大的部分所描绘，举例来说，元件103和105由四个(4)相邻的柱18界定，而元件107由六个(6)相邻的柱18界定。虽然在此说明的实施例中，柱18以大体相同的间距规则地排列，但柱18的位置和相邻的柱18之间的间距可不同。

[0045] MEMS阵列111及其元件103、105、107形成一坚固结构。举例来说，虽然在图1、6A、6B和6C中描绘为较窄的列，但与腔19的深度(垂直距离)和宽度(水平距离)相比，柱18、18′和18″可构造为比展示的更宽。因此，来自顶部的对MEMS元件的部件14(图6A和6B)和34(图6C)的力或压力将不易折断部件14和34，除非这个力或压力集中在单一MEMS元件或其一部分上。不过，这个坚固构造的MEMS阵列111和个别MEMS元件仍易受可施加于其的某些强力影响。因此，在封装包含一阵列MEMS元件的MEMS装置的过程中，实施保护MEMS元件及其阵列的结构和完整性的特性。

[0046] 图8说明MEMS装置100的一个典型的封装配置。如图7中说明，MEMS阵列111形成于衬底101上。图像或信息可通过MEMS阵列111的运行而显示于衬底101的下表面109上。背板121放置于(但不直接接触)MEMS阵列111的上表面上，并由在其边界周围延伸的密封或粘合材料123支撑。密封或粘合材料123将背板121和衬底101粘合在一起。

[0047] 密封123可为由诸如常规的基于环氧树脂的粘合剂的材料制成的非气密封物。在其它实施例中，密封材料可为聚异丁烯(有时称为丁基橡胶，有时称为PIB)、O型环、聚氨酯、薄膜金属焊接、液体旋涂玻璃、焊料、聚合物或塑料，或水汽的渗透率约为每天0.2-4.7g2
mm/mkPa的其它类型的密封物。在其它实施例中，密封123可为气密封物。

[0048] 在某些实施例中，经封装的MEMS装置100包括经配置以降低腔124内的湿度的干燥剂(未图示)。熟练技术人员将了解，干燥剂对一密封封装来说可能没有必要，但可能需要控制封装内存在的湿气。在一实施例中，将干燥剂定位在MEMS阵列111与背板121之间。干燥剂可用于具有气密或非气密封物的封装。在具有气密封物的封装中，干燥剂通常用于控制存在于封装内部的湿气。在具有非气密封物的封装中，干燥剂可用于控制从环境中移动到封装内的湿气。通常，可截获湿气同时不干扰干涉式调制器阵列的光学特性的任何物质均可用作干燥剂。适合的干燥剂材料包括(但不限于)沸石、分子筛、表面吸附剂、松散吸附剂和化学反应剂。

[0049] 干燥剂可具有不同形式、形状和尺寸。除了固体形式，干燥剂还可为粉末形式。这些粉末可直接嵌入到封装中或其可针对应用而与一粘合剂混合。在一替代实施例中，干燥剂可在施加于封装内部之前形成为诸如圆柱体或薄片的不同形状。

[0050] 熟练技术人员将理解，可以不同方式施加干燥剂。在一实施例中，将干燥剂沉积为MEMS阵列111的部分。在另一实施例中，将干燥剂涂覆在封装100内部作为喷雾或浸渍涂层。

[0051] 衬底101可为能够具有薄膜的半透明或透明物质，MEMS装置建立于其上。这些透明物质包括(但不限于)玻璃、塑料和透明聚合物。MEMS阵列111可包含薄膜调制器或可分离型调制器。熟练技术人员将了解，背板121可由任何适合的材料形成，诸如玻璃、金属、箔、聚合物、塑料、陶瓷或半导体材料(例如硅)。

[0052] 封装过程可在真空、真空与高达且包括周围压力的压力之间的压力或高于周围压力的压力中完成。封装过程也可在密封过程期间的变化的和可控制的高或低的压力的环境中完成。在一完全干燥的环境中封装MEMS阵列111可能是有益的，但并不必要。类似地，封装环境在周围条件下可为惰性气体。因为此装置可在周围条件下运送，而不会影响其运行的情况，所以在周围条件下的封装允许较低的成本处理和设备选择中的多功能性的更多可能。

[0053] 通常，需要最小化到封装结构中的水汽渗入，且因此控制MEMS装置100内部的环境，并将其密封以确保环境保持不变。当封装内的湿度超过了所述湿气所产生的表面张力变得高于干涉式调制器10中的可移动元件(未图示)的恢复力水平时，可移动元件可能永久性地粘着到表面。如果湿度水平太低，那么当所述元件开始接触涂覆表面时，湿气充电达到与可移动元件相同的极性。

[0054] 如以上所注意到的，干燥剂可用于控制存在于MEMS装置100内的湿气。然而，由于实施气密封来防止湿气从大气进入到MEMS装置100中，对干燥剂的需要可减小或消除。

[0055] 显示装置尺度的继续减小限制了管理MEMS装置100内的环境的可行方法，因为存在较少的放置MEMS装置100内的干燥剂的区域。消除对干燥剂的需要也允许MEMS装置100变得更薄，这在某些实施例中是所期望的。通常，在含有干燥剂的封装中，封装的装置的使用寿命期望值可能取决于干燥剂的使用寿命。当干燥剂被完全消耗掉时，随着充分的湿气进入封装结构并损坏干涉式调制器阵列，干涉式调制器装置可能不能运作。

[0056] 图9说明了用于MEMS装置100的封装的另一实施例，其中背板121沿其边缘具有诸如唇缘的突起125。突起125通过粘合材料123连接到衬底101。背板121的此突起的使用形成了背板121与MEMS阵列111之间的所要空间或间隙124，同时减小密封或粘合材料123的必要厚度。所说明的具有唇缘突起125的背板121可通过模塑法或成形法而生产。或者，形成唇缘突起125的结构可沿其边缘附着于大体平坦的面板(未图示)，从而形成图9中说明的背板121的配置。再或者，具有唇缘突起125的背板121也可通过在一平坦面板的表面上形成一凹处来形成，其中所述表面的中心区域被切刻，从而沿其边缘形成突起125。也可在平坦背板121中制成多个凹处。这具有在背板中形成肋状物或加固结构(图16-24)的效果，如下文中将详细论述。此处，所述肋状物或加固结构可通过将背板121的原始材料留在某些区域中的位置中、并在别处形成凹处来形成。

[0057] 优选的是将背板121组装到MEMS装置100中，在MEMS阵列111与背板121之间存在间隙124。然而，无间隙的构造(未说明)也是可能的。间隙124可提供某些保护以抵抗由施加于背板121上的外力对MEMS阵列111的损坏。如图10中所说明，背板121将通过在间隙124内弯曲但不接触或仅轻微接触MEMS阵列111来吸收施加于其上的这样一个力。因此，外力可能不会传递到MEMS阵列111或仅有少许力可传递到MEMS阵列111。间隙1 24越大，对MEMS阵列111的保护就越好。间隙124的尺寸可通过调整密封或粘合材料123的厚度或高度来控制。同样，间隙124的尺寸可通过调整唇缘突起125的厚度和/或上述凹处的深度来控制。

[0058] 虽然间隙124如所论述地保护了MEMS装置100，但并不总是需要具有一较大间隙，由于这会引起MEMS装置100的总厚度的增加。另外，在具有一较大显示区域的MEMS显示装置中，在MEMS阵列111与背板121之间形成间隙124可能不会有效地防止MEMS阵列111受到损坏。参看图11，背板201的中心区域126(尤其是在具有一较大显示区域的显示器中)远离维持衬底101与背板201之间的距离、且因此维持间隙124的尺寸的密封/粘合材料123。在图8-10中所示的封装构造中，在背板121的中心区域126(图11)中不存在维持间隙124的尺寸的结构支撑件。因此，施加于中心区域126上的外力比施加于靠近密封/粘合材料123的其它区域上的外力更可能传递到MEMS阵列111。

[0059] 图12说明具有弯曲背板121a的MEMS装置100的另一实施例。在说明的实施例中，弯曲背板121a覆盖MEMS阵列111并自其向外成弓形。因此，弯曲背板121a提供了一覆盖MEMS阵列111的构件。如以下将更详细论述，所述弯曲配置将在MEMS阵列111与背板121a之间(尤其在背板121a的中心区域126(图11))提供较大间隙124。另外，所述弯曲配置将增加背板121a的硬度。此增加的硬度导致相对于相似厚度的平板的一给定负载的减小的偏转。

[0060] 在图12中说明的实施例中，间隙124的深度可大于图8中说明的MEMS装置的间隙124的深度。术语“间隙124的深度”指的是MEMS阵列111的上表面与背板121a的内表面之间的距离。另外，背板121a的向外成弓形的构造可比当背板121a受到外力时较少偏转。伴随较大的间隙深度和背板121a增加的硬度，在此实施例中的MEMS阵列111比起图8的平坦背板实施例情况中的MEMS阵列111来较不易被接触且不易被施加于背板121a上的外力所损坏。因此，弯曲配置提供了一防止背板直接接触MEMS阵列111的构件，并且还提供了减小或最小化此接触的可能性的构件。

[0061] 此外，在背板121a的弯曲构造中，间隙124在背板的中心区域的深度大于在背板其它区域的深度。因此，即使在一大显示器中，施加于中部区域126上的外力将不必比施加于其它区域130上的外力更易于传递到MEMS阵列111。因此，对应于背板121a的中心区域126的MEMS阵列111的区域将会比图8的平坦背板121实施例的情况更好地防止受到外力或压力的损坏。

[0062] 图13A中展示弯曲背板121a的透视图。虽然在所说明的实施例中，背板121a仅沿边缘133成弓形，但其也可以沿边缘135成弓形。在背板121a沿边缘133和135成弓形的实施例中，沿边缘133和135的曲率半径可相同。那么，背板121a将基本包含球形外壳的一断片。在另一实施例中，沿边缘133和135弯曲的曲率半径可彼此不同。

[0063] 在本发明的实施例中，背板121a弯曲以使得曲率半径(R)可关于背板121a的曲率不变或改变。在另一实施例中，弯曲背板121a可包括一平坦部分。曲率半径(R)为(例如)从约50mm到约5000mm，不论其改变或为一恒量。优选地，曲率半径选自约100mm到约700mm。背板121a的厚度从约0.1mm到约5.0mm，但不限制于此。优选地，所述厚度从约
0.4mm到约1.5mm。所属领域的技术人员将能够根据用于背板121a的材料的特征而在所描述的厚度范围内调整适当的厚度。

[0064] 弯曲背板121a可由多种材料制成。举例来说，用于背板121a的材料可为钢合金，包括不锈钢合金、金属、金属合金、玻璃、聚合物、金属氧化物或半导体材料、陶瓷等。优选地，所述材料选自那些具有与衬底101的热膨胀系数匹配的热膨胀系数的材料，其中MEMS阵列111制造于衬底101上。所述材料的实例包括KOVAR 合金，这是一种含有作为主要合金元素的Ni和Co的铁合金。

[0065] 弯曲背板121a可由多种方法生产。例如，在一实施例中，一大体平坦的薄片经受扭曲或重压以形成弯曲背板121a。所述大体平坦的薄片可经受薄片成形或拉伸。在图13B和图13C中说明的另一实施例中，具有(例如)两种不同材料的两个层137和139的大体平坦的面板136受热。两个层137和139的两种材料具有不同的热响应，例如不同的热膨胀或热收缩率。归因于层137和139中的材料的不同热响应，对平坦面板136加热从而产生一弯曲配置。在另一实施例中，平坦面板136可包括两个以上的层。

[0066] 在某些实施例中，背板121a的成形可在MEMS装置100的组装过程中产生。在一实施例中，衬底101、平坦面板136和用于周边封接123的热可固化材料(thermally curable material)按照图8或图9中的说明来配置。这是装置100在组装过程中的一中间配置。当对这个中间产品加热以固化所述热可固化材料时，归因于层137和139(图13B和图13C)的不同热响应，平坦面板136产生一弯曲配置。在此过程中，曲率产生，同时封接123被固化，并且因为背板121a和衬底101与固化的封接123牢固地集成，所以即使所述结构冷却到室温之后，曲率仍保持。

[0067] 在其它实施例中，对照具有两个或两个以上的具有不同热膨胀系数的层的平坦面板136，背板121a可通过使用具有单一热膨胀系数的大体平坦的面板而形成为一弓形配置。背板材料的单一热膨胀系数可不同于衬底101的热膨胀系数。优选地，背板材料的热膨胀系数小于衬底101的热膨胀系数。如先前描述的实施例，除热可固化材料的封接123还未被固化之外，组装过程中的中间配置如图8或图9中所说明。将装置加热到一略低于热可固化材料的固化温度的温度，所述温度允许用于背板121a和衬底101的材料在未牢固地粘合到密封材料的情况下膨胀。此后，将周围温度升高到固化温度，从而固化密封材料并使衬底101、密封材料123和用于背板121a的平坦面板牢固地集成。将集成的装置冷却到室温。归因于热膨胀系数不同，背板(平坦面板)的材料比衬底101收缩得少。由于衬底101和平坦面板牢固地集成，所以衬底101的较大收缩将在平坦面板中产生压力，此压力将致使平坦面板变形为如图12中展示的弓形配置。

[0068] 在又一实施例中，如图8或图9中所说明来配置组装过程中的中间装置，其中封接123为大体密封装置的周边但还未充分固化的UV光可固化材料。将装置放置于一腔室中，其经受低于中间装置的内部压力的一压力。由于UV光可固化材料大体密封装置的周边，所以装置外部的压力大体上不影响装置内部的压力。相对于装置内部的外部的较低压将致使平坦面板(图8或图9)向外成弓形或弯曲。此后，UV光可固化材料通过施加到其的UV光而充分固化。所属领域的技术人员将了解生产背板121a的可行的适当方法。

[0069] 图14和图15说明根据本发明的背板121b的另一实施例。在此实施例中，背板121b沿边缘133具有变化的厚度。具有变化的厚度的背板121b提供一覆盖MEMS阵列111的构件。沿边缘133，中间区域的厚度大于中间区域两边的厚度。在说明的实施例中，面向MEMS阵列111的内表面129以大体平坦的配置形成，而背板121b的相反的外表面130突出。背板121b的厚度从边缘133的一端逐渐增加且随后朝向边缘133的另一端逐渐减小。
优选地，背板121b的厚度在约0.1mm到约5mm的范围内变化，且更优选地从约0.4mm到约
1.5mm。沿所述边缘的背板121b的两端(最薄部分)具有优选地从约0.1mm到约3.0mm的厚度，且更优选地从约0.2mm到约1.5mm。背板121b的中心(最厚部分)具有优选地从约
0.4mm到约5mm的厚度，且更优选地从约0.4mm到约3mm。背板121b的厚度及其区域可不限于上述范围。所属领域的技术人员将能够根据用于背板121b的材料的特征来设计背板
121b的适当厚度及其区域。

[0070] 图14和图15的背板121b由各种材料制成。用于制作图12的背板121a的材料可用于背板121b。背板121b可由各种方法生产。例如，在一实施例中，诸如图8中展示的一大体平坦的面板经机械加工以提供图14和图15中展示的构造。在另一实施例中，图14和图15的背板121b由模塑法生产。所属领域的技术人员将了解，一旦选择了背板121b中使用的材料，即有可用生产背板121b的适当方法。

[0071] 在图14和15的实施例中，如果所有其它条件均相同，那么间隙124的深度约与图8的实施例的深度相同。同样，背板121b的中心区域的间隙124的深度约与背板121b的其它区域的深度相同。然而，较厚的中间区域的构造增加了背板121b(尤其是中间区域)的劲度。由于沿边缘133的中间区域的劲度增加，所以背板121b比图8中说明的实施例更不易受施加于其上(尤其是中心区域126)的外力或压力的影响。因此，所述变化厚度的配置提供了一防止背板直接接触MEMS阵列111的构件，并且也提供了一用于减小或最小化此接触的可能性的构件。

[0072] 在某些实施例(未说明)中，背板121b的厚度可线性地或台阶式地改变。在其它实施例(未说明)中，背板厚度可沿另一边缘135变化，其中所述厚度可线性地或台阶式地改变。在其它实施例(未说明)中，内表面129朝向MEMS阵列111突出，而外表面130大体保持平坦。在另一实施例(未说明)中，内表面129和外表面130彼此远离地弯曲。在所述实施例之一中，内表面与外表面之间的最大距离在背板的中心。在另外实施例中，内表面129和外表面130均如图12的实施例那般弯曲，而背板的厚度沿边缘133或沿着边缘133和135两者变化。

[0073] 在某些实施例中，图15的背板121b可具有形成于其内表面129上的一个或一个以上凹处(未说明)。具有一个或一个以上凹处的背板提供一覆盖MEMS阵列111的构件。同样，所述一个或一个以上凹处提供用于防止背板121b直接接触MEMS阵列的构件或用于减小或最小化此接触的可能性的构件。举例来说，所述一个或一个以上凹处可形成于背板
121b的中心区域。在所述构造中，中心区域126中的间隙124的深度可能大于其它区域的间隙的深度。在一实施例中，可配置一个或一个以上凹处以便于在其中保持干燥剂。在另一实施例中，形成多个凹处以使多个凹处的隔墙充当增加背板的劲度的加固结构或肋，如将参看图16-26进一步所论述。所述一个或一个以上凹处可通过移除不具有凹处的背板121b的某些材料而形成。

[0074] 图16-26说明在封装MEMS阵列111的过程中的背板的额外示范性实施例，所述背板标识为121c、121d、121e、121f、121g、121h和121i。背板121c、121d、121e和121f(图16-23)为图12的背板121a的加固形式。背板121a的所有变化可以如参看图16-23进一步描述的方式被进一步加固。同样，背板121b(图14和图15)及其变化也可以相似的方式被加固。此外，所有这些特征及其变化可与上文参看图9的实施例描述的唇缘突起特性相结合。具有加固结构的这些背板提供了一覆盖MEMS阵列111的构件。同样，如将详细描述的，加固结构提供了一用于防止背板接触MEMS阵列111的构件或用于减小或最小化此接触的可能性的构件。

[0075] 参看图16-23，背板121c、121d、121e和121f具有形成于其内表面上的加固结构或肋状物127a、127b和/或127c。在图16和图17的实施例中，加固结构或肋状物127a和127b分别大体平行于背板121c的边缘133和135而延伸。参看图17A和图17B，加固结构
127a和127b约在背板121c的中心彼此交叉。如图17A中所说明，加固结构127a和127b仅在背板121c的一部分内延伸。或者，如图17B中所示，加固结构127a和127b可从背板
121c的一边缘延伸到相对边缘。在一提供有唇缘突起125(见图9)的实施例中，加固结构
127a和127b可连接沿背板121c的两个相对边缘而定位的突起125的部分。参看图17C，多个加固结构127a和127b彼此交叉并形成一栅格结构。某些加固结构可从背板121c的一边缘延伸到相对边缘，而其它加固结构不可以。加固结构127a和127b的数量和密度可基于其它设计因素而变化且可调整。

[0076] 在图18和19的实施例中，加固结构或肋状物127a和127b也大约在背板121d的中心彼此交叉。然而，加固结构127a和127b在背板121d的平面图(图19)上大体以背板121d的对角线方向延伸。虽然未说明，但背板121d的对角线导向的加固结构可具有诸如图
17B和图17C中所示的其边缘的延伸和栅格结构的变化。相似的变化可应用到已描述的和以下将描述的加固结构的其它实施例中。

[0077] 在背板121c和121d(图16-19)中，面向MEMS阵列111的加固结构127a(或127a和127b)的表面大体为平坦的。因此，加固结构127a(或127a和127b)的厚度随背板121c和121d的内表面129的弯曲而变化。更具体地说，加固结构127a和127b在背板121c和121d的中心区域的厚度大于其在周边区域的厚度。在其它实施例中，加固结构127a和/或
127b的厚度可与背板的内表面的曲率无关地变化。在其它实施例中，加固结构127a和/或
127b各处的厚度可大体不变。

[0078] 在图20和图21中说明的背板121e中，将额外的加固结构127c添加到背板121d(图19)的构造上。所述添加的加固结构127c通常为连接到其它加固结构127a和
127b的同心圆。加固结构127c通常形成于背板121e的中心区域中。连接其它结构127a和127b的加固结构127c可为不同于同心圆的任何其它形式，包括连网网格(未说明)。连接加固结构127c可添加到背板121c和121d(图17和图18)的构造中。

[0079] 在图22和图23中说明的背板121f中，突起或间隔部131形成于背板121c(图17)或121d(图18)的构造的加固结构127a和127b上。突起或间隔部131可将可另外施加到MEMS阵列111的小的集中区域的力分散到多个位置并因此减小这些力对MEMS阵列111的影响。在所说明的实施例中，突起或间隔部131通常规则地提供于加固结构127a和127b的表面上。突起或间隔部131可以不同密度分散于界定的区域上。突起或间隔部131可具有相同或不同高度。相似的突起或间隔部131可形成于背板121c-121e中的全部或部分加固结构127a、127b和/或127c上。同样，突起或间隔部131可形成于背板121a-121b的内表面129上。

[0080] 在另一实施例中，形成或定位突起或间隔部131以使得当向背板施加外力时，其仅接触MEMS阵列111的预定部分。在此实施例中，外力仅大体传递到MEMS阵列的预定部分。所述预定部分优选地为即使被损坏也不可能影响MEMS装置的运行的MEMS阵列的部分。另外或另一选择为，所述预定部分为较不易受外力的损坏的MEMS阵列的部分。在另一实施例中，突起或间隔部131可仅形成于某些区域上，例如背板121f的中心区域。如所论述的，突起或间隔部131提供了一用于防止背板直接接触MEMS阵列111的构件。同样，突起或间隔部131提供了一用于分散施加到背板的力的构件和/或一用于最小化或防止对MEMS阵列的损坏的构件。

[0081] 参看图24，背板121g的形状略不同于背板121和121a-121f的形状。背板121g的中心区域比其周边区域130薄。此形状与加固结构127a、127b和127c相组合。虽然背板121g自身可能在中心区域比周边区域更顺从，但加固结构127a和127b为背板121g增加了硬度，并可防止背板121g容易地朝向MEMS阵列111弯曲。加固结构的任何其它形式均可用于背板121g的所述构造。同样，图22和图23中说明的突起或间隔部131可添加到所述构造中。

[0082] 图25说明具有大体平坦的背板121h的MEMS装置，其中加固结构127a和127b集成到所述背板121h。不具有加固结构127a和127b的背板121h各处均具有一大体相同的厚度。在此实施例中，归因于加固结构127a和127b的厚度，背板121h的中心区域中的间隙124的深度可能小于周边区域的间隙深度。然而，加固结构127a和127b为背板121h增加了硬度并可防止背板121h接触MEMS阵列111。背板121h也可具有如图9中所示的唇缘突起125。加固结构的任何其它形式均可用于背板121h的所述构造中。同样，图22和图23中说明的突起或间隔部131可添加到所述构造中。

[0083] 背板121c、121d、121e、121f、121g或121h的加固结构和/或间隔部可形成于背板的一中间结构上。例如，在一实施例中，所述中间结构包含不具有任何形成于其上的加固结构的背板。将加固结构附着于中间背板121a的表面上，从而产生背板121c、121d、121e、121f或121g。在弯曲背板构造中，加固结构可在被弯曲前或弯曲后附着于一大体平坦的面板或薄片上。或者，加固结构和/或间隔部可作为背板121c、121d、121e、121f、121g或121h的制造过程的部分而产生。例如，在一实施例中，将一坯料机械加工以移除某些区域中的某些材料，而留下其它处的材料，从而产生具有加固结构和/或间隔部的背板。例如，在另一实施例中，具有加固结构和/或间隔部的背板通过模塑法或成形法生产。所属领域的技术人员将了解，可用于生产所述背板、加固结构和/或间隔部的适当方法。生产加固结构和间隔部的方法可用于生产唇缘突起125的方法，反之亦然。

[0084] 用于前述加固结构的材料为(例如)聚合物、玻璃、陶瓷、金属、金属氧化物或半导体材料、旋涂玻璃、玻璃料(frit)、光可图案化聚合物(photo-patternable polymer)、含有干燥剂的聚合物等。加固结构可由与用于背板121、121a或121b的相同材料制成，其中所述加固结构形成于所述背板上。用于突起的材料为(例如)聚合物、玻璃、陶瓷、金属、金属氧化物或半导体材料、旋涂玻璃、玻璃料、光可图案化聚合物、含有干燥剂的聚合物等。加固结构优选由与用于加固结构127a、127b和/或127c的相同材料制成，其中突起形成于所述加固结构上。

[0085] 加固结构和突起可由一种或一种以上干燥剂单独形成或与诸如聚合物的一种或一种以上结构材料结合形成。以干燥剂形成加固结构将消除或至少会减小对显示器的封装内用于一干燥剂的额外空间和/或容器的需要，其中显示器封装需要湿度控制以确保MEMS机构的恰当运行。可使用以上描述的任何干燥剂。可应用的干燥剂优选为(例如)包括铝络合物的分子筛、氧化钙、沸石和碳纳米管。所属领域的技术人员将了解，选择结构材料(例如干燥剂情况)的种类和数量以用于加固结构和/或突起。

[0086] 图26说明具有薄膜背板121i的MEMS装置，其中加固结构127d和127e集成到所述背板。在一实施例中，薄膜背板121i具有从约10μm到约100μm的厚度。除了薄膜背板121i的周边部分141直接沉积(无封接123)于未形成MEMS阵列111的衬底101的表面上之外，所说明的实施例与图25中说明的实施例相似地配置。虽然未说明，但可在薄膜背板121i的周边部分141与衬底101之间夹入一个或一个以上的介入层。在所说明的实施例中，周边部分141优选与背板121i的中心部分整体沉积。加固结构127d和127e可为各种形状。虽然未说明，但图22和图23中说明的突起131可添加到所述构造中。

[0087] 参看图27的示范性过程的流程来进一步描述图26的实施例。取决于实施例，可添加额外步骤和/或可移除某些现有步骤，同时不改变剩余步骤。在步骤S2701中，在衬底101上制造MEMS阵列111。接下来在步骤S2703中，在MEMS阵列111上形成一牺牲层(未图示)。所述牺牲层可由诸如钼(Mo)、硅(Si)、钨(W)或钛(Ti)的稍后能够被释放的材料形成。在一实施例中，牺牲层由诸如聚合物、旋涂玻璃或氧化物的材料形成。熟练技术人员将了解，牺牲层可沉积到所要厚度。牺牲层的厚度应足够分离薄膜背板121i和MEMS阵列
111。在一实施例中，牺牲层沉积到在约1000 到10μm的范围内的厚度，且更优选在约
1000 到1μm范围内。

[0088] 前进到步骤S2705，通过使用光刻技术来图案化并选择性地蚀刻掉牺牲层以形成凹处(未图示)。形成于牺牲层中的凹处用作空位(negative)以使加固结构127d和127e在其中。所述凹处形成为足够产生加固结构127d和127e的深度和形状。接着，在步骤A2707中，用材料填充所述凹处以形成加固结构127d和127e。加固结构127d和127e可为任何类型的材料，包括(但不限于)半导体、金属、合金、聚合物或塑料和复合材料。继续到步骤S2709，此后薄膜背板121i沉积于包括衬底101、牺牲层和充满用于加固结构127d和127e的材料的凹处的整个结构上。在某些实施例中，薄膜背板121i可为不可渗透的或疏水的任何类型的材料，包括(但不限于)镍、铝及其它类型的金属和箔。所述薄膜也可由绝缘体形成，包括(但不限于)二氧化硅、氧化铝或氮化物。或者，所述薄膜可由可渗透材料形成。合适的可渗透材料包括聚合物，诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、环氧树脂和有机或无机旋涂玻璃(SOG)类型的材料。在某些实施例中，薄膜背板121i和加固结构127d与127e可由相同材料形成。

[0089] 接下来在步骤S2711中，将薄膜背板121i图案化并蚀刻以形成穿过背板121i的至少一个开口。可将薄膜背板121i进一步图案化并处理以允许与MEMS阵列111和装置的其它部分的电连接和接触。继续到步骤S2713，选择性地移除位于MEMS阵列111与背板121i和/或加固结构127d和127e之间的牺牲层。在移除牺牲层处形成间隙124。经由形成于薄膜背板121i中的开口供应一蚀刻剂。当所述蚀刻剂与牺牲层的暴露区域接触并起反应时，牺牲层材料被选择性地蚀刻掉。举例来说，为移除钼(Mo)、硅(Si)、钨(W)或钛(Ti)牺牲层，可经由至少一个开口将二氟化氙(XeF2)引入到MEMS装置内部。在移除牺牲层并产生间隙124之后，密封薄膜背板121i中的开口。半导体制程或光刻领域的技术人员将了解本文描述的过程，并确定生产具有加固结构127d和127e的背板121i的适当参数。

[0090] 在前述实施例(尤其是图16-26的实施例)中，背板的加固结构和内表面形成凹穴或凹处。所述凹穴或凹处区域由形成于背板上的加固结构的壁或表面界定。在某些实施例中，用可吸收显示装置内含有的水分子的一种或一种以上的干燥剂填充部分或全部凹穴。凹穴或凹处区域中包含的干燥剂进一步加固背板的结构强度和硬度。图12-15的实施例也可通过在背板121a、121b的内表面129上形成一干燥剂层来容纳干燥剂(未说明)。或者，用于包含干燥剂的容器可形成于背板的内表面上。

[0091] 图28A和图28B为说明显示装置2040的一实施例的系统方框图。显示装置2040可为(例如)一蜂窝式或移动电话。然而，显示装置2040的相同组件或其轻微变化也可说明各种类型的显示装置，例如电视和便携式媒体播放器。

[0092] 显示装置2040包括一外壳2041、一显示器2030、一天线2043、一扬声器2045、一输入装置2048及一麦克风2046。外壳2041通常由所属领域的技术人员众所周知的许多种制造工艺中的任何一种制成，包括注射成型和真空成形。另外，外壳2041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、橡胶和陶瓷或其组合。在一实施例中，外壳2041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除部分(未图示)。

[0093] 示范性显示装置2040的显示器2030可为许多种显示器中的任何一种，包括如本文中所述的双稳态显示器。在其它实施例中，如所属领域的技术人员众所周知的，显示器2030包括一平板显示器，例如，如上所述的等离子体、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD；或一非平板显示器，例如CRT或其它电子管装置。然而，如本文所述，出于描述本实施例的目的，显示器2030包括一干涉式调制器显示器。

[0094] 在图28B中示意性地说明示范性显示装置2040的一实施例的组件。所说明的示范性显示装置2040包括一外壳2041且可包括至少部分地封闭在外壳2041内的额外组件。例如，在一实施例中，示范性显示装置2040包括一网络接口2027，所述网络接口2027包括一耦接到一收发器2047的天线2043。收发器2047连接到与调节硬件2052相连的处理器
2021。调节硬件2052经可配置以调节一信号(例如对信号进行过滤)。调节硬件2052连接到一扬声器2045和一麦克风2046。处理器2021也连接到一输入装置2048和一驱动控制器2029。驱动控制器2029耦接到一帧缓冲器2028和阵列驱动器2022，阵列驱动器2022又耦接到一显示器阵列2030。一电源2050按所述特定示范性显示装置2040的设计的要求向所有组件供电。

[0095] 网络接口2027包括天线2043和收发器2047，使得示范性显示装置2040可通过网络与一个或一个以上装置通信。在一实施例中，网络接口2027还可具有某些处理能力，以降低对处理器2021的要求。天线2043为所属领域的技术人员已知的用于发射和接收信号的任何天线。在一实施例中，所述天线根据IEEE 802.11标准(包括IEEE 802.11(a)、(b)或(g))发射和接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准发射和接收RF信号。倘若为一蜂窝式电话，则所述天线设计成接收CDMA、GSM、AMPS或用于在一无线蜂窝电话网络内进行通信的其它习知信号。收发器2047预处理从天线2043接收的信号，使得这些信号可由处理器2021接收并进一步处理。收发器2047还处理从处理器2021接收的信号，使得其可经由天线2043从示范性显示装置2040发射。

[0096] 在一替代实施例中，收发器2047可由一接收器替代。在另一替代实施例中，网络接口2027可由一可存储或产生待发送到处理器2021的图像数据的图像源替代。例如，所述图像源可为一数字视频光盘(DVD)或一包含图像数据的硬盘驱动器或一产生图像数据的软件模块。

[0097] 处理器2021通常控制示范性显示装置2040的整体运行。处理器2021从网络接口2027或一图像源接收数据，例如压缩的图像数据，并将所述数据处理成原始图像数据或一种易于处理成原始图像数据的格式。此后，处理器2021将处理的数据发送到驱动控制器2029或帧缓冲器2028进行存储。原始数据通常指标识一图像内每一位置处的图像特征的信息。例如，这些图像特征可包括颜色、饱和度及灰度级。

[0098] 在一实施例中，处理器2021包括一微处理器、CPU或用于控制示范性显示装置2040的运行的逻辑单元。调节硬件2052通常包括用于向扬声器2045发射信号并从麦克风2046接收信号的放大器和过滤器。调节硬件2052可为示范性显示装置2040内的离散组件，或者可并入处理器2021或其它组件内。

[0099] 驱动控制器2029直接从处理器2021或从帧缓冲器2028获得由处理器2021产生的原始图像数据，并将所述原始图像数据适当地重新格式化，以高速传输到阵列驱动器2022。具体而言，驱动控制器2029将原始图像数据重新格式化为一具有一光栅类格式的数据流，使得其具有一适用于扫描整个显示器阵列2030的时间次序。此后，驱动控制器2029将格式化的信息发送到阵列驱动器2022。尽管一驱动控制器2029(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2021相关联，但这些控制器可以多种方式建构。其可作为硬件嵌入到处理器2021中、作为软件嵌入到处理器2021中、或以硬件形式与阵列驱动器2022完全集成在一起。

[0100] 通常，阵列驱动器2022从驱动控制器2029接收格式化的信息并将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述组的平行波形每秒许多次地施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时是数千条的引线。

[0101] 在一实施例中，驱动控制器2029、阵列驱动器2022和显示器阵列2030适用于本文所述的任何类型的显示器。例如，在一实施例中，驱动控制器2029为一常规显示控制器或一双稳态显示控制器(例如，一干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器2022为一常规驱动器或一双稳态显示驱动器(例如，一干涉式调制器显示器)。在一实施例中，一驱动控制器2029与阵列驱动器2022集成在一起。此一实施例在例如蜂窝式电话、表和其它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，显示器阵列2030为一典型的显示器阵列或一双稳态显示器阵列(例如，一包含一干涉式调制器阵列的显示器)。

[0102] 输入装置2048允许使用者能控制示范性显示装置2040的运行。在一实施例中，输入装置2048包括一小键盘(例如QWERTY键盘或电话小键盘)、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2046是示范性显示装置2040的一输入装置。当使用麦克风2046向所述装置输入数据时，可由使用者提供语音命令来控制示范性显示装置2040的运行。

[0103] 电源2050可包括所属领域中众所周知的各种能量存储装置。例如，在一实施例中，电源2050是一可再充电的电池，例如镍-镉电池或锂离子电池。在另一实施例中，电源2050是一可再生能源、电容器或太阳能电池，包括塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源2050经配置以从墙上插座接收电力。

[0104] 如上文所述，在某些建构中，控制可编程性驻存于一驱动控制器中，所述驱动控制器可位于电子显示系统中的数个位置中。在某些情形下，控制可编程性驻存于阵列驱动器2022中。所属领域的技术人员将了解，可以任意数量的硬件和/或软件组件和以各种配置来建构上述优化。

[0105] 应了解，适当领域的技术人员可修改本文描述的本发明，同时仍达到本发明的有利结果。因此，前面的描述应被理解为针对适当领域的技术人员的广义的、示教的揭示内容，且不应被理解为对本发明的限制。