CN102076602B - 用于封装显示装置的方法及由此获得的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种用于封装显示装置的方法及其所获得的装置。在一个方面中，所述方法包括提供衬底。所述方法进一步包括在所述衬底的背侧上制造显示元件阵列，所述阵列包括位于所述显示元件之间的连接所述显示元件的电极的多个柱。所述方法进一步包括提供背板。所述方法进一步包括将所述背板密封到所述衬底的所述背侧，其中在将所述背板密封到所述衬底的所述背侧之后，一个或一个以上柱与所述背板接触。

Description

用于封装显示装置的方法及由此获得的装置
技术领域
本发明的领域涉及微机电系统(MEMS)。
背景技术
微机电系统(MEMS)包含微机械元件、致动器和电子元件。可使用沉积、蚀刻和/或其它蚀刻掉衬底和/或已沉积材料层的若干部分或者添加层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生微机械元件。一种类型的MEMS装置称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指的是一种使用光学干涉原理选择性地吸收和/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包括一对导电板，其中之一或两者可能整体或部分透明且/或具有反射性，且能够在施加适当电信号后即刻进行相对运动。在特定实施例中，一个板可包括沉积在衬底上的固定层，且另一个板可包括通过气隙与固定层分离的金属薄膜。如本文更详细地描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉式调制器上的光的光学干涉。此些装置具有广范围的应用，且在此项技术中，利用且/或修改这些类型的装置的特性以使得其特征可被发掘用于改进现有产品和创造尚未开发的新产品将是有益的。
发明内容
本发明的系统、方法和装置各自具有若干方面，其中无单个方面单独地负责其所要属性。在不限制本发明的范围的情况下，现在将简要地论述本发明的较显著特征。在考虑此论述之后，且尤其在阅读标题为“具体实施方式”的部分之后，将理解本发明的特征如何提供优于其它显示装置的优点。
在一个方面中，揭示一种封装显示装置的方法。所述方法包括：提供衬底；在所述衬底的背侧上制造显示元件阵列，所述阵列包括位于所述显示元件之间的连接所述显示元件的电极的多个柱；提供背板；以及将所述背板密封到所述衬底的所述背侧，其中在将所述背板密封到所述衬底的所述背侧之后，一个或一个以上柱与所述背板接触。
在另一方面中，揭示一种封装显示装置的方法。所述方法包括：提供衬底；在所述衬底的背侧上制造显示元件阵列，所述阵列包括位于所述显示元件之间的合适的焊盘焊接区域以及位于所述显示元件之间的连接所述显示元件的电极的多个柱；提供背板，其包括多个支柱；以及通过使所述支柱与所述焊盘焊接区域对准来将所述背板密封到所述衬底的所述背侧。
在另一方面中，揭示一种封装显示装置的方法。所述方法包括：提供衬底；在所述衬底的背侧上制造显示元件阵列，所述阵列包括位于所述显示元件之间的多个支柱以及位于所述显示元件之间的连接所述显示元件的电极的多个连接柱；提供背板；以及将所述背板密封到所述衬底的所述背侧。
在另一方面中，揭示一种显示装置。所述装置包括：前面板，其包括位于衬底的背侧上的显示元件阵列，所述阵列包括位于所述显示元件之间的连接所述显示元件的电极的多个柱，其中一个或一个以上柱与所述背板接触；以及背板，其密封到所述衬底的所述背侧。
在另一方面中，揭示一种显示装置。所述装置包括：前面板，其包括位于衬底的背侧上的显示元件阵列，所述阵列包括位于所述显示元件之间的合适的焊盘焊接区域以及位于所述显示元件之间的连接所述显示元件的电极的多个柱；以及背板，其密封到所述衬底的所述背侧，所述背板包括多个支柱。
在另一方面中，揭示一种显示装置。所述装置包括：前面板，其包括位于衬底的背侧上的显示元件阵列，所述阵列包括位于所述显示元件之间的多个支柱以及位于所述显示元件之间的连接所述显示元件的电极的多个连接柱；以及背板，其密封到所述衬底的所述背侧。
在另一方面中，揭示一种显示装置。所述装置包括：用于调制透射穿过所述支撑装置的光的装置；用于支撑所述调制装置的装置；用于封闭所述调制装置的装置；以及用于在所述封闭装置接合到所述支撑装置以形成封装时对所述封闭装置提供支撑的装置。
附图说明
图1是描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于致动位置。
图2是说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统框图。
图3是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对所施加电压的图。
图4是可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行和列电压的说明。
图5A说明图2的3×3干涉式调制器显示器中的显示器数据的一个示范性帧。
图5B说明可用于写入图5A的帧的行和列信号的一个示范性时序图。
图6A和图6B是说明包括多个干涉式调制器的视觉显示装置的实施例的系统框图。
图7A是图1的装置的横截面。
图7B是干涉式调制器的替代实施例的横截面。
图7C是干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。
图7D是干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。
图7E是干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。
图8A和图8B展示在封装中包括干涉式调制器阵列的显示器的实施例的侧视图。
图9A和图9B展示在封装中包括干涉式调制器阵列的显示器的实施例的侧视图。
图10A和图10B展示在封装中包括干涉式调制器阵列的显示器的实施例的侧视图。
具体实施方式
以下详细描述针对本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以许多不同方式体现。在本描述内容中参看了附图，附图中所有相同部分用相同标号表示。如从以下描述中将了解，所述实施例可实施在经配置以显示不论运动(例如，视频)还是固定(例如，静止图像)的且不论文字还是图画的图像的任何装置中。更明确地说，预期所述实施例可实施在多种电子装置中或与多种电子装置关联，所述多种电子装置例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、座舱控制器和/或显示器、相机视图的显示器(例如，车辆中后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或指示牌、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如，一件珠宝上的图像显示器)。具有与本文中描述的装置类似的结构的MEMS装置也可用于例如电子切换装置的非显示器应用中。
下文将描述的某些实施例涉及一种封装MEMS显示装置的方法及其所获得的装置。在一个实施例中，所述装置是通过将背板接合到上面包含干涉式调制器阵列的衬底来形成的。封装中包含各种结构以保持背板与衬底之间的最小距离。
图1中说明包括干涉式MEMS显示元件的一个干涉式调制器显示器的实施例。在这些装置中，像素处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“接通”或“开启”)状态下，显示元件将入射可见光的大部分反射到用户。当在黑暗(“断开”或“关闭”)状态下时，显示元件将极少的入射可见光反射到用户。依据实施例而定，可颠倒“接通”和“断开”状态的光反射特性。MEMS像素可经配置以主要在所选颜色下反射，从而除了黑色和白色以外还允许彩色显示器。
图1是描述视觉显示器的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图，其中每一像素包括MEMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包括这些干涉式调制器的行/列阵列。每一干涉式调制器包含一对反射层，其定位成彼此相距可变且可控制的距离以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学间隙。在一个实施例中，可在两个位置之间移动所述反射层之一。在第一位置(本文中称为松弛位置)中，可移动反射层定位成距固定部分反射层相对较大的距离。在第二位置(本文中称为致动位置)中，可移动反射层定位成更紧密邻近所述部分反射层。视可移动反射层的位置而定，从所述两个层反射的入射光相长地或相消地进行干涉，从而针对每一像素产生全反射状态或非反射状态。
图1中像素阵列的所描绘部分包含两个相邻干涉式调制器12a和12b。在左侧干涉式调制器12a中，说明可移动反射层14a处于距包含部分反射层的光学堆叠16a预定距离处的松弛位置中。在右侧干涉式调制器12b中，说明可移动反射层14b处于邻近于光学堆叠16b的致动位置中。
如本文所引用的光学堆叠16a和16b(统称为光学堆叠16)通常包括若干熔合层(fused layer)，所述熔合层可包含例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层和透明电介质。因此，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可通过(例如)将上述层的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。部分反射层可由为部分反射的多种材料(例如，各种金属、半导体及电介质)形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且层中的每一者可由单一材料或材料的组合形成。
在一些实施例中，光学堆叠16的层经图案化成为多个平行条带，且如下文中进一步描述，可在显示装置中形成行电极。可移动反射层14a、14b可形成为沉积金属层(一层或多层)的一系列平行条带(与行电极16a、16b正交)，其沉积在柱18和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上。当蚀刻去除牺牲材料时，可移动反射层14a、14b通过所界定的间隙19而与光学堆叠16a、16b分离。例如铝的高度导电且反射的材料可用于反射层14，且这些条带可在显示装置中形成列电极。
在不施加电压的情况下，间隙19保留在可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中像素12a所说明。然而，当将电位差施加到选定的行和列时，形成在对应像素处的行电极与列电极的交叉处的电容器变得带电，且静电力将所述电极拉在一起。如果电压足够高，那么可移动反射层14变形且被迫抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的电介质层(在此图中未图示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离，如图1中右侧的像素12b所说明。不管所施加的电位差的极性如何，表现均相同。以此方式，可控制反射对非反射像素状态的行/列致动在许多方面类似于常规LCD和其它显示技术中所用的方法。
图2到图5B说明在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性工艺和系统。
图2是说明可并入有本发明各方面的电子装置的一个实施例的系统框图。在示范性实施例中，所述电子装置包含处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM、
Figure BPA00001280127800051
8051、
Figure BPA00001280127800052
)，或任何专用微处理器(例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列)。如此项技术中常规的做法，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统外，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含网络浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22通信。在一个实施例中，所述阵列驱动器22包含将信号提供到显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。在图2中以线1-1展示图1中说明的阵列的横截面。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列致动协议可利用图3中说明的这些装置的滞后特性。其可能需要(例如)10伏的电位差来致使可移动层从松弛状态变形为致动状态。然而，当电压从所述值减小时，可移动层在电压降回10伏以下时维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到电压降到2伏以下才完全松弛。因此，在图3中所说明的实例中，存在约3V到7V的所施加电压窗口，在所述窗口内，装置在松弛状态或致动状态中均是稳定的。此窗口在本文中称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特性的显示器阵列来说，可设计行/列致动协议，使得在行选通期间，已选通行中待致动的像素暴露于约10伏的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的电压差。在选通之后，所述像素暴露于约5伏的稳态电压差，使得其维持在行选通使其所处的任何状态中。在此实例中，每一像素在被写入之后经历3到7伏的“稳定窗口”内的电位差。此特征使图1中说明的像素设计在相同的施加电压条件下在致动或松弛预存在状态下均是稳定的。因为干涉式调制器的每一像素(不论处于致动还是松弛状态)本质上是由固定反射层和移动反射层形成的电容器，所以可在滞后窗口内的一电压下维持此稳定状态而几乎无功率消耗。本质上，如果所施加的电压是固定的，那么没有电流流入像素中。
在典型应用中，可通过根据第一行中所要组的致动像素断言所述组列电极来产生显示帧。接着将行脉冲施加到行1电极，从而致动对应于经断言列线的像素。经断言的所述组列电极接着经改变以对应于第二行中所要组的致动像素。接着将脉冲施加到行2电极，从而根据经断言的列电极而致动行2中的适当像素。行1像素不受行2脉冲影响，且维持在其在行1脉冲期间被设定的状态中。可以连续方式对整个系列的行重复此过程以产生帧。通常，通过以每秒某一所要数目的帧的速度连续地重复此过程来用新的显示数据刷新且/或更新所述帧。用于驱动像素阵列的行和列电极以产生显示帧的各种各样的协议也是众所周知的且可结合本发明使用。
图4、图5A和图5B说明用于在图2的3×3阵列上形成显示帧的一个可能的致动协议。图4说明可用于使像素展示出图3的滞后曲线的一组可能的列和行电压电平。在图4实施例中，致动像素涉及将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为+ΔV，其分别可对应于-5伏和+5伏。松弛像素是通过将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为相同的+ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。在行电压维持在零伏的那些行中，不管列处于+Vbias还是-Vbias，像素在任何其最初所处的状态中均是稳定的。同样如图4中所说明，将了解，可使用具有与上述电压的极性相反的极性的电压，例如，致动像素可涉及将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为-ΔV。在此实施例中，释放像素是通过将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为相同的-ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。
图5B是展示施加到图2的3×3阵列的一系列行和列信号的时序图，所述系列的行和列信号将产生图5A中说明的显示器布置，其中被致动像素为非反射的。在对图5A中说明的帧进行写入之前，像素可处于任何状态，且在本实例中所有行均处于0伏，且所有列均处于+5伏。在这些所施加的电压的情况下，所有像素在其既有的致动或松弛状态中均是稳定的。
在图5A的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被致动。为了实现此目的，在行1的“线时间(line time)”期间，将列1和2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。因为所有像素均保留在3伏到7伏的稳定窗口中，所以这并不改变任何像素的状态。接着用从0伏升到5伏且返回零的脉冲选通行1。这致动了(1，1)和(1，2)像素且松弛了(1，3)像素。阵列中其它像素均不受影响。为了视需要设定行2，将列2设定为-5伏，且将列1和3设定为+5伏。施加到行2的相同选通接着将致动像素(2，2)且松弛像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中其它像素均不受影响。通过将列2和3设定为-5伏且将列1设定为+5伏来类似地设定行3。行3选通设定行3像素，如图5A中所示。在对帧进行写入之后，行电位为零，且列电位可维持在+5或-5伏，且接着显示器在图5A的布置中稳定。将了解，可将相同程序用于数十或数百个行和列的阵列。将了解，用于执行行和列致动的电压的时序、序列和电平可在上文所概述的一般原理内广泛变化，且上文的实例仅为示范性的，且任何致动电压方法均可与本文描述的系统和方法一起使用。
图6A和图6B是说明显示装置40的实施例的系统框图。显示装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍微变化形式也说明例如电视和便携式媒体播放器等各种类型的显示装置。
显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48和麦克风46。外壳41通常由如所属领域的技术人员众所周知的多种制造工艺中的任一者形成，所述工艺包含注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料中的任一者制成，所述材料包含(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。在一个实施例中，外壳41包含可去除部分(未图示)，所述可去除部分可与其它具有不同颜色或含有不同标记、图画或符号的可去除部分互换。
如本文中所描述，示范性显示装置40的显示器30可为包含双稳态显示器(bi-stabledisplay)在内的多种显示器中的任一者。在其它实施例中，显示器30包含例如如上所述的等离子体、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD等平板显示器，或例如CRT或其它电子管装置等非平板显示器，如所属领域的技术人员众所周知。然而，出于描述本实施例的目的，如本文中所描述，显示器30包含干涉式调制器显示器。
图6B中示意性地说明示范性显示装置40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示装置40包含外壳41且可包含至少部分封围在所述外壳41中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示装置40包含网络接口27，所述网络接口27包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器22进而耦合到显示器阵列30。根据特定示范性显示装置40设计的要求，电源50将功率提供到所有组件。
网络接口27包含天线43和收发器47使得示范性显示装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有某些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43是用于发射和接收信号的所属领域的技术人员已知的任何天线。在一个实施例中，所述天线根据IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11(a)、(b)或(g))来发射和接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准来发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，所述天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS或其它用于在无线手机网络内通信的已知信号。收发器47预处理从天线43接收到的信号，使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行处理。收发器47还处理从处理器21接收到的信号使得可经由天线43从示范性显示装置40发射所述信号。
在一替代实施例中，收发器47可由接收器代替。在又一替代实施例中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源代替。举例来说，所述图像源可为数字视频光盘(DVD)或含有图像数据的硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。
处理器21大致上控制示范性显示装置40的全部操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21接着将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度级。
在一个实施例中，处理器21包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示装置40的操作。调节硬件52通常包含放大器和滤波器，以用于将信号发射到扬声器45，且用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为示范性显示装置40内的离散组件，或可被并入处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，并适当地重新格式化所述原始图像数据以供高速发射到阵列驱动器22。具体来说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有类似光栅的格式的数据流，使得其具有适于在显示器阵列30上进行扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常作为独立的集成电路(IC)而与系统处理器21关联，但可以许多方式实施这些控制器。驱动器控制器29可作为硬件嵌入处理器21中，作为软件嵌入处理器21中，或与阵列驱动器22完全集成在硬件中。
通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收已格式化的信息且将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形每秒多次地被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千个引线。
在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于本文描述的类型的显示器中的任一者。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成。此实施例在例如蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器等高度集成系统中是普遍的。在又一实施例中，显示器阵列30是典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包含干涉式调制器阵列的显示器)。
输入装置48允许用户控制示范性显示装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包含例如QWERTY键盘或电话键区等键区、按钮、开关、触敏屏幕或压敏或热敏薄膜。在一个实施例中，麦克风46是用于示范性显示装置40的输入装置。当使用麦克风46将数据输入到所述装置时，用户可提供声音命令以便控制示范性显示装置40的操作。
电源50可包含此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50是例如镍镉电池或锂离子电池等可再充电电池。在另一实施例中，电源50是可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收电力。
在某些实施例中，如上文中所描述，控制可编程性驻存在驱动器控制器中，所述驱动器控制器可位于电子显示器系统中的若干位置中。在某些实施例中，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将认识到，上述优化可在任何数目的硬件和/或软件组件中实施且可以各种配置实施。
根据上文陈述的原理而操作的干涉式调制器的结构的细节可广泛变化。举例来说，图7A到图7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同实施例。图7A是图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积在垂直延伸的支撑件18上。在图7B中，可移动反射层14仅在隅角处在系链(tether)32上附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14从可包括柔性金属的可变形层34悬置下来。所述可变形层34直接或间接地连接到围绕可变形层34的周边的衬底20。这些连接在本文中称为支柱。图7D中说明的实施例具有支柱插塞42，可变形层34搁置在所述支柱插塞42上。如图7A到图7C所示，可移动反射层14保持悬置在间隙上方，但可变形层34并不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔而形成所述支柱。而是，支柱由平坦化材料形成，其用于形成支柱插塞42。图7E中说明的实施例是基于图7D中展示的实施例，但也可适于与图7A到图7C中说明的实施例以及未图示的额外实施例中的任一者一起发挥作用。在图7E中所示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的额外层来形成总线结构44。这允许信号沿着干涉式调制器的背面进行路由，从而消除许多原本可能必须形成在衬底20上的电极。
在例如图7中所示的那些实施例的实施例中，干涉式调制器充当直接观看装置，其中从透明衬底20的前侧观看图像，所述侧与上面布置有调制器的一侧相对。在这些实施例中，反射层14以光学方式遮蔽在反射层的与衬底20相对侧的干涉式调制器的部分，其包含可变形层34。这允许对遮蔽区域进行配置和操作而不会消极地影响图像质量。此遮蔽允许图7E中的总线结构44，其提供使调制器的光学特性与调制器的机电特性(例如，寻址与由所述寻址引起的移动)分离的能力。这种可分离的调制器结构允许选择用于调制器的机电方面和光学方面的结构设计和材料且使其彼此独立而发挥作用。此外，图7C到图7E中所示的实施例具有源自反射层14的光学特性与其机械特性脱离的额外益处，所述益处由可变形层34执行。这允许用于反射层14的结构设计和材料在光学特性方面得以优化，且用于可变形层34的结构设计和材料在所要的机械特性方面得以优化。
如上描述的干涉式调制器包含可移动反射层14。可移动层14通常较薄且可被因与物体的意外物理接触引起的外力损坏。为确保干涉式调制器适当操作，希望保护可移动层14不受外力影响。
如下文将关于图8A到图10B描述的某些实施例涉及一种封装MEMS显示装置的方法及其所获得的装置。在一个实施例中，将背板接合到上面包含干涉式调制器阵列的衬底。所述衬底包含比可移动层高的柱。在组装时，背板与柱接触但不与可移动层接触。背板、衬底和柱一起保护干涉式调制器不受外力影响。在其它实施例中，不同的结构形成于衬底和背板上以保持背板与衬底之间的最小距离，且防止背板与可移动层接触。
图8A到图8B展示在封装中包括干涉式调制器阵列的显示器的实施例的侧视图。在此实施例中，将背板接合到上面包含干涉式调制器阵列的衬底。干涉式调制器阵列包含连接可移动层的柱。在组装后，背板即刻与柱接触但不与可移动层接触。背板、衬底和柱一起保护干涉式调制器不受外力影响。
如图所示，封装包括透明衬底20和背板62。背板62可为玻璃、金属、箔、聚合物、塑料和陶瓷或例如硅等半导体材料。透明衬底20可为能够使薄膜MEMS装置建置于其上的任何透明物质。实例包含玻璃、塑料和透明聚合物。
在衬底20的背侧上形成干涉式调制器阵列。衬底的背侧是指衬底20的远离显示器的观看者的一侧。
图8A到图8B中的阵列的所描绘部分包含两个邻近的干涉式调制器12a和12b。如所说明，每一干涉式调制器包含可移动反射层14，其定位于距光学堆叠16可变且可控的距离处，以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学间隙。可移动反射层14可如图7A到图7E中所说明以各种方式连接到支撑结构。举例来说，可移动反射层14可如图8A中所示在系链32上附接到支撑件18。
如本文所参考，光学堆叠16通常包括若干熔合层，所述熔合层可包含例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层以及透明电介质。因此，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可(例如)通过将上述层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。
如关于图1所描述，在一些实施例中，光学堆叠16可形成行电极。例如铝等高度导电且反射的材料可用于可移动反射层14，且可形成显示装置中的列电极。柱18连接到可移动反射层14的电极，且因此连接到显示装置的列电极。
将背板62接合到衬底20的背侧以形成封装。在一个实施例中，经由非气密密封件(未图示)将背板62接合到衬底20。背板62需要与衬底20分离至少预定最小距离，使得背板62不损坏像素12a和12b的结构或干扰其起作用。
图8B说明其中背板62接合到衬底20的示范性显示器。如图所示，柱18中的至少一者在背板62接合到衬底20之后与背板62接触，因此使背板62与衬底20分离。对背板62的机械支撑因此来自用以连接可移动反射层16的至少一个柱18。在示范性实施例中，柱18比可移动反射层16高，使得背板62与柱18接触但不与可移动反射层16接触。
在一个实施例中，柱18被设计成具有近似相同的高度。因此，近似所有的柱18均与背板62接触，因此对背板62提供机械支撑。在另一实施例中，柱18中的一些柱被设计成比其它的柱高。柱18中仅是所有柱中最高的部分与背板62接触。
封装MEMS显示装置的示范性方法描述如下。提供透明衬底20。在衬底20的背侧上制造MEMS显示元件(例如干涉式调制器12a和12b)阵列。接着提供背板62。将背板62接合到衬底20的背侧。图8B中展示封装中的所得MEMS显示装置。
图9A到图9B展示在封装中包括干涉式调制器阵列的显示器的另一实施例。图9A到图9B展示所述实施例的侧视图。背板62包含支柱64。当接合到衬底20时，背板62与衬底20对准以使得每一支柱64与衬底20上的像素之间的合适的焊盘焊接区域66对准。在组装后，背板62即刻与支柱64接触但不与可移动层14接触。背板、衬底和支柱64一起保护干涉式调制器不受外力影响。
图9B说明其中背板62接合到衬底20的示范性显示器。如图所示，支柱64与衬底20上的焊盘焊接区域66接触，因此使背板62与衬底20分离。柱18不与背板62接触且因此不承受来自背板62的机械力。
在封装中，支柱64和对应的焊盘焊接区域66经选择以使得在组装后，支柱64即刻不干扰像素12a和12b的工作。支柱64通常被设计成具有相同高度。在一些实施例中，支柱64被设计成相同的以简化制造工艺。而且，支柱64被设计成具有适当高度以使得在组装后衬底20上的柱18即刻不与背板62接触。
在一个实施例中，每一焊盘焊接区域66包含衬底20的表面中的一孔。当将背板62接合到衬底20时，每一支柱64与对应焊盘焊接区域66的孔对准且接着下落到所述孔中。
图10A到图10B展示在封装中包括干涉式调制器阵列的显示器的另一实施例的侧视图。在此实施例中，支柱64制造在衬底20上而不是如图9A到图9B的先前实施例中所示制造在背板62上。在组装后，背板即刻不与可移动层接触。背板和衬底一起保护干涉式调制器不受外力影响。
图10B说明其中背板62接合到衬底20的示范性显示器。如图所示，支柱64在背板62接合到衬底20之后与背板62接触，因此使背板62与衬底20分离。对背板62的机械支撑因此来自支柱64。柱18现在不与背板62接触，且因此不受来自背板62的机械力。
支柱64位于像素12a与12b之间的合适区域中，使得支柱64不干扰像素12a和12b的起作用。支柱64通常被设计成具有相同高度。在一些实施例中，支柱64被设计成相同的以简化制造工艺。而且，支柱64被设计成具有适当高度，使得在组装后衬底20上的柱18即刻不与背板62接触。
在一个实施例(未说明)中，支柱位于背板和衬底两者上。支柱可具有相同高度，且衬底和背板中的每一者可具有经定位以接纳支柱的孔。
上述实施例涉及一种封装显示装置的方法及其所获得的显示装置。虽然使用干涉式调制器阵列作为实例来描述示范性实施例，但实施例不应限于干涉式调制器。这些实施例适用于任何合适的MEMS显示元件和其它类型的显示元件。
以上描述内容详述了本发明的某些实施例。然而，将了解，不管以上内容在文字上看起来如何详细，均可以许多方式来实践本发明。应注意，当描述本发明的某些特征或方面时，特定术语的使用不应被理解为暗示所述术语在本文中被重新定义成局限于包含本发明的所述术语与之相关联的特征或方面的任何特定特性。

Claims (41)

1.一种封装显示装置的方法，其包括：
提供透明衬底，其具有前侧和背侧；
在所述透明衬底的所述背侧上制造显示元件阵列，所述阵列包括位于所述显示元件之间的多个柱，所述柱连接所述显示元件的电极，其中所述显示元件经配置以仅在所述透明衬底的所述前侧上显示图像；
提供背板；以及
将所述背板密封到所述透明衬底的所述背侧以形成封装，其中在将所述背板密封到所述透明衬底的所述背侧之后，所述柱中的一者或多者与所述背板接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其中每一显示元件包括MEMS显示元件。
3.根据权利要求2所述的方法，其中每一MEMS显示元件包括干涉式调制器。
4.根据权利要求3所述的方法，其中每一干涉式调制器包括：
腔，其由沉积在所述透明衬底上的固定第一层和连接到所述透明衬底的可移动第二层界定，所述第一和第二层中的每一者包括电极；
其中入射到所述干涉式调制器的光由所述第一和第二层以干涉式方式调制。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二层可在第一位置与第二位置之间移动。
6.根据权利要求5所述的方法，其中将每一干涉式调制器配置为在所述第二层处于第二位置时透射或吸收大量的可见光。
7.根据权利要求5所述的方法，其中将每一干涉式调制器配置为在所述第二层处于第一位置时反射特定波长范围的光。
8.一种通过根据权利要求1所述的方法封装的显示装置。
9.一种封装显示装置的方法，其包括：
提供透明衬底，其具有前侧和背侧；
在所述透明衬底的所述背侧上制造显示元件阵列以形成封装，所述阵列包括定位于所述透明衬底上且在所述显示元件之间的合适的焊盘焊接区域，所述阵列进一步包括定位于所述显示元件之间且经配置以连接所述显示元件的电极的多个柱；
提供背板，其包括多个支柱；以及
在所述支柱与所述焊盘焊接区域对准的情况下将所述背板密封到所述透明衬底的所述背侧，其中在将所述背板密封到所述透明衬底的所述背侧之后，所述支柱与所述透明衬底接触。
10.根据权利要求9所述的方法，其中每一显示元件包括MEMS显示元件。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述支柱大体上相同。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述支柱具有适当高度，使得所述阵列上的所述柱不与所述背板接触。
13.根据权利要求10所述的方法，其中将每一焊盘焊接区域形成为孔，且其中所述背板的所述密封包括使所述支柱下落到所述焊盘焊接区域的所述孔中。
14.一种通过根据权利要求9所述的方法封装的显示装置。
15.一种封装显示装置的方法，其包括：
提供透明衬底，其具有前侧和背侧；
在所述透明衬底的所述背侧上制造显示元件阵列，所述阵列包括位于所述显示元件之间的多个支柱，所述阵列进一步包括定位于所述显示元件之间且经配置以连接所述显示元件的电极的多个连接柱；
提供背板；以及
将所述背板密封到所述透明衬底的所述背侧以形成封装。
16.根据权利要求15所述的方法，其中每一显示元件包括MEMS显示元件。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述支柱大体上相同。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述支柱具有适当高度，使得所述阵列上的所述连接柱不与所述背板接触。
19.一种通过根据权利要求15所述的方法封装的显示装置。
20.一种显示装置，其包括：
前面板，其包括具有前侧和背侧的透明衬底以及位于所述透明衬底的所述背侧上的显示元件阵列，所述阵列包括定位于所述显示元件之间且经配置以连接所述显示元件的电极的多个柱，其中所述显示元件经配置以仅在所述透明衬底的所述前侧上显示图像；以及
背板，其密封到所述透明衬底的所述背侧，
其中所述柱中的至少一者与所述背板接触，且其中所述背板至少部分地由所述柱所支撑。
21.一种显示装置，其包括：
前面板，其包括具有前侧和背侧的透明衬底和位于所述透明衬底的所述背侧上的显示元件阵列，所述阵列包括定位于所述透明衬底上且在所述显示元件之间的合适的焊盘焊接区域，所述阵列进一步包括定位于所述显示元件之间且经配置以连接所述显示元件的电极的多个柱；以及
背板，其密封到所述透明衬底的所述背侧，所述背板包括多个支柱，
其中所述支柱中的至少一者与所述焊盘焊接区域中的一者接触，且其中所述背板至少部分地由所述支柱所支撑。
22.根据权利要求21所述的显示装置，其中每一显示元件包括MEMS显示元件。
23.根据权利要求22所述的显示装置，其中所述支柱与所述焊盘焊接区域对准。
24.根据权利要求22所述的显示装置，其中所述支柱大体上相同。
25.根据权利要求22所述的显示装置，其中所述支柱具有适当高度，使得所述阵列上的所述柱不与所述背板接触。
26.根据权利要求22所述的显示装置，其中每一焊盘焊接区域形成为孔，其中所述支柱下落到所述焊盘焊接区域的所述孔中。
27.一种显示装置，其包括：
前面板，其包括具有前侧和背侧的透明衬底和位于所述透明衬底的所述背侧上的显示元件阵列，所述阵列包括位于所述显示元件之间的多个支柱以及定位于所述显示元件之间且经配置以连接所述显示元件的电极的多个连接柱；以及
背板，其密封到所述透明衬底的所述背侧，
其中所述支柱中的至少一者与所述背板接触，且其中所述背板至少部分地由所述支柱所支撑。
28.根据权利要求27所述的显示装置，其中每一显示元件包括MEMS显示元件。
29.根据权利要求28所述的显示装置，其中所述支柱大体上相同。
30.根据权利要求28所述的显示装置，其中所述支柱具有适当高度，使得所述阵列上的所述连接柱不与所述背板接触。
31.根据权利要求28所述的显示装置，其进一步包括：
显示器；
处理器，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及
存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。
32.根据权利要求31所述的显示装置，其进一步包括经配置以向所述显示器发送至少一个信号的驱动器电路。
33.根据权利要求32所述的显示装置，其进一步包括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的控制器。
34.根据权利要求31所述的显示装置，其进一步包括经配置以向所述处理器发送所述图像数据的图像源模块。
35.根据权利要求34所述的显示装置，其中所述图像源模块包括接收器、收发器和发射器中的至少一者。
36.根据权利要求31所述的显示装置，其进一步包括经配置以接收输入数据且将所述输入数据传送到所述处理器的输入装置。
37.一种显示装置，其包括：
透明衬底，其具有前侧和背侧；
用于调制透射穿过所述透明衬底的光的装置，所述调制装置包括显示元件阵列；
背板，其密封到所述透明衬底的所述背侧以形成封装；以及
用于支撑所述背板的装置，所述支撑装置在多个位置处将所述背板连接到所述透明衬底，使得在所述背板接合到所述支撑装置以形成所述封装时，所述背板不接触所述调制装置。
38.根据权利要求37所述的显示装置，其中所述调制装置包括干涉式调制器阵列。
39.根据权利要求38所述的显示装置，其中所述支撑装置包括位于所述背板上的多个支柱，所述支柱对准到定位于所述透明衬底上且在所述干涉式调制器之间的焊盘焊接区域。
40.根据权利要求38所述的显示装置，其中所述支撑装置包括位于所述显示元件之间的多个柱，所述柱中的一者或多者与所述背板接触，且所述调制装置经配置以仅在所述透明衬底的所述前侧上显示图像。
41.根据权利要求40所述的显示装置，其中所述柱进一步经配置以连接所述显示元件的电极。
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