способ и система для монтажа в корпус устройств на основе мэмс с внедренным газопоглотителем

Формула изобретения

1. Система для монтажа в корпус устройств на основе

микроэлектромеханических систем (MEMS), содержащая

подложку,

устройство на основе МЭМС, сформированное на подложке,

объединительную плату,

уплотнение, расположенное вблизи периметра устройства на основе МЭМС и контактирующее с подложкой и объединительной платой,

причем указанное уплотнение содержит

клей,

химически активный газопоглотитель, находящийся в контакте с уплотнением по внутренней периферии уплотнения.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что уплотнение содержит некоторое количество химически активного газопоглотителя, достаточное для поглощения по существу всех веществ, выделившихся из уплотнения при изготовлении или сборке.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что химически активный газопоглотитель содержит вещество, выбранное из группы, состоящей из оксида кальция, стронция, оксида стронция и комплекса алюминия.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство на основе МЭМС содержит интерферометрический модулятор.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что подложка содержит прозрачную подложку.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что прозрачная подложка содержит стекло.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит вспомогательное уплотнение, расположенное вблизи упомянутого уплотнения.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что вспомогательное уплотнение расположено у внешней периферии упомянутого уплотнения.

9. Система по п.7, отличающаяся тем, что вспомогательное уплотнение расположено у внутренней периферии упомянутого уплотнения.

10. Система по п.7, отличающаяся тем, что вспомогательное уплотнение содержит гидрофобный материал.

11. Система по п.1, отличающаяся тем, что химически активный газопоглотитель содержит влагопоглотитель.

12. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит

процессор, электрически связанный с устройством на основе МЭМС, причем процессор выполнен с возможностью обработки данных изображения,

запоминающее устройство, электрически связанное с процессором.

13. Система по п.12, отличающаяся тем, что дополнительно содержит схему возбуждения, выполненную с возможностью направления по меньшей мере одного сигнала в устройство на основе МЭМС.

14. Система по п.13, отличающаяся тем, что дополнительно содержит контроллер, обеспечивающий направление по меньшей мере части данных изображения в схему возбуждения.

15. Система по п.12, отличающаяся тем, что дополнительно содержит модуль источника изображения, предназначенный для направления данных изображения в процессор.

16. Система по п.15, отличающаяся тем, что модуль источника изображения содержит по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, состоящей из приемника, приемопередатчика и передатчика.

17. Система по п.12, отличающаяся тем, что дополнительно содержит устройство ввода, выполненное с возможностью ввода данных и передачи вводимых данных в процессор.

18. Способ уплотнения корпуса устройства на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС), заключающийся в том, что используют подложку и объединительную плату, причем положка содержит сформированное на ней устройство на основе МЭМС, формируют уплотнение вблизи периметра устройства на основе МЭМС, причем уплотнение содержит химически активный газопоглотитель, находящийся в контакте с уплотнением по внутренней переферии уплотнения, и

скрепляют между собой подложку, уплотнение и объединительную плату, тем самым заключают устройство на основе МЭМС в корпус.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что используют уплотнение, содержащее некоторое количество указанного химически активного газопоглотителя, достаточное для поглощения по существу всех веществ, выделившихся из уплотнения, по меньшей мере, при изготовлении или сборке.

20. Способ по п.18, отличающийся тем, что используют уплотнение, содержащее клей.

21. Способ по п.18, отличающийся тем, что используют химически активный газопоглотитель, содержащий по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из оксида кальция, стронция, оксида стронция и комплекса алюминия.

22. Способ по п.18, отличающийся тем, что используют устройство на основе МЭМС, содержащее интерферометрический модулятор.

23. Способ по п.18, отличающийся тем, что используют подложку, содержащую прозрачную подложку.

24. Способ по п.18, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют формирование вспомогательного уплотнения вблизи упомянутого уплотнения.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что вспомогательное уплотнение формируют у внешней периферии упомянутого уплотнения.

26. Способ по п.24, отличающийся тем, что вспомогательное уплотнение формируют у внутренней периферии упомянутого уплотнения.

27. Способ по п.24, отличающийся тем, что используют вспомогательное уплотнение, содержащее гидрофобный материал.

28. Способ по п.18, отличающийся тем, что используют газопоглотитель, содержащий влагопоглотитель.

29. Система для монтажа в корпус устройств на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС), изготовленная способом по п.18.

30. Устройство на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС), содержащее

пропускающее средство, предназначенное для пропускания через него света,

модулирующее средство, предназначенное для модуляции света, пропущенного через пропускающее средство,

закрывающее средство, предназначенное для закрывания модулирующего средства,

уплотняющее средство, предназначенное для формирования полости между пропускающим средством и закрывающим средством, причем уплотняющее средство содержит химически активное средство для химического взаимодействия с веществами, которые контактируют с уплотняющим средством, при этом химически активное средство находится в контакте с уплотняющим средством по внутренней переферии уплотняющего средства.

31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что передающее средство содержит прозрачную подложку.

32. Устройство по п.30, отличающееся тем, что модулирующее средство содержит интерферометрический модулятор.

33. Устройство по п.30, отличающееся тем, что закрывающее средство содержит объединительную плату.

34. Устройство по п.30, отличающееся тем, что уплотняющее средство содержит клей.

35. Устройство по п.30, отличающееся тем, что химически активное средство содержит химически активный газопоглотитель.

36. Устройство по п.35, отличающееся тем, что уплотняющее средство содержит некоторое количество газопоглотителя, достаточное для поглощения по существу всех веществ, выделившихся из уплотнения, по меньшей мере, при изготовлении и сборке.

37. Устройство по п.35, отличающееся тем, что химически активный газопоглотитель содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из оксида кальция, стронция, оксида стронция и комплекса алюминия.

38. Устройство по п.30, отличающееся тем, что дополнительно содержит вспомогательное уплотнение, сформированное вокруг периферии упомянутого уплотняющего средства.

39. Устройство по п.38, отличающееся тем, что вспомогательное уплотнение содержит гидрофобный материал.

40. Устройство по п.38, отличающееся тем, что вспомогательное уплотнение сформировано вокруг внутренней периферии уплотняющего средства.

41. Устройство по п.38, отличающееся тем, что вспомогательное уплотнение сформировано вокруг внешней периферии уплотняющего средства.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к микроэлектромеханическим системам (МЭМС), а более конкретно - к способам и системам для монтажа в корпус устройств на основе МЭМС.

Предшествующий уровень техники

Микроэлектромеханические системы (МЭМС) включают в себя микромеханические элементы, исполнительные механизмы и электронику. Микромеханические элементы могут быть изготовлены путем осаждения, травления и/или других процессов микрообработки, при осуществлении которых вытравливают части подложек и/или осажденных слоев материалов или добавляют слои для формирования электрических и электромеханических устройств. Один тип устройства на основе МЭМС называют интерферометрическим модулятором. Интерферометрический модулятор может содержать пару электропроводных пластин, причем одна из них или обе они могут быть прозрачными и/или отражающими полностью или частично и выполненными с возможностью относительного перемещения после приложения соответствующего электрического сигнала. Одна пластина может содержать стационарный слой, осажденный на подложке, другая пластина может содержать металлическую мембрану, отделенную от стационарного слоя воздушным зазором. Такие устройства имеют широкий диапазон применения, и в данной области техники могло бы оказаться выгодным использование и/или модификация характеристик устройств этих типов таким образом, что возникнет возможность использования их конструктивных особенностей при усовершенствовании существующих изделий и создании новых изделий.

Краткое изложение сущности изобретения

Предложены система, способ и устройства, согласно изобретению, причем каждый из объектов имеет несколько аспектов воплощения. Ниже без ограничения объема притязаний изобретения приведено краткое описание наиболее важных признаков. После ознакомления с нижеследующим описанием станет ясно, каким образом признаки настоящего изобретения позволяют получить преимущества по сравнению с известными дисплейными устройствами.

Согласно одному варианту осуществления предложено устройство на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС). Устройство на основе МЭМС содержит подложку и устройство на основе МЭМС, сформированное на подложке. Устройство также содержит объединительную плату и уплотнение, расположенное вблизи периметра устройства на основе МЭМС и находящееся в контакте с подложкой и объединительной платой, причем уплотнение содержит химически активный газопоглотитель.

В другом варианте осуществления предложен способ уплотнения корпуса устройства на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС). Способ включает в себя использование подложки и объединительной платы, причем подложка содержит устройство на основе МЭМС, сформированное на ней. Способ также включает формирование уплотнения вблизи периметра устройства на основе МЭМС, причем уплотнение содержит химически активный газопоглотитель. Кроме того, способ обеспечивает скрепление подложки, уплотнения и объединительной платы, и тем самым заключение устройства на основе МЭМС в корпус.

В еще одном варианте осуществления предложен корпус устройства на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС), полученный соответствующим способом. Способ включает в себя использование подложки и объединительной платы, причем подложка содержит устройство на основе МЭМС, сформированное на ней. Способ также включает формирование уплотнения вблизи периметра устройства на основе МЭМС, причем уплотнение содержит химически активный газопоглотитель. Кроме того, способ обеспечивает скрепление подложки, уплотнения и объединительной платы, и тем самым заключение устройства на основе МЭМС в корпус.

И в еще одном варианте осуществления изобретения предложено устройство на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС). Это устройство содержит пропускающее средство, предназначенное для пропускания через него света, а также модулирующее средство, предназначенное для модуляции света, пропущенного через пропускающее средство. Кроме того, устройство содержит закрывающее средство, предназначенное для закрывания модулирующего средства. Устройство также содержит уплотняющее средство, предназначенное для создания полости путем формирования уплотнения между пропускающим средством и закрывающим средством, причем уплотняющее средство содержит химически активное средство, предназначенное для вступления в химическую реакцию с веществами, которые контактируют с уплотняющим средством.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 изображает общий вид части дисплея на основе интерферометрических модуляторов, в котором перемещаемый отражающий слой первого интерферометрического модулятора находится в невозбужденном состоянии, а перемещаемый отражающий слой второго интерферометрического модулятора находится в возбужденном состоянии, согласно изобретению;

фиг.2 - блок-схему электронного устройства, содержащего дисплей на основе, имеющей размер 3×3 матрицы интерферометрических модуляторов, согласно изобретению;

фиг.3 - диаграмму зависимости положения перемещаемого зеркала от приложенного напряжения для одного возможного варианта осуществления интерферометрического модулятора, согласно изобретению;

фиг.4 - напряжения группы строк и столбцов, которые можно использовать для возбуждения дисплея на основе интерферометрических модуляторов, согласно изобретению;

фиг.5А и 5В - возможную временную диаграмму для сигналов строк и столбцов, которые можно использовать для записи кадра данных изображения на дисплее на основе, имеющей размер 3×3 матрицы интерферометрических модуляторов, показанной на фиг.2, согласно изобретению;

фиг.6А - поперечное сечение устройства на фиг.1, согласно изобретению;

фиг.6В - поперечное сечение интерферометрического модулятора (альтернативный вариант осуществления), согласно изобретению;

фиг.6С - поперечное сечение интерферометрического модулятора (другой альтернативный вариант осуществления), согласно изобретению;

фиг.7 - поперечное сечение базовой конструкции корпуса для устройства на основе интерферометрических модуляторов, согласно изобретению;

фиг.8 - поперечное сечение части конструкции корпуса для устройства на основе интерферометрических модуляторов с основным уплотнением и вспомогательным уплотнением, согласно изобретению;

фиг.9 - поперечное сечение части конструкции корпуса для устройства на основе интерферометрических модуляторов с газопоглотительным материалом, расположенным внутри конструкции корпуса вблизи уплотнения, согласно изобретению;

фиг.10А и 10В - блок-схемы системы, иллюстрирующие вариант осуществления дисплейного устройства, содержащего множество интерферометрических модуляторов, согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Ниже приводится описание множества вариантов конструкций корпусов для устройств на основе МЭМС, включая усовершенствованные уплотненные конструкции. В одном варианте осуществления устройство на основе МЭМС размещено в корпусе между объединительной пластиной и подложкой, которые удерживаются вместе посредством основного уплотнения. В одном из вариантов осуществления основное уплотнение содержит химически активный газопоглотитель. Как известно в данной области техники, газопоглотитель - это вещество, которое улавливает или связывает другое вещество путем абсорбции, адсорбции или, например, химической реакции. Химически активный газопоглотитель - это газопоглотитель, способный химически реагировать с сорбированным веществом, а не абсорбировать или адсорбировать сорбированное вещество. В других вариантах осуществления конструкция корпуса содержит вспомогательное уплотнение, расположенное вдоль внешней периферии основного уплотнения. В одном варианте осуществления вспомогательное уплотнение содержит, например, гидрофобный материал. В еще одном варианте осуществления конструкция корпуса содержит газопоглотитель, расположенный вблизи внутренней периферии уплотнения и способный поглощать водяной пар или загрязняющие вещества, которые могут попасть внутрь конструкции корпуса. В описанных вариантах осуществления дополнительный газопоглотитель или влагопоглотитель (осушающее вещество) может не потребоваться для удовлетворения требований к желательным параметрам срока службы устройства, смонтированного в корпусе, тем самым обеспечивая уменьшенные размеры и стоимость корпуса.

В описании раскрыты некоторые конкретные варианты осуществления изобретения. Из описания следует, что изобретение можно применить в любом устройстве, предназначенном для отображения изображения либо в движении (например, видеоизображения), либо в статике (например, фотографического изображения), будь то текст или картинка. Предполагается, что изобретение можно воплотить в совокупности электронных устройств или связать с совокупностью электронных устройств, например, но не ограничиваясь этим, в мобильных телефонах, радиоустройствах, персональных цифровых секретарях (ПЦС), карманных или портативных компьютерах, приемниках и/или навигаторах глобальной системы позиционирования (ГСП), съемочных камерах, плеерах стандарта МР3, видеомагнитофонных камерах, игровых консолях, наручных часах, будильниках, калькуляторах, телевизионных мониторах, дисплеях с плоскими экранами, мониторах компьютеров, автомобильных дисплеях (например, дисплеях счетчиков пройденного пути), органах управления и/или дисплеях кабин пилотов, дисплеях кадров съемочной камеры (например, дисплей съемочной камеры заднего обзора в транспортном средстве), электронных фотоаппаратах, электронных рекламных щитах или дорожных знаках, проекционных аппаратах, архитектурных сооружениях, средствах монтажа в корпус и средствах достижения эстетических впечатлений (например, отображения изображений на ювелирном изделии). Устройства на основе МЭМС можно также использовать в приложениях, не связанных с индикацией или отображением, например, в электронных коммутирующих устройствах.

Один вариант осуществления дисплея на основе интерферометрических модуляторов, содержащий интерферометрический элемент дисплея на основе МЭМС, представлен на фиг.1. Пиксели находятся либо в освещенном, либо в затемненном состоянии. В освещенном («включенном» или «открытом») состоянии элемент дисплея отражает большую часть падающего видимого света по направлению к пользователю. Находясь в затемненном («выключенном» или «закрытом») состоянии, элемент дисплея отражает мало падающего света по направлению к пользователю. В зависимости от варианта осуществления светоотражательные свойства во «включенном» и «выключенном» состояниях могут меняться местами. Пиксели при использовании МЭМС можно конфигурировать с возможностью доминирующего отражения на длинах волн выбранных цветов, что позволяет создать цветной дисплей, а не только черно-белый.

На фиг.1 представлен общий вид двух соседних пикселей в ряду пикселей визуального дисплея, при этом каждый пиксель содержит интерферометрический модулятор на основе МЭМС. В некоторых вариантах осуществления дисплей на основе интерферометрических модуляторов содержит матрицу строк и столбцов этих интерферометрических модуляторов. Каждый интерферометрический модулятор содержит пару отражающих слоев, расположенных на изменяемом и регулируемом расстоянии друг от друга, для образования резонансной оптической полости, по меньшей мере, один размер которой является изменяемым. В одном из вариантов осуществления один из отражающих слоев может перемещаться между двумя положениями. В первом положении, называемом невозбужденным положением, перемещаемый слой расположен на относительно большом расстоянии от фиксированного частично отражающего слоя. Во втором положении перемещаемый слой расположен ближе к частично отражающему слою, находясь рядом с ним. Падающий свет, который отражается от обоих слоев, интерферирует конструктивно или деструктивно в зависимости от положения перемещаемого отражающего слоя, вследствие чего получается либо полностью отражающее, либо неотражающее состояние каждого пикселя.

Часть матрицы пикселей (фиг.1) содержит два соседних интерферометрических модулятора 12а и 12b. В интерферометрическом модуляторе 12а, показанном слева, перемещаемый и высокоотражающий слой 14а изображен в невозбужденном состоянии на заранее заданном расстоянии от фиксированного частично отражающего слоя 16а. В интерферометрическом модуляторе 12b, показанном справа, перемещаемый сильно высокоотражающий слой 14b изображен в возбужденном состоянии рядом с фиксированным частично отражающим слоем 16b.

Фиксированные слои 16а, 16b являются электропроводными, частично прозрачными и частично отражающими и могут быть изготовлены, например, путем осаждения одного или более слоев, каждый из которых состоит из хрома и оксида индия-олова, на прозрачную подложку 20. В этих слоях сформированы рисунки с получением параллельных полос, которые могут образовывать электроды строк в дисплейном устройстве, что подробнее описано ниже. Перемещаемые слои 14а, 14b могут быть выполнены в виде множества параллельных полос осажденного слоя металла или осажденных слоев металла (перпендикулярных электродам 16а, 16b строк), которые осаждены поверх столбиков 18, и промежуточного удаляемого материала, осажденного между столбиками 18. Когда удаляемый материал вытравливают, деформируемые слои металла оказываются отделенными от фиксированных слоев металла определенным воздушным зазором 19. Для деформируемых слоев можно использовать материал с высокой электрической проводимостью и высокой отражательной способностью, например алюминий, а полосы могут образовывать электроды столбцов в дисплейном устройстве.

При отсутствии приложенного напряжения полость 19 между слоями 14а, 16а сохраняется, а деформируемый слой находится в механически ненапряженном состоянии, что иллюстрируется пикселем 12а (фиг.1). Однако, когда к выбранным строке и столбцу приложена разность потенциалов, конденсатор, образованный на пересечении электродов строки и столбца в соответствующем пикселе, становится заряженным, и электростатические силы притягивают электроды друг к другу. Если напряжение является достаточно высоким, перемещаемый слой деформируется и принудительно подводится к фиксированному слою (на фиксированном слое можно осадить диэлектрический материал (не показан), чтобы предотвратить короткое замыкание и управлять разделительным расстоянием), что иллюстрируется пикселем 12b справа на фиг.1. Это поведение аналогично и не зависит от полярности приложенной разности потенциалов. Таким образом, возбуждение строки и столбца, которое может обеспечить управление отражающими и неотражающими состояниями отражающих пикселей, оказывается во многом аналогичным тому, которое имеет место в технологиях производства обычных ЖКД и других дисплеев.

На фиг.2-5 представлены один способ и система для использования матрицы интерферометрических модуляторов для дисплея. На фиг.2 представлена блок-схема системы, иллюстрирующая один вариант осуществления электронного устройства. В возможном варианте осуществления электронное устройство содержит процессор 21, который может быть одно- или многокристальным микропроцессором общего назначения, таким как ARM, Pentium^®, Pentium II^® , Pentium III^®, Pentium IV^®, Pentium^® Pro, 8051, MIPS^®, Power PC^®, ALPHA^® или любым микропроцессором специального назначения, таким как процессор цифровых сигналов, микроконтроллер или программируемая вентильная матрица. Как принято в данной области техники, процессор 21 может быть предназначен для выполнения одного или более модулей программного обеспечения. В дополнение к воплощению операционной системы процессор может быть конфигурирован для выполнения одного или более приложений программного обеспечения, включая web-браузер, телефонное приложение, программу электронной почты или любое другое приложение программного обеспечения.

Процессор 21 также выполнен с возможностью связи с контроллером 22 матрицы. В одном из вариантов осуществления контроллер 22 матрицы содержит схему 24 возбуждения строк и схему 26 возбуждения столбцов, которые формируют сигналы в матрицу 30 пикселей. Поперечное сечение этой матрицы (фиг.1) показано линиями 1-1 на фиг.2. Протокол возбуждения строк и/или столбцов для интерферометрических модуляторов на основе МЭМС может обладать преимуществом наличия гистерезиса у этих устройств (фиг.3). Например, может потребоваться разность потенциалов 10 вольт, чтобы заставить перемещаемый слой деформироваться с переходом из невозбужденного состояния в возбужденное состояние. Вместе с тем, когда напряжение становится меньше этой величины, перемещаемый слой поддерживает свое состояние при падении напряжения ниже 10 вольт. В возможном варианте осуществления (фиг.3) перемещаемый слой не переходит в невозбужденное состояние до тех пор, пока напряжение не падает ниже 2 вольт. Таким образом, существует диапазон напряжений, составляющий от 3 до 7 вольт, в котором есть интервал прикладываемого напряжения, в пределах которого устройство устойчиво в любом - возбужденном или невозбужденном состоянии. Этот интервал называется «интервалом гистерезиса» или «интервалом устойчивости». Для матрицы дисплея, имеющей характеристики гистерезиса, протокол возбуждения строк и/или столбцов можно разработать так, что во время стробирования строк те пиксели в стробируемой строке, которые должны быть возбуждены, подвергаются воздействию разности напряжений около 10 вольт, а пиксели, которые должны остаться невозбужденными, подвергаются воздействию разности напряжений, близкой к нулю вольт. После подачи строб-импульса пиксели подвергаются воздействию разности напряжений установившегося состояния, составляющей около 5 вольт, так что они остаются в том состоянии, в которое переводит их строб-импульс строки. После записи каждый пиксель «видит» разность потенциалов в «интервале устойчивости», размер которого, например, составляет 3-7 вольт. Этот признак делает пиксель (фиг.1) устойчивым в одинаковых условиях приложенного напряжения как в возбужденном, так и в невозбужденном ранее существовавшем состоянии. Поскольку каждый пиксель интерферометрического модулятора в возбужденном или невозбужденном состоянии по существу представляет собой конденсатор, образованный фиксированным и перемещаемым отражающими слоями, это устойчивое состояние можно поддерживать при напряжении, находящемся в пределах интервала гистерезиса, почти без рассеяния мощности. Если приложенный потенциал фиксирован, ток в пикселе почти не протекает.

В типичных приложениях кадр дисплея можно создавать, назначая набор электродов столбцов в соответствии с требуемым набором возбуждаемых пикселей в первой строке. Затем к электроду строки 1 прикладывают импульс строки, возбуждающий пиксели, соответствующие назначенным шинам столбцов. Затем назначенный набор электродов столбцов изменяют в соответствии с требуемым набором возбуждаемых пикселей во второй строке. Затем к электроду строки 2 прикладывают импульс строки, возбуждающий пиксели в строке 2 в соответствии с назначенными электродами столбцов. Импульс строки 2 не влияет на пиксели строки 1, так что они остаются в том состоянии, в котором они находились во время действия импульса строки 1. Этот процесс можно последовательно повторить для всего множества строк, чтобы получить кадр. В общем случае кадры обновляют новыми данными дисплея путем постоянного повторения этого процесса с получением некоторого желательного количества кадров в секунду. Также известно и может быть использовано совместно с настоящим изобретением множество протоколов возбуждения электродов строк и столбцов матриц пикселей, предназначенных для получения кадров дисплея.

На фиг.4 и 5 показан один возможный протокол возбуждения для создания кадра дисплея на имеющей размер 3х3 матрице согласно фиг.2. На фиг.4 показан возможный набор уровней напряжений столбцов и строк, который можно использовать для пикселей, обладающих кривыми гистерезиса согласно фиг.3. В этом варианте осуществления возбуждение пикселей обуславливает установление напряжения -

V _{смещения} для соответствующего столбца и установление напряжения + V для соответствующей строки, которые могут составлять -5 вольт и +5 вольт, соответственно. Снятие возбуждения с пикселя достигается путем установления напряжения+V_{смещения} для соответствующего столбца и установления того же напряжения+ V для соответствующей строки, что приводит к нулевой разности потенциалов на этом пикселе. В тех строках, где напряжение строки поддерживается на уровне нуля вольт, пиксели оказываются устойчивыми, в каком бы состоянии они сначала не находились и безотносительно того, под каким напряжением +V_{смещения} или -V _{смещения} находится столбец. На фиг.4 также показано, и это следует понять, что можно использовать напряжения, полярность которых противоположна полярности напряжений, описанных выше, например, возбуждение пикселя может предусматривать установление напряжения+V_{смещения} для соответствующего столбца и установление напряжения - V для соответствующей строки. В этом варианте осуществления снятие возбуждения с пикселя осуществляется путем установления напряжения -V_{смещения} для соответствующего столбца и установления того же напряжения - V для соответствующей строки, что обеспечивает разность потенциалов величиной ноль вольт на пикселе.

На фиг.5 В представлена временная диаграмма, изображающая последовательность сигналов рядов и строк применительно к имеющей размер 3×3 матрице на фиг.2, причем эта диаграмма обуславливает компоновку дисплея, проиллюстрированную на фиг.5А, где возбужденные пиксели являются неотражающими. Перед записью кадра пиксели могут находиться в любом состоянии, и в этом примере все строки находятся под напряжением 0 вольт, а все столбцы - под напряжением +5 вольт. Если приложены такие напряжения, то все пиксели устойчивы в своих возбужденных или невозбужденных состояниях.

На фиг.5А пиксели (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) и (3,3) показаны возбужденными. Чтобы достичь этого, в течение «времени включения шины» для строки 1 устанавливают напряжение -5 вольт для столбцов 1 и 2 и напряжение+5 вольт для столбца 3. Это не изменяет состояние каких-либо пикселей, потому что все пиксели остаются в интервале устойчивости, составляющем 3-7 вольт. Затем строку 1 стробируют импульсом, который сначала обуславливает скачок от 0 до 5 вольт, а затем - обратный скачок до 0 вольт. Это обеспечивает возбуждение пикселей (1,1) и (1,2) и снятие возбуждения с пикселя (1,3). Ни на какие другие пиксели влияние не оказывается. Чтобы установить строку 2 в желаемое состояние, для столбца 2 устанавливают напряжение -5 вольт, а для столбцов 1 и 3 устанавливают напряжение+5 вольт. Такой же строб-импульс, прикладываемый затем к строке 2, возбудит пиксель (2,2) и снимет возбуждение с пикселей (2,1) и (2,3). При этом ни на какие другие пиксели в матрице влияние не оказывается. Установку строки 3 осуществляют точно так же, устанавливая для столбцов 2 и 3 напряжение -5 вольт, а для столбца 1 - напряжение+5 вольт. Строб-импульс строки 3 устанавливает пиксели строки 3 так, как показано на фиг.5А. После записи кадра потенциалы строк становятся нулевыми, а потенциалы столбцов могут остаться на любом из уровней+5 или -5 вольт, после чего дисплей оказывается устойчивым (фиг.5А). Следует понять, что ту же процедуру можно применить для матриц, содержащих десятки или сотни строк и столбцов. В рамках вышеизложенных принципов синхронизацию, последовательность приложения и уровни напряжений, используемых для осуществления возбуждения строк и столбцов, можно изменять в широких пределах, а вышеописанный пример является лишь иллюстративным, и вместе с настоящим изобретением можно использовать любой способ приложения напряжений возбуждения.

Подробности конструкции интерферометрических модуляторов, которые работают в соответствии с принципами, изложенными выше, могут изменяться в широких пределах. Например, на фиг.6А-6С представлены три разных варианта осуществления конструкции перемещаемых зеркал. На фиг.6А представлено поперечное сечение для разных вариантов осуществления, в которых полоса металлического материала 14 расположена на перпендикулярно выступающих столбиках 18. На фиг.6 В показано, что перемещаемый отражающий материал 14 прикреплен к столбикам только по углам на фалах 32. На фиг.6С показано, что перемещаемый отражающий материал 14 свисает с деформируемого слоя 34. Этот вариант осуществления имеет преимущества, заключающиеся в том, что структурную компоновку и выбор материалов, используемых в качестве отражающего материала 14, можно оптимизировать по оптическим свойствам, а структурную компоновку и выбор материалов, используемых в качестве деформируемого слоя 34, можно оптимизировать по требуемым механическим свойствам. Способ изготовления интерферометрических устройств различных типов описан в множестве опубликованных документов, например, в опубликованной заявке на патент 2004/0051929, поданной в США. Для изготовления вышеописанных конструкций можно использовать множество хорошо известных способов, предусматривающих технологическую последовательность, включающую этапы осаждения материала, формирования рисунка и травления.

Перемещаемые части устройства на основе МЭМС, такие как матрица интерферометрических модуляторов, предпочтительно имеют защищенное пространство, внутри которого они перемещаются. Ниже будут подробнее описаны способы установки в корпус устройства на основе МЭМС.Схема базовой конструкции корпуса для устройства на основе МЭМС, такого как матрица интерферометрических модуляторов, изображена на фиг.7 (поперечный разрез). Базовая конструкция 70 корпуса содержит подложку 72 и накладку в виде объединительной платы или «крышку» 74, причем на подложке 72 сформирована матрица 76 интерферометрических модуляторов. Эту крышку 74 также называют «объединительной платой».

Подложка 72 и объединительная плата 74 соединены уплотнением 78, образуя конструкцию 70 корпуса, в котором матрица 76 интерферометрических модуляторов инкапсулирована подложкой 72, объединительной платой 74 и уплотнением 78, при этом между объединительной платой 74 и подложкой 72 образуется полость 79. Уплотнение 78 может быть негерметичным уплотнением, таким как обычный клей на основе эпоксидной смолы. В других вариантах осуществления уплотнение 78 представляет собой полиизобутилен (иногда называемый бутиловым каучуком, а иногда - ПИБ), уплотнительные кольца круглого поперечного сечения, сварной шов между тонкой пленкой и металлом, жидкое стекло, наносимое центрифугированием, припой, полимеры или пластики, помимо других типов уплотнений, которые могут иметь диапазон проницаемости для водяного пара, составляющий около

0,2-4,7 г мм/м²·кПа в сутки. В других вариантах осуществления уплотнение 78 может быть герметичным уплотнением и может содержать, например, металлы, сварные швы и стеклянные припои. Способы формирования герметичного уплотнения включают в себя, например, создание либо предварительно сформированной тонкой пленки металла или припоя, либо лазерную сварку или сварку сопротивлением, а также способы анодного скрепления, при этом получаемая конструкция корпуса может требовать или не требовать наличия влагопоглотителя для соответствия требованиям внутри корпуса.

Уплотнение 78 может быть выполнено в виде замкнутого уплотнения или разомкнутого уплотнения и может быть нанесено или сформировано на подложке 72, объединительной плате 74 либо и на подложке, и на объединительной плате 74 при осуществлении способа монтажа в корпус матрицы 76 интерферометрических модуляторов. Уплотнение 78 может быть нанесено посредством простых поточных технологических процессов, при этом преимущество имеют процессы, проводимые при меньших температурах, тогда как способы сварки и пайки являются высокотемпературными процессами, которые могут повредить конструкцию 70 корпуса и являются относительно дорогостоящими. В некоторых случаях можно воспользоваться способами локального нагрева, чтобы уменьшить температуру процесса и получить жизнеспособное технологическое решение.

В некоторых вариантах осуществления конструкция 70 корпуса содержит газопоглотитель, например, влагопоглотитель 80, предназначенный для уменьшения влаги внутри полости 79. Специалисту в данной области техники ясно, что влагопоглотитель необязателен для герметично уплотненного корпуса, но может оказаться желательным для удаления остаточной влаги внутри корпуса. В одном из вариантов осуществления влагопоглотитель 80 находится между матрицей 76 интерферометрических модуляторов и объединительной пластиной 74. Влагопоглотители можно использовать для корпусов, которые имеют как герметичные, так и негерметичные уплотнения. В корпусах, имеющих герметичное уплотнение, влагопоглотители, как правило, используют для удаления остаточной влаги во внутреннем пространстве корпуса. В корпусах, имеющих негерметичное уплотнение, влагопоглотитель можно использовать для удаления влаги, попадающей в корпус из окружающей среды. В общем случае, любую подложку, которая может улавливать влагу, не мешая проявлению оптических свойств матрицы интерферометрических модуляторов, можно использовать в качестве влагопоглотителя. Материалы, подходящие в качестве газопоглотителей и влагопоглотителей, включают в себя, но не ограничиваются, цеолиты, молекулярные сита, поверхностные адсорбенты, объемные адсорбенты и химические реагенты.

Влагопоглотитель 80 может иметь разные формы, очертания и размеры. Кроме твердой формы влагопоглотитель 80 в альтернативном варианте может иметь форму порошка. Порошки можно засыпать непосредственно в корпус или смешивать их с клеем для нанесения. В альтернативном варианте осуществления влагопоглотитель 80 может иметь форму цилиндра, кольца или листа.

Специалисту в данной области техники ясно, что влагопоглотитель 80 можно наносить разными способами. В одном варианте осуществления влагопоглотитель 80 наносят осаждением как часть матрицы 76 интерферометрических модуляторов. В еще одном варианте осуществления влагопоглотитель 80 наносят внутри корпуса 70 как аэрозоль или погружением.

Подложка 72 может быть выполнена из полупрозрачного или прозрачного материала, способного принимать форму тонкой пленки. Она служит основой для формирования устройств на основе МЭМС. Такие прозрачные вещества содержат стекло, пластик и прозрачные полимеры. Матрица 76 интерферометрических модуляторов может содержать мембранные модуляторы или модуляторы разделительного типа. Специалисту в данной области техники ясно, что объединительная плата 74 может быть выполнена из любого подходящего материала, такого как стекло, металл, фольга, полимер, пластик, керамика или полупроводниковые материалы, например кремний.

Процесс установки в корпус можно осуществлять в вакууме, под давлением в диапазоне от вакуума до давления окружающей среды включительно или под давлением, превышающим давление окружающей среды. Процесс установки в корпус можно также осуществлять в среде изменяемого или управляемого высокого или низкого давления во время создания уплотнения. Это может придать матрице 76 интерферометрических модуляторов в корпусе преимущества совершенно сухой среды, но это не обязательно. Аналогично среда при установке в корпус может быть инертным газом в условиях окружающей среды. Установка в корпус в условиях окружающей среды позволяет удешевить процесс и обеспечивает гибкость в выборе оборудования, потому что устройство можно транспортировать в условиях окружающей среды без вредного влияния на работу устройства.

В общем случае желательно минимизировать проникновение водяного пара в конструкцию 70 корпуса и управлять таким образом средой в полости 79 корпуса, герметично уплотнять ее, гарантируя, что среда останется неизменной. Когда влажность или уровень водяного пара внутри корпуса превышает уровень, за которым поверхностное натяжение водяного пара превышает восстанавливающую силу подвижного элемента (не показан) в матрице 76 интерферометрических модуляторов, этот подвижный элемент может оказаться постоянно прилипшим к поверхности. Поэтому существует необходимость уменьшения уровня влажности внутри корпуса.

В тех вариантах осуществления конструкции 70 корпуса, где уплотнение 78 содержит клей, клеевой компонент в отдельности не может действовать как удовлетворительный барьер для окружающей среды, потому что он в принципе допускает проникновение водяного пара и/или загрязняющих веществ в полость 79 корпуса. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления конструкции 70 корпуса предусмотрено наличие газопоглотителя, находящегося внутри корпуса или внедренного в уплотнение 78. Газопоглотитель может иметь свойства поглощения газообразных загрязняющих веществ, которые выделяются из матрицы 76 интерферометрических модуляторов или из компонентов, используемых при установке в корпус, после сборки конструкции 70 корпуса, например, это могут быть вещества, выделившиеся или испарившиеся из клея, присутствующего в уплотнении 78, в полость 79 при отверждении клея. Газопоглотитель может быть химически активным поглотителем, способным вступать в химическую реакцию с конкретными веществами, или газопоглотитель может быть способным к физическому превращению в присутствии конкретного вещества, такого как вода. Например, газопоглотитель может содержать влагопоглотитель, например цеолиты, способные к физическому превращению в контакте с водой или водяным паром. В других вариантах осуществления влагопоглотитель находится внутри корпуса вблизи внутреннего периметра уплотнения 78, что позволяет поглощать водяной пар или загрязняющие вещества внутри корпуса, когда они высвобождаются внутри полости 79, или вещества, которые проникли через уплотнение 78. В еще одном варианте осуществления конструкция 70 корпуса содержит вспомогательное уплотнение, нанесенное на наружную поверхность уплотнения 78, при этом вспомогательное уплотнение содержит гидрофобный материал, способный удерживать водяной пар снаружи конструкции 70 корпуса, или уменьшать скорость проникновения водяного пара в корпус.

В одном варианте осуществления уплотнение 78 содержит химически активный влагопоглотитель для поглощения веществ, проникающих через уплотнение 78 и попадающих в корпус, и/или веществ, которые присутствуют в корпусе во время изготовления или сборки либо высвобождаются во время или после изготовления или сборки. Химически активный газопоглотитель может включать в себя, например, оксид кальция, стронций (Sr), оксид стронция и комплексы алюминия. В некоторых вариантах осуществления уплотнение 78 содержит смесь химически активного газопоглотителя для поглощения или улавливания по существу всех веществ, выделившихся или высвободившихся из уплотняющего материала во время изготовления или сборки, например, из клея во время отверждения. Количество газопоглотительного вещества, входящего в состав уплотнения, может быть ограничено тем количеством, которое не окажет негативного влияния на проницаемость уплотнения, сохраняя способность последнего улавливать вещества, высвободившиеся из уплотняющего материала во время изготовления или сборки конструкции 70 корпуса.

Еще один вариант осуществления конструкции 800 корпуса представлен на фиг.8 и содержит основное уплотнение 802, контактирующее с подложкой 72 и объединительной платой 74, и вспомогательное уплотнение 804, расположенное по внешней периферии 805 основного уплотнения 802. Вспомогательное уплотнение 804 может контактировать с основным уплотнением 802 (фиг.8), либо между вспомогательным уплотнением 804 и основным уплотнением 802 может присутствовать зазор (не показан). В некоторых вариантах осуществления вспомогательное уплотнение 804 находится в контакте с основным уплотнением 802, подложкой 72 и объединительной платой 74. Геометрия поперечного сечения вспомогательного уплотнения 804 может не зависеть от материала уплотнения 804, но может зависеть от способа формирования или нанесения уплотнения 804 и не ограничивается той геометрией, которая показана на фиг.8.

В определенных вариантах осуществления вспомогательное уплотнение 804 содержит клей, обладающий малой скоростью проникновения, или гидрофобный материал, например политетрафторэтилен или родственные соединения. В некоторых вариантах осуществления вспомогательное уплотнение 804 представляет собой полиизобутилен (называемый бутиловым каучуком или ПИБ), уплотнительные кольца круглого поперечного сечения, сварной шов между тонкой пленкой и металлом, жидкое стекло, наносимое центрифугированием, припой, полимеры или пластики либо их комбинации.

В других вариантах осуществления вспомогательное уплотнение 804 содержит дешевый уплотняющий материал без учета его особенностей проникновения, действующий совместно с основным уплотнением 802, уменьшая скорость проникновения водяного пара или других загрязняющих веществ в полость 79 корпуса. Варианты осуществления способа нанесения или формирования вспомогательного уплотнения 804 могут включать в себя внедрение или впечатывание шарика уплотняющего материала, напыление, предварительное формирование, впечатывание или любые другие способы, известные специалистам в данной области техники.

В тех вариантах осуществления, где основное уплотнение содержит газопоглотитель, такой как влагопоглотитель, скорость проникновения водяного пара достигает или приближается к максимальной способности поглощать молекулы воды или вступать с ними в реакцию. Вспомогательное уплотнение 804 преимущественно уменьшает скорость проникновения водяного пара, тем самым продлевая срок службы матрицы 76 интерферометрических модуляторов внутри корпуса. Хотя конструкция 800 корпуса на фиг.8 содержит влагопоглотитель 80, находящийся на объединительной плате 74, варианты осуществления могут предусматривать ее изготовление или сборку без влагопоглотителя 80 либо размещение влагопоглотителя в другом положении.

На фиг.9 представлено поперечное сечение варианта осуществления конструкции 900 корпуса, содержащей газопоглотитель 902, расположенный вблизи внутренней периферии 903 уплотнения 78. Газопоглотитель может содержать, например, цеолиты, молекулярные сита, поверхностные абсорбенты, объемные абсорбенты и химически активные вещества либо их комбинацию. В одном из вариантов осуществления газопоглотитель 902 содержит смесь газопоглотительного материала и клея. Газопоглотитель 902 предпочтительно способен поглощать вещества, такие как водяной пар и загрязняющие вещества, которые проникли через уплотнение 78 из окружающей среды, вещества, выделившиеся или высвободившиеся из уплотнения 78 во время изготовления или сборки, и вещества, находящиеся внутри полости 79 корпуса. Газопоглотитель 902 может находиться в контакте с уплотнением 78, либо между газопоглотителем 902 и уплотнением 78 может быть зазор. Например, в вариантах осуществления, где газопоглотитель 902 увеличивается в размере при насыщении поглощаемым веществом, наличие зазора между газопоглотителем 902 и уплотнением 78 является предпочтительным.

Газопоглотитель 902 имеет по существу прямоугольное поперечное сечение и находится в контакте с подложкой 72 и уплотнением 78. Геометрия поперечного сечения газопоглотителя 902 может отличаться от той, которая показана на фиг.8, и в некоторых случаях зависит от способа формирования или нанесения газопоглотителя 902. В одном из вариантов осуществления газопоглотитель 902 формируют с использованием технологии тонких пленок. Кроме того, газопоглотитель 902 может находиться в контакте с объединительной платой 74 дополнительно к контакту с подложкой 72 или вместо контакта с подложкой 72.

В вариантах, когда уплотнение содержит, например, металлическое уплотнение, загрязняющие вещества могут выделяться или высвобождаться из-за химической реакции во время формирования уплотнения. Например, если уплотнение 78 содержит припой, то во время нанесения или формирования уплотнения либо сборки конструкции 900 корпуса может высвобождаться оксид. Соответственно, газопоглотитель 902 в предпочтительном варианте должен поглощать вещества, выделяющиеся или высвобождающиеся из уплотнения во время нанесения или формирования этого уплотнения либо при сборке корпуса.

В определенных вариантах осуществления конструкция 900 корпуса не содержит влагопоглотитель 80, который присутствует в других конструкциях корпусов, таких как конструкция 70 корпуса (фиг.7). Однако конструкция 900 корпуса может содержать влагопоглотитель 80, не ограничивается конфигурацией, представленной на фиг.9.

В одном из вариантов осуществления газопоглотитель может включать в себя оксид кальция или алюмосиликаты, например алюмосиликат натрия. В еще одном варианте осуществления газопоглотитель может включать минералы структуры микропористых силикатов. В качестве газопоглотителя могут найти применение активные компоненты, которые не являются цеолитами и могут действовать как абсорбирующие фильтры на молекулярном уровне. Вышеупомянутые клеи могут включать в себя клей с малыми скоростями газовыделения или клей с различными скоростями газовыделения.

Специалисту в данной области техники ясно, что количество материала для уплотнения или количество газопоглотителя либо гидрофобного материала может зависеть от оценочного количества влаги или загрязняющих газообразных веществ, которые нужно удалить из конструкции корпуса в течение требуемого срока службы. Количество материала для уплотнения 78 или количество газопоглотителя либо гидрофобного материала и в случае внедрения в уплотнение 78, и в случае нахождения внутри или снаружи полости 79 или конструкции 900 корпуса зависит не только от количества влаги или загрязняющих газообразных веществ внутри корпуса во время его формирования, но и от скорости проникновения через уплотнение 78 и потенциала газовыделения корпусных компонентов.

В некоторых вариантах осуществления уплотнение 78 предпочтительно выполнено, например, с использованием тонких пленок толщиной в диапазоне от 100 до 300 мкм, от 10 до 30 мкм, или составляет около 50 мкм. Толщина уплотнения 78 и количество газопоглотителя, внедренного в уплотнение 78 или введенного в полость 79 корпуса, или объем вспомогательного уплотнения вблизи внешней периферии уплотнения 78 будут зависеть от различных факторов, таких как требуемый срок службы устройства, установленного в корпусе, компоненты материала уплотнения 78, количество загрязняющих веществ и влаги, которые, судя по оценкам, будут проникать в корпус во время срока службы, прогнозируемый уровень влажности окружающей среды для конструкции 900 корпуса, а также от того, будет ли находиться дополнительный газопоглотитель или влагопоглотитель 80 внутри корпуса.

Как указано выше, конструкции 900 корпуса могут включать или не включать в себя влагопоглотитель 80 (фиг.7). Например, если уплотнение 78 содержит газопоглотитель, и если вспомогательное уплотнение сформировано вблизи внешней периферии уплотнения 78, либо если газопоглотитель расположен вблизи внутренней периферии уплотнения 78, дополнительный влагопоглотитель внутри корпуса может и не потребоваться для достижения требуемого срока службы устройства, смонтированного в корпусе. В вариантах осуществления, где конструкция корпуса не должна содержать влагопоглотитель 80, оказывается возможным уменьшение размеров корпуса и соответственно затрат.

В некоторых вариантах осуществления газопоглотитель содержит цеолиты. Цеолиты могут абсорбировать молекулы воды при относительно высоких температурах. Цеолиты могут улавливать и удерживать влагу и газообразные загрязняющие вещества в своих порах. Специалисту в данной области техники ясно, что в качестве материала уплотнения 78, который должен абсорбировать другие загрязняющие вещества, можно выбирать цеолиты, имеющие другие размеры пор. В некоторых вариантах осуществления газопоглотитель включает в себя цеолиты, которые выбраны для абсорбирования молекул загрязняющих веществ, например, это могут быть ароматические углеводороды с разветвленными цепями, имеющие критические диаметры до десяти ангстрем. В еще одном варианте осуществления могут быть выбраны цеолиты, имеющие размеры пор в диапазоне от двух до трех ангстрем, например, для удаления молекул загрязняющих веществ, имеющих диаметры менее двух ангстрем, таких как молекулы водорода и воды. В еще одном варианте осуществления можно использовать цеолиты, имеющие размер пор около пятидесяти ангстрем, для поглощения молекул азота и диоксида углерода. Специалисты в данной области техники поймут, что уплотнение 78 и газопоглотители или гидрофобные материалы, используемые внутри и снаружи конструкции корпуса, могут содержать смесь цеолитов или других материалов, специально разработанных для газопоглощения или выполняющих такую функцию и имеющих различные размеры пор.

На фиг.10А и 10В представлены блок-схемы системы, иллюстрирующие еще один вариант осуществления дисплейного устройства 2040. Дисплейное устройство 2040 может быть, например, сотовым или мобильным телефоном. Однако, те же самые или немного измененные элементы дисплейного устройства 2040 могут служить для иллюстрации различных типов дисплейных устройств, таких как телевизионные приемники и портативные медиаплееры.

Дисплейное устройство 2040 содержит корпус 2041, дисплей 2030, антенну 2043, динамик 2045, устройство 2048 ввода и микрофон 2046. Корпус 2041 в общем случае изготовлен различными способами, которые известны специалистам в данной области техники, включая литьевое формование и вакуумное формование. Кроме того, корпус 2041 может быть выполнен из множества материалов, включая, но не ограничиваясь этим, пластмассу, стекло, резину и керамику или их комбинацию. В одном из вариантов осуществления корпус 2041 содержит съемные детали (не показаны), которые могут быть взаимозаменяемыми с другими съемными деталями другого цвета, либо содержащими другие логотипы, изображения или символы.

Дисплей 2030 дисплейного устройства 2040 может быть любым из множества дисплеев, включая дисплей с двумя устойчивыми состояниями, описываемый здесь. В одном варианте осуществления дисплей 2030 включает в себя дисплей с плоским экраном, например, плазменный, электролюминесцентный, на органических светодиодах, ЖКД на нематических кристаллах или ЖКД на тонкопленочных транзисторах, который описан выше, либо дисплей с неплоским экраном, например, электронно-лучевая трубка или любое другое электровакуумное устройство, хорошо известное специалистам в данной области техники.

Элементы дисплейного устройства 2040 в варианте его осуществления схематически представлены на фиг.10В. Дисплейное устройство 2040 содержит корпус 2041 и может содержать дополнительные элементы, по меньшей мере часть которых размещена в корпусе. Например, дисплейное устройство 2040 содержит сетевой интерфейс 2027, который включает в себя антенну 2043, подключенную к приемопередатчику 2047. Приемопередатчик 2047 соединен с процессором 2021, который соединен с аппаратным средством 2052 приведения к требуемым условиям, которое может быть конфигурировано с возможностью приведения к требуемым условиям некоторого сигнала (например, фильтрации некоторого сигнала). Аппаратное средство 2052 приведения к требуемым условиям соединено с динамиком 2045 и микрофоном 2046. Процессор 2021 также соединен с устройством 2048 ввода и контроллером 2029 возбуждения. Контроллер 2029 возбуждения подключен к буферу 2028 кадров и к схеме 2022 возбуждения матрицы, которая в свою очередь подключена к матрице 2030 дисплея. Источник 2050 питания предназначен для подачи электропитания ко всем элементам дисплейного устройства 2040.

Сетевой интерфейс 2027 содержит антенну 2043 и приемопередатчик 2047, так что дисплейное устройство 2040 может осуществлять связь с одним или несколькими устройствами через сеть. В одном из вариантов осуществления сетевой интерфейс 2027 также может быть наделен некоторыми функциональными возможностями обработки, чтобы сделать менее жесткими требования к процессору 2021. Антенна 2043 представляет собой антенну, известную специалистам в области передачи и приема сигналов. Антенна передает и принимает ВЧ-сигналы, соответствующие стандарту IEEE 802/11, включая IEEE 802/11(a), (b) или (g). В еще одном варианте осуществления антенна передает и принимает ВЧ-сигналы, соответствующие стандарту BLUETOOTH. В случае сотового телефона антенна предназначена для приема сигналов, соответствующих стандартам множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКРК), Глобальной системы позиционирования (ГСП), усовершенствованной мобильной телефонной связи (УМТС) или других известных сигналов, используемых для связи в беспроводной сотовой телефонной сети. Приемопередатчик 2047 предварительно обрабатывает сигналы, принимаемые от антенны 2043, так что процессор 2021 может принимать их и проводить с ними дальнейшие манипуляции. Приемопередатчик 2047 также обрабатывает сигналы, принимаемые от процессора 2021, вследствие чего их можно передавать из возможного устройства 2040, содержащего индикатор, через антенну 2043.

В альтернативном варианте осуществления приемопередатчик 2047 может быть заменен приемником. В еще одном варианте осуществления сетевой интерфейс 2027 может быть заменен источником изображений, который может хранить или генерировать данные изображений, посылаемые в процессор 2021. Например, источник изображений может быть цифровым видеодиском (ЦВД) или дисководом на жестких дисках, который содержит данные изображения или модуль программного обеспечения, который генерирует данные изображений.

Процессор 2021 в общем случае управляет всей работой возможного дисплейного устройства 2040. Процессор 2021 принимает данные, например, сжатые данные изображения из сетевого интерфейса 2027 или источника изображения и обрабатывает эти данные с получением исходных данных изображения или формата, который легко обрабатывается с получением исходных данных изображения. Затем процессор 2021 посылает обработанные данные в контроллер 2029 возбуждения или в буфер 2028 кадров для хранения. Исходными данными обычно называют информацию, которая идентифицирует характеристики изображения для каждой точки в изображении. Например, такие характеристики изображения могут включать в себя цвет, насыщение и уровень серого.

Процессор 2021 содержит микроконтроллер, центральный процессор или логический блок для управления работой возможного дисплейного устройства 2040. Аппаратное средство 2052 приведения к требуемым условиям в общем случае содержит усилители и фильтры для передачи сигналов в динамик 2045 и для приема сигналов из микрофона 2046. Аппаратное средство 2052 приведения к требуемым условиям может быть воплощено в форме дискретных элементов внутри дисплейного устройства 2040, либо может быть встроено внутрь процессора 2021 или других компонентов.

Контроллер 2029 возбуждения принимает исходные данные изображения, генерируемые процессором 2021, либо непосредственно из процессора 2021, либо из буфера 2028 кадров, и надлежащим образом переформатирует исходные данные изображения для высокоскоростной передачи в схему 2022 возбуждения матрицы. В частности, контроллер 2029 возбуждения переформатирует исходные данные изображения в поток данных, имеющий растрообразный формат, так что он имеет временной порядок, подходящий для сканирования по матрице 2030 дисплея. Затем контроллер 2029 возбуждения посылает отформатированную информацию в схему 2022 возбуждения матрицы. Хотя контролер 2029 возбуждения, например контроллер ЖКД, часто связан с процессором 2021 системы, таким как автономная интегральная схема (ИС), эти контроллеры могут быть воплощены различным образом. Они могут быть внедрены в процессор 2021 как аппаратные средства, внедрены в процессор 2021 как программные средства или полностью интегрированы как аппаратные средства с помощью схемы 2022 возбуждения матрицы.

Как правило, схема 2022 возбуждения матрицы принимает отформатированную информацию из контроллера 2029 возбуждения и переформатирует видеоданные в параллельный набор сигналов, которые много раз в секунду прикладываются к сотням, а иногда тысячам проводников, идущих от реализованной в координатах «х-у» матрицы пикселей дисплея.

В одном из вариантов осуществления контроллер 2029 возбуждения, схема 2022 возбуждения матрицы и матрица 2030 дисплея подходят для любого из типов описываемых здесь дисплеев. Например, контроллер 2029 возбуждения является контроллером обычного дисплея или контроллером дисплея с двумя устойчивыми состояниями (например, контроллером на основе интерферометрических модуляторов). В еще одном варианте осуществления схема 2022 возбуждения матрицы является схемой возбуждения обычного дисплея или схемой возбуждения дисплея с двумя устойчивыми состояниями (например, дисплея на основе интерферометрических модуляторов). В одном из вариантов осуществления контроллер 2029 возбуждения выполнен за одно целое со схемой 2022 возбуждения матрицы. Такой вариант осуществления является обычным в системах с высокой степенью интеграции, таких как сотовые телефоны, наручные часы и другие дисплеи с малой площадью изображения. В еще одном варианте осуществления матрица 2030 дисплея является матрицей типичного дисплея или матрицей дисплея с двумя устойчивыми состояниями (например, дисплея, включающего в себя матрицу интерферометрических модуляторов).

Устройство 2048 ввода позволяет пользователю управлять работой дисплейного устройства 2040. Устройство 2048 ввода содержит клавиатуру, например, клавиатуру стандарта QWERTY или клавиатуру телефона, кнопку, переключатель, сенсорный экран, нажимную или теплочувствительную мембрану. Микрофон 2046, например, является устройством ввода для дисплейного устройства 2040. Когда микрофон 2046 используют для ввода данных в устройство, пользователь может выдавать речевые команды для управления операциями дисплейного устройства 2040.

Источник 2050 питания может включать в себя совокупность устройств, аккумулирующих энергию, которые хорошо известны в данной области техники. Например, источник 2050 питания представляет собой аккумуляторную батарею, такую как никель-кадмиевая батарея или ионно-литиевая батарея. В еще одном варианте осуществления источник 2050 питания представляет собой возобновляемый источник энергии, конденсатор или солнечный элемент, включая солнечный элемент из пластмассы, и краску для солнечных элементов. В еще одном варианте осуществления источник 2050 питания конфигурирован с возможностью подключения к настенной розетке.

В некоторых случаях функциональные возможности программируемости управления, как описано выше, заложены в контроллере возбуждения, который может находиться в нескольких местах в электронной системе дисплея. В некоторых случаях программируемость управления обеспечивается в схеме 2022 возбуждения матрицы. Специалистам в данной области техники ясно, что вышеописанную оптимизацию можно воплотить в любом количестве компонентов аппаратных средств и/или программных средств и в различных конфигурациях.

В вышеизложенном описании подробно рассмотрены некоторые варианты осуществления изобретения. Однако изобретение можно воплотить на практике различными путями.