專利名稱：用于檢測并測量高性能裝置封裝中的環(huán)境條件的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對環(huán)境暴露敏感的裝置，包含有機發(fā)光二極管裝置(OLED)和微機電系統(tǒng)(MHMS)。
背景技術(shù)：
微機電系統(tǒng)(MEMS)包含微機械元件、激活器和電子元件。可使用沉積、蝕刻和/或其它蝕刻掉襯底和/或已沉積材料層的部分或者添加層以形成電裝置和機電裝置的微加工エ藝來產(chǎn)生微機械元件。一種類型的MEMS裝置被稱為干涉式調(diào)制器。如本文中所使用，術(shù)語干涉式調(diào)制器或干渉式光調(diào)制器指使用光學(xué)干渉的原理來選擇性地吸收和/或反射光的裝置。在某些實施例中，干涉式調(diào)制器可包含ー對導(dǎo)電板，所述對導(dǎo)電板中的一者或 兩者可為整體或部分透明和/或反射性的，且能夠在施加適當電信號時相對運動。在ー特定實施例中，一個板可包含沉積于襯底上的靜止層，且另一板可包含通過氣隙與所述靜止層分開的金屬膜。如本文中更詳細地描述，一個板相對于另一板的位置可改變?nèi)肷溆诟缮媸秸{(diào)制器上的光的光學(xué)干渉。這些裝置具有廣范圍的應(yīng)用，且在此項技術(shù)中，利用且/或修改這些類型裝置的特性使得其特征可被發(fā)掘用于改進現(xiàn)有產(chǎn)品和制造尚未開發(fā)的新產(chǎn)品，將是有益的
發(fā)明內(nèi)容


圖I是描繪干涉式調(diào)制器顯示器的一個實施例的一部分的等角視圖，其中第一干涉式調(diào)制器的可移動反射層處于經(jīng)松弛位置，且第二干涉式調(diào)制器的可移動反射層處于經(jīng)激活位置。圖2是說明并入有3X3干涉式調(diào)制器顯示器的電子裝置的一個實施例的系統(tǒng)框圖。圖3是圖I的干涉式調(diào)制器的一個示范性實施例的可移動鏡位置對所施加電壓的圖。圖4是可用于驅(qū)動干涉式調(diào)制器顯示器的ー組行電壓和列電壓的說明。圖5A及5B說明可用以將顯示數(shù)據(jù)的幀寫入圖2的3X 3干涉式調(diào)制器顯示器的行信號及列信號的ー個示范性時序圖。圖6A和6B為說明包含多個干涉式調(diào)制器的視覺顯示裝置的實施例的系統(tǒng)框圖。圖7A是圖I的裝置的橫截面。圖7B是干涉式調(diào)制器的替代實施例的橫截面。圖7C是干涉式調(diào)制器的另ー替代實施例的橫截面。圖7D是干涉式調(diào)制器的又一替代實施例的橫截面。
圖7E是干涉式調(diào)制器的額外替代實施例的橫截面。圖8A為說明處于其初始狀態(tài)中的環(huán)境條件檢測裝置的實施例的方框圖。圖SB為說明在部分化學(xué)改質(zhì)之后的環(huán)境條件檢測裝置的替代性實施例的方框圖。圖9為說明空間非均勻化學(xué)改質(zhì)的環(huán)境條件檢測裝置的實施例的俯視圖的說明。圖10為環(huán)境條件檢測裝置的實施例的反射率譜的曲線圖。圖11為示范性波長下的環(huán)境條件檢測裝置的實施例的反射率的曲線圖。圖12為環(huán)境條件檢測裝置的實施例的色度曲線圖。圖13為用于檢測高性能裝置對環(huán)境條件的暴露的系統(tǒng)的說明。 圖14為制造環(huán)境條件檢測裝置的實施例的エ藝的實施例的流程圖。圖15為測量環(huán)境條件檢測裝置的實施例對環(huán)境條件的響應(yīng)的エ藝的實施例的流程圖。圖16為測試環(huán)境條件檢測裝置的實施例對環(huán)境條件的暴露水平的エ藝的實施例的流程圖。
具體實施例方式以下詳細描述是針對某些特定實施例。然而，本文的教示可以許多不同方式應(yīng)用。在此描述中參考圖式，其中通篇以相同數(shù)字表示相同部件?？稍诮?jīng)配置以顯示圖像(無論是運動圖像(例如，視頻)還是靜止圖像(例如，靜態(tài)圖像)，且無論是文本圖像還是圖形圖像)的任何裝置中實施所述實施例。更明確地說，預(yù)期所述實施例可實施在多種電子裝置中或與多種電子裝置關(guān)聯(lián)，所述多種電子裝置例如(但不限干)移動電話、無線裝置、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手提式或便攜式計算機、GPS接收器/導(dǎo)航器、相機、MP3播放器、攝像機、游戲控制臺、手表、時鐘、計算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、計算機監(jiān)視器、汽車顯示器(例如，里程表顯示器等)、座艙控制器和/或顯示器、相機視圖的顯示器(例如，車輛中后視相機的顯示器)、電子相片、電子廣告牌或指示牌、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、包裝和美學(xué)結(jié)構(gòu)(例如，對于一件珠寶的圖像的顯示器)。具有與本文中描述的裝置類似的結(jié)構(gòu)的MEMS裝置也可用于例如電子切換裝置的非顯示器應(yīng)用中。許多裝置(包含MEMS裝置)對環(huán)境條件極其敏感且需要極其密封的特殊封裝(包封)。甚至環(huán)境條件的小變化(例如，少量氣體物質(zhì)的存在)也可不利地影響此類裝置的功能性。某些材料在存在特定氣體物質(zhì)(例如，水、氧等)的情況下容易發(fā)生反應(yīng)。所述反應(yīng)可隨后導(dǎo)致材料的某些光學(xué)特性改變。依據(jù)所使用的材料和檢測方法，可推斷出材料已暴露于的氣體量，其在特定條件下可加以利用。本文中描述了經(jīng)配置以響應(yīng)于暴露到預(yù)定環(huán)境條件或ー組條件而更改的方法和裝置。這些裝置可包括干涉式調(diào)制器，在給予其增強的光學(xué)特性的情況下，所述干涉式調(diào)制器能夠檢測此些更改。這些裝置可用于各種應(yīng)用中，例如消費級封裝，其中必須監(jiān)視裝運和/或儲存期間的條件以確保質(zhì)量。這些裝置還可用于監(jiān)視MEMS裝置的封裝中的環(huán)境條件。圖I中說明包括干渉式MEMS顯示器元件的一個干涉式調(diào)制器顯示器的實施例。在這些裝置中，像素處于明亮狀態(tài)或黑暗狀態(tài)。在明亮(“經(jīng)松弛”或“打開”)狀態(tài)下，所述顯示元件將較大部分的入射可見光反射到用戶。當在黑暗(“經(jīng)激活”或“關(guān)閉”)狀態(tài)下時，所述顯示元件將極少入射可見光反射到用戶。依據(jù)實施例而定，可顛倒“接通”和“斷開”狀態(tài)的光反射特性。MEMS像素可經(jīng)配置以主要反射選定色彩，從而允許除了黑白顯示以外的彩色顯示。圖I是描繪視覺顯示器的一系列像素中的兩個鄰近像素的等角視圖，其中每ー像素包括一 MEMS干涉式調(diào)制器。在一些實施例中，干涉式調(diào)制器顯示器包括這些干涉式調(diào)制器的行/列陣列。每ー干涉式調(diào)制器包含ー對反射層，其定位成彼此相距可變且可控制的距離以形成具有至少ー個可變尺寸的諧振光學(xué)間隙。在一個實施例中，可在兩個位置之間移動所述反射層中的一者。在第一位置(本文中稱為經(jīng)松弛位置)中，可移動反射層位于距固定部分反射層相對較大的距離處。在第二位置(本文中稱為經(jīng)激活位置)中，可移動反射層定位成更緊密鄰近所述部分反射層。視可移動反射層的位置而定，從所述兩個層反射的入射光相長地或相消地干渉，從而為每ー像素產(chǎn)生全反射狀態(tài)或非反射狀態(tài)。圖I中的像素陣列的所描繪部分包含兩個鄰近干涉式調(diào)制器12a和12b。在左側(cè)干涉式調(diào)制器12a中，說明可移動反射層14a處于距包含部分反射層的光學(xué)堆疊16a預(yù)定距離處的經(jīng)松弛位置中。在右側(cè)干涉式調(diào)制器12b中，說明可移動反射層14b處于鄰近于光學(xué)堆疊16b的經(jīng)激活位置中。如本文所引用的光學(xué)堆疊16a和16b(統(tǒng)稱為光學(xué)堆疊16)通常包括若干融合層(fused layer),所述融合層可包含例如氧化銦錫(ITO)的電極層、例如鉻的部分反射層和透明電介質(zhì)。因此，光學(xué)堆疊16是導(dǎo)電的、部分透明且部分反射的，且可通過(例如)將上述層的一者或一者以上沉積到透明襯底20上來制造。部分反射層可由例如各種金屬、半導(dǎo)體和電介質(zhì)等部分反射的多種材料形成。部分反射層可由ー個或ー個以上材料層形成，且所述層中的每ー者可由単一材料或材料的組合形成。在一些實施例中，光學(xué)堆疊16的層經(jīng)圖案化成為多個平行條帶，且如下文中進ー步描述，可在顯示裝置中形成行電極?？梢苿臃瓷鋵?4a、14b可形成為所沉積的金屬層(一層或多層)的一系列平行條帶(與行電極16a、16b正交)以形成沉積于柱18的頂部上的列和沉積于柱18之間的介入犧牲材料。當蝕刻掉犧牲材料時，可移動反射層14a、14b通過所界定的間隙19而與光學(xué)堆疊16a、16b分離。例如鋁的高度導(dǎo)電且反射的材料可用于反射層14，且這些條帶可在顯示裝置中形成列電極。注意，圖I可能未按比例。在一些實施例中，柱18之間的間隔可為大約lO-lOOum，而間隙19可大約< 1000埃。在未施加電壓的情況下，間隙19保留在可移動反射層14a與光學(xué)堆疊16a之間，其中可移動反射層14a處于機械松弛狀態(tài)，如圖I中像素12a所說明。然而，當將電位(電壓)差施加到選定的行和列時，形成在對應(yīng)像素處的行電極與列電極的交叉處的電容器變得帶電，且靜電カ將所述電極拉在一起。如果電壓足夠高，那么可移動反射層14變形且被迫抵靠光學(xué)堆疊16。光學(xué)堆疊16內(nèi)的電介質(zhì)層(在此圖中未圖示)可防止短路并控制層14與16之間的分離距離，如圖I中右側(cè)的經(jīng)激活的像素12b所說明。不管所施加的電位差的極性如何，表現(xiàn)均相同。圖2到5說明在顯示器應(yīng)用中使用干涉式調(diào)制器陣列的一個示范性エ藝和系統(tǒng)。圖2是說明可并入有干涉式調(diào)制器的電子裝置的一個實施例的系統(tǒng)框圖。所述電 子裝置包括處理器21，其可為任何通用單芯片或多芯片微處理器，例如ARM ,Pentimn 、8051、MIPS*:、Power PC 或ALPHA ,或任何專用微處理器，例如數(shù)字信號處理器、微控制器或可編程門陣列。如此項技術(shù)中常規(guī)的，處理器21可經(jīng)配置以執(zhí)行ー個或ー個以上軟件模塊。除了執(zhí)行操作系統(tǒng)外，所述處理器可經(jīng)配置以執(zhí)行ー個或ー個以上軟件應(yīng)用程序，包含網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電話應(yīng)用程序、電子郵件程序或任何其它軟件應(yīng)用程序。在一個實施例中，處理器21還經(jīng)配置以與陣列驅(qū)動器22通信。在一個實施例中，陣列驅(qū)動器22包含將 信號提供到顯示陣列或面板30的行驅(qū)動器電路24和列驅(qū)動器電路26。在圖2中以線1-1展示圖I中說明的陣列的橫截面。注意，盡管為了清晰起見，圖2說明干涉式調(diào)制器的3 X 3陣列，但顯示陣列30可含有非常大數(shù)目的干涉式調(diào)制器，且行中可具有與列中不同的數(shù)目的干涉式調(diào)制器(例如，每行300個像素X每列190個像素)。圖3是圖I的干涉式調(diào)制器的一個示范性實施例的可移動鏡位置對所施加電壓的圖。對于MEMS干涉式調(diào)制器，行/列激活協(xié)議可利用如圖3中說明的這些裝置的滯后特性。干涉式調(diào)制器可能需要(例如)10伏的電位差來致使可移動層從經(jīng)松弛狀態(tài)變形為經(jīng)激活狀態(tài)。然而，當電壓從所述值減小時，可移動層隨著電壓下降回到低于10伏而維持其狀態(tài)。在圖3的示范性實施例中，可移動層直到電壓降到2伏以下時才完全松弛。因此，在圖3中說明的實例中存在約3到7V的電壓范圍，在所述范圍中存在所施加電壓的窗，在所述窗內(nèi)裝置在經(jīng)松弛狀態(tài)或經(jīng)激活狀態(tài)中均是穩(wěn)定的。此窗在本文中被稱為“滯后窗”或“穩(wěn)定窗”。對于具有圖3的滯后特性的顯示陣列，可設(shè)計行/列激活協(xié)議使得在行選通期間，已選通行中待激活的像素暴露于約10伏的電壓差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的電壓差。在選通之后，所述像素暴露于約5伏的穩(wěn)定狀態(tài)或偏置電壓差以使得所述像素保持在行選通將其置于的任何狀態(tài)。在此實例中，在被寫入后，每ー像素均經(jīng)歷3到7伏的“穩(wěn)定窗”內(nèi)的電位差。此特征使圖I中說明的像素設(shè)計在相同的施加電壓條件下在經(jīng)激活或經(jīng)松弛預(yù)存在狀態(tài)下均是穩(wěn)定的。因為干涉式調(diào)制器的每ー像素(不論處于經(jīng)激活還是經(jīng)松弛狀態(tài))本質(zhì)上是由固定反射層和移動反射層形成的電容器，所以可在滯后窗內(nèi)的ー電壓下維持此穩(wěn)定狀態(tài)而幾乎無功率消耗。如果所施加的電位是固定的，則基本上沒有電流流動到像素中。如下文進ー步描述，在典型應(yīng)用中，可通過根據(jù)第一行中的所要的ー組經(jīng)激活像素而跨越一組列電極發(fā)送一組數(shù)據(jù)信號(每ー者具有某一電壓電平)來產(chǎn)生圖像的幀。接著將行脈沖施加到第一行電極，從而激活對應(yīng)于所述組數(shù)據(jù)信號的像素。接著改變所述組數(shù)據(jù)信號以對應(yīng)于第二行中所需組的經(jīng)激活像素。接著將脈沖施加到第二行電極，從而根據(jù)數(shù)據(jù)信號而激活第二行中的適當像素。第一行像素不受第二行脈沖影響，且保持于其在第一行脈沖期間被設(shè)定的狀態(tài)中?？梢砸佬蚍绞綄φ麄€系列的行重復(fù)此過程以產(chǎn)生幀。通常，通過以每秒某一所需數(shù)目的幀連續(xù)地重復(fù)此過程來用新的圖像數(shù)據(jù)刷新且/或更新所述幀。可使用用于驅(qū)動像素陣列的行和列電極以產(chǎn)生圖像幀的廣泛多種協(xié)議。圖4和5說明用于在圖2的3X3陣列上形成顯示幀的ー個可能的激活協(xié)議。圖4說明可用于使像素展示出圖3的滯后曲線的ー組可能的列和行電壓電平。在圖4實施例中，激活像素涉及將適當列設(shè)置為-Vbias且將適當行設(shè)置為+ Λ V，其可分別對應(yīng)于-5伏特和+5伏持。使像素松弛可通過以下方式實現(xiàn)將適當列設(shè)置為+Vbias且將適當行設(shè)置為相同+ Λ V，進而在像素上產(chǎn)生零伏特的電位差。在行電壓保持在零伏的那些行中，不管列處于+Vbias還是-Vbias，所述像素穩(wěn)定于其初始所處的任何狀態(tài)。還如圖4中所說明，可使用與上文所述的極性相反的極性的電壓，例如，激活像素可涉及將適當列設(shè)置為+Vbias且將適當行設(shè)置為-AV。在此實施例中，釋放像素是通過以下方式實現(xiàn)的將適當列設(shè)定為-Vbias，且將適當行設(shè)定為相同的-Λ V，從而在像素上產(chǎn)生零伏電位差。圖5Β是展示施加到圖2的3X3陣列的一系列行信號和列信號的時序圖，所述系列的行和列信號將產(chǎn)生圖5Α中說明的顯示布置，其中被激活像素為非反射的。在對圖5Α中說明的幀進行寫入之前，像素可處于任何狀態(tài)，且在此實例中，所有行初始均處于O伏，且所有列均處于+5伏。在這些所施加的電壓的情況下，所有像素均穩(wěn)定于其現(xiàn)有的經(jīng)激活或經(jīng)松弛狀態(tài)中。在圖5Α的幀中，像素(1，1)、(1,2), (2,2), (3,2)和(3,3)被激活。為了實現(xiàn)此目的，在行I的“線時間”期間，將列I和2設(shè)定為-5伏，且將列3設(shè)定為+5伏。因為所有像素均保持在3到7伏的穩(wěn)定窗中，所以這并不改變?nèi)魏蜗袼氐臓顟B(tài)。接著用從O伏升到5伏且返回零的脈沖來選通行I。這激活了(1，1)和(1 ，2)像素且松弛了(1，3)像素。陣列中的其它像素均不受影響。為了視需要設(shè)定行2，將列2設(shè)定為-5伏，且將列I和3設(shè)定為+5伏。施加到行2的相同選通接著將激活像素(2，2)且松弛像素(2，I)和(2，3)。同樣，陣列中的其它像素均不受影響。通過將列2和3設(shè)定為-5伏且將列I設(shè)定為+5伏來類似地設(shè)定行3。行3選通設(shè)定行3像素，如圖5Α中所示。在對幀進行寫入之后，行電位為零，且列電位可保持在+5或-5伏，且接著顯示器穩(wěn)定于圖5Α的布置中。可將相同程序用于數(shù)十或數(shù)百個行和列的陣列。在上文概述的一般原理內(nèi)，可廣泛改變用以執(zhí)行行和列激活的電壓的時序、序列和電平，且以上實例僅為示范性的，且任何激活電壓方法均可與本文中所描述的系統(tǒng)和方法一起使用。圖6Α和6Β是說明顯示裝置40的實施例的系統(tǒng)方框圖。顯示裝置40可為(例如)蜂窩式電話或移動電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其稍微變化形式也說明例如電視和便攜式媒體播放器的各種類型的顯示裝置。 顯示裝置40包含外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入裝置48和麥克風(fēng)46。外殼41通常由多種制造エ藝的任一者形成，所述エ藝包含注射模制和真空成形。另外，夕卜殼41可由多種材料中的任一者制成，所述材料包含(但不限干)塑料、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷，或其組合。在一個實施例中，外殼41包含可去除部分(未圖示)，所述可去除部分可與其它具有不同顔色或含有不同標識、圖片或符號的可去除部分互換。如本文中所描述，示范性顯示裝置40的顯示器30可為包含雙穩(wěn)態(tài)顯示器在內(nèi)的多種顯示器中的任一者。在其它實施例中，顯示器30包含平板顯示器(例如如上所述的等離子體、EL、OLED, STN IXD或TFT IXD)或非平板顯示器(例如CRT或其它顯像管裝置)。然而，出于描述本實施例的目的，如本文中所描述，顯示器30包含干涉式調(diào)制器顯示器。圖6Β中示意地說明示范性顯示裝置40的一個實施例的組件。所說明的示范性顯示裝置40包含外殼41且可包含至少部分封圍在外殼41中的額外組件。舉例來說，在ー個實施例中，示范性顯示裝置40包含網(wǎng)絡(luò)接ロ 27，網(wǎng)絡(luò)接ロ 27包含耦合到收發(fā)器47的天線43。收發(fā)器47連接到處理器21，處理器21連接到調(diào)節(jié)硬件52。調(diào)節(jié)硬件52可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)信號(例如，對信號進行濾波)。調(diào)節(jié)硬件52連接到揚聲器45和麥克風(fēng)46。處理器21也連接到輸入裝置48和驅(qū)動器控制器29。驅(qū)動器控制器29耦合到幀緩沖器28且耦合到陣列驅(qū)動器22，陣列驅(qū)動器22又耦合到顯示陣列30。根據(jù)特定示范性顯示裝置40設(shè)計的要求，電源50將功率提供到所有組件。
網(wǎng)絡(luò)接ロ 27包含天線43和收發(fā)器47，使得示范性顯示裝置40可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與ー個或ー個以上裝置通信。在一個實施例中，網(wǎng)絡(luò)接ロ 27也可具有某些處理能力以減輕對處理器21的要求。天線43是用于發(fā)射和接收信號的任何天線。在一個實施例中，所述天線根據(jù)IEEE 802. 11標準(包含IEEE 802. 11(a)、(b)或(g))來發(fā)射和接收RF信號。在另ー實施例中，所述天線根據(jù)藍牙(BLUETOOTH)標準來發(fā)射和接收RF信號。在蜂窩式電話的情況下，所述天線經(jīng)設(shè)計以接收CDMA、GSM、AMPS、W-CDMA或其它用于在無線手機網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信的已知信號。收發(fā)器47預(yù)處理從天線43接收到的信號，使得處理器21可接收所述信號并進ー步對所述信號進行操縱。收發(fā)器47還處理從處理器21接收到的信號，使得可經(jīng)由天線43從示范性顯示裝置40發(fā)射所述信號。在一替代實施例中，收發(fā)器47可由接收器取代。在又一替代實施例中，網(wǎng)絡(luò)接ロ27可由可存儲或產(chǎn)生待發(fā)送到處理器21的圖像數(shù)據(jù)的圖像源取代。舉例來說，所述圖像源 可為數(shù)字視頻光盤(DVD)或含有圖像數(shù)據(jù)的硬盤驅(qū)動器，或產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的軟件模塊。處理器21 —般控制示范性顯示裝置40的全部操作。處理器21接收例如來自網(wǎng)絡(luò)接ロ 27或圖像源的壓縮圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或處理成易被處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21接著將已處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動器控制器29或發(fā)送到幀緩沖器28以供存儲。原始數(shù)據(jù)通常是指識別圖像內(nèi)每一位置處的圖像特性的信息。舉例來說，這些圖像特性可包含顔色、飽和度和灰度級。在一個實施例中，處理器21包含微控制器、CPU或邏輯單元以控制示范性顯示裝置40的操作。調(diào)節(jié)硬件52通常包含放大器和濾波器，用于將信號傳輸?shù)綋P聲器45，且用于從麥克風(fēng)46接收信號。調(diào)節(jié)硬件52可為示范性顯示裝置40內(nèi)的離散組件，或可并入在處理器21或其它組件內(nèi)。驅(qū)動器控制器29直接從處理器21或從幀緩沖器28取得由處理器21產(chǎn)生的原始圖像數(shù)據(jù)，并適當?shù)刂匦赂袷交鲈紙D像數(shù)據(jù)以供高速傳輸?shù)疥嚵序?qū)動器22。具體來說，驅(qū)動器控制器29將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化為具有光柵狀格式的數(shù)據(jù)流，使得其具有適于在顯示陣列30上進行掃描的時間次序。接著，驅(qū)動器控制器29將已格式化的信息發(fā)送到陣列驅(qū)動器22。盡管驅(qū)動器控制器29 (例如IXD控制器)通常與系統(tǒng)處理器21相關(guān)聯(lián)而作為獨立的集成電路(1C)，但可以許多方式實施此些控制器。其可作為硬件嵌入處理器21中，作為軟件嵌入處理器21中，或與陣列驅(qū)動器22完全集成在硬件中。通常，陣列驅(qū)動器22從驅(qū)動器控制器29接收已格式化的信息且將視頻數(shù)據(jù)重新格式化為ー組平行波形，所述波形毎秒多次地被施加到來自顯示器的χ-y像素矩陣的數(shù)百且有時數(shù)千個引線。在一個實施例中，驅(qū)動器控制器29、陣列驅(qū)動器22和顯示陣列30適用于本文描述的任意類型的顯示器。舉例來說，在一個實施例中，驅(qū)動器控制器29是常規(guī)顯示器控制器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器控制器(例如，干涉式調(diào)制器控制器)。在另ー實施例中，陣列驅(qū)動器22是常規(guī)驅(qū)動器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器驅(qū)動器(例如，干涉式調(diào)制器顯示器)。在一個實施例中，驅(qū)動器控制器29與陣列驅(qū)動器22集成在一起。此實施例在例如蜂窩式電話、手表和其它小面積顯示器的高度集成的系統(tǒng)中是常見的。在又一實施例中，顯示陣列30是典型的顯示陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示陣列(例如，包含干涉式調(diào)制器陣列的顯示器)。輸入裝置48允許用戶控制示范性顯示裝置40的操作。在一個實施例中，輸入裝置48包含例如QWERTY鍵盤或電話小鍵盤的小鍵盤、按鈕、開關(guān)、觸敏屏幕、壓敏或熱敏薄膜。在一個實施例中，麥克風(fēng)46是用于示范性顯示裝置40的輸入裝置。當使用麥克風(fēng)46將數(shù)據(jù)輸入到所述裝置時，用戶可提供聲音命令以便控制示范性顯示裝置40的操作。電源50可包含此項技術(shù)中眾所周知的多種能量存儲裝置。舉例來說，在一個實施例中，電源50是例如鎳鎘電池或鋰離子電池的可再充電電池。在另ー實施例中，電源50是 可再生能源、電容器或太陽能電池，包含塑料太陽能電池和太陽能電池涂料。在另ー實施例中，電源50經(jīng)配置以從壁式插座接收電力。在一些實施方案中，如上文中所描述，控制可編程性駐留在驅(qū)動器控制器中，所述驅(qū)動器控制器可位于電子顯示系統(tǒng)中的若干位置中。在一些情況下，控制可編程性駐留在陣列驅(qū)動器22中。上述優(yōu)化可實施在任何數(shù)目的硬件和/或軟件組件中且可以各種配置實施。根據(jù)上文陳述的原理而操作的干涉式調(diào)制器的結(jié)構(gòu)的細節(jié)可廣泛變化。舉例來說，圖7A-7E說明可移動反射層14及其支撐結(jié)構(gòu)的五個不同實施例。圖7A是圖I的實施例的橫截面，其中金屬材料條帶14沉積在正交延伸的支撐件18上。在圖7B中，每ー干涉式調(diào)制器的可移動反射層14為正方形或矩形形狀且僅在系鏈32上在轉(zhuǎn)角處附接到支撐件。在圖7C中，可移動反射層14為正方形或矩形形狀且從可包括柔性金屬的可變形層34懸垂下來?？勺冃螌?4直接或間接地連接到圍繞可變形層34的周邊的襯底20。這些連接在本文中稱為支撐柱。圖7D中說明的實施例具有支撐柱插塞42，可變形層34擱置在支撐柱插塞42上。如圖7A到7C所示，可移動反射層14保持懸垂在間隙上方，但可變形層34并不通過填充可變形層34與光學(xué)堆疊16之間的孔而形成所述支撐柱。而是，支撐柱由平坦化材料形成，所述平坦化材料用于形成支撐柱插塞42。圖7E中說明的實施例是基于圖7D中展示的實施例，但也可適于與圖7A到7C中說明的實施例以及未圖示的額外實施例中的任一者一起發(fā)揮作用。在圖7E中所示的實施例中，已使用金屬或其它導(dǎo)電材料的額外層來形成總線結(jié)構(gòu)44。這允許信號沿著干涉式調(diào)制器的背面進行路由，從而消除原本可能必須形成在襯底20上的許多電極。在例如圖7中所示的實施例的實施例中，干涉式調(diào)制器充當直接觀看裝置，其中從透明襯底20的前側(cè)觀看圖像，所述側(cè)與上面布置有調(diào)制器的ー側(cè)相対。在這些實施例中，反射層14以光學(xué)方式遮蔽在反射層的與襯底20相對側(cè)上的干涉式調(diào)制器的部分，其包含可變形層34。這允許對遮蔽區(qū)域進行配置和操作而不會不利地影響圖像質(zhì)量。舉例來說，此遮蔽允許圖7E中的總線結(jié)構(gòu)44，其提供使調(diào)制器的光學(xué)特性與調(diào)制器的機電特性分離的能力，例如，尋址和由所述尋址引起的移動。這種可分離的調(diào)制器架構(gòu)允許選擇用于調(diào)制器的機電方面和光學(xué)方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料且使其彼此獨立而發(fā)揮作用。此外，圖7C到7E中所示的實施例具有源自反射層14的光學(xué)特性與其機械特性解耦的額外益處，所述益處由可變形層34實現(xiàn)。這允許用于反射層14的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料在光學(xué)特性方面得以優(yōu)化，且用于可變形層34的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料在所要的機械特性方面得以優(yōu)化。干涉式調(diào)制器對光的選擇性吸收和反射可結(jié)合檢測多種材料中的小化學(xué)改變的方法而使用。以此方式，干涉式調(diào)制器可經(jīng)配置以用作環(huán)境條件監(jiān)視裝置。依據(jù)所述裝置的特定配置且依據(jù)所述裝置所暴露于的環(huán)境條件，所述裝置的光學(xué)特性顯著改變。在例如圖8中所示的實施例等實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804安置于光學(xué)增強層808上。在一個實施例中，光學(xué)增強層808可包括安置于反射體層807上的電介質(zhì)層806。光學(xué)增強層808可進ー步安置于玻璃襯底(未圖示)上。在一個實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804形成干涉式調(diào)制器800的干渉式空腔的部分。此環(huán)境條件監(jiān)視裝置800可用于檢測對某些環(huán)境條件的暴露。圖8a展示在暴露于環(huán)境條件之前處于其初始配置中的裝置800。當環(huán)境反應(yīng)層804暴露于預(yù)定環(huán)境條件時，其開始化學(xué)改質(zhì)。如圖Sb中所見，化學(xué)改質(zhì)在環(huán)境反應(yīng)層804的表面上可為非均勻的?；瘜W(xué)改質(zhì)致使環(huán)境反應(yīng)層804的部分轉(zhuǎn)化為化學(xué)改質(zhì)層812。因為環(huán)境反應(yīng)層804和化學(xué)改質(zhì)層812的光學(xué)特性是不同的，所以環(huán)境反應(yīng)層804中的改變導(dǎo)致裝置800的光學(xué)特性中的整體改變。與環(huán)境反應(yīng)層804自身的光學(xué)特性中的改變相比，光學(xué)增強層808增強了裝置800的光學(xué)特性中的改變，從而使得裝置800對于對預(yù)定環(huán)境條件的暴露高度敏感。圖9展示圖8的環(huán)境條件監(jiān)視裝置800的實施例的俯視平面圖。在圖9中所示的實施例中，環(huán)境反應(yīng)層900未在整個表面上始終均勻地化學(xué)改質(zhì)。在此情況下，環(huán)境反應(yīng)層900的ー些區(qū)域904可具有與其它區(qū)域908、912不同的組分。在ー些區(qū)域904中，環(huán)境層從層的頂部向下化學(xué)改質(zhì)直到層的底部。這些區(qū)域904表現(xiàn)為由黑暗區(qū)域包圍的針孔或亮 點?？蓪拥暮嗅樋椎膮^(qū)域904與層900的總區(qū)域進行比較，以暗中估計已與環(huán)境反應(yīng)層900反應(yīng)的水的量。較小的化學(xué)改質(zhì)水平不表現(xiàn)為針孔，但仍可具有光學(xué)特性的改變，例如區(qū)域908和912。依據(jù)裝置的配置，調(diào)整檢測裝置800對此類改變的敏感性。在一個實施例中，裝置800的高敏感性允許對氣體到封裝中的極低的滲透的未加速的檢測，甚至在選擇了環(huán)境反應(yīng)層804的較小的總區(qū)域時也是如此。此外，高的敏感性允許對環(huán)境反應(yīng)層804的組分和/或厚度中的亞納米改變的檢測。在一個實施例中，光學(xué)增強層808包括經(jīng)選擇以在環(huán)境反應(yīng)層804中形成光學(xué)諧振的材料。環(huán)境反應(yīng)層804在此實施例中用作光學(xué)吸收體層。環(huán)境反應(yīng)層804可為金屬(例如41、0&、附)。環(huán)境反應(yīng)層804的厚度可經(jīng)選擇為小于所選擇的金屬的集膚深度。金屬的集膚深度是電磁輻射(例如，光)可穿透金屬的表面的深度。此外，環(huán)境反應(yīng)層804的厚度可經(jīng)選擇以結(jié)合光學(xué)增強層808用作吸收體。在一實施例中，光學(xué)增強層808包括電介質(zhì)層806和反射體層807。反射體層807可包括金屬(例如，Al)。反射體層807的厚度可大于所選擇的金屬的集膚深度。因此，反射體層807有效地反射光。此外，電介質(zhì)層的厚度可經(jīng)選擇以使得裝置800展現(xiàn)出某些光學(xué)特性。舉例來說，針對電介質(zhì)層806而選擇的厚度可關(guān)于波長使裝置800的反射率譜移位，如下文關(guān)于圖10所論述。如上文所論述，在圖8的一個實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804是金屬。依據(jù)所選擇的金屬，環(huán)境反應(yīng)層804響應(yīng)于對預(yù)定環(huán)境條件的暴露。舉例來說，在一個實施例中，將I丐選擇為環(huán)境反應(yīng)層804。鈣容易與水反應(yīng)，且因此可用于響應(yīng)于對水的暴露。當鈣與水反應(yīng)時，其轉(zhuǎn)化為電介質(zhì)，從而形成化學(xué)改質(zhì)層812。這導(dǎo)致鈣的層804的高度隨著更多的材料發(fā)生反應(yīng)而改變。只要濕氣存在且還有鈣，所述過程便繼續(xù)下去。在其它示范性實施例中，例如硅等半導(dǎo)體可經(jīng)選擇用于環(huán)境反應(yīng)層804。其它示范性材料包含硅石、鋁、鎳等。在圖8的實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804的ー些光學(xué)特性隨著其與環(huán)境反應(yīng)而改變。隨后可監(jiān)視例如色度、反射率、色彩、飽和度和/或色調(diào)等光學(xué)特性以檢測預(yù)定環(huán)境條件的存在或?qū)︻A(yù)定環(huán)境條件的暴露。在一示范性實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804包含鈣、高度吸光金屬。當鈣與水反應(yīng)時，其轉(zhuǎn)化為電介質(zhì)，從而形成化學(xué)改質(zhì)層812，化學(xué)改質(zhì)層812幾乎不具有光學(xué)吸收性。因此，環(huán)境反應(yīng)層804對水的暴露導(dǎo)致環(huán)境反應(yīng)層804的反射率譜改變。雖然環(huán)境反應(yīng)層804自身的反射率譜可能不會較大改變,但如圖10中所見,裝置800的整體光學(xué)響應(yīng)歸因于干涉式調(diào)制器800的配置而顯著改變，所述配置包含安置于光學(xué)增強層808上的環(huán)境反應(yīng)層804。在環(huán)境反應(yīng)層804有小改變的情況下，裝置800的光學(xué)特性顯著改變。在一個實施例中，裝置800的光學(xué)特性對微量環(huán)境條件的存在(例如，氣體物質(zhì)(例如，水、氧))具有較大敏感性，其導(dǎo)致環(huán)境反應(yīng)層804中的較小改變。圖10展示裝置800的實施例的反射率譜，裝置800具有以下初始配置5nm的鋁作為環(huán)境反應(yīng)層804，133nm的SiO2作為電介質(zhì)層806，以及IOOnm的鋁作為反射體層807，其進一步安置于玻璃襯底上。曲線圖1000的姆一經(jīng)編號的線1004到1044表不環(huán)境反應(yīng)層804的不同化學(xué)改質(zhì)水平。每條線1004到1044描繪裝置800的特定配置在不同光波長下的反射率，每ー配置具有為環(huán)境反應(yīng)層804保留的不同厚度。舉例來說，線1004對應(yīng)于環(huán)境反應(yīng)層804的剩下的Onm厚度的Al，而線1044對應(yīng)于環(huán)境反應(yīng)層804的剩下的5nm厚度的Al。在圖10的實施例中，用于光學(xué)增強層808的材料保持恒定，而環(huán)境反應(yīng)層804的 化學(xué)改質(zhì)水平在每ー經(jīng)編號的線1004到1044之間改變。如圖10中所見，每條線1004到1044之間的反射率的改變?nèi)Q于入射到裝置800的光的波長。為了更好地監(jiān)視裝置800對環(huán)境條件的暴露，當測量環(huán)境對環(huán)境反應(yīng)層804的影響時，可選擇針對環(huán)境反應(yīng)層804的變化厚度具有高增量值的光波長進行分析。舉例來說，在圖10的實施例中，由于538nm波長下每條線1004到1044之間的高增量值，所以可選擇538nm波長進行分析。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，改變電介質(zhì)層806、反射體層807和/或環(huán)境反應(yīng)層804的初始厚度和/或材料，且/或改變對環(huán)境條件的暴露會改變裝置800的反射率響應(yīng)。舉例來說，改變電介質(zhì)層806的厚度可沿著X軸(波長)使線1004到1044移位。因此，針對環(huán)境反應(yīng)層804的變化厚度具有高增量值的光波長可移位。因此，電介質(zhì)層806的厚度可經(jīng)選擇以選擇特定光波長進行分析。在一個實施例中，經(jīng)選擇用于分析的光波長是基于用以檢測反射率的改變的監(jiān)視設(shè)備進行檢測的最佳波長。圖11展示環(huán)境條件監(jiān)視裝置800的實施例的反射率，環(huán)境條件監(jiān)視裝置800具有以下初始配置5nm的鋁作為環(huán)境反應(yīng)層804，133nm的SiO2作為電介質(zhì)層806，以及IOOnm的鋁作為反射體層807，其進ー步安置于玻璃襯底上。在圖11的實施例中，在538nm的波長下測量裝置800的反射率。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，改變光學(xué)增強層808、環(huán)境反應(yīng)層804或?qū)Νh(huán)境條件的暴露會改變裝置800的反射率響應(yīng)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還將認識至IJ，可在其它波長下測量反射率。如曲線圖1100中所見，當環(huán)境層的化學(xué)改質(zhì)水平改變吋，反射率曲線1104可顯著改變。在一個示范性實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804的化學(xué)改質(zhì)水平涉及在光學(xué)增強層808的頂部到化學(xué)改質(zhì)層812的底部之間所測量的層804的剰余高度。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，當環(huán)境層的化學(xué)改質(zhì)水平改變時，裝置800的其它光學(xué)特性(例如，色度)可改變。因此，可測量這些其它光學(xué)特性以確定化學(xué)改質(zhì)水平。舉例來說，在用于全光譜響應(yīng)的設(shè)備不可用的情況下，可使用色度計或其它設(shè)備來測量化學(xué)改質(zhì)水平。在另ー實施例中，當環(huán)境反應(yīng)層804的化學(xué)改質(zhì)水平改變時，裝置800的色度可改變。圖12展示裝置800的實施例的色度圖1200，裝置800具有以下初始配置5nm的鋁作為環(huán)境反應(yīng)層804，133nm的SiO2作為電介質(zhì)層806，以及IOOnm的鋁作為反射體層807，其進ー步安置于玻璃襯底上。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，改變光學(xué)增強層808、環(huán)境反應(yīng)層804或?qū)Νh(huán)境條件的會暴露改變裝置800的色度。每ー經(jīng)編號的點1204到1224表示在不同化學(xué)改質(zhì)水平下的裝置800的色度。點1204是指在剩下5nm的Al的環(huán)境反應(yīng)層804的開始點處的裝置800的色度。每ー連續(xù)點1208到1224是指在剩下不同量的環(huán)境層804情況下的裝置800的色度。點1208是指剩下4nm的Al的環(huán)境反應(yīng)層804下的裝置800的色度，點1212是指剩下3nm的Al，點1216是指剩下2nm的Al，點1220是指剩下Inm的Al，且點1224是指沒有Al剩下的環(huán)境反應(yīng)層804。在一個實施例中，每ー經(jīng)編號的點1204到1224對應(yīng)于以納米為單位測量的環(huán)境反應(yīng)層的剰余厚度。如圖12中所見，當環(huán)境反應(yīng)層804的化學(xué)改質(zhì)水平從點1204到1224改變時，裝置800的色度顯著改變。
圖13是正用于封裝1300中以檢測封裝1300內(nèi)部對預(yù)定環(huán)境條件的暴露的環(huán)境條件監(jiān)視裝置800的實施例。所述封裝還可包含第二裝置1304(例如，MEMS裝置(例如，如圖I中所示及本文中所描述)、0LED、LED、LCD等)，其對到預(yù)定環(huán)境條件的暴露敏感。在一個實施例中，所述封裝包含窗ロ或透明覆蓋物1308以用于觀看環(huán)境條件監(jiān)視裝置1312的頂部，因此可在不打開封裝的情況下測量光學(xué)特性。以此方式，可通過監(jiān)視暴露于相同環(huán)境條件的監(jiān)視裝置1312的光學(xué)特性中的改變來確定第二裝置1304對預(yù)定環(huán)境條件的暴露。在一個實施例中，根據(jù)圖14的エ藝1400來制造裝置800。裝置800的配置取決于制造エ藝1400。エ藝1400的第一步驟1404是讓制造商選擇環(huán)境反應(yīng)層804的材料和初始厚度。對材料的類型及材料的量兩者的選擇影響裝置的整體功能性。依據(jù)裝置800的所要敏感性和大小以及正監(jiān)視的環(huán)境條件，制造商選擇用于環(huán)境反應(yīng)層804的材料。如關(guān)于圖8的實施例所描述，可選擇例如鈣、鋁、鎳、硅、硅石等材料來用于環(huán)境反應(yīng)層804。在ー個實施例中，可將環(huán)境反應(yīng)層804選擇為具有起初具有高光學(xué)吸收性的厚度的材料，例如金屬。此外，用于實施例的材料可經(jīng)選擇以使得當環(huán)境反應(yīng)層804暴露于環(huán)境條件時，其化學(xué)改質(zhì)為具有極小或不具有光學(xué)吸收性的層812，例如，電介質(zhì)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將注意至IJ，已知與某些環(huán)境條件(例如，特定氣體物質(zhì))反應(yīng)的若干其它材料也可用于環(huán)境反應(yīng)層804。制造商可在第一步驟1404中選擇用于環(huán)境反應(yīng)層804的特定厚度以增強對環(huán)境層804中的改變的光學(xué)響應(yīng)。在一個實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804的初始厚度可經(jīng)選擇為小于如上文關(guān)于圖8所描述而選擇的金屬的集膚深度。在另ー實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804的初始厚度為約5nm。在又一實施例中，初始厚度經(jīng)選擇為在Onm與IOnm之間，例如lnm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm。在進一步的實施例中，所述厚度在3nm與7nm之間選擇，例如4nm、5nm、6nm。在另一實施例中，可將所述厚度選擇為約20nm。制造商還可在第一步驟1404中根據(jù)裝置800的所要敏感性和裝置800的整體大小來選擇環(huán)境反應(yīng)層804的表面區(qū)域。在示范性實施例中，裝置800的整體大小受到將在其中使用裝置800的封裝1300的大小限制，如圖13中所見。裝置800的光學(xué)特性可依據(jù)經(jīng)選擇用于環(huán)境反應(yīng)層804的表面區(qū)域而不同地改變。在一些實施例中，較大區(qū)域可更為合意，因為其可由裸眼看見。在其它實施例中，較小區(qū)域可更為合意，其中其配合于有限大小的封裝1300中。在一個實施例中，表面區(qū)域經(jīng)選擇為約5x5mm。在另ー實施例中，表面區(qū)域經(jīng)選擇為約.3x. 3mm。
接下來，在步驟1408處，在根據(jù)圖14的實施例制造裝置的エ藝1400中，選擇用于光學(xué)增強層808的材料。對材料的類型及材料的量兩者的選擇影響裝置800的整體功能性。依據(jù)裝置800的所要敏感性和大小以及正監(jiān)視的環(huán)境條件，選擇用于光學(xué)增強層808的材料。進ー步依據(jù)用于環(huán)境反應(yīng)層804的材料和/或待監(jiān)視的光的所要波長，選擇用于光學(xué)增強層808的材料。在一個實施例中，光學(xué)增強層808的材料和量經(jīng)選擇以在環(huán)境反應(yīng)層804中形成光學(xué)諧振。在第二實施例中，光學(xué)增強層808經(jīng)配置以在裝置800中產(chǎn)生特定堆疊色彩(例如，藍色)以使人類觀察者容易檢測環(huán)境反應(yīng)層804中的改變，而不使用測量設(shè)備。在另ー實施例中，光學(xué)增強層808經(jīng)配置以在裝置800中產(chǎn)生最低的反射狀態(tài)，以最大化測量設(shè)備進行的信號檢測。在又一實施例中，光學(xué)增強層808是電介質(zhì)增強型金屬反射體層。在示范性實施例中，光學(xué)增強層808包含在鋁上涂覆的Si02，從而形成堆疊。此外，在步驟1408中，制造商可選擇光學(xué)增強層808的厚度以使得裝置800具有所要的光學(xué)響應(yīng)。在一實施例中，所述厚度經(jīng)選擇以使得光的所要波長被大體上吸收于環(huán)境反應(yīng)層804中。這歸因于在光入射時環(huán)境反應(yīng)層804中的所要波長的電場的集中。在此實施例中，裝置800的外觀隨著環(huán)境反應(yīng)層804的厚度和/或組分改變而改變。光學(xué)增強層808經(jīng)配置以增強環(huán)境反應(yīng)層804的光學(xué)特性。在一個實施例中，光學(xué)增強層808包含 約IOOnm的Al的頂部上的約133nm的Si02。還可使用所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的用以選擇性地反射和吸收光的其它材料和厚度。繼續(xù)到圖14的制造エ藝的步驟1416，其是在光學(xué)增強層808上沉積環(huán)境反應(yīng)層804。在示范性實施例中，可通過化學(xué)氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積或離子鍍敷來實現(xiàn)材料的沉積。還可使用其它材料沉積方法。圖15描述響應(yīng)于對預(yù)定環(huán)境條件的暴露而測試裝置800的光學(xué)特性的過程1500。在示范性實施例中，可由人類或由計算機或其它自動化裝置實行測試過程1500的步驟。根據(jù)圖14的制作過程1400，裝置800經(jīng)配置以檢測環(huán)境反應(yīng)層804的組分中的小的改變。在一個實施例中，裝置800經(jīng)配置以在環(huán)境反應(yīng)層804的水平中的約.2nm的改變下顯著改變光學(xué)響應(yīng)。此細小間隔允許例如在使用沉積于進ー步位于玻璃襯底的頂部上的鋁的頂部上的Si02上的鈣的實施例中檢測約10_n克的水。裝置800可經(jīng)配置以使用所描述的材料和方法檢測高度的更小的改變。在另ー實施例中，裝置800可經(jīng)配置以檢測環(huán)境反應(yīng)層804中的亞納米改變。在過程1500中的步驟1504處，裝置800暴露于環(huán)境條件。如關(guān)于圖8所描述，此導(dǎo)致環(huán)境反應(yīng)層804化學(xué)改質(zhì)以及裝置800的光學(xué)特性改變。接下來，在步驟1508處，使用測量設(shè)備來監(jiān)視光學(xué)特性中的改變。在一個實施例中，所述測量設(shè)備經(jīng)配置以測量反射率。在示范性實施例中，所述測量設(shè)備包含CCD相機、光纖探針、CMOS傳感器或其它已知的圖像傳感器設(shè)備。在一個實施例中，CCD相機可提供所測量的樣本區(qū)域上的色彩分布的空間圖且因此提供環(huán)境反應(yīng)層804的量的空間圖。在另ー實施例中，可不使用測量設(shè)備，因為通過直接在裝置800處觀看來實現(xiàn)對裝置800對環(huán)境條件的暴露的檢測。在進行下去的步驟1512中，可隨后記錄在對環(huán)境條件的特定暴露水平下的裝置800的光學(xué)特性?？稍跊Q策步驟1516處重復(fù)過程1500，使得記錄在許多暴露水平下的裝置800的光學(xué)特性的數(shù)據(jù)集合。如果在決策步驟1516處決定繼續(xù)，則重復(fù)步驟1504到1512。特定來說，在步驟1504中，裝置800進ー步暴露于環(huán)境條件，進ー步導(dǎo)致環(huán)境反應(yīng)層804化學(xué)改質(zhì)。如果在決策步驟1516處決定不繼續(xù)，則過程結(jié)束。在一個實施例中，數(shù)據(jù)可存儲于數(shù)據(jù)庫中，存儲為圖表等。在一些實施例中，可從所述數(shù)據(jù)得到曲線圖。裝置800和/或環(huán)境反應(yīng)層804的光學(xué)響應(yīng)特性可能已經(jīng)是已知的，且此類數(shù)據(jù)可不需要由圖15的過程搜集。圖16描述裝置的用戶借以使用環(huán)境條件監(jiān)視裝置800來檢測對預(yù)定環(huán)境條件的暴露的過程1600。類似于圖15中監(jiān)視裝置800的光學(xué)特性中的改變的步驟1508，在第一步驟1604中使用測量設(shè)備來測量裝置800的光學(xué)特性。在第二步驟1608中，來自測量設(shè)備的結(jié)果隨后與圖15的過程1500中所收集的數(shù)據(jù)或裝置800的光學(xué)響應(yīng)的已知數(shù)據(jù)進行比較。通過檢查例如環(huán)境反應(yīng)層804的表面區(qū)域、用于裝置800的組分中的材料、裝置800的光學(xué)響應(yīng)中的改變和正檢測的環(huán)境條件等因素，在最終步驟1612中計算對環(huán)境條件的暴露水平。以此方式，可確定裝置800對環(huán)境條件的暴露。在步驟1608的一個實施例中，給定時刻下的裝置800的空間圖可與裝置800的相同配置下的預(yù)先收集的數(shù)據(jù)進行比較。在步驟1608的其它示范性實施例中，可經(jīng)由圖表或數(shù)據(jù)表或其它已知的關(guān)系圖手段來進行比較。所述比較可手動完成或借助于計算機或其它數(shù)據(jù)處理裝置實施。在示范性實施例中，可將所述處理裝置建置于與測量設(shè)備相同的外殼中，或可為單獨的。在一個實施例中，裝置800經(jīng)配置以在對環(huán)境條件的特定量的暴露下改變色彩，其中可在沒有測量設(shè)備的情況下檢測色彩的改變(例如，可用裸眼檢測)。在此實施例中，步驟1612不需要特定計算，而是對環(huán)境條件的暴露量就是裝置800經(jīng)配置以改變色彩的量。雖然在詳細描述中將以上過程1400、1500和1600描述為包含某些步驟且以特定次序描述，但應(yīng)認識到，這些過程可包含額外步驟或可省略所描述的步驟中的ー些。此外，所述過程的步驟中的每ー者不一定需要以描述所述步驟的次序執(zhí)行。舉例來說，過程1400的步驟1416可省略，或步驟1408可在步驟1404之前執(zhí)行。
在其它示范性實施例中，裝置800對環(huán)境條件的敏感性進ー步取決于環(huán)境反應(yīng)層804對環(huán)境條件的存在發(fā)生反應(yīng)的速率。在此些實施例中，反應(yīng)速率越快，裝置800的光學(xué)特性響應(yīng)于對環(huán)境條件的暴露改變得越快。環(huán)境反應(yīng)層804的組分改變的速率可取決于其對某些條件的暴露。舉例來說，在選擇金屬來用于環(huán)境反應(yīng)層804的實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804所暴露于的壓力和/或溫度可改變其與環(huán)境條件反應(yīng)的速率。提高溫度可增加層804化學(xué)改質(zhì)的速度。在一個實施例中，裝置800暴露于特定溫度和/或壓カ以調(diào)整環(huán)境反應(yīng)層804對預(yù)定環(huán)境條件發(fā)生反應(yīng)的速率。在選擇半導(dǎo)體來用于環(huán)境反應(yīng)層804的實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804所暴露于的光的劑量改變了其在存在預(yù)定環(huán)境條件的情況下化學(xué)改質(zhì)的速率。舉例來說，通過將光吸收于半導(dǎo)體中而引起的電子空穴產(chǎn)生可極大地加速半導(dǎo)體材料的化學(xué)改變。在一個實施例中，其中硅用于環(huán)境反應(yīng)層804，此加速是基于電化學(xué)效應(yīng)，例如當具有大于電子帶隙的能量的光入射于環(huán)境反應(yīng)層804上時娃與氧化劑的反應(yīng)性。在不范性實施例中，環(huán)境反應(yīng)層804在暴露于較高劑量的光時以更快的速率從導(dǎo)電組分(光學(xué)吸收)改變?yōu)榛瘜W(xué)改質(zhì)層812 (絕緣體組分(較少的光學(xué)吸收))。
在選擇半導(dǎo)體來用于環(huán)境反應(yīng)層804的一個實施例中，裝置800用作光增強化學(xué)檢測裝置，或輻射監(jiān)視器(例如，劑量儀)。在此實施例中，入射于裝置800上的UV輻射的強度可與環(huán)境反應(yīng)層804的化學(xué)改變相關(guān)(例如，在UV的影響下，在存在氧和水、共同氣氛條件下硅的氧化)。通過監(jiān)視裝置800的光學(xué)特性(如圖15的步驟1508中)來實現(xiàn)此相關(guān)，當光加速的化學(xué)改變導(dǎo)致環(huán)境反應(yīng)層804的光學(xué)吸收性的改變時，所述光學(xué)特性受到影響。在另ー實施例中，裝置800暴露于特定劑量的光以調(diào)整環(huán)境反應(yīng)層對預(yù)定環(huán)境條件發(fā)生反應(yīng)的速率盡管以上詳細描述已展示、描述并指出本發(fā)明的應(yīng)用于各種實施例的新穎特征，但將理解，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不偏離本發(fā)明的精神的情況下對所說明的裝置或過程的形式和細節(jié)進行各種省略、替代和改變。如將認識到的，可在不提供本文中所闡述的所有特征和益處的形式內(nèi)體現(xiàn)本發(fā)明，因為ー些特征可與其它特征分開地使用或?qū)嵺`。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其包括 環(huán)境反應(yīng)層，其具有ー組分，所述環(huán)境反應(yīng)層的所述組分經(jīng)配置以響應(yīng)于對環(huán)境條件的暴露而更改；以及 干涉式調(diào)制器，所述干涉式調(diào)制器的反射率譜隨所述環(huán)境反應(yīng)層的所述組分而變。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述干涉式調(diào)制器包括所述環(huán)境反應(yīng)層，且其中所述環(huán)境反應(yīng)層在所述干涉式調(diào)制器中界定干渉式空腔的邊界。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述環(huán)境反應(yīng)層的厚度小于10nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述環(huán)境條件是水。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述環(huán)境條件是氣體物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述環(huán)境反應(yīng)層的所述組分響應(yīng)于對環(huán)境條件的暴露而更改的速率是通過所述環(huán)境反應(yīng)層所暴露于的光的劑量來更改。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述環(huán)境反應(yīng)層的所述組分響應(yīng)于對環(huán)境條件的暴露而更改的速率是通過所述環(huán)境反應(yīng)層所暴露于的溫度來更改。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其進ー步包括電介質(zhì)層。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述環(huán)境反應(yīng)層是金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述環(huán)境反應(yīng)層是半導(dǎo)體。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述干涉式調(diào)制器的反射率在選定波長下隨所述環(huán)境反應(yīng)層的所述組分而變。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述干涉式調(diào)制器的色度隨所述環(huán)境反應(yīng)層的所述組分而變。
13.—種環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其包括 用于以干渉方式調(diào)制光的裝置；以及 用于響應(yīng)于對環(huán)境條件的暴露而更改所述光調(diào)制裝置的反射率譜的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述用于以干涉方式調(diào)制光的裝置包括干涉式調(diào)制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的環(huán)境條件監(jiān)視裝置，其中所述用于更改所述光調(diào)制裝置的反射率的裝置包括具有ー組分的環(huán)境反應(yīng)層，所述組分經(jīng)配置以響應(yīng)于對環(huán)境條件的暴露而更改。
16.ー種制造環(huán)境條件監(jiān)視裝置的方法，所述方法包括 形成具有環(huán)境反應(yīng)層的干涉式調(diào)制器，所述環(huán)境反應(yīng)層的組分經(jīng)配置以響應(yīng)于對環(huán)境條件的暴露而更改，所述干涉式調(diào)制器的反射率隨所述環(huán)境反應(yīng)層的所述組分而變。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其進ー步包括配置所述干涉式調(diào)制器或所述環(huán)境反應(yīng)層，使得所述干涉式調(diào)制器的所述反射率在選定波長下隨所述環(huán)境反應(yīng)層的所述組分而變。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其進ー步包括配置所述干涉式調(diào)制器以響應(yīng)于對所述環(huán)境條件的暴露而跟蹤所述干涉式調(diào)制器的色度以及所述環(huán)境反應(yīng)層中的針孔的外觀的改變。
19.一種檢測對環(huán)境條件的暴露的方法，所述方法包括 提供具有環(huán)境反應(yīng)層的干涉式調(diào)制器，所述環(huán)境反應(yīng)層的組分經(jīng)配置以響應(yīng)于對所述環(huán)境條件的暴露而更改，所述干涉式調(diào)制器的反射率隨所述環(huán)境反應(yīng)層的厚度而變。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進ー步包括響應(yīng)于對所述環(huán)境條件的暴露而監(jiān)視所述干涉式調(diào)制器的色度以及所述環(huán)境反應(yīng)層中的針孔的外觀的改變。
全文摘要
一種環(huán)境條件感測裝置(800)包含具有光學(xué)特性的干涉式調(diào)制器，所述光學(xué)特性響應(yīng)于暴露于預(yù)定環(huán)境閾值或條件而改變。所述裝置包含環(huán)境反應(yīng)層(804)，所述環(huán)境反應(yīng)層響應(yīng)于暴露于預(yù)定環(huán)境閾值或條件而以光學(xué)可檢測的方式更改組分。
文檔編號G01N21/77GK102667450SQ201080057440
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者約恩·比塔 申請人:高通Mems科技公司