專利名稱：微光柵結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種微光柵結(jié)構(gòu)，尤指一種以雙扭力桿件致動(dòng)的閃耀式微光柵結(jié)構(gòu)。
(2)背景技術(shù)(a)數(shù)字微鏡面元件數(shù)字微鏡面元件(Digital Micromirror Device，DMD)是由德州儀器公司(Texas Instruments，TI)所開發(fā)出來(lái)，以半導(dǎo)體制程配合微機(jī)電技術(shù)將微機(jī)械結(jié)構(gòu)與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路整合在一起，能有效地以晶體管定址(address)方式控制單一微鏡面致動(dòng)。數(shù)字微鏡面元件的致動(dòng)方式為靜電力，當(dāng)電壓致動(dòng)時(shí)，鏡面將可左右各傾斜約10°左右，利用此特性而應(yīng)用在投影顯示器及各種光開關(guān)相關(guān)元件中。它是微機(jī)電系統(tǒng)元件的代表作，而且目前已是成功的商業(yè)化產(chǎn)品。從1987年發(fā)展至今已歷時(shí)15年之久，至今產(chǎn)品已是極為成熟的第六代設(shè)計(jì)。從第一代至第六代的設(shè)計(jì)中，鏡面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從單層結(jié)構(gòu)演變至雙層的超結(jié)構(gòu)(Super Structure)，不僅增加鏡面排列的致密系數(shù)(Fill Factor)，也加大了驅(qū)動(dòng)電極面積，甚至在第六代的結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)了彈簧結(jié)構(gòu)以減少鏡面的黏滯現(xiàn)象以及振動(dòng)，大幅提升了數(shù)字微鏡面元件的性能。
數(shù)字微鏡面元件最初的設(shè)計(jì)是應(yīng)用于投影顯示器上，數(shù)字光學(xué)處理引擎(Digital Light Processing，DLP)即是德州儀器公司最早以數(shù)字微鏡面元件技術(shù)商業(yè)化的投影顯示器，其中數(shù)字微鏡面元件是以鏡面反射的方式將濾過(guò)的光投射在屏幕上，因此，屏幕上的每一點(diǎn)像素(Pixel)即由一個(gè)數(shù)字微鏡面元件所組成，換句話說(shuō)，若顯示器為XGA(1024×768)的解析度，則數(shù)字微鏡面元件數(shù)量將接近80萬(wàn)個(gè)，愈高的解析度，鏡面數(shù)量也相對(duì)隨的增加。因此，產(chǎn)品良率的提升以及制造成本的降低一向是產(chǎn)業(yè)界正努力克服的目標(biāo)。
另外，由于顯示器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，對(duì)于數(shù)字光學(xué)處理引擎而言，前有液晶顯示器瓜分，后有等離子體顯示面板夾攻，在市場(chǎng)的占有率上很難有所突破，因此，產(chǎn)業(yè)界中某些公司最近有意將數(shù)字微鏡面元件應(yīng)用于光通訊元件上。由于數(shù)字微鏡面元件的鏡面尺寸非常小，為16μm×16μm，相鄰鏡面間隙也只有1μm左右，開關(guān)時(shí)間為20μs，因此適合應(yīng)用于光通訊相關(guān)元件上，若將特定的幾排鏡面致動(dòng)，從側(cè)面來(lái)看就如同閃耀式光柵(Blazed Grating)，如圖1所示，其為數(shù)字微鏡面元件的作動(dòng)示意圖，其中藉由數(shù)字微鏡面元件11的微偏致動(dòng)，可使入射光12于數(shù)字微鏡面元件11上產(chǎn)生夫瑯和費(fèi)繞射(Fraunhofer Diffraction)，再加上數(shù)字微鏡面元件11為可利用開關(guān)控制其致動(dòng)動(dòng)作及角度，因此更具有分光功能，可將不同波長(zhǎng)以不同的繞射角度繞射出來(lái)，故可作為光通訊上的光塞取多工器(Optical Add/Drop Multiplexer，OADM)，對(duì)于數(shù)字微鏡面元件的產(chǎn)品價(jià)值上又邁進(jìn)了一大步。
(b)繞射式光學(xué)開關(guān)元件繞射式光學(xué)開關(guān)元件(Grating Light Valve，GLV)的概念最早是由史丹佛大學(xué)所提出，經(jīng)由美國(guó)SLM(Silicon Light Machine)公司制造，它的原理如同其名，是將光繞射的特性設(shè)計(jì)成可開關(guān)控制的光柵元件。構(gòu)造如圖2所示，其為繞射式光學(xué)開關(guān)元件的側(cè)視圖，是由帶狀結(jié)構(gòu)21、共同電極22及氣室23所構(gòu)成。由6條帶狀(Ribbons)結(jié)構(gòu)21所組成的光柵元件中，每條帶子寬為約3μm，長(zhǎng)100μm，厚125nm，與底板間之間隙(即氣室23)約只有650nm，在帶狀結(jié)構(gòu)21未經(jīng)致動(dòng)時(shí)，光是以反射的方式行進(jìn)，經(jīng)共同電極22通電致動(dòng)后可使特定數(shù)目的帶狀結(jié)構(gòu)21向氣室23彎曲，如圖2所示，此時(shí)若從側(cè)面角度來(lái)看的話，即形成方井(Square-Well)式的光柵。利用此原理，可將不同光波長(zhǎng)繞射出不同角度以應(yīng)用在顯示器的色彩分光上，就控制一階繞射光而言，當(dāng)白光入射至繞射式光學(xué)開關(guān)元件時(shí)，利用靜電力，將帶狀結(jié)構(gòu)向氣室23下移約λ/4位置，以調(diào)整一階光的繞射，經(jīng)由帶狀結(jié)構(gòu)的寬度控制，可決定不同波長(zhǎng)的一階繞射角度。所以，將此繞射式光學(xué)開關(guān)元件依此原理應(yīng)用于顯示器時(shí)，作動(dòng)原理如圖3所示，其為繞射式光學(xué)開關(guān)元件應(yīng)用于顯示器的示意圖。其中當(dāng)入射光31為白光時(shí)，為分別控制紅光32、綠光33及藍(lán)光34的一階繞射光在同一角度而形成顯示器調(diào)色功能時(shí)，即可依波長(zhǎng)而將紅畫素35、綠畫素36及藍(lán)畫素37設(shè)計(jì)成具有不同的光柵寬度及深度，即可控制由紅光32、綠光33及藍(lán)光34構(gòu)成的反射光38在反射至屏幕39時(shí)形成不同光波長(zhǎng)的角度及強(qiáng)度。由于繞射式光學(xué)開關(guān)元件的位移只有λ/4，因此完成此動(dòng)作只須20ns，如此快的速度可應(yīng)用在顯示器上，以掃描的方式制成單排的繞射式光學(xué)開關(guān)元件即可，例如XGA(1024×768)的解析度只須單排768組繞射式光學(xué)開關(guān)元件的像素即可提供近80萬(wàn)的2D平面顯示，在成本及設(shè)計(jì)上與數(shù)字光學(xué)處理引擎相較下，的確是簡(jiǎn)化了許多。
另外，繞射式光學(xué)開關(guān)元件在影像的控制上可分為數(shù)字模式及模擬模式。數(shù)字模式為將繞射式光學(xué)開關(guān)元件以極快的速度全開(位移λ/4)及全關(guān)，藉由開與關(guān)的時(shí)間比例達(dá)到灰階效果；而模擬模式為控制繞射式光學(xué)開關(guān)元件的位移深度，以位移λ/4為全開，并在0與λ/4的位移間進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)變也可達(dá)到灰階效果，而在光的效率應(yīng)用上，此設(shè)計(jì)是收集±1階的光，因此效率可達(dá)81％左右。
(c)閃耀式光柵的理論一般光的繞射，其繞射光強(qiáng)(Luminous Intebsity)大部份都集中在0階繞射，而閃耀式光柵能依照設(shè)計(jì)將光強(qiáng)集中在某特定的主繞射角上(PrincipalDiffraction Angle)，其原理如圖4所示，其為閃耀式光柵繞射原理的示意圖。圖中θi為入射角，θ為繞射光41繞射在任意的角度，θb為閃耀角(BlazeAngle)，假設(shè)θm為繞射光41集中在m階的主繞射角度，若能利用光柵42上的斜面特性，對(duì)于N’光柵42斜面上法線而言，欲求的主繞射光強(qiáng)就如同是0階繞射光一般，可得到最大的光強(qiáng)。利用此原理，首先假設(shè)θ＝θm，找出θm即可得到繞射光41光強(qiáng)集中的角度。從幾何光學(xué)中可知，以N’為光柵42斜面的法線，可得θi-θb＝θm+θb(式1)另外，從繞射原理中，滿足方程式mλ＝a(sinθi+sinθm)(式2)其中m代表繞射階數(shù)，λ為入射光43波長(zhǎng)，a為單一光柵42的寬度。利用(式1)及(式2)式即可找到光強(qiáng)集中在m階的角度，再經(jīng)整理可得mλ＝a[sinθi+sin(2θb-θi)](式3)(式3)式即為閃耀式光柵的方程式。因此，在設(shè)計(jì)閃耀式光柵時(shí)，某階主繞射角度可經(jīng)由閃耀角及單一光柵寬度與入射角度決定，以得到繞射光強(qiáng)能集中在某特定主繞射角的特性。
利用上述理論(a)閃耀式光柵的優(yōu)點(diǎn)并配合理論(b)繞射式光學(xué)開關(guān)功能的特性及理論(a)微鏡面元件的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)一種具開關(guān)功能的閃耀式光柵，如圖5所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中一種應(yīng)用單扭力桿件的微光柵結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。其中微光柵結(jié)構(gòu)主要由硅基底板51、扭力桿52及懸浮的光柵鏡面53所構(gòu)成。當(dāng)施加電壓時(shí)，光柵鏡面53經(jīng)由扭力桿52的扭轉(zhuǎn)達(dá)到鏡面傾斜一角度，此角度發(fā)生時(shí)即可產(chǎn)生光學(xué)繞射效果。
然而此種現(xiàn)有的閃耀式光柵結(jié)構(gòu)的光柵鏡面53是純粹依靠單一扭力桿52的設(shè)計(jì)致動(dòng)，受到制程及材料特性因素，具有下列缺點(diǎn)(1)當(dāng)靜電力致動(dòng)整批光柵鏡面53使其一致性地扭轉(zhuǎn)上，仍具有同步性不夠穩(wěn)定的缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響光學(xué)繞射效果；(2)在靜電力消失后，整批光柵鏡面53的回復(fù)亦會(huì)因致動(dòng)上的微小誤差造成光學(xué)反射效果不良，降低此種光柵結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用上的功能及穩(wěn)定性。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的為提出一種微光柵結(jié)構(gòu)，其是以以雙扭力桿件加以致動(dòng)，以不但改善現(xiàn)有技術(shù)中因使用單扭力桿件加以致動(dòng)的微光柵產(chǎn)生的致動(dòng)穩(wěn)定性不佳及同步性不良的問(wèn)題，而且實(shí)現(xiàn)光柵鏡面于作動(dòng)時(shí)的一致性，從而增進(jìn)光學(xué)反射及繞射的效果。
本發(fā)明的主要構(gòu)想為提出一種微光柵結(jié)構(gòu)，其包含一基板；一第一支撐部及一第二支撐部；一第一結(jié)構(gòu)柱及一第二結(jié)構(gòu)柱，其是位于該第一支撐部及該第二支撐部之間，且位于該基板上；以及一光柵，位于該第一及第二結(jié)構(gòu)柱之間，且具有一第一、第二、第三及第四扭力桿，其中該第一及第二扭力桿是分別與該第一及第二支撐部相連，該第三及第四扭力桿是分別與該第一及第二結(jié)構(gòu)柱相連，且該光柵藉由一靜電力令該第一、第二、第三及第四扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，使得該光柵相對(duì)于該基板傾斜一角度。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該基板是為一半導(dǎo)體基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該半導(dǎo)體基板是為一硅基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一及第二支撐部、該光柵、該第一、第二、第三及第四扭力桿以及該第一及第二結(jié)構(gòu)柱是由低應(yīng)力氮化硅所構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一及第二支撐部、該光柵以及該第一、第二、第三及第四扭力桿上還包含一導(dǎo)電層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該導(dǎo)電層是由金所構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中低應(yīng)力氮化硅與該導(dǎo)電層間還包含一黏著層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該黏著層是由鉻或鈦或鈦鎢合金所構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該靜電力是由該導(dǎo)電層與硅基板間，藉由外部電源電連接所產(chǎn)生。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該光柵傾斜時(shí)，光線于該光柵上的該導(dǎo)電層產(chǎn)生繞射。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一、第二支撐部及該光柵與該基板間具有一鏤空空間。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一及第二扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，具有相同的扭轉(zhuǎn)形變。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第三及第四扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，具有相同的扭轉(zhuǎn)形變。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該角度為0～1度。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該靜電力消失后，該第一、第二、第三及第四扭力桿因形變恢復(fù)力使該光柵回復(fù)原位時(shí)，光線于該光柵上的該導(dǎo)電層產(chǎn)生反射。
本發(fā)明的另一構(gòu)想為提出一種微光柵結(jié)構(gòu)，其包含一基板；一第一支撐部及一第二支撐部；多對(duì)結(jié)構(gòu)柱，每對(duì)結(jié)構(gòu)柱包含一第一結(jié)構(gòu)柱及一第二結(jié)構(gòu)柱，其中該第一結(jié)構(gòu)柱及第二結(jié)構(gòu)柱是位于該第一支撐部及該第二支撐部之間，且位于該基板上；以及多個(gè)光柵，其是分別位于每對(duì)結(jié)構(gòu)柱的該第一結(jié)構(gòu)柱及第二結(jié)構(gòu)柱之間，且每個(gè)光柵彼此以一間隙相鄰，其中每個(gè)光柵還包含一第一、第二、第三及第四扭力桿，且該第一及第二扭力桿是分別與該第一及第二支撐部相連，該第三及第四扭力桿是分別與每對(duì)結(jié)構(gòu)柱的該第一及第二結(jié)構(gòu)柱相連，且每個(gè)光柵藉由一靜電力令該第一、第二、第三及第四扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，使得每個(gè)光柵相對(duì)于該基板傾斜一角度。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該基板是為一半導(dǎo)體基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該半導(dǎo)體基板是為一硅基板。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該間隙為小于2um。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一及第二支撐部、該多個(gè)光柵、每個(gè)光柵的該第一、第二、第三及第四扭力桿以及該多對(duì)結(jié)構(gòu)柱是由低應(yīng)力氮化硅所構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一及第二支撐部、該多個(gè)光柵以及每個(gè)光柵的該第一、第二、第三及第四扭力桿上還包含一導(dǎo)電層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該導(dǎo)電層是由金所構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中低應(yīng)力氮化硅與該導(dǎo)電層間還包含一黏著層。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該黏著層是由鉻或鈦或鈦鎢合金所構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該靜電力是由該導(dǎo)電層與硅基板間，藉由外部電源電連接所產(chǎn)生。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該多個(gè)光柵傾斜時(shí)，光線于該多個(gè)光柵上的該導(dǎo)電層產(chǎn)生繞射。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該第一、第二支撐部及該多個(gè)光柵與該基板間具有一鏤空空間。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該多個(gè)光柵的該第一及第二扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，具有相同的扭轉(zhuǎn)形變。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該多個(gè)光柵的該第三及第四扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，具有相同的扭轉(zhuǎn)形變。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該角度為0～1度。
根據(jù)上述構(gòu)想，其中該靜電力消失后，該多個(gè)光柵的該第一、第二、第三及第四扭力桿因形變恢復(fù)力使每個(gè)光柵回復(fù)原位時(shí)，光線于每個(gè)光柵上的該導(dǎo)電層產(chǎn)生反射。
本發(fā)明得藉由下列附圖及實(shí)施例的說(shuō)明，可獲得一更深入的了解(4)


圖1是數(shù)字微鏡面元件的作動(dòng)示意圖；圖2是繞射式光學(xué)開關(guān)元件的側(cè)視圖；圖3是繞射式光學(xué)開關(guān)元件應(yīng)用于顯示器的示意圖4是閃耀式光柵繞射原理的示意圖；圖5是現(xiàn)有的應(yīng)用單扭力桿件的微光柵結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖6是本發(fā)明所述微光柵結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例的俯視圖；圖7是本發(fā)明所述微光柵結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例的基板鏤空?qǐng)D；圖8(a)是本發(fā)明所述微光柵結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例于未致動(dòng)時(shí)的光反射示意圖；圖8(b)是本發(fā)明所述微光柵結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例于致動(dòng)后的單一光柵俯視圖；圖8(c)是本發(fā)明所述微光柵結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例于致動(dòng)后的光繞射示意圖；以及圖9是本發(fā)明所述微光柵結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例于致動(dòng)時(shí)的扭轉(zhuǎn)力矩示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖6，其為本發(fā)明所述一種微光柵結(jié)構(gòu)的一種較佳實(shí)施樣態(tài)的俯視圖。該微光柵結(jié)構(gòu)是由一半導(dǎo)體基板61、多對(duì)結(jié)構(gòu)柱(其中每對(duì)結(jié)構(gòu)柱是由第一結(jié)構(gòu)柱62及第二結(jié)構(gòu)柱63所組成)、多個(gè)光柵64、多個(gè)間隙65、一第一支撐部66及一第二支撐部67所構(gòu)成，其中該光柵64還具有一第一扭力桿641、一第二扭力桿642、一第三扭力桿643及一第四扭力桿644。該微光柵結(jié)構(gòu)是由硅當(dāng)作該半導(dǎo)體基板61的制作材料，并在每對(duì)結(jié)構(gòu)柱的第一結(jié)構(gòu)柱62及第二結(jié)構(gòu)柱63之間設(shè)有多個(gè)光柵64，其中每個(gè)光柵64是以小于2um寬之間隙65彼此相鄰，且每個(gè)光柵64是以該第一扭力桿641及該第二扭力桿642與該第一支撐部66及該第二支撐部67相連，再以該第三扭力桿643及該第四扭力桿644與該第一結(jié)構(gòu)柱62及該第二結(jié)構(gòu)柱63相連。
請(qǐng)參閱圖7，其為圖6去除半導(dǎo)體基板61的后的鏤空?qǐng)D。其中該第一支撐部66、該第二支撐部67以及光柵64是與該半導(dǎo)體基板61間具有一鏤空空間71，而僅以每對(duì)結(jié)構(gòu)柱的第一結(jié)構(gòu)柱及第二結(jié)構(gòu)柱為與基板61間的接觸點(diǎn)，使得第一支撐部66、第二支撐部67以及光柵64類似懸浮于半導(dǎo)體基板61上。另外，第一支撐部66、第二支撐部67、光柵64、第一扭力桿641、一第二扭力桿642、一第三扭力桿643、一第四扭力桿644、第一結(jié)構(gòu)柱62及第二結(jié)構(gòu)柱63，在制作時(shí)皆是以低應(yīng)力氮化硅為材料，并于低應(yīng)力氮化硅上方蒸鍍或?yàn)R鍍鉻或鈦或鈦鎢合金作為黏著層后，再于鉻層上方蒸鍍或?yàn)R鍍金作為光柵結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層及反光層。
請(qǐng)參閱圖8(a)，其為本發(fā)明所述微光柵結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施樣態(tài)于未致動(dòng)時(shí)的光反射示意圖。圖中的微光柵結(jié)構(gòu)于未以靜電致動(dòng)時(shí)，光柵81皆是與半導(dǎo)體基板82平行，此時(shí)入射光891于光柵81上的導(dǎo)電及反光層811發(fā)生反射而產(chǎn)生一反射光892。
請(qǐng)參閱圖8(b)及圖8(c)所示，其是分別為本發(fā)明所述微光柵結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施樣態(tài)于致動(dòng)后的單一光柵俯視圖及光繞射示意圖，但圖8(b)中僅以單一光柵的致動(dòng)作表示及陳述，多個(gè)光柵所構(gòu)成的微光柵結(jié)構(gòu)的致動(dòng)與單一光柵相同。圖8(b)中所述的微光柵結(jié)構(gòu)是由一光柵81、一第一扭力桿82、一第二扭力桿83、一第三扭力桿84、一第四扭力桿85、一第一結(jié)構(gòu)柱86及一第二結(jié)構(gòu)柱87所構(gòu)成，其中該光柵81上還具有一導(dǎo)電及反光層811。當(dāng)微光柵結(jié)構(gòu)以靜電施力使該光柵81上的該導(dǎo)電及反光層811致動(dòng)時(shí)，該第一扭力桿82、該第二扭力桿83、該第三扭力桿84以及該第四扭力桿85便以一相同的扭轉(zhuǎn)形變產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，使得該光柵81以該第一結(jié)構(gòu)柱86及該第二結(jié)構(gòu)柱87為支點(diǎn)，相對(duì)于該絕緣基板88傾斜0~1度的角度。此時(shí)入射光891則可如圖8(c)所示于該光柵81的該導(dǎo)電及反光層811上發(fā)生繞射而產(chǎn)生繞射光893。
請(qǐng)參閱圖9，其為本發(fā)明所述微光柵結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例于致動(dòng)時(shí)的扭轉(zhuǎn)力矩示意圖，其中當(dāng)靜電所產(chǎn)生的靜電力矩91消失時(shí)，光柵92便會(huì)因四根扭力桿的形變恢復(fù)力產(chǎn)生的形變恢復(fù)力矩93回復(fù)原來(lái)平行基板94的位置，此時(shí)光線亦如前所述產(chǎn)生反射。
綜上敘述，可知本發(fā)明的微光柵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于雙扭力桿件的設(shè)計(jì)，經(jīng)電壓致動(dòng)后可以一比現(xiàn)有的應(yīng)用單扭力桿件的光柵結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定的光柵轉(zhuǎn)動(dòng)方式，呈現(xiàn)出閃耀式光柵的外觀，而在電壓消失后亦因雙扭力桿件而具有較佳且更為同步的光柵回復(fù)動(dòng)作，形成一穩(wěn)定且具有開關(guān)功能的繞射式光學(xué)元件。
權(quán)利要求
1.一種微光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含一基板；一第一支撐部及一第二支撐部；一第一結(jié)構(gòu)柱及一第二結(jié)構(gòu)柱，其是位于該第一支撐部及該第二支撐部之間，且位于該基板上；以及一光柵，位于該第一及第二結(jié)構(gòu)柱之間，且具有一第一、第二、第三及第四扭力桿，其中該第一及第二扭力桿是分別與該第一及第二支撐部相連，該第三及第四扭力桿是分別與該第一及第二結(jié)構(gòu)柱相連，且該光柵藉由一靜電力令該第一、第二、第三及第四扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，使得該光柵相對(duì)于該基板傾斜一角度。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于該基板是為一半導(dǎo)體基板；及/或該半導(dǎo)體基板是為一硅基板。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一及第二支撐部、該光柵、該第一、第二、第三及第四扭力桿以及該第一及第二結(jié)構(gòu)柱是由低應(yīng)力氮化硅所構(gòu)成；該第一及第二支撐部、該光柵以及該第一、第二、第三及第四扭力桿上還包含一導(dǎo)電及反光層；該導(dǎo)電層是由金所構(gòu)成；低應(yīng)力氮化硅與該導(dǎo)電層間還包含一黏著層；該黏著層是由鉻或鈦或鈦鎢合金所構(gòu)成；該靜電力是由該導(dǎo)電層與硅基板間，藉由外部電源電連接所產(chǎn)生；及/或該光柵傾斜時(shí)，光線于該光柵上的該導(dǎo)電反光層產(chǎn)生繞射。
4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一、第二支撐部及該光柵與該基板間具有一鏤空空間。
5.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一及第二扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，具有相同的扭轉(zhuǎn)形變；及/或該第三及第四扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，具有相同的扭轉(zhuǎn)形變。
6.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于該角度為0～1度；及/或該靜電力消失后，該第一、第二、第三及第四扭力桿因形變恢復(fù)力使該光柵回復(fù)原位時(shí)，光線于該光柵上的該導(dǎo)電反光層產(chǎn)生反射。
7.一種微光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含一基板；一第一支撐部及一第二支撐部；多對(duì)結(jié)構(gòu)柱，每對(duì)結(jié)構(gòu)柱包含一第一結(jié)構(gòu)柱及一第二結(jié)構(gòu)柱，其中該第一結(jié)構(gòu)柱及第二結(jié)構(gòu)柱是位于該第一支撐部及該第二支撐部之間，且位于該基板上；以及多個(gè)光柵，其是分別位于每對(duì)結(jié)構(gòu)柱的該第一結(jié)構(gòu)柱及第二結(jié)構(gòu)柱之間，且每個(gè)光柵彼此以一間隙相鄰，其中每個(gè)光柵還包含一第一、第二、第三及第四扭力桿，且該第一及第二扭力桿是分別與該第一及第二支撐部相連，該第三及第四扭力桿是分別與每對(duì)結(jié)構(gòu)柱的該第一及第二結(jié)構(gòu)柱相連，且每個(gè)光柵藉由一靜電力令該第一、第二、第三及第四扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，使得每個(gè)光柵相對(duì)于該基板傾斜一角度。
8.如權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于該間隙為小于2um；該第一及第二支撐部、該多個(gè)光柵、每個(gè)光柵的該第一、第二、第三及第四扭力桿以及該多對(duì)結(jié)構(gòu)柱是由低應(yīng)力氮化硅所構(gòu)成；及/或該第一及第二支撐部、該多個(gè)光柵以及每個(gè)光柵的該第一、第二、第三及第四扭力桿上還包含一導(dǎo)電及反光層。
9.如權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該多個(gè)光柵傾斜時(shí)，光線于該多個(gè)光柵上的該導(dǎo)電及反光層產(chǎn)生繞射。
10.如權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該多個(gè)光柵的該第三及第四扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，具有相同的扭轉(zhuǎn)形變。
全文摘要
本發(fā)明的主要構(gòu)想為提出一種微光柵結(jié)構(gòu)，其包含一基板；一第一支撐部及一第二支撐部；一第一結(jié)構(gòu)柱及一第二結(jié)構(gòu)柱，其是位于該第一支撐部及該第二支撐部之間，且位于該基板上；以及一光柵，位于該第一及第二結(jié)構(gòu)柱之間，且具有一第一、第二、第三及第四扭力桿，其中該第一及第二扭力桿是分別與該第一及第二支撐部相連，該第三及第四扭力桿是分別與該第一及第二結(jié)構(gòu)柱相連，且該光柵藉由一靜電力令該第一、第二、第三及第四扭力桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，使得該光柵相對(duì)于該基板傾斜一角度。
文檔編號(hào)G02B5/18GK1553229SQ0314067
公開日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月2日
發(fā)明者黃榮山, 郭耀輝 申請(qǐng)人:華新麗華股份有限公司