專利名稱：微鏡陣列裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及微機(jī)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，且更具體而言，涉及用于顯示系統(tǒng)中 的微鏡陣列裝置。
背景技術(shù)：
微鏡陣列是基于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的空間光調(diào)制器(SLM)的主要組件。SLM 是傳感器，其用于以對(duì)應(yīng)于光或電輸入的空間圖案來(lái)調(diào)制入射光束。典型的基于 MEMS的SLM由可單獨(dú)尋址的微鏡陣列組成。每一微鏡由附裝至可變形鉸鏈上的可 偏轉(zhuǎn)反射鏡板組成，所述可變形鉸鏈形成于襯底上以使得鏡板可在襯底上旋轉(zhuǎn)。通過(guò) 靜電力可使每一單獨(dú)的鏡板獨(dú)立偏轉(zhuǎn)。靜電力源自于在鏡板與電極之間形成的靜電場(chǎng)。 入射到微鏡上的入射光束的反射可由此得到控制，例如，通過(guò)改變施加至微鏡上的靜 電力來(lái)偏轉(zhuǎn)微鏡。基于MEMS的SLM已經(jīng)歷巨大發(fā)展，且己實(shí)施于許多應(yīng)用之中， 其中之一是用于數(shù)字顯示系統(tǒng)中。在顯示應(yīng)用中，每一微鏡與所顯示圖像的一像素相 關(guān)聯(lián)。為產(chǎn)生亮的像素，以使來(lái)自微鏡的反射光射至目標(biāo)上以便觀看的方式來(lái)設(shè)置與 該像素相關(guān)聯(lián)的微鏡的狀態(tài)。為產(chǎn)生暗的像素，調(diào)節(jié)微鏡的狀態(tài)以使來(lái)自該微鏡的反 射光遠(yuǎn)離顯示裝置投射。為了顯示黑白圖像，微鏡陣列由一束光來(lái)照明。通過(guò)根據(jù)所 需圖像的像素的亮度來(lái)調(diào)整微鏡的反射狀態(tài)，來(lái)自各個(gè)微鏡的所有反射光的聚合效果 便會(huì)產(chǎn)生所需圖像。還可使用具有脈寬調(diào)制和順序彩色顯示技術(shù)的微鏡陣列來(lái)顯示灰 階和彩色圖像，在本文中不再詳細(xì)論述這一點(diǎn)。己經(jīng)開(kāi)發(fā)出構(gòu)成SLM的微鏡陣列的各種變化形式。不論如何變化，微鏡都是用 于顯示系統(tǒng)的SLM的主要組件，且所顯示的圖像的質(zhì)量取決于該微鏡的完整性和功 能。因此，需要一種將簡(jiǎn)化所述產(chǎn)品及其制造的方法和裝置。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn)，并將部分地顯現(xiàn)于下文中，且通過(guò)本發(fā)明得到 實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明提供一種用于操作顯示系統(tǒng)中的空間光調(diào)制器的像素的方法和設(shè)備。在 隨附的獨(dú)立權(quán)利要求項(xiàng)的特征中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些目的。較佳實(shí)施例則在附屬權(quán)利要 求項(xiàng)中表征。


盡管隨附的權(quán)利要求書(shū)詳細(xì)闡述了本發(fā)明的特征，但根據(jù)下文的詳細(xì)說(shuō)明并結(jié)合 附圖可更好地了解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1圖解說(shuō)明一種可在其中實(shí)施本發(fā)明某些實(shí)施例的具有空間光調(diào)制器的實(shí)例性 顯示系統(tǒng)；圖2a圖解說(shuō)明圖1中所示實(shí)例性空間光調(diào)制器的一部分的透視圖；圖2b圖解說(shuō)明圖2a中所示另一空間光調(diào)制器的剖面圖；圖3圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的另一實(shí)例性空間光調(diào)制器的透視圖；圖4圖解說(shuō)明一種實(shí)例性微鏡；圖5圖解說(shuō)明另一實(shí)例性微鏡；及圖6a至6c圖解說(shuō)明在實(shí)例性制造過(guò)程期間圖2b所示微鏡的剖面圖。
具體實(shí)施方式
在本發(fā)明的微鏡陣列裝置中，為陣列中選定的微鏡提供支柱，然而，微鏡陣列的 所有可偏轉(zhuǎn)鏡板均由所提供的支柱支撐和保持，以使鏡板可在襯底上獨(dú)立地尋址及偏轉(zhuǎn)。出于這一目的，根據(jù)特定圖案將微鏡的鉸鏈互連。支柱分布于整個(gè)微鏡陣列上， 并將鉸鏈連接至襯底?？筛鶕?jù)鉸鏈的連接圖案、以及鉸鏈的機(jī)械性質(zhì)及/或鉸鏈接頭的 機(jī)械性質(zhì)來(lái)確定支柱的位置。因此，微鏡陣列中的一個(gè)或多個(gè)微鏡未設(shè)置有支柱。這 種微鏡的鏡板和鉸鏈由其他鉸鏈和支柱來(lái)保持。同時(shí)，在微鏡陣列中可存在具有最多 一個(gè)支柱直接連接到上面的微鏡。下文說(shuō)明將參考圖式，所述圖式是基于僅出于闡述目的而選定的實(shí)例，而不應(yīng)視 為對(duì)本發(fā)明的限制。其他不背離本發(fā)明精神的變化形式也可適用。本發(fā)明的微鏡陣列裝置具有各種應(yīng)用，其中之一是用在顯示系統(tǒng)中。圖l顯示采 用包括微鏡陣列的空間光調(diào)制器的實(shí)例性顯示系統(tǒng)。在其基本配置中，顯示系統(tǒng)100 包括光源102、光學(xué)裝置(例如光導(dǎo)管104、聚光透鏡108及投影透鏡112)、顯示目 標(biāo)114及空間光調(diào)制器110，空間光調(diào)制器110又進(jìn)一步包括多個(gè)微鏡裝置(例如微 鏡陣列)。光源102 (例如弧光燈)通過(guò)光積分器/光導(dǎo)管104、色輪106及聚光透鏡108 發(fā)出光線并照射到空間光調(diào)制器110上。盡管在該實(shí)例中將色輪定位于光導(dǎo)管之后， 但是色輪也可定位于光導(dǎo)管之前?？臻g光調(diào)制器110的微鏡由控制器選擇性地致動(dòng)(例 如，如2002年5月14日頒予的第6,388,661號(hào)美國(guó)專利所揭示，該專利以引用方式并 入本文中)，以將入射光線反射(當(dāng)處于其"開(kāi)"位置時(shí))到投影光學(xué)裝置112中，從 而在顯示目標(biāo)114 (屏幕、觀看者的眼睛、光敏材料等)上形成圖像。大體而言，經(jīng) 常使用更加復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，尤其是在用于彩色圖像的顯示應(yīng)用中。圖2a繪示一可用于圖1所示空間光調(diào)制器110的微鏡陣列的實(shí)例。出于簡(jiǎn)化目 的，僅顯示4x4個(gè)微鏡。通常，微鏡陣列可具有上百萬(wàn)個(gè)微鏡，尤其是在顯示系統(tǒng)中。 例如，微鏡陣列可具有1024x1768個(gè)、或1280x1024、或1600x1024個(gè)或甚至更多數(shù)
量的微鏡。微鏡陣列可構(gòu)造成具有25微米或以下、或10.16微米或以下、或4.38微米 10.16 微米的間距(相鄰微鏡之間的中心距)。相鄰微鏡之間的間隙約為0.5微米或以下、或 0.1微米 0.5微米。且微鏡的鏡板具有20微米 10微米的尺寸。在圖2a所示具體實(shí)例中，微鏡陣列形成于襯底201上，襯底201可以是透光性 襯底，例如玻璃或石英。每一微鏡包括鏡板(例如鏡板210)和鉸鏈(例如鉸鏈206)。 鏡板附裝至鉸鏈上，使得鏡板可相對(duì)于襯底旋轉(zhuǎn)。鉸鏈由襯底上的鉸鏈支撐件(例如 鉸鏈支撐件204)保持。陣列中的微鏡的鉸鏈支撐件沿微鏡陣列的方向互連。例如， 沿AA方向的微鏡210、 212、 214和216的鉸鏈支撐件互連一形成鉸鏈支撐條(例如 鉸鏈支撐條209)。如圖中所示的鉸鏈支撐條是沿AA方向，此為微鏡陣列的一條對(duì)角 線。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，微鏡陣列的鉸鏈支撐條可沿微鏡陣列平面中的任何所 需方向。例如，鉸鏈支撐條可沿邊緣、或沿與微鏡陣列的邊緣成一角度的方向。微鏡 陣列可具有多個(gè)鉸鏈支撐條，在俯視時(shí)，這些鉸鏈支撐條在平面圖中相互平行。或者，微鏡陣列可具有不相互平行的鉸鏈支撐條，這未在圖中示出。圖2b是沿圖2a所示AA方向截取的剖面圖。微鏡的鏡板附裝至由鉸鏈支撐件保 持的鉸鏈上。例如，鏡板210通過(guò)鉸鏈觸點(diǎn)207附裝到可變形鉸鏈上。鉸鏈由圖2a 中所示的鉸鏈結(jié)構(gòu)209保持。微鏡210、 212、 214和216的鉸鏈支撐件相互連接，形 成鉸鏈支撐條218。鉸鏈支撐條通過(guò)支柱202和203支撐、保持并連接到襯底201上。 支柱202和203分別連接到微鏡211鉸鏈結(jié)構(gòu)的一端及微鏡217的鉸鏈結(jié)構(gòu)的一端。 然而，微鏡212和214的鉸鏈結(jié)構(gòu)不直接連接到支柱上。也就是說(shuō)，微鏡212和214 的鏡板211和213通過(guò)鉸鏈和鉸鏈支撐件分別連接到襯底上，而鉸鏈支撐條和支柱是 連接到除微鏡212和214以外的微鏡(例如微鏡210和216)的鉸鏈支撐件。當(dāng)然， 也可應(yīng)用支柱的其他布置。具體而言，可根據(jù)鉸鏈支撐件的機(jī)械性質(zhì)為微鏡提供支柱。 例如，只需為具有剛性鉸鏈或鉸鏈支撐件的微鏡提供較少的支柱。如圖3中所示，在微鏡陣列中的微鏡的鉸鏈支撐件也可互連以形成鉸鏈支撐框架。 參照?qǐng)D3，微鏡的鉸鏈支撐件在BB和CC兩個(gè)方向上均互連一形成鉸鏈支撐框架。 BB和CC方向可以或可不相互垂直。BB和CC方向可以或可不平行于微鏡陣列的邊 緣。通過(guò)這一鉸鏈支撐框架，微鏡陣列的機(jī)械穩(wěn)定性和可靠性可肯定得到改良。盡管圖中未示出，但微鏡陣列中的微鏡的鉸鏈支撐件可互連成鉸鏈支撐條、或鉸 鏈支撐框架、或鉸鏈支撐網(wǎng)格、或這些結(jié)構(gòu)的組合。在一情況中的微鏡的鉸鏈支撐件 可獨(dú)立，不連接至其他鉸鏈支撐件。鉸鏈支撐條(框架和網(wǎng)格(如有))由襯底上的多個(gè)支柱支撐和保持。支柱定位 在襯底上的鉸鏈支撐條(框架或網(wǎng)格(如有))之間，并將鉸鏈支撐條(框架或網(wǎng)格(如 有))連接至襯底上。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，每一支柱連接到微鏡陣列中的一微鏡的 鉸鏈支撐件上。支柱可沿鏡板的軸線在一端或兩端定位，以支撐鉸鏈支撐件(即圖4 中所示鉸鏈支撐件304、或圖5中所示鉸鏈支撐件324)。然而，并不是微鏡陣列中的
微鏡的所有單獨(dú)的鉸鏈支撐結(jié)構(gòu)均直接連接在一個(gè)或兩個(gè)支柱上。例如，微鏡的鉸鏈 支撐件可僅有一個(gè)支柱將該鉸鏈支撐件連接到襯底上，且將該鉸鏈支撐件支撐在襯底 上，或者微鏡上可不形成支柱。在此情況下，鉸鏈和保持鉸鏈的鉸鏈支撐件均由鉸鏈 支撐條(及/或鉸鏈支撐框架)支撐，不帶支柱的鉸鏈支撐件連接到鉸鏈支撐條(及/ 或鉸鏈支撐框架)上。根據(jù)本發(fā)明，僅為微鏡陣列中的選定微鏡的鉸鏈支撐件提供支柱。具體而言，要 提供有支柱的微鏡可根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇。作為實(shí)例，所述標(biāo)準(zhǔn)可以是沿給定方 向(例如微鏡陣列的對(duì)角線或由微鏡的鉸鏈結(jié)構(gòu)的所配置界定的任何方向)為每特定 數(shù)量m個(gè)微鏡提供支柱；或?yàn)閺奈㈢R陣列中隨機(jī)選定的微鏡提供支柱；或根據(jù)鉸鏈支 撐件及/或鉸鏈條(或框架或網(wǎng)格(如有))的機(jī)械性質(zhì)來(lái)提供及分布支柱。作為實(shí)例，微鏡陣列可具有多個(gè)提供有至少兩個(gè)支柱的第一微鏡、及多個(gè)提供有 少于兩個(gè)支柱的第二微鏡，其中第一微鏡數(shù)量與第二微鏡數(shù)量之比為1:2或以下，例 如1:3、或1:4、或1:5。作為另一實(shí)例，具有至少兩個(gè)支柱的微鏡總數(shù)是微鏡陣列中 微鏡總數(shù)的約90%或以下，例如80%或以下、或70%或以下、或60%或以下、或50% 或以下、或甚至40%或以下。作為又一實(shí)例，沒(méi)有支柱的微鏡總數(shù)可以是微鏡陣列中 微鏡總數(shù)的約5%或以上、例如10%或以上、30%或以上、或50%或以上。或者，分 別具有至少一個(gè)支柱的微鏡數(shù)量是不帶支柱的微鏡總數(shù)的約90%或以下，例如80%或 以下、或70%或以下、或50%或以下、或459b或以下。在另一實(shí)例中，微鏡陣列包括一群組第一微鏡裝置，其中每一微鏡裝置包括可偏 轉(zhuǎn)鏡板、可變形鉸鏈及至少兩個(gè)支柱以用于將鏡板和鉸鏈保持在襯底上方； 一群組第 二微鏡裝置，其中每一微鏡裝置包括可偏轉(zhuǎn)鏡板、可變形鉸鏈及至多一個(gè)支柱以用于 將鏡板和鉸鏈保持在襯底上方；其中第一微鏡的數(shù)量與第二微鏡數(shù)量之比是1:2或以 下。第一微鏡的數(shù)量可以是微鏡陣列中的微鏡總數(shù)的70%或以下，例如50%或以下、 30%或以下。第二微鏡數(shù)量可以是微鏡陣列中的微鏡總數(shù)的50%或以上。該一群組第二微鏡可進(jìn)一步包括一子群組第三微鏡，其中每一微鏡不帶支柱；及一子群組第四微 鏡，其中每一微鏡具有單個(gè)支柱，其中所述群組中第三微鏡的數(shù)量是第二微鏡總數(shù)的10%或以下。所述群組中第三微鏡的數(shù)量可以是第二微鏡總數(shù)的5%或以下，例如1%或以下。所述群組中第四微鏡的數(shù)量可以是第二微鏡總數(shù)的95免或以上、85%或以上、75%或以上。在微鏡陣列中，支柱總數(shù)與鏡板總數(shù)n之比較佳為小于(n+"/n，例如小于在運(yùn)作中，照明光射向微鏡的鏡板，在此處調(diào)制照明度以(例如)產(chǎn)生所需圖像。 然而，照明光可由暴露于照明光中的支柱部分散射，而產(chǎn)生不需要的散射光。在顯示 應(yīng)用中，這些散射光會(huì)降低反差比，因此降低所顯示圖像的質(zhì)量。出于這一原因，將 支柱(支柱的至少暴露于照明光中的部分)涂覆光吸收材料。如圖2A和3中所示的那些微鏡陣列的微鏡可具有各種配置，其中之一如圖4中
所示。該特定實(shí)例顯示具有兩個(gè)支柱302，在支撐鉸鏈306的鉸鏈支撐件304的每一 端上各有一個(gè)。鉸鏈支撐件304在微鏡的鏡板的對(duì)角線上運(yùn)作。其在鏡板中心軸上方 的位置允許其非對(duì)稱旋轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)，其能夠在一個(gè)方向上比在另一方向上偏轉(zhuǎn)至更 大的角度。還可使用止動(dòng)機(jī)制的一些變化形式來(lái)控制鏡偏轉(zhuǎn)的角度，例如在該實(shí)例中 的尖端310。圖5繪示微鏡的又一實(shí)施例，其具有不同的形狀和結(jié)構(gòu)。與圖3a中所示 鏡板不同，該鏡板具有鋸齒狀邊緣。這些鋸齒狀邊緣的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其減少了光散射量。微鏡陣列的各微鏡均具有鏡板和附裝鏡板的鉸鏈，以使該鏡板可相對(duì)于襯底旋 轉(zhuǎn)?？上鄬?duì)于入射光而言將鉸鏈形成于鏡板下面。具體而言，鏡板可定位于鉸鏈與透 光性襯底之間。這一配置具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，因?yàn)殂q鏈位于鏡板下方，其不會(huì)暴露 在入射光中。因此，可避免來(lái)自鉸鏈的不需要的光散射。所顯示的圖像的質(zhì)量(例如 所顯示圖像的反差比)與具有暴露鉸鏈的微鏡相比可得到改良。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，鏡板附裝至鉸鏈上以使鏡板和鉸鏈位于平行于襯底的 不同平面中，并可操作以非對(duì)稱旋轉(zhuǎn)。具體而言，鏡板在一個(gè)方向上比在另一方向上 旋轉(zhuǎn)至更大的角度(例如當(dāng)在具有"開(kāi)"狀態(tài)和"關(guān)"狀態(tài)的二元狀態(tài)模式下工作時(shí) 的"開(kāi)"狀態(tài)角度更大)。出于這一目的，鏡板可附裝到鉸鏈上以使附裝點(diǎn)不在鏡板的 幾何中心上或其周?chē)．?dāng)從上面形成有微鏡的襯底的頂部俯視時(shí)，鏡板的旋轉(zhuǎn)軸可平 行于但偏離鏡板的對(duì)角線。當(dāng)然，其他其中鏡板對(duì)稱旋轉(zhuǎn)的配置也可適用。為了分別偏轉(zhuǎn)微鏡陣列的各微鏡，可提供電極和電路的陣列，使每一電極與一微 鏡相關(guān)聯(lián)。在工作中，在微鏡的鏡板與同各個(gè)微鏡相關(guān)聯(lián)的電極之間形成靜電場(chǎng)，以 使鏡板可響應(yīng)于源自所述靜電場(chǎng)的靜電力而偏轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，電極和電路可形 成于半導(dǎo)體襯底上，所述半導(dǎo)體襯底按規(guī)定的距離靠近上面形成有微鏡的所述襯底布置?；蛘撸㈢R陣列及電極和電路的陣列可形成于相同的襯底上，例如半導(dǎo)體襯底上。 下文將參考圖6a至圖6c來(lái)論述用于制造本發(fā)明的微鏡和微鏡陣列的示范性制作 過(guò)程。均頒予Reid的于2001年7月20日申請(qǐng)第09/910,537號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案及于 2001年6月22日申請(qǐng)的第60/300,533號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案包含可用于本發(fā)明的各種組 件的材料的一些實(shí)例。這些專利申請(qǐng)案也以引用方式并入本文中。實(shí)例性過(guò)程僅用于 示范目的，且不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明范疇的限制。具體而言，盡管并不僅限于此，但是實(shí) 例性微鏡形成在對(duì)可見(jiàn)光透明的玻璃襯底上，且電極和電路形成在單獨(dú)的襯底上，例 如硅晶圓上。然而，另一選擇為，微鏡和電極及電路可形成在相同的襯底上，此并不 超出本發(fā)明的范疇或不改變本發(fā)明的本質(zhì)。例如，微鏡襯底可形成在透光的轉(zhuǎn)移襯底 上。具體而言，微鏡板可形成在轉(zhuǎn)移襯底上，且然后微鏡襯底隨轉(zhuǎn)移襯底一同附裝到 另一襯底上，例如透光性襯底上，隨后移除轉(zhuǎn)移襯底并將微鏡襯底圖案化以形成微鏡。 圖6a圖解說(shuō)明圖2b中所示實(shí)例性微鏡陣列的剖面圖。微鏡陣列形成在對(duì)可見(jiàn)光 透明的襯底400上(例如，玻璃、1737F、 Eagle 2000、石英、Pyrex 、和藍(lán)寶石)。 第一犧牲層402沉積在襯底400上。根據(jù)犧牲材料的選擇及所選的蝕刻劑，第一犧牲 層402可以是任何適宜材料，例如非晶硅，或可替代地為聚合物或聚酰亞胺、或甚至
為多晶硅、氮化硅、二氧化硅及鎢。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一犧牲層是非晶硅，且較佳在300-350。C溫度下沉積。根據(jù)微鏡的大小和微鏡的所需傾斜角，第一犧牲層的 厚度范圍可以很寬廣，盡管較佳為500 A 50,000 A的厚度，較佳為接近25,000 A。 可使用任何適當(dāng)方法(例如LPCVD或PECVD)將第一犧牲層沉積在襯底上。作為本實(shí)施例的可選特征，可在襯底400的表面上沉積減反射膜。沉積減反射膜 以減少來(lái)自襯底表面的入射光的反射。當(dāng)然，可根據(jù)需要在玻璃襯底的兩個(gè)表面之一 上沉積其他光學(xué)增強(qiáng)膜。除光學(xué)增強(qiáng)膜之外， 一電極可形成在襯底400的表面上。電 極可在鏡板周?chē)纬蔀殡姌O網(wǎng)格或一系列電極段(例如電極條)?；蛘?，電極可形成為 在襯底400的表面上的電極膜，在這種情況下，電極膜對(duì)可見(jiàn)光是透明的。電極可用 來(lái)將鏡板驅(qū)動(dòng)到"開(kāi)"狀態(tài)或"關(guān)"狀態(tài)?；蛘?，在玻璃襯底的表面上及每一微鏡的 周?chē)蛳路娇沙练e光吸收網(wǎng)格。光吸收框架吸收到達(dá)襯底的入射光及/或來(lái)自微鏡邊緣 的散射光。通過(guò)防止光從襯底上意外反射，散射光的吸收提高了微鏡性能(例如反差 比)的品質(zhì)。在沉積第一犧牲層之后，形成微鏡的鏡板(例如鏡板404、 414、 416和418)，互 連鏡板的鉸鏈支撐件，例如在該實(shí)例中互連成鉸鏈支撐條形式或互連成框架形式。在 第一犧牲層上沉積鏡板并將其圖案化。因?yàn)槲㈢R指定用于反射在所關(guān)心光譜(例如可 見(jiàn)光光譜)中的入射光，較佳地，微鏡板層包括對(duì)入射光呈現(xiàn)出高反射率(較佳為90% 或更高)的一種或多種材料。根據(jù)所需的機(jī)械性質(zhì)(例如彈性模量)、微鏡的大小、所 需的"開(kāi)"狀態(tài)角和"關(guān)"狀態(tài)角、鏡板的電子性質(zhì)(例如導(dǎo)電性)和選擇用來(lái)形成 微鏡板的材料的性質(zhì)，微鏡板的厚度范圍可以很寬廣。根據(jù)本發(fā)明，鏡板的厚度較佳 為從500 A至50,0000 A，較佳為約2，500A。在本發(fā)明的給定實(shí)施例中，鏡板是多層 結(jié)構(gòu)，其包括具有較佳厚度約400人的SiOx層、具有較佳厚度約2，500 A的光反射鋁 層、具有較佳厚度約80A的鈦層、及200ATiNx層。除鋁之外，對(duì)可見(jiàn)光具有高反射 率的其他材料(如Ti、 AlSiCu和TiAl)也可用于光反射層。這些鏡板層可通過(guò)PVD 在溫度較佳為約150°C時(shí)沉積。在沉積之后，將鏡板404、 414、 416和418圖案化成所需形狀，例如圖3a或圖 3b中所繪示的形狀。通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)的光阻劑圖案化及隨后的蝕刻(使用例如CF4、 Cl2， 或根據(jù)微鏡板層的具體材料而使用其他適宜蝕刻劑)，可實(shí)現(xiàn)微鏡的圖案化。在將鏡板圖案化之后，將第二犧牲層412沉積在第一犧牲層402和鏡板404、 414、 416和418上。第二犧牲層可包括非晶硅、或另一選擇為可包括上文關(guān)于第一犧牲層 所述的各種材料中的一種或多種。第一和第二犧牲層無(wú)需相同，盡管在較佳實(shí)施例中 它們是相同的以使后續(xù)用于去除這些犧牲材料的蝕刻過(guò)程可簡(jiǎn)化。如同第一犧牲層一 樣，可使用任何適當(dāng)?shù)姆椒?例如LPCVD或PECVD)來(lái)沉積第二犧牲層。在本發(fā)明 的實(shí)施例中，第二犧牲層包括在約350。C下沉積的非晶硅。第二犧牲層的厚度可約為 12,000 A，但可根據(jù)微鏡板與鉸鏈之間的所需距離(在與微鏡板和襯底垂直的方向上) 而調(diào)節(jié)成任何合理的厚度，例如在2,000 A與20,000 A之間。較佳使鉸鏈和鏡板相隔 0.1至1.5微米、更佳為0.1至0.45微米、且尤佳為0.25至0.45微米的距離的間隙。 也可使用更大的間隙，例如0,5至1.5微米、或0.5至0.8微米、或0.8至1.25微米、 或1.25至1.5微米的間隙。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，微鏡板包括鋁，且犧牲層(例如，第一和第二犧牲層) 是非晶硅。然而，這種設(shè)計(jì)可因鋁和硅的擴(kuò)散而引起缺陷，尤其是在鏡板邊緣周?chē)?為解決這一問(wèn)題，在沉積第二犧牲硅層之前可在經(jīng)圖案化的微鏡板上沉積一保護(hù)層(未 示出)，以使鋁層可與硅犧牲層隔離。在清除犧牲材料之后，可以或可不清除該保護(hù)層。 如果沒(méi)有清除保護(hù)層，則在沉積在鏡板上之后，其將進(jìn)行圖案化。然后如圖中所示，使用標(biāo)準(zhǔn)的微影技術(shù)及隨后使用蝕刻對(duì)所沉積的第二犧牲層進(jìn) 行圖案化以形成兩個(gè)深通路區(qū)406和420 (用于支柱，例如圖2b中分別為支柱202和 203)和淺通路區(qū)410、 424、 426和428 (用于鉸鏈觸點(diǎn)，例如圖2b中所示鉸鏈觸點(diǎn) 207、 224、 226和228)。出于簡(jiǎn)明和示范目的，淺通路區(qū)可能看起來(lái)相對(duì)于鏡板居中； 然而，淺通路區(qū)應(yīng)根據(jù)微鏡的設(shè)計(jì)及其鉸鏈觸點(diǎn)的位置相對(duì)于鏡板定位。例如，根據(jù) 圖2b中所示微鏡陣列的實(shí)施例，淺通道區(qū)應(yīng)相對(duì)于鏡板中心不對(duì)稱分布并應(yīng)按照這種 方式形成。根據(jù)第二犧牲層的具體材料，可使用Cl2、 BC13、或其他適宜蝕刻劑來(lái)執(zhí)行 蝕刻步驟。從一深通路區(qū)至下一深通路區(qū)之間的距離取決于所界定的鉸鏈支撐條或圖 案的長(zhǎng)度。在所述給定實(shí)施例中，不應(yīng)在連接至鉸鏈支撐條的微鏡的兩相鄰鏡板之間 形成深通路區(qū)，因?yàn)樵趦上噜彽奈㈢R之間沒(méi)有提供支柱，僅在微鏡所連接到的鉸鏈支 撐條的每一端處有一個(gè)支柱。出于簡(jiǎn)明及示范目的，在圖4a中所示的該制造過(guò)程的截 面中僅顯示4個(gè)微鏡；然而，深通路區(qū)應(yīng)根據(jù)微鏡陣列的設(shè)計(jì)及提供用來(lái)支撐微鏡鉸 鏈支撐件的支柱的圖案來(lái)相對(duì)于微鏡及相對(duì)于彼此進(jìn)行定位。為形成淺通道區(qū)，可執(zhí) 行使用CF4或其他適宜蝕刻劑的蝕刻步驟。在該實(shí)施例中，淺通道區(qū)一其可為任何適 宜尺寸一在平行于鏡板和襯底的平面中的截面面積較佳約為2.2平方微米，且在該實(shí) 施例中，每一深通路的大小在平行于鏡板和襯底的平面中的截面面積為約1.0平方微 米。將第二犧牲層進(jìn)行圖案化之后，在經(jīng)圖案化的第二犧牲層上沉積鉸鏈支撐層408。 因?yàn)殂q鏈支撐件指定用于保持鉸鏈及微鏡板，所以需要鉸鏈支撐層包括具有大彈性模 量的材料。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，鉸鏈層408包括通過(guò)PVD沉積的厚度為400A (盡管其可包括TiNx，且可具有介于100A與2,000A之間的厚度)的TiNx層、及通 過(guò)PECVD沉積的厚度為3500 A(盡管SiNx層的厚度可介于2,000 A與10,000 A之間) 的SiNx層。當(dāng)然，可使用其他適宜材料和沉積方法(例如LPCVD或?yàn)R射法)。TiNx 層并不是本發(fā)明所必需的，但其在微鏡與鉸鏈之間提供導(dǎo)電接觸表面以減少由電荷所 感應(yīng)的靜態(tài)阻力。在沉積之后，鉸鏈支撐層408經(jīng)圖案化形成所需構(gòu)造，例如圖2a中所示鉸鏈支 撐條209的構(gòu)造，或圖3中所示鉸鏈支撐框架252的構(gòu)造或任何其他數(shù)量的可能構(gòu)造， 在本文中不一一列示。在將鉸鏈支撐層進(jìn)行圖案化時(shí)執(zhí)行一使用一種或多種適宜蝕刻
劑的蝕刻步驟。具體而言，可使用氯化學(xué)品或氟化學(xué)品對(duì)所述層進(jìn)行蝕刻，其中蝕刻 劑為全氟烴或氫氟烴或SF6，其受到激勵(lì)以通過(guò)化學(xué)和物理兩種方式對(duì)鉸鏈支撐層進(jìn)行選擇性蝕刻(例如，等離子體/RIE蝕刻，其使用CF4、 CHF3、 C3F8、 CH2F2、 C2F6、SFe等，更可能為上述蝕刻劑的組合，或使用額外的氣體(例如CF4/H2、 SF6/Cl2或使用不止一種蝕刻物質(zhì)的氣體，如CF2C12)，所有這些蝕刻劑均可能與一種或多種可選 惰性稀釋劑一同使用)。當(dāng)然，可以采用不同的蝕刻劑來(lái)蝕刻每一鉸鏈支撐層(例如氯 化學(xué)品用于金屬層，碳?xì)浠衔锘蚍蓟衔锘騍F6等離子體用于硅或硅化合物層， 等等)。參照?qǐng)D6b,在將鉸鏈支撐層進(jìn)行圖案化之后，接觸區(qū)(例如接觸區(qū)506)的底部 段被移除，且因此接觸區(qū)下面的微鏡板的一部分暴露給沉積在經(jīng)圖案化的鉸鏈支撐層 上的鉸鏈層504，以形成與外部電源的電接觸。在圖案化之后，接觸區(qū)506的側(cè)壁留 有鉸鏈支撐層的殘余物。側(cè)壁上的殘余物有助于增強(qiáng)鉸鏈的機(jī)械性質(zhì)和電性性質(zhì)。如 果選定的相鄰微鏡確實(shí)共享一個(gè)支柱， 一個(gè)微鏡的深通路區(qū)可與對(duì)應(yīng)于陣列中相鄰微 鏡的深通路區(qū)形成連續(xù)元件。在所述微鏡之間將僅需要形成一個(gè)深通路區(qū)。當(dāng)然，如 果沒(méi)有支柱，將不會(huì)形成深通路區(qū)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，鉸鏈層還用作微鏡板的電觸點(diǎn)。需要使鉸鏈層的材料具有 導(dǎo)電性。用于鉸鏈層的適宜材料的實(shí)例包括氮化硅、氧化硅、碳化硅、多晶硅、Al、 Ir、鈦、氮化鈦、氧化鈦、碳化鈦、CoSiNx、 TiSiNx、 TaSiNx、或其他三元及更高化合 物。當(dāng)選擇鈦用于鉸鏈層時(shí)，其可在100。C下沉積。或者，鉸鏈層可包括多層，例如 100 A厚的TiNx及400 A厚的SiNx。在沉積之后，接著使用蝕刻根據(jù)需要對(duì)鉸鏈層進(jìn)行圖案化。如同鉸鏈支撐層一樣， 可使用氯化學(xué)品或氟化學(xué)品對(duì)鉸鏈層進(jìn)行蝕刻，其中蝕刻劑為全氟烴或氫氟烴或SF6， 其受到激勵(lì)以通過(guò)化學(xué)和物理兩種方式對(duì)鉸鏈層進(jìn)行選擇性蝕刻(例如，等離子體/RIE 蝕刻，其使用CF4、 CHF3、 C3F8、 CH2F2、 C2F6、 SFe等，或更可能使用上述蝕刻劑的 組合或使用額外的氣體(例如CF4/H2、 SF6/C12或使用不止一種蝕刻物質(zhì)的氣體，如 CF2C12)，所有這些蝕刻劑均可能與一種或多種可選惰性稀釋劑一同使用)。當(dāng)然，可 以采用不同的蝕刻劑來(lái)蝕刻每一鉸鏈層(例如氯化學(xué)品用于金屬層，碳?xì)浠衔锘蚍?碳化合物或SF6等離子體用于硅或硅化合物層，等等)。在形成鉸鏈之后，通過(guò)移除第一及第二犧牲層的犧牲材料，使微鏡得到釋放。圖 6c顯示經(jīng)釋放的微鏡裝置的剖面圖。移除第一和第二犧牲層及隨后釋放微鏡裝置會(huì)允 許鏡板在受到電極如此驅(qū)動(dòng)時(shí)偏轉(zhuǎn)。為有效移除犧牲材料(例如非晶硅)，釋放蝕刻使用能夠?qū)奚牧线M(jìn)行自發(fā)性 化學(xué)蝕刻、較佳通過(guò)化學(xué)(而非物理)方式移除犧牲材料的各向同性蝕刻的蝕刻氣體。 于1999年10月26日申請(qǐng)的頒予Patel等人的第09/427,841號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案中及于 2000年8月28日申請(qǐng)的頒予Patel等人的第09/649,569號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案中揭示了用 于執(zhí)行這種化學(xué)蝕刻的這種化學(xué)蝕刻及設(shè)備，每一專利申請(qǐng)案的標(biāo)的物以引用方式并
入本文中。用于釋放蝕刻的較佳蝕刻劑是除視需要應(yīng)用溫度外未受到激勵(lì)的氣相氟化 物蝕刻劑。其實(shí)例包括HF氣體、惰性氣體鹵化物(例如二氟化氙)、及鹵間化合物(例 如IF5、 BrCl3、 BrF3、 1&和0 3)。釋放蝕刻可包括惰性氣體成分，例如N2、 Ar、 Xe、 He等。通過(guò)此種方式，移除剩余的犧牲材料，且釋放微機(jī)械結(jié)構(gòu)。在這一實(shí)施例的一 個(gè)方面中，在帶有稀釋劑(例如N2和He)的蝕刻室中提供XeF2。 XeF2的濃度較佳為 8托，盡管濃度可在從1托至30托或更高之間變化。較佳采用這種非等離子體蝕刻達(dá) 900秒，盡管根據(jù)溫度、蝕刻劑濃度、壓力、要移除的犧牲材料的量或其他因素而定， 該時(shí)間可在從60秒至5000秒之間變化。蝕刻速率可保持恒定為18 A/s/Torr，盡管蝕 刻速率可在從1 A/s/Torr至100 A/s/Torr之間變化?？稍谑覝叵聢?zhí)行釋放過(guò)程的每一步 驟。除了提及用于最終釋放中或中間蝕刻步驟中的上述蝕刻劑和蝕刻方法之外，還有 其他可自身或組合使用的蝕刻劑或蝕刻方法。其中的一些包括濕蝕刻劑，例如ACT、 KOH、 TMAH、 HF (液體)；氧等離子體、SCC02、或超臨界C02 (在第10/167,272 號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案中說(shuō)明了使用超臨界C02作為蝕刻劑，所述美國(guó)專利申請(qǐng)案以引用 方式并入本文中)。然而，與通過(guò)其他蝕刻方法來(lái)移除其他犧牲材料(例如有機(jī)材料) 的效率相比而言，自發(fā)性氣相化學(xué)蝕刻劑更佳，因?yàn)樵谙噜忕R板之間的小間隙中及層 之間的橫向間隙中可更有效地移除犧牲材料，例如非晶硅材料。盡管并非在本發(fā)明的 所有實(shí)施例中均要求使用所述蝕刻方法，但使用這種自發(fā)性氣相化學(xué)蝕刻劑可更容易 地制作具有極小間隙、小間距、及在鉸鏈與鏡板之間具有小距離的微鏡陣列。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，本文已說(shuō)明一種新的微鏡陣列裝置。然而，考 慮到可應(yīng)用本發(fā)明原理的許多可能的實(shí)施例，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本文根據(jù)圖式所闡述的實(shí)施 例僅意欲作為例示性實(shí)施例，且不應(yīng)視為是對(duì)本發(fā)明的范疇的限制。例如，所屬技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所示實(shí)施例可在不背離本發(fā)明的精神的情況下在結(jié)構(gòu)和細(xì) 節(jié)方面進(jìn)行修改。具體而言，可在由封裝襯底和覆蓋襯底形成的空間中填充其他保護(hù) 性材料，例如惰性氣體。因此，本文所述的發(fā)明涵蓋可歸屬于上文權(quán)利要求書(shū)及其等 價(jià)內(nèi)容的范圍內(nèi)的此等實(shí)施例。在權(quán)利要求書(shū)中，根據(jù)35 U.S.C. §112第六段，只有 由用語(yǔ)"用于...的手段"所表示的元件打算被視為手段加功能的權(quán)利要求項(xiàng)。
權(quán)利要求
1. 一種投影系統(tǒng)，其包括照明系統(tǒng)，其提供要入射到空間光調(diào)制器上的光束；所述空間光調(diào)制器，其包括微鏡陣列，每一微鏡定位在一個(gè)像素位置處，其進(jìn)一步包括在第一像素位置處的第一微鏡，其包括可偏轉(zhuǎn)反射鏡板，其附裝至可變形鉸鏈，所述可變形鉸鏈在所述第一像素位置處由支柱支撐在襯底上；及在第二像素位置處的第二微鏡，其包括可偏轉(zhuǎn)反射鏡板，其附裝至可變形鉸鏈，所述可變形鉸鏈在所述第二像素位置處不由支柱支撐于所述襯底上；及光學(xué)元件，其用于將光引導(dǎo)至或引導(dǎo)出所述空間光調(diào)制器。
2、 如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括顯示目標(biāo)。
3、 如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其包括用于將所述光束引導(dǎo)至.所述空間光調(diào)制器的第一光學(xué)元件；還包括用于將所述光束自所述空間光調(diào)制器投影到目標(biāo)上的第二光學(xué)元件。
4、 如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其具有1024x768或更高的分辨率。
5、 如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中為多個(gè)第一微鏡提供至少兩個(gè)支柱且為 多個(gè)第二微鏡提供少于兩個(gè)支柱，其中第一微鏡的數(shù)量與微鏡總數(shù)之比是1:2或以下。
6、 如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中為多個(gè)第三微鏡提供至少一個(gè)支柱且不 為多個(gè)第四微鏡提供支柱，其中第一微鏡的數(shù)量與微鏡總數(shù)之比是1:3或以下。
7、 如權(quán)利要求6所述的投影系統(tǒng)，其中所述比率是1:4或以下。
8、 如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述可變形鉸鏈包括TiNx或TiSixNy。
9、 如權(quán)利要求8所述的投影系統(tǒng)，其中所述可變形鉸鏈包括SiNx。
10、 如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述鉸鏈?zhǔn)嵌鄬咏Y(jié)構(gòu)。
11、 如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其中所述鏡板是多層結(jié)構(gòu)，其包括導(dǎo)電層。
12、 如權(quán)利要求11所述的投影系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)電層是鋁。
13、 如權(quán)利要求11所述的投影系統(tǒng)，其中所述鏡板進(jìn)一步包括包含SiOx的陶瓷層。
14、 如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述照明系統(tǒng)包括 光源；光導(dǎo)管；及濾色鏡。
15、 如權(quán)利要求14所述的顯示系統(tǒng)，其中所述光導(dǎo)管定位在所述光源與所述濾色鏡之間。
16、 如權(quán)利要求14所述的顯示系統(tǒng)，其中所述濾色鏡定位在所述光源與所述光 導(dǎo)管之間。
17、 如權(quán)利要求14所述的顯示系統(tǒng)，所述濾色鏡是具有原色的色輪。
18、 如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述微鏡陣列的每一微鏡具有用以保持 所述微鏡的所述鉸鏈的鉸鏈支撐件。
19、 如權(quán)利要求18所述的顯示系統(tǒng)，其中所述鏡板及所述鉸鏈處于平行于所述 襯底的單獨(dú)的平面中。
20、 如權(quán)利要求18所述的顯示系統(tǒng)，其中所述鉸鏈及所述鏡板處于平行于所述 襯底的同一平面中。
21、 如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述鏡板定位在所述鉸鏈與所述微鏡的 襯底之間。
22、 如權(quán)利要求18所述的顯示系統(tǒng)，其中所述微鏡陣列中的一組所述鉸鏈支撐 件互連到一起而形成鉸鏈支撐條。
23、 如權(quán)利要求18所述的顯示系統(tǒng)，其中所述微鏡陣列中一組的所述鉸鏈支撐 件互連到一起而形成鉸鏈支撐框架。
24、 如權(quán)利要求18所述的顯示系統(tǒng)，其中所述微鏡陣列中一組的所述鉸鏈支撐 件互連到一起而形成鉸鏈支撐網(wǎng)格。
25、 如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述鏡板及/或鉸鏈由自硅襯底圖案化而 成的單晶硅制成。
26、 如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一鏡板的支柱上面包括光吸收層， 以用于吸收來(lái)自所述照明系統(tǒng)的入射到其上面的光。
27、 如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一鏡板由所述支柱保持于可透射 可見(jiàn)光的襯底上。
28、 如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述第一鏡板由所述支柱保持于不透明 的襯底上。
29、 如權(quán)利要求28所述的顯示系統(tǒng)，其中所述不透明襯底是硅襯底。
30、 如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述支柱包括上面涂覆有用于降低光散 射的光吸收材料的部分。
31、 一種投影系統(tǒng)，其包括 照明系統(tǒng)，其用于為所述系統(tǒng)提供光束； 空間光調(diào)制器，其包括微鏡陣列，其中的至少一者包括可偏轉(zhuǎn)反射鏡板，其附裝至由支柱直接支撐于襯底上的可變形鉸鏈上；及其中的至少另一者包括可偏轉(zhuǎn)反射鏡板，其附裝至不由支柱直接支撐于所述襯底上的可 變形鉸鏈上；光學(xué)元件，其用于將光引導(dǎo)至或引導(dǎo)出所述空間光調(diào)制器。
32、 一種投影系統(tǒng)，其包括 光源，其用于提供光至微鏡陣列上；微鏡陣列，其包括第一群組及第二群組，其中所述第一群組的微鏡每一者均具有 一微鏡板及毗鄰所述微鏡板以用于可偏轉(zhuǎn)地支撐所述微鏡板的兩個(gè)支柱，且其中所述 第二群組的微鏡中每一者均具有一微鏡板及毗鄰所述微鏡板以用于可偏轉(zhuǎn)地支撐所述 微鏡板的單個(gè)支柱。
33、 如權(quán)利要求32所述的投影系統(tǒng)，其中所述微鏡陣列包括第三群組，所述第 三群組中每一者均具有一微鏡板且毗鄰所述微鏡板沒(méi)有支柱，其中所述第三群組微鏡 連接至毗鄰的微鏡以用于支撐。
34、 一種顯示系統(tǒng)，其包括 照明系統(tǒng)；空間光調(diào)制器，其包括 襯底；在所述襯底上的反射性可偏轉(zhuǎn)鏡板陣列；鉸鏈及鉸鏈支撐件陣列，每一鉸鏈由所述鉸鏈支撐件保持并附裝至鏡板上， 以使所述鏡板可相對(duì)于所述襯底旋轉(zhuǎn)；及其中所述鉸鏈支撐件的第一鉸鏈支撐件連接有將所述第一鉸鏈支撐件連接 到所述襯底上的支柱，且其中所述鉸鏈支撐件的第二鉸鏈支撐件沒(méi)有直接將所 述第二鉸鏈支撐件連接至所述襯底的支柱；及 光學(xué)元件，其用于將光引導(dǎo)至或引導(dǎo)出所述空間光調(diào)制器。
35、 如權(quán)利要求34所述的顯示系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括顯示目標(biāo)。
36、 如權(quán)利要求34所述的顯示系統(tǒng)，其中每一支柱直接將所述鉸鏈支撐件陣列 中的一者連接至所述襯底，且其中所述鉸鏈支撐件陣列中的至少一者不直接連接至支 柱上；
37、 如權(quán)利要求34所述的顯示系統(tǒng)，其中連接有支柱的所述微鏡位于符合預(yù)定 圖案的所述微鏡陣列中。
38、 如權(quán)利要求36所述的顯示系統(tǒng)，其中所述預(yù)定圖案包括特定數(shù)量的其上 未連接有支柱的微鏡定位在均具有至少一個(gè)支柱沿特定方向直接連接至其上的兩個(gè)相 鄰微鏡之間。
39、 如權(quán)利要求38所述的顯示系統(tǒng)，其中所述特定數(shù)量是隨機(jī)的數(shù)量。
40、 如權(quán)利要求38所述的顯示系統(tǒng)，其中根據(jù)所述鉸鏈支撐件和鉸鏈的機(jī)械性 質(zhì)來(lái)確定所述特定數(shù)量。
41、 如權(quán)利要求34所述的顯示系統(tǒng)，其中所述照明系統(tǒng)包括光源；光導(dǎo)管；及 濾色鏡。
42. 如權(quán)利要求41所述的顯示系統(tǒng) 色鏡之間。
43. 如權(quán)利要求41所述的顯示系統(tǒng) 導(dǎo)管之間。
44. 如權(quán)利要求41所述的顯示系統(tǒng)，
45. 如權(quán)利要求34所述的顯示系統(tǒng) 述襯底的單獨(dú)平面中。
46. 如權(quán)利要求34所述的顯示系統(tǒng) 襯底的同一平面中。
47. 如權(quán)利要求34所述的顯示系統(tǒng) 底之間。
48. 如權(quán)利要求34所述的顯示系統(tǒng) 件互連在一起而形成鉸鏈支撐條。
49. 如權(quán)利要求34所述的顯示系統(tǒng) 撐件互連在一起而形成鉸鏈支撐框架。
50. 如權(quán)利要求34所述的顯示系統(tǒng) 撐件互連在一起而形成鉸鏈支撐網(wǎng)格。
51. 如權(quán)利要求34所述的投影系統(tǒng)，
52. 如權(quán)利要求34所述的投影系統(tǒng) 為多個(gè)第二微鏡提供少于兩個(gè)支柱，其中第一微鏡的數(shù)量與微鏡總數(shù)之比是1:2或以 下。
53. 如權(quán)利要求34所述的投影系統(tǒng)，其中為多個(gè)第三微鏡提供至少一個(gè)支柱且 不為多個(gè)第四微鏡提供支柱，其中第一微鏡的數(shù)量與微鏡總數(shù)之比是1:3或以下。
54. 如權(quán)利要求53所述的投影系統(tǒng)，其中所述比率是1:4或以下。
55. 如權(quán)利要求34所述的投影系統(tǒng)，其中所述鉸鏈包括TiNx。
56. 如權(quán)利要求34所述的投影系統(tǒng)，其中所述可變形鉸鏈包括SiNx。
57. 如權(quán)利要求34所述的投影系統(tǒng)，其中所述鉸鏈?zhǔn)嵌鄬咏Y(jié)構(gòu)。
58. 如權(quán)利要求57所述的投影系統(tǒng)，其中所述鏡板是多層結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)電層。
59. 如權(quán)利要求58所述的投影系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)電層是鋁。
60. 如權(quán)利要求58所述的投影系統(tǒng)，其中所述鏡板進(jìn)一步包括包含SiOx的陶瓷層。
61. 一種空間光調(diào)制器，其包括 襯底；，其中所述光導(dǎo)管定位于所述光源與所述濾，其中所述濾色鏡定位于所述光源與所述光其中所述濾色鏡是具有原色的色輪。 ，其中所述微鏡的鏡板及鉸鏈處于平行于所，其中所述鉸鏈及所述鏡板處于平行于所述，其中所述鏡板定位于所述微鏡的鉸鏈與襯，其中所述微鏡陣列中的一組所述鉸鏈支撐，其中所述微鏡陣列中的一組的所述鉸鏈支,其中所述微鏡陣列中的一組的所述鉸鏈支其具有1024x768或更高的分辨率。 ，其中為多個(gè)第一微鏡提供至少兩個(gè)支柱且在所述襯底上的反射性可偏轉(zhuǎn)鏡板陣列；包含一組鉸鏈支撐件的鉸鏈支撐框架，每一鉸鏈支撐件保持可變形鉸鏈，所述可變形鉸鏈附裝有所述鏡板陣列的鏡板；及多個(gè)支柱，其定位在所述鉸鏈框架與所述襯底之間，以將所述鉸鏈支撐件支撐于所述襯底上，從而使所述鏡板可在所述襯底上旋轉(zhuǎn)；其中至少一個(gè)鉸鏈支撐件直接連接到少于兩個(gè)支柱上。
62、 一種投影系統(tǒng)，其包括照明系統(tǒng)；及空間光調(diào)制器，其包括-一群組第一微鏡裝置，其中的每一者包括可偏轉(zhuǎn)反射鏡板、可變形鉸鏈、及 至少兩個(gè)支柱以用于將所述鏡板及鉸鏈保持在襯底上方；及一群組第二微鏡裝置，其中的每一者包括可偏轉(zhuǎn)鏡板、可變形鉸鏈、及最多 一個(gè)支柱以用于將所述鏡板及鉸鏈保持在襯底上方；其中所述第一微鏡與所述第二微鏡的數(shù)量之比是1:2或以下。
63、 如權(quán)利要求62所述的投影系統(tǒng)，其中所述第一微鏡的數(shù)量是所述微鏡陣列 中的微鏡總數(shù)的70%或以下。
64、 如權(quán)利要求63所述的投影系統(tǒng)，其中所述第一微鏡的數(shù)量是所述微鏡陣列 中的微鏡總數(shù)的50%或以下。
65、 如權(quán)利要求63所述的投影系統(tǒng)，其中所述第二微鏡的數(shù)量是所述微鏡陣列 中的微鏡總數(shù)的30%或以上。
66、 如權(quán)利要求63所述的投影系統(tǒng)，其中所述第二微鏡的數(shù)量是所述微鏡陣列 中的微鏡總數(shù)的50%或以上。
67、 如權(quán)利要求62所述的投影系統(tǒng)，其中所述群組第二微鏡進(jìn)一步包括其中 的每一者均不帶支柱的第三微鏡子群組，及其中的每一者均具有單個(gè)支柱的第四微鏡 子群組，其中所述第三微鏡的數(shù)量是所述群組中的所述第二微鏡總數(shù)的10%或以下。
68、 如權(quán)利要求67所述的投影系統(tǒng)，其中所述第三微鏡的數(shù)量是所述群組中第 二微鏡總數(shù)的5%或以下。
69、 如權(quán)利要求67所述的投影系統(tǒng)，其中所述第三微鏡的數(shù)量是所述群組中第 二微鏡總數(shù)的1免或以下。
70、 如權(quán)利要求67所述的投影系統(tǒng)，其中所述第四微鏡的數(shù)量是所述群組中第 二微鏡總數(shù)的95%或以上。
71、 如權(quán)利要求67所述的投影系統(tǒng)，其中所述第四微鏡的數(shù)量是所述群組中第 二微鏡總數(shù)的85%或以上。
72、 如權(quán)利要求67所述的投影系統(tǒng)，其中所述第四微鏡的數(shù)量是所述群組中第 二微鏡總數(shù)的75%或以上。
73、 一種用于制造空間光調(diào)制器的方法，其包括在襯底上沉積第一及第二犧牲層；在所述第一及第二犧牲層上形成鏡板陣列及用于所述鏡板的多個(gè)支柱，其中所述 多個(gè)支柱的數(shù)量與鏡板總數(shù)"之比小于(^+//& 形成用于每一鏡板的鉸鏈；及 移除所述第一及第二犧牲層以釋放所述鏡板。
74. 如權(quán)利要求73所述的方法，其中所述第一及第二犧牲層包括非晶硅；且其 中移除所述第一及第二犧牲層的所述步驟進(jìn)一步包括-用氣相蝕刻劑移除所述非晶硅。
75. 如權(quán)利要求74所述的方法，其中所述蝕刻劑是自發(fā)性氣相蝕刻劑。
76. 如權(quán)利要求75所述的方法，其中所述蝕刻劑是鹵間化合物。
77. 如權(quán)利要求75所述的方法，其中所述蝕刻劑是惰性氣體鹵化物。
78. 如權(quán)利要求75所述的方法，其中所述蝕刻劑是HF。
79. 如權(quán)利要求73所述的方法，其中所述比率小于^+7y2n。
全文摘要
本發(fā)明的空間光調(diào)制器包括微鏡陣列，其中的每一微鏡具有反射性可偏轉(zhuǎn)鏡板。提供一組支柱來(lái)用于將所述鏡板保持在襯底上，但并不是微鏡陣列的所有微鏡均具有支柱。
文檔編號(hào)G02B26/08GK101213481SQ200580041816
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2005年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者彼得·休魯克斯 申請(qǐng)人:德州儀器公司