RU2180158C2 - Thin-film matrix of controlled mirrors for optical projection system and its manufacturing process - Google Patents
Thin-film matrix of controlled mirrors for optical projection system and its manufacturing process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180158C2 RU2180158C2 RU99117916/09A RU99117916A RU2180158C2 RU 2180158 C2 RU2180158 C2 RU 2180158C2 RU 99117916/09 A RU99117916/09 A RU 99117916/09A RU 99117916 A RU99117916 A RU 99117916A RU 2180158 C2 RU2180158 C2 RU 2180158C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lower electrode
- layer
- active layer
- electrode
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к тонкопленочной матрице управляемых зеркал для оптической проекционной системы и способу ее изготовления и касается, в частности, тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы, имеющей приводы, которые наклоняются на заданный угол, и отражающие элементы для отражения падающего света, которые формируются отдельно от приводов, чтобы увеличить световую отдачу путем минимизации площади привода и максимизации площади отражающего элемента, благодаря чему повышается качество и контрастность проецируемого на экран изображения. Изобретение также касается способа изготовления этой матрицы. The present invention relates to a thin film matrix of controlled mirrors for an optical projection system and a method for its manufacture, and relates, in particular, to a thin film matrix of controlled mirrors for an optical projection system having drives that are tilted by a predetermined angle, and reflective elements for reflecting incident light that are formed separate from the drives to increase the light output by minimizing the area of the drive and maximizing the area of the reflecting element, thereby improving the quality and the contrast of the projected image on the screen. The invention also relates to a method of manufacturing this matrix.
Модуляторы света делятся на две группы в зависимости от их оптической системы. К первой относятся прямые модуляторы света, такие как электронно-лучевая трубка, а ко второй - модуляторы пропускаемого света, такие как жидкокристаллический дисплей. Электронно-лучевая трубка создает на экране изображения превосходного качества, но ее вес, объем и стоимость изготовления возрастают по мере увеличения размеров экрана. Жидкокристаллический дисплей имеет простую оптическую структуру, поэтому его вес и объем меньше, чем у электронно-лучевой трубки. Однако из-за поляризации света жидкокристаллический дисплей имеет плохую световую отдачу - ниже 1 - 2%. Существуют также некоторые проблемы, связанные с жидкокристаллическими материалами такого дисплея, например инерционность отклика и перегрев. Light modulators are divided into two groups depending on their optical system. The first includes direct modulators of light, such as a cathode ray tube, and the second includes modulators of transmitted light, such as a liquid crystal display. The cathode ray tube produces images of excellent quality on the screen, but its weight, volume and manufacturing cost increase as the size of the screen increases. The liquid crystal display has a simple optical structure, so its weight and volume are less than that of a cathode ray tube. However, due to the polarization of light, the liquid crystal display has poor light output - below 1 - 2%. There are also some problems associated with the liquid crystal materials of such a display, such as response inertia and overheating.
Для решения этих проблем были разработаны цифровые микрозеркальные дисплеи и матрицы управляемых зеркал. В настоящее время цифровые микрозеркальные дисплеи имеют световую отдачу приблизительно 5%, а матрицы управляемых зеркал - свыше 10%. Матрица управляемых зеркал увеличивает контрастность изображения на экране, так что оно становится лучше видимым и более ярким. Матрица управляемых зеркал не подвергается воздействию и не воздействует на поляризацию света и поэтому она более эффективна, чем жидкокристаллический дисплей или цифровой микрозеркальный дисплей. To solve these problems, digital micromirror displays and matrix-driven mirrors have been developed. Currently, digital micromirror displays have a luminous efficiency of approximately 5%, and the matrix of controlled mirrors - more than 10%. The matrix of controlled mirrors increases the contrast of the image on the screen, so that it becomes better visible and brighter. The matrix of controlled mirrors is not affected and does not affect the polarization of light, and therefore it is more efficient than a liquid crystal display or digital micromirror display.
На фиг. 1 показана принципиальная схема системы видеопроекции с обычной матрицей управляемых зеркал, которая описана в патенте США 5 126 836. Как показано на фиг.1, луч падающего света от источника 1 света проходит через первую щель 3 и первую линзу 5 и разделяется на красный, зеленый и синий лучи согласно системе цветового представления "красный-зеленый-синий" (RGB). После разделения красный, зеленый и синий лучи отражаются соответственно первым, вторым и третьим зеркалами 7, 9 и 11; отраженные лучи падают соответственно на приборы 13, 15 и 17 с матрицами управляемых зеркал, соответствующими зеркалам 7, 9 и 11. Приборы 13, 15 и 17 с матрицами управляемых зеркал наклоняют установленные в них зеркала так, что падающий свет отражается этими зеркалами. В этом случае зеркала, установленные в приборах 13, 15 и 17, наклоняются в соответствии с деформацией активных слоев, сформированных под зеркалами. Свет, отраженный приборами 13, 15 и 17 с матрицами управляемых зеркал, проходит через вторую линзу 19 и вторую щель 21 и посредством проекционной линзы 23 формирует изображение на экране (не показан). In FIG. 1 is a schematic diagram of a video projection system with a conventional matrix of controllable mirrors, which is described in US Pat. No. 5,126,836. As shown in FIG. 1, an incident light beam from a light source 1 passes through a first slit 3 and a first lens 5 and is divided into red, green and blue rays according to the red-green-blue (RGB) color representation system. After separation, red, green and blue rays are reflected by the first, second and third mirrors 7, 9 and 11, respectively; the reflected rays fall respectively on the devices 13, 15 and 17 with the matrices of controlled mirrors corresponding to the mirrors 7, 9 and 11. The devices 13, 15 and 17 with the matrices of controlled mirrors tilt the mirrors installed in them so that the incident light is reflected by these mirrors. In this case, the mirrors installed in the devices 13, 15 and 17 are tilted in accordance with the deformation of the active layers formed under the mirrors. The light reflected by devices 13, 15 and 17 with matrices of controlled mirrors passes through the second lens 19 and the second slit 21 and through the projection lens 23 forms an image on the screen (not shown).
В большинстве случаев в качестве материала активного слоя используется ZnO. Однако цирконат-титанат свинца (Р2Т: Pb (Zr, Ti) О3) имеет лучшие пьезоэлектрические свойства, чем ZnO. Цирконат-титанат свинца - это полностью твердый раствор цирконата свинца (PbZiО3) и титаната свинца (PbTiО3). Кубическая структура цирконат-титанат свинца существует в параэлектрической фазе при высокой температуре. Ромбическая структура цирконат-титанат свинца существует в антисегнетоэлектрической фазе, ромбоэдрическая структура цирконат-титанат свинца существует в сегнетоэлектрической фазе и тетрагональная структура цирконат-титанат свинца существует в сегнетоэлектрической фазе в соответствии с соотношением Zr и Ti в соединении при комнатной температуре. Морфотропная граница раздела фаз для тетрагональной фазы и ромбоэдрической фазы соответствует композиции, которая содержит Zr и Ti в соотношении 1:1. Цирконат-титанат свинца имеет максимальные диэлектрические свойства и максимальные пьезоэлектрические свойства в районе морфотропной границы раздела фаз. Морфотропная граница раздела фаз существует в широкой области, в которой сосуществуют тетрагональная фаза и ромбоэдрическая фаза, но отсутствует при определенном составе композиции. Исследователи расходятся во мнении относительно состава области сосуществования фаз цирконат-титаната свинца. Различные теории, такие как термодинамическая стабильность, флуктуации композиции и внутренние напряжения, были предложены в качестве причины для наличия области сосуществования фаз. В настоящее время тонкие пленки цирконат-титаната свинца изготавливаются при помощи различных технологических процессов, таких как нанесение покрытия методом центрифугирования, метод осаждения металлоорганической пленки из паровой фазы и метод распыления.In most cases, ZnO is used as the material of the active layer. However, lead zirconate titanate (P 2 T: Pb (Zr, Ti) O 3 ) has better piezoelectric properties than ZnO. Lead zirconate-titanate is a completely solid solution of lead zirconate (PbZiО 3 ) and lead titanate (PbTiО 3 ). The cubic structure of lead zirconate-titanate exists in the paraelectric phase at high temperature. The rhombic structure of lead zirconate-titanate exists in the antiferroelectric phase, the rhombohedral structure of lead zirconate-titanate exists in the ferroelectric phase and the tetragonal structure of lead zirconate-titanate exists in the ferroelectric phase in accordance with the ratio of Zr and Ti in the compound at room temperature. The morphotropic phase boundary for the tetragonal phase and the rhombohedral phase corresponds to a composition that contains Zr and Ti in a 1: 1 ratio. Lead zirconate titanate has maximum dielectric properties and maximum piezoelectric properties in the region of the morphotropic phase boundary. A morphotropic phase boundary exists in a wide region in which the tetragonal phase and the rhombohedral phase coexist, but are absent with a certain composition. Researchers disagree about the composition of the region of coexistence of lead zirconate titanate phases. Various theories, such as thermodynamic stability, compositional fluctuations, and internal stresses, have been proposed as reasons for the existence of a phase coexistence region. Currently, thin films of lead zirconate titanate are produced using various technological processes, such as centrifugal coating, vapor deposition of an organometallic film, and spraying.
Матрицы управляемых зеркал в общем делятся на матрицы управляемых зеркал объемного типа и матрицы управляемых зеркал тонкопленочного типа. Матрица управляемых зеркал объемного типа описана в патенте США 5 469 302. В матрице управляемых зеркал объемного типа после того, как керамическая пластина, которая состоит из вставленной в металлические электроды многослойной керамики, смонтирована на активной матрице, имеющей транзисторы, на керамической пластине посредством ее распиливания устанавливается зеркало. Однако матрица управляемых зеркал объемного типа имеет недостатки, заключающиеся в том, что она требует очень точного расчета и изготовления, а также отличается инерционностью отклика активного слоя. Поэтому была разработана тонкопленочная матрица управляемых зеркал, которая изготавливается с использованием полупроводниковой технологии. Matrices of controlled mirrors are generally divided into matrices of controlled mirrors of volume type and matrices of controlled mirrors of thin-film type. A matrix of volumetric controlled mirrors is described in US Pat. No. 5,469,302. In a matrix of volumetric controlled mirrors, after a ceramic plate, which consists of multilayer ceramics inserted into metal electrodes, is mounted on an active matrix having transistors on a ceramic plate by sawing it a mirror is installed. However, the matrix of volumetric controlled mirrors has drawbacks in that it requires a very accurate calculation and manufacture, and also differs in the inertia of the response of the active layer. Therefore, a thin-film matrix of controlled mirrors was developed, which is manufactured using semiconductor technology.
Тонкопленочная матрица управляемых зеркал описана в заявке на патент США 08/331 399 под названием "ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ МАТРИЦА УПРАВЛЯЕМЫХ ЗЕРКАЛ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ", права на которую принадлежат настоящему заявителю. A thin film controlled mirror array is described in US Patent Application 08/331 399, entitled “THICK FILM MATRIX OF CONTROLLED MIRRORS AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE”, the rights to which are owned by the present applicant.
На фиг. 2 показан поперечный разрез тонкопленочной матрицы управляемых зеркал. Как показано на фиг.2, тонкопленочная матрица управляемых зеркал содержит активную матрицу 30, приводы 50, сформированные на активной матрице 30, и зеркала 53, установленные на приводах 50. Активная матрица 30 имеет подложку 33, при этом М•N (М и N - целые числа) транзисторов (не показаны) размещены в подложке 33 и М•N (М и N - целые числа) соединительных выводов 35 соответственно сформированы на транзисторах. In FIG. 2 is a cross-sectional view of a thin film matrix of controllable mirrors. As shown in FIG. 2, the thin-film matrix of controllable mirrors contains an
Привод 50 содержит поддерживающий элемент 39, сформированный на активной матрице 30, которая включает в себя соединительный вывод 35; второй электрод 41, имеющий первую часть, которая своей нижней поверхностью прикреплена к поддерживающему элементу 39, и вторую часть, сформированную параллельно активной матрице 30; канал 37, сформированный в поддерживающем элементе 39 так, чтобы соединять соединительный вывод 35 со вторым электродом 41; активный слой 43, сформированный на втором электроде 41, и первый электрод 47, сформированный на активном слое 43. The
Зеркало 53 установлено на первом электроде 47, чтобы отражать свет, падающий от источника света (не показан). A
Ниже будет описан способ изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал. Фиг.3А-3С поясняет этапы изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал. На фиг.3А-3С одинаковые цифровые обозначения используются для тех же самых элементов, что и на фиг.2. Below will be described a method of manufacturing a thin film matrix of controlled mirrors. Figa-3C explains the steps of manufacturing a thin film matrix of controlled mirrors. On figa-3C the same numeric designations are used for the same elements as in figure 2.
Как показано на фиг.3А, сначала подготавливается активная матрица 30, содержащая подложку 33, в которой сформировано М•N транзисторов (не показаны) и М•N соединительных выводов 35, сформированных соответственно на этих транзисторах. Затем после того, как на активной матрице 30 будет сформирован временный слой 55, в этом слое 55 формируется топологический рисунок, чтобы открыть ту часть активной матрицы 30, где формируется соединительный вывод 35. Временный слой 55 может быть удален обработкой химикалиями или травлением. As shown in FIG. 3A, an
Как показано на фиг.3В, поддерживающий элемент 39 формируется на открытой части активной матрицы 30 методом распыления или химического осаждения из паровой фазы. Затем после того, как в поддерживающем элементе 39 будет сформировано отверстие, в этом элементе 39 формируется соединительная перемычка 37 путем заполнения отверстия электропроводным материалом, например вольфрамом (W). Соединительная перемычка 37 электрически соединяет соединительный вывод 35 со вторым электродом 41, формируемым вслед за этим. Второй электрод 41 формируется на поддерживающем элементе 39 и на временном слое 55 с использованием электропроводного материала, например золота (Аu) или серебра (Аg). Активный слой 43 формируется на втором электроде 41 с использованием пьезоэлектрического материала, например цирконат-титаната свинца (PZT). Первый электрод 47 формируется на активном слое 43 с использованием электропроводного материала, такого как золото (Аu) или серебро (Аg). As shown in FIG. 3B, a
Транзистор, установленный в активной матрице 30, преобразует сигнал изображения, который вызывается светом, падающим от источника света, в ток сигнала изображения. Ток сигнала изображения подается на второй электрод 41 через соединительный вывод 35 и соединительную перемычку 37. В то же самое время ток смещения от общей линии (не показана), сформированной на нижней стороне активной матрицы 30, подается на первый электрод 47 так, что между первым и вторым электродами 41 и 47 создается электрическое поле. Активный слой 43, сформированный между первым и вторым электродами 41 и 47, наклоняется при воздействии электрического поля. A transistor installed in the
Зеркало 53 сформировано на первом электроде 47. Зеркало отражает свет, падающий от источника света. A
Как показано на фиг.3С, топологические рисунки зеркала 53, первого электрода 47, активного слоя 43 и второго электрода 41 формируются один за другим так, что образуются М•N пикселов (элементов изображения) заданной формы. После того, как временный слой 55 удаляется травлением, пикселы промываются и высушиваются, чтобы закончить изготовление тонкопленочной матрицы управляемых зеркал. As shown in FIG. 3C, topological drawings of the
Однако, если рассматривать площадь вышеописанной тонкопленочной матрицы управляемых зеркал, то отраженное зеркалами количество света меньше, чем количество падающего на матрицу света, так как опорная часть зеркала больше, чем его отражающая часть. То есть, поскольку опорная часть зеркала, которая поддерживает отражающую часть во время наклона зеркала, больше, чем отражающая часть зеркала, которая фактически отражает свет, падающий на тонкопленочную матрицу управляемых зеркал, световая отдача от фактической площади тонкопленочной матрицы управляемых зеркал уменьшается, так что качество изображения, проецируемого на экран этой матрицей, ухудшается. Кроме того, падающий свет рассеивается в области поддерживающей части зеркала, примыкающей к его отражающей части, так как падающий свет в этой области также отражается. Следовательно, качество изображения, проецируемого наэкран тонкопленочной матрицей управляемых зеркал, также ухудшается. However, if we consider the area of the above-described thin-film matrix of controlled mirrors, the amount of light reflected by the mirrors is less than the amount of light incident on the matrix, since the supporting part of the mirror is larger than its reflecting part. That is, since the mirror support portion that supports the reflective portion while the mirror is tilted is larger than the reflective mirror portion that actually reflects light incident on the thin-film matrix of the driven mirrors, the light output from the actual area of the thin-film matrix of the controlled mirrors decreases, so that the quality the image projected onto the screen by this matrix is deteriorating. In addition, incident light is scattered in the region of the supporting part of the mirror adjacent to its reflective part, since incident light is also reflected in this region. Therefore, the quality of the image projected onto the screen by a thin-film matrix of controllable mirrors also deteriorates.
Принимая во внимание проблемы, которые описаны выше, первой целью настоящего изобретения является создание тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы, имеющей привод, который наклоняется на заданный угол, и отражающий элемент для отражения падающего света. Указанный элемент сформирован отдельно от привода, чтобы за счет минимизации площади привода и максимизации площади отражающего элемента существенно повысить световую отдачу и таким образом улучшить качество и контрастность изображения, проецируемого на экран. Taking into account the problems described above, the first objective of the present invention is to provide a thin-film matrix of controlled mirrors for an optical projection system having a drive that tilts a predetermined angle and a reflective element for reflecting incident light. The specified element is formed separately from the drive, so that by minimizing the area of the drive and maximizing the area of the reflecting element, the light output can be significantly increased and thus the quality and contrast of the image projected onto the screen can be improved.
Кроме того, второй целью настоящего изобретения является создание способа изготовления вышеупомянутой тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы. In addition, the second objective of the present invention is to provide a method for manufacturing the aforementioned thin-film matrix of controlled mirrors for an optical projection system.
Для достижения первой цели в настоящем изобретении предлагается тонкопленочная матрица управляемых зеркал для оптической проекционной системы, имеющая подложку, приводы и отражающие элементы. Подложка имеет электрическую разводку и соединительные выводы для приема извне первых сигналов и для их передачи. To achieve the first goal, the present invention proposes a thin film matrix of controlled mirrors for an optical projection system having a substrate, drives and reflective elements. The substrate has an electrical wiring and connection terminals for receiving first signals from outside and for transmitting them.
Привод содержит нижний электрод для приема первого сигнала; верхний электрод, который соответствует нижнему электроду и служит для приема второго сигнала и создания электрического поля между верхним и нижним электродами; активный слой, сформированный между верхним и нижним электродами и деформируемый под действием электрического поля, а также поддерживающий слой, имеющий первую часть, присоединенную к нижней поверхности нижнего электрода, и вторую часть, оставленную открытой вне нижнего электрода. The drive comprises a lower electrode for receiving a first signal; the upper electrode, which corresponds to the lower electrode and serves to receive the second signal and create an electric field between the upper and lower electrodes; an active layer formed between the upper and lower electrodes and deformed by an electric field, as well as a support layer having a first part attached to the lower surface of the lower electrode and a second part left open outside the lower electrode.
Отражающий элемент для отражения света сформирован на второй части поддерживающего слоя. A reflective element for reflecting light is formed on the second part of the support layer.
Привод также имеет сквозную перемычку для подачи первого сигнала от соединительного вывода на нижний электрод. Сквозная перемычка сформирована в металлизированном сквозном отверстии, которое проходит от части активного слоя к соединительному выводу через нижний электрод и поддерживающий слой. The drive also has a through jumper for supplying the first signal from the connection terminal to the lower electrode. A through jumper is formed in a metallized through hole that extends from a portion of the active layer to the connection terminal through the lower electrode and the support layer.
Поддерживающий слой может быть выполнен из жесткого материала, а нижний электрод - из электропроводного металла. Активный слой может быть выполнен из пьезоэлектрического или электрострикционного материала, а верхний электрод - из электропроводного и отражающего металла. The support layer may be made of rigid material, and the lower electrode may be made of electrically conductive metal. The active layer can be made of piezoelectric or electrostrictive material, and the upper electrode is made of electrically conductive and reflective metal.
В предпочтительном варианте поддерживающий слой выполнен из нитрида или металла, а нижний электрод выполнен из платины, тантала или платины с танталом. Активный слой может быть выполнен из Pb (Zr, Тi)О3, (Pb, La) (Zr, Ti)О3 или Pb (Mg, Nb)О3, a верхний электрод - из алюминия, платины или серебра.In a preferred embodiment, the support layer is made of nitride or metal, and the lower electrode is made of platinum, tantalum or platinum with tantalum. The active layer can be made of Pb (Zr, Ti) O 3 , (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 or Pb (Mg, Nb) O 3 , and the upper electrode is made of aluminum, platinum or silver.
Нижний электрод, активный слой и верхний электрод имеют каждый П-образную форму, а вторая часть поддерживающего слоя - прямоугольную форму. Нижний электрод меньше, чем первая часть поддерживающего слоя; активный слой меньше, чем нижний электрод; и верхний электрод меньше, чем активный слой. Отражающий элемент также имеет прямоугольную форму. The lower electrode, the active layer and the upper electrode are each U-shaped, and the second part of the support layer is rectangular. The lower electrode is smaller than the first part of the support layer; the active layer is smaller than the lower electrode; and the upper electrode is smaller than the active layer. The reflective element also has a rectangular shape.
В предпочтительном варианте отражающий элемент выполнен из отражающего металла, такого как платина, алюминий или серебро. In a preferred embodiment, the reflective element is made of reflective metal, such as platinum, aluminum or silver.
Для достижения вышеупомянутой второй цели в настоящем изобретении предлагается способ изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал, включающий следующие операции:
подготовка подложки, имеющей электрическую разводку и соединительный вывод для приема извне первого сигнала и для его передачи;
формирование на подложке первого слоя;
формирование на первом слое слоя нижнего электрода, второго слоя и слоя верхнего электрода;
формирование привода путем формирования в слое верхнего электрода рисунка для формирования верхнего электрода, предназначенного для приема второго сигнала и создания электрического поля; формирования во втором слое рисунка для формирования активного слоя, деформируемого под действием электрического поля; формирования в слое нижнего электрода рисунка для формирования нижнего электрода, предназначенного для приема первого сигнала, и формирования в первом слое рисунка для формирования поддерживающего слоя, имеющего первую часть, присоединенную к нижней поверхности нижнего электрода, и вторую часть, оставленную открытой вне нижнего электрода;
формирование сквозного отверстия от части активного слоя до соединительного вывода;
формирование сквозной перемычки для передачи первого сигнала на нижний электрод от соединительного вывода, эта сквозная перемычка формируется в металлизированном сквозном отверстии, и
формирование на второй части поддерживающего слоя отражающего элемента для отражения света;
формирование первого слоя может быть выполнено способом химического осаждения из паровой фазы при низком давлении с использованием нитрида или металла. Формирование слоя нижнего электрода может быть выполнено методом распыления или химического осаждения из паровой фазы с использованием платины, тантала или платины с танталом, а формирование слоя верхнего электрода может быть выполнено методом распыления или химического осаждения с использованием алюминия, платины, тантала или серебра.To achieve the aforementioned second objective, the present invention proposes a method of manufacturing a thin film matrix of controlled mirrors, comprising the following operations:
preparing a substrate having an electrical wiring and a connection terminal for receiving the first signal from the outside and for transmitting it;
the formation on the substrate of the first layer;
forming on the first layer a layer of the lower electrode, the second layer and the layer of the upper electrode;
the formation of the drive by forming in the layer of the upper electrode a pattern for forming the upper electrode, designed to receive the second signal and create an electric field; forming in the second layer a pattern for forming an active layer deformable under the influence of an electric field; forming in the layer of the lower electrode a pattern for forming a lower electrode for receiving the first signal, and forming in the first layer of a pattern for forming a support layer having a first part attached to the lower surface of the lower electrode and a second part left open outside the lower electrode;
the formation of a through hole from part of the active layer to the connecting output;
the formation of a through jumper for transmitting the first signal to the lower electrode from the connection terminal, this through jumper is formed in a metallized through hole, and
forming on the second part of the supporting layer of the reflective element for reflecting light;
the formation of the first layer can be performed by chemical vapor deposition at low pressure using nitride or metal. The formation of the lower electrode layer can be performed by spraying or chemical vapor deposition using platinum, tantalum or platinum with tantalum, and the formation of the upper electrode layer can be performed by spraying or chemical deposition using aluminum, platinum, tantalum or silver.
Формирование второго слоя может быть выполнено посредством золь-гельного способа, распыления или химического осаждения из паровой фазы с использованием Pb (Zr, Ti)О3, (Pb, La) (Zr, Тi)О3 или Pb (Mg, Nb)О3.The second layer can be formed by a sol-gel method, by spraying or by chemical vapor deposition using Pb (Zr, Ti) O 3 , (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 or Pb (Mg, Nb) O 3 .
Далее формирование второго слоя включает в себя его отжиг путем быстрого термического отжига и полировку. Further, the formation of the second layer includes its annealing by rapid thermal annealing and polishing.
Формирование сквозной перемычки может быть выполнено методом распыления или химического осаждения из паровой фазы с использованием электропроводного металла. The formation of a through jumper can be performed by spraying or chemical vapor deposition using an electrically conductive metal.
Формирование отражающего элемента может быть выполнено методом распыления или химического осаждения из паровой фазы с использованием платины, алюминия или серебра. The formation of the reflective element can be performed by spraying or chemical vapor deposition using platinum, aluminum or silver.
В тонкопленочной матрице управляемых зеркал согласно настоящему изобретению первый сигнал подается от контактной площадки корпуса, предназначенного для монтажа с использованием ленточного носителя, на нижний электрод через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал, электрическую разводку, соединительный вывод и сквозную перемычку. В то же самое время второй сигнал подается от контактной площадки корпуса на верхний электрод через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал и общую линию. Таким образом, электрическое поле создается между верхним и нижним электродами. Активный слой, сформированный между верхним и нижним электродами, деформируется под действием электрического поля. Активный слой деформируется в направлении, перпендикулярном к электрическому полю. Привод, имеющий активный слой, приводится в движение в направлении от того места, где помещен поддерживающий слой. То есть привод, имеющий активный слой, приводится в движение по направлению вверх, и поддерживающий слой, присоединенный к нижнему электроду, также приводится в движение по направлению вверх в соответствии с наклоном привода. In the thin-film matrix of controllable mirrors according to the present invention, the first signal is supplied from the contact pad of the housing intended for mounting using tape media to the lower electrode through the contact pad of the board of the matrix of controllable mirrors, the electrical wiring, the connection terminal and the through jumper. At the same time, the second signal is supplied from the contact pad of the housing to the upper electrode through the contact pad of the board of the matrix of controlled mirrors and a common line. Thus, an electric field is created between the upper and lower electrodes. The active layer formed between the upper and lower electrodes is deformed under the influence of an electric field. The active layer is deformed in a direction perpendicular to the electric field. A drive having an active layer is driven in a direction away from where the support layer is placed. That is, a drive having an active layer is driven upward, and a support layer attached to the lower electrode is also driven upward in accordance with the tilt of the drive.
Отражающий элемент формируется на центральной части поддерживающего слоя. Отражающий элемент, отражающий падающий свет от источника света, наклоняется приводом. Таким образом отражающий элемент отражает свет на экран так, что на нем формируется изображение. A reflective element is formed on the central part of the support layer. A reflective element reflecting incident light from a light source is tilted by the drive. Thus, the reflective element reflects the light on the screen so that an image is formed on it.
Следовательно, тонкопленочная матрица управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно настоящему изобретению имеет привод, осуществляющий отклонение на заданный угол, и отражающий элемент для отражения падающего света, который сформирован отдельно от привода, чтобы иметь значительно увеличенную световую отдачу за счет минимизации площади привода и максимизации площади отражающего элемента. Таким образом качество проецируемого на экран изображения значительно повышается. Therefore, the thin-film matrix of controllable mirrors for the optical projection system according to the present invention has a drive that deflects by a predetermined angle and a reflective element for reflecting incident light, which is formed separately from the drive in order to have significantly increased light output by minimizing the area of the drive and maximizing the area reflective element. Thus, the quality of the image projected onto the screen is greatly improved.
Вышеупомянутые цели и преимущества настоящего изобретения станут более ясны из подробного описания предпочтительных форм его осуществления, со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой схематическое изображение системы видеопроекции с обычной матрицей управляемых зеркал;
фиг. 2 представляет собой поперечный разрез, показывающий тонкопленочную матрицу управляемых зеркал для оптической проекционной системы, описанную в предшествующей заявке, права на которую принадлежат заявителю данной заявки.The above objectives and advantages of the present invention will become clearer from a detailed description of the preferred forms of its implementation, with reference to the attached drawings, on which:
figure 1 is a schematic illustration of a video projection system with a conventional matrix of controlled mirrors;
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a thin film matrix of controllable mirrors for an optical projection system described in a previous application, the rights to which belong to the applicant of this application.
На фиг.3А - 3С показаны этапы изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы, представленной на фиг.2. On figa - 3C shows the steps of manufacturing a thin film matrix of controlled mirrors for the optical projection system shown in figure 2.
На фиг. 4 показан вид сверху тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно первой форме осуществления настоящего изобретения. In FIG. 4 is a plan view of a thin film array of controlled mirrors for an optical projection system according to a first embodiment of the present invention.
На фиг. 5 показан вид в перспективе тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы фиг.4. In FIG. 5 is a perspective view of a thin film matrix of controllable mirrors for the optical projection system of FIG. 4.
На фиг.6 показано сечение фиг.5 по линии А1 - А2.Figure 6 shows a cross section of figure 5 along the line A 1 - A 2 .
Фиг.7-12В поясняют этапы изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно первой форме осуществления настоящего изобретения. 7-12B explain the steps of manufacturing a thin film matrix of controlled mirrors for an optical projection system according to a first embodiment of the present invention.
На фиг. 13 показан вид сверху тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно второй форме осуществления настоящего изобретения. In FIG. 13 is a plan view of a thin film controlled mirror array for an optical projection system according to a second embodiment of the present invention.
На фиг. 14 показан вид в перспективе тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы фиг.13. In FIG. 14 is a perspective view of a thin film array of controllable mirrors for the optical projection system of FIG. 13.
Фиг.15 представляет собой сечение фиг.14 по линии В1-В2.Fig. 15 is a section of Fig. 14 taken along line B 1 -B 2 .
Фиг. 16 - 20В поясняют этапы изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно второй форме осуществления настоящего изобретения. FIG. 16 to 20B explain the steps for manufacturing a thin film matrix of controlled mirrors for an optical projection system according to a second embodiment of the present invention.
На фиг. 21 показан вид сверху тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно третьей форме осуществления настоящего изобретения. In FIG. 21 is a plan view of a thin film array of controllable mirrors for an optical projection system according to a third embodiment of the present invention.
На фиг. 22 показан вид в перспективе тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы, показанной на фиг.21. In FIG. 22 is a perspective view of a thin film array of controllable mirrors for the optical projection system shown in FIG.
Фиг.23 представляет собой сечение фиг.22 по линии В1-В2.Fig.23 is a section of Fig.22 along the line In 1 -B 2 .
Ниже предпочтительные формы осуществления настоящего изобретения описываются более подробно со ссылкой на приложенные чертежи. Below, preferred embodiments of the present invention are described in more detail with reference to the attached drawings.
На фиг. 4 показан вид сверху тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно первой форме осуществления настоящего изобретения. Фиг. 5 представляет собой вид в перспективе тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы на фиг.4, а фиг.6 представляет собой сечение по линии А1 - А2 на фиг.5.In FIG. 4 is a plan view of a thin film guided mirror array for an optical projection system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of a thin film matrix of controllable mirrors for the optical projection system of FIG. 4, and FIG. 6 is a section along line A 1 - A 2 in FIG. 5.
Как видно из фиг.4, тонкопленочная матрица управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно данной форме осуществления содержит подложку 100, привод 170, сформированный на подложке 100, и отражающий элемент 160, установленный в центральной части привода 170. As can be seen from figure 4, the thin-film matrix of controlled mirrors for the optical projection system according to this embodiment comprises a
Как показано на фиг.5 и 6, подложка 100, содержащая электрическую разводку (не показана), имеет соединительный вывод 105, сформированный на электрической разводке, пассивирующий слой 110, нанесенный на подложку 100 и на соединительный вывод 105, и предотвращающий травление слой 115, нанесенный на пассивирующий слой 110. As shown in FIGS. 5 and 6, the
Привод 170 содержит нижний электрод 125; активный слой 130, сформированный на нижнем электроде 125; верхний электрод 140, сформированный на активном слое 130, и поддерживающий слой 120, имеющий первую часть, прикрепленную к нижней поверхности нижнего электрода 125, и вторую часть, открытую вне нижнего электрода 125. Сквозная перемычка 150 сформирована в сквозном отверстии 145, которое проходит от части активного слоя 130 до соединительного вывода 105 через нижний электрод 125. The
Нижние стороны обеих боковых частей поддерживающего слоя 120 частично присоединены к подложке 100. Боковые части поддерживающего слоя 120 сформированы параллельными, начиная от присоединенных частей. Центральная часть поддерживающего слоя 120 сформирована между боковыми частями как одно целое с ними. Центральная часть поддерживающего слоя 120 имеет прямоугольную форму. Нижний электрод 125 сформирован на центральной части и на боковых частях поддерживающего слоя 120. Нижний электрод 125 имеет П-образную форму. Активный слой 130 меньше, чем нижний электрод 125, и имеет ту же самую форму, что и у нижнего электрода 125. Верхний электрод 140 меньше, чем активный слой 130, и имеет ту же самую форму, что и у активного слоя 130. The lower sides of both side portions of the
Отражающий элемент 160 для отражения падающего света сформирован на центральной части поддерживающего слоя 120. Отражающий элемент 160 имеет заданную толщину от поверхности поддерживающего слоя 120 до части активного слоя 130. Предпочтительно отражающий элемент 160 имеет прямоугольную форму и является зеркалом. A reflecting
Ниже будет описан способ изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно данной форме осуществления изобретения. Below will be described a method of manufacturing a thin film matrix of controlled mirrors for an optical projection system according to this embodiment of the invention.
Фиг.7 - 12В поясняют этапы изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал согласно первой форме осуществления настоящего изобретения. На фиг. 7 - 12В одинаковые цифры обозначений используются для тех же самых элементов, что и на фиг.6. 7 to 12B explain the steps of manufacturing a thin film matrix of controlled mirrors according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 7-12B, the same reference numerals are used for the same elements as in FIG. 6.
Как показано на фиг.7, пассивирующий слой 110 наносится на подложку 100, имеющую электрическую разводку (не показана) и соединительный вывод 105. Электрическая разводка и соединительный вывод 105 принимают извне первый сигнал, который является сигналом тока изображения, и передают его на нижний электрод 125. Предпочтительно электрическая разводка включает в себя МОП-транзистор (со структурой металл-оксид-полупроводник) для выполнения операции переключения. Соединительный вывод 105 формируется с использованием металла, например вольфрама (W). Соединительный вывод 105 электрически подключается к электрической разводке. Пассивирующий слой 110 формируется с использованием фосфоросиликатного стекла. Пассивирующий слой 110 формируется способом химического осаждения из паровой фазы так, чтобы он имел толщину приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм. Пассивирующий слой 110 защищает подложку 100, имеющую электрическую разводку и соединительный вывод 105, во время выполнения последующих операций изготовления. As shown in FIG. 7, a
Предотвращающий травление слой 115 наносится поверх пассивирующего слоя 110 с использованием нитрида так, чтобы этот слой 115 имел толщину приблизительно от 0,1 до 0,2 мкм. Слой 115 формируется способом химического осаждения из паровой фазы при низком давлении. Слой 115 предохраняет пассивирующий слой 110 и подложку 100 во время последующих этапов травления. The
Временный слой 117 наносится на предотвращающий травление слой 115 с использованием фосфоросиликатного стекла. Временный слой 117 формируется способом осаждения из паровой фазы при атмосферном давлении так, чтобы он имел толщину приблизительно от 0,5 до 4,0 мкм. В этом случае временный слой 117 получается недостаточно плоским, так как он покрывает верхнюю поверхность подложки 100, имеющей электрическую разводку и соединительный вывод 105. Поэтому выполняется выравнивание поверхности временного слоя 117 путем нанесения центрифугированием слоя стекла или способом химико-механической полировки. Затем в первой части временного слоя 117, под которой сформирован соединительный вывод 105, и во второй части временного слоя 117, которая примыкает к первой части временного слоя 117, формируется рисунок, чтобы с учетом формирования поддерживающего слоя 120 оставить открытыми первую часть предотвращающего травление слоя 115, под которой сформирован соединительный вывод 105, и вторую часть слоя 115, которая примыкает к его первой части. A
Как показано на фиг.8, первый слой 119 формируется на первой и второй частях предотвращающего травление слоя 115 и на временном слое 117. Первый слой 119 формируется с использованием жесткого материала, например нитрида или металла. Первый слой 119 формируется способом химического осаждения из паровой фазы при низком давлении так, чтобы он имел толщину приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм. В первом слое 119 будет сформирован рисунок, необходимый для формирования поддерживающего слоя 120. As shown in FIG. 8, a
Слой 124 нижнего электрода наносится на первый слой 119. Слой 124 нижнего электрода формируется с использованием электропроводного металла типа платины (Pt), тантала (Та) или платины с танталом (Pt-Ta). Слой 124 нижнего электрода формируется методом распыления или химического осаждения из паровой фазы так, чтобы он имел толщину приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм. В слое 124 нижнего электрода будет сформирован рисунок, необходимый для формирования нижнего электрода 125. The
Второй слой 129 наносится на слой 124 нижнего электрода. Второй слой 129 формируется с использованием пьезоэлектрического материала типа цирконат-титаната свинца (Pb (Zr, Ti)О3) или керамики на основе цирконат-титаната свинца - лантана PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti)О3) так, чтобы этот второй слой 129 имел толщину приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм. В предпочтительном варианте второй слой 129 имеет толщину 0,4 мкм. Второй слой 129 может также формироваться с использованием электрострикционного материала, такого как PMN (Pb (Mq, Nb) О3). После того, как второй слой 129 будет сформирован посредством золь-гельного способа, методом распыления или химического осаждения из паровой фазы, он отжигается путем быстрого термического отжига. Затем второй слой 129 полируется. Во втором слое 129 будет сформирован рисунок, необходимый для формирования активного слоя 130.A
Слой 139 верхнего электрода наносится на второй слой 129. Слой 139 верхнего электрода формируется с использованием электропроводного и хорошо отражающего свет металла, например алюминия (А1), платины или серебра (Аg). Слой 139 верхнего электрода формируется методом распыления или химического осаждения из паровой фазы так, чтобы он имел толщину приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм. В слое 139 верхнего электрода будет сформирован такой рисунок, чтобы образовать верхний электрод 140. The
Фиг. 9А поясняет этап изготовления, на котором в слое 139 верхнего электрода, втором слое 129 и слое 124 нижнего электрода сформирован топологический рисунок, а фиг.9В является видом в перспективе части фиг.9А. FIG. 9A illustrates a manufacturing step in which a topological pattern is formed in the
Как показано на фиг.9А и фиг.9В, после того, как первый фоторезист (не показан) нанесен на слой 139 верхнего электрода методом центрифугирования, в слое 139 верхнего электрода формируется рисунок, чтобы сформировать верхний электрод 140, с использованием первого фоторезиста как маски для травления. В результате верхний электрод 140 имеет П-образную форму. Второй сигнал, то есть сигнал тока смещения подается на верхний электрод 140 для создания электрического поля между верхним электродом 140 и нижним электродом 125. Второй фоторезист (не показан) наносится на верхний электрод 140 и на второй слой 129 методом центрифугирования после того, как первый фоторезист удаляется травлением. Во втором слое 129 формируется рисунок, чтобы сформировать активный слой 130 с использованием второго фоторезиста как маски для травления. Активный слой 130 имеет П-образную форму и является более широким, чем верхний электрод 140. Третий фоторезист (не показан) наносится на верхний электрод 140, на активный слой 130 и на слой нижнего электрода 124 методом центрифугирования после того, как второй фоторезист удаляется травлением. В слое 124 нижнего электрода формируют рисунок, чтобы сформировать нижний электрод 125, используя третий фоторезист в качестве маски для травления. Нижний электрод 125 имеет П-образную форму и является более широким, чем активный слой 130. Затем третий фоторезист удаляется травлением. Когда первый сигнал подается на нижний электрод 125, а второй сигнал подается на верхний электрод 140, между верхним электродом 140 и нижним электродом 125 создается электрическое поле, которое деформирует активный слой 130. As shown in FIGS. 9A and 9B, after the first photoresist (not shown) is applied to the
Фиг. 10А поясняет этап изготовления, на котором сформирована сквозная перемычка 150, а фиг.10В является видом в перспективе части фиг.10А. FIG. 10A illustrates a manufacturing step in which a through
Как показано на фиг.10А и 10В, части активного слоя 130, нижний электрод 125, первый слой 119, предотвращающий травление слой 115 и пассивирующий слой 110 подвергаются травлению так, чтобы сформировать сквозное отверстие 145 от части активного слоя 130 к соединительному выводу 105. Сквозная перемычка 150 формируется в сквозном отверстии 145 с использованием электропроводного материала, такого как вольфрам (W), платина, алюминий или титан. As shown in FIGS. 10A and 10B, portions of the
Эта перемычка 150 формируется методом распыления или химического осаждения из паровой фазы так, чтобы она проходила от соединительного вывода 105 к нижнему электроду 125. Сквозная перемычка 150 подключает нижний электрод 125 к соединительному выводу 105. Следовательно, первый сигнал прикладывается к нижнему электроду 125 извне через электрическую разводку, соединительный вывод 105 и сквозную перемычку 150. В то же самое время, если к верхнему электроду 140 прикладывается второй сигнал от общей линии (не показана), между верхним электродом 140 и нижним электродом 125 создается электрическое поле. Активный слой 130, сформированный между верхним электродом 140 и нижним электродом 125, деформируется под действием электрического поля. This
Фиг. 11А поясняет этап изготовления, на котором в первом слое 119 сформирован топологический рисунок, а фиг.11В является видом в перспективе части фиг.11А. FIG. 11A illustrates a manufacturing step in which a topological pattern is formed in the
Как показано на фиг.11А и 11В, чтобы сформировать поддерживающий слой 120, в первом слое 119 формируют рисунок, используя как маску для травления четвертый фоторезист (не показан) после того, как он нанесен методом центрифугирования на нижний электрод 125 и на сквозное отверстие 145. Поддерживающий слой 120 имеет боковые части и центральную часть. Нижние поверхности боковых частей поддерживающего слоя 120 частично присоединены к подложке 100. Боковые части поддерживающего слоя 120 формируется параллельно предотвращающему травление слою 115 и выше его, начиная от присоединенных частей. Центральная часть поддерживающего слоя 120 формируется между боковыми частями как одно целое с ними. Центральная часть поддерживающего слоя 120 имеет прямоугольную форму. Затем четвертый фоторезист удаляют травлением. Часть временного слоя 117 становится открытой после того, как в первом слое 119 будет сформирован рисунок. As shown in FIGS. 11A and 11B, in order to form a
Фиг. 12А поясняет этап изготовления, на котором отражающий элемент 160 сформирован на центральной части поддерживающего слоя 120, а фиг.12В представляет собой вид в перспективе части фиг.12А. FIG. 12A illustrates a manufacturing step in which a
Как показано на фиг.12А и 12В, после того, как на открытую часть временного слоя 117 и на поддерживающий слой 120 методом центрифугирования наносится пятый фоторезист (не показан), в нем формируется рисунок так, чтобы оставить открытой центральную часть поддерживающего слоя 120. Отражающий элемент 160 формируется на центральной части поддерживающего слоя 120 с использованием отражающего свет материала, такого как серебро, платина или алюминий. Отражающий элемент 160 формируется методом распыления или способом химического осаждения из паровой фазы так, чтобы он имел толщину от 0,3 до 2,0 мкм. Отражающий элемент 160 имеет ту же самую форму, что и у центральной части поддерживающего слоя 120, и отражает свет, падающий от источника света (не показан). Впоследствии пятый фоторезист и временный слой 117 удаляют, используя пары фтористоводородной кислоты (HF), и таким образом завершается изготовление привода 170. Когда временный слой 117 удаляется, то там, где он располагался, формируется воздушный зазор 118. As shown in FIGS. 12A and 12B, after the fifth photoresist (not shown) is applied by centrifugation on the open part of the
После промывки и высушивания подложки 100, имеющей привод 170, на ее нижней части формируется омический контакт (не показан) с использованием хрома (Сr), никеля (Ni) или золота (Au).Омический контакт формируется методом распыления или термического напыления. Подложка 100 разрезается, чтобы подготовить ее к монтажу в корпус, предназначенный для монтажа с использованием ленточного носителя, для подачи первого сигнала на нижний электрод 125 и подачи второго сигнала на верхний электрод 140. В данном случае подложку 100 прорезают на заданную глубину, чтобы подготовить ее к последующим этапам изготовления. Контактная площадка (не показана) платы тонкопленочной матрицы управляемых зеркал и контактная площадка корпуса (не показана) соединяются и таким образом изготовление модуля тонкопленочной матрицы управляемых зеркал завершается. After washing and drying the
Ниже будет описана работа тонкопленочной матрицы управляемых зеркал в оптической проекционной системе согласно первой форме осуществления настоящего изобретения. Below will be described the operation of a thin-film matrix of controlled mirrors in an optical projection system according to a first embodiment of the present invention.
В тонкопленочной матрице управляемых зеркал согласно данной форме осуществления изобретения первый сигнал подается от контактной площадки корпуса на нижний электрод 125 через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал, электрическую разводку, соединительный вывод 105 и сквозную перемычку 150. В то же самое время второй сигнал подается от контактной площадки корпуса на верхний электрод 140 через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал и общую линию. Таким образом, между верхним электродом 140 и нижним электродом 125 создается электрическое поле. Активный слой 130, сформированный между верхним электродом 140 и нижним электродом 125, деформируется под действием электрического поля. Активный слой 130 деформируется в направлении, перпендикулярном к электрическому полю. Привод 170, имеющий активный слой 130, приводится в движение в направлении от того места, где помещен поддерживающий слой 120. То есть привод 170, имеющий активный слой 130, приводится в движение вверх, и поддерживающий слой 120, присоединенный к нижнему электроду 125, также приводится в движение вверх в соответствии с отклонением привода 170. In the thin-film matrix of controlled mirrors according to this embodiment, the first signal is supplied from the contact pad of the housing to the
Отражающий элемент 160 сформирован на центральной части поддерживающего слоя 120. Отражающий элемент 160, который отражает свет, падающий от источника света, наклоняется приводом 170. Таким образом отражающий элемент 160 отражает свет на экран так, что на нем формируется изображение. A
Вторая форма осуществления изобретения
На фиг. 13 показан вид сверху тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно второй форме осуществления настоящего изобретения. Фиг.14 представляет собой вид в перспективе тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы на фиг.13, а фиг.15 представляет собой сечение фиг.14 по линии В1-В2.Second Embodiment
In FIG. 13 is a plan view of a thin film controlled mirror array for an optical projection system according to a second embodiment of the present invention. Fig. 14 is a perspective view of a thin film matrix of controllable mirrors for the optical projection system of Fig. 13, and Fig. 15 is a section of Fig. 14 along line B 1 -B 2 .
Как показано на фиг.13, тонкопленочная матрица управляемых зеркал согласно данной форме осуществления изобретения имеет подложку 200, привод 280, сформированный на подложке 200, а также отражающий элемент 290, установленный на приводе 280. As shown in FIG. 13, the thin film steering mirror array according to this embodiment has a
Привод 280 содержит первую приводную часть 281, сформированную на первой части подложки 200, и вторую приводную часть 282, сформированную на второй части подложки 200. Отражающий элемент 290 сформирован между первой и второй приводными частями 281 и 282. The
Как показано на фиг.14 и 15, подложка 200, в которой размещена электрическая разводка (не показана), имеет соединительный вывод 205, сформированный на электрической разводке, пассивирующий слой 210, нанесенный на подложку 200 и на соединительный вывод 205, и предотвращающий травление слой 215, нанесенный поверх пассивирующего слоя 210. As shown in FIGS. 14 and 15, the
Нижние поверхности обеих боковых частей поддерживающего слоя 220 частично присоединены к подложке 200. Боковые части поддерживающего слоя 220 сформированы параллельными друг другу, начиная от присоединенных частей. Центральная часть поддерживающего слоя 220 сформирована между боковыми частями как одно целое с ними. Центральная часть поддерживающего слоя 220 имеет прямоугольную форму. Между предотвращающим травление слоем 215 и поддерживающим слоем 220 имеется воздушный зазор 218. Первая приводная часть 281 сформирована на первой боковой части поддерживающего слоя 220, а вторая приводная часть 282 - на второй боковой части поддерживающего слоя 220. The lower surfaces of both side parts of the
Первая и вторая приводные части 281 и 282 сформированы параллельно друг другу на поддерживающем слое 220. Первая приводная часть 281 имеет первый нижний электрод 231, сформированный на первой боковой части поддерживающего слоя 220, первый активный слой 241, сформированный на первом нижнем электроде 231, и первый верхний электрод 251, сформированный на первом активном слое 241. Первая сквозная перемычка 271 сформирована в первом сквозном отверстии 261, которое проходит от части первого активного слоя 241 к соединительному выводу 205 через первый нижний электрод 231, первый боковой элемент поддерживающего слоя 220, предотвращающий травление слой 215 и пассивирующий слой 210. The first and
Вторая приводная часть 282 имеет ту же самую форму, что и у первой приводной части 281. Вторая приводная часть 282 имеет второй нижний электрод 232, сформированный на второй боковой части поддерживающего слоя 220, второй активный слой 242, сформированный на втором нижнем электроде 232, и второй верхний электрод 252, сформированный на втором активном слое 242. Вторая сквозная перемычка 272 сформирована во втором сквозном отверстии 262, которое проходит от части второго активного слоя 242 к соединительному выводу 205 через второй нижний электрод 232, вторую боковую часть поддерживающего слоя 220, предотвращающий травление слой 215 и пассивирующий слой 210. The
Первый нижний электрод 231 и второй нижний электрод 232 сформированы соответственно на первой и второй боковых частях поддерживающего слоя 220. То есть боковые части поддерживающего слоя 220 присоединены соответственно к нижним сторонам первого и второго нижних электродов 231 и 232, а центральная часть поддерживающего слоя 220 остается открытой вне первого и второго нижних электродов 231 и 232. Первый и второй нижние электроды 231 и 232 сформированы параллельно друг другу. Первый и второй активные слои 241 и 242 сформированы соответственно на первом и втором нижних электродах 231 и 232. Первый и второй верхние электроды 251 и 252 также сформированы соответственно на первом и втором активных слоях 241 и 242. Первый активный слой 241 меньше, чем первый нижний электрод 231, а второй активный слой 242 меньше, чем второй нижний электрод 232. Первый верхний электрод 251 меньше, чем первый активный слой 241, а второй верхний электрод 252 меньше, чем второй активный слой 242. The first
Отражающий элемент 290 для отражения света, падающего от источника света (не показан), сформирован на центральной части поддерживающего слоя 220. В предпочтительном варианте отражающий элемент 290 имеет прямоугольную форму и является зеркалом. A
Ниже будет описан способ изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно второй форме осуществления настоящего изобретения. Below will be described a method of manufacturing a thin film matrix of controlled mirrors for an optical projection system according to a second embodiment of the present invention.
Фиг. 16 - 20В поясняют этапы изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал согласно данной форме осуществления изобретения. FIG. 16 to 20B explain the steps for manufacturing a thin film matrix of controlled mirrors according to this embodiment.
Как показано на фиг. 16, пассивирующий слой 210 наносится на подложку 200, имеющую электрическую разводку (не показана) и соединительный вывод 205, сформированный на электрической разводке. Электрическая разводка и соединительный вывод 205 принимают извне первый сигнал и подают его на первый и второй нижние электроды 231 и 232. Первый сигнал является сигналом тока изображения. В предпочтительном варианте электрическая разводка содержит МОП-транзистор для выполнения операции переключения. Пассивирующий слой 210 формируется с использованием фосфоросиликатного стекла так, чтобы он имел толщину приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм. Пассивирующий слой 210 формируется способом химического осаждения из паровой фазы. Пассивирующий слой 210 защищает подложку 200, имеющую электрическую разводку и соединительный вывод 205, во время последующих этапов изготовления. As shown in FIG. 16, a
Предотвращающий травление слой 215 наносится поверх пассивирующего слоя 210 с использованием нитрида так, чтобы этот слой 215 имел толщину приблизительно от 0,1 до 0,2 мкм. Слой 215 формируется способом химического осаждения из паровой фазы при низком давлении. Слой 215 защищает пассивирующий слой 210 и подложку 200 во время последующего травления. The
Временный слой 217 наносят на предотвращающий травление слой 215 с использованием фосфоросиликатного стекла. Временный слой 217 формируется способом осаждения из паровой фазы при атмосферном давлении так, чтобы он имел толщину приблизительно от 0,5 до 4,0 мкм. В этом случае временный слой 217 получается недостаточно плоским, так как он покрывает верхнюю поверхность подложки 200, имеющей электрическую разводку и соединительный вывод 205. Поэтому поверхность временного слоя 217 выравнивают наносимым центрифугированием слоем стекла или путем химико-механической полировки. Затем в первой и второй частях временного слоя 217, имеющих сформированные под ними соединительные выводы 205, формируется рисунок, чтобы для последующего формирования поддерживающего слоя 220 оставить открытыми первую и вторую части предотвращающего травление слоя 215, имеющие сформированные под ними соединительные выводы 205. A
Первый слой 219 формируется на первой и второй частях предотвращающего травление слоя 215 и на временном слое 217. Первый слой 219 формируется с использованием жесткого материала, например нитрида или металла. Первый слой 219 формируется способом химического осаждения из паровой фазы при низком давлении так, чтобы он имел толщину приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм. В первом слое 219 будет сформирован рисунок, необходимый для формирования поддерживающего слоя 220. The first layer 219 is formed on the first and second parts of the
Слой 230 нижнего электрода наносится на первый слой 219. Слой 230 нижнего электрода формируется с использованием электропроводного металла типа платины, тантала или платины с танталом. Слой 230 нижнего электрода формируется методом распыления или химического осаждения из паровой фазы так, чтобы он имел толщину приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм. В слое 230 нижнего электрода будет сформирован рисунок, чтобы сформировать первый и второй нижние электроды 231 и 232. The
Активный слой 240 наносится на слой 230 нижнего электрода. Активный слой 240 формируется с использованием пьезоэлектрического материала типа цирконат-титаната свинца (Pb (Zr, Ti)О3) или керамики на основе цирконат-титаната свинца - лантана PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti)О3) так, чтобы этот активный слой 240 имел толщину приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм. В предпочтительном варианте активный слой 240 имеет толщину 0,4 мкм. Активный слой 240 может также формироваться с использованием электрострикционного материала, такого как PMN (Pb (Mg, Nb)О3). После того, как активный слой 240 будет сформирован золь-гельным способом, методом распыления или химического осаждения из паровой фазы, он отжигается путем быстрого термического отжига. Затем активный слой 240 полируется. В активном слое 240 будет сформирован рисунок, чтобы сформировать первый активный слой 241 и второй активный слой 242.The
Слой 250 верхнего электрода наносится на активный слой 240. Слой 250 верхнего электрода формируется с использованием электропроводного и хорошо отражающего свет металла, например алюминия, платины или серебра. Слой 250 верхнего электрода формируется методом распыления или химического осаждения из паровой фазы так, чтобы он имел толщину приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм. В слое 250 верхнего электрода будет сформирован рисунок так, чтобы сформировать первый и второй верхние электроды 251 и 252. The
Фиг.17А поясняет этап изготовления, на котором в слое 250 верхнего электрода, активном слое 240 и слое нижнего электрода 230 сформирован топологический рисунок, а фиг.17В является видом в перспективе части фиг.17А. FIG. 17A illustrates a manufacturing step in which a topological pattern is formed in the
Как показано на фиг.17А и 17В, после того, как первый фоторезист (не показан) нанесен на слой 250 верхнего электрода методом центрифугирования, в слое 250 верхнего электрода формируется рисунок, чтобы сформировать первый и второй верхние электроды 251 и 252, с использованием первого фоторезиста как маски для травления. Первый и второй верхние электроды 251 и 252 формируются параллельно друг другу. Второй сигнал подается на первый и второй верхние электроды 251 и 252 от общей линии (не показана). Второй сигнал является сигналом тока смещения. Второй фоторезист (не показан) наносится на первый верхний электрод 251, на второй верхний электрод 252 и на активный слой 240 методом центрифугирования после того, как первый фоторезист удаляется травлением. В активном слое 240 формируют рисунок так, чтобы сформировать первый и второй активные слои 241 и 242, используя второй фоторезист как маску для травления. Первый и второй активные слои 241 и 242 являются соответственно более широкими, чем первый и второй верхние электроды 251 и 252. As shown in FIGS. 17A and 17B, after the first photoresist (not shown) is applied to the
Третий фоторезист (не показан) наносится на первый верхний электрод 251, на второй верхний электрод 252, на первый активный слой 241, на второй активный слой 242 и на слой 230 нижнего электрода методом центрифугирования после того, как второй фоторезист удаляется травлением. В слое 230 нижнего электрода формируют рисунок, чтобы сформировать первый и второй нижние электроды 231 и 232, используя третий фоторезист как маску для травления. Первый и второй нижний электроды 231 и 232 являются соответственно более широкими, чем первый и второй активные слои 241 и 242. Затем третий фоторезист удаляется травлением. Когда первый сигнал подается на первый и второй нижние электроды 231 и 232, а второй сигнал подается на первый и второй верхние электроды 251 и 252, между первым верхним электродом 251 и первым нижним электродом 231, а также между вторым верхним электродом 252 и вторым нижним электродом 232 соответственно создаются электрические поля. Первый и второй активные слои 241 и 242 соответственно деформируются под действием электрического поля. A third photoresist (not shown) is applied to the first
Фиг. 18А поясняет этап изготовления, на котором сформированы первая и вторая сквозные перемычки 271 и 272, а фиг.18В является видом в перспективе части фиг.18А. FIG. 18A illustrates a manufacturing step in which the first and second through jumpers 271 and 272 are formed, and FIG. 18B is a perspective view of a portion of FIG. 18A.
Как показано на фиг.18А и 18В, части первого активного слоя 241, первый нижний электрод 231, первый слой 219, предотвращающий травление слой 215 и пассивирующий слой 210 подвергаются травлению так, чтобы сформировать первое сквозное отверстие 261 от части первого активного слоя 241 до соединительного вывода 205. В то же самое время части второго активного слоя 242, второй нижний электрод 232, первый слой 219, предотвращающий травление слой 215, и пассивирующий слой 210 подвергаются травлению так, чтобы сформировать второе сквозное отверстие 262 от части второго активного слоя 242 до соединительного вывода 205. Первая и вторая сквозные перемычки 271 и 272 формируются соответственно в первом и втором сквозных отверстиях 261 и 262 с использованием электропроводного металла типа вольфрама, платины, алюминия или титана. Первая и вторая сквозные перемычки 271 и 272 формируются методом распыления или химического осаждения из паровой фазы так, чтобы они проходили соответственно от соединительных выводов 205 к первому и второму нижним электродам 231 и 232. Первая сквозная перемычка 271 соединяет первый нижний электрод 231 с соединительным выводом 205. Вторая сквозная перемычка 272 соединяет второй нижний электрод 232 с соединительным выводом 205. Следовательно, первый сигнал подается на первый нижний электрод 231 извне через электрическую разводку, соединительный вывод 205 и первую сквозную перемычку 271. Первый сигнал подается также на второй нижний электрод 232 извне через электрическую разводку, соединительный вывод 205 и вторую сквозную перемычку 272. В то время, когда второй сигнал подается от общей линии на первый и второй верхние электроды 251 и 252, электрические поля создаются соответственно между первым верхним электродом 251 и первым нижним электродом 231, а также между вторым верхним электродом 252 и вторым нижним электродом 232. Первый активный слой 241, сформированный между первым верхним электродом 251 и первым нижним электродом 231, и второй активный слой 242, сформированный между вторым верхним электродом 252 и вторым нижним электродом 232, деформируются под действием электрического поля. As shown in FIGS. 18A and 18B, portions of the first
Фиг.19А поясняет этап изготовления, на котором в первом слое 219 сформирован топологический рисунок, а фиг.19В является видом в перспективе части фиг.19А. Fig. 19A illustrates a manufacturing step in which a topological pattern is formed in the first layer 219, and Fig. 19B is a perspective view of a portion of Fig. 19A.
Как показано на фиг.19А и 19В, чтобы сформировать поддерживающий слой 220, в первом слое 219 формируют рисунок, используя в качестве маски для травления четвертый фоторезист (не показан) после того, как он наносится методом центрифугирования на первый и второй нижние электроды 231 и 232, а также на первое и второе сквозные отверстия 261 и 262. Поддерживающий слой 220 имеет боковые части и центральную часть. Нижние поверхности обеих боковых частей поддерживающего слоя 220 частично присоединены к подложке 200. Боковые части поддерживающего слоя 220 формируются параллельными друг другу, начиная от присоединенных частей. Центральная часть поддерживающего слоя 220 формируется между боковыми частями как одно целое с ними. Боковые части являются соответственно более широкими, чем первый и второй нижние электроды 231 и 232. Центральная часть поддерживающего слоя 220 имеет прямоугольную форму. То есть центральная часть поддерживающего слоя 220 остается открытой вне первого и второго нижних электродов 231 и 232. Затем четвертый фоторезист удаляют травлением. Часть временного слоя 217 становится открытой после того, как в первом слое 219 формируется рисунок. As shown in FIGS. 19A and 19B, in order to form a
Фиг. 20А поясняет этап изготовления, на котором отражающий элемент 290 сформирован на центральной части поддерживающего слоя 220, а фиг.20В представляет собой вид в перспективе части фиг.20А. FIG. 20A illustrates a manufacturing step in which a
Как показано на фиг.20А и 20В, после того, как на открытую часть временного слоя 217 и на поддерживающий слой 220 методом центрифугирования наносится пятый фоторезист (не показан), в нем формируется рисунок, чтобы оставить открытыми центральную часть поддерживающего слоя 220, первую часть первого нижнего электрода 231 и первую часть второго нижнего электрода 232. Отражающий элемент 290 формируется на центральной части поддерживающего слоя 220, на первой части первого нижнего электрода 231 и на первой части второго нижнего электрода 232 с использованием электропроводного и отражающего свет металла типа серебра, платины или алюминия. Отражающий элемент 290 формируется методом распыления или химического осаждения из паровой фазы так, чтобы он имел толщину от 0,3 до 2,0 мкм. Отражающий элемент 290 имеет ту же самую форму, что и у центральной части поддерживающего слоя 220, и отражает свет, падающий от источника света (не показан). Впоследствии пятый фоторезист и временный слой 217 удаляют, используя пары фтористоводородной кислоты (HF), и таким образом завершают изготовление привода 280. Когда временный слой 217 удаляется, то там, где он располагался, формируется воздушный зазор 218. As shown in FIGS. 20A and 20B, after the fifth photoresist (not shown) is applied by centrifugation on the open part of the
После промывки и высушивания подложки 200, имеющей привод 280, на ее нижней части формируется омический контакт (не показан) с использованием хрома, никеля или золота. Омический контакт формируется методом распыления или термического напыления. Подложка 200 разрезается, чтобы подготовить ее к монтажу в корпус, предназначенный для монтажа с использование ленточного носителя, для подачи первого сигнала на первый и второй нижние электроды 231 и 232 и подачи второго сигнала на первый и второй верхние электроды 251 и 252. В данном случае подложку 200 прорезают на заданную глубину, чтобы подготовить ее к последующим этапам изготовления. Контактная площадка (не показана) платы тонкопленочной матрицы управляемых зеркал и контактная площадка корпуса (не показана) соединяются и таким образом изготовление модуля тонкопленочной матрицы управляемых зеркал завершается. After washing and drying the
Ниже будет описана работа тонкопленочной матрицы управляемых зеркал в оптической проекционной системе согласно данной форме осуществления настоящего изобретения. Below will be described the operation of a thin-film matrix of controlled mirrors in an optical projection system according to this embodiment of the present invention.
В тонкопленочной матрице управляемых зеркал согласно данной форме осуществления изобретения первый сигнал подается от контактной площадки корпуса на нижний электрод 231 через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал, электрическую разводку, соединительный вывод 205 и первую сквозную перемычку 271. Первый сигнал подается также от контактной площадки корпуса на второй нижний электрод 232 через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал, электрическую разводку, соединительный вывод 205 и вторую сквозную перемычку 272. В то же самое время второй сигнал подается от контактной площадки корпуса на первый верхний электрод 251 через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал и общую линию. Второй сигнал подается также от контактной площадки корпуса на второй верхний электрод 252 через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал и общую линию. Следовательно, электрические поля создаются соответственно между первым верхним электродом 251 и первым нижним электродом 231, а также между вторым верхним электродом 252 и вторым нижним электродом 232. Первый активный слой 241, сформированный между первым верхним электродом 251 и первым нижним электродом 231, и второй активный слой 242, сформированный между вторым верхним электродом 252 и вторым нижним электродом 232, деформируются под действием электрического поля. Первый и второй активные слои 241 и 242 деформируются в направлении, перпендикулярном к электрическим полям. Первый и второй активные слои 241 и 242 деформируются в направлении от того места, где помещен поддерживающий слой 220. То есть привод 280, имеющий первый и второй активный слой 241 и 242, приводится в движение по направлению вверх и поддерживающий слой 220, присоединенный к приводу 280, также приводится в движение по направлению вверх, в соответствии с отклонением привода 280. In the thin-film matrix of controlled mirrors according to this embodiment, the first signal is supplied from the contact pad of the housing to the
Отражающий элемент 290 сформирован на центральной части поддерживающего слоя 220. Отражающий элемент 290, который отражает свет, падающий от источника света, наклоняется приводом 280. Таким образом, отражающий элемент 290 отражает свет на экран так, что на нем формируется изображение. A
Третья форма осуществления изобретения
На фиг.21 показан вид сверху тонкопленочной матрицы управляемых зеркал в оптической проекционной системе согласно третьей форме осуществления настоящего изобретения. Фиг.22 представляет собой вид в перспективе тонкопленочной матрицы управляемых зеркал, показанной на фиг.21, а фиг.23 представляет собой сечение по линии В1-В2 на фиг.22.Third Embodiment
On Fig shows a top view of a thin film matrix of controlled mirrors in an optical projection system according to a third embodiment of the present invention. FIG. 22 is a perspective view of a thin film matrix of driven mirrors shown in FIG. 21, and FIG. 23 is a section along line B 1 -B 2 in FIG. 22.
Как показано на фиг.21, тонкопленочная матрица управляемых зеркал согласно данной форме осуществления изобретения имеет подложку 300, привод 380, сформированный на подложке 300, и отражающий элемент 390, установленный на приводе 380. As shown in FIG. 21, the thin film steering mirror array according to this embodiment has a
Привод 380 имеет первую приводную часть 381, сформированную на первой части подложки 300, и вторую приводную часть 382, сформированную на второй части подложки 300. Отражающий элемент 390 сформирован между первой и второй приводными частями 381 и 382. The
Как показано на фиг.22 и 23, подложка 300, в которой выполнена электрическая разводка (не показана), содержит соединительный вывод 305, сформированный на электрической разводке, пассивирующий слой 310, нанесенный на подложку 300 и на соединительный вывод 305, и предотвращающий травление слой 315, нанесенный на пассивирующий слой 310. As shown in FIGS. 22 and 23, the
Нижняя поверхность первой части первого поддерживающего слоя 321 присоединена к первой части предотвращающего травление слоя 315, под которой сформирован соединительный вывод 305, и эта первая часть первого поддерживающего слоя 321 проходит параллельно предотвращающему травление слою 315 и выше его. Воздушный зазор 318 введен между предотвращающим травление слоем 315 и первой частью первого поддерживающего слоя 321. Нижняя поверхность первой части второго поддерживающего слоя 322 присоединена ко второй части предотвращающего травление слоя 315, под которой сформирован соединительный вывод 305, и эта первая часть второго поддерживающего слоя 322 проходит параллельно предотвращающему травление слою 315 и выше его. Между предотвращающим травление слоем 315 и первой частью второго поддерживающего слоя 322 также имеется воздушный зазор 318. The lower surface of the first part of the first supporting
Первая и вторая приводные части 381 и 382 сформированы параллельно друг другу соответственно на первом и втором поддерживающих слоях 321 и 322. Первая приводная часть 381 имеет первый нижний электрод 331, сформированный на первом поддерживающем слое 321, первый активный слой 341, сформированный на первом нижнем электроде 331, и первый верхний электрод 351, сформированный на первом активном слое 341. Первая сквозная перемычка 371 сформирована в первом сквозном отверстии 361, которое проходит от части первого активного слоя 341 к соединительному выводу 305 через первый нижний электрод 331, первый поддерживающий слой 321, предотвращающий травление слой 315 и пассивирующий слой 310. The first and
Вторая приводная часть 382 имеет ту же самую форму, что у первой приводной части 381. Вторая приводная часть 382 имеет второй нижний электрод 332, сформированный на втором поддерживающем слое 322, второй активный слой 342, сформированный на втором нижнем электроде 332, и второй верхний электрод 352, сформированный на втором активном слое 342. Вторая сквозная перемычка 372 сформирована во втором сквозном отверстии 362, которое проходит от части второго активного слоя 342 к соединительному выводу 305 через второй нижний электрод 232, второй поддерживающий слой 322, предотвращающий травление слой 315 и пассивирующий слой 310. The
Первые части первого и второго поддерживающих слоев 321 и 322 частично присоединены к подложке 300. Эти первые части первого и второго поддерживающих слоев 321 и 322 сформированы параллельно друг другу, начиная от присоединенных частей. Вторая часть первого поддерживающего слоя 321 сформирована как одно целое с его первой частью. Вторая часть первого поддерживающего слоя 321, выступающая внутрь, имеет прямоугольную форму. То есть вторая часть первого поддерживающего слоя 321 открыта вне первого нижнего электрода 331. Вторая часть второго поддерживающего слоя 322 сформирована как одно целое с его первой частью. Вторая часть второго поддерживающего слоя 322, выступающая внутрь, имеет прямоугольную форму. Первый и второй поддерживающие слои 321 и 322 симметричны относительно друг друга. Вторая часть второго поддерживающего слоя 322 открыта вне второго нижнего электрода 332. The first parts of the first and second supporting
Первый и второй нижние электроды 331 и 332 сформированы соответственно на первых частях первого и второго поддерживающих слоев 321 и 322. Следовательно, первый и второй нижние электроды 331 и 332 параллельны. Первый и второй активные слои 341 и 342 сформированы соответственно на первом и втором нижних электродах 331 и 332. Первый и второй верхние электроды 351 и 352 также сформированы соответственно на первом и втором активных слоях 341 и 342. Первый активный слой 341 имеет меньшую площадь, чем площадь первого нижнего электрода 331, а второй активный слой 342 имеет меньшую площадь, чем площадь второго нижнего электрода 332. Первый верхний электрод 351 имеет меньшую площадь, чем площадь первого активного слоя 341, а второй верхний электрод 352 имеет меньшую площадь, чем площадь второго активного слоя 342. The first and second
Отражающий элемент 390 для отражения света, падающего от источника света (не показан), сформирован на вторых частях первого и второго поддерживающих слоев 321 и 322. В предпочтительном варианте отражающий элемент 390 имеет прямоугольную форму. A
Для изготовления тонкопленочной матрицы управляемых зеркал согласно третьей форме осуществления настоящего изобретения используется тот же самый способ изготовления, что и для второй формы осуществления настоящего изобретения (фиг. 16-20В), за исключением формирования рисунка первого и второго поддерживающих слоев 321 и 322. The same manufacturing method is used as for the second embodiment of the present invention (FIGS. 16-20B) to produce a thin film guided mirror array according to a third embodiment of the present invention, except for forming a pattern of the first and second support layers 321 and 322.
Ниже будет описана работа тонкопленочной матрицы управляемых зеркал в оптической проекционной системы согласно данной форме осуществления настоящего изобретения. Below will be described the operation of a thin film matrix of controlled mirrors in an optical projection system according to this embodiment of the present invention.
В тонкопленочной матрице управляемых зеркал согласно данной форме осуществления изобретения первый сигнал подается от контактной площадки корпуса на нижний электрод 331 через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал, электрическую разводку, соединительный вывод 305 и первую сквозную перемычку 371. Первый сигнал подается также от контактной площадки корпуса на второй нижний электрод 332 через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал, электрическую разводку, соединительный вывод 305 и вторую сквозную перемычку 372. В то же самое время второй сигнал подается от контактной площадки корпуса на первый верхний электрод 351 через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал и общую линию. Второй сигнал подается также от контактной площадки корпуса на второй верхний электрод 352 через контактную площадку платы матрицы управляемых зеркал и общую линию. Следовательно, электрические поля создаются соответственно между первым верхним электродом 351 и первым нижним электродом 331, а также между вторым верхним электродом 352 и вторым нижним электродом 332. Первый активный слой 341, сформированный между первым верхним электродом 351 и первым нижним электродом 331, и второй активный слой 342, сформированный между вторым верхним электродом 352 и вторым нижним электродом 332, деформируются под действием электрического поля. Первый и второй активные слои 341 и 342 деформируются в направлении, перпендикулярном к электрическому полю. Эти слои 341 и 342 деформируются соответственно в направлении от тех мест, где помещены первый и второй поддерживающие слои 321 и 322. То есть привод 380, имеющий первый и второй активные слои 341 и 342, приводится в движение по направлению вверх. Первый и второй поддерживающие слои 321 и 322 присоединены к приводу 380 и также приводятся в движение по направлению вверх в соответствии с отклонением привода 380. In the thin-film matrix of controlled mirrors according to this embodiment, the first signal is supplied from the contact pad of the housing to the
Отражающий элемент 390 сформирован на первом и втором поддерживающих слоях 321 и 322. Отражающий элемент 390, который отражает свет, падающий от источника света, наклоняется приводом 380. Таким образом, отражающий элемент 390 отражает свет на экран так, что на нем формируется изображение. A
В обычной тонкопленочной матрице управляемых зеркал количество света, отраженное отражающим элементом, меньше, чем количество света, падающего на тонкопленочную матрицу управляемых зеркал, если брать в рассмотрение площадь тонкопленочной матрицы управляемых зеркал, потому что опорная часть отражающего элемента больше, чем его отражающая часть. То есть, так как опорная часть отражающего элемента, которая поддерживает отражающий элемент при его отклонении в соответствии с наклоном привода, больше, чем отражающая часть отражающего элемента, которая фактически отражает падающий свет, световая отдача по отношению к площади тонкопленочной матрицы управляемых зеркал уменьшается и качество изображения, проецируемого на экран тонкопленочной матрицей управляемых зеркал, ухудшается. Кроме того, падающий свет рассеивается в районе поддерживающей части отражающего элемента, которая примыкает к отражающей части отражающего элемента, так как падающий свет также отражается в районе поддерживающей части. Следовательно, качество изображения, проецируемого на экран тонкопленочной матрицей управляемых зеркал, также ухудшается. In a conventional thin-film matrix of controlled mirrors, the amount of light reflected by the reflecting element is less than the amount of light incident on the thin-film matrix of controlled mirrors, if we take into account the area of the thin-film matrix of controlled mirrors, because the supporting part of the reflecting element is larger than its reflecting part. That is, since the supporting part of the reflecting element, which supports the reflecting element when it is deflected in accordance with the inclination of the drive, is larger than the reflecting part of the reflecting element, which actually reflects incident light, the light output relative to the area of the thin-film matrix of the controlled mirrors decreases and the quality the image projected onto the screen by a thin-film matrix of controlled mirrors deteriorates. In addition, incident light is scattered in the region of the supporting part of the reflective element, which is adjacent to the reflective part of the reflective element, since incident light is also reflected in the region of the supporting part. Therefore, the quality of the image projected onto the screen by a thin-film matrix of controllable mirrors is also deteriorating.
Однако тонкопленочная матрица управляемых зеркал для оптической проекционной системы согласно настоящему изобретению имеет привод, который осуществляет поворот на заданный угол, а отражающий элемент для отражения падающего света формируется отдельно от привода, чтобы намного улучшить световую отдачу за счет минимизации площади привода и максимизации площади отражающего элемента. Поэтому качество изображения, проецируемого на экран, существенно повышается. However, the thin-film matrix of controlled mirrors for the optical projection system according to the present invention has a drive that rotates by a predetermined angle, and a reflective element for reflecting incident light is formed separately from the drive to greatly improve light output by minimizing the area of the drive and maximizing the area of the reflecting element. Therefore, the quality of the image projected onto the screen is greatly improved.
Хотя выше были описаны предпочтительные формы осуществления настоящего изобретения, понятно, что настоящее изобретение не ограничивается ими и различные изменения и модификации могут быть сделаны специалистами в пределах сущности и объема изобретения, который определен приводимой ниже формулой изобретения. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it is understood that the present invention is not limited to them and various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the spirit and scope of the invention as defined by the claims below.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117916/09A RU2180158C2 (en) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | Thin-film matrix of controlled mirrors for optical projection system and its manufacturing process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117916/09A RU2180158C2 (en) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | Thin-film matrix of controlled mirrors for optical projection system and its manufacturing process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99117916A RU99117916A (en) | 2001-07-10 |
RU2180158C2 true RU2180158C2 (en) | 2002-02-27 |
Family
ID=20224031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99117916/09A RU2180158C2 (en) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | Thin-film matrix of controlled mirrors for optical projection system and its manufacturing process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2180158C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468988C2 (en) * | 2005-07-22 | 2012-12-10 | Квалкомм Инкорпорэйтэд | Mems devices with support structures and methods of their production |
RU2484007C2 (en) * | 2006-06-30 | 2013-06-10 | Квалкомм Мемс Текнолоджис, Инк. | Method of manufacturing devices on basis of microelectromechanical systems providing adjustment of air gap |
RU2511574C2 (en) * | 2008-02-13 | 2014-04-10 | Квалкомм Мемс Текнолоджис, Инк. | Multilevel stochastic pseudo mixing with noise suppression by successive averaging with help of patterns |
-
1997
- 1997-01-23 RU RU99117916/09A patent/RU2180158C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468988C2 (en) * | 2005-07-22 | 2012-12-10 | Квалкомм Инкорпорэйтэд | Mems devices with support structures and methods of their production |
RU2484007C2 (en) * | 2006-06-30 | 2013-06-10 | Квалкомм Мемс Текнолоджис, Инк. | Method of manufacturing devices on basis of microelectromechanical systems providing adjustment of air gap |
US8964280B2 (en) | 2006-06-30 | 2015-02-24 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method of manufacturing MEMS devices providing air gap control |
RU2511574C2 (en) * | 2008-02-13 | 2014-04-10 | Квалкомм Мемс Текнолоджис, Инк. | Multilevel stochastic pseudo mixing with noise suppression by successive averaging with help of patterns |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6204080B1 (en) | Method for manufacturing thin film actuated mirror array in an optical projection system | |
US5920421A (en) | Thin film actuated mirror array in an optical projection system and method for manufacturing the same | |
RU2180158C2 (en) | Thin-film matrix of controlled mirrors for optical projection system and its manufacturing process | |
US5815305A (en) | Thin film actuated mirror array in an optical projection system and method for manufacturing the same | |
US5815304A (en) | Thin film actuated mirror array in a optical projection system and method for manufacturing the same | |
US5917645A (en) | Thin film actuated mirror array in an optical projection system and method for manufacturing the same | |
EP1062817B1 (en) | Thin film actuated mirror array for an optical projection system | |
JP2000513460A (en) | Thin-film optical path adjusting device and method of manufacturing the same | |
EP0954929B1 (en) | Thin film actuated mirror array in an optical projection system and method for manufacturing the same | |
KR100225587B1 (en) | Thin film type actuated mirror arrays | |
EP0966842B1 (en) | Thin film actuated mirror array in an optical projection system and method for manufacturing the same | |
KR100238803B1 (en) | Actuated mirror arrays having enhanced light efficiency | |
KR100209961B1 (en) | Thin film lightpath modulation device for the light efficiency | |
KR100244520B1 (en) | Fabrication method of thin film actuated mirror array | |
JP3887424B2 (en) | Thin film type optical path adjusting device and manufacturing method thereof | |
KR100238804B1 (en) | Method for manufacturing actuated mirror arrays having enhanced light efficiency | |
KR100251106B1 (en) | Method for fabricating thin film type light-path controlling device | |
KR100209941B1 (en) | Actuated mirror arrays having large deformation | |
KR100209945B1 (en) | An actuated mirror arrays having large deformable actuators therein | |
KR100244513B1 (en) | Thin film actuated mirror array and its fabrication method | |
KR100248990B1 (en) | Thin film actuated mirror array and method therefor | |
MXPA99006849A (en) | Thin film actuated mirror array in an optical projection system and method for manufacturing the same | |
KR19980054835A (en) | Thin film type optical path control device and method for manufacturing the same that can prevent initial bending of actuator | |
KR19980046151A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device which can improve light efficiency | |
KR19980054845A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040124 |