JPH06258586A - 欠陥を有する電気機械画素の効果を軽減する方法 - Google Patents

欠陥を有する電気機械画素の効果を軽減する方法

Info

Publication number
JPH06258586A
JPH06258586A JP5265039A JP26503993A JPH06258586A JP H06258586 A JPH06258586 A JP H06258586A JP 5265039 A JP5265039 A JP 5265039A JP 26503993 A JP26503993 A JP 26503993A JP H06258586 A JPH06258586 A JP H06258586A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
picture element
pixel
hinge
voltage
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5265039A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3383031B2 (ja
Inventor
Jr Richard O Gale
オー.ゲール,ジュニア リチャード
Brian C Mccormack
シー.マコーミック ブライアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of JPH06258586A publication Critical patent/JPH06258586A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3383031B2 publication Critical patent/JP3383031B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • G09G3/346Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on modulation of the reflection angle, e.g. micromirrors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0841Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/37Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being movable elements
    • G09F9/372Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being movable elements the positions of the elements being controlled by the application of an electric field
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/10Dealing with defective pixels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 欠陥を有する電気機械画素の効果を、その画
素を完全に消失させる、または、非反射状態にするなど
により、軽減する方法を提供する。 【構成】 本発明の方法は過大な機械的応力、過大な熱
的応力、電気化学的反応、または、熱的に誘起された化
学反応により、前記電気機械画素のヒンジまたはビーム
に、損傷を与えるのに十分な電圧を加え、これらのヒン
ジまたはビームに損傷を与える段階を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル・マイクロ
ミラー装置(DMD)に関する。このディジタル・マイ
クロミラー装置はまた、変形可能ミラー装置としても知
られている。さらに詳細にいえば、本発明は、このよう
な装置の中の欠陥を有する画素の効果を軽減する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】DMDは、光学的情報
処理装置、投影表示装置、および、静電写真印刷装置の
分野において、多くの応用を有している。L.ホーンベ
ック名の論文「128×128変形可能ミラー装置」第
30巻、IEEE、Tran.Elec.Dev.53
9頁(1983年)を見よ。
【0003】前記ホーンベック名の論文に開示されてい
る多数の応用例は、米国特許第5,096,279号に
開示されているように、2安定モードで動作するDMD
を使用している。この米国特許第5,096,279号
の内容は、本発明の中に取り込まれている。この米国特
許第5,096,279号の内容の細部は下記において
やや詳細に要約されるが、簡単にいえば、DMDの2安
定モードでは、偏向可能なビーム、すなわち、偏向可能
なミラーは、2つの着地角度±θL のいずれかにまで偏
向することができる。この偏向は、下にある電極にアド
レス電圧を印加することにより行われる。いずれの着地
角度(±θL )においても、偏向可能なミラーの端部は
下にある装置基板と接触する。通常、1つの方向におい
て、この偏向可能なミラーは「オン」で明るい、すなわ
ち換言すれば、視野の中に光を反射する。他の方向で
は、ミラーは「オフ」で暗く、すなわち換言すれば、視
野の中に光を反射しない。
【0004】先行技術のDMDにおいて分かっているこ
とであるが、可能な製造上の欠陥は、ミラーの粘着の問
題である。このような場合、個々のミラーは、アドレス
電圧およびバイアス電圧を変えることに応じて、「オ
ン」状態と「オフ」状態との間で状態を変えることがで
きない。したがって、ミラーは常に「オフ」であるか、
または、常に「オン」である。常に「オン」である欠
陥、すなわち、常に明るい欠陥は、特に注目され、そし
て、特に好ましくない。欠陥を有する画素が粘着する理
由はたくさんある。例えば、ただしそれらに限定される
わけではないが、ミラーの下にあるアドレス指定素子に
欠陥がある場合、ミラーと基準電圧との間の電気的接続
が悪い場合、または、ミラーの接触の位置における表面
に欠陥がある場合、である。
【0005】
【問題点を解決するための手段】本発明は、欠陥を有す
る画素の効果を軽減することが可能である、ことの認識
に基づいている。すなわち、本発明は、1つの方向に永
久的に傾いた画素を、完全に消失した画素に変更する、
または、非反射画素に変更する、または、部分的に反射
する画素に変更する、または、いずれの方向にも偏向し
ない画素にする、の手段を提供する。本発明の1つの実
施例により、ミラーをアドレス指定およびバイアスする
のに用いられる回路は、欠陥を有しない画素を破壊する
ことなく、欠陥を有する画素に永久的な変化を実行する
のに用いることができる。本質的には、装置の基板の上
にある、または、装置の基板の中にある、電極に対し
て、ミラー接触体に高電圧が加えられる。この時、欠陥
を有するミラーは、静電引力により、基板に強力に引き
付けられる。この力により、ミラー・ヒンジを破壊する
ことができる、または、DMD基板の上に電極が直接に
接触して大電流が流れ、それにより、ヒンジまたはビー
ムを破壊することができる。
【0006】これらの力を個々のミラーに選択的に加え
るために、アドレス指定回路を備えることが可能である
けれども、このことには、欠陥を有する画素の位置を知
ることが必要である。したがって、本発明の他の実施例
では、欠陥を有するミラーだけを効果的に破壊するよう
に、ミラーの全体に力を加える。このことは、正しく機
能する画素は平らな状態にリセットすることができる
が、粘着した画素はそれができない、という事実を用い
て達成される。この平らな状態では、画素ビームの面は
装置の基板の面に平行である。画素の機械的構造は、加
えられた電圧に瞬間的には応答できないことが分かって
いる。実際、空気抵抗は、画素の運動を制限することが
分かっている。粘着した画素は既に傾斜しているので、
機能する画素が電極に接触する前に、粘着した画素はそ
れらに対応する電極に接触するであろう。粘着した画素
の電極への接触と、欠陥を有しない画素のそれらの電極
への接触との間の、この時間の遅延を用いて、欠陥を有
する画素のヒンジおよび/またはビ−ムを破壊すること
ができる。したがって、本発明の1つの実施例は、持続
時間が短くかつ振幅の大きな電気パルスを、画素の全体
に加え、それにより、欠陥を有する画素を選択的に破壊
することができる。
【0007】
【実施例】本発明およびその利点をさらに完全に理解す
るために、下記において添付図面を参照して本発明を詳
細に説明する。
【0008】添付図面を参照しての下記説明において、
図面は異なっても対応する部品には、特に断らない限
り、対応する番号および対応する記号が用いられる。
【0009】図1a〜図1cは、好ましい実施例のミラ
ーの機能を示した、それぞれ、立体図、横断面正面図、
および平面図である。これらの図面に示されているよう
に、画素20は、基板22の上の電極42または46
と、ビーム30との間に電圧を加えることにより動作す
る。ビーム30とこれらの電極は空隙コンデンサの2個
の極板を構成し、そして、電圧を加えることにより、こ
れらの2個の極板に誘起される反対符号の電荷によっ
て、ビーム30を基板22に引き付ける静電引力が働
く。一方、電極40および41はビーム30と同じ電圧
に保たれる。電極42、46とビーム30との間の静電
引力により、ビーム30はヒンジ34および36のとこ
ろで捩じれ、それにより、ビーム30は基板22に対し
て偏向する。
【0010】図2は、電極42に正電圧を加えることに
より、最小の間隙を有する領域に誘起電荷が集中し、そ
れにより偏向したビーム30を示した概要図である。典
型的なCMOS電圧、例えば、5ボルトの電圧、が加え
られた場合、偏向の角度の大きさは2度の程度である。
もちろん、もしヒンジ34がもっと長く、またはもっと
薄く、またはもっと細く作成されるならば、ヒンジ34
のコンプライアンス弾性定数はヒンジの幅に逆比例し、
および、ヒンジの長さの2乗に比例し、および、ヒンジ
の厚さの3乗に比例するので、偏向の角度の大きさは増
大するであろう。DMDがその2安定モードで動作する
場合、ビーム30が着地用電極40、41の上のDMD
基板に接触する点において、ビーム30の偏向の角度が
着地角度±θL により定められるように、ビームが設計
される。ビーム30の厚さは、処理工程期間中に発生す
る表面応力によるビーム30の捩じれが大幅でないよう
に選定され、しかし、ヒンジ34の厚さは、コンプライ
アンス弾性定数が大きな値を有するように選定される、
ことに注目されたい。図2はまた、DMDの動作期間中
に起こり得る、偏向したビーム30の位置での光の反射
をも示している。
【0011】図3は、本発明の好ましい第1実施例にお
いて加えられる欠陥軽減電圧のグラフである。この実施
例は米国特許第5,096,279号に開示されている
のと同じアドレス指定回路を用いることができる。この
米国特許の内容は、本発明の中に取り込まれている。こ
の米国特許には、典型的な2安定DMDのアドレス指定
方式とバイアス方式とが詳細に開示されている。種々の
欠陥を軽減するために、この方式のアドレス指定回路お
よびバイアス回路を用いる際、小さな変更が必要である
ことは、回路設計の当業者にはすぐに分かる。このアド
レス指定回路を用いることにより、欠陥の位置がいった
ん決定されると、欠陥を有する画素のおのおのが、欠陥
を軽減するために、ビームおよび/またはヒンジに損傷
を与える際、これらの画素が選択的に呼び出され、そし
て、それらにパルスが加えられるであろう。具体的に
は、欠陥を軽減するために加えられるこれらのパルス
は、DMDのマイクロミラー30をアドレス指定するの
に用いられるパルスよりも、振幅A1 、および/また
は、持続時間D1 、が大きいことが必要であろう。この
第1実施例の軽減用電圧の振幅/持続時間は、画素のヒ
ンジ34、36を破壊するのに十分な大きさでなければ
ならない。この欠陥軽減回路はアドレス指定回路として
2重の目的を果たすことができる。または、この回路
は、先行技術におけるように、ミラ−30をアドレス指
定するのに通常用いられる回路と並列であることができ
る。
【0012】好ましい第2実施例では、図4に示された
ような軽減用パルスが、画素の全体に、または、画素の
一部分に、同時に加えることができる。このような場
合、これらのパルスは持続時間が短く、そして、振幅が
大きいであろう。振幅/持続時間、A2 /D2 、は欠陥
画素20のヒンジ34、36を破壊するのに十分な大き
さでなければならないが、一方、機能している画素20
にはほとんど損傷を与えない大きさでなければならな
い。これらの機能している画素20に対しては、パルス
の持続時間が短いために、通常はほとんど偏向しないで
あろう。
【0013】米国特許第5,096,279号に開示さ
れているアドレス指定回路を要約すれば、2安定画素2
0は、回転の好ましい方向を設定することによりアドレ
ス指定することができる。この米国特許第5,096,
279号の内容が本発明の中に取り込まれている。もし
アドレス電極42および46の両方がアースされるなら
ば、小さな擾乱によりビーム30がランダムに回転を始
めるであろう。そして、この状態でビーム30と着地用
電極40および41に差動バイアスVB を加えると、着
地用電極40、41の一方に集中して回転するであろ
う。けれども、差動バイアスVB を加える前に、もしア
ドレス電極46が1つの電位に設定されるならば、ビー
ム30を着地用電極41に向けて回転させる正味の回転
力が生ずるであろう。それと対称的に、アドレス電極4
2にトリガ電位が加えられ、差動バイアスVB が加えら
れるならば、ビーム30は着地用電極40に向けて回転
するであろう。
【0014】前記で説明されたいずれかの実施例に従
い、もし十分に大きな振幅の差動バイアスVB が着地用
電極40、41に対してビーム30に加えられるなら
ば、ビーム30は一方に集中して回転するだけでなく、
ヒンジ34、36は実際に大きな機械的過大応力により
永久的に損傷を受けるであろう。そして、ビームは下に
ある基板の上で、「オン」状態または「オフ」状態のい
ずれにおいても、偏向しないままでいることができる。
十分に偏向すれば、実際、ビームはアドレス電極42、
46の一方に接触し、それにより、大きな電流がビーム
30とヒンジ34、36を通って流れる。この大きな電
流による加熱を用いて、ヒンジ34、36に、温度によ
る過大応力を加えることができる、または、それを溶融
することができる、または、熱的に誘起された化学反応
によりそれを破壊することができる。十分に大きな電流
により、ヒンジ34、36に損傷を与える他に、ビーム
30を溶融することにより損傷を与えることができる、
または、熱的に誘起された化学反応により、ビーム30
が光を反射しないようにすることができる。ビーム30
を非反射状態にすることは、その「オン」の明るい状態
に比べて、1つの望ましい状態であることができる。熱
的に誘起された化学反応はいずれも、当業者にはよく知
られているように、気体の中で起こることができる。電
流が流れるとその温度が上昇することによる応力はいず
れも、気体または真空の中で誘起されることが可能であ
る。1気圧の空気よりも制動効果の大きい、高圧の気体
または粘性の大きな気体を用いて、欠陥のないビーム3
0の制動を増加させることができ、それにより、(DM
D基板と既に接触している欠陥のあるビーム30とは異
なって)欠陥のないビーム30に対する電圧の印加とビ
ーム30のDMD基板との接触との間の前記遅延による
時間の利点を増加させることができる。この余分の時間
の利点を用いて、欠陥のあるビーム30に、さらに有効
に化学的に反応させる、または、応力を加えることがで
きる。
【0015】熱的に誘起される多くの化学反応を、本発
明に用いることができるかも知れないと想像することが
できる。これらの反応には、ただし、それらに限定され
るわけではないが、電気的に誘起される熱的酸化、およ
び、電気的に誘起される蒸気陽極酸化が含まれる。例え
ば、ビーム30とバイアス回路との間の電気的接触が悪
いために生ずる欠陥は、軽減することができる。この実
施例では、すべてのビーム30に電圧を加えることによ
り、および、悪い接触をしているビーム30だけが電気
化学的反応により作用を受けるという事実を用いること
により、反応性蒸気の中で、欠陥を有する画素に選択的
に、電気化学的反応を実行することができる。この電気
化学的反応を利用して、欠陥を有するビーム30の上に
非反射表面、または、部分的に反射する表面の後での沈
着から欠陥のないビーム30をマスクすることができ
る。または、欠陥を有するビーム30またはヒンジ3
4、36をエッチングする、または、損傷を与える、後
での化学反応性蒸気処理工程から、欠陥のないビーム3
0をマスクすることができる。
【0016】図5a〜図5cの概要図に示されているよ
うに、好ましい実施例の画素20の直線状アレイ310
を、電気写真印刷装置に用いることができる。この装置
350は、光源および光学装置352と、アレイ310
と、結像レンズ354と、光伝導ドラム356とを有す
る。図5aはこの装置の立体図、図5bは正面図、図5
cは平面図である。光源352から放射された光は薄板
の形状358を有し、そして、この光が直線状アレイ3
10を照射する。画素20の間の領域からの光は薄板の
形状360を有し、この光は鏡面反射された薄板の形状
の光である。負の方向に偏向されたビームから反射され
た光は、薄板の形状361を有する。正の方向に偏向さ
れたビームから反射された光は、薄板の形状362の中
の結像レンズ354を通り、そして、ドラム356の上
のライン364の上に一連のドットとして集光する。こ
れらのドットのおのおのは、それぞれ、偏向したビーム
30に対応する。ディジタル化されそしてラスタ走査さ
れたフォーマットにあるテキストの1頁またはグラフィ
ックス情報の1つのフレームは、一度に1つのラインの
情報をアレイ310に送ることにより、ドラム356が
回転する時、ドラム356の上にこれらのドットが一度
に1つのライン364を構成して印刷することができ
る。これらのドットの画像は、静電写真のような標準的
な技術により、紙に転写される。もしビーム30が着地
用電極41の上にある時ビーム30の偏向角が0である
ならば、薄板の形状の光358の入射角が直線状アレイ
310の垂線に対し20°である時、薄板状の光362
は直線状アレイ310に垂直である。この配置が図5b
に示されている。この配置では、結像用レンズ354を
直線状アレイ310に垂直に配置することができる。正
の方向に偏向したビームのおのおのは、3個のビームに
対して図5cの概要図に示されているように、結像用レ
ンズ354の上に光源352の画像355を生ずる。
【0017】図6a〜図6cは、好ましい実施例のミラ
ーのアレイの一部分の、それぞれ、平面図、隠された主
要な特徴を示した平面図、詳細な横断面図である。この
好ましい実施例の構造体は、多重レベル変形可能ミラー
構造体を使用する。この構造体の製造法は、ホーンベッ
ク名の米国特許第5,083,857号に開示されてい
る。図6aに示されているように、この構造体により、
与えられた画素寸法に対し、回転可能な反射表面の非常
に改良された領域が得られる。下にあるヒンジ、アドレ
ス電極、および、着地用電極は、図6bに点線で示され
ている。ビーム支持ポスト201は、ビーム200を下
にある捩りヒンジ401にしっかりと連結する。下にあ
るヒンジと電極が図6bに詳細に示されている。ビーム
支持ポスト201は、ポスト406に連結されたヒンジ
401の制御の下で、ビーム200が回転することを可
能にする。このことにより、ポスト403によって支持
された電極の制御の下で、回転可能な表面(ビーム)2
00が回転することができる。ビーム200は着地用電
極405と接触して着地する。接触体402は基板の上
で延長されており、そして、下にあるアドレス電子装置
と接触している。この装置の構成と動作が下記で説明さ
れる。図6cは、ビーム200が着地角−θ L に回転し
た表面200aと、着地角+θL に回転した表面200
bとを示す。図6cにはまた、運動(200a、200
b)を制御するアドレス電極404と、ビーム200の
シーソー運動の他端に配置された着地用電極405とが
示されている。ビーム200の回転運動を制御する方式
は、1990年11月26日受付の米国特許第5,09
6,279号に詳細に開示されている。
【0018】隠されたヒンジ・アーキテクチャに対する
工程順序が、図7a〜図7dに示されている。この工程
順序には、5個の層(ヒンジ・スペーサ、ヒンジ、電
極、ビーム・スペーサ、ビーム)が含まれる。具体的
に、図7aにおいて、この工程は完成したアドレス回路
503を備えた基板で開始する。この基板は、アドレス
回路の保護酸化物501の中に作成された接触体開口部
を有する。アドレス回路は、典型的には、2個の金属層
/ポリCMOS工程である。接触体開口部により、第2
レベル金属(METL2)502接合パッドとMETL
2アドレス回路出力接続点とへの接続が可能になる。
【0019】なお図7aにおいて、アドレス回路の上に
ヒンジ・スペーサ701が回転沈着され、そして、この
ヒンジ・スペーサがパターンに作成され、ヒンジ支持ポ
ストと電極支持ポストと接触体とを形成する、ホール7
02が作られる。このスペーサの厚さは、典型的には、
0.5μmである。このスペーサは、後での処理工程段
階における流動と泡立ちを防止するために、200℃の
温度で深くUV硬化されたポジティブな光耐性体であ
る。
【0020】図7bに示されているように、次の2つの
層703および704が、いわゆる、埋め込みヒンジ工
程により作成される。このヒンジを作成するアルミニウ
ム合金が、ヒンジ・スペーサの上にスパッタ沈着され
る。この合金の厚さは、典型的には、750オングスト
ロームである。この合金の組成は、0.2%Ti、1%
Si、残りはAlである。マスク用酸化物がプラズマ沈
着され、そして、パターンに作成されて、ヒンジ401
の形状が作られる。次に、このヒンジ酸化物が第2アル
ミニウム合金層704により埋め込まれる。この第2ア
ルミニウム合金層(その典型的な厚さは3000オング
ストロームである)は電極を作成するためのものであ
る。
【0021】なお図7bにおいて、マスク用酸化物がプ
ラズマ沈着され、そして、パターンに作成されて、電極
404と、電極支持ポスト406と、ビーム接触体金属
405との形状が作られる。次に、1回のプラズマ・ア
ルミニウム・エッチングを用いて、ヒンジと、電極と、
支持ポストと、ビーム接触体金属とがパターンに作成さ
れる。ヒンジ領域の上にある電極金属がエッチングによ
り除去され、埋め込みヒンジ酸化物が露出される。この
埋め込みヒンジ酸化物は、エッチング停止体として作用
する。プラズマ・アルミニウム・エッチングが完了した
時、薄いヒンジ金属の領域703と厚い電極金属の領域
704とが、同時にパターンに作成される。次に、マス
ク用酸化物がプラズマ・エッチングにより除去される。
【0022】次に図7cに示されているように、ビーム
・スペーサ705がヒンジと電極の上に回転沈着され、
そして、パターンに作成されてビーム支持ポスト201
を形成するホールが作成される。スペーサ705はビー
ムの捩り偏向角度を決定する。スペーサ705はポジテ
ィブな光耐性体であり、その典型的な厚さは1.5ミク
ロンである。このスペーサは、後での処理工程段階にお
ける流動および泡立ちを防止するために、180℃の温
度で深くUV硬化される。この硬化工程において、ヒン
ジ・スペーサ701の劣化は起こらないことを断ってお
く。それは、ヒンジ・スペーサはさらに高い温度(20
0℃)で硬化されているからである。次に、ビーム20
0(その典型的な厚さは4000オングストロームであ
る)を作成するためのアルミニウム合金が、ビーム・ス
ペーサ705の上にスパッタ沈着される。次に、マスク
用酸化物707がプラズマ沈着され、そして、パターン
に作成されてビームの形状が作られる。次に、このビー
ムがプラズマ・エッチングされ、それにより、ビームと
ビーム支持ポストとが作成される。これで、ウエハのレ
ベルでの処理工程が完了する。ビーム200の上のマス
ク用酸化物707が所定の位置に残る。次に、このウエ
ハがPMMAで被覆され、そして、チップ・アレイに切
断され、そして、クロロベンゼンでパルス回転清浄化が
行われる。最後に、これらのチップがプラズマ・エッチ
ング容器の中に配置され、そこで、マスク用酸化物70
7が除去され、および、スペーサ層701および705
の両方が完全に除去され、それにより図7dに示されて
いるように、ヒンジおよびビームの下の空隙が作成され
る。
【0023】本発明は特定の実施例に基づいて説明され
たけれども、前記説明は本発明がそれらに限定されるこ
とを意味するものではない。当業者には、前記実施例を
種々に変更した実施例およびまた別の実施例の可能であ
ることは、前記説明から容易に理解されるであろう。し
たがって、本発明の範囲はこのような変更実施例をすべ
て包含するものである。
【0024】少数の好ましい実施例が前記において詳細
に説明された。本発明の範囲は、前記説明とは異なる
が、しかし、請求項になお含まれる、実施例を包含する
ものと理解しなければならない。この包含という用語
は、本発明の範囲を考察する際、非網羅的であると解釈
されるべきである。本発明による装置は、シリコン、ヒ
化ガリウム、または他の電子材料群での個別部品または
完全に集積化された回路を用いて、および、光学に基づ
く形式または他の技術に基づく形式の実施例で、実施さ
れるであろう。
【0025】本発明が例示された実施例を参照して説明
されたけれども、このことは、本発明の範囲が前記説明
に限定されることを意味するものではない。例示された
実施例を種々に変更した実施例および種々に組み合わせ
た実施例、または、本発明の他の実施例の可能であるこ
とは、当業者には前記説明からすぐに理解されるであろ
う。したがって、本発明は、これらの変更実施例および
他の実施例をすべて包含するものである。
【0026】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1) 光を観察者の視野に送り、かつ、ビームおよび
ヒンジを備えた、欠陥を有する明るい電気機械画素の光
を軽減する方法であって、前記電気機械画素に損傷を与
えるのに十分な電圧を加えて前記画素が光を前記視野に
もはや送らないようにする段階を有する、前記方法。 (2) 第1項記載の方法において、前記電圧が長い持
続時間を有する、前記方法。 (3) 第1項記載の方法において、前記電圧が大きな
振幅を有する、前記方法。 (4) 第1項記載の方法において、前記電圧が1組の
周期的なパルスを有する、前記方法。 (5) 第1項記載の方法において、前記損傷が過大な
機械的応力によるものである、前記方法。
【0027】(6) 第1項記載の方法において、前記
損傷が過大な熱的応力によるものである、前記方法。 (7) 第6項記載の方法において、前記過大な熱的応
力が真空中で生ずる、前記方法。 (8) 第6項記載の方法において、前記過大な熱的応
力が気体中で生ずる、前記方法。 (9) 第8項記載の方法において、前記気体が1気圧
の空気の粘性よりも大きい粘性を有する、前記方法。 (10) 第1項記載の方法において、前記損傷が熱的
に誘起された化学反応が原因で生ずる、前記方法。
【0028】(11) 第10項記載の方法において、
前記熱的に誘起された化学反応が気体の中で起こる、前
記方法。 (12) 第1項記載の方法において、前記損傷が電気
化学的反応により生ずる、前記方法。 (13) 第12項記載の方法において、前記電気化学
的反応が気相電気化学反応である、前記方法。 (14) 第1項記載の方法において、前記損傷を受け
た電気機械画素が平らな表面を有する、前記方法。 (15) 第14項記載の方法において、前記平らな表
面が下にある基板に平行である、前記方法。
【0029】(16) 第1項記載の方法において、前
記ヒンジが損傷を受ける、前記方法。 (17) 第1項記載の方法において、前記ビームが損
傷を受ける、前記方法。 (18) 第1項記載の方法において、前記欠陥を有す
る画素が電気機械画素のアレイの一部分であり、かつ、
前記欠陥を有する画素を選択的にアドレス指定する段階
と、前記選択的にアドレス指定された画素だけに前記電
圧を加える段階とをさらに有する、前記方法。 (19) 第1項記載の方法において、前記欠陥を有す
る画素が電気機械画素のアレイの一部分であり、かつ、
複数個の前記電気機械画素に前記欠陥を有する画素を損
傷するのに十分な電圧を加える段階をさらに有する、前
記方法。 (20) 第1項記載の方法において、通常は偏向して
いなくかつ電気的に応答する電気機械画素のアレイの中
で、前記欠陥を有する画素が偏向されかつ電気的に応答
しなく、かつ、(イ) 1気圧の空気の粘性よりも大き
な粘性を備えた気体を有する環境の中に画素の前記アレ
イを備える段階と、(ロ) 前記欠陥を有する電気機械
画素に損傷を与えるには十分の大きさであるが偏向して
いなくかつ電気的に応答する画素の少なくとも1つに損
傷を与えるには不十分の大きさである電圧のパルスの周
期的な組を印加する段階と、をさらに有する、前記方
法。
【0030】(21) ビーム30およびヒンジ32、
34を備えた、欠陥を有する電気機械画素20の効果が
軽減される、方法が開示される。これらの方法は、ヒン
ジ32、34またはビーム30に損傷を与えることがで
きる。これらの方法は、過大な機械的応力、過大な熱的
応力、電気化学的反応、または、熱的に誘起された化学
反応により、前記電気機械画素20のヒンジ32、34
またはビーム30に、損傷を与えるのに十分な電圧を加
える段階を有する。
【0031】共通に譲渡された下記の出願中特許の内容
は、本発明の中に取り込まれている。 特許番号 受付日 TIケース番号 第5,096,279号 1990年11月26日 TI−14481A 第5,083,857号 1990年6月29日 TI−14568
【図面の簡単な説明】
【図1】好ましい実施例の画素の機能図であって、Aは
立体図、Bは横断面正面図、Cは平面図。
【図2】好ましい実施例のミラーの偏向を示した図。
【図3】好ましい第1実施例に適用することができる欠
陥軽減電圧の図であって、これらの電圧が欠陥を有する
画素に選択的に加えられる。
【図4】好ましい第2実施例に適用することができる欠
陥軽減電圧の図であって、これらの電圧がすべての画素
の全体に加えられる。
【図5】好ましい実施例のDMDを静電写真印刷のため
に使用した概要図であって、Aは立体図、Bは横断面
図、Cは側面図。
【図6】好ましい実施例のミラーの概要図であって、A
は好ましい実施例のミラーのアレイの一部分の平面図、
Bは主要な隠れた特徴を示した好ましい実施例のミラー
の平面図、CはBに示されたのと同じ好ましい実施例の
ミラーの詳細な横断面図。
【図7】好ましい実施例のミラーの製造法を示す部分横
断面図であって、A〜Dは製造の逐次の段階を示す部分
横断面図。
【符号の説明】
20 電気機械的画素 30 偏向可能なビーム 32、34 ヒンジ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を観察者の視野に送り、かつ、ビーム
    およびヒンジを備えた、欠陥を有する明るい電気機械画
    素の光を軽減する方法であって、前記電気機械画素に損
    傷を与えるのに十分な電圧を加えて前記画素が光を前記
    視野にもはや送らないようにする段階を有する、前記方
    法。
JP26503993A 1992-10-23 1993-10-22 欠陥を有する電気機械画素の効果を軽減する方法 Expired - Fee Related JP3383031B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US965835 1992-10-23
US07/965,835 US5289172A (en) 1992-10-23 1992-10-23 Method of mitigating the effects of a defective electromechanical pixel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06258586A true JPH06258586A (ja) 1994-09-16
JP3383031B2 JP3383031B2 (ja) 2003-03-04

Family

ID=25510569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26503993A Expired - Fee Related JP3383031B2 (ja) 1992-10-23 1993-10-22 欠陥を有する電気機械画素の効果を軽減する方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US5289172A (ja)
EP (1) EP0611977B1 (ja)
JP (1) JP3383031B2 (ja)
CA (1) CA2107753C (ja)
DE (1) DE69314157T2 (ja)
TW (1) TW241396B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010512253A (ja) * 2006-12-12 2010-04-22 エヌエックスピー ビー ヴィ 被制御の電極オフ状態位置を有するmemsデバイス

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5083857A (en) * 1990-06-29 1992-01-28 Texas Instruments Incorporated Multi-level deformable mirror device
US6219015B1 (en) 1992-04-28 2001-04-17 The Board Of Directors Of The Leland Stanford, Junior University Method and apparatus for using an array of grating light valves to produce multicolor optical images
US5289172A (en) * 1992-10-23 1994-02-22 Texas Instruments Incorporated Method of mitigating the effects of a defective electromechanical pixel
US5659374A (en) * 1992-10-23 1997-08-19 Texas Instruments Incorporated Method of repairing defective pixels
US5504504A (en) * 1994-07-13 1996-04-02 Texas Instruments Incorporated Method of reducing the visual impact of defects present in a spatial light modulator display
US5485304A (en) * 1994-07-29 1996-01-16 Texas Instruments, Inc. Support posts for micro-mechanical devices
US5623281A (en) * 1994-09-30 1997-04-22 Texas Instruments Incorporated Error diffusion filter for DMD display
US5552924A (en) * 1994-11-14 1996-09-03 Texas Instruments Incorporated Micromechanical device having an improved beam
US5717513A (en) * 1995-01-10 1998-02-10 Texas Instruments Incorporated Unsticking mirror elements of digital micromirror device
US5617242A (en) * 1995-01-10 1997-04-01 Texas Instruments Incorporated Repair of digital micromirror device having white defects
JP3209877B2 (ja) * 1995-03-31 2001-09-17 アルプス電気株式会社 光学読み取り装置
US5841579A (en) 1995-06-07 1998-11-24 Silicon Light Machines Flat diffraction grating light valve
JP3519853B2 (ja) * 1996-02-28 2004-04-19 富士写真フイルム株式会社 マイクロミラー式画像形成装置及びその管理方法
US5982553A (en) 1997-03-20 1999-11-09 Silicon Light Machines Display device incorporating one-dimensional grating light-valve array
US6088102A (en) 1997-10-31 2000-07-11 Silicon Light Machines Display apparatus including grating light-valve array and interferometric optical system
US6271808B1 (en) 1998-06-05 2001-08-07 Silicon Light Machines Stereo head mounted display using a single display device
US6101036A (en) 1998-06-23 2000-08-08 Silicon Light Machines Embossed diffraction grating alone and in combination with changeable image display
US6130770A (en) 1998-06-23 2000-10-10 Silicon Light Machines Electron gun activated grating light valve
US6215579B1 (en) 1998-06-24 2001-04-10 Silicon Light Machines Method and apparatus for modulating an incident light beam for forming a two-dimensional image
US6303986B1 (en) 1998-07-29 2001-10-16 Silicon Light Machines Method of and apparatus for sealing an hermetic lid to a semiconductor die
US6707591B2 (en) 2001-04-10 2004-03-16 Silicon Light Machines Angled illumination for a single order light modulator based projection system
US6747781B2 (en) 2001-06-25 2004-06-08 Silicon Light Machines, Inc. Method, apparatus, and diffuser for reducing laser speckle
US6782205B2 (en) 2001-06-25 2004-08-24 Silicon Light Machines Method and apparatus for dynamic equalization in wavelength division multiplexing
US6829092B2 (en) 2001-08-15 2004-12-07 Silicon Light Machines, Inc. Blazed grating light valve
US6785001B2 (en) * 2001-08-21 2004-08-31 Silicon Light Machines, Inc. Method and apparatus for measuring wavelength jitter of light signal
US6800238B1 (en) 2002-01-15 2004-10-05 Silicon Light Machines, Inc. Method for domain patterning in low coercive field ferroelectrics
US6767751B2 (en) 2002-05-28 2004-07-27 Silicon Light Machines, Inc. Integrated driver process flow
US6728023B1 (en) 2002-05-28 2004-04-27 Silicon Light Machines Optical device arrays with optimized image resolution
US6822797B1 (en) 2002-05-31 2004-11-23 Silicon Light Machines, Inc. Light modulator structure for producing high-contrast operation using zero-order light
US6829258B1 (en) 2002-06-26 2004-12-07 Silicon Light Machines, Inc. Rapidly tunable external cavity laser
US6813059B2 (en) 2002-06-28 2004-11-02 Silicon Light Machines, Inc. Reduced formation of asperities in contact micro-structures
US6714337B1 (en) 2002-06-28 2004-03-30 Silicon Light Machines Method and device for modulating a light beam and having an improved gamma response
US7057795B2 (en) * 2002-08-20 2006-06-06 Silicon Light Machines Corporation Micro-structures with individually addressable ribbon pairs
US6801354B1 (en) 2002-08-20 2004-10-05 Silicon Light Machines, Inc. 2-D diffraction grating for substantially eliminating polarization dependent losses
US6712480B1 (en) 2002-09-27 2004-03-30 Silicon Light Machines Controlled curvature of stressed micro-structures
US6829077B1 (en) 2003-02-28 2004-12-07 Silicon Light Machines, Inc. Diffractive light modulator with dynamically rotatable diffraction plane
US6806997B1 (en) 2003-02-28 2004-10-19 Silicon Light Machines, Inc. Patterned diffractive light modulator ribbon for PDL reduction
US7884988B2 (en) * 2003-07-08 2011-02-08 Texas Instruments Incorporated Supplemental reset pulse
US20060238852A1 (en) * 2005-04-22 2006-10-26 Texas Instruments Incorporated A non-contacting electrostatically-driven mems device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5096279A (en) * 1984-08-31 1992-03-17 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator and method
JPS64933A (en) * 1987-06-23 1989-01-05 Mitsubishi Electric Corp Display device
JPH02301722A (ja) * 1989-05-16 1990-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電極の欠陥修正法
GB9008032D0 (en) * 1990-04-09 1990-06-06 Rank Brimar Ltd Video display systems
US5083857A (en) * 1990-06-29 1992-01-28 Texas Instruments Incorporated Multi-level deformable mirror device
JPH04116628A (ja) * 1990-09-07 1992-04-17 Seiko Instr Inc 電気光学装置
US5289172A (en) * 1992-10-23 1994-02-22 Texas Instruments Incorporated Method of mitigating the effects of a defective electromechanical pixel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010512253A (ja) * 2006-12-12 2010-04-22 エヌエックスピー ビー ヴィ 被制御の電極オフ状態位置を有するmemsデバイス
US8149076B2 (en) 2006-12-12 2012-04-03 Nxp B.V. MEMS device with controlled electrode off-state position

Also Published As

Publication number Publication date
DE69314157D1 (de) 1997-10-30
EP0611977A1 (en) 1994-08-24
US5289172A (en) 1994-02-22
CA2107753C (en) 2004-02-03
DE69314157T2 (de) 1998-05-14
JP3383031B2 (ja) 2003-03-04
TW241396B (ja) 1995-02-21
EP0611977B1 (en) 1997-09-24
CA2107753A1 (en) 1994-04-24
US5387924A (en) 1995-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06258586A (ja) 欠陥を有する電気機械画素の効果を軽減する方法
US5659374A (en) Method of repairing defective pixels
US5382961A (en) Bistable DMD addressing method
US5497262A (en) Support posts for micro-mechanical devices
US5768007A (en) Phase matched reset for digital micro-mirror device
US6147790A (en) Spring-ring micromechanical device
US5172262A (en) Spatial light modulator and method
US7119940B2 (en) Capacitively coupled micromirror
US6583921B2 (en) Micromechanical device and method for non-contacting edge-coupled operation
US6285490B1 (en) High yield spring-ring micromirror
US7252395B2 (en) MEMS device deflection stop
JP3851679B2 (ja) 空間光変調器
US6204085B1 (en) Reduced deformation of micromechanical devices through thermal stabilization
US20020093721A1 (en) Electrostatic efficiency of micromechanical devices
JPH09101467A (ja) 空間光変調器
JPH0782155B2 (ja) 空間光変調器及びそれを作成する方法
EP1803017B1 (en) Micromirror having offset addressing electrode
US7466476B2 (en) Sloped cantilever beam electrode for a MEMS device
JPH1068896A (ja) マイクロ・メカニカル・デバイスのためのノン・リニア・ヒンジ

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071220

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081220

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091220

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees