PL178495B1

PL178495B1 - Układ zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych i sposób wytwarzania w niskiej temperaturze układu zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych

Info

Publication number: PL178495B1
Application number: PL95320827A
Authority: PL
Inventors: Yong-Ki Min
Original assignee: Daewoo Electronics Co Ltd
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 2000-05-31
Also published as: AR000913A1; RU2156487C2; CN1176727A; CN1070330C; WO1996019896A1; CA2208089A1; JP3523881B2; US5706121A; AU3882095A; DE69521283D1; HUT77725A; EP0718658B1; HU221359B1; KR960028118A; JPH10510931A; PL320827A1; DE69521283T2; AU703795B2; TW305945B; EP0718658A1

Abstract

1 . U klad zw ierciadel cienk ow arstw ow ych ruchom ych zaw ierajacy m a- t ryce aktywna, posiadajaca podloze z ukladem M x N k on cow ek laczacych i ukladem M x N tranzystorów oraz uklad M x N uksztaltow an w zbudzajacych, z których kazde jest uksztaltow aniem b im orficznym , i posiada c zesc w zbu-- dzajaca i odbijajaca sw iatlo, zn a m ien n y ty m , ze czesc wzbudzajaca (1 8 0 ) w kazdym z uksztaltowan wzbudzajacych (250) zawiera czesc przednia pierwszej elektrody cienkowarstwowej (235), górny elem ent elektroprzem ieszczalny (275), elektrode posredn ia (295), dolny elem ent elektroprzem ieszczalny (285) i czesc przedn ia drugiej elektrody cienkowarstw owej (245), zas czesc odbijajaca sw iatlo (1 9 0 ) zaw iera p ozostala c z e sc pierw szej elektrody cienkow arstw ow ej (2 3 5 ) i p ozostala czesc drugiej elektrody cienk ow arstw ow ej (2 4 5 ), przy czym spod czesci przedniej drugiej elektrody cienk ow arstw ow ej (2 4 5 ) jest polaczo- ny elektrycznie z kazd a z kon ców ek laczacych (2 1 4 ) i z kazdym z tranzysto- rów, u m ozliw iajac drugiej elektrodzie cienk ow arstw ow ej (2 4 5 ) stanow ic elektrode sygnalow a, zas dolny elem ent elektroprzem ieszczaln y (2 8 5 ) jest u m ieszczon y na górze czesci przedniej drugiej elektrody cienk ow arstw o- wej (2 4 5 ), elektroda posrednia (295) jest u m ieszczona na górze dolnego e le- mentu elektroprzem ieszczalnego (285) stanow iac w spólna elektrode napiecia wstepnego, górny elem ent elektroprzem ieszczalny (275) jest um ieszczon y na górze dolnego elem entu elektroprzem ieszczalnego (285) z elek trod a posrednia (295) u m ieszczon a p om ied zy nim i, a p ierw sza elektroda cienk ow arstw ow a (235) z materialu odbijajacego sw iatlo i p rzew od zacego prad elektryczny jest u m ieszczona na górze górnego elem entu elek troprzem ieszczaln ego (2 7 5 ) i pozostalej czesci drugiej elektrody cienk ow arstw ow ej (2 4 5 ) w czesci odbi- jajacej sw iatlo, laczac elektrycznie pierw sza elektrode cienk ow arstw ow a (2 3 5 ) z druga elek trod a cienk ow arstw ow a (2 4 5 ), przy czym elem enty elektro- przem ieszczalne ( 2 8 5 , 295) s a z m aterialu krystalograficzn ie asym etryczn e- go, n ie w yk azu jacego histerezy oraz k sztaltow an ego w tem peraturze m ieszczacej sie w zakresie od 2 0 0 °C do 30 0 °C P L 178495 B 1 FIG. 2 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych i sposób wytwarzania w niskiej temperaturze układu zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych.

Spośród różnych dostępnych systemów monitorów ekranowych, system projekcji optycznej jest znany jako zdolny do dostarczania obrazu o wysokiej jakości w dużej skali. W takim optycznym systemie projekcji, światło z lampy jest jednolicie naświetlane na układ, na przykład M x N, zwierciadeł ruchomych cienkowarstwowych, przy czym każde ze zwierciadeł jest połączone z każdym z urządzeń wzbudzaj ących. Urządzenia wzbudzaj ące mogąbyć wykonane z materiału elektroprzemieszczalnego, takiego jak piezoelektryk, albo materiału elektrostrykcyjnego, który odkształca się w odpowiedzi na pole elektryczne do niego przykładane.

Strumień światła odbitego od każdego ze zwierciadeł pada, na przykład, na szczelinę przegrody optycznej. Poprzez przykładanie sygnału elektrycznego do każdego z urządzeń wzbudzających, względne położenie każdego ze zwierciadeł względem padającego światła jest zmieniane, w ten sposób powodując odchylenie toru optycznego wiązki odbitej od każdego ze zwierciadeł. Ponieważ tor optyczny każdej z odbitych wiązek jest zmieniany, ilość światła odbitego od każdego ze zwierciadeł, które przechodzi przez otwór, jest zmieniana, w ten sposób modulując natężenie wiązki. Modulowane wiązki przechodzące przez szczelinę są przesyłane na ekran projekcyjny poprzez odpowiednie urządzenie optyczne, takie jak soczewki projekcyjne, aby w ten sposób wyświetlić na nim obraz.

Znany jest ze zgłoszenia Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 08/430628 układ, sposób i wytwarzanie zwierciadeł cienkowarstwowych.

Proces wytwarzania układu rozpoczyna się przygotowaniem matrycy aktywnej, posiadającej powierzchnię górną, oraz zawierającą podłoże, układu M x N tranzystorów (nie pokazanego) oraz układu M x N końcówek łączących.

W następnym etapie, na powierzchni górnej matrycy aktywnej jest kształtowana warstwa protektorowa cienkowarstwowa, poprzez zastosowanie metody rozpylaniajonowego albo odparowywania, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa jest wykonana z metalu, osadzania chemicznego z fazy gazowej (CVD) albo powlekania wirowego, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa jest wykonana ze szkła krzemianowego fosforowego (PSG), albo metody CVD, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa jest wykonana z polisiloksanu.

Następnie, kształtowanajest warstwa podtrzymująca, zawierająca układ MxN elementów podtrzymujących, otoczonych warstwą protektorową cienkowarstwową, przy czym warstwa podtrzymująca 20 jest kształtowana poprzez: kształtowanie na warstwie protektorowej cienkowarstwowej układu M x N pustych otworów (nie pokazanych), poprzez stosowanie metody fotolitograficznej, przy czym każdy z pustych otworów jest dostarczony dookoła końcówek łączących; oraz kształtowanie w każdym z pustych otworów dostarczonych dookoła końcówek łączących elementu podtrzymującego, poprzez zastosowanie rozpylania jonowego albo metody CVD, jak pokazano na fig. 1 A. Elementy podtrzymuj ące sąwykonane z materiału izolacyjnego.

W następnym etapie, na górze warstwy podtrzymującej jest kształtowana, poprzez zastosowanie żelu koloidalnego, rozpylania jonowego albo metody CVD, warstwa elastyczna.

Następnie, w każdym z elementów podtrzymujących jest kształtowany przewód wykonany z metalu, poprzez: po pierwsze, wytworzenie układu M xN otworów (nie pokazanych), przy czym każdy z otworów rozciąga się od góry warstwy elastycznej od góry końcówek łączących, poprzez zastosowanie metody wytrawiania; oraz wypełnienie ich wnętrza metalem, aby w ten sposób ukształtować przewód, jak pokazano na fig. 1B.

W następnym etapie, na górze warstwy elastycznej zawierającej przewody jest kształtowana, przy zastosowaniu metody rozpylaniajonowego, druga warstwa cienkowarstwowa, wykonana z materiału przewodzącego elektrycznie. Druga warstwa cienkowarstwowa jest elektrycznie połączona z tranzystorami, przez przewody wykonane w elementach podtrzymujących.

Następnie, na górze drugiej warstwy cienkowarstwowej jest kształtowana warstwa elektroprzemieszczalna cienkowarstwowa, wykonana z materiału piezoelektrycznego, na przykład z tytanianu cyrkonu ołowiawego (PZT), poprzez zastosowanie metody rozpylania jonowego, metody CYD albo metody żelu koloidalnego, jak pokazano na fig. 1C.

178 495

W etapie późniejszym, warstwa elektroprzemieszczalna cienkowarstwowa, druga warstwa cienkowarstwowa i warstwa elastyczna sąkształtowane w układ M xN elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych, oraz układ M x N drugich elektrod cienkowarstwowych i układ M x N elementów elastycznych, poprzez zastosowanie metody fotolitografii albo nacinania laserowego, do czasu aż pokaże się warstwa podtrzymująca, jak pokazano na fig. 1D. Każda z drugich elektrod cienkowarstwowych jest elektrycznie połączona z tranzystorem przez przewód wykonany w każdym z elementów podtrzymujących i działa jako elektroda sygnałowa w zwierciadłach ruchomych cienkowarstwowych.

Następnie, każdy z elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych jest obrabiany cieplnie w wysokiej temperaturze, na przykład około 650°C w przypadku PZT, w celu umożliwienia przemiany fazowej, aby w ten sposób ukształtować układ M x N ukształtować obrabianych cieplnie (nie pokazanych). Ponieważ każdy z elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych jest wystarczająco cienki, nie ma potrzeby polaryzowania go w przypadku jeśli jest on wykonany z materiału piezoelektrycznego; ponieważ może on być spolaryzowany za pomocą sygnału elektrycznego podawanego podczas działania zwierciadeł ruchomych cienkowarstwowych.

Po powyższym etapie, na górze elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych jest kształtowany układ M x N pierwszych elektrod cienkowarstwowych wykonanych z materiału przewodzącego prąd elektryczny i odbijającego światło, w układzie M xN ukształtować kształtowanych cieplnie, poprzez po pierwsze ukształtowanie warstwy, wykonanej z materiału przewodzącego prąd elektryczny i odbijającego światło, całkowicie pokrywającej górę układu M x N ukształtować kształtowanych cieplnie, zawieraj ącego odsłoniętąwarstwę podtrzymującą poprzez zastosowanie metody rozpylaniajonowego, jak pokazano na fig. 1E, a następnie selektywne usuwanie warstwy poprzez zastosowanie metody wytrawiania, powodując powstanie układu M x N ukształtować lustrzanych wzbudzanych, w którym każde z ukształtować lustrzanych wzbudzanych zawiera powierzchnię górnąi cztery powierzchnie boczne, jak pokazano na fig. 1F. Każda z pierwszych elektrod cienkowarstwowych działa jako zwierciadło oraz jako elektroda napięcia wstępnego w zwierciadłach cienkowarstwowych ruchomych.

Po poprzednim etapie następuje całkowite pokrywanie powierzchni górnej i czterech powierzchni bocznych w każdym z ukształtować lustrzanych wzbudzanych warstwą ochronną cienkowarstwową (nie pokazaną).

Następnie, warstwa protektorowa cienkowarstwowa jest usuwana z warstwy podtrzymującej poprzez zastosowanie metody wytrawiania. Na koniec, warstwa ochronna cienkowarstwowa jest usuwana, aby w ten sposób utworzyć układ 100 M x N zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych, jak pokazano na fig. 1G.

Z opisanym powyżej sposobem wytwarzania układu M xN zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych związane są pewne wady. Kształtowanie elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych wymaga wysokiej temperatury i dlatego należy starannie wybrać materiał odpowiedni dla warstwy protektorowej cienkowarstwowej, zdolny do wytrzymania wysokiej temperatury wymaganej podczas jej kształtowania.

Dodatkowo, ponieważ sposób wytwarzania układu obejmuje proces wysokotemperaturowy, stosowane materiały elektrodowe także musząbyć zdolne do wytrzymania wysokiej temperatury, a także materiały elektrodowe sązwykle kosztowne, co z kolei zwiększa koszt wytwarzania układu.

Ponadto, wysoka temperatura wymagana podczas kształtowania elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych może mieć zły wpływ na integralność strukturalną, każdego ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych, co może narazić na szwank całościowe osiągi układu.

Dodatkowo do powyżej opisanych wad sposobu wytwarzania, układ w ten sposób przygotowany posiada główną wadę,przy czym wadątąjest całkowita skuteczność optyczna. Kiedy każde ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych odkształca się w odpowiedzi na pole elektryczne przykładane w poprzek jego warstwy elektroprzemieszczalnej cienkowarstwowej, pierwsza elektroda cienkowarstwowa do niej przymocowana, która działa także jako zwier6

178 495 ciadło, także się odkształca, aby w ten sposób, zamiast kształtowania płaskiej powierzchni górnej, kształtować zakrzywioną powierzchnię górną, od której są odbijane strumienie światła. W rezultacie, całkowita skuteczność optyczna układu się zmniejsza.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5247222 ujawnia piezoelektryczny modulator z rozdziałem trybów pracy. Aktywna struktura zawiera pierwszą, odbijającą i giętką elektrodę przymocowaną, do górnej powierzchni bloku piezoelektrycznego oraz drugą elektrodą przymocowaną do dolnej powierzchni tego boku, która składa się, przykładowo, z ZnO.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5172262 ujawnia sposób wytwarzania modulatora odchylonej przestrzennie wiązki światła.

Opis nr WO 91/0953 ujawnia telewizyjne urządzenie wyświetlające z zespołem zwierciadeł do modulowania intensywności wyświetlanych wiązek świetlnych. Element struktury aktywnej zawiera powierzchnię odbijającą zamontowaną na bimorficznej piezoelektrycznej warstwie kryształu.

Celem wynalazku jest układ zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych.

Celem wynalazku jest sposób wytwarzania w niskiej temperaturze układu zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych.

Układ zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych zawierający matrycę aktywną posiadaj ącąpodłoże z układem M xN końcówek łączących i układem M xN tranzystorów oraz układ M x N ukształtowań wzbudzających, z których każde jest ukształtowaniem bimorficznym, i posiada część wzbudzającą i odbijającą światło, według wynalazku charakteryzuje się tym, że część wzbudzająca w każdym z ukształtowań wzbudzających zawiera część przednią pierwszej elektrody cienkowarstwowej, górny element elektroprzemieszczalny. elektrodę pośrednią dolny element elektroprzemieszczalny i część przednią drugiej elektrody cienkowarstwowej, zaś część odbijająca światło zawiera pozostałą część pierwszej elektrody cienkowarstwowej i pozostałą część drugiej elektrody cienkowarstwowej, przy czym spód części przedniej drugiej elektrody cienkowarstwowej jest połączony elektrycznie z każdą z końcówek łączących i z każdym z tranzystorów, umożliwiając drugiej elektrodzie cienkowarstwowej stanowić elektrodę sygnałową zaś dolny element elektroprzemieszczalny jest umieszczony na górze części przedniej drugiej elektrody cienkowarstwowej, elektroda pośrednia jest umieszczona na górze dolnego elementu elektroprzemieszczalnego stanowiąc wspólną elektrodę napięcia wstępnego, górny element elektroprzemieszczalny jest umieszczony na górze dolnego elementu elektroprzemieszczalnego z elektrodą pośrednią umieszczonąpomiędzw nimi, a pierwsza elektroda cienkowarstwowa z materiału odbijającego światło i przewodzącego prąd elektryczny jest umieszczona na górze górnego elementu elektroprzemieszczalnego i pozostałej części drugiej elektrody cienkowarstwowej w części odbijającej światło, łącząc elektrycznie pierwszą elektrodę cienkowarstwową z drugą elektrodą cienkowarstwową, przy czym elementy elektroprzemieszczalne są z materiału krystalograficznie asymetrycznego, nie wykazującego histerezy oraz kształtowanego w temperaturze mieszczącej się w zakresie od 200°C do 300°C.

Korzystnie pierwsza elektroda cienkowarstwowa i druga elektroda cienkowarstwowa są oddzielone w części odbijającej światło warstwą, materiału elektroprzemieszczalnego.

Korzystnie górne i dolne elementy elektroprzemieszczalne są z tlenku cynku albo azotku glinowego.

Korzystnie kierunek polaryzacji górnego elementu elektroprzemieszczalnego jest identyczny do tego dla dolnego elementu elektroprzemieszczalnego w każdym z ukształtowań wzbudzających.

Sposób wytwarzania w niskiej temperaturze układu zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na górnej powierzchni matrycy aktywnej kształtuje się warstwę protektorową cienkowarstwową a następnie usuwa się fragmenty warstwy protektorowej cienkowarstwowej uformowanej dookoła góry każdej z końcówek łączących w matrycy aktywnej, po czym kształtuje się drugą warstwę elektrodową cienkowarstwową na górze warstwy protektorowej cienkowarstwowej i górnej powierzchni matrycy aktywnej osadza się dolną warstwę elektroprzemieszczalną na górze drugiej warstwy elektrodowej

178 495 cienkowarstwowej, przy czym dolną warstwę elektroprzemieszczalną wykonuje się z materiału krystalograficznie asymetrycznego, nie wykazującego histerezy, oraz kształtowanego w temperaturze mieszczącej się w zakresie od 200°C do 300°C, po czym kształtuje się pośrednią warstwę elektrodową, na górze dolnej warstwy elektroprzemieszczalnej, a następnie kształtuje się pośrednią warstwę elektrodową w kierunku kolumnowym, tworząc M ukształtowanych pośrednich warstw elektrodowych, przy czym każda z ukształtowanych pośrednich warstw elektrodowych jest oddzielona od innych i pokrywa część dolnej warstwy elektroprzemieszczalnej w taki sposób, że część ta obejmuje końcówki łączące w tej samej kolumnie, a następnie osadza się górną warstwę elektroprzemieszczalną wykonaną z tego samego materiału co dolna warstwa elektroprzemieszczalna, na górze dolnej warstwy elektroprzemieszczalnej, z ukształtowanymi pośrednimi warstwami elektrodowymi umieszczonymi pomiędzy nimi, po czym kształtuje się górne i dolne warstwy elektroprzemieszczalne w kierunku kolumnowym do czasu aż odsłoni się drugą warstwę elektrodową cienkowarstwową tworząc ukształtowanie zawierające M ukształtowanych warstw i odpowiednią ilość odsłoniętych drugich warstw elektrodowych cienkowarstwowych, tworząc część wzbudzającą i część odbijaj ącą światło w każdym ze zwierciadeł wzbudzanych cienkowarstwowych, przy czym każda z ukształtowanych warstw odpowiada części wzbudzającej w każdym ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych, jest oddzielona od innych przezjedną z odsłoniętych drugich warstw elektrodowych cienkowarstwowych i obejmuje każdą z ukształtowanych pośrednich warstw elektrodowych, zaś każda z odsłoniętych drugich warstw elektrodowych cienkowarstwowych odpowiada części odbijającej światło w każdym ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych, po czym kształtuje się pierwszą warstwę elektrodową cienkowarstwową wykonaną z materiału przewodzącego prąd elektryczny i odbijającego światło na górze ukształtowanego ukształtowania, wytwarzając półobrobione ukształtowanie wzbudzane, kształtuje się półobrobione ukształtowanie wzbudzane w kierunku rzędowym, do czasu aż warstwa protektorowa cienkowarstwowa zostanie odsłonięta, do układu M x N półobrobionych zwierciadeł ruchomych, przy czym każde z półobrobionych zwierciadeł ruchomych zawiera pierwszą elektrodę cienkowarstwowa, górny element elektroprzemiesszczalny, elektrodę pośrednią, dolny element elektroprzemieszczalny i drugą elektrodę cienkowarstwową, a następnie usuwa się warstwę protektorową cienkowarstwową tworząc układ M x N zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych.

Korzystniejako warstwę protektora wącienkowarstwową stosuje się z tlenek albo polimer.

Korzystnie warstwę protektorową cienkowarstwową kształtuje się na drodze rozpylania jonowego albo odparowywania próżniowego, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa, jest z tlenku, albo metodą powlekania wirowego, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa jest z polimeru.

Korzystnie drugą cienkowarstwową warstwę i pośrednią co najmniej jedną warstwę elektrodową kształtuje się o grubości 0,1-2,4 pm.

Korzystnie drugą cienkowarstwową warstwę i pośrednią co najmniej jedną warstwę elektrodową kształtuje się metodą rozpylania jonowego albo odparowywania próżniowego.

Korzystnie górną i dolną warstwę elektroprzemieszczalną kształtuje się na drodze metody odparowywania albo rozpylania jonowego.

Korzystnie górnąi dolnąwarstwę elektroprzemieszczalną kształtuje się o grubości 0,1-2 pm.

Korzystnie pierwszą warstwę elektrodową cienkowarstwową kształtuje się o grubości 500-2000 A.

Korzystnie pierwszą warstwę elektrodową cienkowarstwową kształtuje się na drodze metody rozpylania jonowego albo odparowywania próżniowego.

Korzystnie górnąi dolną warstwę elektroprzemieszczalną kształtuje się w kierunku kolumnowym pozostawiając w części odbijającej światło na górze drugiej warstwy elektrodowej cienkowarstwowej warstwę materiału elektroprzemieszczalnego.

Sposób według wynalazku nie obejmuje procesu wysokotemperaturowego, w ten sposób umożliwiając zastosowanie mniej kosztownego materiału, wybranego z wielu materiałów dla warstwy protektorowej cienkowarstwowej i elektrod.

178 495

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia pominięcie procesu wysokotemperaturowego podczas jego wytwarzania. Ponadto uzyskany układ M xN zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych posiada polepszoną sprawność optyczną.

Na figurach 1A do 1G pokazano schematycznie w przekroju poprzecznym układ MxN zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych wykonany sposobem znanym ze stanu techniki.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym: fig. 2 - pokazuje w przekroju poprzecznym układ M x N zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych według pierwszego przykładu wykonania wynalazku; fig. 3A do 3G - schematyczne przekroje poprzeczne przedstawiające kolejne etapy wytwarzania układu M xN zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych wykonanych sposobem według wynalazku i przedstawionego na fig. 2; fig. 4 - przekrój poprzeczny układu M xN zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych według drugiego przykładu wykonania wynalazku; oraz fig. 5 A do 5D - kolejne przekroje układu M x N zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych wykonanych sposobem według wynalazku a przedstawionego na fig. 4.

Na figurach 1A do 1G są przedstawione kolejne etapy wytwarzania układu 100 M x N zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 101 , przy czym M i N są liczbami całkowitymi, oraz M i N oznaczają odpowiednio kolumnę i rząd w układzie 100.

Proces wytwarzania układu 100 rozpoczyna się przygotowaniem matrycy aktywnej 10, posiadającej powierzchnię górną, oraz zawierającąpodłoże 12, układuMxN tranzystorów (nie pokazanego) oraz układu M x N końcówek łączących 14.

W następnym etapie, na powierzchni górnej matrycy aktywnej 10 jest kształtowana warstwa protektorowa cienkowarstwowa 28, poprzez zastosowanie metody rozpylania jonowego albo odparowywania, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa 28 jest wykonana z metalu, osadzania chemicznego z fazy gazowej (CVD) albo powlekania wirowego, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa 28 jest wykonana ze szkła krzemianowego fosforowego (PSG), albo metody CVD, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa 28 jest wykonana z polisiloksanu.

N astępnie, kształtowanaj est warstwa podtrzymuj ąca 20, zawieraj ąca układ M xN elementów podtrzymujących 24, otoczonych warstwą protektorową cienkowarstwową 28, przy czym warstwa podtrzymująca 20 jest kształtowana poprzez: kształtowanie na warstwie protektorowej cienkowarstwowej 28 układu MxN pustych otworów (nie pokazanych), poprzez stosowanie metody fotolitograficznej, przy czym każdy z pustych otworów jest dostarczony dookoła końcówek łączących 14; oraz kształtowanie w każdym z pustych otworów dostarczonych dookoła końcówek łączących 14 elementu podtrzymującego 24, poprzez zastosowanie rozpylania jonowego albo metody CVD, jak pokazano na fig. 1A. Elementy podtrzymujące 24 są wykonane z materiału izolacyjnego.

W następnym etapie, na górze warstwy podtrzymującej 20 jest kształtowana, poprzez zastosowanie żelu koloidalnego, rozpylaniajonowego albo metody CVD, warstwa elastyczna 60.

Następnie, w każdym z elementów podtrzymujących 24 jest kształtowany przewód 22 wykonany z metalu, poprzez: po pierwsze, wytworzenie układu M xN otworów (nie pokazanych), przy czym każdy z otworów rozciąga się od góry warstwy elastycznej 60 do góry końcówek łączących 14, poprzez zastosowanie metody wytrawiania; oraz wypełnienie ich wnętrza metalem, aby w ten sposób ukształtować przewód 22, jak pokazano na fig. 1B.

W następnym etapie, na górze warstwy elastycznej 60 zawierającej przewody 22 jest kształtowana, przy zastosowaniu metody rozpylania jonowego, druga warstwa cienkowarstwowa 40, wykonana z materiału przewodzącego elektrycznie. Druga warstwa cienkowarstwowa 40 jest elektrycznie połączona z tranzystorami, przez przewody 22 wykonane w elementach podtrzymujących 24.

Następnie, na górze drugiej warstwy cienkowarstwowej 40 jest kształtowana warstwa elektroprzemieszczalna cienkowarstwowa 70, wykonana z materiału piezoelektrycznego, na przykład z tytanianu cyrkonu ołowiawego (PZT), poprzez zastosowanie metody rozpylania jonowego, metody CYD albo metody żelu koloidalnego, jak pokazano na fig. 1C.

178 495

W etapie późniejszym, warstwa elektroprzemieszczalna cienkowarstwowa 70, druga warstwa cienkowarstwowa 40 i warstwa elastyczna 60 są kształtowane w układ M x N elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych 75, oraz układ M x N drugich elektrod cienkowarstwowych 45 i układ M x N elementów elastycznych 65, poprzez zastosowanie metody fotolitografii albo nacinania laserowego, do czasu aż pokaże się warstwa podtrzymująca 20, jak pokazano na fig. 1D. Każda z drugich elektrod cienkowarstwowych 45 jest elektrycznie połączona z tranzystorem przez przewód 22 wykonany w każdym z elementów podtrzymujących 24 i działa jako elektroda sygnałowa w zwierciadłach cienkowarstwowych ruchomych 101.

Następnie, każdy z elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych 75 jest obrabiany cieplnie w wysokiej temperaturze, na przykład około 650°C w przypadku PZT, w celu umożliwienia przemiany fazowej, aby w ten sposób ukształtować układ M x N ukształtowań obrabianych cieplnie (nie pokazanych). Ponieważ każdy z elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych 75 jest wystarczaj ąco cienki, nie ma potrzeby polaryzowania go w przypadkujeśli jest on wykonany z materiału piezoelektrycznego; ponieważ może on być spolaryzowany za pomocą sygnału elektrycznego podawanego podczas działania zwierciadeł wzbudzanych cienkowarstwowych 101.

Po powyższym etapie, na górze elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych 75 jest kształtowany układ M x N pierwszych elektrod cienkowarstwowych 35 wykonanych z materiału przewodzącego prąd elektryczny i odbijającego światło, w układzie M x N ukształtowań kształtowanych cieplnie, poprzez po pierwsze ukształtowanie warstwy 30, wykonanej z materiału przewodzącego prąd elektryczny i odbijającego światło, całkowicie pokrywającej górę układu M x N ukształtowań kształtowanych cieplnie, zawierającego odsłoniętą warstwę podtrzymującą 20, poprzez zastosowanie metody rozpylania jonowego, jak pokazano na fig. 1E, a następnie selektywne usuwanie warstwy 30 poprzez zastosowanie metody wytrawiania, powodując powstanie układu 110 M x N ukształtowań lustrzanych wzbudzanych 111, w którym każde z ukształtowań lustrzanych wzbudzanych 111 zawiera powierzchnię górną i cztery powierzchnie boczne, jak pokazano na fig. 1F. Każda z pierwszych elektrod cienkowarstwowych 35 działa jako lustro oraz jako elektroda napięcia wstępnego w zwierciadłach cienkowarstwowych ruchomych 101.

Po poprzednim etapie następuje całkowite pokrywanie powierzchni górnej i czterech powierzchni bocznych w każdym z ukształtowań lustrzanych wzbudzanych 111 warstwą ochronną cienkowarstwową (nie pokazaną).

Następnie, warstwa protektorowa cienkowarstwowa 28 jest usuwana z warstwy podtrzymującej 20 poprzez zastosowanie metody wytrawiania. Na koniec, warstwa ochronna cienkowarstwowajest usuwana, aby w ten sposób utworzyć układ 100 M x N zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 101, jak pokazano na fig. 1G.

Z opisanym powyżej sposobem wytwarzania układu 100 M x N zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 101 związane są pewne wady. Kształtowanie elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych 75 wymaga wysokiej temperatury i dlatego należy starannie wybrać materiał odpowiedni dla warstwy protektorowej cienkowarstwowej 28, zdolny do wytrzymania wysokiej temperatury wymaganej podczas jej kształtowania.

Dodatkowo, ponieważ sposób wytwarzania układu 100 obejmuje proces wysokotemperaturowy, stosowane materiały elektrodowe także muszą być zdolne do wytrzymania wysokiej temperatury, a takie materiały elektrodowe są zwykle kosztowne, co z kolei zwiększa koszt wytwarzania układu 100.

Ponadto, wysoka temperatura wymagana podczas kształtowania elementów elektroprzemieszczalnych cienkowarstwowych 75 może mieć zły wpływ na integralność strukturalną każdego ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 101, co może narazić na szwank całościowe osiągi układu 100.

Dodatkowo do powyżej opisanych wad sposobu wytwarzania, układ 100 w ten sposób przygotowany posiada główną wadę, przy czym wadą tą jest całkowita skuteczność optyczna. Kiedy każde ze zwierciadeł wzbudzanych cienkowarstwowych ruchomych 101 odkształca się w

178 495 odpowiedzi na pole elektryczne przykładane w poprzek jego warstwy elektroprzemieszczalnej cienkowarstwowej 75, pierwsza elektroda cienkowarstwowa 35 do niej przymocowana, która działa także jako zwierciadło, także się odkształca, aby w ten sposób, zamiast kształtowania płaskiej powierzchni górnej, ukształtować zakrzywionąpowierzchnię górną, od której są odbijane strumienie światła. W rezultacie, całkowita skuteczność optyczna układu 100 się zmniejsza.

Na figurach 2 i 5 pokazano w przekroju poprzecznym dwa przykłady wykonania układów 200, 400 M x N zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 201401 według wynalazku, przy czym M i N są liczbami całkowitymi, M i N oznaczają odpowiednio kolumnę i rząd w układzie 200, 400 do stosowania w optycznym systemie projekcji, oraz schematyczne przekroje przedstawiające, odpowiednio, sposób jego wytwarzania. Należy zauważyć, że podobne części pojawiające się na fig. 2 i 5 są opisane podobnymi numerami odnośników-.

Na figurze 2 pokazano układ 200 M xN zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 201 według wynalazku, przy czym układ 200 zawiera matrycę aktywną210 i układ M xN ukształtowań wzbudzających 250, przy czym każde z ukształtowań wzbudzających 250 posiada strukturę bimorficzną.

Matryca aktywna 210 zawiera podłoże 212 z układem M x N końcówek łączących 214 i układem M xN tranzystorów (nie pokazanym), przy czym każda z końcówek łączących 214 jest elektrycznie połączona z tranzystorami.

Każde z ukształtowań wzbudzających 250 jest wyposażone w części wzbudzające i odbijające światło 180, 190. Część wzbudzająca 180 w każdym z ukształtowań wzbudzających 250 zawiera część przednią drugiej elektrody cienkowarstwowej 245, dolny element elektroprzemieszczalny 285, elektrodę pośrednią 295, górny element elektroprzemieszczalny 275 i część przednią pierwszej elektrody cienkowarstw-owej 235, zaś część odbijająca światło 190 jest ukształtowana przez pozostałe części pierwszych i drugich elektrod cienkowarstwowych 23 5, 245, umieszczonych jedna na drugiej. Spód przedniej części drugiej elektrody cienkowarstwowej 245 w części wzbudzającej 180 w każdym z ukształtowań wzbudzających 250 jest przymocowany do górnej powierzchni matrycy aktywnej 210 w taki sposób, że jest on elektrycznie połączony z każdą z końcówek łączących 214, które, z kolei, sąpołączone elektrycznie z każdym z tranzystorów, w ten sposób umożliwiając drugiej elektrodzie cienkowarstwowej 245 działanie jako elektroda sygnałowa w każdym z ukształtowań wzbudzających 250. Dolny element elektroprzemieszczalny 285 jest umieszczony na górze przedniej części drugiej elektrody cienkowarstwowej 245. Elektroda pośrednia 295 jest umieszczona pomiędzy górnym i dolnym elementem elektroprzemieszczalnym 275,285, i działajako wspólna elektroda napięcia wstępnego w każdym z ukształtowań wzbudzających 250. Górny element elektroprzemieszczalny 275 jest umieszczony na górze dolnego elementu elektroprzemieszczalnego 285, z elektrodą pośrednią 295 umieszczoną pomiędzy nimi. Pierwsza elektroda cienkowarstwowa 235, wykonana z materiału przewodzącego prąd elektryczny i odbijającego światło, jest umieszczona na górze górnego elementu elektroprzemieszczalnego 275 i na górze pozostałej części drugiej elektrody cienkowarstwowej 245 części odbijającej światło 190, łącząc elektrycznie pierwszą elektrodę cienkowarstwową 235 z drugą elektrodą cienkowarstwową 245, aby w ten sposób umożliwić działanie pierwszej elektrody cienkowarstwowej 235 jako zwierciadła oraz jako elektrody sygnałowej w każdym z ukształtowań wzbudzających 250.

Górne i dolne elementy elektroprzemieszczalne 275,285 w każdym ze zwierciadeł ruchomych cienkowarstwowych 201 są wykonane z materiału krystalograficznie asymetrycznego, na przykład z tlenku cynku (ZnO) albo azotku glinowego (A1N), przy czym materiał charakteryzuje się ponadto tym, że: nie wykazuje pętli histerezy, oraz może być kształtowany w temperaturze mieszczącej się w zakresie od 200°C do 300°C. Zastosowanie takiego materiału dla górnych i dolnych elementów elektroprzemieszczalnych 275,285, umożliwia z kolei zastosowanie łatwotopliwych i tańszych materiałów elektrodowych, takich jak glin (Al), albo srebro (Ag), w pierwszej, drugiej oraz pośredniej elektrodzie cienkowarstwowej 235,245,295, w ten sposób zmniejszając całkowite koszty wytwarzania układu 200.

178 495

Kierunek polaryzacji górnego elementu elektroprzemieszczalnego 275 jest identyczny jak ten dolnego elementu elektroprzemieszczalnego 285. Kiedy w poprzek górnych i dolnych elementów elektroprzemieszczalnych 275, 285, w każdym ze zwierciadeł ruchomych cienkowarstwowych 201 jest przykładane pole elektryczne, kierunek polaryzacji w jednym z elementów elektroprzemieszczalnychjest zwrócony przeciwnie od pola elektrycznego. W takim przypadku, element elektroprzemieszczalny, którego kierunek polaryzacji nakłada się z polem elektrycznym, będzie się rozszerzał pionowo i kurczył poziomo, a element elektroprzemieszczalny, którego kierunek polaryzacji jest przeciwny do pola elektrycznego będzie się kurczył pionowo i rozszerzał poziomo, w ten sposób powodując bimorficzny tryb działania. Ponadto, kiedy pierwsza i druga elektrody cienkowarstwowe 235,245 zostająpołączone ze sobą, tworzą część odbijającą światło 190 w każdym ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 201, a część odbijająca światło 190 w każdym z ukształtowań wzbudzających 250 pozostaje płaska, kiedy do zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 201 jest przykładany sygnał elektryczny, umożliwiając ich pełne wykorzystanie do odbijania wiązki światła, w ten sposób polepszając skuteczność optyczną każdego ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 201.

Na figurach 3A do 3G pokazano schematycznie kolejne etapy wytwarzania układu 200 M xN zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 201 według wynalazku.

Proces wytwarzania układu 200 rozpoczyna się przygotowaniem matrycy aktywnej 210, posiadającej powierzchnię górną i zawierającej podłoże 212 z układem M x N końcówek łączących 214 oraz układem M x N tranzystorów (nie pokazanych), przy czym podłoże 212 jest wykonane z materiału izolacyjnego, na przykład z płytki krzemowej.

W następnym etapie, na górze matrycy aktywnej 210 jest kształtowana warstwa protektorowa cienkowarstwowa 228, wykonana z tlenku, na przykład z ZnO, albo z polimeru, na przykład z poliamidu, oraz posiadająca grubość 1-2 pm, przy wykorzystaniu metody rozpylania jonowego albo odparowywania, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa 228jest wykonana z tlenku, albo metody powlekania wirowego, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa 228 jest wykonana z polimeru.

Następnie, części warstwy protektorowej cienkowarstwowej 228 ukształtowanej dookoła góry każdej z końcówek łączących 214 w matrycy aktywnej 210 są usuwane, przy zastosowaniu metody fotolitograficznej, w ten sposób je odsłaniając.

Następnie, na górze warstwy protektorowej cienkowarstwowej 228 i odsłoniętej powierzchni górnej matrycy aktywnej 210 jest kształtowana, poprzez zastosowanie metody rozpylania jonowego albo odparowywania, druga warstwa elektrodowa cienkowarstwowa 240, wykonana z pierwszego materiału przewodzącego prąd elektryczny, na przykład z glinu (Al) albo srebra (Ag), oraz posiadająca grubość 0,1 - 2 pm, tak, że druga warstwa elektrodowa cienkowarstwowa 240jest elektrycznie połączona z końcówkami łączącymi 214, jak pokazano na fig. 3A.

Jak pokazano na fig. 3B, na górze drugiej warstwy elektrodowej cienkowarstwowej 240 jest kształtowana, za pomocą metody odparowywania albo rozpylania jonowego, dolna warstwa elektroprzemieszczalna 280, wykonana z materiału krystalograficznie asymetrycznego, kształtowanego w niskiej temperaturze, na przykład z ZnO, posiadająca grubość 0,1 - 2 pm.

W następnym etapie, na górze dolnej warstwy elektroprzemieszczalnej 280 jest osadzana, poprzez wykorzystanie metody rozpylania jonowego albo odparowywania próżniowego, pośrednia warstwa elektrodowa (nie pokazana), wykonana z drugiego materiału przewodzącego prąd elektryczny, na przykład z Al albo Ag, posiadająca grubość 0,1-2 pm. Druga warstwa elektrodowa cienkowarstwowa 240 i pośrednia warstwa elektrodowa mogą być wykonane z tego samego materiału przewodzącego prąd elektryczny.

Następnie, pośrednia warstwa elektrodowajest kształtowana w kierunku kolumnowym, w celu wytworzenia M ukształtowanych pośrednich warstw elektrodowych 290, jak pokazano na fig. 3C, poprzez zastosowanie metody fotolitografii albo nacinania laserowego, przy czym każda z ukształtowanych pośrednich warstw elektrodowych 290 jest oddzielona od innych i pokrywa część dolnej warstwy elektroprzemieszczalnej 280 w taki sposób, że część pokryta każdą z

178 495 ukształtowanych pośrednich warstw elektrodowych 290 obejmuje koćcówki łączące 214 w tej samej kolumnie, kiedy część wystaje do dołu.

W następnym etapie, jak pokazano na fig. 3D, na górze ukształtowanych pośrednich warstw elektroprzemieszczalnych 290 i dolnej warstwy elektroprzemieszczalnej 280 jest kształtowana, przy wykorzystaniu metody odparowywania albo rozpylania jonowego, górna warstwa elektroprzemieszczalna 270, wykonana z tego samego materiału i posiadająca tą samą grubość co dolna warstwa elektroprzemieszczalną 280.

Podczas następnego etapu, górna i dolna warstwy elektroprzemieszczalne 270, 280 są kształtowane w kierunku kolumnowym, do czasu aż druga warstwa elektrodowa cienkowarstwowa 240 zostanie odsłonięta, poprzez wykorzystanie metody fotolitografii albo nacinania laserowego, w celu wytworzenia ukształtowanego ukształtowania 150, zawierającego M warstw ukształtowanych 160 i odpowiednią ilość odsłoniętych drugich warstw elektrodowych cienkowarstwowych 241, przy czym każda z warstw ukształtowanych 160 jest oddzielona od innych jednąz odsłoniętych drugich warstw elektrodowych cienkowarstwowych 241 i obejmuje każdąz ukształtowanych pośrednich warstw elektrodowych 290, jak pokazano na fig. 3E. Etap ten powoduje powstanie części wzbudzającej 180 i części odbijającej światło 190 w każdym ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 201, z częścią wzbudzającą 180 odpowiadającą ukształtowanej warstwie 160, oraz częścią odbijającą światło 190 odpowiadającą odsłoniętej drugiej warstwie elektrodowej cienkowarstwowej 241.

Następnie, na górze ukształtowanego ukształtowania 150 jest kształtowana, poprzez zastosowanie metody rozpylania jonowego albo odparowywania próżniowego, pierwsza warstwa elektrodowa cienkowarstwowa 230, wykonana z materiału przewodzącego prąd elektryczny i odbijającego światło, na przykład z Al albo Ag, oraz posiadająca grubość 500 - 2000 A, w ten sposób dostarczając półobrobione ukształtowanie wzbudzające 300, jak pokazano na fig. 3F.

Po powyższym etapie, półobrobione ukształtowanie wzbudzające 300 jest kształtowane, przy wykorzystaniu metody fotolitografii albo nacinania laserowego, w kierunku rzędowym, do czasu aż zostanie odsłonięta warstwa protektorowa cienkowarstwowa 228, do układu M x N półobrobionych zwierciadeł ruchomych (nie pokazanych), przy czym każde z półobrobionych zwierciadeł ruchomych zawiera pierwszą elektrodę cienkowarstwową 235, górny element elektroprzemieszczalny 275, elektrodę pośrednią 295, dolny element elektroprzemieszczalny 285 i drugą elektrodę cienkowarstwową245. W każdym z półobrobionych zwierciadeł ruchomych, pierwsza elektroda cienkowarstwowa 235 jest połączona z drugą elektrodą cienkowarstwową 245 w części odbijającej światło 190, która z kolei jest połączona elektrycznie z końcówką łącząca 214 i tranzystorem, w ten sposób umożliwiając pierwszym i drugim elektrodom cienkowarstwowym 235,245 działanie jako elektrody sygnałowe w zwierciadle cienkowarstwowym ruchomym 210.

Na koniec, warstwa protektorowa cienkowarstwowa 228 jest usuwana poprzez zastosowanie metody wytrawiania, aby w ten sposób utworzyć układ 200 M x N zwierciadeł wzbudzanych cienkowarstwowych 201, tak jak pokazano na fig. 3G.

Na figurze 4 dostarczony jest przekrój układu 400 MxNzwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 401 według kolejnego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, przy czym każde ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 401 zawiera część wzbudzającą 380 i część odbijającą światło 390. Układ 400 jest podobny do układu 200 przedstawionego na fig. 2, z wyjątkiem tego, że pierwsza i druga elektrody cienkowarstwowe 435,445, w części odbijającej światło 390 w każdym ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 401 są oddzielone warstwą370 materiału elektroprzemieszczalnego, przy czym warstwa 370 dostarcza dodatkową podporę dla wzmocnienia integralności strukturalnej jej części odbijającej światło 390. ,

Na figurach 5A do 5D pokazano schematycznie kolejne tapy wytwarzania układu 400 M xN zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 401.

Proces wytwarzania układu 400 jest podobny do tego dla układu 200 przedstawionego na fig. 2, z wyjątkiem tego, ze górna i dolna warstwy elektroprzemieszczalne 470, 480 są kształtowane przy wykorzystaniu metody fotolitografii albo nacinania laserowego w taki sposób, że war178 495 stwa 370 materiału elektroprzemieszczalnego jest pozostawiona na górze drugiej warstwy elektrodowej cienkowarstwowej 440 w części odbijającej światło 390, jak pokazano na fig. 5C.

W opisanych powyżej układach 200, 400 i sposobach ich wytwarzania, ponieważ górne i dolne elementy elektroprzemieszczalne każdego ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych 201,401 są wykonane z materiału krystalograficznie asymetrycznego, na przykład z ZnO, mogą one być kształtowane we względnie niskiej temperaturze, na przykład 200 — 300°C, a proces wysokotemperaturowy podczas ich kształtowania może być uczyniony zbędnym, w ten sposób umożliwiając wybranie materiału, który ma być stosowany dla warstwy protektorowej cienkowarstwowej, z szerokiego zakresu materiałów.

Dodatkowo, zastosowanie dla górnych i dolnych elementów elektroprzemieszczalnych na przykład ZnO albo materiału posiadającego podobne właściwości, umożliwia zastosowanie niskotopliwych i stąd tańszych materiałów elektrodowych w pierwszej, drugiej i pośredniej elektrodzie cienkowarstwowej, w ten sposób zmniejszając całkowity koszt wytwarzania układu.

Ponadto, ponieważ układ jest kształtowany bez stosowania procesu wysokotemperaturowego, może być lepiej zabezpieczona integralność strukturalna, a stąd i jego osiągi.

Pomimo tego, iż niniejszy wynalazek został opisany jedynie w odniesieniu do pewnych preferowanych przykładów wykonania, to bez odchodzenia od zakresu wynalazku przedstawionego w poniższych zastrzeżeniach patentowych mogą być wykonywane inne modyfikacje i zmiany.

178 495

FIG. 1C (STAN TECHNIKI)

FIG. 1D (STAN TECHNIKI)

178 495

FIG.1 Ε (STAN TECHNIKI)

12 14

FIG. 1F

110 (STAN TECHNIKI) /

111 111

178 495

FIG. 1G (STAN TECHNIKI)

FIG. 2

201

-^Λ-' 200

180 190

178 495

FIG.3 C

178 495

FIG. 3D

>210

FIG. 3E

180 190 λ

>150

214 >210

178 495

FIG. 3F

FIG. 3G

178 495

400

FIG.4

401

380 390

412

FIG. 5A

FIG. 5B

178 495

FIG. 5C

380 390

412

FIG. 5D

380 390

178 495

FIG. 1A (STAN TECHNIKI)

20 24 28 / / /

12 14 ⁶,° 2,2 ₂₄ 20 22 24 28 7 / \j

FIG.1 B (STAN TECHNIKI)

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych zawierający matrycę aktywną, posiadającą podłoże z układem MxN końcówek łączących i układem M xN tranzystorów oraz układ M xN ukształtowań wzbudzających, z których każde jest ukształtowaniem bimorficznym, i posiada część wzbudzającąi odbijającąświatło, znamienny tym, że część wzbudzająca (180) w każdym z ukształtowań wzbudzających (250) zawiera część przednią pierwszej elektrody cienkowarstwowej (235), górny element elektroprzemieszczalny (275), elektrodę pośrednią (295), dolny element elektroprzemieszczalny (285) i część przednią drugiej elektrody cienkowarstwowej (245), zaś część odbijająca światło (190) zawiera pozostałą część pierwszej elektrody cienkowarstwowej (235) i pozostałą część drugiej elektrody cienkowarstwowej (245), przy czym spód części przedniej drugiej elektrody cienkowarstwowej (245) jest połączony elektrycznie z każdą z końcówek łączących (214) i z każdym z tranzystorów, umożliwiając drugiej elektrodzie cienkowarstwowej (245) stanowić elektrodę sygnałową, zaś dolny element elektroprzemieszczalny (285) jest umieszczony na górze części przedniej drugiej elektrody cienkowarstwowej (245), elektroda pośrednia (295) j est umieszczona na górze dolnego elementu elektroprzemieszczalnego (285) stanowiąc wspólną elektrodę napięcia wstępnego, górny element elektroprzemieszczalny (275) jest umieszczony na górze dolnego elementu elektroprzemieszczalnego (285) z elektrodą pośrednią (295) umieszczoną pomiędzy nimi, a pierwsza elektroda cienkowarstwowa (235) z materiału odbijającego światło i przewodzącego prąd elektryczny jest umieszczona na górze górnego elementu elektroprzemieszczalnego (275) i pozostałej części drugiej elektrody cienkowarstwowej (245) w części odbijającej światło, łącząc elektrycznie pierwszą elektrodę cienkowarstwową (235) z drugą elektrodą cienkowarstwową (245), przy czym elementy elektroprzemieszczalne (285, 295) są z materiału krystalograficznie asymetrycznego, nie wykazującego histerezy oraz kształtowanego w temperaturze mieszczącej się w zakresie od 200°C do 300°C.
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza elektroda cienkowarstwowa (235) i druga elektroda cienkowarstwowa (245) są oddzielone w części odbijającej światło warstwą materiału elektroprzemieszczalnego.
3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że górne i dolne elementy elektroprzemieszczalne (275, 285) są z tlenku cynku albo azotku glinowego.
4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że kierunek polaryzacji górnego elementu elektroprzemieszczalnego (275) jest identyczny do tego dla dolnego elementu elektroprzemieszczalnego (285) w każdym z ukształtowań wzbudzających (250).
5. Sposób wytwarzania w niskiej temperaturze układu zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych, znamienny tym, że na górnej powierzchni matrycy aktywnej (210) kształtuje się warstwę protektorowącienkowarstwową(228), a następnie usuwa się fragmenty warstwy protektorowej cienkowarstwowej (228) uformowanej dookoła góry każdej z końcówek łączących (214) w matrycy aktywnej (210), po czym kształtuje się drugą warstwę elektrodową cienkowarstwową (240) na górze warstwy protektorowej cienkowarstwowej (228) i górnej powierzchni matrycy aktywnej (210) osadza się dolną warstwę elektropr,^^iemii^^:,^(^;^^ćaini(280) na górze drugiej warstwy elektrodowej cienkowarstwowej (240), przy czym dolną warstwę elektroprzemieszczalną(280) wykonuje się z materiału krystalograficznie asymetrycznego, nie wykazującego histerezy, oraz kształtowanego w temperaturze mieszczącej się w zakresie od 200°C do 300°C, po czym kształtuje się pośrednią warstwę elektrodową na górze dolnej warstwy elektroprzemieszczalnej (280), a następnie kształtuje się pośrednią warstwę elektrodową w kierunku kolumnowym, tworząc M ukształtowanych pośrednich warstw elektrodowych (290), przy czym każda z

178 495 ukształtowanych pośrednich warstw elektrodowych (290) jest oddzielona od innych i pokrywa część dolnej warstwy elektroprzemieszczalnej (280) w taki sposób, że część ta obejmuje końcówki łączące (214) w tej samej kolumnie, a następnie osadza się górną warstwę elektroprzemieszczalną(270), wykonaną/ tego samego materiału co dolna warstwa elektroprzemieszczalna (280), na górze dolnej warstwy elektroprzemieszczalnej (280), z ukształtowanymi pośrednimi warstwami elektrodowymi (290) umieszczonymi pomiędzy nimi, po czym kształtuje się górne i dolne warstwy elektroprzemieszczalne (280,270) w kierunku kolumnowym do czasu aż odsłoni się drugą warstwę elektrodową cienkowarstwową (240) tworząc ukształtowanie (150) zawierające M ukształtowanych warstw (160) i odpowiednią ilość odsłoniętych drugich warstw elektrodowych cienkowarstwowych (241), tworząc część wzbudzającą (180) i część odbijającą światło (190) w każdym ze zwierciadeł wzbudzanych cienkowarstwowych (201), przy czym każda z ukształtowanych warstw (160) odpowiada części wzbudzającej (180) w każdym ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych (210), jest oddzielona od innych przez jedną z odsłoniętych drugich warstw elektrodowych cienkowarstwowych (241) i obejmuje każdą z ukształtowanych pośrednich warstw elektrodowych (290), zaś każda z odsłoniętych drugich warstw elektrodowych cienkowarstwowych (241) odpowiada części odbijającej światło (190) w każdym ze zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych (201), po czym kształtuje się pierwszą warstwę elektrodową cienkowarstwową (230) wykonaną z materiału przewodzącego prąd elektryczny i odbijającego światło na górze ukształtowanego ukształtowania (150), wytwarzając półobrobione ukształtowanie wzbudzane (300), kształtuje się półobrobione ukształtowanie wzbudzane (300) w kierunku rzędowym, do czasu aż warstwa protektorowa cienkowarstwowa (228) zostanie odsłonięta, do układu MxN półobrobionych zwierciadeł ruchomych, przy czym każde z półobrobionych zwierciadeł ruchomych zawiera pierwszą elektrodę cienkowarstwową (235), górny element elektroprzemieszczalny (285), elektrodę pośrednią (295), dolny element elektroprzemieszczalny (275) i drugą elektrodę cienkowarstwową (245), a następnie usuwa się warstwę protektorową cienkowarstwową (228), tworząc układ M x N zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych (201).
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że jako warstwę protektorową cienkowarstwową (228) stosuje się tlenek albo polimer.
7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że jako warstwę protektorową cienkowarstwową (228) kształtuje się na drodze rozpylania jonowego albo odparowywania próżniowego, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa (228) jest z tlenku, albo metodą powlekania wirowego, jeśli warstwa protektorowa cienkowarstwowa (228) jest z polimeru.
8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że drugą cienkowarstwową warstwę (240) i pośrednią co najmniej jedną warstwę elektrodową kształtuje się o grubości 0,1-2,4 pm.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że drugą cienkowarstwową warstwę (240) i pośrednią co najmniej jedną warstwę elektrodową kształtuje się metodą rozpylania jonowego albo odparowywania próżniowego.
10. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że górnąi dolną warstwę elektroprzemieszczalną(270, 280) kształtuje się na drodze metody odparowywania albo rozpylania jonowego.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że górnąi dolnąwarstwę elektroprzemieszczalną kształtuje się o grubości 0,1-2 pm.
12. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że pierwszą warstwę elektrodową cienkowarstwową (230) kształtuje się o grubości 500-2000 A.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że pierwsząwarstwę edektrodową cienkowarstwocwąkształtuje się na drodze metody rozpylaniajonowego albo odparowywania próżniowego.
14. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że górnąi dolną warstwę elektroprzemieszczalną(270, 280), kształtuje się w kierunku kolumnowym pozostawiając w części odbijającej światło na górze drugiej warstwy elektrodowej cienkowarstwowej (240) warstwę materiału elektroprzemieszczalnego (190).

178 495