TWI421617B - 空間光調節器及製造該空間光調節器之方法與使用該空間光調節器之投影/顯示系統 - Google Patents

空間光調節器及製造該空間光調節器之方法與使用該空間光調節器之投影/顯示系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI421617B
TWI421617B TW094135385A TW94135385A TWI421617B TW I421617 B TWI421617 B TW I421617B TW 094135385 A TW094135385 A TW 094135385A TW 94135385 A TW94135385 A TW 94135385A TW I421617 B TWI421617 B TW I421617B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
hinge
micromirrors
micromirror
projection system
substrate
Prior art date
Application number
TW094135385A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200613888A (en
Inventor
Peter Heureux
Original Assignee
Reflectivity 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 Reflectivity Inc filed Critical Reflectivity Inc
Publication of TW200613888A publication Critical patent/TW200613888A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI421617B publication Critical patent/TWI421617B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical 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
    • G02B26/0833—Optical 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
    • G02B26/0841—Optical 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical 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
    • G02B26/0833—Optical 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
    • H04N5/7458—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of deformable mirrors, e.g. digital micromirror device [DMD]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S359/00—Optical: systems and elements
    • Y10S359/904—Micromirror

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Description

空間光調節器及製造該空間光調節器之方法與使用該空間光調節器之投影/顯示系統
本發明一般來說係有關於微機電元件之領域，並且更明確地說，係有關於用於顯示系統之微鏡陣列元件。
微鏡陣列是以微機電系統(MEMS)為主之空間光調節器(SLMs)的關鍵零組件。SLMs是將入射光調節成相應於光學或電氣輸入之空間圖案之換能器(transducer)。一典型的MEMS基SLMs係由可個別定址之微鏡構成之陣列組成。每一個微鏡係由一可偏轉之反射式鏡面組成，其係經連結至形成在基材上之可變形鉸鏈，以使該鏡面可在該基材上旋轉。每一個個別鏡面皆可由靜電力獨立偏轉。該靜電力係由建立在該鏡面和一電極間之靜電場衍生出。所以可以，例如，藉由改變施加至該微鏡之靜電力來偏轉該微鏡進而控制入射在一微鏡上之入射光之反射。MEMS基之SLM已經有重大的進展，並且已在許多應用中實施，其中之一是在數位顯示系統中之使用。在一顯示器應用中，每一個微鏡皆與一顯示影像之畫素結合。要產生一明亮的畫素，與該畫素相關之微鏡的狀態即被設定為使該微鏡反射之光線被引導至一觀看標的。要產生一黑暗的畫素，該微鏡之狀態即被調整為使從該微鏡反射之光線被引導離開該顯示元件。要顯示一黑白影像，就用一光束照明該該微鏡陣列。藉由基於預期影像之畫素明亮度來調整該等微鏡之 反射狀態，來自個別微鏡之所有反射光線所呈現的整體效果即是該預期影像的產生。也可利用與脈波寬度調變器和色序(sequential-color)顯示技術並用之微鏡陣列來顯示灰階及彩色影像，這在此將不會詳細討論。
組成SLM之該微鏡陣列之許多變異已經研發出。無論該等變異為何，微鏡仍然是用在顯示系統中之SLM之關鍵零組件，並且所顯示影像之品質取決於微鏡之整合及功效。因此，需要一種可簡化其生產及製造之方法及設備。
本發明之目的及優勢在之後會顯而易見並在某種程度上揭露，且由本發明完成，其提供一種操作顯示系統中之空間光調節器之畫素之方法及設備。本發明之此目的在隨附之申請專利範圍獨立項之特徵中實現。較佳實施例之特徵係在於附屬項中。
在本發明之微鏡陣列元件中，提供支柱給陣列中經選擇之微鏡，但是該微鏡陣列之所有可偏轉鏡面皆由所提供之支柱支撐並抓持住，因此該等鏡面可以個別定址並且在一基材上偏轉。為此目的，該等微鏡之絞鏈依照一特定圖案互相連接。該等支柱係經分佈在該微鏡陣列上，並且將該等鉸鏈連接至該基材上。可基於該等鉸鏈之連接圖案來決定該等支柱的位置，以及該等絞鏈之機械性質及/或 該等絞鏈連接之機械性質。因此，該微鏡陣列中之一或多個微鏡並沒有支柱。此種微鏡之鏡面和絞鏈係由其它絞鏈和支柱來支持。同時，微鏡陣列中可以有一具有至多一個直接與其連接之支柱之微鏡。
下面的敘述參考為了示範而選擇並且不應被認為是對本發明之限制之實例之圖示。也可應用不背離本發明精神之其他變異。
本發明之微鏡陣列元件具有許多應用，其中之一是在顯示系統中。第1圖示出應用包含微鏡陣列之空間光調節器之例示顯示系統。在其基本配置中，顯示系統100包含光源102、光學元件(例如光管104、聚光鏡108以及投射鏡109)、顯示標的112和空間光調節器110，其進一步包含複數個微鏡元件(例如微鏡組成之陣列)。光源102(例如弧光燈)發射光線穿過該光學積分器/光管104、色輪106以及聚光鏡108抵達空間光調節器110。雖然在此實例中該色輪係安置在該光管後方，但是該色輪也可以安置在該光管前方。該空間光調節器110之微鏡係由一控制器(如在2002年5月14日核准之美國專利第6,388,661號中所揭示者，其在此藉由引用的方式併入本文中)選擇性促動，以在其「開啟」狀態下將入射光反射至投影光學系統112上，使一影像產生在顯示標的114上(螢幕、觀看者的眼睛、感光材料等)。一般來說，時常使用更複雜的光學系統，特別是應用在顯示彩色影像上時。
第2a圖描繪可用在第1圖之空間光調節器110中之 例示微鏡陣列。為了簡明，只示出4 x 4個微鏡。一般來說，微鏡陣列具有數百萬個微鏡，特別是在顯示系統中。例如，微鏡陣列可具有1024 x 1768、或1280 x 1024、或1600 x 1024或甚至更多微鏡。
微鏡陣列可經建構而具有25微米或更小之間距(相鄰微鏡中心點至中心點間的距離)，或10.16微米或更小，或從4.38至10.16微米。相鄰微鏡間之縫隙大約是0.5微米或更小，或從0.1至0.5微米。並且微鏡鏡面之尺寸係從20微米至10微米。
在第2a圖所示之具體實施例中，該微鏡陣列係形成在基材201上，其可以是一透光基材，例如玻璃或石英。每一個微鏡包含一鏡面(例如鏡面210)和一絞鏈(例如絞鏈206)。該鏡面係連接至該絞鏈，因此該鏡面可相對於該基材旋轉。該絞鏈係利用一絞鏈支撐(例如絞鏈支撐204)支持在該基材上。該陣列中該等微鏡之絞鏈支撐係沿著該微鏡陣列之一方向互相連接。例如，沿著方向AA之微鏡210、212、214、和216之絞鏈支撐互相連接-形成一絞鏈支撐帶(例如絞鏈支撐帶209)。如圖所示之絞鏈支撐帶係延著方向AA，其係該微鏡陣列之對角線。在本發明之其他實施例中，該微鏡陣列之絞鏈支撐帶可沿著該微鏡陣列平面之任何預期方向。例如，該等絞鏈支撐帶可以沿著該微鏡陣列之邊緣或沿著與邊緣有一角度之方向。一微鏡陣列可具有複數個互相平行之絞鏈支撐帶，當在平面圖中由上往下看時。或者，該微鏡陣列可具有不互相平行之絞鏈 支撐帶，這並沒有在圖中示出。
第2b圖係沿著第2a圖之方向AA取得之剖面圖。該等微鏡之鏡面係連接至由絞鏈支撐支持之絞鏈。例如，鏡面210係經由絞鏈接觸207連接至一可變形絞鏈。該絞鏈係由第2a圖中之絞鏈結構209支持。微鏡210、212、214、和216之絞鏈支撐係彼此連接，形成絞鏈支撐帶218。該絞鏈支撐帶係由支柱202和203支撐、抓持並連接至基材201。支柱202和203分別連接至微鏡211之絞鏈結構之一端以及微鏡217之絞鏈結構之一端。但是，微鏡212和214之絞鏈結構並不直接與一支柱連接。也就是說，微鏡212和214各自之鏡面211和213係透過絞鏈和絞鏈支撐、該絞鏈支撐帶以及與除了微鏡212和214外之微鏡(例如微鏡210和216)之絞鏈支撐連接之支柱來與該基材連接。當然，也可應用支柱之其他配置。明確地說，可基於該等絞鏈支撐之機械性質來提供支柱給該等微鏡。例如，可提供較少支柱給具有堅固的絞鏈或絞鏈支撐之微鏡。
微鏡陣列中之微鏡之絞鏈支撐另外可以互相連接而形成一絞鏈支撐架構，如第3圖所示者。參見第3圖，該等微鏡之絞鏈支撐係在BB和CC兩個方向上互相連接-形成一絞鏈支撐架構。BB和CC方向可以也可以不彼此垂直。BB和CC方向可以也可以不與該微鏡陣列之邊緣平行。具有此種絞鏈支撐架構，必定可以改善該微鏡陣列之機械穩定度及可靠度。
雖然沒有在圖中示出，微鏡陣列中之該等微鏡之絞 鏈支撐可在絞鏈支撐帶或絞鏈支撐架構、或絞鏈支撐柵格、或其組合物中互相連接。在一段距離外之微鏡之絞鏈支撐可獨自存在，不與其他絞鏈支撐連接。
該等絞鏈支撐帶(架構和柵格，若存在的話)係由基材上之複數個支柱支撐並抓持。該等支柱係位在該基材上之該等絞鏈支撐帶(架構和柵格，若存在的話)間，並且將該等絞鏈支撐帶(架構和柵格，若存在的話)與該基材連接。在本發明之一實施例中，每一個支柱係經連接至該微鏡陣列中之一微鏡之絞鏈支撐。該支柱可位在沿著一鏡面之軸之一或兩端上以支撐該絞鏈支撐(即第4圖之絞鏈支撐304或第5圖之絞鏈支撐324)。但是並非微鏡陣列中之該等微鏡之每一個個別絞鏈支撐結構皆直接與一或兩個支柱連接。例如，一微鏡之絞鏈支撐可以只有一個將該絞鏈支撐與該基材連接，並且將該絞鏈支撐支撐在該基材上之支柱，或者一微鏡可以完全沒有支柱形成在其上。在此情況中，該絞鏈及抓持該絞鏈之絞鏈支撐係由該絞鏈支撐帶(及/或該絞鏈支撐架構)支撐，其中不具有支柱之該絞鏈支撐與該絞鏈支撐帶連接。
根據本發明，支柱只提供給在一微鏡陣列中經選擇之微鏡之絞鏈支撐。明確地說，可根據一預定標準來選擇欲提供支柱之微鏡。舉例而言，該標準可以是：支柱係提供給沿著一特定方向(例如，該微鏡陣列之對角線或由該等微鏡之絞鏈結構配置界定之任何方向)之每m個微鏡；或者支柱係提供給從該微鏡陣列中隨機選擇之微鏡；或者支 柱係基於該等絞鏈支撐及/或該等絞鏈帶(或架構或柵格，若存在的)之機械性質提供並分配。
舉例而言，該微鏡陣列可具有複數個擁有至少兩個支柱之第一微鏡，以及複數個擁有少於兩個支柱之第二微鏡，其中第一微鏡對第二微鏡之數量比是1：2或更低，例如1：3、或1：4、或1：5。做為另一個例子，具有至少兩個支柱之微鏡之總數量大約是該微鏡陣列中之微鏡總數量之90%或更少，例如80%或更少、或70%或更少、或60%或更少、或50%或更少、或甚至40%或更少。做為又另一個例子，不具有支柱之微鏡之總數量可以大約是該微鏡陣列中之微鏡總數量之5%或更多，例如10%或更多、30%或更多、或50%或更多。或者，具有至少一個支柱之微鏡數量大約是90%或更少，例如80%或更少、或70%或更少、或50%或更少、或45%或更少。沒有支柱之微鏡之總數量大約是90%或更少，例如80%或更少、或70%或更少、或50%或更少、或45%或更少、或30%或更少。
在另一個例子中，該微鏡陣列包含一群第一微鏡元件，每一個皆包含一可偏轉之反射式鏡面、一可變形絞鏈、以及至少兩個用來將該鏡面及絞鏈支持在一基材上之支柱；一群第二微鏡元件，每一個皆包含一可偏轉鏡面、一可變形絞鏈、以及至多一個將該鏡面及絞鏈支持在一基材上之支柱；其中該等第一微鏡對該等第二微鏡之數量比是1：2或更低。該等第一微鏡之數量可以是該微鏡陣列中之微鏡總數量之70%或更少，例如50%或更少、或30%或 更少。該等第二微鏡之數量可以是該微鏡陣列中之微鏡總數量之50%或更多。該第二微鏡群可進一步包含一第三微鏡子群，每一個皆不具有支柱，以及一第四微鏡子群，每一個皆擁有單一個支柱，其中該等第三微鏡之數量是該群中第二微鏡總數量之10%或更少。該等第三微鏡之數量可以是該群中第二微鏡總數量之5%或更少，例如1%或更少。該等第四微鏡之數量可以是該群中第二微鏡總數量之95%或更多、85%或更多、75%或更多。
在一微鏡陣列中，支柱總數量對鏡面總數量n之比例較佳地是低於(n+1)/n，例如低於(n+1)/2n。
操作時，照明光源係經引導至該等微鏡之鏡面，其中該照明係經調節以，例如，產生一預期影像。但是該照明光源可以被支柱暴露在該照明光源下之一部分散射，而產生不預期的散射光。在顯示器應用中，此種散射光降低對比度，因此降低所顯示影像之品質。為此原因，該等支柱，至少該等支柱暴露在該照明光源下之部分，係經塗覆以一吸光材料。
如第2a和3圖所示之微鏡陣列之微鏡可具有許多種配置，其中一種在第4圖示出。此具體實例係經示為具有兩個支柱302，位於一支撐絞鏈306之絞鏈支撐304之每一端上。絞鏈支撐304在該微鏡之鏡面之對角軸上操作。其位於該鏡面中心軸上方之位置使其可以不對稱旋轉，也就是說，能夠在一方向上偏轉比在另一方向上大之角度。也可使用終止機構之變形來控制該微鏡偏轉之角度，例如 此例中之尖端310。第5圖描繪出微鏡之又另一個實施例，其具有不同形狀及結構。與第3圖之鏡面不同，該鏡面具有鋸齒狀邊緣。這些鋸齒邊緣之一益處是其降低光的散射量。
該微鏡陣列之每一個微鏡皆具有一鏡面及一絞鏈，該鏡面與該絞鏈連接以使該鏡面可以相對於基材旋轉。該絞鏈可關於該入射光形成在該鏡面下方。明確地說，該鏡面可安置在該絞鏈和該透光基材間。此配置具有許多優點。例如，因為該絞鏈係位於該鏡面下方，其並不會暴露在該入射光下。因此可避免來自該絞鏈之不預期的光散射。與具有暴露出之絞鏈之微鏡相比，所顯示影像之品質，例如所顯示影像之對比度可以改善。
根據本發明之一實施例，該鏡面係與該絞鏈連接而使該鏡面和該絞鏈位於與該基材平行之不同平面上，並且可以不對稱旋轉操作。明確地說，該鏡面在一方向上比在另一方向上旋轉較大角度(例如，以具有開啟狀態和關閉狀態之雙態模式操作時之開啟狀態角度)。為此，該鏡面可以與該絞鏈連接而使該連接點不位於該鏡面之幾何中心上或附近。該鏡面之旋轉軸可與該鏡面之對角線平行但偏離，當從其上形成有微鏡之該基材上方往下看時。當然，也可應用該等鏡面可不對稱旋轉之其他配置。
為個別偏轉該微鏡陣列之微鏡，可提供一電極陣列和電路，其中每一個電極皆和一微鏡配合。操作時，在該等微鏡之鏡面和與各自微鏡配合之電極間建立靜電場，以 使該等鏡面可以反應自該靜電場衍生出之靜電力而偏轉。在一實施例中，該等電極和電路可形成在一半導體基材上，其係配置在其上形成有微鏡之基材附近與其有一特定距離處。或者，該微鏡陣列和該電極陣列以及電路可形成在相同基材上，例如在一半導體基材上。
下面將參考第6a至6c圖討論製造本發明之微鏡及微鏡陣列之示範製造製程。Reid於2001年7月20日提出申請之美國專利申請案第09/910,537號，以及同一人於2001年7月22日提出申請之美國專利申請案第60/300,533號含有可用於本發明之多個零組件之材料之實例。這些專利申請案在此也藉由引用的方式併入本文中。例示製程只為示範用，並且不應被解釋為是對本發明範圍之限制。明確地說，雖然不為其限制，該例示微鏡係形成在對可見光來說透明之玻璃基材上，並且電極和電路係形成在一不同的基材上，例如一矽晶圓。但是，另一種選擇是，該微鏡和該等電極和電路可以形成在相同基材上，而不超出本發明範圍或改變本發明之本質。例如，該微鏡基材可以形成在一透光之傳送基材上。明確地說，該微鏡面可形成在該傳送基材上，然後該微鏡基材連同該傳送基材與另一個基材連接，例如一透光基材，接著移除該傳送基材並且圖案化該微鏡基材以形成微鏡。
第6a圖示出第2b圖之例示微鏡陣列之剖面圖。該微鏡陣列係形成在基材400上，其對可見光來說是透明的(例如玻璃、1737F、Eagle 2000、石英、PyrexTM 、以及藍 寶石)。第一犧牲層402係經沉積在基材400上。第一犧牲層402可以是任何適合材料，例如非晶矽，或者可以是一高分子聚合物或聚亞醯胺(polymide)、或甚至是聚矽、氮化矽、二氧化矽和鎢，取決於犧牲材料之選擇，以及所選之蝕刻劑。在本發明之實施例中，該第一犧牲層係非晶矽，並且較佳地係在300-350℃下沉積。該第一犧牲層之厚度範圍可以很廣，取決於該微鏡之尺寸以及預期之該微鏡傾斜角度，不過較佳厚度係從500埃至50,000埃，較佳地接近25,000埃。可以利用任何適合方法將該第一犧牲層沉積在該基材上，例如LPCVD(低壓化學氣相沉積)或PECVD(電漿輔助化學氣相沉積)。
做為該實施例之選擇特徵，一反反射膜可以沉積在基材400之表面上。該反反射膜係經沉積以降低來自該基材表面之入射光之反射。當然，也可按照期望在該玻璃基材之任一面上沉積其他光學輔助膜。除了光學輔助膜，可在基材400表面上形成一電極。該電極可形成為在該鏡面附近之一電極柵格或一系列電極分段(例如電極條)。或者，該電極可以形成為該基材400表面上之電極膜，在此情況中，該電極膜對可見光是透明的。該電極可用來驅動該鏡面為開啟狀態或關閉狀態。或者，一吸光柵格可沉積在該玻璃基板表面上並且在每一個微鏡附近或下方。該吸光架構吸收抵達該基材之入射光及/或從該等微鏡邊緣散射之光線。藉由避免不必要的光線反射離開該基材，散射光線之吸收改善該微鏡之效能品質，例如對比度。
在沉積該第一犧牲層後，形成該等微鏡之鏡面、例如鏡面404、414、416和418，其絞鏈支撐係經互相連接，例如在此例中以一絞鏈支撐帶或者是一架構。該等鏡面在該第一犧牲層上沉積並圖案化。因為該等微鏡之目的係反射感興趣光譜內之入射光(例如可見光譜)，較佳地該微鏡面層包含對該入射光有高反射率(較佳地90%或更高)之一或多種材料。該等微鏡面之厚度範圍可以很廣，取決於預期之機械性質(例如彈性模數)、該微鏡之尺寸、預期之開啟狀態角度和關閉狀態角度、該等鏡面之電子性質(例如導電度)以及選擇來形成該等微鏡面之材料之性質。根據本發明，對該等鏡面來說，從500埃至50,000埃，較佳地2,500埃之厚度是較佳地。在本發明之特定實施例中，該等鏡面係多層結構，其包含較佳厚度約為400埃之SiOx 層、較佳厚度約為2,500埃之鋁之光反射層、較佳厚度約為80埃之鈦層、以及200埃之氮化鈦層。除了鋁，對可見光具有高反射率之其他材料，例如鈦、鋁矽銅合金和鋁化鈦，也可用來做為該光線反射層。這些鏡面層可以PVD(物理氣相沉積)在較佳地約150℃之溫度下沉積。
沉積後，將鏡面404、414、416、和418圖案化為預期形狀，例如第2a或2b圖所描繪之形狀。該等微鏡之圖案化可利用標準光阻圖案化接著進行蝕刻來完成，利用例如四氟甲烷、氯氣、或其他適合蝕刻劑，取決於該微鏡面層之特定材料。
圖案化該等鏡面後，在第一犧牲層402以及鏡面 404、414、416和418上沉積第二犧牲層412。該第二犧牲層可包含非晶矽，或者可以包含一或多個上面關於該第一犧牲層提及之各種材料。第一和第二犧牲層不需要相同，雖然他們在較佳實施例中是一樣的，以使未來用來移除這些犧牲層之蝕刻製程可以簡化。如第一犧牲層般，該第二犧牲層可以利用任何適合方法沉積，例如LPCVD或PECVD。在本發明之實施例中，該第二犧牲層包含以大約350℃沉積之非晶矽。該第二犧牲層之厚度可以在12,000埃等級，但可以調整至任何合理厚度，例如介於2,000埃和20,000埃間，取決於該微鏡面和該絞鏈間之預期距離(在與該微鏡面和該基材垂直之方向上)。較佳地該絞鏈和鏡面係由距離從0.1至1.5微米之縫隙隔離，更佳地從0.1至0.45微米，並且甚至更佳地從0.25至0.45微米。也可使用較大的縫隙，例如從0.5至1.5微米，或從0.5至0.8微米，或從0.8至1.25微米，或從1.25至1.5微米之縫隙。
在本發明之較佳實施例中，該等微鏡面包含鋁，並且該等犧牲層(例如該第一及第二犧牲層)係非晶矽。但是此設計可因為鋁及矽之擴散而造成缺陷，特別是在該鏡面邊緣附近。為解決此問題，可在沉積該第二犧牲矽層之前先沉積一保護層(未示出)在該圖案化之微鏡面上，因此可將該鋁層與該矽犧牲層隔開。在移除該等犧牲材料後，此保護層可以也可以不移除。若不移除該保護層，其在沉積於該鏡面上之後被圖案化。
接著利用標準微影技術然後執行蝕刻來圖案化所沉 積之第二犧牲層以形成兩個深介層洞區域406和420(用於該等支柱，例如分別用於第2b圖之支柱202和203)以及淺介層洞區域410、424、426和428(用於該等絞鏈接觸，例如第2b圖之絞鏈接觸207、222、224、和226)，如圖所示般。為了簡明及示範目的，該等淺介層洞區域看似位於該等鏡面中央；但是，該等淺介層洞區域應該基於微鏡之設計以及其絞鏈接觸之位置關於該等鏡面安置。例如，基於第2b圖之微鏡陣列之實施例，該等淺介層洞區域會關於該等鏡面中心不對稱設置，並且應該如此形成。可使用氯氣、三氯化硼、或其他適合蝕刻劑來執行蝕刻步驟，取決於該第二犧牲層之該(等)特定材料。從一個深介層洞區域至下一個之距離取決於所界定之絞鏈支撐帶或圖案之長度。在特定實施例中，深介層洞區域不應形成在與該絞鏈支撐帶連接之兩個微鏡之相鄰鏡面間，因為兩個相鄰微鏡間並沒有支柱，只有一個支柱位於該等微鏡與其連接之該絞鏈支撐帶之每一端。為簡化及示範目的，在第6a圖之此製造製程之剖面圖中只示出4個微鏡；但是，該深介層洞應該基於該微鏡陣列之設計以及提供來支撐該等微鏡之絞鏈支撐之支柱之圖案關於該等微鏡及彼此設置。為了形成該淺介層洞區域，可執行使用四氟甲烷或其他適合蝕刻劑之蝕刻步驟。該淺介層洞區域，其可以是任何適合尺寸，較佳地在橫斷面區域中係2.2平方微米等級，在與實施例中之該鏡面及基材平行之平面上，並且每一個深介層洞之尺寸在橫斷面區域中大約是1.0平方微米，在與實施例中 之該鏡面及基材平行之平面上。
圖案化該第二犧牲層後，在該圖案化之第二犧牲層上沉積絞鏈支撐層408。因為該絞鏈支撐係用於支持該絞鏈及該微鏡面，因此預期該絞鏈支撐層包含彈性模數大之材料。根據本發明之一實施例，絞鏈支撐層408包含由PVD沉積之厚度為400埃之TiNx 層(雖然其可包含TiNx 並且可具有介於100埃和2,000埃間之厚度)，以及由PECVD沉積之厚度為3500埃之SiNx 層(雖然該SiNx 層之厚度可介於2,000埃和10,000埃之間)。當然，也可使用其他適合材料及沉積方法(例如LPCVD或濺鍍)。對本發明來說，該TiNx 層並非必要，但是其在該微鏡和該絞鏈間提供一導電接觸表面以降低電荷導致之附著(stiction)。
在沉積後，將絞鏈支撐層408圖案化成為一預期配置，例如第2a圖之絞鏈支撐帶209，或者第3圖之絞鏈支撐架構252，或任何其他數量之可能配置，在此並不具體列出。在圖案化該絞鏈支撐層時執行使用一或多種適當蝕刻劑之蝕刻步驟。明確地說，可以氯化學或氟化學來蝕刻該層，其中該蝕刻劑係經能量化之全氟碳化物(perfluorocarbon)或氫氟碳化物(hydrofluorocarbon)或六氟化硫(SF6 )，以在化學及物理上選擇性蝕刻該等絞鏈支撐層(例如，使用四氟甲烷、三氟甲烷、八氟化三碳、二氟甲烷、六氟化二碳、六氟化硫等之電漿/反應性離子蝕刻，或更有可能的是上述之組合物，或具有額外的氣體，例如四氟甲烷/氫氣、六氟化硫/氯氣，或使用多於一種蝕刻 物種之氣體，例如二氟二氯甲烷，所有皆可與一或多種選擇性惰性稀釋劑並用)。當然，可使用不同蝕刻劑來蝕刻每一個絞鏈支撐層(例如，氯化學用於一金屬層，碳氫化合物，或氟化碳或六氟化硫電漿用於矽或矽化合物層等)。
參見第6b圖，在圖案化該絞鏈支撐層後，移除接觸區域之底部，例如接觸區域506，因此該微鏡面位於該接觸區域下方之一部份暴露於絞鏈層504，其係沉積在該圖案化之絞鏈支撐層上，以形成與外部電源之電氣接觸。圖案化後接觸區域506之側壁留有該等絞鏈支撐層之殘留物。該等側壁上之殘留物幫助增進該絞鏈之機械及電氣性質。當所選擇之相鄰微鏡分享一支柱時，在一陣列中之一微鏡之深介層洞區域可與相應於該相鄰微鏡之深介層洞區域形成一連續元件。只需要在該等微鏡間形成一個深介層洞區域。當然，在沒有支柱處，就不會形成深介層洞區域。
在本發明之實施例中，該絞鏈層也用來做為該微鏡面之電氣接觸。預期該絞鏈層之材料係導電的。適合用來做為該絞鏈層之材料之例子是氮化矽、氧化矽、碳化矽、多晶矽、鋁、鈦、鈦、氮化鈦、氧化鈦、碳化鈦、CoSiNx 、TiSiNx 、TaSiNx 、或其他三元和更多元化合物。當選擇鈦來做為該絞鏈層時，其可在100℃下沉積。或者該絞鏈層可包含多個層，例如100埃的TiNx 和400埃的SiNx 。
在沉積後，接著利用蝕刻來圖案化該絞鏈層。如同該絞鏈支撐層般，可利用氯化學或氟化學來蝕刻該絞鏈層，其中該蝕刻劑係經能量化之全氟碳化物或氫氟碳化物 或六氟化硫(SF6 )，以在化學及物理上選擇性蝕刻該等絞鏈層(例如，使用四氟甲烷、三氟甲烷、八氟化三碳、二氟甲烷、六氟化二碳、六氟化硫等之電漿/反應性離子蝕刻，或使用多於一種蝕刻物種之氣體，例如二氟二氯甲烷，所有皆可與一或多種選擇性惰性稀釋劑並用)。當然，可使用不同蝕刻劑來蝕刻每一個絞鏈層(例如，氯化學用於一金屬層，碳氫化合物或氟化碳或六氟化硫電漿用於矽或矽化合物層等)。
在形成該絞鏈後，藉由除去該第一及第二犧牲層之犧牲材料來釋放該微鏡。經釋放之微鏡元件之剖面圖在第6c圖中示出。該第一及第二犧牲層的移除及隨後之該微鏡元件的釋放使該鏡面可以在被該等電極驅動時偏轉。
為有效率地移除該犧牲材料(例如非晶矽)，該釋放蝕刻使用能夠自發性化學蝕刻該犧牲材料之蝕刻氣體，較佳地化學地(但非物理地)移除該犧牲材料之等向蝕刻。此種化學蝕刻及用來執行此種化學蝕刻之設備在Patel等於1999年10月26日提出申請之美國專利申請案第09/427,841號，以及Patel等於2000年8月28日提出申請之美國專利申請案第09/649,569號中揭示，每一者之標的物皆在此藉由引用的方式併入本文中。該釋放蝕刻之較佳蝕刻劑係未能量化，除了溫度之選擇應用外，之氣相氟化物蝕刻劑。實例包含氟化氫氣體、惰性氣體鹵化物，例如二氟化氙、以及鹵素間化合物(intcrhalogens)，例如五氟化碘、三氯化溴、三氟化溴、七氟化碘和三氟化氯。該釋 放蝕刻可包含內氣體成分，例如氮氣、氬氣、氙氣、氦氣等。以此方式，可移除餘留之犧牲材料，並且釋放該微機械結構。在此種實施例之一觀點中，二氟化氙係連同稀釋劑(例如氮氣和氦氣)一起提供在一蝕刻反應室中。二氟化氙之濃度較佳地是8托耳，雖然濃度可改變，從1托耳至30托耳或更高。此非電漿蝕刻較佳地係執行900秒，雖然時間可以改變，從60至5000秒，取決於溫度、蝕刻劑濃度、壓力、欲去除之犧牲材料量、或其他因素。蝕刻速率可保持固定在18埃/秒/托耳，雖然蝕刻速率可改變，從1埃/秒/托耳至100埃/秒/托耳。該釋放製程之每一步驟皆可在室溫下執行。
除了上面提及之用於最終釋放或中間蝕刻步驟之蝕刻劑和蝕刻方法外，還有其他也可獨自或合併使用者。其中某些包含濕蝕刻，例如ACT(丙酮)、KOH(氫氧化鉀)、TMAH(氫氧化四甲基銨)、HF(液體)(氫氟酸)；氧氣電漿、超臨界二氧化碳(SCCO2 )、或超臨界二氧化碳(超臨界二氧化碳做為蝕刻劑之使用在美國專利申請案第10/167,272號中描述，其在此藉由引用的方式併入本文中)。但是，自發性氣相化學蝕刻劑是較佳地，因為在相鄰鏡面間之小縫隙中以及該等層間之橫向縫隙中之犧牲材料，例如非晶矽，可以較有效率地移除，與藉由其他蝕刻方法之其他犧牲材料(例如有機材料)之移除效率相比。雖然並非本發明之所有實施例皆需要該蝕刻方法，但可利用此自發性氣相化學蝕刻劑更容易地製出具有非常小之縫隙、小間距、以及該 絞鏈和該鏡面間距離小的微鏡陣列。
熟知技藝者會認知到在此已經描述一種新穎的微鏡陣列元件。但是，鑒於可應用本發明原則之眾多可能實施例，應了解在此關於圖示所述之實施例用意只在例示，並且不應理解為對本發明範圍之限制。例如，熟知技藝者會了解例示實施例可在不背離本發明之精神下在配置及細節上做出調整。明確地說，其它保護材料，例如惰性氣體，可以填充在封裝基材和覆蓋基材形成之空間中。因此，在此所述之本發明預期此類實施例如同落入下述申請專利範圍及其均等物之範圍中。在該等申請專利範圍中，只有由「作用為(means for)」等詞表示之元件意欲被解釋為根據美國法典第35章第112條第6項之手段功能用語(means-plus-function)。
100‧‧‧顯示系統
102‧‧‧光源
104‧‧‧光管
106‧‧‧色輪
108‧‧‧聚光鏡
109‧‧‧投射鏡
110‧‧‧空間光調節器
112‧‧‧顯示標的
201、400‧‧‧基材
202、203、302‧‧‧支柱
204、304、324‧‧‧絞鏈支撐
206、306‧‧‧絞鏈
207、222、224、226‧‧‧絞鏈接觸
209、218‧‧‧絞鏈支撐帶
210、212、214、216‧‧‧微鏡
211、213、404、414、416、418‧‧‧鏡面
310‧‧‧尖端
402‧‧‧第一犧牲層
406、420‧‧‧深介層洞區域
408‧‧‧絞鏈支撐層
412‧‧‧第二犧牲層
410、424、426、428‧‧‧淺介層洞區域
504‧‧‧絞鏈層
506‧‧‧接觸區域
雖然附加之申請專利範圍詳細陳述本發明之特徵，但是本發明，連同其目的及優勢，可由上述詳細說明合併伴隨圖示而更加明白。其中：第1圖示出可在其中實施本發明實施例之具有一空間光調節器之例示顯示系統；第2a圖示出第1圖之例示空間光調節器之一部分之透視圖；第2b圖示出第2a圖之另一空間光調節器之剖面圖；第3圖示出根據本發明之一實施例之另一例示空間 光調節器之透視圖；第4圖示出一例示微鏡；第5圖示出另一個例示微鏡；以及第6a至6c圖示出第2b圖之微鏡在一例示製造製程期間之剖面圖。
201‧‧‧基材
202、203‧‧‧支柱
207、222、224、226‧‧‧絞鏈接觸
210、212、214、216‧‧‧微鏡
211、213‧‧‧鏡面
218‧‧‧絞鏈支撐帶

Claims (79)

  1. 一種投影系統，其至少包含：一照明系統，提供入射至一空間光調節器之光束；該空間光調節器包含：一微鏡陣列，每一個微鏡皆設置在一畫素位置上，其進一步包含：一第一微鏡，位於一第一畫素位置，包含：一可偏轉反射式鏡面，與一可變形絞鏈連接，其係由一支柱支撐在一基材上之該第一畫素位置上；以及一第二微鏡，位於一第二畫素位置，包含：一可偏轉反射式鏡面，與一可變形絞鏈連接，其並未由一支柱支撐在該基材上之該第二畫素位置上；以及一光學元件，用以引導進入或離開該空間光調節器之光線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，進一步包含一顯示標的。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，包含一第一光學元件，用以引導該光束至該空間光調節器；並且包含一第二光學元件，用以投影來自該空間光調節器之光束至一 標的上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，具有1024 x 768或更高之解析度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之複數個第一微鏡係設有至少兩個支柱，並且複數個第二微鏡則設有少於兩個支柱，其中該等第一微鏡數量對微鏡總數量之比例是1：2或更少。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中複數個第三微鏡係設有至少一個支柱，並且不提供支柱予複數個第四微鏡，其中第一微鏡數量對微鏡總數量之比例是1：3或更少。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之投影系統，其中上述之比例是1：4或更少。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之可變形絞鏈之材料包含TiNx 或TiSix Ny 。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之投影系統，其中上述之可變形絞鏈之材料包含SiNx 。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之絞鏈係一多層結構。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之鏡面係一多層結構，包含一導電層。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之投影系統，其中上述之導電層係鋁。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之投影系統，其中上述之鏡面進一步包含一陶瓷層，其包含SiOx 。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之照明系統包含：一光源；一光管；以及一彩色濾光片。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之投影系統，其中上述之光管係設置在該光源和該彩色濾光片之間。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之投影系統，其中上述之 彩色濾光片係設置在該光源和該光管之間。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之投影系統，其中上述之彩色濾光片係具有三原色(primary colors)之色輪。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之微鏡陣列之每一個微鏡皆具有一絞鏈支撐，其支持該微鏡之絞鏈。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之投影系統，其中上述之鏡面和該絞鏈係在與該基材平行之不同平面上。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之投影系統，其中上述之絞鏈和鏡面係在與該基材平行之相同平面上。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之鏡面係設置在該絞鏈和該微鏡基材之間。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之投影系統，其中上述一組微鏡陣列之絞鏈支撐係互相連結在一起而形成一絞鏈支撐帶。
  23. 如申請專利範圍第18項所述之投影系統，其中上述一 組微鏡陣列之絞鏈支撐係互相連結在一起而形成一絞鏈支撐架構。
  24. 如申請專利範圍第18項所述之投影系統，其中上述一組微鏡陣列之絞鏈支撐係互相連結在一起而形成一絞鏈支撐柵格。
  25. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之鏡面及/或絞鏈係由從一矽基材圖案化出之單晶矽組成。
  26. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之第一鏡面之支柱包含一吸光層在其上，以吸收來自該照明系統入射在其上之光線。
  27. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之第一鏡面係由該支柱支持在對可見光來說透明之基材上。
  28. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之第一鏡面係由該支柱支持在一不透明基材上。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之投影系統，其中上述之不透明基材是一矽基材。
  30. 如申請專利範圍第1項所述之投影系統，其中上述之支柱包含塗覆有吸光材料之一部分，以減少光散射。
  31. 一投影系統，其至少包含：一照明系統，提供該系統一光束；一空間光調節器，其包含：一微鏡陣列，其中至少一微鏡包含：一可偏轉反射式鏡面，與一可變形絞鏈連接，其係直接由一支柱支撐在一基材上；以及其中至少另一微鏡包含：一可偏轉反射式鏡面，與一可變形絞鏈連接，其並未直接由一支柱支撐在該基材上；一光學元件，用以引導進入或離開該空間光調節器之光線。
  32. 一投影系統，其至少包含：一光源，用以提供光線至一微鏡陣列上；一微鏡陣列，包含一第一群組以及一第二群組，其中該第一群組之微鏡之每一個皆具有一微鏡面以及兩個與該微鏡面相鄰之支柱，以可偏轉地支撐該微鏡面，並且其中該第二群組之微鏡之每一個皆具有一微鏡面以及與該微鏡面相鄰之單一支柱，以可偏轉地支撐該微鏡面。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之投影系統，其中上述之微鏡陣列包含一第三群組，每一個皆具有一微鏡面並且沒有與該微鏡面相鄰之支柱，其中該第三群組之微鏡係與相鄰微鏡連接以作支撐。
  34. 一顯示系統，其至少包含：一照明系統；一空間光調節器，其包含：一基材；一位於該基材上之反射式可偏轉鏡面陣列；一絞鏈及絞鏈支撐之陣列，每一個絞鏈皆由該絞鏈支撐所支持並且與一鏡面連接，以使該鏡面可相對於該基材旋轉；以及其中該等絞鏈支撐之第一絞鏈支撐連接有一支柱，該支柱將該第一絞鏈支撐與該基材連接，並且其中該等絞鏈支撐之第二絞鏈支撐沒有直接將該第二絞鏈支撐與該基材連接之支柱；以及一光學元件，用以引導進入或離開該空間光調節器之光線。
  35. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，進一步包含一顯示標的。
  36. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述之每一個支柱直接將該絞鏈支撐陣列之一與該基材連接，並且其中該絞鏈支撐陣列之至少一個沒有直接與一支柱連接。
  37. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述之具有與其連接之支柱之微鏡係位於依循一預定圖案之微鏡陣列中。
  38. 如申請專利範圍第36項所述之顯示系統，其中上述之預定圖案包含一特定數量且沒有支柱與其連接之微鏡，其係設置在兩個連續微鏡間，兩者皆具有至少一支柱沿著特定方向與其直接連接。
  39. 如申請專利範圍第38項所述之顯示系統，其中上述之特定數量係一隨機數目。
  40. 如申請專利範圍第38項所述之顯示系統，其中上述之特定數量係基於該等絞鏈支撐和絞鏈之機械性質來決定。
  41. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述之照明系統包含：一光源； 一光管；以及一彩色濾光片。
  42. 如申請專利範圍第41項所述之顯示系統，其中上述之光管係設置在該光源和該彩色濾光片之間。
  43. 如申請專利範圍第41項所述之顯示系統，其中上述之彩色濾光片係設置在該光源和該光管之間。
  44. 如申請專利範圍第41項所述之顯示系統，其中上述之彩色濾光片係具有三原色之色輪。
  45. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述之鏡面和該絞鏈係在與該基材平行之不同平面上。
  46. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述之絞鏈和該鏡面係在與該基材平行之相同平面上。
  47. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述之鏡面係設置在該絞鏈和該基材之間。
  48. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述微鏡陣列組之絞鏈支撐係互相連結在一起而形成一絞鏈支撐 帶。
  49. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述微鏡陣列組之絞鏈支撐係互相連結在一起而形成一絞鏈支撐架構。
  50. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述微鏡陣列組之絞鏈支撐係互相連結在一起而形成一絞鏈支撐柵格。
  51. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，具有1024 x 768或更高之解析度。
  52. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中複數個第一微鏡係設有至少兩個支柱，並且複數個第二微鏡係設有少於兩個支柱，其中該等第一微鏡數量對微鏡總數量之比例是1：2或更少。
  53. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中複數個第三微鏡係設有至少一個支柱，並且不提供支柱予複數個第四微鏡，其中第一微鏡數量對微鏡總數量之比例是1：3或更少。
  54. 如申請專利範圍第53項所述之顯示系統，其中上述之比例是1：4或更少。
  55. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述之絞鏈之材料包含TiNx 。
  56. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述之絞鏈之材料包含SiNx 。
  57. 如申請專利範圍第34項所述之顯示系統，其中上述之絞鏈係一多層結構。
  58. 如申請專利範圍第57項所述之顯示系統，其中上述之鏡面係一多層結構，包含一導電層。
  59. 如申請專利範圍第58項所述之顯示系統，其中上述之導電層係鋁。
  60. 如申請專利範圍第58項所述之顯示系統，其中上述之鏡面進一步包含一陶瓷層，其包含SiOx 。
  61. 一空間光調節器，其至少包含：一基材； 一位於該基材上之反射式可偏轉鏡面陣列；一絞鏈支撐架構，由一組絞鏈支撐組成，每一個絞鏈支撐皆支持一可變形絞鏈，該鏡面陣列之一鏡面與該可變形絞鏈連接；以及複數個支柱，設置在該等絞鏈架構和該基材之間，用以將該等絞鏈支撐支撐在該基材上，以使該鏡面可以在該基材上旋轉；其中至少一個絞鏈支撐係直接與一個支柱連接。
  62. 一投影系統，其至少包含：一照明系統；以及一空間光調節器，包含：一群第一微鏡元件，每一個皆包含一可偏轉反射式鏡面、一可變形絞鏈、以及至少兩個支柱，用以將該鏡面及絞鏈支持在一基材上；以及一群第二微鏡元件，每一個皆包含一可偏轉鏡面、一可變形絞鏈、以及至多一個支柱，用以將該鏡面及絞鏈支持在一基材之上；其中該等第一微鏡對該等第二微鏡之數量比是1：2或更少。
  63. 如申請專利範圍第62項所述之投影系統，其中上述之第一微鏡之數量是該微鏡陣列中微鏡總數量之70%或更 少。
  64. 如申請專利範圍第63項所述之投影系統，其中上述之第一微鏡之數量是該微鏡陣列中微鏡總數量之50%或更少。
  65. 如申請專利範圍第63項所述之投影系統，其中上述之第二微鏡之數量是該微鏡陣列中微鏡總數量之30%或更多。
  66. 如申請專利範圍第63項所述之投影系統，其中上述之第二微鏡之數量是該微鏡陣列中微鏡總數量之50%或更多。
  67. 如申請專利範圍第62項所述之投影系統，其中上述之第二微鏡群進一步包含一第三微鏡子群，每一個皆不具有支柱，以及一第四微鏡子群，每一個皆具有單一個支柱，其中該等第三微鏡之數量係該群中之第二微鏡總數量之10%或更少。
  68. 如申請專利範圍第67項所述之投影系統，其中上述之第三微鏡之數量係該群中之第二微鏡總數量之5%或更少。
  69. 如申請專利範圍第67項所述之投影系統，其中上述之第三微鏡之數量係該群中之第二微鏡總數量之1%或更少。
  70. 如申請專利範圍第67項所述之投影系統，其中上述之第四微鏡之數量係該群中之第二微鏡總數量之95%或更多。
  71. 如申請專利範圍第67項所述之投影系統，其中上述之第四微鏡之數量係該群中之第二微鏡總數量之85%或更多。
  72. 如申請專利範圍第67項所述之投影系統，其中上述之第四微鏡之數量係該群中之第二微鏡總數量之75%或更多。
  73. 一種製造一空間光調節器之方法，其至少包含：在一基材上沉積一第一及第二犧牲層；在該第一和第二犧牲層上形成一鏡面陣列以及該等鏡面用之複數個支柱，其中複數個支柱之數量對鏡面總數量n之比例低於(n+1)/n；為每一個鏡面形成一絞鏈；以及 移除該第一及第二犧牲層，以釋放該等鏡面。
  74. 如申請專利範圍第73項所述之方法，其中上述之第一和第二犧牲層包含非晶矽；並且其中移除該第一和第二犧牲層之步驟進一步包含：以一氣相蝕刻劑移除該非晶矽。
  75. 如申請專利範圍第74項所述之方法，其中上述之蝕刻劑係一自發性氣相蝕刻劑。
  76. 如申請專利範圍第75項所述之方法，其中上述之蝕刻劑係一鹵素間化合物(interhalogens)。
  77. 如申請專利範圍第75項所述之方法，其中上述之蝕刻劑係一鈍氣鹵化物(noble gas halide)。
  78. 如申請專利範圍第75項所述之方法，其中上述之蝕刻劑係氟化氫。
  79. 如申請專利範圍第73項所述之方法，其中上述之比例係低於(n+1)/2n。
TW094135385A 2004-10-19 2005-10-11 空間光調節器及製造該空間光調節器之方法與使用該空間光調節器之投影/顯示系統 TWI421617B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/969,251 US7092143B2 (en) 2004-10-19 2004-10-19 Micromirror array device and a method for making the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200613888A TW200613888A (en) 2006-05-01
TWI421617B true TWI421617B (zh) 2014-01-01

Family

ID=36180445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW094135385A TWI421617B (zh) 2004-10-19 2005-10-11 空間光調節器及製造該空間光調節器之方法與使用該空間光調節器之投影/顯示系統

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7092143B2 (zh)
EP (1) EP1805545B1 (zh)
CN (1) CN101213481B (zh)
TW (1) TWI421617B (zh)
WO (1) WO2006044238A2 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6958123B2 (en) * 2001-06-15 2005-10-25 Reflectivity, Inc Method for removing a sacrificial material with a compressed fluid
US7483198B2 (en) * 2003-02-12 2009-01-27 Texas Instruments Incorporated Micromirror device and method for making the same
US7394140B2 (en) * 2003-05-13 2008-07-01 Texas Instruments Incorporated Micromirror array device with electrostatically deflectable mirror plates
US7242515B2 (en) * 2004-12-22 2007-07-10 Texas Instruments Incorporated Structure and method for reducing thermal stresses on a torsional hinged device
US7666319B1 (en) * 2005-11-01 2010-02-23 Miradia Inc. Semiconductor etching process to release single crystal silicon mirrors
US8432597B2 (en) * 2006-05-08 2013-04-30 Texas Instruments Incorporated Micro-mirror hinge
US7576902B2 (en) * 2006-09-06 2009-08-18 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator mirror metal having enhanced reflectivity
US10094530B2 (en) * 2015-06-25 2018-10-09 Texas Instruments Incorporated Apparatus for spatially and spectrally adaptable dichromatic white light source using spatial light modulator
US10120109B2 (en) * 2016-12-13 2018-11-06 Lite-On Electronics (Guangzhou) Limited Light emitting device capable of reducing reflected light and changing a focused position of incident light
EP3336418A1 (en) 2016-12-13 2018-06-20 Lite-on Electronics(Guangzhou) Limited Light emitting device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW505818B (en) * 2001-03-27 2002-10-11 Hewlett Packard Co Single sensor chip digital stereo camera

Family Cites Families (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3517126A (en) * 1966-11-17 1970-06-23 Tokyo Shibaura Electric Co Light value image projection system with deformable membrane and thin film target electrode
US3553364A (en) * 1968-03-15 1971-01-05 Texas Instruments Inc Electromechanical light valve
US3600798A (en) * 1969-02-25 1971-08-24 Texas Instruments Inc Process for fabricating a panel array of electromechanical light valves
US3678196A (en) * 1970-10-20 1972-07-18 Solo S Roth Means for projecting an enlarged television image
US3746911A (en) * 1971-04-13 1973-07-17 Westinghouse Electric Corp Electrostatically deflectable light valves for projection displays
US3746785A (en) * 1971-11-26 1973-07-17 Bendix Corp Deflectable membrane optical modulator
US3886310A (en) * 1973-08-22 1975-05-27 Westinghouse Electric Corp Electrostatically deflectable light valve with improved diffraction properties
US4229732A (en) * 1978-12-11 1980-10-21 International Business Machines Corporation Micromechanical display logic and array
NL8001281A (nl) * 1980-03-04 1981-10-01 Philips Nv Weergeefinrichting.
CH633902A5 (fr) * 1980-03-11 1982-12-31 Centre Electron Horloger Dispositif de modulation de lumiere.
US4356730A (en) * 1981-01-08 1982-11-02 International Business Machines Corporation Electrostatically deformographic switches
US4592628A (en) * 1981-07-01 1986-06-03 International Business Machines Mirror array light valve
US4571603A (en) * 1981-11-03 1986-02-18 Texas Instruments Incorporated Deformable mirror electrostatic printer
US4492435A (en) * 1982-07-02 1985-01-08 Xerox Corporation Multiple array full width electro mechanical modulator
US4680579A (en) * 1983-09-08 1987-07-14 Texas Instruments Incorporated Optical system for projection display using spatial light modulator device
US4710732A (en) * 1984-07-31 1987-12-01 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator and method
US4566935A (en) * 1984-07-31 1986-01-28 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator and method
US4662746A (en) * 1985-10-30 1987-05-05 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator and method
US4596992A (en) * 1984-08-31 1986-06-24 Texas Instruments Incorporated Linear spatial light modulator and printer
US5061049A (en) * 1984-08-31 1991-10-29 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator and method
US4698602A (en) * 1985-10-09 1987-10-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Micromirror spatial light modulator
US5172262A (en) * 1985-10-30 1992-12-15 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator and method
EP0246547A3 (de) * 1986-05-22 1990-06-13 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur optischen Bildverarbeitung
US4805038A (en) * 1987-07-30 1989-02-14 Eastman Kodak Company Imaging apparatus which includes a light-valve array having electrostatically deflectable elements
US4956619A (en) * 1988-02-19 1990-09-11 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator
US4954789A (en) * 1989-09-28 1990-09-04 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator
US4998262A (en) * 1989-10-10 1991-03-05 Hewlett-Packard Company Generation of topology independent reference signals
US5085497A (en) * 1990-03-16 1992-02-04 Aura Systems, Inc. Method for fabricating mirror array for optical projection system
CH682523A5 (fr) * 1990-04-20 1993-09-30 Suisse Electronique Microtech Dispositif de modulation de lumière à adressage matriciel.
US5216537A (en) * 1990-06-29 1993-06-01 Texas Instruments Incorporated Architecture and process for integrating DMD with control circuit substrates
US5416514A (en) * 1990-12-27 1995-05-16 North American Philips Corporation Single panel color projection video display having control circuitry for synchronizing the color illumination system with reading/writing of the light valve
US5196767A (en) * 1991-01-04 1993-03-23 Optron Systems, Inc. Spatial light modulator assembly
US5287215A (en) * 1991-07-17 1994-02-15 Optron Systems, Inc. Membrane light modulation systems
US5311360A (en) * 1992-04-28 1994-05-10 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford, Junior University Method and apparatus for modulating a light beam
US5493439A (en) * 1992-09-29 1996-02-20 Engle; Craig D. Enhanced surface deformation light modulator
US5552925A (en) * 1993-09-07 1996-09-03 John M. Baker Electro-micro-mechanical shutters on transparent substrates
FR2710161B1 (fr) * 1993-09-13 1995-11-24 Suisse Electronique Microtech Réseau miniature d'obturateurs de lumière.
US5452024A (en) * 1993-11-01 1995-09-19 Texas Instruments Incorporated DMD display system
US5583688A (en) * 1993-12-21 1996-12-10 Texas Instruments Incorporated Multi-level digital micromirror device
US5448314A (en) * 1994-01-07 1995-09-05 Texas Instruments Method and apparatus for sequential color imaging
US5557177A (en) * 1994-01-18 1996-09-17 Engle; Craig D. Enhanced electron beam addressed storage target
US5444566A (en) * 1994-03-07 1995-08-22 Texas Instruments Incorporated Optimized electronic operation of digital micromirror devices
US5636070A (en) * 1994-04-30 1997-06-03 Daewoo Electronics Co, Ltd. Thin film actuated mirror array
US5442414A (en) * 1994-05-10 1995-08-15 U. S. Philips Corporation High contrast illumination system for video projector
US5458716A (en) * 1994-05-25 1995-10-17 Texas Instruments Incorporated Methods for manufacturing a thermally enhanced molded cavity package having a parallel lid
US6053617A (en) * 1994-09-23 2000-04-25 Texas Instruments Incorporated Manufacture method for micromechanical devices
US5703728A (en) * 1994-11-02 1997-12-30 Texas Instruments Incorporated Support post architecture for micromechanical devices
KR100220675B1 (ko) * 1994-10-31 1999-09-15 전주범 투사형 화상표시장치
US5579151A (en) * 1995-02-17 1996-11-26 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator
US5567334A (en) * 1995-02-27 1996-10-22 Texas Instruments Incorporated Method for creating a digital micromirror device using an aluminum hard mask
US5706061A (en) * 1995-03-31 1998-01-06 Texas Instruments Incorporated Spatial light image display system with synchronized and modulated light source
US5535047A (en) * 1995-04-18 1996-07-09 Texas Instruments Incorporated Active yoke hidden hinge digital micromirror device
US5784190A (en) * 1995-04-27 1998-07-21 John M. Baker Electro-micro-mechanical shutters on transparent substrates
US5835256A (en) * 1995-06-19 1998-11-10 Reflectivity, Inc. Reflective spatial light modulator with encapsulated micro-mechanical elements
US6969635B2 (en) * 2000-12-07 2005-11-29 Reflectivity, Inc. Methods for depositing, releasing and packaging micro-electromechanical devices on wafer substrates
US6046840A (en) * 1995-06-19 2000-04-04 Reflectivity, Inc. Double substrate reflective spatial light modulator with self-limiting micro-mechanical elements
US5677784A (en) * 1995-07-24 1997-10-14 Ellis D. Harris Sr. Family Trust Array of pellicle optical gates
US5661591A (en) * 1995-09-29 1997-08-26 Texas Instruments Incorporated Optical switch having an analog beam for steering light
US5999306A (en) * 1995-12-01 1999-12-07 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing spatial light modulator and electronic device employing it
US5774196A (en) * 1996-06-13 1998-06-30 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus of aligning color modulation data to color wheel filter segments
US5768009A (en) * 1997-04-18 1998-06-16 E-Beam Light valve target comprising electrostatically-repelled micro-mirrors
US5808780A (en) * 1997-06-09 1998-09-15 Texas Instruments Incorporated Non-contacting micromechanical optical switch
US6028690A (en) * 1997-11-26 2000-02-22 Texas Instruments Incorporated Reduced micromirror mirror gaps for improved contrast ratio
US6827449B1 (en) * 1997-12-31 2004-12-07 Texas Instruments Incorporated Adhesive-sealed window lid for micromechanical devices
EP0969306B1 (en) 1998-01-20 2005-05-11 Seiko Epson Corporation Optical switching device and image display device
US6962419B2 (en) 1998-09-24 2005-11-08 Reflectivity, Inc Micromirror elements, package for the micromirror elements, and projection system therefor
US6323834B1 (en) * 1998-10-08 2001-11-27 International Business Machines Corporation Micromechanical displays and fabrication method
US6960305B2 (en) * 1999-10-26 2005-11-01 Reflectivity, Inc Methods for forming and releasing microelectromechanical structures
DE19960339A1 (de) * 1999-12-15 2001-06-21 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
US6489178B2 (en) * 2000-01-26 2002-12-03 Texas Instruments Incorporated Method of fabricating a molded package for micromechanical devices
US6337760B1 (en) * 2000-07-17 2002-01-08 Reflectivity, Inc. Encapsulated multi-directional light beam steering device
US6873450B2 (en) * 2000-08-11 2005-03-29 Reflectivity, Inc Micromirrors with mechanisms for enhancing coupling of the micromirrors with electrostatic fields
SE0100336L (sv) * 2001-02-05 2002-08-06 Micronic Laser Systems Ab Adresseringsmetod och apparat som använder densamma tekniskt område
US6642987B2 (en) * 2001-09-19 2003-11-04 Intel Corporation Built-in spacers for liquid crystal on silicon (LCOS) devices
US6745449B2 (en) * 2001-11-06 2004-06-08 Raytheon Company Method and apparatus for making a lid with an optically transmissive window
US6897991B2 (en) * 2002-02-15 2005-05-24 Texas Instruments Incorporated DMD pixel with small-rotated-moved via2 to reduce beam-electrode shorts
TW569407B (en) * 2002-05-17 2004-01-01 Advanced Semiconductor Eng Wafer-level package with bump and method for manufacturing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW505818B (en) * 2001-03-27 2002-10-11 Hewlett Packard Co Single sensor chip digital stereo camera

Also Published As

Publication number Publication date
EP1805545B1 (en) 2011-12-28
EP1805545A4 (en) 2010-06-30
US7092143B2 (en) 2006-08-15
WO2006044238A3 (en) 2006-08-31
US20060082858A1 (en) 2006-04-20
US20060082861A1 (en) 2006-04-20
CN101213481A (zh) 2008-07-02
EP1805545A2 (en) 2007-07-11
CN101213481B (zh) 2010-12-08
WO2006044238A2 (en) 2006-04-27
TW200613888A (en) 2006-05-01
US7151628B2 (en) 2006-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI421617B (zh) 空間光調節器及製造該空間光調節器之方法與使用該空間光調節器之投影/顯示系統
KR100724081B1 (ko) 마이크로미러 어레이, 프로젝션 시스템, 광 변조 방법, 광 마이크로기계식 소자 및 광선을 공간적으로 변조시키는 방법
US6965468B2 (en) Micromirror array having reduced gap between adjacent micromirrors of the micromirror array
US7196740B2 (en) Projection TV with improved micromirror array
US6980347B2 (en) Micromirror having reduced space between hinge and mirror plate of the micromirror
US7422920B2 (en) Method and forming a micromirror array device with a small pitch size
US7023606B2 (en) Micromirror array for projection TV
KR20050106428A (ko) 투사 디스플레이의 미소거울 및 미소거울 배열을 위한 힌지구조
US6804039B1 (en) Multilayer hinge structures for micro-mirror arrays in projection displays
US7265892B2 (en) Micromirror array devices with light blocking areas
EP1553437B1 (en) Singulated wafer die having micromirrors