Периодическая структура из тонкопленочных связанных с приводом зеркал для оптических проекционных систем и способ ее изготовления

 

Структура относится к проекционным системам. Периодическая структура из М x N связанных с приводом зеркал для использования в оптической проекционной системе содержит активную матрицу, периодическую структуру из М x N упругих элементов, периодическую структуру из М x N пар рабочих структур, периодическую структуру из М x N зеркал и периодическую структуру из М x N пар поддерживающих элементов. Каждый упругий элемент имеет дальний и ближний концы, ближний конец включает первый и второй выступающие участки, причем первый и второй выступающие участки разделены между собой выемкой, а дальний конец включает выступ. Выступ от каждого упругого элемента входит в углубление последующего упругого элемента в периодической структуре. Каждая активная структура находится на первом и втором выступающих участках на каждом упругом элементе соответственно, при этом каждая рабочая структура включает электрод смещения, сигнальный электрод и находящийся между ними слой, индуцирующий перемещение. Каждое зеркало сформировано сверху упругого элемента. Каждая пара поддерживающих элементов используется для удержания каждого упругого элемента на месте. Когда пара рабочих структур деформируется в ответ на электрический сигнал, первый и второй выступающие участки на упругом элементе вместе с прикрепленными к ним рабочими структурами наклоняются, а оставшаяся часть упругого элемента и зеркало, сформированное на нем, остаются плоскими, благодаря этому все зеркало отражает световые пучки. Техническим результатом является уменьшение КПД структуры. 2 с. и 20 з. п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к оптическим проекционным системам; а более конкретно к периодической структуре из М x N тонкопленочных связанных с приводом зеркал для использования в такой системе и способ ее изготовления.

Предшествующий уровень техники Известно, что среди различных систем видеовоспроизведения, применяющихся в соответствующей области техники, оптические проекционные системы позволяют получить высокое качество воспроизведения изображения на большой площади. В таких оптических проекционных системах светом от лампы однородно освещается периодическая структура, например, из М x N связанных с приводом зеркал, в которой каждое зеркало связано с отдельным приводом. В качестве привода могут использоваться элементы, изготовленные из материалов, обладающих свойством смешения под действием электрического поля, например таких, как пьезоэлектрики или электрострикционные материалы, которые деформируются под воздействием прикладываемого к ним электрического поля.

Отраженный световой пучок от каждого из зеркал падает на апертуру, например на оптическую диафрагму. В результате подачи электрического сигнала на каждый привод относительное положение каждого из зеркал по отношению к падающему световому пучку изменяется, вследствие чего изменяется оптический путь отраженного луча от каждого из зеркал. Поскольку оптический путь каждого из отраженных лучей изменяется, то изменяется и количество света, отраженного от каждого из зеркал и прошедшего через апертуру, благодаря этому происходит модуляция интенсивности пучка. Модулированные при прохождении через апертуру пучки попадают на проекционный экран с помощью соответствующего оптического устройства, такого как проекционные линзы, и при этом на экране воспроизводится изображение.

На фиг. 1 и фиг. 2 показаны поперечное сечение и вид в перспективе соответственно периодической структуры 10, состоящей из М x N тонкопленочных, связанных с приводом, зеркал 11, которая используется в оптической проекционной системе, раскрытой в заявке V. S., поданной также настоящим заявителем, номер гос.регистрации N 08/ 340,762, "Периодическая структура из тонкопленочных, связанных с приводом, зеркал для использования в оптической проекционной системе и способ ее изготовления". Периодическая структура 10 содержит активную матрицу 12, периодическую структуру 13 из М x N тонкопленочных рабочих (являющихся приводом) структур 14, периодическую структуру 15 из М x N поддерживающих элементов 16 и периодическую структуру 17 из М x N зеркальных слоев 18.

Активная матрица 12 включает подложку 19, периодическую структуру из М x N транзисторов (не показаны) и периодическую структуру 20 из М x N соединительных выводов 21. Каждая из рабочих структур 14 в периодической структуре 10 снабжена первой и второй исполнительными частями 22 (a), 22 (b), причем первая и вторая исполнительные части 22 (a) и 22 (b) по структуре идентичны. Каждая из первых и вторых исполнительных частей 22 (a) и 22 (b) содержит, по меньшей мере, тонкопленочный слой 23 из материала, индуцирующего перемещение, например, пьезоэлектрического материала, тонкопленочный слой 23 включает верхнюю и нижнюю поверхности 24, 25, упругий слой 26, имеющий нижнюю поверхность 26, и первый и второй электроды 28, 29. Упругий слой 29 находится на нижней поверхности 21 тонкопленочного слоя 23, индуцирующего смещение. Первый и второй электроды 28, 29 размещены на верхней и нижней поверхностях 24, 25 тонкопленочного, индуцирующего смещение, слоя 23 соответственно. Электрический сигнал прикладывается к индуцирующему смещение тонкопленочному слою 23, расположенному между первым и вторым электродами 28, 29, и вызывает деформацию этого слоя и, следовательно, исполнительных частей 22 (а), 22 (b). Каждый из поддерживающих элементов 16 используется для удерживания каждой рабочей структуры 13 на месте и также для электрического подсоединения каждой рабочей структуры 14 к активной матрице 12. Каждый зеркальный слой 18 включает первую сторону 30, вторую противоположную сторону 31 и центральный участок 32 между ними, как показано на фиг. 2, при этом первая сторона 30 и вторая противоположная сторона 31 каждого зеркального слоя 18 закреплены сверху первой и второй исполнительных частей 22 (a), 22 (b) каждой рабочей структуры 14 соответственно так, что, когда первая и вторая исполнительные части 22 (a), 22 (b) в каждой рабочей структуре 13 деформируются в ответ на электрический сигнал, центральный участок 32 соответствующего зеркального слоя 18 наклоняется, оставаясь плоским, благодаря чему весь центральный участок 32 отражает световые пучки и в результате повышается оптический КПД.

Однако существует ряд проблем, связанных с вышеописанной периодической структурой из тонкопленочных, связанных с приводом, зеркал 10. Первая из них заключается в том, что каждая рабочая структура 14 и, следовательно, зеркальный слой 18, прикрепленный к ней, имеет ограниченный угол наклона. Всякий раз, когда каждая рабочая структура 14 в периодической структуре 10 наклоняется более чем на 3 градуса, часть ее входит в контакт с активной матрицей 12, и таким образом, ограничивается возможность ее наклона. Кроме того, поскольку второй электрод 29 только частично покрывает нижнюю поверхность 25 индуцирующего перемещение слоя 23 в каждой исполнительной части 22 (a), 22 (b) в каждой рабочей структуре 14, то остаются участки индуцирующего перемещение слоя 23, которые находятся в непосредственном контакте с упругим слоем 26, а соответствующие материалы, формирующие упругий слой 26 и слой 23, индуцирующий перемещение, обладают различными коэффициентами теплового расширения. Повышенный уровень напряжений может возникнуть между слоем 23, индуцирующим перемещение, и упругим слоем 26, приводя к возможному их разделению, что, в свою очередь, может привести к образованию разломов и неровностей на каждом зеркальном слое 18 и вследствие этого к уменьшению оптического КПД периодической структуры 10.

Раскрытие изобретения Поэтому основная задача настоящего изобретения заключается в создании периодической структуры из М x N связанных с приводом зеркал, имеющей увеличенный угол наклона.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании периодической структуры из М x N связанных с приводом зеркал, имеющей улучшенный оптический КПД.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ изготовления упомянутой периодической структуры из М x N связанных с приводом зеркал.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена периодическая структура из М x N тонкопленочных связанных с приводом зеркал для использования в оптической проекционной системе, при этом упомянутая периодическая структура содержит: активную матрицу, включающую подложку, периодическую структуру из М x N транзисторов и периодическую структуру из М x N пар соединительных выводов, причем соединительные выводы в каждой паре электрически соединены с каждым транзистором; периодическую структуру из М x N упругих элементов, причем каждый упругий элемент снабжен дальним и ближним концами и верхней и нижней поверхностями, при этом ближний конец включает первый выступающий участок и второй выступающий участок, первый и второй выступающие участки разделены между собой выемкой, а дальний конец включает выступ, причем выступ каждого упругого элемента входит в выемку последующего упругого элемента в периодической структуре; периодическую структуру из М x N пар рабочих структур, при этом каждая пара рабочих структур расположена на первом и втором выступающих участках на каждом упругом элементе соответственно, причем каждая рабочая структура включает электрод смещения, тонкопленочный слой, индуцирующий перемещение, и сигнальный электрод, при этом электрод смещения и сигнальный электрод размещены сверху и снизу тонкопленочного слоя, индуцирующего перемещение, соответственно, электрод смещения выполнен из электрически проводящего, светоотражающего материала, а сигнальный электрод в каждой рабочей структуре в каждой паре электрически подсоединен к одному и тому же транзистору в активной матрице, причем электрический сигнал, подаваемый на тонкопленочный слой, индуцирующий перемещение, между электродом смещения и сигнальным электродом в каждой рабочей структуре вызывает деформацию тонкопленочного слоя, индуцирующего перемещение и, следовательно, каждой упомянутой структуры; периодическую структуру из М x N пар поддерживающих элементов, причем каждая пара поддерживающих элементов используется для удерживания каждого упругого элемента на месте, при этом первый и второй выступающие участки в каждом упругом элементе прикреплены к каждому поддерживающему элементу в каждой паре соответственно; периодическую структуру из М и N зеркал для отражения световых пучков, причем каждое зеркало выполнено на верхней поверхности упругого элемента, при этом каждое зеркало выполнено из того же материала, что и электрод смещения, так что, когда пара рабочих структур деформируется в ответ на электрический сигнал, первый и второй выступающие участки на упругом элементе с прикрепленными к ним рабочими структурами наклоняются, а оставшаяся часть упругого элемента и, следовательно, зеркало, сформированное на нем, остается плоским, вследствие этого все зеркало полностью отражает световые пучки.

Согласно другому объекту настоящего изобретения предложен способ изготовления периодической структуры из М x N тонкопленочных связанных с приводом зеркал для использования в оптической проекционной системе, упомянутый способ включает этапы: a) снабжение активной матрицей, имеющей верхнюю поверхность, при этом активная матрица включает подложку, периодическую структуру из М x N транзисторов и периодическую структуру из М x N пар соединительных выводов на ее верхней поверхности; b) формирование временного слоя на верхней поверхности активной матрицы таким образом, чтобы временный слой полностью покрывал периодическую структуру из М x N пар соединительных выводов; c) удаление временного слоя вокруг каждого соединительного вывода; d) формирование поддерживающего элемента вокруг каждого соединительного вывода; e) нанесение упругого слоя сверху временного слоя и поддерживающих элементов; f) формирование периодической структуры из М x N пар проводников, при этом каждый проводник проходит от верха упругого слоя к каждому соединительному выводу через каждый поддерживающий элемент; g) снабжение периодической структурой из M x N пар сигнальных электродов сверху упругого слоя таким образом, чтобы каждый сигнальный электрод находился в контакте с каждым проводником и, следовательно, с каждым соединительным выводом; h) формирование слоя, индуцирующего перемещение, сверху каждого сигнального электрода; i) нанесение слоя из электрически проводящего светоотражающего материала сверху индуцирующего перемещение и упругого слоев для формирования, таким образом, полузавершенной периодической структуры из связанных с приводом зеркальных структур; j) формирование из полузавершенной периодической структуры, состоящей из связанных с приводом зеркальных структур, конфигурации периодической структуры из М x N связанных с приводом зеркальных структур, при этом каждая связанная с приводом зеркальная структура включает пару поддерживающих элементов, временный слой, упругий элемент с парой рабочих структур и зеркало, выполненное сверху из электропроводящего светоотражающего материала, причем каждая рабочая структура содержит электрод смещения, выполненный из электрически проводящего светоотражающего материала, индуцирующий перемещение тонкопленочный слой и сигнальный электрод, упругий элемент дополнительно снабжен дальним и ближним концами и верхней и нижней поверхностью, ближний конец включает первый выступающий и второй выступающий участки, причем первый и второй выступающие участки разделены между собой выемкой, дальний конец включает выступ, а каждая рабочая структура размещена сверху первого и второго выступающих участков соответственно, при этом выступ из каждого упругого элемента и, следовательно, связанный с приводом зеркальной структуры, входит в выемку последующего упругого элемента и, следовательно, последующей связанной с приводом зеркальной структуры в периодической структуре; и k) удаление временного слоя для формирования таким образом упомянутой периодической структуры М x N из тонкопленочных связанных с приводом зеркал.

Краткое описание чертежей Вышеуказанные и другие задачи и особенности настоящего изобретения будут понятны из последующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых: фиг. 1 изображает поперечное сечение ранее описанной периодической структуры из М x N тонкопленочных связанных с приводом зеркал; фиг. 2 представляет перспективный вид тонкопленочного связанного с приводом зеркала, входящего в периодическую структуру, показанную на фиг. 1; фиг. 3 представляет поперечное сечение периодической структуры из M x N тонкопленочных связанных с приводом зеркал согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, фиг. 4 подробно изображает поперечное сечение тонкопленочного связанного с приводом зеркала, входящего в периодическую структуру, показанную на фиг. 2; фиг. 5 иллюстрирует вид сверху тонкопленочного связанного с приводом зеркала, показанного на фиг. 3; фиг. 6 представляет вид сверху тонкопленочного связанного с приводом зеркала согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, и
фиг. 7A - 7J воспроизводят схематичные поперечные сечения, характеризующие этапы изготовления первого предпочтительного варианта согласно настоящему изобретению.

Варианты осуществления изобретения
Обратимся теперь к фиг. 3 -7, на которых показаны схематически поперечные сечения и виды сверху предлагаемой периодической структуры из М x N тонкопленочных связанных с приводом зеркал для использования в оптических проекционных системах и способ ее изготовления, где М и N - целые, согласно предпочтительным вариантам настоящего изобретения. Следует заметить, что аналогичные элементы, встречающиеся на фиг. 3 - 7, обозначены одними и теми же цифровыми позициями.

На фиг. 3 проиллюстрировано поперечное сечение первого варианта периодической структуры 50 из М x N тонкопленочных связанных с приводом зеркал 51, содержащих активную матрицу 52, периодическую структуру 53 из М x N упругих элементов 54, периодическую структуру 55 из М x N пар рабочих структур 57, периодическую структуру 58 из M x N пар поддерживающих элементов 60 и периодическую структуру 61 из М x N зеркал 62.

На фиг. 4 и 5 представлены подробно поперечное сечение и вид сверху тонкопленочного связанного с приводом зеркала 51, составляющего периодическую структуру 50, показанную на фиг. 3. Активная матрица 52 включает подложку 63, периодическую структуру из М x N транзисторов (не показаны) и периодическую структуру 64 из М x N соединительных выводов. Соединительные выводы 66 в каждой паре электрически присоединены к каждому транзистору. Каждый упругий элемент 54, толщиной 0.7 - 2 мкм и выполненный из керамики, например, Si₃N₄, SiO₂ поликристаллического кремния, имеет дальний и ближний концы 67, 68, и верхнюю и нижнюю поверхность 69, 70. Ближний конец 68 включает первый и второй выступающие участки 71, 72, причем первый и второй выступающие участки разделены выемкой 73, а дальний конец 67 включает выступ 74, причем выступ 74 от каждого упругого элемента 54 входит в выемку 73 последующего упругого элемента 54, как показано на фиг. 5.

Каждая из рабочих структур 57 в каждой паре расположена на первом и втором выступающих участках 71, 72 на каждом упругом элементе 54 соответственно и включает электрод смещения 77, индуцирующий перемещение тонкопленочный слой 75 и сигнальный электрод 76. Электрод смещения и сигнальный электрод расположены сверху и снизу индуцирующего перемещения тонкопленочного слоя 75. Электрод смещения 77, имеющий толщину 500-2000 ангстрем, выполнен из электропроводящего светоотражающего материала, например серебра (Ag) или алюминия (А1), сигнальный электрод 76, имеющий толщину 500-2000 ангстрем, выполнен из электропроводящего материала, например платины (Pt) или сплава платина/титан (Pt/Ti), а тонкопленочный слой, индуцирующий перемещение, имеющий толщину 0.7-2 мкм, выполнен из пьезоэлектрического материала, например титана бария (BaTiO₃) или электрострикционного материала, например ниобата свинца и магния (PMN), соответственно.

Изолирующий участок 106, образованный вокруг каждого сигнального электрода 76 и индуцирующего перемещение слоя 75, находящегося сверху электрода 76, препятствует возникновению контакта между электродом смещения 77 и сигнальным электродом 76. Когда электрический сигнал подается на тонкопленочный слой 75, индуцирующий перемещение, между электродом смещения и сигнальным электродом 77, 76, в каждой рабочей структуре 57, то это приводит к деформации тонкопленочного слоя 75, индуцирующего перемещение, и, следовательно, рабочей структуры 57.

Каждая пара поддерживающих элементов 60, изготовленных из керамики, например, Si₃N₄, SiO₂ или поликристаллического кремния, используется для удерживания на месте каждого упругого элемента 54, а также для обеспечения электрического соединения сигнального электрода 76 в каждой рабочей структуре 57 на упругом элементе 54 с соответствующим соединительным выводом 66 на активной матрице 52. Первый и второй выступающие участки 71, 72 в каждом упругом элементе 54 одним концом, консольно, расположены на каждом поддерживающем элементе 60 в каждой паре, соответственно. Каждый поддерживающий элемент 60 включает проводник 80 для передачи электрического сигнала на сигнальный электрод 76, выполненный из металла, например вольфрама (W), и проходящий сверху упругого элемента 54 к соответствующему соединительному выводу 66. Зеркало 62 в каждой связанной с приводом зеркальной структуре 51 выполнено из того же материала, что и электрод смещения 77 и сформировано сверху упругого элемента 54. Другими словами, электрически проводящий светоотражающий материал, нанесенный на упругий элемент 54, выполняет функцию электрода смещения 77, а также зеркала 62.

В каждом тонкопленочном связанном с приводом зеркале 51 каждая рабочая структура 57 расположена сверху первого и второго выступающих участков 71, 72 соответственно, так, что, когда каждая рабочая структура 57 деформируется в ответ на электрический сигнал, выступающие участки 71, 72 с прикрепленными к ним сверху рабочими структурами 57 изгибаются, в то время как остальная часть упругого элемента 54 остается плоской, благодаря чему все зеркало 62, находящееся сверху этой части, отражает световые пучки.

На фиг. 6 представлен вид сверху тонкопленочного связанного с приводом зеркала 100 согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Тонкопленочное связанное с приводом зеркало 100 аналогично ранее описанному тонкопленочному связанному с приводом зеркалу 51 за исключением того, что оно снабжено упругим элементом 54, имеющим конфигурацию, и, следовательно, зеркалом, имеющим другую конфигурацию. Упругий элемент 54 имеет первый, второй и центральный выступающие участки 71, 72, 83 на его ближнем конце, причем первый, второй и центральный выступающие участки разделены между собой зазором 84.

В тонкопленочном, связанном с приводом зеркале 51 согласно первому варианту осуществления изобретения или в тонкопленочном связанном с приводом зеркале 100 согласно второму варианту пара рабочих структур 57 расположена только на выступающих участках; а зеркала сформированы непосредственно на упругом элементе 54 и поэтому не возникают никакие напряжения и, следовательно, на зеркале 62 не образуется ничего подобного трещинам. Более того, поскольку пара рабочих структур 57 расположена только на выступающих участках 72, 73 упругого элемента 54 в первом варианте или во втором варианте осуществления изобретения, то связанное с приводом зеркало 51, 100 в любом варианте не будет контактировать с активной матрицей 52, даже если связанные с приводом структуры 14 изогнутся более чем на 3 градуса.

На фиг. 7A - 7J проиллюстрированы этапы изготовления, относящиеся к изготовлению первого варианта настоящего изобретения. Процесс изготовления первого варианта, т. е. периодической структуры 50 из М x N тонкопленочных связанных с приводом зеркал 51 начинается с приготовления активной матрицы 52, имеющей верхнюю поверхность 101 и содержащую подложку 63, периодическую структуру из М x N транзисторов (не показаны) и периодическую структуру 64 из М x N пар соединительных выводов 66, как показано на фиг. 7A.

На последующем этапе, как проиллюстрировано на фиг. 7B, сверху поверхности 101 активной матрицы 52 формируется временный слой 102, имеющий толщину 1 - 2 мкм и выполненный из металла, например меди (Cu) или никеля (Ni), или фосфор-силикатного стекла (PSG), или поликристаллического кремния, путем напыления, если временный слой 102 выполняется из металла, методом химического осаждения из газовой фазы (CVD) ) или нанесения покрытия методом центрифугирования, если временный слой 102 выполняется из PSG, и методом (CVD), если временный слой 102 выполняется из поликристаллического кремния. Затем, как показано на фиг. 7C, формируется первый поддерживающий слой 103, включающий периодическую структуру 58 из М x N пар поддерживающих элементов 60 и временного слоя 102, причем первый поддерживающий слой 103 формируется путем формирования периодической структуры из М x N пар пустых щелей (не показано), используя метод фотолитографии, при этом каждая пустая щель находится вокруг каждого соединительного вывода 66, и формирования поддерживающего элемента 60, выполненного из керамики, например Si₃N₄, Si₂ или поликристаллического кремния, в каждой пустой щели, находящейся вокруг каждого соединительного вывода 66, используя метод распыления или метод CVD.

Далее, как изображено на фиг. 7, сверху первого поддерживающего слоя 103 формируется упругий слой 105 из того же материала, что и поддерживающий элемент 60 и имеющий толщину 0,7 - 2 мкм. Следует заметить, что формирование поддерживающих элементов 60 и упругого слоя 105 может быть объединено в один этап. Временный слой 102 в первом поддерживающем слое 103 затем обрабатывается таким образом, чтобы он мог быть удален методом травления или путем применения подходящих реактивов.

Как изображено на фиг. 7E, проводник 80 для электрического соединения сигнального электрода 76 в каждой рабочей структуре 57 с соответствующим соединительным выводом 66 выполняется из металла, например вольфрама (W) или титана (Ti), и формируется в каждом поддерживающем элементе 60 путем создания сначала отверстия, проходящего сверху упругого слоя 105 до нижней поверхности соответствующего соединительного вывода 66, используя метод травления, а затем это отверстие заполняется металлом, например W.

Далее, как показано на фиг. 7G, сверху каждого проводника 80, используя метод распыления, формируют сигнальный электрод 76, который выполняется из электрически проводящего материала, например Pt , и имеет толщину 500-2000 ангстрем. Каждый из сигнальных электродов 76 электрически соединяется с каждым соединительным выводом 66 через проводник 80. На последующем этапе сверху каждого сигнального электрода 76, используя золь-гелевую технологию или метод распыления, формируется тонкопленочный слой, индуцирующий перемещение, 75, выполненный из электрострикционного материала, например PMN, и имеющий толщину 0,7- 2 мкм. А затем проводится термообработка, для того чтобы в слое 75 произошел фазовый переход. Поскольку тонкопленочный слой, индуцирующий перемещение, 75 достаточно тонкий, то отсутствует необходимость в его поляризации; он может быть поляризован с помощью электрического сигнала, прикладываемого к нему во время работы устройства.

Далее, как проиллюстрировано на фиг. 7G, каждый сигнальный электрод 76 и индуцирующий перемещение тонкопленочный слой 75, сформированный на нем, покрываются тем же материалом, из которого выполнен упругий слой 105, а часть покрытия затем удаляется так, чтобы сверху индуцирующий перемещение слой 75 стал свободным. Таким образом формируется изолирующий участок 106 вокруг каждого сигнального электрода 76 и сформированного на нем слоя 75, индуцирующего перемещение.

На последующем этапе, как показано на фиг. 7H, сверху слоя, индуцирующего перемещение, 75 и упругого слоя 105 формируется слой 107 для образования полузавершенной периодической структуры 108 из связанных с приводом зеркальных структур 109 методом распыления или вакуумного испарения. Слой 107 выполняется из электропроводящего светоотражающего материала, например A1, и имеет толщину 500-1000 ангстрем. Этот слой будет выполнять функцию электрода смещения 77 и зеркала 62 в тонкопленочном связанном с приводом зеркале 51. Изолирующий участок 106, сформированный вокруг каждого сигнального электрода 76 и находящегося на нем слоя 75, индуцирующего перемещение, препятствует возникновению контакта между электродом смещения 77 и сигнальным электродом 76.

Затем, как показано на фиг. 71, из полузавершенной периодической структуры 108, состоящей из связанных с приводом зеркальных структур 109, формируется конфигурация периодической структуры 110 и М x N связанных с приводом зеркальных структур 11, используя метод сухого травления или метод фотолитографии. Каждая связанная с приводом зеркальная структура 111 включает упругий элемент 54 с парой рабочих структур 57 и зеркалом 62, выполненным из электропроводящего светоотражающего материала сверху рабочей структуры. Каждая рабочая структура 57 имеет электрод смещения 77, выполненный из электропроводящего светоотражающего материала, индуцирующий перемещение тонкопленочный слой 75 и сигнальный электрод 76. Упругий элемент 54 дополнительно снабжен дальним и ближним концами 67, 68, и верхней и нижней поверхностями 69, 70, при этом ближний конец 67 включает первый и второй выступающие участки 71, 72, а первый и второй выступающие участки 71, 72 разделены между собой выемкой 73. Дальний конец 67 включает выступ 74, а каждая рабочая структура 57 расположена сверху первого и второго выступающих участков 71, 72 соответственно. Выступ 74 из каждого упругого элемента 54 и, следовательно, зеркало 62 входят в выемку 73 последующего упругого элемента 54.

Временный слой затем удаляется с помощью метода травления для образования периодической структуры 50 из М x N тонкопленочных связанных с приводом зеркал 51, как изображено на фиг. 7J.

Способ, используемый при изготовлении второго варианта изобретения, включает аналогичные этапы, за исключением того, что в этом случае формируется другая конфигурация полузавершенной периодической структуры 108, состоящей из связанных с приводом зеркальных структур 109.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано в отношении только конкретных предпочтительных вариантов его реализации, могут быть сделаны различные модификации и изменения, не выходя их объема настоящего изобретения, как оно сформулировано в последующей формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Периодическая структура из М х N тонкопленочных связанных с приводом зеркал, где М и N - целые числа, для использования в оптической проекционной системе, отличающаяся тем, что содержит активную матрицу, включающую подложку, периодическую структуру из М х N транзисторов и периодическую структуру из М х N пар соединительных выводов, причем соединительные выводы в каждой паре электрически соединены с каждым транзистором; периодическую структуру из М х N упругих элементов, причем каждый упругий элемент снабжен дальним и ближним концами и верхней и нижней поверхностями, при этом ближний конец включает первый выступающий участок и второй выступающий участок, первый и второй выступающие участки разделены между собой выемкой, а дальний конец включает выступ, причем выступ каждого упругого элемента входит в выемку последующего упругого элемента в периодической структуре; периодическую структуру из М х N пар рабочих структур, при этом каждая пара рабочих структур расположена на первом и втором выступающих участках на каждом упругом элементе соответственно, причем каждая рабочая структура включает электрод смещения, тонкопленочный слой, индуцирующий перемещение, и сигнальный электрод, при этом электрод смещения и сигнальный электрод размещены сверху и снизу тонкопленочного слоя, индуцирующего перемещение, соответственно, электрод смещения выполнен из электрически проводящего светоотражающего материала, а сигнальный электрод в каждой рабочей структуре в каждой паре электрически подсоединен к одному и тому же транзистору в активной матрице, причем электрический сигнал, подаваемый на индуцирующий перемещение тонкопленочный слой между электродом смещения и сигнальным электродом в каждой рабочей структуре, вызывает деформацию тонкопленочного слоя, индуцирующего перемещение, и, следовательно, каждой упомянутой структуры; периодическую структуру из М х N пар поддерживающих элементов, причем каждая пара поддерживающих элементов используется для удерживания каждого упругого элемента на месте, при этом первый и второй выступающие участки в каждом упругом элементе прикреплены к каждому поддерживающему элементу в каждой паре соответственно; периодическую структуру из М х N зеркал для отражения световых пучков, причем каждое зеркало выполнено на верхней поверхности упругого элемента, при этом каждое зеркало выполнено из того же материала, что и электрод смещения, так что, когда пара рабочих структур деформируется в ответ на электрический сигнал, первый и второй выступающие участки на упругом элементе с прикрепленными к ним рабочими структурами наклоняются, а оставшаяся часть упругого элемента и, следовательно, зеркало, сформированное на нем, остаются плоскими, вследствие этого все зеркало полностью отражает световые пучки.

2. Структура по п.1, отличающаяся тем, что каждый поддерживающий элемент выполнен из керамики.

3. Структура по п.1, отличающаяся тем, что каждый упругий элемент выполнен из керамики.

4. Структура по п.1, отличающаяся тем, что каждое тонкопленочное связанное с приводом зеркало снабжено парой проводников, при этом проводники проходят от сигнального электрода к соответствующему соединительному выводу в активной матрице через поддерживающий элемент, вследствие этого сигнальный электрод электрически соединяется с соединительным выводом.

5. Структура по п.4, отличающаяся тем, что каждый проводник выполнен из металла.

6. Структура по п.3, отличающаяся тем, что каждый упругий элемент снабжен дальним и ближним концами, при этом ближний конец включает первый, второй и центральный выступающие участки, причем первый, второй и центральный выступающие участки разделены между собой зазором.

7. Структура по п.6, отличающаяся тем, что каждая пара рабочих структур расположена на первом и втором выступающих участках соответственно.

8. Структура по п.1, отличающаяся тем, что каждое зеркало сформировано сверху каждого упругого элемента.

9. Структура по п.1, отличающаяся тем, что электрод смещения и зеркало выполнены из одного и того же материала.

10. Структура по п.9, отличающаяся тем, что электрод смещения и зеркало выполнены из электрически проводящего светоотражающего материала.

11. Структура по п.1, отличающаяся тем, что каждый сигнальный электрод и расположенный сверху индуцирующий перемещение слой окружены изолирующим участком для предохранения электрода смещения от контакта с сигнальным электродом.

12. Структура по п.1, отличающаяся тем, что индуцирующий перемещение тонкопленочный слой выполнен из электрострикционного материала или пьезоэлектрического материала.

13. Структура по п.1, отличающаяся тем, что каждый сигнальный электрод выполнен из платины или платины/титана.

14. Способ изготовления периодической структуры из М х N тонкопленочных связанных с приводом зеркал для использования в оптической проекционной системе, отличающийся тем, что включает этапы: а) осуществляют снабжение активной матрицей, имеющей верхнюю поверхность, при этом активная матрица включает подложку, периодическую структуру из М х N транзисторов и периодическую структуру из М х N пар соединительных выводов на ее верхней поверхности; в) формируют временный слой на верхней поверхности активной матрицы таким образом, чтобы временный слой полностью покрывал периодическую структуру из М х N пар соединительных выводов; с) удаляют временный слой вокруг каждого соединительного вывода; d) формируют поддерживающий элемент вокруг каждого соединительного вывода; е) осуществляют нанесение упругого слоя сверху временного слоя и поддерживающих элементов; f) формируют периодическую структуру из М х N пар проводников, при этом каждый проводник проходит сверху упругого слоя к каждому соединительному выводу через каждый поддерживающий элемент; о) осуществляют создание периодической структуры из М х N пар сигнальных электродов сверху упругого слоя таким образом, чтобы каждый сигнальный электрод находился в контакте с каждым проводником и, следовательно, с каждым соединительным выводом; h) формируют тонкопленочный слой, индуцирующий перемещение, сверху каждого сигнального электрода; i) осуществляют нанесение слоя из электрически проводящего светоотражающего материала сверху индуцирующего перемещение и упругого слоев для формирования таким образом полузавершенной периодической структуры из связанных с приводом зеркальных структур; j) осуществляют формирование из полузавершенной периодической структуры связанных с приводом зеркальных структур конфигурации периодической структуры из М х N связанных с приводом зеркальных структур, при этом каждая связанная с приводом зеркальная структура включает пару поддерживающих элементов, временный слой, упругий элемент с парой рабочих структур и зеркало, выполненное сверху, из электропроводящего светоотражающего материала, причем каждая рабочая структура содержит электрод смещения, выполненный из электрически проводящего светоотражающего материала, индуцирующий перемещение тонкопленочный слой и сигнальный электрод, упругий элемент дополнительно снабжен дальним и ближним концами и верхней и нижней поверхностями, ближний конец включает первый выступающий и второй выступающий участки, причем первый и второй выступающие участки разделены между собой выемкой, а дальний конец включает выступ, при этом каждая рабочая структура размещена сверху первого и второго выступающих участков соответственно, причем выступ из каждого упругого элемента и, следовательно, связанной с приводом зеркальной структуры входит в выемку последующего упругого элемента и, следовательно, последующей связанной с приводом зеркальной структуры в периодической структуре и k) удаляют временный слой для формирования таким образом упомянутой периодической структуры из М х N тонкопленочных связанных с приводом зеркал.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что временный слой выполнен из металла или фосфор-силикатного стекла (PsG) или поликристаллического кремния.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что временный слой формируют, используя химическое осаждение из газовой фазы (CVD) или технологию покрытия методом центрифугирования, если временный слой выполняют из металла, метод CVD, если временный слой выполняют из PsG, метод CVD, если временный слой выполняют из поликристаллического кремния.

17. Способ по п.14, отличающийся тем, что первый поддерживающий слой формируют путем комбинирования метода фотолитографии, после которого используют метод распыления или метод CVD.

18. Способ по п.14, отличающийся тем, что сигнальный электрод формируют путем использования метода распыления.

19. Способ по п.14, отличающийся тем, что индуцирующий перемещение слой формируют путем использования золь-гелевой технологии или метода распыления.

20. Способ по п.14, отличающийся тем, что электрод смещения и зеркало формируют путем использования метода распыления или вакуумного испарения.

21. Способ по п.14, отличающийся тем, что из полузавершенной периодической структуры, состоящей из связанных с приводом зеркальных структур, формируют конфигурацию периодической структуры из М х N связанных с приводом зеркальных структур путем использования метода сухого травления или метода фотолитографии.

22. Способ по п.14, отличающийся тем, что временный слой удаляют путем использования метода травления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10