专利名称：可由光移动的液晶的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及可由光移动的液晶，并且更特别的是涉及可由光移动的液晶的应用。
背景技术：
某些向列型弹性体具有光学机械能力。已经发现，某些向列型弹性体具有在相对窄的温度范围内能够改变其形状达400％的性质。此外，已经证实，如果向列顺序(nematic order)被抑制，某些弹性体会响应于该弹性体上施加的光信号展现出机械响应。
如Finkelmann与Nishikawa于Physical Review Letters，Vol.87，Number 1(2001年7月2日)中发表的一篇名为“A NewOpto-mechanical Effect in Solids”的文章所公开的，其内容在此整体引为参考。他们证实了当照明沿着偏振方向产生偏振时在吸收光线的光致同分异构分子杆(molecular rod)上的光学机械效应。目前，它是此等材料在流体内的横向移动的唯一公开。
Finkelmann等人注意到，顺序参数、逆反应及其它相关动态参数可根据该杆在向列型弹性体中的极性决定光致同分异构率。
这个发现有可能导致橡胶状液晶，该橡胶状液晶当被置于光束中时会改变形状，且可能游离光线入射点。该液晶中的分子沿着一个方向排成列，并且在激光电场中，所述杆压缩所述材料的表面。
Finkelmann等人已经发现，当偶氮染料被施加到该向列型弹性体时，向列型弹性体中的分子易于沿着一个方向排成列。当把偶氮染料施加到向列型液晶时，染料分子当它们吸收光线时会“折叠”。
参考图1，其中显示了施加了偶氮染料的向列型液晶的示意图。在图1(a)中，波长为λ的光线入射到液晶10上。参考图1(b)，染料分子反应于施加到液晶10上的入射光线而“折叠”。参考图1(c)，染料分子使得液晶10加速并避开光线，同时失去收缩。该液晶10穿过方向15加速。
该向列型弹性体另外具有与光强成比例的加速运动的能力。
虽然所述特定的液晶的光回避性质的发现令人惊奇，但这种可由光或激光移动的液晶(“LMLC”)的实际应用仍有需求。
LMLC为一种响应于照明而移动的弹性体液晶，所述照明响应于激光运动或光源而移动。LMLC的尺寸为微米级。LMLC可以形成为不同的形状，如长方形、椭圆形、或纵长形。
发明内容
上述问题与缺陷可由本发明解决。大致来说，本发明提供在一个方面，本发明为可利用光源致动以穿过其中传输光信号的开关装置，所述开关装置包括可定位在第一位置与第二位置之间的可由光移动的液晶(“LMLC”)，其中所述LMLC被构造成用于在利用所述光源而启动的基础上机械致动。
在另一个方面，本发明为可利用光源致动以穿过其中传输光信号的开关装置，所述开关装置包括可在第一位置与第二位置之间旋转的可由光移动的液晶(“LMLC”)，其中所述LMLC被构造成用于在利用所述光源而启动的基础上以一定的角动量机械旋转。
在另一个方面，本发明为用于在晶片上制出预设图案的半导体制造掩模，所述掩模包括多个设置成预定阵列的LMLC，其中每个LMLC在利用光源而启动的基础上被定位在第一位置和第二位置之间。
在另一个方面，本发明为一种负载运送装置，该装置包括被构造成用于运送负载的LMLC，其中所述LMLC在利用光源而启动的基础上输送该负载。
通过参考附图阅读下面的说明，本发明的其它特征对于本领域的普通技术人员是显而易见的，附图中图1是一类具有光回避特性的向列型弹性体的操作的示意图；图2是根据本发明的原理的可由光移动的液晶的示意图；图3是根据本发明的原理的构造成负载运送装置的LMLC的示意图；图4是根据本发明的原理的构造成负载运送装置的LMLC的示意图；图5是根据本发明的原理的构造成复载运送装置的LMLC的示意图；
图6是根据本发明的原理的构造成用于可旋转致动的LMLC的示意图；图7是根据本发明的原理的构造成独立装置的LMLC的示意图；图8是多个根据本发明的原理的构造成负载运送装置的LMLC的示意图；以及图9是根据本发明的原理的构造成可程序控制的掩模的LMLC的示意图。
具体实施例方式
回顾前文，参考图2，可由光移动的液晶(“LMLC”)为一种具有光回避特性的向列型弹性体，所述特性使得可在粘性流体中移动以避开光线。在一个实施例中，该LMLC 10沿着方向15在第一位置和第二位置(如虚线所示)之间移动。
许多光学开关与转换装置可以通过利用LMLC的独特性质形成。参考图3，其中显示了根据本发明的原理并利用光学机械开关的优点的LMLC光学开关。
光学机械开关可以提供许多优于电光开关的优点。通常，光学机械开关涉及一些光学元件的物理动作。另一方面，电光开关利用折射系数的改变来执行光学转换。折射系数的改变通常通过电光或热光效应来实现。
一般来说，光学机械开关特征在于较低的接入损耗，且在开与关状态之间具有较低的串扰与较高的隔离。本发明的开关还可制成双向，进一步实现节省贵重的芯片资产。和电光开关不同，光学机械开关同样独立于光波长度、偏振以及数据调制格式。电光波导开关的串扰被限制到大于-30分贝的范围，且通常可在-10到-15分贝的范围中。
光学机械开关可以在自由空间、纤维或波导管中实施。本发明公开了光学机械自由空间开关。
如图2所示，在施加光线的基础上，从第一位置以及第二位置的移动可用于在施加光线的基础上产生其它类型的实际应用。这种移动可用于产生用于光敏晶体管装置的触发器。这种移动的其它应用包括反射器、偏振器、滤光器、移相器、柱塞、活塞、振荡器、调谐器、断路器或扫描器。举例来说，作为可反射装置，多个LMLC可排成阵列以形成反射型液晶装置、电子化文案或可开关窗口。
LMLC的另一种应用为负载运送装置。参考图3，LMLC 10被用于牵拉负载30，例如，一串分子(如DNA)。参考图4，LMLC 10可用于推动负载30。现在参考图5，LMLC 10可用作“筏”，以承载负载30，例如分子或纳米或微米级的结构。虽然未示于图中，该负载可以连接至LMLC的下侧以允许暴露于光源。可替换的是，LMLC可包括货物区域以支撑负载，幷使该LMLC的光启动部分暴露。
在另一实施例中，参考图6，LMLC的旋转运动可由适当的入射光源实现。例如，该光源或激光可以将用于引起移动的光束以一定角度引导到LMLC。
在另一实施例中，运动的范围与路径可以由适当的通道、轨道、导线、或其它导引系统预先决定。该导引系统可以是粘性流体上的构造的或蚀刻的基底。可使用传统的蚀刻技术。
在其它实施例中，运动的期望路径或范围可以由适当的光线或激光扫瞄装置决定。
在另一应用中，可形成独立装置，参考图7，该独立装置可包括它本身的光源70。该光源可以以传统方式形成在基底上。传统的光源可包括准分子激光、自由电子激光或染料激光。该光源被电连接至电源75。该电源可以是能够提供移动式独立电源的金属空气或电化学电池或燃料电池。因此，可以形成自推进和自驱动的LMLC。该自驱动、自控制的LMLC可包括例如用于接收控制信号的射频天线(未示出)、用以判断有关待承载的主体、负载的特性的信息的传感器，甚至可以用在药物释放环境中。在又一实施例中，参考图8，多个LMLC可平行设置以结合拉力从而拉动负载。
许多应用可以从LMLC的上述一般的应用产生。也可赋予各种特征。例如，对于连续移动，可使用激光扫瞄。此外，可使用各种光束操纵装置，包括那些Reveo所发明的装置。
在另一实施例中，返回参考图6，LMLC可以设置成以圆形或椭圆形的方式移动。在激光束的入射角度的基础上，LMLC将获得角动量，造成圆形或椭圆形的运动。
LMLC的一项非常重要且经历一段时间寻找的应用为可程序控制的掩模。可程序控制的掩模可用在传统的半导体晶片加工中以蚀刻结构与装置。在本实施例中，如图9所示，例如可以将LMLC的阵列形成为晶片的形状，所述晶片将用于光刻中的掩模中。在图9中，晶片掩模93及95被竖直对齐。设置用于LMLC的第二阵列95，在初始状态下所述第二阵列95定位成与该第一阵列相对。通过施加光线至所选择的LMLC，任何期望的图案皆可形成。
该阵列的每一个以LMLC为基础的像素通常可包括连接到适当的掩模结构(例如铝)的LMLC，称之为“可由光移动的半像素”。所述可由光移动的半像素可在第一位置与第二位置之间移动。当这种可由光移动的半像素的两个阵列被适当对准(register)时，该掩模可以构造成用于蚀刻在任何传统的晶片上的期望的复杂图案。可使用多种传统的半导体制造方法以进一步定制该制造方法。
虽然优选实施例已被示出且说明，在没有背离本发明的精神与范畴的情况下，各种修改与替换皆可为之。因此，应予理解的是，本发明是以例示方式而非限制方式进行说明的。
权利要求
1.一种可由光源致动的转换装置，用于穿过其中传输光信号，所述转换装置包括可定位在第一位置与第二位置之间的可由光移动的液晶(“LMLC”)，其中所述LMLC被构造成用于在利用所述光源而启动的基础上机械致动。
2.如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述光源为激光。
3.如权利要求2所述的转换装置，其特征在于，所述激光为准分子激光。
4.如权利要求2所述的转换装置，其特征在于，所述激光为自由电子激光。
5.如权利要求2所述的转换装置，其特征在于，所述激光为染料激光。
6.如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，还包括用于支撑所述LMLC的粘性流体。
7.如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述转换装置为还包括电压源的电子转换装置，当所述LMLC位于第一位置时，所述电压源与导体电接触，于是将LMLC定位到第二位置移除或基本地移除当LMLC在第一位置时与导体的电接触，其中所述导体在LMLC上或与该LMLC成整体。
8.如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述转换装置为触发器。
9.如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述转换装置为反射器。
10.如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述转换装置为偏振器。
11.如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述转换装置为滤光器。
12.如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述转换装置为光学移相器。
13.如权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述转换装置为光学调谐器。
14.一种可由光源致动的转换装置，用于穿过其中传输光信号，所述转换装置包括可在第一位置和第二位置之间旋转的可由光移动的液晶(“LMLC”)，其中所述LMLC被构造成用于在利用所述光源而启动的基础上以一定的角动量机械旋转。
15.如权利要求14所述的转换装置，其特征在于，所述光源为激光。
16.如权利要求15所述的转换装置，其特征在于，所述激光为准分子激光。
17.如权利要求15所述的转换装置，其特征在于，所述激光为自由电子激光。
18.如权利要求15所述的转换装置，其特征在于，所述激光为染料激光。
19.如权利要求14所述的转换装置，其特征在于，还包括用于支撑所述LMLC的粘性流体。
20.一种半导体制造掩模，用于在晶片上制出预定的图案，所述掩模包括多个设置成预定阵列的LMLC，其中每个LMLC在利用光源而启动的基础上被定位在第一位置和第二位置之间。
21.如权利要求20所述的掩模，其特征在于，所述预定阵列被对准，从而可获得具有大于50％掩蔽的掩模图案，藉此，对每个阵列的多个LMLC装置进行程序控制可产生图案。
22.如权利要求20所述的掩模，其特征在于，所述多个LMLC产生多个可移动的像素。
23.一种负载运送装置，包括被构造成用于运送负载的LMLC，其中所述LMLC在利用光源而启动的基础上运送所述负载。
24.如权利要求23所述的负载运送装置，其特征在于，所述负载为DNA。
全文摘要
公开了一类具有光回避特性的向列型弹性体的实际应用。这种实际应用包括转换装置、负载运送装置以及可程序控制的掩模。还公开了不同光源的使用，包括独立装置的使用。
文档编号G02F1/07GK1879052SQ200480033378
公开日2006年12月13日 申请日期2004年9月15日 优先权日2003年9月15日
发明者萨迪克·M·法里斯 申请人:瑞威欧公司