光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组及其制造方法

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专利名称:光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,及该反射镜组的制造方法。更具体地说,本发明涉及这样一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,该反射镜组具有一个被驱动运动一个预先确定的角度的致动器;和一个与该致动器分开构成的,用于反射入射光的反射件。该光学投影系统中的反射镜组的目的是要通过最大限度地减小该致动器的面积,和最大限度地增大该反射件的面积,以提高光效率,使投影在屏幕上的图像的质量及其对比度提高。另外,本发明还具体地涉及这样一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的制造方法。
一般,光调制器可根据其光学特性分为两类。一种形式是直射式光调制器,例如阴极射线管(CRT);另一种形式是透射式光调制器,例如液晶显示器(LCD)。CRT在屏幕上产生的图像质量很好,但是,根据屏幕放大倍数的不同,CRT的重量、体积和制造成本增加。LCD的光学结构简单,因此,其重量和体积均比CRT的重量和体积小。然而,由于光的偏振,造成LCD的光效率很低,在1~2%以下。另外,在LCD的液晶材料方面也有一些问题,例如,响应缓慢和过热。
这样,为了解决这些问题,已经开发了一种数字式的反射镜装置(DMD)和被驱动的反射镜组(AMA)。目前,DMD的光效率大的为5%,而AMA的光效率在10%以上。AMA使屏幕上的图像对比度增加,因此,屏幕上的图像更加清楚和明亮。AMA不受光的偏振的影响,也不影响光的偏振,因此,AMA比LCD或DMD更有效。


图1表示美国专利5126836号(授予Gregory Um)公布的一个通常的AMA机器系统的示意图。参见图1,从光源1发出的一束入射光通过第一个狭缝3和第一个透镜5;并且按照颜色表示法的红绿兰(RGB)制,分成红光、绿光和兰光。在分出的红光、绿光和兰光分别被第一个反射镜7、第二个反射镜9和第三个反射镜11反射后,这些被反射的光分别入射至与该反射镜7、9和11相应的AMA装置13、15和17上。该AMA装置13、15和17使安装在其内的反射镜倾斜,使该入射光被这些反射镜反射出去。在这种情况下,安装在该AMA装置13、15和17中的上述反射镜,根据在该反射镜下形成的有源层的变形而倾斜。被该AMA装置13、15和17反射的光,通过第二个透镜19和第二个狭缝21,并且通过利用投影透镜23,在一个屏幕(没有示出)上形成图像。
在大多数情况下,使用ZnO作为上述有源层。然而,锆钛酸铅(PZTPb(Zr,Ti)O3)的压电性质比ZnO更好。PZT是锆酸铅(PbZrO3)和钛酸铅(PbTiO3)的完全固溶体。在高温下的顺电相中,存在着立方体结构的PZT。根据在室温下,Zr和Ti的组成比在反铁电相中,存在着一种正交晶系结构的PZT;在铁电相中,存在着菱形体结构的PZT;而在铁磁相中,存在着四方晶结构的PZT。四方晶相和菱形晶相的变晶影响相边界(MPB)是作为包括Zr∶Ti的比例为1∶1的成分存在的。在MPB上,PZT具有最大的不导电性和最大的压电特性。MPB存在于该四方晶相和该菱形晶相共存的一个宽广的区域中,但不以某种确定成分的形式存在。研究者们不同意有关PZT的相共存区的成分的说法。作为该相共存区存在的理由,已经提出了各种不同的理论,例如热动力学稳定性理论,成分波动理论和内应力理论。现在,PZT薄膜可用各种不同的方法来制造,例如旋转涂层法,金属有机化合物的化学气相沉积法(OMCVD),和喷涂法。
一般,AMA分为整体式AMA和薄膜式AMA。整体式AMA公布在美国专利5469302号(授予Dae Young Lim)中。在该整体式AMA中,在将由插入金属电极中的多层陶瓷组成的一个陶瓷薄片安装在具有晶体管的一个有源基体上之后,通过锯削该陶瓷薄片,将一个反射镜安装在该陶瓷薄片上。然而,该整体式AMA的缺点是,它需要非常精确的工艺过程和设计,并且,有源层的响应慢。因此,开发了利用半导体工艺制造的薄膜式AMA。
该薄膜式AMA公布在系列号为08/331399的美国专利申请中,该申请的题目为“薄膜驱动的反射镜组及其制造方法”。现在,该专利申请正在美国专利商标局的审查之中,这也是该专利申请受让人的责任。
图2表示该薄膜式AMA的一个横截面图。参见图2,该薄膜式AMA具有一个有源基体30,一个作在该有源基体30上的致动器50,和一个安装在该致动器50上的反射镜53。该有源基体30有一个基片33,安装在该基片33上的M×N(M,N为整数)数目的晶体管(没有示出),和分别在这些晶体管上形成的M×N(M,N为整数)数目的连接终端35。
该致动器50具有一个作在包括连接终端35的该有源基体30上的支承件39;一个其第一部分的底部与该支承件39连接,其第二部分作成与该有源基体30平行的第二个电极41;一个作在该支承件39中,使上述连接终端35与该第二个电极41连接的导体37;一个在该第二个电极41上形成的有源层43;和一个作在该有源层43上的第一个电极47。
该反射镜53安装在该第一个电极47上,用以反射从一个光源(没有示出)发出的入射光。
下面将要说明该薄膜式AMA的制造方法。图3A至图3C表示该薄膜式AMA的制造步骤。在图3A至图3C中,与图2相同的元件,用相同的标号表示。
参见图3A,首先设置包括在其中形成M×N数目的晶体管(没有示出),和分别在该晶体管上形成M×N数目的连接终端35的上述基片33的上述有源基体30。接着,在该有源基体30上形成一个牺牲层(Sacrificial layer)55以后,在该牺牲层55上构图,以便将形成上述连接终端35的该有源基体30的一部分露出。使用化学药品或腐蚀的方法,可以除去该牺牲层55。
参见图3B,利用喷涂法或化学气相沉积法(CVD),在该有源基体30的露出部分上,形成上述支承件39。其次,在作出通过该支承件39的一个孔以后,将一种导电材料(例如钨(W))填入该孔中,在该支承件39中形成上述导体37。该导体37使该连接终端35和该依次形成的第二个电极41电气上连接起来。该第二个电极41是利用一种导电材料(例如金(Au)或银(Ag)),在该支承件39和该牺牲层55上形成的。再和用一种压电材料(例如,锆酸铅的钛酸盐(PZT)),在该第二个电极41上形成上述的有源层43。然后,利用一种导电材料(例如金(Au)或银(Ag)),在该有源层43上形成上述的第一个电极47。
安装在该有源基体30中的晶体管,将由光源发出的入射光产生的图像信号,转换成图像信号电流。该图像信号电流,通过该连接终端35和导体37,加在上述第二个电极41上。同时,从在该有源基体30的底部上形成的一根公共线(没有示出)来的偏置电流,加在上述第一个电极47上,因此,在该第一个电极47和第二个电极41之间形成一个电场。该电场使在该第一个电极47和第二个电极41之间形成的上述有源层43倾斜。
在该第一个电极47上形成上述反射镜53。该反射镜反射从上述光源发出的入射光。
参见图3C,反射镜53、第一个电极47、有源层43和第二个电极41相继地都刻出图形,因此,可形成M×N数目的、具有预先确定形状的象素。因而,在用腐蚀方法除去该牺牲层55之后,为了完成该薄膜AMA,象素要进行冲洗和干燥。
然而,在上述薄膜式AMA中,因为该反射镜的支承部分比该反射镜的反射部分大,当考虑该薄膜式AMA的面积时,由该反射镜反射的光的量比入射至该薄膜式AMA上的光量少。即是说,因为在该反射镜倾斜过程中,支承该反射部分的该反射镜的支承部分,比实际上将入射光反射至薄膜式AMA上的该反射镜的反射部分大,因此,相对于该薄膜式AMA的实际面积,光的效率降低,使得由该薄膜式AMA投影至屏幕上的图像质量降低。另外,因为在支承部分位置处,入射光也被反射出去,因此,在邻近该反射镜的反射部分的该反射镜的支承部分位置处,入射光散开。所以,由该薄膜式AMA投影至屏幕上的图像质量也会降低。
因此,考虑到上述的各种通常的问题,本发明的第一个目的是要提供一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组;该光学投影系统的反射镜组具有一个被驱动可运动一个预先确定的角度的致动器,和一个与该致动器分开形成的、用于反射入射光的反射件,以便通过最大限度地减小该致动器的面积,和最大限度地增大该反射件的面积,来大大提高光效率,使投影至屏幕上的图像质量和对比度提高。
本发明的第二个目的是要提供一种制造上述一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的方法。
为了达到上述第一个目的,在本发明中提供了一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组。该反射镜组具有一个基片,一个致动器,和一个反射件。该基片具有电气线路,和一个用于从外界接收第一个信号,并传送该第一个信号的连接终端。
该致动器具有一个接收该第一个信号的底部电极;一个与所述第一个底部电极相应的,用于接收该第二个信号,和在所述的第一个顶部电极和所述的第一个底部电极之间产生一个电场的顶部电极;一个在所述的第一个顶部电极和所述的第一个底部电极之间形成,并且由该电场使它产生变形的第一个有源层;和其第一部分与所述底部电极的下面相连,而其第二部分露出在所述底部电极之外的一个支承层。
该用于反射光线的反射件,是在该支承层的第二部分上形成的。
该致动器还具有一个用于将该第一个信号,从该连接终端传送至该底部电极的通路触点。该通路触点在一个通路孔中形成,该通路孔是从该有源层的一部分,通过该底部电极和该支承层,至该连接终端,运样形成的。
该支承层可以由一种坚硬的材料制成,而该底部电极可以由一种导电金属制成。该有源层可以由一种压电材料,或一种电致伸缩材料制成,而该顶中电极可以由一种导电和具有反射性的金属制成。
最好,该支承层由氮化物或金属制成,而该底部电极由铂、钽、或铂-钽制成。该有源层可以由Pb(Zr,Ti)O3,(Pb,La)(Zr,Ti)O3或Pb(Mg,Nb)O3制成,而该顶部电极可以由铝、铂、或银制成。
该底部电极、有源层、和该顶部电极每一种都是U-形形状,并且,该支承层的第二部分是矩形形状。该底部电极比该支承层的第一部分小,该有源层比该底部电极小,该顶部电极比该有源层小。另外,该反射件为矩形形状。
最好,该反射件由具有反射性的金属(例如,铂、铝、或银)制成。
为了达到上述的第二个目的,在本发明中提供了一种薄膜驱动的反射镜组的制造方法。该方法包括下列步骤提供一块具有电气线路,和用于仅外界接收该第一个信号,并传送该第一个信号的一个连接终端的基片;在所述基片上形成第一层;在所述第一层上形成一个底部电极层,第二层和一个顶部电极层;通过在所述顶部电极层上构图,形成用于接收该第二个信号和产生一个电场的顶部电极;通过在所述第二层上构图,形成一个由该电场使它变形的有源层;通过在所述底部电极层上构图,形成一个用于接收该第一个信号的底部电极;和通过在所述第一层上构图,形成一个其第一部分与所述底部电极下面相连,而其第二部分露出在所述底部电极之外的支承层;而形成一个致动器;形成一个从所述有源层的一部分,至所述连接终端的通路孔;形成一个用于将该第一个信号,从所述连接终端传送至所述底部电极的通路触点;所述通路触点是在所述通路孔中形成的;和在所述支承层的第二部分上,形成一个反射光线的反射装置。
形成该第一层的步骤可以使用氢化物或金属,利用低压力化学气相沉积法进行。形成该底部电极层的步骤,可以使用铂、钽、或铂-钽,利用喷涂法或化学蒸汽沉积法进行。形成该顶部电极层的步骤,可以使用铝、铂、钽或银,利用喷涂法或化学蒸汽沉积法进行。
形成该第二层的步骤,可以使用Pb(Zr,Ti)O3,(Pb,La)(Zr,Ti)O3或Pb(Mg,Nb)O3,利用溶胶-凝胶(sol-gel)法、喷涂法或化学气相沉积法进行。
形成该第二层的步骤还包括利用快速热退火法对该第二层进行退火,和剪去该第二层的边角。
形成该通路触点的步骤,可以使用一种导电金属,利用喷涂法或化学气相沉积法进行。
形成该反射件的步骤,可以使用铂、铝、或银,利用喷涂法或化学气相沉积法进行。
在根据本发明的薄膜式AMA中,该第一个信号从一个带子安放盒(TCP)构件,通过一个AMA控制板组件,上述的电气线路,上述的连接终端和上述的通路触点,加在该底部电极上。同时,该第二个信号从该TCP构件,通过该AMA控制板组件和一条公共线路,加在该顶部电极上。这样,在该顶部电极和该底部电极之间,产生一个电场。该电场使在该顶部电极和底部电极之间形成的该有源层产生变形。该有源层在与该电场垂直的方向上变形。该具有有源层的致动器,在与该支承层放置的位置相反的方向上被驱动。即是说,具有该有源层的致动器,被驱动向上运动;而与底部电极相连的该支承层,根据该致动器的倾斜情况,也被驱动向上运动。
该反射件是在该支承层的中心部分上形成的。反射从一个光源发出的入射光的该反射件,与该致动器一起被驱动。这样,该反射件将光反射至屏幕上,因此,在该屏幕上形成图像。
因此,在根据本发明的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组中,该薄膜式AMA具有由一个预先确定的角度驱动的致动器,和与该致动器分开形成的,用于反射入射光的反射件。通过最大限度地减小该致动器的面积,和最大限度地增大该反射件的面积,可以大大提高光效率,因此,投影至屏幕上的图像质量大大提高。
本发明的上述目的和优点,通过结合附图对优选实施例进行的详细说明,将会更清楚。其中图1为表示一个通常驱动方式的反射镜组的机器系统的示意图;图2为表示在本申请的代理人先前的申请中所公布的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的横截面图;图3A至3C表示图2所示的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的制造步骤;图4为表示根据本发明的第一个实施例的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的平面图;图5为表示图4所示的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的透视图;图6为沿着图5的A1-A2线所取的横截面图;图7至12B表示根据本发明的第一个实施例的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的制造步骤;图13为表示根据本发明的第二个实施例的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的平面图;图14为表示图13所示的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的透视图;图15为沿着图14的B1-B2线所取的横截面图;图16至20B表示根据本发明的第二个实施例的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的制造步骤;图21为表示根据本发明的第三个实施例的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的平面图;图22为表示图21所示的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的透视图;图23为沿着图22的C1-C2线所取的横截面图。
下面,将参照附图来详细说明本发明的优选实施例。
实施例1图4为表示根据本发明的第一个实施例的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的平面图。图5为表示图4所示的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的透视图。图6为沿着图5的A1-A2线所取的横截面图。
参见图4,根据本实施例的一种光学投影系统中的薄膜式AMA具有一块基片100,一个在该基片100上形成的致动器170,和安装在该致动器170的中心部分上的一个反射件160。
参见图5和图6,具有电气线路(没有示出)的该基片100具有在该电气线路上形成的一个连接终端105,一个覆盖在该基片100和该连接终端105上的钝化层110,和一个覆盖在该钝化层110上的腐蚀阻挡层115。
该致动器170具有一个底部电极125,一个在该底部电极125上形成的有源层130,一个在该有源层130上形成的顶部电极140,和一个其第一部分附着在该底部电极125下面、而第二部分在该底部电极125之外露出的支承层120。在一个通路孔145中,形成一个通路触点150;该通路触点是从该有源层130的一部分,通过该底部电极125至该连接终端105这样形成的。
该支承层120的两个侧向边界的底部,部分地与该基片100相连。从该相连部分开始,该支承层120的侧向边界是平行地形成的。在该侧向边界之间,该支承层120的一个中心部分,与该侧向边界构成一个整体。该支承层120的中心部分为矩形形状。该底部电极125是在该支承层120的中心部分和侧向边界上形成的。该底部电极125为U-形形状。该有源层130比该底部电极125小,而其形状与底部电极125的形状一样。该顶部电极140比该有源层130小,而其形状与该有源层130的形状一样。
反射入射光的反射件160在该支承层120的中心部分上形成。从该支承层120的表面至该有源层130的一部分,该反射件160具有预先确定的厚度。最好,该反射件160为矩形形状,而且,该反射件160为一个反射镜。
下面,将说明根据本实施例的一个光学投影系统中的薄膜式AMA的制造方法。
图7至12B表示根据本发明的第一个实施例的薄膜式AMA的制造步骤。在图7至12B中,与图6相同的元件,使用相同的标号表示。
参见图7,钝化层110覆盖在具有电气线路(没有示出)和连接终端105的基片100上。该电气线路和该连接终端105,从外界接收第一个信号,即一个图像电流信号,并将该第一个信号传送给上述底部电极125。最好,该电气线路具有用于开关操作的MOS晶体管。该连接终端105是使用金属(例如钨(W))制成的。该连接终端105电气上与该电气线路连接。该钝化层110是利用磷-硅酸盐玻璃(PSG)制成的。该钝化层110是利用化学气相沉积(CVD)法制成的,使该钝化层110的厚度在大约0.1微米(μm)和1.0微米之间。在依次进行的制造步骤过程中,该钝化层110保护具有电气线路和连接终端105的该基片100。
该腐蚀阻挡层115是利用一种氮化物覆盖在该钝化层110上的,使该腐蚀阻挡层115的厚度在大约1000埃()和2000埃之间。该腐蚀阻挡层115是利用低压力化学气相沉积(LPCVD)法制成的。在依次进行的腐蚀步骤过程中,该腐蚀阻挡层115可保护该钝化层110和该基片100。
一个牺牲层117是利用PSG覆盖在该腐蚀阻挡层115上的。该牺牲层117是利用大气压力CVD(APCVD)方法形成的,使该牺牲层117的厚度在大约0.5微米和4.0微米之间。在这种情况下,因为该牺牲层117覆盖具有电气线路和连接终端105的该基片100的顶部,因此,该牺牲层117的平坦程度不好。所以,该牺牲层117的表面要利用一种旋涂玻璃(SOG),或化学机械抛光(CMP)方法磨平。接着,为了使上述连接终端105作在其下面的上述腐蚀阻挡层115的第一部分,和与该腐蚀阻挡层115的第一部分邻近的该腐蚀阻挡层115的第二部分露出,以形成上述支承层120,要在上述连接终端105作在其下面的该牺牲层117的第一部分,和邻近该牺牲层117的第一部分的该牺牲层117的第二部分上构图。
参见图8,在该腐蚀阻挡层115的第一和第二部分,及在该牺牲层117上形成一个第一层119。该第一层119是使用坚硬的材料(例如,氮化物或金属)制成的。该第一层119是利用LPCVD方法形成的,使该第一层119的厚度在大约0.1微米和1.0微米之间。该第一层119上作有图形,以形成上述支承层120。
底部电极层124覆盖在该第一层119上。该底部电极层124是利用导电金属(例如,铂(Pt),钽(Ta)或铂-钽(Pt-Ta))制成的。该底部电极层124是利用喷涂法或CVD方法形成的,使该底部电极层124的厚度在大约0.1微米和1.0微米之间。该底部电极层124上构图,以形成第一个底部电极125。
一个第二层129覆盖在该底部电极层124上。该第二层129利用一种压电材料(例如,PZT(Pb(Zr,Ti)O3)或PLZT(Pb,La)(Zr,Ti)O3)制成,使该第二层129的厚度在大约0.1微米和1.0微米之间。最好,该第二层129的厚度为0.4微米。另外,该第二层129也可利用一种电致伸缩的材料(例如,PMN(Pb(Mg,Nb)O3制成。在该第二层129用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,喷涂法或CVD法形成后,要利用快速热退火(RTA)法对该第二层129进行退火。然后,剪去该第二层129的边角。在该第二层129上构图,以形成上述有源层130。
一个顶部电极层139覆盖在该第二层129上。该顶部电极层139利用一种导电的和具有反射性的金属(例如,铝(Al)、铂或银(Ag))制成。该顶部电极层139是用喷涂法或CVD法形成的,使该顶部电极层139的厚度在大约0.1微米和1.0微米之间。该顶部电极层139上作有图形,以形成上述顶部电极140。
图9A表示该顶部电极层139,该第二层129,和该底部电极层124均构图的一个状态。图9B为图9A的部分透视图。
参见图9A和图9B,在利用旋转涂层法,在该顶部电极层139上涂敷第一个光致抗蚀层(没有示出)之后,在该顶部电极层139上构图,以便通过利用该第一个光致抗蚀层作为腐蚀屏蔽膜,形成该顶部电极140。结果,该顶部电极140为U-形形状。第二个信号,即偏置电流信号,加在该顶部电极140上,用以在该顶部电极140和该底部电极125之间形成一个电场。在利用腐蚀方法清除了该第一个光致抗蚀层之后,利用旋转涂层法,在该顶部电极140和该第二层129上,涂敷第二个光致抗蚀层(没有示出)。利用该第二个光致抗蚀层作为腐蚀屏蔽膜,在该第二层129上构图,形成上述有源层130。该有源层130为比该顶部电极140的U-形形状宽的U-形形状。在利用腐蚀方法清除了该第二个光致抗蚀层之后,利用旋转涂层法,在该顶部电极140、有源层130、和底部电极层124上,涂敷第三个光致抗蚀层(没有示出)。利用该第三个光致抗蚀层作为腐蚀屏蔽膜,在该底部电极层124上构图,形成该底部电极125。该底部电极12为比该有源层130的U-形形状宽的U-形形状。然后,利用腐蚀方法,除去该第三个光致抗蚀层。因此,当第一个信号加在该底部电极125上,和第二个信号加在该顶部电极140上时,在该顶部电极140和该底部电极125之间产生电场。该电场使该有源层130产生变形。
图10A表示形成上述通路触点150的一个状态。图10B为图10A的部分透视图。
参见图10A和10B,上述有源层130的一部分,上述底部电极125的一部分,上述第一层119的一部分,上述腐蚀阻挡层115的一部分和上述钝化层110的一部分被腐蚀掉,以便形成从该有源层130的一部分,至上述连接终端105的上述通路孔145。该通路触点150是利用一种导电材料(例如,钨(W)、铂,铝或钛),在该通路孔145中形成的。该通路触点150利用喷涂法或CVD法形成,使该通路触点150作成是从该连接终端105,延伸至该底部电极125的。该通路触点150使该底部电极125与该连接终端105连接。因此,上述第一个信号可从外界,通过上述的电气线路、连接终端105和通路触点150加在该底部电极125上。同时,当上述第二个信号从一条公共线路(没有示出)加在上述顶部电极140上时,在该顶部电极140和底部电极125之间产生一个电场。该电场使在该顶部电极140和底部电极125之间形成的该有源层130变形。
图11A表示在上述第一层119上构图的一个状态。图11B为图11A的部分透视图。
参见图11A和11B,在利用旋转涂层法,在该底部电极125和该通路孔145上,涂敷一个光致抗蚀层之后,利用第四个光致抗蚀层(没有示出)作为腐蚀屏蔽幕,在该第一层119上构图,以形成上述支承层120。该支承层120具有侧向边界和中心部分。该支承层120的侧向边界的底部,部分地与该基片100相连。该支承层120的侧向边界,从其相连部分开始,作成与该腐蚀阻挡层115平行,并在该阻挡层上面。在该侧向边界之间,该支承层120的中心部分与该侧向边界形成一个整体。该支承层120的中心部分为矩形形状。然后,利用腐蚀方法清除该第四个光致抗蚀层。在第一层119构图之后,牺牲层117的一部分露出。
图12A表示在该支承层120的中心部分上形成上述反射件160的一个状态。图12B为图12A的部分透视图。
参见图12A和12B,在利用旋转涂层法,在上述牺牲层117的露出部分上和该支承层120上,涂敷第五个光致抗蚀层(没有示出)之后,在该第五个光致抗蚀层上构图,以便使该支承层120的中心部分露出。利用一种反射性材料(例如,银、铂或铝),在该支承层120的中心部分上形成上述反射件160。该反射件160是利用喷涂法或CVD法形成的,使该反射件160的厚度在0.3微米和2.0微米之间。该反射件160的形状与该支承层120的中心部分的形状一样,可反射从一个光源(没有示出)发出的入射光。接着,利用氟化氢(HF)蒸气除去该第五个光致抗蚀层和牺牲层117,这样,致动器170就完成了。当除去该牺牲层117时,在放置该牺牲层117的地方,形成气隙118。
在将具有该致动器170的基片100冲洗和干燥之后,利用铬(Cr)、镍(Ni)或金(Au),在该基片100的底面上形成一个电阻触点(没有示出)。该电阻触点是利用喷涂法或蒸发方法制成的。为了将上述第一个信号加在该底部电极125上,和将上述第二个信号加在该顶部电极140上,可切割该基片100,使它适合于粘接带子安放盒(TCP)。在这种情况下,将该基片100切至预先确定的深度,以便为接着进行的制造步骤作准备。将薄膜式AMA的一个控制板的盘垫(pad)(没有示出),和TCP盘垫(没有示出)连接起来,就完成了该薄膜式AMA组件。
下面将说明根据本发明的第一个实施例的在一种光学投影系统中的薄膜式AMA的工作。
在根据本实施例的该薄膜式AMA中,上述第一个信号从该TCP构件,经过该AMA的控制板组件,上述电气线路,连接终端105和上述通路触点150,加在该底部电极125上。同时,上述第二个信号,从该TCP构件,通过该AMA控制板组件和上述的公共线路,加在该顶部电极140上。这样,在该顶部电极140和该底部电极125之间产生一个电场。该电场使在该顶部电极140和该底部电极125之间形成的该有源层130变形。该有源层130在与该电场垂直的方向上变形。具有该有源层130的上述致动器170,在与放置该支承层120的位置相反的方向上被驱动。即是说,具有该有源层130的该致动器170,被驱动向上运动,并且,根据该致动器170的倾斜情况,与底部电极125相连的该支承层120,也被驱动向上运动。
该反射件作在该支承层120的中心部分上。该致动器170使反射从上述光源发出的入射光的该反射件160倾斜。于是,该反射件160将光线反射至屏幕上,因此,在该屏幕上形成图像。
实施例2图13为表示根据本发明的第二个实施例的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的平面图。图14为表示图13所示的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的透视图。图15为沿着图14的B1-B2线所取的横截面图。
参见图13,根据本实施例的该薄膜式AMA具有一个基片200,一个在该基片200上形成的致动器280,和一个安装在该致动器280上的反射件290。
该致动器280具有在该基片200的第一部分上形成的第一个驱动部分281,和在该基片200的第二部分上形成的第二个驱动部分282。在该第一个驱动部分281和第二个驱动部分282之间形成该反射件290。
参见图14和15,安装着电气线路(没有示出)的该基片200,具有在该电气线路上形成的一个连接终端205,一个覆盖在该基片200上和该连接终端205上的钝化层210,和覆盖在该钝化层210上的一个腐蚀阻挡层215。
支承层220的二个侧向边界的底部,部分地与该基片200相连。从相连部分开始,该支承层220的侧向边界是作成互相平行的。在该侧向边界之间,该支承层220的中心部分,与该侧向边界作成一个整体。该支承层220的中心部分为矩形形状。在该腐蚀阻挡层215和该支承层220之间有一个气隙218。上述致动器的第一个驱动部分281,在该支承层220的第一个侧向边界上形成;而第二个驱动部分282在该支承层220的第二个侧向边界上形成。
在该支承层220上,上述致动器的该第一个驱动部分281和第二个驱动部分282互相平行。该第一个驱动部分281具有在支承层220的第一个侧向边界上形成的第一个底部电极231,在该第一个底部电极231上形成的第一个有源层241,和在该第一个有源层241上形成的第一个顶部电极251。在第一个通路孔261中,形成第一个通路触点271。该第一个通路孔261是从该第一个有源层241的一部分,通过该第一个底部电极231,该支承层220的第一个侧向边界,该腐蚀阻挡层215和该钝化层210,至该连接终端205这样形成的。
上述致动器的该第二个驱动部分282的形状与该第一个驱动部分281的形状相同。该第二个驱动部分282具有在该支承层220的第二个侧向边界上形成的第二个底部电极232,在该第二个底部电极232上形成的第二个有源层242,和在该第二个有源层242上形成的第二个顶部电极252。在第二个通路孔262中,形成第二个通路触点272。该第二个通路孔262是从该第二个有源层242的一部分,通过该第二个底部电极232,该支承层220的第二个侧向边界,腐蚀阻挡层215,和钝化层210,至该连接终端205这样形成的。
在该支承层220的第一个和第二个侧向边界上,分别形成上述第一个底部电极231和第二个底部电极232。即是说,支承层220的侧向边界分别与该第一个底部电极231和第二个底部电极232的下面相连,而该支承层220的中心部分露出在该第一个底部电极231和第二个底部电极232之外。该第一个底部电极231和第二个底部电极232是互相平行的。在该第一个底部电极231和第二个底部电极232上,分别形成上述第一个有源层241和第二个有源层242。在该第一个有源层241和第二个有源层242上,分别形成上述第一个顶部电极251和第二个顶部电极252。该第一个有源层241比该第一个底部电极231小,而该第二个有源层242比该第二个底部电极232小。该第一个顶部电极251比该第一个有源层241小,而该第二个顶部电极252比该第二个有源层242小。
在该支承层220的中心部分上,形成用于反射从一个光源(没有示出)发出的入射光的反射件290。最好,该反射件290为矩形形状,并且该反射件290为一个反射镜。
下面将说明根据本发明的第二个实施例的在一种光学投影系统中的薄膜式AMA的制造方法。
图16至20B表示根据本实施例的薄膜式AMA的制造步骤。
参见图16,上述钝化层210覆盖在具有电气线路(没有示出),和在该电气线路上形成的连接终端205的基片200上。该电气线路和连接终端205,从外界接收上述的第一个信号,并将该第一个信号传送至该第一个底部电极231和第二个底部电极232。该第一个信号为图像电流信号。最好,该电气线路具有用于开关操作的MOS晶体管。该钝化层210是利用PSG制成的,使该钝化层210的厚度在大约0.1微米和1.0微米之间。该钝化层210是利用CVD方法形成的。在依次进行的制造步骤过程中,该钝化层210保护具有电气线路和连接终端205的该基片200。
上述腐蚀阻挡层215是利用氮化物覆盖在该钝化层210上的,使该腐蚀阻挡层215的厚度在大约1000埃()和2000埃之间。该腐蚀阻挡层215用LPCVD方法制成。在接下去进行的腐蚀步骤过程中,该腐蚀阻挡层215保护该钝化层210和该基片200。
牺牲层217是利用PSG覆盖在该腐蚀阻挡层215上的。该牺牲层217利用APCVD法形成,使该牺牲层217的厚度在大约0.5微米和4.0微米之间。在这种情况下,因为该牺牲层217覆盖着具有电气线路和连接终端205的该基片200的顶面,因此,该牺牲层217的平坦程度不好。所以,该牺牲层217的表面要利用SOG或CMP方法磨平。接着,为了使上述连接终端205作在其下面的该腐蚀阻挡层215的第一部分和第二部分露出,以便形成上述支承层220,要在该连接终端205作在其下面的该牺牲层217的第一部分和第二部分上构图。
在该腐蚀阻挡层215的第一和第二部分上,和在该牺牲层217上,形成一个第一层219。该第一层219是利用坚硬的材料(例如,氮化物或金属)制成的。该第一层219利用LPCVD方法形成,使该第一层219的厚度在大约0.1微米和1.0微米之间。该第一层219上构图,以形成上述支承层220。
底部电极层230覆盖在该第一层219上。该底部电极层230是利用一种导电金属(例如,铂、钽、或铂-钽)制成的。该底部电极层230用喷涂法或CVD法形成,使该底部电极层230的厚度在大约0.1微米和1.0微米之间。该底部电极层230上构图,以形成上述第一个底部电极231和第二个底部电极232。
有源层240覆盖在该底部电极层230上。该有源层240是利用一种压电材料(例如,PZT(Pb(Zr,Ti)O3)或PLZT((Pb,La)(Zr,Ti)O3)制成的,使该有源层240的厚度在大约0.1微米和1.0微米之间。最好,该有源层240的厚度为0.4微米。另外,该有源层240是利用一种电致伸缩的材料(例如,PMN(Pb(Mg,Nb)O3)制成的。在利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,喷涂法或CVD法形成该有源层240以后,利用RTA方法,对该有源层240进行退火。然后,剪去该有源层240的边角。在该有源层240上构图,以便形成上述第一个有源层241和第二个有源层242。
一个顶部电极层250覆盖在该有源层240上。该顶部电极层250利用一种导电和有反射性的金属(例如,铝、铂或银)制成。该顶部电极层250是利用喷涂法或CVD法形成的,使该顶部电极层250的厚度在大约0.1微米和1.0微米之间。该顶部电极层250上构图,以形成上述第一个顶部电极251和第二个顶部电极252。
图17A表示该顶部电极层250,有源层240和底部电极层230被构图的状态。图17B为图17A的部分透视图。
参见图17A和17B,在利用旋转涂层法,在该顶部电极层250上涂敷第一个光致抗蚀层(没有示出)之后,则利用该第一个光致抗蚀层作为一个腐蚀屏蔽膜,在该顶部电极层250上构图,以形成该第一个顶部电极251和第二个顶部电极252。该第一个顶部电极251和第二个顶部电极252是互相平行的。上述第二个信号从一条公共线路(没有示出),加在该第一个顶部电极251和第二个顶部电极252上。该第二个信号为一个偏置电流信号。在利用腐蚀方法除去该第一个光致抗蚀层之后,利用旋转涂层法在该第一个顶部电极251上,该第二个顶部电极252上,和该有源层240上,涂敷第二个光致抗蚀层(没有示出)。利用该第二个光致抗蚀层作为腐蚀屏蔽膜,在该有源层240上构图,以便形成上述第一个有源层241和第二个有源层242。该第一个有源层241和第二个有源层242,分别比该第一个顶部电极251和第二个顶部电极252宽。
在利用腐蚀方法除去第二个光致抗蚀层以后,使用旋转涂层法,在该第一个顶部电极251,该第二个顶部电极252,第一个有源层241,第二个有源层242和底部电极层230上,涂敷第三个光致抗蚀层(没有示出)。利用该第三个光致抗蚀层作为腐蚀屏蔽膜,在该底部电极层230上构图,形成上述第一个底部电极231和第二个底部电极232。该第一个底部电极231和第二个底部电极232分别比该第一个有源层241和第二个有源层242宽。然后,利用腐蚀方法除去该第三个光致抗蚀层。当上述第一个信号加在该第一个底部电极231和第二个底部电极232上;而上述第二个信号加在该第一个顶部电极251和第二个顶部电极252上时,在该第一个顶部电极251和第一个底部电极231之间,和在该第二个顶部电极252和第二个底部电极232之间,分别产生电场。该电场分别使该第一个有源层241和第二个有源层242产生变形。
图18A表示形成第一个通路触点271和第二个通路触点272的一个状态。图18B为图18A的部分透视图。
参见图18A和18B,对上述第一个有源层241,第一个底部电极231,第一层219、腐蚀阻挡层215和钝化层210的一部分进行腐蚀,形成从该第一个有源层241的一部分至连接终端205的第一个通路孔261。同时,对上述第二个有源层242,第二个底部电极232,第一层219,腐蚀阻挡层215和钝化层210的一部分进行腐蚀,形成从该第二个有源层242的一部分至该连接终端205的第二个通路孔262。该第一个通路触点271和第二个通路触点272,分别利用一种导电金属(例如,钨、铂、铝或钛),在该第一个通路孔261和第二个通路孔262中形成。该第一个通路触点271和第二个通路触点272是利用喷涂法或CVD法形成的,使该第一个通路触点271和第二个通路触点272,分别从该连接终端205,至该第一个底部电极231和第二个底部电极232,这样形成的。该第一个通路触点271将该第一个底部电极231与该连接终端205连接起来。该第二个通路触点272将该第二个底部电极232与该连接终端205连接起来。所以,上述第一个信号,从外界通过电气线路,该连接终端205和该第一个通路触点271,加在该第一个底部电极231上。另外,该第一个信号从外界,通过电气线路、该连接终端205该第二个通路触点272,加在该第二个底部电极232上。同时,当第二个信号从一条公共线路,加在该第一个顶部电极251和该第二个顶部电极252上时,在该第一个顶部电极251和第一个底部电极231之间,及在该第二个顶部电极252和第二个底部电极232之间,分别产生电场。该电场使在该第一个顶部电极251和第一个底部电极231之间形成的该第一个有源层241,及在该第二个顶部电极252和第二个底部电极232之间形成的该第二个有源层242产生变形。
图19A表示在该第一层219上构图的一个状态。图19B为图19A的部分透视图。
参见图19A和19B,在利用旋转涂层法,在该第一个底部电极231,第二个底部电极232,第一个通路孔261和第二个通路孔262上,涂敷第四个光致抗蚀层之后,可利用第四个光致抗蚀层(没有示出)作为一个腐蚀屏蔽膜,在该第一层219上构图,以形成上述支承层220。该支承层220具有侧向边界和中心部分。该支承层220的二个侧向边界的底部,部分地与该基片200相连。从相连部分开始,该支承层220的侧向边界互相平行。在该侧向边界之间,该支承层220的中心部分与该侧向边界成为一个整体。该侧向边界分别比该第一个底部电极231和第二个底部电极232宽。该支承层220的中心部分为矩形形状。即是说,该支承层220的中心部分露出在该第一个底部电极231和第二个底部电极232之外。然后,利用腐蚀方法除去第四个光致抗蚀层。在上述第一层219上构图之后,牺牲层217的一部分露出。
图20A表示在该支承层220的中心部分上形成上述反射件290的一个状态。图20B为图20A的部分透视图。
参见图20A和20B,在利用旋转涂层法,在该牺牲层217的露出部分上,和该支承层220上,涂敷第五个光致抗蚀层(没有示出)之后,在该第五个光致抗蚀层上构图,以便使该支承层220的中心部分,该第一个底部电极231的第一部分和该第二个底部电极232的第一部分露出。利用一种导电和具有反射性的金属(例如,银,铂或铝)在该支承层220的中心部分,该第一个底部电极231的第一部分,和该第二个底部电极232的第一部分上,形成该反射件290。该反射件290是利用喷涂法或CVD法形成的,使该反射件290的厚度在0.3微米和2.0微米之间。该反射件290的形状,与该支承层220的中心部分的形状一样,并反射从一个光源(没有示出)发出的入射光。接着,利用氟化氢(HF)蒸气除去该第五个光致抗蚀层和该牺牲层217,这样,上述致动器280就完成了。当除去牺牲层217时,在放置该牺牲层217的地方形成一个气隙218。
在将具有该致动器280的该基片200冲洗和干燥后,利用铬、镍或金,在该基片200的底面上,形成一个电阻触点(没有示出)。该电阻触点是利用喷涂法或蒸发方法形成的。将该基片200切割以适应粘接TCP,以便将上述第一个信号加在该第一个底部电极231和第二个底部电极232上;及将上述第二个信号加在该第一个顶部电极251和第二个顶部电极252上。在这种情况下,为了为接着进行的制造步骤作好准备,将该基片200切成预先确定的深度。将薄膜式AMA的一个控制板组件(没有示出)和一个TCP构件(没有示出)连接,这样,一个薄膜式AMA部件就完成了。
下面将说明根据本实施例的一种光学投影系统中的薄膜式AMA的工作。
在根据本实施例的薄膜式AMA中,上述第一个信号从TCP构件,通过该AMA控制板组件,电气线路,连接终端205和该第一个通路触点271,加在该第一个底部电极231上。上述第一个信号还从该TCP构件,通过该AMA控制板组件,电气线路,连接终端205和该第二个通路触点272,加在该第二个底部电极232上。同时,上述第二个信号从该TCP构件,通过该AMA控制板组件和上述公共线路,加在该第一个顶部电极251上。上述第二个信号也从该TCP构件,通过该AMA控制板组件和该公共线路,加在该第二个顶部电极252上。因此,在该第一个顶部电极251和第一个底部电极231之间;及该第二个顶部电极252和第二个底部电极232之间,分别产生电场。该电场使在该第一个顶部电极251和第一个底部电极231之间形成的该第一个有源层241,和在该第二个顶部电极252与第二个底部电极232之间形成的该第二个有源层242产生变形。该第一个有源层241和第二个有源层242,在与电场垂直的方向上变形。该第一个有源层241和第二个有源层242,在与该支承层220的位置相反的方向上变形。即是说,具有该第一个有源层241和第二个有源层242的上述致动器280,被驱动向上运动;而与该致动器280相连的该支承层220,根据该致动器280的倾斜情况,也被驱动向上运动。
该反射件290是在该支承层220的中心部分上形成的。反射从上述光源发出的入射光的该反射件290,与该致动器280一起倾斜。因此,该反射件290将光线反射至屏幕上,从而在该屏幕上形成图像。
实施例3图21为表示根据本发明的第三个实施例的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的平面图。图22为表示图21的薄膜驱动的反射镜组的透视图。图23为沿着图22的C1-C2线所取的横截面图。
参见图21,根据本实施例的该薄膜式AMA具有一个基片300,一个在该基片300上形成的致动器380,和一个安装在该致动器380上的反射件390。
该致动器380具有在该基片300的第一部分上形成的第一个驱动部分381,和在该基片300的第二部分上形成的第二个驱动部分382。该反射件390作在该第一个驱动部分381和第二个驱动部分382之间。
参见图22和图23,安装着电气线路(没有示出)的该基片300,具有在该电气线路上形成的一个连接终端305,覆盖在该基片300和该连接终端305上的一个钝化层310,和一个覆盖在该钝化层310上的腐蚀阻挡层315。
第一个支承层321的第一部分的底部,与该连接终端305作在其下面的该腐蚀阻挡层315的第一部分相连,并且,该第一个支承层321的第一部分作成与该腐蚀阻挡层315平行,并在该腐蚀阻挡层315之上。在该腐蚀阻挡层315和该第一个支承层321的第一部分之间有一个气隙318。第二个支承层322的第一部分的底部,与该连接终端305作在其下面的该腐蚀阻挡层315的第二部分相连,并且,该第二个支承层322的第一部分,作成与该腐蚀阻挡层315平行,并在该腐蚀阻挡层315之上。在该腐蚀阻挡层315和该第二个支承层322的第一部分之间也有该气隙318。
该第一个驱动部分381和第二个驱动部分382是分别互相平行地在该第一个支承层321和第二个支承层322上形成的。该第一个驱动部分381具有在该第一个支承层321上形成的第一个底部电极331,在该第一个底部电极331上形成的第一个有源层341,和在该第一个有源层341上形成的第一个顶部电极351。第一个通路触点371是在第一个通路孔361中形成的。该第一个通路孔361是从该第一个有源层341的一部分,通过该第一个底部电极331,该第一个支承层321,腐蚀阻挡层315和该钝化层310,至该连接终端305,这样形成的。
该第二个驱动部分382的形状与第一个驱动部分381的形状一样。该第二个驱动部分382具有在该第二个支承层322上形成的第二个底部电极332,在该第二个底部电极332上形成的第二个有源层342,和在该第二个有源层342上形成的第二个顶部电极352。第二个通路触点372是在第二个通路孔362中形成的。该第二个通路孔362是从该第二个有源层342的一部分,通过该第二个底部电极332,第二个支承层322、腐蚀阻挡层315和该钝化层310,至该连接终端305,这样形成的。
该第一个支承层321的第一部分和第二个支承层322的第一部分,部分地与该基片300相连。从相连部分开始,该第一个支承层321的第一部分和第二个支承层322的第一部分,互相平行。该第一个支承层321的第二部分,与该第一个支承层321的第一部分作成一个整体。向内突出的该第一个支承层321的第二部分为矩形形状。即,该第一个支承层321的第二部分露出在上述第一个底部电极331之外。该第二个支承层322的第二部分,与该第二个支承层322的第一部分作成一个整体。向内突出的该第二个支承层322的第二部分为矩形形状。该第一个支承层321和第二个支承层322的形状彼此对称。该第二个支承层322的第二部分,露出在上述第二个底部电极332之外。
该第一个底部电极331和第二个底部电极332是分别在该第一个支承层321的第一部分上,和该第二个支承层322的第一部分上形成的。因此,该第一个底部电极331和第二个底部电极332作成平行的。上述第一个有源层341和第二个有源层342是分别在该第一个底部电极331上和第二个底部电极332上形成的。上述第一个顶部电极351和第二个顶部电极352也是分别在该第一个有源层341和第二个有源层342上形成的。该第一个有源层341的面积比该第一个底部电极331的面积小,而该第二个有源层342的面积比该第二个底部电极332的面积小。该第一个顶部电极351的面积比该第一个有源层341的面积小,而该第二个顶部电极352的面积比该第二个有源层342的面积小。
反射从一个光源(没有示出)发出的入射光的上述反射件390,是在该第一个支承层321的第二部分,和该第二个支承层322的第二部分上形成的。最好,该反射件390为矩形形状。
除了在该第一个支承层321和第二个支承层322上构图以外,在根据本发明的第三个实施例的薄膜式AMA中,该薄膜式AMA的制造方法与图16至20B所示的本发明的第二个实施例的制造方法相同。
下面将说明根据本实施例的一种光学投影系统中的薄膜式AMA的工作。
在根据本实施例的薄膜式AMA中,上述第一个信号从该TCP构件,通过该AMA控制板组件,电气线路,连接终端305和第一个通路触点371,加在该第一个底部电极331上。该第一个信号还从该TCP构件,通过该AMA控制板组件,电气线路,连接终端305和第二个通路触点372,加在该第二个底部电极332上。同时,上述第二个信号从该TCP构件,经过该AMA控制板组件和上述公共线路,加在该第一个顶部电极351上。该第二个信号也从该TCP构件,通过该AMA控制板组件和该公共线路,加在该第二个顶部电极352上。因此,在该第一个顶部电极351和第一个底部电极331之间,及该第二个顶部电极352和第二个底部电极332之间,分别产生电场。该电场使在该第一个顶部电极351和第一个底部电极331之间形成的该第一个有源层341;及在该第二个顶部电极352和第二个底部电极332之间形成的该第二个有源层342产生变形。该第一个有源层341和第二个有源层342,在与该电场垂直的方向上变形。该第一个有源层341和第二个有源层342,分别在与该第一个支承层321和第二个支承层322的位置相反的方向上变形。即是说,具有该第一个有源层341和第二个有源层342的上述致动器380,被驱动向上运动。该第一个支承层321和第二个支承层322与该致动器380相连,并且,也可以根据该致动器380的倾斜情况,被驱动向上运动。
在该第一个支承层321和第二个支承层322上形成上述反射件390。反射从上述光源发出的入射光的该反射件390,与该致动器380一起倾斜。于是,该反射件390将光反射至屏幕上,因此,在该屏幕上形成图案。
在通常的薄膜式AMA中,因为该反射件的支承部分比该反射件的反射部分大,因此,当考虑该薄膜式AMA的面积时,由该反射件反射的光量,比入射至该薄膜式AMA上的光量少。即是说,因为在根据该致动器的倾斜情况,该反射件的倾斜过程中,起支承作用的该反射件的支承部分,比实际上反射入射光的该反射件的反射部分大,因此,相对于该薄膜式AMA的面积,光效率降低,使得被该薄膜式AMA投影至屏幕上的图像质量降低。另外,因为在该反射件的支承部分位置上,入射光也被反射出去,因此在与该反射件的反射部分相邻近的该反射件的支承部分位置处,入射光被散开。这样,被该薄膜式AMA投影至屏幕上的图像质量也降低。
然而,在根据本发明的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组中,该薄膜式AMA具有一个由一个预先确定的角度驱动的致动器,和一个与该致动器分开形成的,用于反射入射光的反射件。通过最大限度地减小该致动器的面积,和最大限度地增大该反射件的面积,可使光效率大大提高,因此,投影至屏幕上的图像质量大大提高。
虽然已经说明了本发明的优选实施例,然而应当了解,本发明不是局限于这些优选实施例,技术上熟练和有经验的人,可以在下面权利要求书所述的本发明的精神和范围内,作各种改变和改进。
权利要求
1.一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其由第一个信号和第二个信号驱动,所述光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组包括一个具有电气线路和一个连接终端的基片,用于从外界接收该第一个信号,并传送该第一个信号;一个致动器;该致动器具有一个接收该第一个信号的底部电极;一个与所述第一个底部电极相应的顶部电极,用于接收该第二个信号,并且在所述的第一个顶部电极和所述的第一个底部电极之间产生一个电场;一个在所述的第一个顶部电极和所述的第一个底部电极之间形成,并且由该电场使它产生变形的第一个有源层;和一个支承层,其第一部分与所述底部电极的下面相连,而其第二部分露出在所述底部电极之外;和一个用于反射光线的反射装置;所述反射装置在所述支承层的第二部分上形成。
2.如权利要求1所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述致动器还包括一个将该第一个信号,从该连接终端传送至所述底部电极的通路触点,所述通路触点是在一个通路孔中形成的,该通路孔是从所述有源层的一部分,通过所述底部电极和所述支承层,至该连接终端,这样形成的。
3.如权利要求1所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述支承层由一种坚硬的材料制成,所述底部电极由一种导电金属制成,所述有源层由一种压电材料或一种电致伸缩材料制成,和所述顶部电极由一种导电和具有反射性的金属制成。
4.如权利要求3所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述支承层由氮化物或金属制成;所述底部电极由铂、钽或铂-钽制成;所述有源层由Pb(Zr,Ti)O3,(Pb,La)(Zr,Ti)O3或Pb(Mg,Nb)O3制成;和所述顶部电极由铝、铂或银制成。
5.如权利要求1所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述底部电极、所述有源层和所述顶部电极每一种都为U-形形状,并且所述支承层的第二部分为矩形形状。
6.如权利要求5所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述底部电极比所述支承层的第一部分小,所述有源层比所述底部电极小,和所述顶部电极比所述有源层小。
7.如权利要求1所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述反射装置为矩形形状。
8.如权利要求1所述的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述反射装置由具有反射性的金属制成。
9.如权利要求8所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述装置由铂、铝或银制成。
10.一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其由第一个信号和第二个信号驱动,所述光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组包括一个具有电气线路和一个连接终端的基片;用于从外界接收该第一个信号,并传送该第一个信号;一个具有第一个驱动部分和第二个驱动部分的致动器;该第一个驱动部分具有一个用于接收该第一个信号的第一个底部电极,所述第一个底部电极在所述基片的第一部分上形成;一个与所述第一个底部电极相应的第一个顶部电极,用于接收第二个信号和在所述第一个顶部电极与所述第一个底部电极之间产生一个电场;一个在所述第一个顶部电极和所述第一个底部电极之间形成,并由该电场使它变形的第一个有源层;该第二驱动部分具有一个用于接收该第一个信号的第二个底部电极,所述第二个底部电极在所述基片的第二部分上形成;一个与所述第二个底部电极相应的第二个顶部电极,用于接收该第二个信号和在所述第二个顶部电极与所述第二个底部电极之间产生一个电场;一个在所述第二个顶部电极与所述第二个底部电极之间形成,并由该电场使它变形的第二个有源层;该致动器还具有一个支承层,其第一部分与所述第一个底部电极的下面和所述第二个底部电极的下面相连,而其第二部分露出在所述第一个底部电极和所述第二个底部电极之外;和一个反射光线的反射装置,所述反射装置是在所述支承层的第二部分上形成的。
11.如权利要求10所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述第一个驱动部分还包括将该第一个信号,从所述连接终端传送至所述第一个底部电极的第一个通路触点,所述第一个通路触点在第一个通路孔中形成,该第一个通路孔是从所述的第一个有源层的一部分,通过所述的第一个底部电极和所述的支承层,至所述的连接终端,这样形成的;而所述第二个驱动部分还包括用于将该第一个信号,从所述连接终端,传送至所述第二个底部电极的第二个通路触点,所述第二个通路触点是在第二个通路孔中形成的,该第二个通路孔是从所述的第二个有源层的一部分,通过所述的第二个底部电极和所述的支承层,至所述的连接终端,这样形成的。
12.如权利要求10所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述支承层由一种坚硬的材料制成,所述第一个底部电极和所述的第二个底部电极由一种导电金属制成,所述第一个有源层和所述第二个有源层由一种压电材料或一种电致伸缩材料制成,而所述第一个顶部电极和所述第二个顶部电极由一种导电和具有反射性的金属制成。
13.如权利要求12所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述支承层由氮化物或金属制成,所述第一个底部电极和所述第二个底部电极由铂、钽、或铂-钽制成,所述第一个有源层和所述第二个有源层由Pb(Zr,Ti)O3,(Pb,La)(Zr,Ti)O3或Pb(Mg,Nb)O3制成,而所述第一个顶部电极和所述第二个顶部电极由铝、铂、或银制成。
14.如权利要求10所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述第一个底部电极和所述第二个底部电极互相平行构成,所述第一个有源层和所述第二个有源层互相平行构成,所述第一个顶部电极与所述第二个顶部电极互相平行构成,和所述支承层的第二部分为矩形形状。
15.如权利要求14所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述第一个底部电极比所述支承层的第一部分小,所述第一个有源层比所述第一个底部电极小,所述第一个顶部电极比所述第一个有源层小,和所述第二个底部电极比所述支承层的第一部分小,所述第二个有源层比所述第二个底部电极小,所述第二个顶部电极比所述第二个有源层小。
16.如权利要求10所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述反射装置为矩形形状。
17.如权利要求10所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述反射装置由一种具有反射性的金属制成。
18.一种光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其由第一个信号和第二个信号驱动,所述光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组包括一个具有电气线路和一个连接终端的基片;用于从外界接收该第一个信号,并传送该第一个信号;一个致动器;该致动器包括第一个驱动部分,该第一个驱动部分具有用于接收该第一个信号的第一个底部电极;所述第一个底部电极在所述基片的第一部分上形成;一个与所述第一个底部电极相应的第一个顶部电极,用于接收该第二个信号和在所述第一个顶部电极和所述第一个底部电极之间产生一个电场;一个在所述第一个顶部电极和所述第一个底部电极之间形成的,并由该电场使它变形的第一个有源层;和一个第一个支承层,其第一部分与所述第一个底部电极下面相连,而其第二部分露出在所述第一个底部电极之外;该致动器还包括第二个驱动部分,该第二个驱动部分具有一个用于接收该第一个信号的第二个底部电极;所述第二个底部电极在所述基片的第二部分上形成;一个与所述第二个底部电极相应的第二个顶部电极,用于接收该第二个信号和在所述第二个顶部电极与所述第二个底部电极之间产生一个电场;一个在所述第二个顶部电极和所述第二个底部电极之间形成的,并由该电场使它变形的第二个有源层;和一个第二个支承层,其第一部分与所述第二个底部电极的下面相连,其第二部分露出在所述第二个底部电极之外;和一个反射光线的反射装置,所述反射装置是在所述第一个支承层的第二部分,和所述第二个支承层的第二部分上形成的。
19.如权利要求18所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述第一个驱动部分还包括一个将该第一个信号从所述的连接终端,传送至所述第一个底部电极的第一个通路触点,所述第一个通路触点在第一个通路孔中形成,该第一个通路孔是从所述第一个有源层的一部分,通过所述第一个底部电极和所述第一个支承层,至所述连接终端,这样形成的;而所述第二个驱动部分还包括一个用于将该第一个信号,从所述连接终端传送至所述第二个底部电极的第二个通路触点;所述第二个通路触点是在第二个通路孔中形成的,该第二个通路孔是从所述第二个有源层的一部分,通过所述第二个底部电极和所述第二个支承层,至所述连接终端,这样形成的。
20.如权利要求18所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述第一个支承层和所述第二个支承层由一种坚硬的材料制成;所述第一个底部电极和所述第二个底部电极由一种导电金属制成;所述第一个有源层和所述第二个有源层由一种压电材料或一种电致伸缩材料制成;和所述第一个顶部电极与所述第二个顶部电极由一种导电和具有反射性的金属制成。
21.如权利要求18所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述第一个底部电极比所述第一个支承层的第一部分小,所述第一个有源层比所述第一个底部电极小,所述第一个顶部电极比所述第一个有源层小,所述第二个底部电极比所述第二个支承层的第一部分小,所述第二个有源层比所述第二个底部电极小,和所述第二个顶部电极比所述第二个有源层小。
22.如权利要求18所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述反射装置为矩形形状。
23.如权利要求18所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组,其中,所述反射装置由一种具有反射性的金属制成。
24.一种制造光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的方法,该反射镜组由第一个信号和第二个信号驱动,所述制造方法包括下列步骤提供一块基片,其具有一个电气线路和一个连接终端,用于从外界接收该第一个信号,并传送该第一个信号;在所述基片上形成第一层;在所述第一层上形成一个底部电极层,第二层和一个顶部电极层;形成一个致动器,通过对所述顶部电极层构图,形成一顶部电极,用于接收该第二个信号和产生一个电场;通过对所述第二层构图,形成一个有源层,其由该电场使它变形;通过对所述底部电极层构图,形成一个底部电极,用于接收该第一个信号;和通过对所述第一层构图,形成一个支承层,其第一部分与所述底部电极下面相连,而其第二部分露出在所述底部电极之外;形成一个从所述有源层的一部分,至所述连接终端的通路孔;形成一个用于将该第一个信号,从所述连接终端传送至所述底部电极的通路触点;所述通路触点是在所述通路孔中形成的;和在所述支承层的第二部分上,形成一个反射光线的反射装置。
25.如权利要求24所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的制造方法,其中,形成所述第一层的步骤是使用氯化物或金属,利用低压化学气相沉积法进行的。
26.如权利要求24所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的制造方法,其中,形成所述底部电极层的步骤,是使用铂、钽、或铂-钽,利用喷涂法或化学气相沉积法进行的;而形成所述顶部电极层的步骤,是使用铝、铂或银,利用喷涂法或化学气相沉积法进行的。
27.如权利要求24所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的制造方法,其中,形成所述第二层的步骤,是使用Pb(Zr,Ti)O3,(Pb,La)(Zr,Ti)O3或Pb(Mg,Nb)O3,利用溶胶-凝胶法,喷涂法或化学气相沉积法进行的。
28.如权利要求24所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的制造方法,其中,形成所述的第二层的步骤还包括利用快速热退火法给所述第二层退火,和剪去所述第二层的边角。
29.如权利要求24所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的制造方法,其中,形成所述的通路触点的步骤是使用一种导电金属,利用喷涂法或化学气相沉积法进行的。
30.如权利要求26所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反射镜组的制造方法,其中,形成所述反射装置的步骤,是使用铂、铝,或银,利用喷涂法或化学气相沉积法进行的。
全文摘要
本发明公开了一种光学投影系统中的薄膜式AMA及其制造方法。该薄膜式AMA具有一个带有电气线路和一个连接终端的基片,一个致动器和一个反射件(160)。该致动器具有一个支承层(120),一个底部电极(125),一个有源层(130)和一个顶部电极(140)。该支承层(120)的第一部分与该底部电极的下面相连,而其第二部分露出在该底部电极之外。该反射件(160)是在该支承层(120)的第二部分上形成的。该支承层(120)与该致动器一起倾斜。这样,该薄膜式AMA通过最大限度地减小该致动器的面积,和最大限度地增大该反射件(160)的面积,可使被该反射件(160)反射的光的光效率大大提高,因此,可使投影至屏幕上的图像质量大大提高。
文档编号G02B26/08GK1258414SQ97182066
公开日2000年6月28日 申请日期1997年1月23日 优先权日1997年1月23日
发明者崔允准 申请人:大宇电子株式会社
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