发明名称 上方具有类绞链装置及可偏离零件之可偏离空间光调变器
摘要 一空间光调变器,其具有一基板,该基板上支撑一可偏离(例如镜子)元件的阵列。该可偏离元件经由其相对应之绞链以可偏离之方式耦合至基板,其中每一绞链配置于该可偏离元件之一侧,而该基板则位于该可偏离元件之另一侧,经由此绞链之置放形式,阵列的充填(fill)因数得以改善。绞链可以达到与该可偏离元件齐平的位置,或者可与可偏离元件存在一间隙。绞链可经由一或多个支柱或墙而附着连接至基板,并具有一易弯曲或可变形的部分,从基板(例如玻璃基板)看去时这些部份会完全或大体上完全被隐藏。在一实施例中,绞链被连结至基板和可偏离元件的下侧,并往可偏离元件的中心部分连接。如此,绞链的长度可为较长者,也因此可降低绞链上任何部分的应力。本发明的优点包括:(1)当力矩绞链隐藏在反射板后面时,填充因数会增加;(2)由于光散射光表面较少及控制角度和几何结构之能力增加,对比因此增加;且(3)几何结构的设计较为弹性,用以在制造上使电机械性能和坚韧性达到最佳化。
申请公布号 TW588398 申请公布日期 2004.05.21
申请号 TW090101584 申请日期 2001.02.19
申请人 雷弗莱提维提公司 发明人 安德鲁G 辉伯斯;彼得J 休利可丝
分类号 H01L21/00;G02B6/14 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一空间光调变器,在剖面上至少包括(由顶部至底 部列出): 一光可穿透之基板; 一第一间隙,位在该光可穿透之基板之下; 一可偏离元件,位在该第一间隙之下; 一第二间隙,位在该可偏离元件之下;及 一绞链,位在该第二间隙之下。2.如申请专利范围 第1项所述之空间光调变器,其中该绞链至少包括 一易弯曲部分,该易弯曲部分在由该光可穿透之基 板看去时为该易弯曲元件所隐藏。3.如申请专利 范围第1项所述之空间光调变器,其中该光可穿透 之基板和可偏离元件二者皆具有顶表面和底表面, 且该绞链被连结到该光可穿透之基板和可偏离元 件二者的底表面上。4.如申请专利范围第3项所述 之空间光调变器,其中该绞链经由支柱连结至该光 可穿透之基板,其中该支柱延伸通过该可偏离元件 ,并连接至该光可穿透之基板的底表面。5.如申请 专利范围第4项所述之空间光调变器,其中该绞链 至少包括一易弯曲部分,该易弯曲部份连结至该支 柱,并其延伸通过该可偏离元件,并被连接至该光 可穿透之基板的底表面上。6.如申请专利范围第1 项所述之空间光调变器,其中更包括一电路基板, 位于该光可穿透之基板底下,该两者并互相分离。 7.如申请专利范围第1项所述之空间光调变器,其中 该可偏离元件被定于该光可穿透之基板之一底表 面上,且该可偏离元件具有一第一和一第二部分, 在该可偏离元件偏离时,该可偏离元件的第二部分 会往该底表面方向移动,而该可偏离元件的第一部 分则会移离该底表面。8.如申请专利范围第7项所 述之空间光调变器,其中该电路基板至少包括一电 极,用以在该可偏离元件和该电路基板之间产生吸 引力。9.如申请专利范围第1项所述之空间光调变 器,其中该绞链延伸在该可偏离元件上之该可偏离 元件与该电极之间,并且朝向该可偏离元件的中心 部分连接至该可偏离元件。10.如申请专利范围第7 项所述之空间光调变器,其中更包括定址电路及一 电极,其中该定址电路形成在该电路基板中,而该 电极则与该定址电路连接,其中当一偏压加于该电 极与该可偏离元件之间时,电极选择性对该可偏离 元件加以偏离。11.如申请专利范围第10项所述之 空间光调变器,其中该调变器系能在一第一电位差 加至该可偏离元件和该电极之间时使该可偏离元 件移动至一偏离位置,并直至一第二电位差被加于 该电极和该可偏离元件之间时方改变位置。12.如 申请专利范围第1项所述之空间光调变器,其中该 可偏离元件包括一导电层。13.如申请专利范围第 12项所述之空间光调变器,其中该可偏离元件具反 射性14.如申请专利范围第1项所述之空间光调变器 ,其中该可偏离元件大体上是刚性的,而该绞链则 是易弯曲的。15.如申请专利范围第1项所述之空间 光调变器,其中该绞链是一力矩绞链。16.如申请专 利范围第7项所述之空间光调变器,其中该可偏离 元件的第二部分靠住该光可穿透之基板,该可偏离 元件的偏离行为便受到限制。17.一空间光调变器, 至少包括: 一光可穿透之基板,在其上具有一可偏离元件,该 可偏离元件至少包括一绞链,该绞链位于该可偏离 元件之一侧上,即在该光可穿透之基板所在之一侧 的另一侧。18.如申请专利范围第17项所述之空间 光调变器,其中该绞链至少包括一易弯曲部分,该 易弯曲部分当由该光可穿透之基板观察时系被该 易弯曲元件所隐藏。19.如申请专利范围第17项所 述之空间光调变器,其中该绞链与该可偏离元件位 置齐平,而一间隙被提供于该可偏离元件与该光可 穿透之基板之间。20.如申请专利范围第17项所述 之空间光调变器,其中该光可穿透之基板和该可偏 离元件皆具有顶表面和底表面,且该绞链被连结到 该光可穿透之基板和该可偏离元件二者的底表面 。21.如申请专利范围第20项所述之空间光调变器, 其中该绞链经由支柱连结至该光可穿透之基板,其 中该支柱延伸通过该光可穿透之基板的底表面,并 连接至该可偏离元件。22.如申请专利范围第21项 所述之空间光调变器,其中该绞链至少包括一易弯 曲部分,该易弯曲部份连结至该支柱,而该可弯曲 部份延伸通过该可偏离元件,并连接至该光可穿透 之基板的底表面。23.如申请专利范围第22项所述 之空间光调变器,其中一间隙存在于该绞链的易弯 曲部分与该可偏离元件之间。24.如申请专利范围 第17项所述之空间光调变器,其中更包括一电路基 板,位于该光可穿透之基板的下方,并与其互相分 离。25.如申请专利范围第17项所述之空间光调变 器,其中该可偏离元件被固定在该光可穿透之基板 之一底表面上,并具有一第一和一第二部分,以使 该可偏离元件偏离时,该可偏离元件的第二部分能 往该底表面的方向移动,而该可偏离元件的第一部 分则移离该底表面。26.如申请专利范围第24项所 述之空间光调变器,其中该电路基板至少包括一电 极,用以在该可偏离元件和该电路基板之间产生吸 引力。27.如申请专利范围第26项所述之空间光调 变器,其中该可偏离元件至少包括一反射层与一电 极层,其中该电极层为可导电者,并与该反射层互 相分开。28.如申请专利范围第26项所述之空间光 调变器,其中该可偏离元件之电极层经由一或多个 支柱或墙而连接至该反射层,其中该一或多支柱或 墙位于该电极层及该反射层之间。29.如申请专利 范围第17项所述之空间光调变器,其中该绞链延伸 通过该可偏离元件之该可偏离元件与该电极之间 处,并往该可偏离元件的中心部分连接至该可偏离 元件。30.如申请专利范围第24项所述之空间光调 变器,其中该可偏离元件大致上为矩形或方形的, 且该绞链沿一条对角线延伸在该可偏离元件上。 31.如申请专利范围第30项所述之空间光调变器,其 中该调变器能使在一第一电位差被加于该可偏离 元件和该电极之间时使该可偏离元件移到一偏离 位置,该偏离位置持续直至一第二电位差被加于该 电极和该可偏离元件之间止。32.如申请专利范围 第17项所述之空间光调变器,其中该可偏离元件为 一或多个支柱固定在该光可穿透之基板上,且其中 该一或多个支柱将一紧邻之可偏离元件固定在该 空间光调变器内。33.如申请专利范围第31项所述 之空间光调变器,其中该可偏离元件以及/或该电 极至少包括复数个电极,该复数个电极能够接收不 同之偏压。34.如申请专利范围第17项所述之空间 光调变器,其中该可偏离元件至少包括复数个层状 式介电支撑层。35.如申请专利范围第17项所述之 空间光调变器,其中该可偏离元件至少包括铝。36. 如申请专利范围第17项所述之空间光调变器,其中 该可偏离元件大体上是刚性的,而该绞链是易弯曲 的。37.如申请专利范围第17项所述之空间光调变 器,其中该绞链是一力矩绞链。38.如申请专利范围 第25项所述之空间光调变器,其中该可偏离元件的 第二部分靠住该光可穿透之基板,用以而限制该可 偏离元件的偏离行为。39.一空间光调变器,至少包 括: 一光可穿透之基板,该基板之一底表面上至少经由 至少一力矩绞链固定有一可偏离元件,该可偏离元 件具有一顶部平表面和一底部平表面,在该两表面 之间则具有一或多个的边缘,该至少一绞链往该可 偏离元件之中心而连结之该可偏离元件。40.一空 间光调变器,至少包括: 一光可穿透之基板,具有一顶表面及一底表面; 一可偏离元件,具有一顶表面、一底表面及一或多 个边缘表面;及 一绞链; 其中该绞连结至该光可穿透之基板,但连结处至在 光可穿透之基板的底表面处,且该绞链连结到该可 偏离元件之底表面时,连结处仅在该可偏离元件之 底表面上。41.如申请专利范围第40项所述之空间 光调变器,其中该绞链至少包括一易弯曲部分,该 易弯曲部分从该光可穿透之基板看去时,因为该易 弯曲元件遮蔽而看不见。42.如申请专利范围第41 项所述之空间光调变器,其中一第一间隙被提供在 该绞链和该可偏离元件之间,而一第二间隙则被提 供于该可偏离元件与该光可穿透之基板之间。43. 如申请专利范围第40项所述之空间光调变器,其中 该光可穿透之基板和可偏离元件皆具有顶表面及 底表面,且该绞链被连结至该光可穿透之基板和可 偏离元件二者的底表面处。44.如申请专利范围第 43项所述之空间光调变器,其中该绞链经由支柱而 连结至该光可穿透之基板,其中该支柱从该光可穿 透之基板的底表面延伸,并延伸通过该可偏离元件 。45.如申请专利范围第44项所述之空间光调变器, 其中该绞链至少包括一易弯曲部分,该易弯曲部份 连结至该支柱,并延伸通过该可偏离元件,并连接 至该光可穿透之基板的底表面处。46.如申请专利 范围第45项所述之空间光调变器,其中一间隙位于 该绞链的该易弯曲部分与该可偏离元件之间。47. 如申请专利范围第40项所述之空间光调变器,其中 更包括一电路基板,该电路基板位于该光可穿透之 基板之下,该两者并互相分开。48.如申请专利范围 第40项所述之空间光调变器,其中该可偏离元件被 固定于该光可穿透之基板之一底表面上,且该可偏 离元件具有第一和第二部分,以使该可偏离元件在 偏离时,该可偏离元件的第二部分往该底表面之方 向移动,而该可偏离元件的第一部分则往离开该底 表面之方向移动。49.如申请专利范围第47项所述 之空间光调变器,其中该电路基板至少包括一电极 ,用以在该可偏离元件和该电路基板之间产生吸引 力。50.如申请专利范围第49项所述之空间光调变 器,其中该电极直接位于该可偏离元件之下。51.如 申请专利范围第49项所述之空间光调变器,其中该 电极位于该可偏离元件下面,而一绞链将该光可穿 透之基板连接至该可偏离元件。52.如申请专利范 围第40项所述之空间光调变器,其中该绞链延伸通 过该可偏离元件之该可偏离元件与该电极之间的 地区,并且往该可偏离元件的中心部分与该可偏离 元件连接。53.如申请专利范围第47项所述之空间 光调变器,其中更包括定址电路及一电极,其中该 定址电路形成于该电路基板内,而该电极则与该定 址电路相连,该电极之位置所在以能使在一偏压加 于该电极与该可偏离元件之间时、该电极能选择 性对该可偏离元件加以偏离为原则。54.如申请专 利范围第53项所述之空间光调变器,其中该调变器 能使在一第一电位差被加于该可偏离元件和该电 极之间时、该可偏离元件能移动到一偏离位置,该 偏离位置维持至一第二电位差加于该电极和该可 偏离元件之间时止。55.如申请专利范围第40项所 述之空间光调变器,其中该可偏离元件包括一导电 层。56.如申请专利范围第55项所述之空间光调变 器,其中该可偏离元件具反射性。57.如申请专利范 围第40项所述之空间光调变器,其中该可偏离元件 至少包括一结构支撑层。58.申请专利范围第40项 所述之空间光调变器,其中该可偏离元件至少包括 铝。59.如申请专利范围第40项所述之空间光调变 器,其中该可偏离元件大体上是刚性的,而该绞链 是易弯曲的。60.如申请专利范围第59项所述之空 间光调变器,其中该绞链是一力矩绞链。61.如申请 专利范围第48项所述之空间光调变器,其中该可偏 离元件的第二部分能靠住该光可穿透之基板,进而 限制该可偏离元件的偏离行为。62.空间光调变器, 至少包括: 一光可穿透之基板,大致水平延伸在一平面上; 一可偏离元件,大致水平延伸在一平面上,并与该 穿透光之基板平行相隔;及 一连接器,可使该可偏离元件以可偏离之方式连接 至该光可穿透之基板; 其中该连接器至少包括一第一端,附着于该光可穿 透之基板;一垂直部分,由该第一端延伸出并通过 该可偏离元件的该平面;一绞链部分,延伸在一平 面上,并大致与该可偏离元件平行相隔;及一第二 端,将该绞链部分连接至该光可偏离元件。63.如申 请专利范围第62项所述之空间光调变器,其中该绞 链至少包括一易弯曲部分,从该光可穿透之基板看 去时该易弯曲元件为该可偏离元件遮蔽而无法看 到。64.如申请专利范围第62项所述之空间光调变 器,其中一第一间隙位在该绞链和该可偏离元件之 间,而一第二间隙则位于该可偏离元件与该光可穿 透之基板之间。65.如申请专利范围第62项所述之 空间光调变器,其中该光可穿透之基板和可偏离元 件皆具有顶表面和底表面,且该绞链连结至该光可 穿透之基板和可偏离元件二者的底表面处。66.如 申请专利范围第65项所述之空间光调变器,其中该 绞链经由支柱连结至该光可穿透之基板,其中该支 柱自该光可穿透之基板的底表面延伸,并延伸通过 该可偏离元件。67.如申请专利范围第66项所述之 空间光调变器,其中该绞链至少包括一易弯曲部分 ,其连结至该支柱,并延伸通过该可偏离元件,并被 连接至该光可穿透之基板的底表面。68.如申请专 利范围第67项所述之空间光调变器,其中一间隙被 设于该绞链的该易弯曲部分与该可偏离元件之间 。69.如申请专利范围第62项所述之空间光调变器, 其中更包括一电路基板,该电路基板位于该光可穿 透之基板之下,并与其隔开。70.如申请专利范围第 62项所述之空间光调变器,其中该可偏离元件被固 定在该光可穿透之基板之一底表面上,且该可偏离 元件具有第一和第二部分,以使在该可偏离元件偏 离时,该可偏离元件的第二部分往该底表面之方向 移动,而该可偏离元件的第一部分则往离开该底表 面之方向移动。71.如申请专利范围第69项所述之 空间光调变器,其中该电路基板至少包括一电极, 用以在该可偏离元件和该电路基板之间产生吸引 力。72.如申请专利范围第71项所述之空间光调变 器,其中该电路基板系为一不透明之矽基板。73.如 申请专利范围第72项所述之空间光调变器,其中该 矽基板是一VLSI/CMOS基板。74.如申请专利范围第62 项所述之空间光调变器,其中该绞链延伸通过该可 偏离元件在该可偏离元件与该电极之间的位置,并 往该可偏离元件的中心部分连接至该该可偏离元 件。75.如申请专利范围第69项所述之空间光调变 器,其中更包括定址电路,其中该定址电路形成于 该电路基板中,而该电路基板类似于一低密度的 DRAM。76.如申请专利范围第75项所述之空间光调变 器,其中该调变器在一第一电位差被加于该可偏离 元件和该电极之间时使该可偏离元件移到一偏离 位置,并维持在该偏离的位置直至一第二电位差被 加于该电极和该可偏离元件之间止。77.如申请专 利范围第62项所述之空间光调变器,其中该可偏离 元件至少包括LPCVD法沉积得之氮化矽、氧化矽、 非晶矽或多晶矽。78.如申请专利范围第77项所述 之空间光调变器,其中该可偏离元件更包括一具导 电性及反射性的金属层。79.如申请专利范围第78 项所述之空间光调变器,其中该可偏离元件至少包 括一薄层状之支撑结构,该支撑结构至少包括复数 个结构支撑层,这些支撑层位于该具导电性及反射 性之金属层与该光可穿透之基板之间。80.如申请 专利范围第78项所述之空间光调变器,其中该可偏 离元件至少包括铝。81.如申请专利范围第62项所 述之空间光调变器,其中该可偏离元件大体上为刚 性者,且该绞链是易弯曲的。82.如申请专利范围第 62项所述之空间光调变器,其中该绞链是一力矩绞 链。83.如申请专利范围第70项所述之空间光调变 器,其中该可偏离元件的该第二部分靠住该光可穿 透之基板,用以限制该可偏离元件的偏离行为。84. 一形成空间光调变器的方法,至少包括下列动作: 提供一基板; 形成一第一奉献层在该透明基板上; 形成一可偏离元件层在该第一奉献层上面; 形成一第二奉献层在该可偏离元件层上面; 形成一绞链在该第二奉献层上面;及 移去该第一和第二奉献层。85.如申请专利范围第 84项所述形成空间光调变器之方法,其中该绞链与 该基板与该可偏杂元件层连接,以使该第一和第二 奉献层一被移去时该可偏离元件能被偏移而耦合 至该基板。86.如申请专利范围第85项所述形成空 间光调变器之方法,其中该基板系为光可穿透之基 板,能让一光束穿透其中,且该可偏离元件之所在 位置能使其对该光束加以偏离。87.如申请专利范 围第84项所述形成空间光调变器之方法,其中更包 括在该绞链形成之前移去该第二奉献层之一部份 的动作,以使形成该绞链时、该绞链能经由该移除 部分而连接至该可偏离元件。88.如申请专利范围 第84项所述形成空间光调变器之方法,其中该可偏 离元件至少包括一反射性材料。89.如申请专利范 围第84项所述形成空间光调变器之方法,其中该可 偏离元件层至少包括一具光反射性之导电层。90. 如申请专利范围第86项所述形成空间光调变器之 方法,其中该光可穿透之基板是玻璃。91.如申请专 利范围第84项所述形成空间光调变器之方法,其中 该第一和第而奉献层至少包括矽。92.如申请专利 范围第84项所述形成空间光调变器之方法,其中该 绞链至少包括氮化矽。93.如申请专利范围第84项 所述形成空间光调变器之方法,其中更包括在形成 该第二奉献层之前图案化该可偏离元件层的动作 。94.如申请专利范围第93项所述形成空间光调变 器之方法,其中更包括在移除该第二奉献层之前图 案化该绞链的动作。95.如申请专利范围第84项所 述形成空间光调变器之方法,其中该奉献层是以贵 重气体之氟化物及/或卤素氟化物来移除的。96.如 申请专利范围第84项所述形成空间光调变器之方 法,其中该奉献层之某些部份是以电浆来移除的, 而该奉献层的某些部份则是以非电浆气相蚀刻来 移除。97.如申请专利范围第84项所述形成空间光 调变器之方法,其中更包括形成一电路基板及连接 该电路基板至与该可偏离元件耦合之该基板处。 图式简单说明: 第1图所示为一可偏离微镜子结构,其在本发明一 实施例中与一空间光调变器整合在一块。 第2图所示为第1图之可偏离微镜子结构的分解图 。 第3A和3B图所示为根据本发明之一实施例对第1图 之可偏离微镜子结构,其中该结构被加以一偏离阻 障物机构。 第4图为根据本发明之一实施例制造微镜子结构的 制造流程图。 第5A图所示为一基材之一部份的等积前视图,其中 该基材已加以第4图所述之制造流程的镜子形成图 像步骤。 第5B图所示为一基材之一部份的等积前视图,其中 该基材已加以第4图所述之制造流程的蚀刻步骤。 第5C图所示为一基材之一部份的等积前视图,其中 该基材已加以第4图所述之制造流程的另一蚀刻步 骤。 第6图所示为本发明一实施例之一镜子阵列范例之 一小部份的等积前视图,其中该阵列包含第1图之 微镜子结构。 第7A图所示为第1图之可偏离微镜子结构的等积前 视图。 第7B图为第7A图之可偏离微镜子结构的侧视图。 第8图所示为本发明一实施例之一镜子阵列范例之 一小部份的等积前视图,其中该阵列包含第7A图之 微镜子结构。 第9图为本发明另一实施例中之一可偏离微镜子结 构的等积前视图。 第10图所示为本发明一实施例之一镜子阵列范例 之一小部份的等积前视图,其中该阵列包含第9图 之微镜子结构。 第11图为本发明另一实施例中之一可偏离微镜子 结构的等积前视图。 第12图举例说明本发明之一实施例,其中偏离阻障 物机构与支柱与绞链组件是互相分开的。 第13图说明一与第12图类似之实施例,其以易弯曲 绞链代替力矩绞链。
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