ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ ПРИВОДИМАЯ В ДЕЙСТВИЕ ЗЕРКАЛЬНАЯ МАТРИЦА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК H04N9/31 H04N5/74 G02B26/08 G02F1/29 G09F19/16 G09F19/18 

Изобретение относится к оптической проекционной системе и, более конкретно, к матрице из М•N, тонкопленочных приводимых в действие зеркал для использования в этой системе.

Среди различных систем видеоизображения, имеющихся в данной области, известна оптическая проекционная система, способная обеспечить высококачественное изображение в большом масштабе. В такой оптической проекционной системе свет от лампы равномерно освещает матрицу из, например, М•N приводимых в действие зеркал, так, что каждое из зеркал соединено с каждым из приводов. Приводы могут быть изготовлены из электрически деформируемого материала, как, например, пьезоэлектрика или электрострикцированного материала, который деформируется в ответ на приложенное к нему электрическое поле.

Отраженный луч света от каждого из зеркал падает на отверстие диафрагмы. При подаче электрического сигнала на каждый из приводов относительное положение каждого из зеркал к падающему лучу света изменяется, таким образом вызывая отклонение оптической траектории отраженного луча от каждого из зеркал. Так как оптическая траектория каждого из отраженных лучей изменяется, количество света, отраженного от каждого из зеркал, которое проходит через отверстие, изменяется, таким образом моделируя яркость луча. Модулированные лучи через отверстие передаются на проекционный экран через соответствующее оптическое устройство, например, проекционную линзу для последующего отображения изображения.

На фиг. 1 показан вид в разрезе М•N к приводимой в действие электрической деформацией матрицы зеркал 10 для использования в оптической системе, раскрытой в принятой заявке на патент США, сер. N 08/278, 472 под названием "Зеркальная матрица, приводимая в действие электрической деформацией", содержащей активную матрицу 11, включающую подложку 12 и матрицу из M•N транзисторов на ней; матрицу 13 из M•N электрически деформируемых приводов 30, включающую пару элементов привода 14, 15, пару электродов напряжения смещения 16, 17 и общий сигнальный электрод 18, матрицу 19 из M•N стержней 31, каждый из стержней 31 встроен в каждый из электрически деформируемых приводов 30; матрицу 20 из M•N соединительных выводов 22, где каждый из соединительных выводов 22 используется для электрического соединения каждого из сигнальных электродов 18 с активной матрицей 11; и матрицу 21 из M•N зеркал 23, где каждое из зеркал 23 установлено на верхней поверхности каждого из М•N стержней 31.

В вышеупомянутой принятой заявке на патент также раскрыт способ изготовления такой матрицы из М•N приводимых в действие электрической деформацией зеркал, использующей керамическую подложку, имеющую толщину от 30 до 50 mm.

Однако имеется возможность дальнейшего усовершенствования вышеописанного способа изготовления матрицы из M•N электрически деформируемых приводов. Прежде всего, достаточно трудно получить керамическую подложку, имеющую толщину от 30 до 50 mm; и более того, если толщина керамической подложки уменьшается до диапазона от 30 до 5 mm, ее механические свойства, вероятно, ухудшаются, что в свою очередь затрудняет процесс изготовления, кроме того, это предполагает ряд длительных, трудноуправляемых и утомительных процессов, таким образом затрудняя требуемую воспроизводимость, надежность и выход готовых изделий; и более того, может быть ограничение нижнего размера.

Поэтому первой задачей настоящего изобретения является представление способа изготовления матрицы из М•N приводимых в действие зеркал, который обходится без использования тонкой электрически деформируемой керамической подложки.

Другой задачей настоящего изобретения является предоставление усовершенствованного и нового способа изготовления матрицы из М•N приводимых в действие зеркал, который обеспечит более высокую повторяемость, надежность и выход готовых изделий, используя известную тонкопленочную технологию, применяемую в производстве полупроводников.

Дальнейшей задачей настоящего изобретения является предоставление матрицы из М•N приводимых в действие зеркал, имеющей новую структуру, включающую множество тонкопленочных слоев, индуцирующих перемещение, электропроводящих и светоотражающих материалов.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предоставляется матрица из М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал для использования в оптической проекционной системе, матрица содержит: активную матрицу, включающую подложку, матрицу из M•N транзисторов и матрицу из М•N соединительных выводов; матрицу из М•N тонкопленочных приводных структур, где каждая из приводных структур снабжена верхней и нижней поверхностями, ближним и дальним краями, причем каждая из приводных структур включает по меньшей мере один тонкопленочный слой индуцирующего перемещение материала, имеющий верхнюю и нижнюю поверхности и первый и второй электроды определенной толщины, где первый электрод расположен на верхней поверхности слоя, индуцирующего перемещение, а второй электрод - на нижней его поверхности, где электрический сигнал, приложенный к слою, индуцирующему перемещение между первым и вторым электродами, вызывает деформацию слоя, индуцирующего перемещение, и, вследствие этого - приводной структуры; матрицу из М•N поддерживающих элементов, где каждый из поддерживающих элементов снабжен верхней и нижней поверхностями, где каждый из поддерживающих элементов используется для фиксации каждой из приводных структур, а также электрически соединяет каждую из приводных структур и активную матрицу; и матрицу из M•N зеркал для отражения световых лучей, где каждое из зеркал помещено на верхней поверхности каждой из приводных структур, так что каждое из зеркал деформируется в ответ на деформацию каждой из приводных структур.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, заявляется новый способ изготовления матрицы из М•N приводимых в действие зеркал для использования в оптической проекционной системе, применяющей известную тонкопленочную технологию, причем способ содержит следующие шаги: (а) обеспечение активной матрицы, имеющей верхнюю и нижнюю поверхности, где активная матрица включает подложку, матрицу из M•N тринзисторов и матрицу из M•N соединительных выводов; (b) формирование поддерживающего слоя на верхней поверхности активной матрицы, причем поддерживающий слой имеет матрицу из M•N опорных стоек, соответствующих матрице из М•N поддерживающих элементов в матрице из М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал в избыточную область; (с) обработка избыточной области поддерживающего слоя для его удаления; (d) напыление первого тонкопленочного электродного слоя на поддерживающий слой; (е) обеспечение тонкопленочного индуцирующего перемещение слоя на первом тонкопленочном электродном слое; (f) формирование второго тонкопленочного электродного слоя на тонкопленочном индуцирующем перемещение слое; (q) напыление зеркального слоя, выполненного из светоотражающего материала на втором тонкопленочном электродном слое; и (h-) удаление избыточной области поддерживающего слоя для формирования таким образом матрицы из M•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал.

Матрица М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал, включающих активную матрицу, имеющую подложку и матрицу М•N соединительных выводов, в которой М и N являются целыми числами, для использования в оптической проекционной системе содержит
матрицу М•N тонкопленочных приводных структур биморфной структуры, причем каждая приводная структура имеет верхнюю и нижнюю поверхности, ближний и дальний концы, и содержит первый электрод, второй электрод и промежуточный металлический слой, верхний индуцирующий перемещение тонкопленочный слой и нижний индуцирующий перемещение тонкопленочный слой, при этом верхний и нижний индуцирующие перемещение тонкопленочные слои отделены друг от друга промежуточным металлическим слоем, причем первый электрод размещен сверху верхнего индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя, а второй электрод размещен снизу нижнего индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя, причем индуцирующий перемещение тонкопленочный слой выполнен с возможностью деформации в ответ на деформацию соответствующей приводной структуры под действием электрического поля, приложенного к указанному тонкопленочному слою,
матрицу M•N поддерживающих элементов, каждый из которых имеет верхнюю и нижнюю поверхность и предназначен для фиксации каждой из упомянутых приводных структур и также для электрического соединения каждой приводной структуры с активной матрицей, и
матрицу M•N зеркал для отражения лучей света, каждое из которых размещено на верхней поверхности соответствующей из приводных структур, причем каждое из зеркал выполнено с возможностью деформации в ответ на деформацию соответствующей из упомянутых приводных структур.

Тонкопленочный индуцирующий перемещение слой формируют с использованием способа химического осаждения паров.

Вышеупомянутые и другие задачи и особенности настоящего изобретения станут очевидными из последующего описания предпочтительных воплощений, представленных вместе с сопровождающими чертежами, где:
на фиг. 1 - вид в разрезе матрицы из M•N приводимых в действие электрической деформацией зеркал, ранее раскрытых;
на фиг. 2 - вид в разрезе матрицы из М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал в соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения;
на фиг. 3 - подробный вид в разрезе тонкопленочного приводимого в действие зеркала первого воплощения, изображенного на фиг. 2;
на фиг. 4 - вид в разрезе приводимого в действие зеркала первого воплощения с упругим слоем, добавленным между зеркалом и первым электродом;
на фиг. 5 - вид в разрезе приводимого в действие зеркала первого воплощения с упругим слоем, расположенным на нижней поверхности второго электрода;
на фиг. 6 - вид в разрезе приводимого в действие зеркала первого воплощения, имеющего первый электрод, выполненный из светоотражающего материала и обеспеченного первым и вторым электродом, имеющими разную толщину;
на фиг. 7 - вид в разрезе приводимого в действие зеркала первого воплощения, имеющего первый электрод, выполненный из светоотражающего материала и обеспеченного упругим слоем, расположенным на нижней поверхности приводной структуры;
на фиг. 8 - вид в разрезе приводимого в действие зеркала первого воплощения с упругим слоем, расположенным на верхней поверхности первого электрода и выполненного из светоотражающего материала;
на фиг. 9A и 9B - вид в разрезе приводимого в действие зеркала первого воплощения, имеющего одну из верхних и нижних поверхностей индуцирующего перемещение слоя в каждой приводимой структуре, покрытой частично первым и вторым электродами;
на фиг. 10 - вид в разрезе приводимого в действие зеркала первого воплощения в приведенном в действие состоянии;
на фиг. 11 - вид в разрезе приводимого в действие зеркала второго воплощения, имеющего биморфную структуру;
на фиг. 12 - вид в разрезе приводимого в действие зеркала второго воплощения, имеющего первый электрод, выполненный из светоотражающего материала; и
на фиг. 13A-13F - схематические виды в разрезе, объясняющие шаги изготовления для первого воплощения в соответствии с настоящим изобретением.

Способы выполнения изобретения
Обратимся теперь к фиг. 2-13, там представлены схематические виды в разрезе изобретенной матрицы из M•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал для использования в оптической проекционной системе, где М и N - целые числа, в соответствии с предпочтительными воплощениями настоящего изобретения. Следует отметить, что одинаковые части, показанные на фиг. 2-13, представлены одинаковыми ссылочными номерами.

На фиг. 2 иллюстрируется вид в разрезе первого воплощения матрицы 50 из М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51, содержащих активную матрицу 52, матрицу 53 из М•N тонкопленочных приводных структур 54, матрицу 55 из М•N поддерживающих элементов 56 и матрицу 57 из M•N зеркал 58.

Фиг. 3 представляет детальный вид в разрезе тонкопленочного приводимого в действие зеркала 51, показанного на фиг. 2. Активная матрица 52 включает подложку 59, матрицу из М•N транзисторов (не показана) и матрицу 60 из М•N соединительных выводов 61; каждая из тонкопленочных приводных структур 54 снабжается верхней и нижней поверхностями 61, 63, ближними и дальними краями и, кроме того, включает по меньшей мере один тонкопленочный слой 66 индуцирующего перемещение материала, имеющего верхнюю и нижнюю поверхности 67, 68 и первый и второй электроды 69, 70 определенной толщины, выполненные, например, из такого металла, как золото (Au) или серебра (Ag), причем первый электрод 69 имеет верхнюю поверхность 39. Первый электрод 69 расположен на верхней поверхности 67 индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя 66 и второй электрод 70 на его нижней поверхности 68. Индуцирующий перемещение тонкопленочный слой 66 выполнен полнен из электрострикционного материала, магнитострикционного материала или пьезоэлектрического материала.

В случае, когда индуцирующий перемещение слой выполнен из пьезоэлектрической керамики или пьезоэлектрического полимера, он должен быть поляризован.

Каждый из М•N поддерживающих элементов 56, снабженных верхней и нижней поверхностями 71, 72, используются для фиксации каждой из приводных структур 54, а также для электрического соединения второго электрода 70 в каждой из приводных структур 54 с соответствующими соединительными выводами 61 активной матрице 52 с помощью снабжения перемычкой 73, выполненной из электропроводящего материала, например, металла. В этой изобретенной матрице 50 из М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51 каждая из приводных структур 54 выступает в виде консоли от каждого из поддерживающих элементов 56, путем ее помещения на верхнюю поверхность 71 каждого из поддерживающих элементов 56 нижней поверхностью 63 каждой из приводных структур 54 и ее ближнего края 64, а нижняя поверхность 72 каждого из поддерживающих элементов 56 помещена на верхнюю поверхность активной матрицы 52. Каждое из М•N зеркал 58 для отражения световых лучей расположено на верхней поверхности каждой из приводных структур 54. Электрический сигнал приложен к индуцирующему перемещение тонкопленочному слою 66 между первым и вторым электродами 69, 70 в каждой из приводных структур 54. Приложение такого электрического сигнала вызывает деформацию индуцирующего перемещение слоя 66, следовательно, приводной структуры 54 и, следовательно, зеркала 58, расположенного на его верхней поверхности.

Для того, чтобы матрица 50 из MxN тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51 правильно функционировала, общая толщина зеркала 58 и первого электрода 69 в каждом из тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51 должна быть отлична от толщины второго электрода для того, чтобы имела место деформация. В противном случае упругий слой 88, имеющий верхнюю поверхность 40, должен быть дополнительно обеспечен к каждому из приводимых в действие зеркал 51. Упругий слой 88 может быть расположен либо между зеркалом 58 и первым электродом 69, либо на нижней поверхности второго электрода 70 в каждом из приводимых в действие зеркал 51, как изображено на фиг. 4 и 5.

Электрически проводящий материал, покрывающий первый электрод 69, должен быть также светоотражающим, например, алюминий (A1), который позволит верхней поверхности 39 первого электрода действовать так же, как зеркало 58 в каждом из тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51. В таком случае, для того, чтобы каждое из тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51 правильно функционировало, первый и второй электроды 69, 70 должны быть различной толщины или каждое из тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51 должно быть обеспечено упругим слоем 88, расположенным на нижней поверхности каждой из приводных структур, как показано на фиг. 6 и 7. Более того, если упругий слой 88 выполнен из светоотражающего материала, он может также действовать, как зеркало 58, как изображено на фиг. 8.

Возможно для изобретенной матрицы 50 тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51 одинаково хорошо функционировать при наличии верхней и нижней поверхностей 67, 68 индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя в каждой из приводных структур 54, покрытых полностью первым и вторым электродами 69, 70, либо верхняя поверхность индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя 66, частично покрытая первым электродом 69, или нижняя поверхность 70 индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя, частично покрытая вторым электродом 70. Два примера приводимого в действие зеркала, имеющего такую структуру, иллюстрируются на фиг. 9A и 9B.

В качестве примера первого воплощения, на фиг. 8 и 10 иллюстрируется матрица 50 из M•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51, содержащая матрицу из М•N приводимых структур 54, выполненных из пьезокристаллической керамики, например, из цирконат-титанат свинца (ЦТС). Электрическое поле прикладывается к индуцирующему перемещение тонкопленочному пьезоэлектрическому слою 66, расположенному между первым и вторым электродами 69, 70 в каждой из приводных структур 54. Приложение электрического поля будет вызывать либо сжатие, либо расширение пьезоэлектрической керамики в зависимости от полярности электрического поля относительно полярности пьезоэлектрического материала. Если полярность электрического поля соответствует полярности пьезоэлектрической керамики, пьезоэлектрическая керамика будет сжиматься. Если полярность электрического поля противоположна полярности пьезоэлектрической керамики, пьезоэлектрическая керамика будет расширяться.

Ссылаясь на фиг. 8 и 10, полярность пьезоэлектрической керамики соответствует полярности приложенного электрического поля, вызывая сжатие пьезоэлектрической керамики.

Так как упругий слой 88 не сжимается, приводная структура изгибается вниз, как показано на фиг. 10. Обратимся теперь к фиг. 8 и 10, можно показать, что свет, столкнувшись с верхней поверхностью 40 упругого слоя 88, действующего как зеркало 58 приводимого в действие зеркала 51, показанного на фиг. 10, отражается под большим углом, чем свет, отраженный от неприведенного в действие приводимого в действие зеркала 51, показанного на фиг. 8.

Наоборот, электрическое поле обратной полярности может быть приложено к индуцирующему перемещение тонкопленочному пьезоэлектрическому слою 66, вызывая расширение пьезоэлектрической керамики. В этом примере упругий слой 88 не расширяется, и в результате приводная структура 54 изгибается вверх (не показано).

Свет, столкнувшись с зеркалом 58 перемещенного вверх приведенного в действие зеркала 51, отражается под меньшим углом, чем свет, отраженный от верхней поверхности 40 упругого слоя 88 неприведенного в действие приводимого в действие зеркала 51, показанного на фиг. 8.

На фиг. 11 показан вид в разрезе второго воплощения матрицы 100 из М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал 101, где второе воплощение аналогично первому воплощению за исключением того, что каждая из приводных структур 54 является биморфной структурой, включающей первый электрод 69, второй электрод 70, промежуточные металлические слои 87, верхний индуцирующий перемещение тонкопленочный слой 89, имеющий верхнюю и нижние поверхности 90, 91, и нижний индуцирующий перемещение тонкопленочный слой 92, снабженный верхней и нижней поверхностями 93, 94. В каждой из приведенных структур 54, верхний и нижний индуцирующие перемещение тонкопленочные слои 89, 92 разделены промежуточным металлическим слоем 87, первый электрод 69 расположен на верхней поверхности 90 верхнего индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя 89, а второй электрод 70 - на нижней поверхности 94 нижнего индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя 92.

Так же как в случае первого воплощения, верхний и нижний индуцирующие перемещение тонкопленочные слои 85, 92 в каждой из приводных структур 54 выполнены из пьезоэлектрической керамики, электрострикционной керамики, магнитострикционной керамики или пьезоэлектрического полимера.

В случае, когда верхний и нижний индуцирующие перемещение тонкопленочные слои 89, 92 выполнены из пьезоэлектрической керамики или пьезоэлектрического полимера, верхний и нижний индуцирующие перемещение тонкопленочные слои 89, 92 должны быть поляризованы таким образом, чтобы направление поляризации пьезоэлектрического материала в верхнем индуцирующем перемещение тонкопленочном слое 89 было противоположно направлению поляризации нижнего индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя 92.

Фиг. 12 иллюстрирует вид в разрезе приводимого в действие зеркала 101 второго воплощения, где первый электрод 69 выполнен из светоотражающего материала, таким образом позволяя его верхней поверхности так же действовать, как зеркало 58.

В качестве примера, как функционирует второе воплощение, предположим, что верхний и нижний индуцирующие перемещение тонкопленочные слои 89, 92 в матрице 100 из M•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал 101, показанной на фиг. 11, выполнены из пьезоэлектрической керамики, например ЦТС. Когда электрическое поле прикладывается к каждой из приводных структур 54, верхнего и нижнего индуцирующих перемещение тонкопленочных пьезоэлектрических слоев 89, 92 приводная структура 54 будет изгибаться либо вверх, либо вниз, в зависимости от поляризации пьезоэлектрической керамики и полярности электрического поля. Например, если полярность вызывает сжатие верхнего индуцирующего перемещение тонкопленочного пьезоэлектрического слоя 89, а нижнего индуцирующего перемещение тонкопленочного пьезоэлектрического слоя 92 - расширение, приводная структура 54 будет изгибаться вверх. В этой ситуации ударяющийся свет отражается на меньший угол от приводной структуры 54, чем отраженный свет от не приведенной в действие приводной структуры 54. Однако, если полярность пьезоэлектрической керамики и электрическое поле вызывают расширение верхнего индуцирующего перемещение тонкопленочного пьезоэлектрического слоя 89, а нижнего индуцирующего перемещение тонкопленочного пьезоэлектрического слоя 92 - сжатие, приводная структура 54 будет изгибаться вниз. В этой ситуации ударяющийся свет отражается под большим углом от приводной структуры 54, чем отраженный свет от неприведенной в действие приводной структуры 54.

На фиг. 13A-13F проиллюстрированы шаги изготовления, входящие в изготовление первого воплощения настоящего изобретения. Процесс изготовления первого воплощения, то есть матрица 50 из M•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51, где М и N - целые числа, начинается с подготовки активной матрицы 52, имеющей верхнюю и нижнюю поверхности 75, 76, содержащей подложку 59, матрицу из M•N транзисторов (не показана) и матрицу 60 из M•N соединительных выводов 61, как проиллюстрировано на фиг. 13A.

На последующем шаге на верхней поверхности 75 активной матрицы 52 формируется поддерживающий слой 80, включающий избыточную область 83 и матрицу 81 из M•N опорных стоек 82, соответствующих матрице 55 из M•N поддерживающих элементов 56, где поддерживающий слой 80 формируется путем: напыления избыточного слоя (не показан) на всю верхнюю поверхность 75 активной матрицы 52; формирования матрицы из M•N пустых гнезд (не показана) в таким образом полученную избыточную область 83, причем каждое из пустых гнезд расположено вокруг каждого из M•N соединительных выводов 61: и обеспечения опорных стоек 82 в каждом из пустых гнезд, как показано на фиг. 13B. Избыточный слой формируется с использованием способа металлизации, матрица пустых гнезд - с использованием способа травления, а опорных стоек - с использованием металлизации или способа химического осаждения паров, с последующим способом травления. Избыточная область 83 поддерживающего слоя 80 затем обрабатывается так, чтобы ее можно было впоследствии удалить, используя способ травления или применения химикатов.

Перемычка 73 для электрического соединения каждого из соединительных выводов 61 с каждым из вторых электродов 70, выполняемая из электрически проводящего материала, например вольфрама (W), формируется в каждой из опорных стоек 82 путем первоначального создания отверстия, распространяющегося от ее верхней поверхности до верхней поверхности соответствующих соединительных выводов 61 с использованием способа травления, с последующим наполнением отверстия электрически проводящим материалом, как изображено на фиг. 13C.

На последующем шаге, как изображено на фиг. 13D, первый тонкопленочный электродный слой 84, выполненный из электрически проводящего материала, например, серебра (Ag), напыляется на поддерживающий слой 80. Затем тонкопленочный индуцирующий перемещение слой 85, выполненный из индуцирующего перемещение материала, например, из цирконат-титанат свинца (ЦТС), и второй тонкопленочный электродный слой 95 соответственно формируется на первом тонкопленочном электродном слое 84.

Впоследствии, тонкопленочный слой 99 из соответствующего материала, например, алюминия (Al), обеспечивается на верхней поверхности второго тонкопленочного электродного слоя 95.

Тонкопленочные слон электрически проводящих, индуцирующих перемещение и светоотражающих материалов могут быть напылены и сформированы с помощью известных тонкопленочных технологий, таких, как металлизация, конденсация, испарение, химическое осаждение паров, травление и микрообработка на станке, как показано на фиг. 13Е.

Избыточная область 83 поддерживающего слоя 80 затем удаляется или растворяется с помощью применения химических реактивов для того, чтобы сформировать матрицу 50 из M•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал 51, как проиллюстрировано на фиг. 13F.

Второе воплощение изготовляется аналогичным способом, как первое воплощение. Поддерживающий слой прикладывается к активной матрице. Поддерживающий слой также включает избыточную область и матрицу из М•N опорных стоек, соответствующих матрице из M•N поддерживающих элементов. Первый тонкопленочный электродный слой затем осаждают на несущий слой. Затем нижний индуцирующий перемещение слой, промежуточный металлический слой и верхний индуцирующий перемещение слой формируют последовательно сверху первого тонкопленочного электродного слоя. Затем второй тонкопленочный электродный слой осаждают сверху верхнего индуцирующего перемещение слоя. Тонкопленочные слои электрически проводящих, индуцирующих перемещение и светоотражающих материалов могут быть напылены и сформированы с помощью известных тонкопленочных технологий, как указано ранее. Избыточная область поддерживающего слоя растворяется или удаляется с помощью применения химических реактивов, оставляя матрицу 100 тонкопленочных приводимых в действие зеркал 101, имеющей матрицу 53 из М•N приводных структур 54 с биморфной структурой, причем каждая из приводных структур 54 выступает в виде консоли от каждого из поддерживающих элементов 56.

В вышеописанных способах изготовления первого и второго воплощения настоящего изобретения может быть добавлен дополнительный процесс для формирования упругого слоя 88, включающий в себя аналогичный процесс, как при формировании других тонкопленочных слоев.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано относительно только определенных предпочтительных воплощений, другие модификации и изменения могут быть сделаны не выходя за рамки настоящего изобретения, как излагается в формуле изобретения.

Предоставляется матрица из M x N тонкопленочных приводимых в действие зеркал для использования в оптической проекционной системе. Технический результат изобретения заключается в создании способа изготовления матрицы приводимых в действие зеркал, который обеспечивает высокую повторяемость и надежность путем использования тонкопленочной технологии. Матрица содержит матрицу из M x N тонкопленочных приводных структур. Каждая из тонкопленочных приводных структур включает один тонкопленочный слой индуцирующего перемещение материала, два электрода. Каждый из электродов расположен на верхней и нижней соответственно поверхностях тонкопленочного индуцирующего перемещение слоя. Матрица включает M x N поддерживающих элементов. Каждый из поддерживающих элементов используется для фиксации соответствующей из приводных структур. Матрица из M x N зеркал предназначена для отражения световых лучей. Каждое из зеркал расположено на верхней поверхности соответствующей из приводных структур. Электрическое поле прикладывается к тонкопленочному слою индуцирующего перемещение материала, расположенному между парой электродов в соответствующей из приводных структур. При этом вызывается деформация, которая будет в свою очередь деформировать зеркало, расположенное на верхней поверхности материала. 4 с. и 29 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Матрица из M•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал, содержащая активную матрицу, имеющую подложку, и матрицу M•N соединительных выводов, где M и N - целые числа, для использования в оптической проекционной системе, отличающаяся тем, что содержит матрицу из M•N тонкопленочных приводных структур, где каждая из приводных структур снабжена верхней и нижней поверхностями, ближним и дальним краями, причем каждая из приводных структур включает по меньшей мере один тонкопленочный слой индуцирующего перемещение материала, имеющий верхнюю и нижнюю поверхности и первый и второй электроды определенной толщины, где первый электрод расположен на верхней поверхности индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя, а второй электрод - на нижней его поверхности, причем индуцирующий перемещение тонкопленочный слой выполнен с возможностью деформации в ответ на деформацию соответствующей приводной структуры под действием электрического поля, приложенного к указанному тонкому слою, матрицу из M•N поддерживающих элементов, каждый из которых имеет верхнюю и нижнюю поверхности и предназначен для фиксации каждой из упомянутых приводных структур, а также электрического соединения каждой из приводных структур с активной матрицей, и матрицу из M•N зеркал для отражения световых лучей, каждое из которых расположено на верхней поверхности соответствующей из приводных структур, причем каждое из зеркал выполнено с возможностью деформации в ответ на деформацию соответствующей из приводных структур. 2. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что каждая из упомянутых приводных структур выступает в виде консоли от каждого из поддерживающих элементов путем ее помещения на верхнюю поверхность каждого из поддерживающих элементов нижней поверхностью каждой из приводных структур у ее ближнего края. 3. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что нижняя поверхность каждого из поддерживающих элементов расположена на верхней поверхности активной матрицы. 4. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что индуцирующий перемещение тонкопленочный слой выполнен из пьезоэлектрического материала. 5. Матрица по п.4, отличающаяся тем, что индуцирующий перемещение тонкопленочный слой поляризован. 6. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что индуцирующий перемещение тонкопленочный слой выполнен из электрострикционного материала. 7. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что каждый из поддерживающих элементов снабжен перемычкой для электрического соединения второго электрода в каждой из упомянутых приводных структур с соответствующим соединительным выводом активной матрицы. 8. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что каждое из M•N зеркал выполнено из светоотражающего материала. 9. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что первый и второй электроды полностью покрывают верхнюю и нижнюю поверхности индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя соответственно. 10. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что первый электрод частично покрывает верхнюю поверхность индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя, а второй электрод частично покрывает нижнюю поверхность индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя. 11. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что первый и второй электроды выполнены из электрически проводящего материала. 12. Матрица по п.1, кроме того содержащая M•N упругих слоев, где каждый из упругих слоев расположен на верхней поверхности каждой из упомянутых приводных структур. 13. Матрица по п.12, отличающаяся тем, что каждый из упругих слоев напылен между зеркалом и первым электродом в каждой упомянутой приводной структуре. 14. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что имеет M•N упругих слоев, где каждый из упругих слоев расположен на нижней поверхности каждой из приводных структур. 15. Матрица по п.11, отличающаяся тем, что первый электрод выполнен из светоотражающего материала, таким образом позволяя первому электроду действовать так же, как зеркало в каждом из тонкопленочных приводимых в действие зеркал. 16. Матрица по п. 15, отличающаяся тем, что первый электрод имеет отличную толщину от второго электрода в каждой из приводных структур. 17. Матрица M•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал, включающих активную матрицу, имеющую подложку и матрицу M•N соединительных выводов, в которой M и N является целыми числами, для использования в оптической проекционной системе, отличающаяся тем, что содержит матрицу M•N тонкопленочных приводных структур биморфной структуры, причем каждая приводная структура имеет верхнюю и нижнюю поверхности, ближний и дальний края и содержит первый электрод, второй электрод и промежуточный металлический слой, верхний индуцирующий перемещение тонкопленочный слой и нижний индуцирующий перемещение тонкопленочный слой, при этом верхний и нижний индуцирующие перемещение тонкопленочные слои отделены друг от друга промежуточным металлическим слоем, причем первый электрод размещен на верхнем индуцирующем перемещение тонкопленочном слое, а второй электрод - снизу нижнего индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя, причем индуцирующий перемещение тонкопленочный слой выполнен с возможностью деформации в ответ на деформацию соответствующей приводной структуры под действием электрического поля, приложенного к указанному тонкопленочному слою, матрицу M•N поддерживающих элементов, каждый из которых имеет верхнюю и нижнюю поверхности и предназначен для фиксации каждой из упомянутых приводных структур и также для электрического соединения каждой приводной структуры с активной матрицей, и матрицу M•N зеркал для отражения лучей света, каждое из которых размещено на верхней поверхности соответствующей из приводных структур, причем каждое из зеркал выполнено с возможностью деформации в ответ на деформацию соответствующей из приводных структур. 18. Матрица по п.17, отличающаяся тем, что верхний и нижний индуцирующие перемещение тонкопленочные слои выполнены из пьезоэлектрического материала. 19. Матрица по п.18, отличающаяся тем, что пьезоэлектрический материал верхнего индуцирующего перемещение тонкопленочного слоя поляризован в направлении, обратном по отношению к нижнему индуцирующему перемещение тонкопленочному слою. 20. Матрица по п.19, отличающаяся тем, что первый электрод имеет такую же толщину, как второй электрод в каждом из приводимых в действие зеркал. 21. Матрица по п.20, кроме того содержащая M•N упругих слоев, где каждый из упругих слоев помещен на верхней поверхности каждой из приводных структур. 22. Способ изготовления матрицы из M•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал, предназначенной для использования в оптической проекционной системе, где M и N целые числа, заключающийся в том, что заготавливают активную матрицу, имеющую подложку, и матрицу M•N соединительных выводов, отличающийся тем, что на верхней поверхности активной матрицы формируют поддерживающий слой, имеющий избыточную область, и матрицу из M•N опорных стоек, соответствующих матрице из M•N поддерживающих элементов в матрице из М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал, обрабатывают избыточную область поддерживающего слоя для его удаления, на поддерживающий слой напыляют первый тонкопленочный электродный слой, на котором формируют тонкопленочный индуцирующий перемещение слой, на котором формируют путем осаждения второй тонкопленочный электродный слой, на который напыляют зеркальный слой, выполненный из светоотражающего материала, удаляют избыточную область поддерживающего слоя для формирования таким образом матрицы из М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал и избыточной области. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что первый и второй тонкопленочные электродные слои формируют путем осаждения способом металлизации. 24. Способ по п.22, отличающийся тем, что тонкопленочный индуцирующий перемещение слой формируют с использованием способа металлизации. 25. Способ по п.22, отличающийся тем, что тонкопленочный индуцирующий перемещение слой формируют с использованием способа химического осаждения паров. 26. Способ по п.22, отличающийся тем, что тонкопленочный индуцирующий перемещение слой формируют с использованием способа конденсации. 27. Способ по п.22, отличающийся тем, что зеркальный слой формируют с использованием металлизации. 28. Способ по п.22, отличающийся тем, что для формирования поддерживающего слоя напыляют избыточный слой на верхнюю поверхность активной матрицы, заготавливают матрицы из M•N пустых гнезд на избыточном слое, причем каждое из пустых гнезд располагают вокруг каждого из M•N соединительных выводов, формируют опорные стойки в каждом из пустых гнезд. 29. Способ по п.28, отличающийся тем, что избыточный слой формируют с использованием способа металлизации. 30. Способ по п.28, отличающийся тем, что матрицу из M•N пустых гнезд формируют с использованием способа травления. 31. Способ по п. 28, отличающийся тем, что опорные стойки формируют с использованием способа металлизации с последующим способом травления. 32. Способ по п. 28, отличающийся тем, что опорные стойки формируют с использованием способа химического осаждения паров с последующим способом травления. 33. Способ изготовления матрицы из M•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал, предназначенный для использования в оптической проекционной системе, где M и N - целые числа, заключающийся в том, что заготавливают активную матрицу, имеющую подложку, и матрицу M•N соединительных выводов, отличающийся тем, что на верхней поверхности активной матрицы формируют поддерживающий слой, имеющий избыточную область и матрицу из M•N опорных стоек, соответствующих матрице из M•N поддерживающих элементов в матрице из М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал, обрабатывают избыточную область поддерживающего слоя для ее удаления, на поддерживающий слой напыляют первый тонкопленочный электродный слой, на котором формируют нижний тонкопленочный индуцирующий перемещение слой, формируют путем осаждения промежуточный металлический слой на верхней поверхности нижнего тонкопленочного индуцирующего перемещение слоя, напыляют верхний тонкопленочный индуцирующий перемещение слой на промежуточный металлический слой, формируют второй тонкопленочный электродный слой верхней поверхности тонкопленочного индуцирующего перемещение слоя, таким образом формируя биморфную структуру, напыляют зеркальный слой из светоотражающего материала на втором тонкопленочном электродном слое, удаляют избыточную область поддерживающего слоя для формирования посредством этого матрицы из М•N тонкопленочных приводимых в действие зеркал и избыточной области.

Приоритет по пунктам:
29.10.93 по пп.1-6, 8, 9, 11, 14, 16-19;
30.11.93 по пп.7, 15, 20 и 21;
30.12.93 по пп.10, 12 и 13;
16.11.93 по пп.22-33.