[发明专利]具有提高对比度的数字微镜装置及其方法

说明书

【0001】本发明一般涉及光学处理装置，更具体地，涉及一种具有提高对比度的数字微镜装置及其方法。

技术背景

【0002】数字微镜装置(DMD)能够用于光通信和/或投影显示系统。DMD包括微镜阵列，所述微镜阵列通过在活动的“开”和“关”状态之间绕枢轴转动来选择性地传递至少一部分光信号或光束。为了允许微镜绕枢轴转动，每个微镜均被附连于安装在一个或多个支柱上的铰链，所述一个或多个支柱联接于CMOS衬底。在微镜和支柱之下，过去常用CMOS衬底控制DMD微镜的运动。令人遗憾的是，当微镜处于“关”状态，具有光学反射性的CMOS衬底可能会被暴露。当光在DMD的微镜之间通过时，其可被衬底表面反射，从而产生不需要的光学伪像，且限制了DMD的对比度。

【0003】在试图减少组成DMD底层结构的CMOS衬底的反射率的过程中已采用了各种方法来提高DMD的对比度。一些方法使用由诸如二氧化硅和氮化钛构成的多层介质结构来覆盖DMD底层结构。然而，由于氮化钛的半导电的性质这种方法在其适用性上受到限制，所述氮化钛的半导电的性质可导致有关电的问题，例如充电和寄生电容。其它方法采用了氧化铬覆盖铬或其它反射金属以形成在一些DMD中使用的缝隙。这种方法同样受到限制，这是因为铬的使用高度受限于环境条件。最后，采用非金属元素的方法已受到限制，这是由于DMD中暴露层中非金属元素趋向于与DMD顶部空间中的氟起反应而形成具有高分压的化合物，所述高分压可损害DMD。

发明内容

【0004】根据本发明的一个实施例，提供了具有提高对比度的数字微镜装置及其方法。数字微镜装置包括衬底的上表面上的多个载流导体，每个载流导体均具有上表面；布置在载流导体的上表面上的低反射率金属；以及在衬底上形成缝隙(aperture)的第一和第二微镜。布置在载流导体的上表面上的低反射率金属减少了通过缝隙由载流导体接收的光的反射。

【0005】本发明的某些实施例的技术优势包括跟传统DMD相比具有提高对比度的数字微镜装置。本发明的特定实施例用可减少反射离开DMD上层结构的反射光的低反射率金属覆盖这些导体，而不是将高度反射的载流导体留在暴露的衬底上表面上。

【0006】本发明的某些实施例的另一个技术优势是所使用的低反射率金属在暴露于DMD顶部空间中的化合物时趋向于形成离子化合物。这些离子化合物典型地具有的分压比共价化合物的分压要低，从而降低由于顶部空间中的过大压力而对DMD造成损害的风险。

【0007】本发明的某些实施例的又一个技术优势是在DMD中使用的低反射率金属天生具有低吸收系数，从而允许低反射率金属被用于多层堆叠结构中，在所述堆叠结构中金属是至少部分地透射的。在某些实施例中，这些多层堆叠结构具有的发射率甚至可低于那些无限厚的单层结构的反射率。

【0008】根据下文本发明的其它技术优势对于本领域技术人员而言将会是显而易见的。

附图描述

【0009】为了更完整地理解本发明及其特征和优势，现参照如下连同附图的描述，其中：

【0010】图1说明了根据本发明特定实施例的数字微镜装置的部分透视图；

【0011】图2A说明了根据本发明特定实施例的数字微镜装置的部分横断面视图；

【0012】图2B说明了根据本发明特定实施例的数字微镜装置的部分横断面视图；以及

【0013】图3说明了根据本发明特定实施例的形成数字微镜装置衬底的方法流程图。

具体实施方式

【0014】根据本发明的特定实施例，图1说明了数字微镜装置(DMD)100的部分透视图。DMD 100采用低反射率涂层覆盖DMD的CMOS衬底的导电层以减少DMD上层结构的反射率并提高DMD的对比度系数。

【0015】如图1中所示，DMD 100包括微型机电开关(MEMS)装置，所述微型机电开关装置包括几十万个倾斜微镜104的阵列。在本例中，每个微镜104在尺寸上约为13.7平方微米，且在相邻微镜之间具有约1微米的间隙。在一些例子中，每个微镜在尺寸上可小于13平方微米。在其它例子中，每个微镜在尺寸上可约为17平方微米。另外，每个微镜104可倾斜到正负10度，从而产生活动的“开”状态条件或活动的“关”状态条件。在其它例子中，对于活动的“开”状态或“关”状态而言每个微镜104可倾斜正负12度。