[发明专利]用于光学投影系统中的薄膜致动反射镜阵列

说明书

本发明涉及一种光学投影系统；且更具体地，涉及一种该系统中使用的M×N薄膜致动反射镜阵列及其制造方法，各薄膜致动反射镜具有提高的光学效率及可使其制造中包含的高温处理的影响最小的结构。

在现有的各种视频显示系统中，已知光学投影系统能够提供大幅高质量的显示。在这样一光学投影系统中，来自一灯的光被均匀地照射在例如M×N致动反射镜阵列上，其中各反射镜与各致动器相耦合。这些致动器可由响应于施加至其的电场而变形的例如压电或电致伸缩材料的电致位移材料制成。

来自各反射镜的反射光束被入射在例如一光挡板的一孔径上，通过给各致动器施加电信号，各反射镜与入射光束的相对位置被改变，从而致使来自各反射镜的反射光束的光路的偏移。当各反射光束的光路被改变时，自各反射镜反射的通过该孔径的光量被改变，从而对光束的密度进行调制。通过该孔径调制的光束经例如投影镜头的一适当的光学装置被透射到一投影屏幕上，从而显示一图象。

在图1A至1G中，说明了在题为“薄膜致动反射镜阵列”的共有未决的美国专利申请08/430,628中公开的，在制造M×N薄膜致动反射镜101的阵列100中包含的制造步骤，其中M和N为整数。

阵列100的制造过程开始于制备一有源矩阵10，该有源矩阵10包括一基底12、一M×N晶体管阵列(未示出)和一M×N连接端子14的阵列。

在接着的步骤中，在有源矩阵10的顶上形成一薄膜待除层24，如果该薄膜待除层24由金属制成，采用溅射或蒸镀法，如果该薄膜待除层24由磷硅玻璃制成，采用化学汽相淀积(CVD)或旋转涂覆法，如果该薄膜待除层24由多晶硅制成，采用CVD法。

然后，形成一包括由该薄膜待除层24围绕的M×N支持元件22的阵列的支持层20，其中该支持层20通过以下步骤形成：通过使用光刻法在该薄膜待除层24上生成一M×N空槽的阵列(未示出)，各空槽位于连接端子14的周围；并通过使用溅射或CVD法在位于连接端子14周围的各空槽中形成一支持元件22，如图1中所示。这些支持元件22由绝缘材料制成。

在接着的步骤中，通过使用Sol-Gel、溅射或CVD法在支持层20的顶上形成由与支持元件22相同的绝缘材料制成的一弹性层30。

接着，通过以下步骤在各支持元件22中形成由金属制成的导管二6：首先通过使用蚀刻法生成一M×N孔的阵列(未示出)，各孔从弹性层30的顶部延伸至连接端子14的顶部；并用金属填入其中从而形成导管26，如图1B所示。

在接着的步骤中，通过使用溅射法在弹性层30包括导管26的顶上形成由导电材料制成的第二薄膜层40。该第二薄膜层40通过支持元件22中形成的导管26被电连接至这些晶体管。

然后，通过使用溅射法、CVD法或Sol-Gel法在第二薄膜层40的顶上形成由例如锆钛酸铅(PZT)的压电材料制成的薄膜电致位移层50，如图1C所示。

在接着的步骤中，通过使用光刻法或激光修剪法将薄膜电致位移层50、第二薄膜层40和弹性层30构型成一M×N薄膜电致位移元件55的阵列、一M×N第二薄膜电极45的阵列和一M×N弹性元件35的阵列直至暴露出支持层20中的薄膜待除层24，如图1D所示。各第二薄膜电极45通过各支持元件22中形成的导管26被电连接至一对应的晶体管并起到该薄膜致动反射镜101中信号电极的作用。

接着，各薄膜电致位移元件55在高温下被加热，例如对于PZT在650℃左右，以使产生相移从而形成一M×N热处理的机构的阵列(未示出)。由于各热处理的薄膜电致位移元件55非常薄，在它由压电材料制成的情况下，不需要极化(pole)它：因为在薄膜致动反射镜101的工作期间，它可通过施加的电信号被极化。

在上述步骤后，通过以下步骤在该M×N热处理的机构的阵列中的薄膜电致位移元件55的顶上形成由导电且反光材料制成的一M×N第一薄膜电极65的阵列：首先使用溅射法，形成由导电且反光材料制成的一层60，完全覆盖该该M×N热处理的机构包括暴露出的支持层20中的薄膜待除层24的顶部，如图1E所示，且然后使用蚀刻法，选择地去除该层60，导致M×N致动反射镜机构111的阵列110，其中各致动反射镜机构111包括一顶表面和四个侧表面，如图1F所示。各第一薄膜电极65在薄膜致动反射镜101中起到反射镜以及偏压电极的作用。

接着用一薄膜保护层(未示出)完全覆盖各致动反射镜机构111中的顶表面和四个侧表面。