[发明专利]光投影系统中的薄膜致动镜象阵列及其制造方法

说明书

本发明涉及光投影系统中的薄膜致动镜象阵列及其制造方法，更具体地说，涉及光投影系统中的薄膜致动镜象阵列，它包括：一厚公用线，形成于致动器的第一部分之上，致动器形成于基底靠近安装电路和连接端子的部分之上；和一反射元件，它通过一第二牺牲层来形成的，从而，防止在公用线上产生电压降和电路的损坏，增加反射元件的平整性和投到屏幕上的图像的质量，及其制造方法。

一般地，从光学角度，光调制器可以分为两种。一种类型是直接光调制器，如阴极射线管(CRT，cathode ray tube)，另一种类型是透射光调制器，如液晶显示(LCD，liquid crystal display)。CRT在屏幕上产生高质量图像，但是，根据屏幕的放大率，CRT的重量，容积及制造成本增加。LCD具有简单的光学结构，所以，LCD的重量和容积比CRT的小。然而，由于光偏振，LCD的光效率低于1～2％。另外，LCD的液晶材料方面也存在一些问题，如灵敏度和过热。

因此，为了解决这些问题，开发了数字镜象器件(DMD，digital mirrordevice)和致动镜象阵列(AMA，actuated mirror array)。目前，DMD的光效率约为5％，AMA的光效率高于10％。AMA提高了屏幕上图像的对比度，因此，屏幕的图像更透明和更亮。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是一简图，示出了美国专利No.5,126,836(授予Gregory Um)介绍的传统的致动镜象阵列的引擎系统。参考图1，来自光源1的一入射光线经过一第一切口3和第一透镜5，根据彩色显象的红绿蓝(RGB)系统，被分成红、绿和蓝光。在分解的红、绿和蓝光分别被一第一镜7，一第二镜9和一第三镜11反射以后，反射光线分别射到与镜7、9和11对应的AMA器件13、15和17上。AMA器件13、15和17是倾斜安装在这里的镜子，所以，入射光线被镜反射。在这种情况下，安装在AMA器件13，15和17内的镜根据其下形成的有源层的变形而倾斜。被AMA器件13，15和17反射的光经过一第二透镜19和一第二切口21，通过投影透镜23在屏幕(未显示)上形成一图像。

在大多数情况下，ZnO被用作有源层。然而，锆钛酸铅(PZT∶Pb(Zr，Ti)O₃)比ZnO的压电特性好。PZT是锆酸铅(PbZrO₃)和钛酸铅(PbTiO₃)的完全的固溶体。PZT具有正六面体结构，高温下它存在于顺电(paraelecfric)相中。在常温下，根据Zr和Ti的组分比，正交晶结构PZT存在于反铁电相中，菱形晶结构PZT存在于铁电相中，四方晶结构PZT存在于铁磁相中。四方晶相和菱形晶相的变晶影响相边界(MPB，morphotropic phase boundary)中Zr∶Ti的组分比为1∶1。在MPB中PZT具有最大的介电特性和最大的压电特性。MPB存在于四方晶相和菱形晶相共存的一个大的区域之中，但在某些组分中不存在。研究者们对PZT的相共存区域的组分有不同的见解。各种理论，如热力学稳定性、组分波动和内应力，被认为是相共存区域的理论。现在，PZT薄膜通过多种工序来制造，如稳压深压法，金属有机化合物化学气相沉积(OMCUD Organometallic Chemical Vapor Deposition)法，和溅射法。

AMA一般分成体型AMA和薄膜型AMA。美国专利No.5,469,302(授予Dae-Young)介绍了体型AMA。在体型AMA中，当一由插在金属电极中的多层陶瓷构成的陶瓷晶片安装在包含晶体管的有源基体上以后，通过锯除陶瓷晶片将一镜安装在陶瓷晶片之上。然而，体型AMA的缺点是它需要非常准确的工序和设计，而且有源层的响应慢。因此，开发了通过半导体技术生产的薄膜AMA。

美国No 08/331,399，发明名称为“薄膜致动镜象阵列及其制造方法”中介绍了薄膜AMA，它现在还在美国专利商标局处于审查过程中，本申请的受让人在此提及。

图2示出了薄膜AMA的截面图。参考图2，薄膜AMA包括：一有源基体30；一致动器50，形成于有源基体30之上；和一镜53，形成于致动器50之上。有源基体30包括：一基底33，M×N(M，N是整数)个晶体管(未显示)，安装在基底33之内；和M×N(M，N是整数)个连接端子35，分别形成于各个晶体管之上。