[发明专利]光学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及其制造方法，该投影系统具有反射构件和致动器，致动器具有多个致动部件，其中，相邻的致动部件在相反的方向一个一个地被致动，从而设置在致动器上的反射件具有大的倾斜角。

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。

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步骤和设计，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.08/336,021，发明名称为“用于光学投影系统的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31；一致动器33，形成于有源基体31之上；和一镜35，形成于致动器33之上。有源基体31包括：一基底37，M×N(M，N是整数)个晶体管(未显示)，安装在基底37之内；和M×N(M，N是整数)个连接端子39，分别形成于各个晶体管之上。

致动器33包括：一支撑元件41，形成于包含连接端子39的有源基体31之上；一第一电极43，其具有一底，其第一部分连接到支承件41上，其第二部分形成为与有源基体31平行；一导体49，形成于支撑元件41内，从而连接连接端子39和第一电极43；一有源层45，形成于第一电极43之上；一第二电极47，形成于有源层45之上；一间隔构件51，形成于第二电极47的第一部分上，以及一支承层53，其具有一底，其第一部分连接到间隔件51上，其第二部分形成为平行于第二电极47。镜35安装在支承层53上。

下面将介绍薄膜AMA的一种制造方法。图3A至3D示出了薄膜AMA的制造步骤。在图3A至3C中，与图2中相同的参考数字表示相同的元件。

参考图3A，首先，形成有源基体31，包括基底37，其中形成有M×N个晶体管(未显示)，M×N个连接端子39分别形成于晶体管之上。接着，在有源基体31上形成一第一牺牲层55之后，第一牺牲层55被构图，以暴露有源基体31中形成连接端子39的部分。第一牺牲层55可以用化学药品或通过蚀刻方法除去。