CZ290728B6 - Pole tenkofilmových řízených zrcadel a způsob jeho přípravy - Google Patents

Abstract

Pole je tvo°eno aktivn matic (52) se z kladn vrstvou (159) s polem tranzistor a polem (61) spojovac ch termin l (62), d le polem tenkofilmov²ch ° dic ch struktur (53), maj c ch bli a vzd len j konec (65, 66) a obsahuj c ch pohyb indukuj c vrstvu (67, 112) z pohyb indikuj c ho materi lu s prvn a druhou elektrodou (70, 71, 113, 111), kde prvn elektroda (70, 113) je upravena na horn plo e pohyb indukuj c vrstvy (67, 112), p°i em je d le tvo°eno polem (55) nosn²ch len (56), polem (57, 114) distan n ch len (58) a polem (59) zrcadlov²ch vrstev, kde ka d² z nosn²ch len (56) dr na m st p°i°azenou ° dic strukturu (53), a kde horn plocha ka d ho z nosn²ch len (56) je elektricky spojena s ° dic strukturou (53) a doln plocha ka d ho z nosn²ch len (56) je elektricky spojena s aktivn matic (52), p°i em ka d² z distan n ch len (58) je um st n na horn plo e ka d z ° dic ch struktur (53), a to na jejich vzd len j m konci (66), a ka d pole (59) zrcadlov²ch vrstev obsahuje pro odr en sv teln²ch paprsk zrcadlo (77) s nosnou vrstvou (78, 116), je rozd leno na prvn a druhou st (79, 80), odpov daj c bli mu a vzd len j mu konci (66, 65) ka d z ° dic ch struktur (53), a je upevn no na horn plo e ka d ho z distan n ch len (58). P°i p° prav pole se nejprve vytvo° aktivn matice (52), na jej horn plo e se uprav prvn nosn vrstva (106) s polem podp rek (108) a prvn ch ob tovan²ch oblast (109), na n se nanese druh elektrodov vrstva (111), na kter se vytvo° bu pohyb indukuj c vrstva (112), nebo se na n vytvo° doln tenkofilmov vrstva (92), kter se opat° mezilehlou kovovou vrstvou (87), na kterou se nanese horn t

Description

Vynález se týká pole tenkofilmových řízených zrcadel, určených zejména pro použití v optických promítacích systémech a způsobu jeho přípravy.

Dosavadní stav techniky

Z řady různých video zobrazovacích systémů, které jsou v technice k dispozici, je znám optický promítací systém, který je schopný poskytovat vysoce jakostní zobrazení velkého měřítka. V takovémto optickém promítacím systému světlo ze světelného zdroje rovnoměrně osvětluje pole, např. pole Μ x N, řízených zrcadel, kde každé z těchto zrcadel je spřaženo s každým z řídicích zařízení. Řídicí zařízení mohou být vyrobena z elektricky ovladatelného materiálu jako je piezoelektrický nebo elektrostrikční materiál, který se deformuje v závislosti na elektrickém poli, kterému je vystaven.

Odražený světelný paprsek od každého ze zrcadel dopadá do apertury přepážky. Zavedením elektrického signálu na každé z řídicích zařízení se mění vzájemná poloha každého ze zrcadel vzhledem, k dopadajícímu světelnému paprsku a tím vyvolá odchylku optické cesty odraženého paprsku od každého ze zrcadel. Jak se mění optická cesta každého z odražených paprsků, mění se množství aperturou procházejícího světla odraženého od každého ze zrcadel, čímž je modulována intenzita paprsku. Pro zobrazení obrazu jsou aperturou modulované paprsky vedeny prostřednictvím příslušného optického zařízení, například promítacím objektivem, na promítací stínítko.

Známé Μ x N elektricky ovladatelné řízené zrcadlové pole, pro použití v optickém promítacím systému, obsahuje aktivní matici včetně základní vrstvy, na té pole Μ x N tranzistorů a pole elektricky ovladatelných řídicích zařízení. Každé z elektricky ovladatelného řídicího zařízení obsahuje pár řídicích členů, pár předpěťových elektrod a obyčejnou signální elektrodu. Μ x N pole závěsů, umístěných do každého z elektricky ovladatelných řídicích zařízení a jednak pole M x N spojovacích terminálů, přičemž každý ze spojovacích terminálů je používán pro elektrické propojení každé ze signálních elektrod s aktivní maticí a jednak pole Μ x N zrcadel, přičemž každé ze zrcadel je upevněno na vršek každého z Μ x N závěsů.

Je rovněž znám způsob přípravy takovéhoto pole Μ x N elektricky ovladatelných řízených zrcadel, který využívá keramickou destičku o tloušťce 30 až 50.10’⁹m (30 až 50 mikrometrů).

Existuje však prostor pro další zlepšování shora popsané metody pro výrobu pole Μ x N elektricky ovladatelných řídicích zařízení. Především je značně obtížné získat keramickou destičku o tloušťce 30 až 50.10'⁹m (30 až 50 μιη); a dále, jakmile je tloušťka keramické destičky redukována na rozmezí 30 až 50.10'⁹m (30 až 50 μιη), tak se její mechanické vlastnosti zhorší, což má za následek znesnadnění výrobního postupu.

Mimoto do hry vstupuje i řada časově náročných, těžko řiditelných a obtížných postupů, takže je obtížné získat požadovanou reprodukovatelnost, spolehlivost a výtěžnost, přičemž současně existuje i dolní hranice dosažitelné tloušťky.

Podstata vynálezu

Primárním úkolem tohoto vynálezu je poskytnutí takového způsobu přípravy pole Μ x N 5 řízených zrcadel, který se obejde bez použití tenké elektricky ovladatelné keramické destičky, tj.

způsobu, který bude dávat vyšší reprodukovatelnost, spolehlivost a výtěžnost při využití známých technologií tenkého filmu, obecně používaných ve výrobě polovodičů.

Dalším úkolem tohoto vynálezu je pak vytvoření takového pole Μ x N řízených zrcadel, mající 10 novou strukturu, slučující množinu pohyb indukujících tenkofilmových vrstev a elektricky vodivých a světlo odrážejících materiálů.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje pole tenkofilmových řízených zrcadel, určených zejména pro použití v optických promítacích systémech, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá 15 v tom, že je tvořeno aktivní maticí se základní vrstvou s polem tranzistorů a polem spojovacích terminálů, dále polem tenkofilmových řídicích struktur, majících bližší a vzdálenější konec a obsahujících pohyb indukující vrstvu z pohyb indukujícího materiálu s první a druhou elektrodou, kde první elektroda je upravena na horní ploše pohyb indukující vrstvy, přičemž je dále tvořeno polem nosných členů, polem distančních členů a polem zrcadlových vrstev, kde 20 každý z nosných členů drží na místě přiřazenou řídicí strukturu a kde horní plocha každého z nosných členů je elektricky spojena s řídicí strukturou a dolní plocha každého z nosných členů je elektricky spojena s aktivní maticí, přičemž každý z distančních členů je umístěn na horní ploše každé z řídicích struktur, a to na jejich vzdálenějším konci a každé pole zrcadlových vrstev obsahuje pro odrážení světelných paprsků zrcadlo s nosnou vrstvou, je rozděleno na první 25 a druhou část, odpovídající bližšímu a vzdálenějšímu konci každé zřídících struktur a je upevněno na horní ploše každého z distančních členů, pro zajištění rovinnosti pole zrcadlových vrstev a odrážení světelných paprsků celým zrcadlem, při deformaci každé z řídicích struktur v důsledku průchodu elektrického proudu.

Podstatou řešení je též to, že každá z řídicích struktur je podepřena a upevněna na horní ploše každého z nosných členů svojí dolní plochou, a to na jejím bližším konci a že dolní plocha každého z nosných členů je umístěna na vrchu aktivní matice.

Podstatné je dále i to, že každý z distančních členů je uložen na vzdálenějším konci horní plochy 35 každé z řídicích struktur, že první část každé plochy zrcadlových vrstev je upevněna na horní plochu každého z distančních členů a druhá část je podepřena odpovídajícím nosným členem a že pohyb indukující vrstva je tvořena mezilehlou kovovou vrstvou, opatřenou na jedné své straně pohyb indukující horní tenkofilmovou vrstvu a na druhé straně dolní tenkofilmovou vrstvu, přičemž první elektroda je umístěna na horní ploše horní tenkofilmové vrstvy a druhá 40 elektroda je umístěna na dolní ploše dolní tenkofilmové vrstvy.

Podstatné pro řešení je pak také to, že pohyb indukující vrstva je vyrobena z piezoelektrické keramiky nebo z piezoelektrického polymeru, je polarizována, nebo je vyrobena zelektrostrikčního nebo magnetostrikčního materiálu. Pohyb indukující horní a dolní tenkofilmové vrstvy 45 přitom mohou být vyrobeny z piezoelektrického materiálu, přičemž piezoelektrický materiál pohyb indukující horní tenkofilmové vrstvy je polarizován ve směru opačném než v jakém je polarizován piezoelektrický materiál pohyb indukující dolní tenkofilmové vrstvy.

Za podstatné je nutno též považovat to, že každý z nosných členů je opatřen spojem pro 50 elektrické spojení druhé elektrody v každé z řídicích struktur s odpovídajícím spojovacím materiálem na aktivní matici, že první elektrody buď zcela pokrývají horní plochy pohyb indukujících horních tenkofilmových vrstev a druhé elektrody zcela pokrývají dolní plochy pohyb indukujících dolních tenkofilmových vrstev, nebo že první elektrody pokrývají částečně

-2 CZ 290728 B6 horní plochy pohyb indukujících horních tenkofilmových vrstev a druhé elektrody částečně pokrývají dolní plochy pohyb indukujících dolních tenkofilmových vrstev.

Podstatné pro pole tenkofilmových řízených zrcadel je pak také to, že první a druhé elektrody jsou vyrobeny z elektricky vodivého materiálu, že na horní nebo dolní ploše každé z řídicích struktur je umístěna pružná vrstva, že nosná vrstva je vyrobena ze světlo odrážejícího materiálu aje simultánně připojena ke vzdálenějšímu konci každé z řídicích struktur a k horní ploše aktivní matice.

Podstatou způsobu přípravy výše popsaného pole tenkofilmových řízených zrcadel je pak to, že se nejprve vytvoří aktivní matice, na jejíž horní ploše se upraví první nosná vrstva spolem podpěrek a prvních obětovaných oblastí, na níž se nanese druhá elektrodová vrstva, na které se vytvoří buď pohyb indukující vrstva, nebo se na ní vytvoří dolní tenkofilmová vrstva, která se opatří mezilehlou kovovou vrstvou, na kterou se nanese horní tenkofilmová vrstva, přičemž na pohyb indukující vrstvu nebo na horní tenkofilmovou vrstvu se následně nanese první elektrodová vrstva, na jejímž povrchu se vytvoří pole distančních členů a druhých obětovaných oblastí, přičemž na toto pole se nanese nosná vrstva, na které se vytvoří světlo odrážející vrstva, načež se z první nosné vrstvy a pole odstraní obětované oblasti, čímž se vytvoří zrcadlové pole tenkofilmových řízených zrcadel.

Podstatou tohoto způsobu je dále to, že první a druhé elektrodové vrstvy a další vrstvy se vytvářejí rozprašováním, že pohyb indukující vrstva a vrstvy se vytvářejí buď rozprašováním, nebo odpařováním chemikálií, přičemž pohyb indukující vrstva a vrstvy se mohou vytvářet též sol-gelovou metodou.

Podstatné je dále i to, že první nosná vrstva se vytváří nanesením prvních obětovaných oblastí na horní plochu aktivní matice za vzniku pole prázdných štěrbin, z nichž každá je upravena kolem každého ze spojovacích terminálů a tvořena podpěrkou, přičemž podpěrky se vytvářejí buď rozprašováním s následným leptáním, nebo se vytvářejí nanášením výparů chemikálií s následným leptáním.

Pole distančních členů se přitom vytváří nanesením druhé obětované oblasti na první elektrodovou vrstvu za vzniku pole prázdných štěrbin, z nichž v každé se vytvoří distanční člen, přičemž první obětovaná oblast a druhá obětovaná oblast se vytváří rozprašováním.

Výhodné přitom je, když se pole prázdných štěrbin vytváří leptáním a když se distanční členy vytvářejí buď rozprašováním s následným leptáním, nebo se vytvářejí nanášením výparů chemikálií s následným leptáním.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení pole tenkofilmových řízených zrcadel podle vynálezu jsou znázorněny na připojených výkresech, na nichž:

obr. 1 představuje pohled v řezu na pole Μ x N tenkofilmových řízených zrcadel v souladu s prvním výhodným provedením tohoto vynálezu;

obr. 2 objasňuje detailní pohled v řezu na pole tenkofilmových řízených zrcadel podle prvního provedení, znázorněného na obr. 1;

obr. 3 znázorňuje průřez tenkofilmového řízeného zrcadla podle prvního provedení s pružnou vrstvou umístěnou na spodku druhé elektrodové vrstvy;

-3 CZ 290728 B6 obr. 4 představuje pohled v řezu na tenkofilmové řízené zrcadlo podle prvního provedení, mající nosnou vrstvu vyrobenou ze světlo odrážejícího materiálu;

obr. 5A a 5B představují pohledy v řezu na tenkofilmové řízené zrcadlo podle prvního provedení, které má horní nebo dolní plochu pohyb indukující vrstvy v každé z řídicích struktur částečně pokrytou první a druhou elektrodovou vrstvou;

obr. 6 zobrazuje pohled v řezu na tenkofilmové řízené zrcadlo podle prvního provedení v řízeném stavu;

obr. 7 poskytuje pohled v řezu na tenkofilmové řízené zrcadlo podle druhého provedení, mající bimorfní strukturu;

obr. 8 poskytuje pohled v řezu na tenkofilmové řízené zrcadlo podle třetího provedení a obr. 9A až 9H zobrazují pohledy v řezu na postupné výrobní kroky podle prvního provedení v souladu s tímto vynálezem.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je vyobrazen pohled v řezu na první provedení zrcadlového pole 50 Μ x N tenkofilmových řízených zrcadel 51, zahrnující aktivní matici 52, pole Μ x N tenkofilmových řídicích struktur 53, pole 55 Μ x N nosných členů 56, pole 57 Μ x N distančních členů 58 a pole 59 M x N zrcadlových vrstev.

Obr. 2 představuje podrobný pohled v řezu na tenkofilmové řízené zrcadlové pole 50, které bylo vyobrazeno na obr. 1. Aktivní matice 52 obsahuje základní vrstvu 159, pole Μ x N tranzistorů (zde není vyobrazeno) a pole 61 Μ x N spojovacích terminálů 62. Každá z řídicích struktur 53 je opatřena horní a dolní plochou a bližším a vzdálenějším koncem 65, 66 a dále obsahuje přinejmenším tenkofilmovou pohyb indukující vrstvu 67, mající horní a dolní plochu a první a druhou elektrodovou vrstvu 70, 21, vyrobenou např. z kovu jako je zlato (Au) nebo stříbro (Ag). První elektrodová vrstva 70 je umístěna na horní ploše pohyb indukující vrstvy 67 a druhá elektrodová vrstva 71 je umístěna na její dolní ploše. Pohyb indukující vrstva 67 je vyrobena z piezoelektrické keramiky, elektrostrikční keramiky, magnetostrikční keramiky nebo z piezoelektrického polymeru. V případě, kdy pohyb indukující vrstva 67 je vyrobena z piezoelektrické keramiky nebo z piezoelektrického polymeru, tak musí být polarizovatelná.

Každý z M x N nosných členů 56 je použit pro držení každé z řídicích struktur 53 na místě a rovněž pro elektrické propojení druhé elektrodové vrstvy 71 v každé z řídicích struktur 53 s odpovídajícími spojovacími terminály 62 na aktivní matici 52 pomocí spojů 118, vyrobených z elektricky vodivého materiálu, např. kovu. V zrcadlovém poli 50 Μ x N tenkofilmových řízených zrcadel 51 je každá z řídicích struktur 53 podpírána každým z nosných členů 56 pomocí upevnění horní plochy každého z nosných členů 56 na dolní plochu každé z řídicích struktur 53, a to na jejich bližším konci 65. Dolní plocha každého z nosných členů 56 je přitom umístěna na vršku aktivní matice 52. Každý z distančních členů 58 je umístěn na horní ploše každé z řídicích struktur 53, a to na jejich vzdálenějším konci 66. Dále, každá ze zrcadlových vrstev, včetně zrcadla 77 pro odrážení světelných paprsků, nosné vrstvy 78, má první a druhé části 79, 80 odpovídající vzdálenějším, respektive bližším koncům 66, 65 každé z řídicích struktur 53. První část 79 každé ze zrcadlových vrstev je upevněna na horní ploše každého z distančních členů 58 a druhá část 80 je podpírána každým z nosných členů 56. V každé ze zrcadlových vrstev je zrcadlo 77 umístěno na horní ploše nosné vrstvy 78.

-4CZ 290728 B6

Elektrické poleje vloženo napříč pohyb indukující vrstvy 67, a to mezi elektrodové vrstvy 70. 71 v každé z řídicích struktur 53. Vložení takovéhoto elektrického pole způsobí deformaci pohyb indukující vrstvy 67. tudíž i řídicí struktury 53, která obratem vychýlí zrcadlovou vrstvu se zrcadlem 77.

Navíc každé z tenkofilmových řízených zrcadel 51 může být dále opatřeno pružnou vrstvou 88. Pružná vrstva 88 může být umístěna buď mezilehle mezi distanční člen 58 a první elektrodovou vrstvu 70, nebo na spodku druhé elektrodové vrstvy 71 v každém z řízených zrcadel 5L Na obr. 3 je vyobrazeno tenkofilmové řízení zrcadlo 51, opatřené pružnou vrstvou 88 na dolní ploše řídicí struktury 53.

Materiál tvořící nosnou vrstvu 78 v každé ze zrcadlových vrstev může být materiál odrážející světlo, např. hliník (Al), což umožní, aby horní plocha fungovala rovněž jako zrcadlo 77 v každém z tenkofilmových řízených zrcadel 51, jak je zakresleno na obr. 4.

Pro zrcadlo pole 50 tenkofilmových řízených zrcadel je rovněž možné, aby fungovalo stejně dobře s horními a dolními plochami tenkofilmových pohyb indukujících vrstev 67 v každé z řídicích struktur 53, zcela pokrytými první a druhou elektrodovou vrstvou 70, 71, nebo s kteroukoliv z horních a dolních ploch tenkofilmové pohyb indukující vrstvy 67 v každé z řídicích struktur 53, pokrytými částečně první a druhou elektrodovou vrstvou 70, 7L V tomto případě musí být tenkofilmové řízení zrcadlo 51 opatřeno pružnou vrstvou 88. Dva příklady tenkofilmového řízeného zrcadla 51 s takovouto strukturou jsou vyobrazeny na obr. 5A a 5B.

Na příkladech prvního provedení je na obr. 2 a 6 vyobrazeno zrcadlové pole 50 Μ x N tenkofilmových řízených zrcadel 51, zahrnujících pole Μ x N řídicích struktur 53, vyrobené z piezoelektrické keramiky, například z titaničitanu olovnatozirkoničitého (PZT). Elektrické pole je vloženo napříč tenkofilmovou piezoelektrickou pohyb indukující vrstvou 67, umístěnou mezi první a druhou elektrodovou vrstvou 70, 71 v každé z řídicích struktur 53. Aplikace elektrického pole způsobí, že se piezoelektrický materiál buď smrští, nebo roztáhne, v závislosti na polaritě elektrického pole a s ohledem na polaritu piezoelektrického materiálu. Jestliže polarita elektrického pole odpovídá polaritě piezoelektrické keramiky, tak se piezoelektrický materiál smrští. Jestliže polarita elektrického poleje opačná než polarita piezoelektrického materiálu, tak se piezoelektrický materiál roztáhne.

Na obr. 6 odpovídá polarita piezoelektrického materiálu polaritě přiloženého elektrického pole a způsobuje tak smrštění piezoelektrického materiálu. V takovémto případě se řídicí struktura 53 ohne směrem dolů, jak je vyobrazeno na obr. 6 a tímto nakloní zrcadlo 77 o určitý úhel též směrem dolů. Zrcadlo 77 však zůstane rovinné a následkem toho efektivní délka jeho zrcadlové vrstvy je celá délka zrcadlové vrstvy. Pro srovnání, jestliže zrcadlová vrstva je přímo upevněna k řídicí struktuře 53, tak se část zrcadlové vrstvy, upevněné k nosnému členu 56, v reakci na elektrické pole nedeformuje, ale zůstává pevně na místě. Následkem toho je efektivní délka zrcadlové vrstvy rovná své délce mínus délka části řídicí struktury 53, upevněné k nosnému členu 56. Vnesení distančního členu 58 a zrcadlové vrstvy do provedení, které je znázorněno na obr. 2 z toho důvodu zvyšuje koeficient využití a účinnost zrcadlového pole 50. S odkazem na obr. 2 a 6 je možno ukázat, že světlo dopadající na zrcadlovou vrstvu řízeného zrcadla 51, jak je vyobrazeno na obr. 6, se odráží pod větším úhlem než světlo odražené od neřízeného řízeného zrcadla 51, zobrazeného na obr. 2.

Alternativně může být vloženo elektrické pole obrácené polarity na tenkofilmovou piezoelektrickou pohyb indukující vrstvu 67 a tak vyvolat roztažení piezoelektrické keramiky. V tomto příkladu se řídicí struktura 53 prohne vzhůru (nezakresleno). Světlo dopadající na zrcadlovou vrstvu vzhůru řízeného zrcadla 51 se odráží pod menším úhlem než světlo odražené od neřízeného řízeného zrcadla 51, zobrazeného na obr. 2.

-5CZ 290728 B6

Na obr. 7 je vyobrazen příčný řez druhého provedení zrcadlového pole 100 Μ x N tenkofilmových řízených zrcadel 101, přičemž druhé provedení je podobné prvnímu provedení s tou výjimkou, že každá z řídicích struktur 53 má bimorfní strukturu, včetně první elektrodové vrstvy 70, druhé elektrodové vrstvy 71. mezilehlých kovových vrstev 87 a pohyb indukující horní 5 tenkofilmové vrstvy 89, mající horní a dolní plochy a pohyb indukující dolní tenkofilmové vrstvy

92, opatřené horní a dolní plochou. V každé z řídicích struktur 53 jsou dolní a horní tenkofilmové vrstvy 89, 92 odděleny mezilehlou kovovou vrstvou 87, přičemž první elektrodová vrstva 70 je umístěna na horní ploše pohyb indukující horní tenkofilmové vrstvy 89 a druhá elektrodová vrstva 71 je umístěna na dolní ploše pohyb indukující dolní tenkofilmové vrstvy 92.

Jako příklad toho, jak druhé provedení funguje, předpokládejme, že pohyb indukující dolní a horní vrstvy 89, 90 v zrcadlovém poli 100 Μ x N tenkofilmových řízených zrcadel 101, vyobrazených na obr. 7, jsou vyrobeny z piezoelektrické keramiky, například z PZT. Je-li elektrické pole vloženo napříč každé z řídicích struktur 53, tak pohyb indukující piezoelektrické 15 horní a dolní tenkofilmové vrstvy 98, 92 řídicí struktury 53 se budou ohýbat směrem nahoru nebo dolů, v závislosti na polaritě piezoelektrické keramiky a polaritě elektrického pole. Například, jestliže polarita způsobí, že pohyb indukující horní tenkofilmová vrstva 98 se smrští a pohyb indukující piezoelektrická dolní tenkofilmová vrstva 92 se roztáhne, tak se řídicí struktura 53 ohne vzhůru. Za tohoto stavu se dopadající světlo odráží pod menším úhlem od 20 řídicí struktury 53 než odražené světlo od neřízené řídicí struktury 53. Avšak, jestliže polarita piezoelektrické keramiky a elektrického pole způsobí, že pohyb indukující piezoelektrická horní tenkofilmová vrstva 89 se roztáhne a piezoelektrická dolní tenkofilmová vrstva 92 se smrští, tak řídicí struktura 53 se ohne směrem dolů. Za tohoto stavu je dopadající světlo odráženo pod větším úhlem od řídicí struktury 53 než odražené světlo od neřízené řídicí struktury 53.

Na obr. 8 je vyobrazen pohled v řezu na třetí provedení zrcadlového pole 200 Μ x N tenkofilmového řízeného zrcadla 201, které je podobné prvnímu provedení s tou výjimkou, že pole 57 M x N distančních členů 58 chybí. Místo toho v každém z tenkofilmových řízených zrcadel 51 je nosná vrstva 78 simultánně připojena na vzdálenější konec 66 řídicí struktury 53 a na aktivní 30 matici 52.

Na obr. 9A až 9H jsou vyobrazeny výrobní kroky, uplatňující se při výrobě prvního provedení zrcadlového pole 50 podle tohoto vynálezu. Postup výroby prvního provedení, tj. zrcadlového pole 50 M x N tenkofilmového řízeného zrcadla 51, kde Μ x N jsou celočíselné výrazy, začíná 35 přípravou aktivní matice 52, která má horní a dolní plochy zahrnující základní vrstvu 159 pole

M x N tranzistorů (není zakresleno) a pole 61 Μ x N spojovacích terminálů 62, jak je nakresleno na obr. 9A.

V následujícím kroku se vytváří na horní ploše 102 aktivní matice 52 první nosná vrstva 106, 40 zahrnující pole Μ x N podpěrek 108, odpovídající poli 55 Μ x N nosných členů 56 a první obětovanou oblast 109, kde první nosná vrstva 106 je tvořena jednak uložením obětované vrstvy (zde nezakreslena) na celek horní plochy 102 aktivní matice 52, jednak vytvořením pole Μ x N prázdných štěrbin (nezakresleno), aby se tímto vytvořila první obětovaná oblast 109, přičemž každá z prázdných mezer je umístěna kolem každého z Μ x N spojovacích terminálů 62 a jednak 45 vytvořením podpěrky 108 v každé z prázdných štěrbin, jak je nakresleno na obr. 98. Obětovaná vrstva je tvořena pomocí rozprašovací metody, pole prázdných štěrbin pomocí metody leptání a podpěrky 108 pomocí rozprašování nebo metodou vypařování chemikálií (CVD), následovanou metodou leptání. První obětovaná oblast 109 první nosné vrstvy 106 je potom ošetřena tak, aby byla později odstranitelná použitím metody leptání nebo použitím chemikálií.

Spoj 118 pro elektrické spojování každého ze spojovacích terminálů 62 s každou z druhých elektrodových vrstev 71, vyrobený z elektricky vodivého materiálu, např. z wolframu (W), je vytvořen na každé z podpěrek 108 tak, že se nejprve vytvoří otvor rozšiřující se od jeho vršku ke

-6CZ 290728 B6 spodku odpovídajících spojovacích terminálů 62 s použitím leptací metody a následným vyplněním otvoru elektricky vodivým materiálem, jak je zobrazeno na obr. 9C.

V následujícím kroku, jak je nakresleno na obr. 9D. je tenkofilmová druhá elektrodová vrstva 111, vyrobená z elektricky vodivého materiálu, např. Au, nanesena na první nosné vrstvě 106. Po tomto jsou případně na tenkofilmové druhé elektrodové vrstvě 111 vytvořeny tenkofilmová pohyb indukující vrstva 112. vyrobená z pohyb indukujícího materiálu, např. zPZT a tenkofilmová první elektrodová vrstva 113.

Po tomto je uloženo na vršek tenkofilmové první elektrodové vrstvy 113 distanční pole 114 M x N distančních členů 58 a druhé obětované oblasti 115. jak je nakresleno na obr. 9E. Metoda použitá pro vytvoření distančního pole 114 je podobná metodě, použité pro vytvoření první nosné vrstvy 106. Druhá obětovaná oblast 115 distančního pole 114 je potom ošetřena tak, aby byla odstranitelná.

V následujícím kroku je nosná vrstva 116 a světlo odrážející vrstva 117, zahrnující zrcadlovou vrstvu, postupně ukládány na vrch distančního pole 114, jak je vyobrazeno na obr. 9F.

Tenkofilmové vrstvy elektricky vodivých, pohyb indukujících a světlo odrážejících materiálů mohou být ukládány a šablonovány známými tenkofilmovými technologiemi, jako jsou rozprašování, sol-gelová metoda, odpařování, leptání a mikroobrábění, jak je zobrazeno na obr. 9G.

První a druhá obětovaná oblast 109, 115 první nosné vrstvy 106 a distanční pole 114 jsou potom odstraněny nebo rozpuštěny s použitím chemikálií, aby se z nich vytvořilo zrcadlové pole 50 M x N tenkofilmových řízených zrcadel 51, jak je vyobrazeno na obr. 9H.

Druhé provedení podle obr. 7 je vyráběno podobným způsobem jako provedení první. Pole 55 nosných členů 56 je aplikováno na aktivní matici 52 a rovněž obsahuje pole Μ x N podpěrek a obětovanou oblast. Potom jsou nanášeny tenkofilmová druhá elektrodová vrstva 71, dolní tenkofilmová pohyb indukující vrstva 92, mezilehlá kovová vrstva 87, horní tenkofilmová pohyb indukující vrstva 89 a tenkofilmová první elektrodová vrstva 70. V následujícím kroku jsou postupně vytvářena pole 57 distančních členů 58 a pole 59 zrcadlových vrstev. Tenkofilmové vrstvy elektricky vodivých, pohyb indukujících a světlo odrážejících materiálů jsou nanášeny a šablonovány známými tenkofilmovými technologiemi tak, jak bylo již konstatováno v předchozím. Obětované oblasti jsou následně rozpuštěny nebo odstraněny s použitím chemikálií a zbude po nich zrcadlové pole 100 tenkofilmových řízených zrcadel 101, mající pole M x N řídicích struktur 53 s bimorfní strukturou.

Ve shora popsaných metodách pro výrobu prvního a druhého provedení tohoto vynálezu může být přidán dodatečný postup pro vytváření pružné vrstvy 88, zahrnující podobné postupy jako při vytváření ostatních tenkofilmových vrstev.

Ačkoliv tento vynález byl popsán jen s ohledem na určitá výhodná provedení, ostatní modifikace a variace mohou být dělány bez odchýlení se ze sféry tohoto patentu.

Claims (33)

1. Pole tenkofilmových řízených zrcadel, určených zejména pro použití v optických promítacích systémech, vyznačující se tím, že je tvořeno aktivní maticí (52) se základní vrstvou (159) s polem tranzistorů a polem (61) spojovacích terminálů (62), dále polem tenkofilmových řídicích struktur (53), majících bližší a vzdálenější konec (65, 66) a obsahujících pohyb indukující vrstvu (67, 112) z pohyb indukujícího materiálu s první a druhou elektrodou (70, 71, 113, 111), kde první elektroda (70, 113) je upravena na horní ploše pohyb indukující vrstvy (67,112), přičemž je dále tvořeno polem (55) nosných členů (56), polem (57, 114) distančních členů (58) a polem (59) zrcadlových vrstev, kde každý z nosných členů (56) drží na místě přiřazenou řídicí strukturu (53) a kde horní plocha každého z nosných členů (56) je elektricky spojena s řídicí strukturou (53) a dolní plocha každého z nosných členů (56) je elektricky spojena s aktivní maticí (52), přičemž každý z distančních členů (58) je umístěn na horní ploše každé z řídicích struktur (53), a to na jejich vzdálenějším konci (66) a každé pole (59) zrcadlových vrstev obsahuje pro odrážení světelných paprsků zrcadlo (77) s nosnou vrstvou (78, 116), je rozděleno na první a druhou část (79, 80), odpovídající bližšímu a vzdálenějšímu konci (66, 65) každé z řídicích struktur (53) a je upevněno na horní ploše každého z distančních členů (58), pro zajištění rovinnosti pole (59) zrcadlových vrstev a odrážení světelných paprsků celým zrcadlem (77), při deformaci každé zřídících struktur (53) v důsledku průchodu elektrického proudu.

2. Pole podle nároku 1, vyznačující se tím, že každá zřídících struktur (53) je podepřena a upevněna na horní ploše každého z nosných členů (56) svojí dolní plochou, a to na jejím bližším konci (65).

3. Pole podle nároku 1, vyznačující se tím, že dolní plocha každého z nosných členů (56) je umístěna na vrchu aktivní matice (52).

4. Pole podle nároku 1,vyznačující se tím, že každý z distančních členů (58) je uložen na vzdálenějším konci (66) horní plochy každé z řídicích struktur (53).

5. Pole podle nároku 1, vyznačující se tím, že první část (79) každé plochy (59) zrcadlových vrstev je upevněna na horní plochu každého z distančních členů (58) a druhá část (80) je podepřena odpovídajícím nosným členem (56).

6. Pole podle nároku 1, vyznačující se tím, že pohyb indukující vrstva (67) je tvořena mezilehlou kovovou vrstvou (87), opatřenou na jedné své straně pohyb indukující horní tenkofilmovou vrstvou (89) a na druhé straně dolní tenkofilmovou vrstvou (92), přičemž první elektroda (70) je umístěna na horní ploše horní tenkofilmové vrstvy (89) a druhá elektroda (71) je umístěna na dolní ploše dolní tenkofilmové vrstvy (92).

7. Pole podle nároku 1, vyznačující se tím, že pohyb indukující vrstva (67) je vyrobena z piezoelektrické keramiky nebo z piezoelektrického polymeru.

8. Pole podle nároku 1, vy z n a č u j í c í se tím, že pohyb indukující vrstva (67) je polarizována.

9. Pole podle nároku 1, vyznačující se tím, že pohyb indukující vrstva (67) je vyrobena z elektrostrikčního materiálu.

- 8 CZ 290728 B6

10. Pole podle nároku 1, vyznačující se tí m, že pohyb indukující vrstva (67) je vyrobena z magnetostrikčního materiálu.

11. Pole podle nároku 6, vy z n a č u j i c i se tím, že pohyb indukující horní a dolní tenkofilmové vrstvy (89, 92) jsou vyrobeny z piezoelektrického materiálu.

12. Pole podle nároku 11, vyznačující se tím, že piezoelektrický materiál pohyb indukující horní tenkofilmové vrstvy (89) je polarizován ve směru opačném než vjakém je polarizován piezoelektrický materiál pohyb indukující dolní tenkofilmové vrstvy (92).

13. Pole podle nároku 1, v y z n a č u j i c i se t i m , že každý z nosných členů (56) je opatřen spojem pro elektrické spojení druhé elektrody (71) v každé zřídících struktur (53) s odpovídajícím spojovacím materiálem na aktivní matici (52).

14. Pole podle nároku 1, v y z n a č u j í c i se t í m , že první elektrody (70) zcela pokrývají horní plochy pohyb indukujících horních tenkofilmových vrstev (89) a druhé elektrody (71) zcela pokrývají dolní plochy pohyb indukujících dolních tenkofilmových vrstev (92).

15. Pole podle nároku 1, vyznačující se tím, že první elektrody (70) pokrývají částečně horní plochy pohyb indukujících horních tenkofilmových vrstev (89) a druhé elektrody (71) částečně pokrývají dolní plochy pohyb indukujících dolních tenkofilmových vrstev (92).

16. Pole podle nároku 1, v y z n a č u j i c i se t i m , že první a druhé elektrody (70, 71) jsou vyrobeny z elektricky vodivého materiálu.

17. Pole podle nároku 1, vyznačující se tím, že na horní nebo dolní ploše každé z řídicích struktur (53) je umístěna pružná vrstva (88).

18. Pole podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosná vrstva (78) je vyrobena ze světlo odrážejícího materiálu.

19. Pole podle nároku 1, vyznačující se tím, každá z nosných vrstev (78) je simultánně připojena ke vzdálenějšímu konci (66) každé z řídicích struktur (53) a k horní ploše aktivní matice (52).

20. Způsob přípravy pole tenkofilmových řízených zrcadel podle nároků 1 až 19, vyznačující se tím, že se nejprve vytvoří aktivní matice (52), na jejíž horní ploše se upraví první nosná vrstva (106) s polem podpěrek (108) a prvních obětovaných oblastí (109), na níž se nanese druhá elektrodová vrstva (111), na které se vytvoří buď pohyb indukující vrstva (112), nebo se na ní vytvoří dolní tenkofilmová vrstva (92), která se opatří mezilehlou kovovou vrstvou (87), na kterou se nanese horní tenkofilmová vrstva (89), přičemž na pohyb indukující vrstvu (112) nebo na horní tenkofilmovou vrstvu (89) se následně nanese první elektrodová vrstva (113), na jejímž povrchu se vytvoří pole (114) distančních členů (58) a druhých obětovaných oblastí (115), přičemž na toto pole (114) se nanese nosná vrstva (78, 116), na které se vytvoří světloodrážející vrstva (117), načež se z první nosné vrstvy (106) a pole (114) odstraní obětované oblasti (109, 115), čímž se vytvoří zrcadlové pole (50) tenkofilmových řízených zrcadel (51).

21. Způsob podle nároku 20, v y z n a č u j í c í se t í m , že první a druhé elektrodové vrstvy (113, 111) se vytvářejí rozprašováním.

22. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že pohyb indukující vrstva (112) a vrstvy (89, 92) se vytváří rozprašováním.

-9CZ 290728 B6

23. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že pohyb indukující vrstva (112) a vrstvy (89. 92) se vytváří odpařováním chemikálií.

24. Způsob podle nároku 20, vy zn aču j í cí se t í m , že pohyb indukující vrstva (112) a vrstvy (89, 92) se vytváří sol-gelovou metodou.

25. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že vrstvy (116, 117) se vytváří rozprašováním.

26. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že první nosná vrstva (106) se vytváří nanesením prvních obětovaných oblastí (109) na horní plochu (102) aktivní matice (52) za vzniku pole prázdných štěrbin, z nichž každá je upravena kolem každého ze spojovacích terminálů (62) a tvořena podpěrkou (108).

27. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že podpěrky (108) se vytvářejí rozprašováním s následným leptáním.

28. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že podpěrky (108) se vytvářejí nanášením výparů chemikálií s následným leptáním.

29. Způsob podle nároku 20, vy zn ač u j í c í se t í m , že pole (114) se vytváří nanesením druhé obětované oblasti (115) na první elektrodovou vrstvu (113) za vzniku pole prázdných štěrbin, z nichž v každé se vytvoří distanční člen (58).

30. Způsob podle nároků 26 a 29, v y z n a č u j í c í se t í m , že první obětovaná oblast (109) a druhá obětovaná oblast (115) se vytváří rozprašováním.

31. Způsob podle nároků 26 a29, vyznačující se tím, že pole prázdných štěrbin se vytváří leptáním.

32. Způsob podle nároku 29, vy zn ač u j í c í se t í m , že distanční členy (58) se vytvářejí rozprašováním s následným leptáním.

33. Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že distanční členy (58) se vytvářejí nanášením výparů chemikálií s následným leptáním.