[發(fā)明專利]具有提高對比度的數(shù)字微鏡裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580045634.8
• 申請日: 2005-10-28
• 公開（公告）號: CN101095075A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: W·M·鄧肯
• 申請（專利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G02F1/00
• 分類號: G02F1/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民

【0001】本發(fā)明一般涉及光學(xué)處理裝置，更具體地，涉及一種具有提高對比度的數(shù)字微鏡裝置及其方法。

技術(shù)背景

【0002】數(shù)字微鏡裝置(DMD)能夠用于光通信和/或投影顯示系統(tǒng)。DMD包括微鏡陣列，所述微鏡陣列通過在活動的“開”和“關(guān)”狀態(tài)之間繞樞軸轉(zhuǎn)動來選擇性地傳遞至少一部分光信號或光束。為了允許微鏡繞樞軸轉(zhuǎn)動，每個微鏡均被附連于安裝在一個或多個支柱上的鉸鏈，所述一個或多個支柱聯(lián)接于CMOS襯底。在微鏡和支柱之下，過去常用CMOS襯底控制DMD微鏡的運(yùn)動。令人遺憾的是，當(dāng)微鏡處于“關(guān)”狀態(tài)，具有光學(xué)反射性的CMOS襯底可能會被暴露。當(dāng)光在DMD的微鏡之間通過時，其可被襯底表面反射，從而產(chǎn)生不需要的光學(xué)偽像，且限制了DMD的對比度。

【0003】在試圖減少組成DMD底層結(jié)構(gòu)的CMOS襯底的反射率的過程中已采用了各種方法來提高DMD的對比度。一些方法使用由諸如二氧化硅和氮化鈦構(gòu)成的多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)來覆蓋DMD底層結(jié)構(gòu)。然而，由于氮化鈦的半導(dǎo)電的性質(zhì)這種方法在其適用性上受到限制，所述氮化鈦的半導(dǎo)電的性質(zhì)可導(dǎo)致有關(guān)電的問題，例如充電和寄生電容。其它方法采用了氧化鉻覆蓋鉻或其它反射金屬以形成在一些DMD中使用的縫隙。這種方法同樣受到限制，這是因為鉻的使用高度受限于環(huán)境條件。最后，采用非金屬元素的方法已受到限制，這是由于DMD中暴露層中非金屬元素趨向于與DMD頂部空間中的氟起反應(yīng)而形成具有高分壓的化合物，所述高分壓可損害DMD。

發(fā)明內(nèi)容

【0004】根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了具有提高對比度的數(shù)字微鏡裝置及其方法。數(shù)字微鏡裝置包括襯底的上表面上的多個載流導(dǎo)體，每個載流導(dǎo)體均具有上表面；布置在載流導(dǎo)體的上表面上的低反射率金屬；以及在襯底上形成縫隙(aperture)的第一和第二微鏡。布置在載流導(dǎo)體的上表面上的低反射率金屬減少了通過縫隙由載流導(dǎo)體接收的光的反射。

【0005】本發(fā)明的某些實施例的技術(shù)優(yōu)勢包括跟傳統(tǒng)DMD相比具有提高對比度的數(shù)字微鏡裝置。本發(fā)明的特定實施例用可減少反射離開DMD上層結(jié)構(gòu)的反射光的低反射率金屬覆蓋這些導(dǎo)體，而不是將高度反射的載流導(dǎo)體留在暴露的襯底上表面上。

【0006】本發(fā)明的某些實施例的另一個技術(shù)優(yōu)勢是所使用的低反射率金屬在暴露于DMD頂部空間中的化合物時趨向于形成離子化合物。這些離子化合物典型地具有的分壓比共價化合物的分壓要低，從而降低由于頂部空間中的過大壓力而對DMD造成損害的風(fēng)險。

【0007】本發(fā)明的某些實施例的又一個技術(shù)優(yōu)勢是在DMD中使用的低反射率金屬天生具有低吸收系數(shù)，從而允許低反射率金屬被用于多層堆疊結(jié)構(gòu)中，在所述堆疊結(jié)構(gòu)中金屬是至少部分地透射的。在某些實施例中，這些多層堆疊結(jié)構(gòu)具有的發(fā)射率甚至可低于那些無限厚的單層結(jié)構(gòu)的反射率。

【0008】根據(jù)下文本發(fā)明的其它技術(shù)優(yōu)勢對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將會是顯而易見的。

附圖描述

【0009】為了更完整地理解本發(fā)明及其特征和優(yōu)勢，現(xiàn)參照如下連同附圖的描述，其中：

【0010】圖1說明了根據(jù)本發(fā)明特定實施例的數(shù)字微鏡裝置的部分透視圖；

【0011】圖2A說明了根據(jù)本發(fā)明特定實施例的數(shù)字微鏡裝置的部分橫斷面視圖；

【0012】圖2B說明了根據(jù)本發(fā)明特定實施例的數(shù)字微鏡裝置的部分橫斷面視圖；以及

【0013】圖3說明了根據(jù)本發(fā)明特定實施例的形成數(shù)字微鏡裝置襯底的方法流程圖。

具體實施方式

【0014】根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，圖1說明了數(shù)字微鏡裝置(DMD)100的部分透視圖。DMD?100采用低反射率涂層覆蓋DMD的CMOS襯底的導(dǎo)電層以減少DMD上層結(jié)構(gòu)的反射率并提高DMD的對比度系數(shù)。

【0015】如圖1中所示，DMD?100包括微型機(jī)電開關(guān)(MEMS)裝置，所述微型機(jī)電開關(guān)裝置包括幾十萬個傾斜微鏡104的陣列。在本例中，每個微鏡104在尺寸上約為13.7平方微米，且在相鄰微鏡之間具有約1微米的間隙。在一些例子中，每個微鏡在尺寸上可小于13平方微米。在其它例子中，每個微鏡在尺寸上可約為17平方微米。另外，每個微鏡104可傾斜到正負(fù)10度，從而產(chǎn)生活動的“開”狀態(tài)條件或活動的“關(guān)”狀態(tài)條件。在其它例子中，對于活動的“開”狀態(tài)或“關(guān)”狀態(tài)而言每個微鏡104可傾斜正負(fù)12度。