带有应力梁的机械式光调制器制造技术

本发明专利技术涉及一种空间光调制器，该空间光调制器包括具有一个表面的一个基片以及被连接到该基片上的一个调制组件，该调制组件包括一个调制元件和一个顺性梁。该调制组件被构形为用来限制不然就会由该顺性梁内的固有应力引发的该顺性梁朝向一个对置表面的弯曲。本发明专利技术还涉及一种制造空间光调制器的方法，该方法包括以下步骤：形成并释放一个调制组件，该调制组件具有一个调制元件以及一个顺性梁，该顺性梁在一个释放前的位置中形成以便具有一种想要达到的固有应力状态。作为该顺性梁中这种应力状态的一个结果，当释放该顺性梁时，该顺性梁弯曲进入一个休止位置，该休止位置不同于该释放前的位置，其中该休止位置是部分基于该想要达到的固有应力状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
总体上，本专利技术涉及成像显示器的领域，具体地说，本专利技术涉及光调制器的设计以 便着手解决在制造这些梁的过程中结合在光调制器中的梁上产生的应力。
技术介绍
由机械式光调制器建造的显示器对于基于液晶技术的显示器是一种有吸引力的 替代方案。机械式光调制器足够快地显示具有良好视角并且具有大的色彩范围和灰度范围 的视频内容。机械式光调制器在投影显示器的应用中已经是成功的，并且最近已被提出用 于直视应用。在本领域中存在着对于快速、明亮、低功率的机械致动的显示器的需要。确切 地讲，对于机械致动的显示器存在一种需要，即这些机械致动的显示器能以高速及低电压 驱动，以便改进图像质量并减少功率消耗。
技术实现思路
根据一个方面，本专利技术涉及一种空间光调制器，该空间光调制器包括一个基片以 及被连接到该基片上的一个调制组件。该调制组件包括一个调制元件以及一个顺性梁。该 调制组件被构形为用来限制原本就会由这种顺性梁内的固有应力引起的顺性梁朝向一个 对置表面的弯曲。在一个实施方案中，弯曲的限制产生了一种想要达到的梁的休止位置。在 另一个实施方案中，该顺性梁的形状被确定为用于促进受该调制组件的构形所限制的该梁 的弯曲。在另一个实施方案中，该顺性梁具有第一末端和第二末端并且该顺性梁在一个第 一锚定件处被连接到该基片上。例如，在一个实施方案中，该顺性梁在该第一末端处被连接 到该第一锚定件上。在另一个实例中，该顺性梁的形状被确定为从该第一末端处延伸离开 该第一锚定件并且朝向该第二末端向回朝向该第一锚定件弯曲。在另一个实例中，将该顺 性梁连接到该第一末端与第二末端之间的第一锚定件上。在另一个实例中，该顺性梁在一 个第二锚定件处被另外连接到该基片上。在另一个实施方案中，该顺性梁具有第一末端和第二末端，该第一末端和第二末 端被连接到在在该基片上沉积的一个公共的锚定件上。该顺性梁的形状形成一个环框。例如，在一个实施方案中，该环框具有从该共同的锚定件延伸离开的一个第一环框部分以及 返回到该共同的锚定件的一个第二环框部分。该第一环框部分的长度可以是实质性地大于 该第二环框部分的长度。该第一环框部分和/或该第二环框部分可以包括一个辅助环框。在另一个实施方案中，该调制组件包括一个第二顺性梁。该第一顺性梁与该第二 顺性梁均附接到该调制元件上。在另一个实施方案中，该调制组件包括不连接到顺性梁上的一种静态结构，在此 处该静态结构限制了顺性梁的弯曲。例如，在一个实施方案中，该静态结构包括一个滑动表在另一个实施方案中，多个附接点在该顺性梁上的多个位置处将该顺性梁连接到 该基片上，这些位置被选择用来促进受该调制组件的构形限制的该梁的弯曲。0}在另一个实施方案中，该顺性梁包括彼此连接的第一梁材料和第二梁材料。该第 一梁材料具有一种第一应力状态，并且该第二梁材料具有一种不同的第二应力状态，由此 促进受该调制组件的构形限制的该梁的弯曲。根据另一个方面，本专利技术涉及一种制造空间光调制器的方法。该方法包括以下步 骤形成一个调制组件，该调制组件包括一个调制元件以及一个顺性梁；并且释放该调制 组件。该顺性梁被形成在一个释放前的位置中以便具有一种想要达到的固有应力状态。作 为该顺性梁中的所述应力状态的结果，当释放该顺性梁时，该顺性梁弯曲进入一个休止位 置中，该位置不同于该释放前的位置。该休止位置是部分基于这个想要达到的固有的应力 状态。在一个实施方案中，该固有应力状态包括一个应力梯度。在另一个实施方案中，当释 放时，该梁弯曲进入一个想要达到的休止位置。在另一个实施方案中，该顺性梁包括第一面和第二面，它们各垂直于基片的一个 表面。这种想要达到的固有应力状态包括对于该第一面而言局部性的多个应力分量，这些 应力分量实质性地不同于对于该第二面而言局部性的多个应力分量。例如，在一个实施方 案中，处于该第一面局部而言局部性的这些应力分量的强度大于对于该第二面而言局部性 的这些应力分量的强度。在另一个实例中，对于该第一面局部而言局部性的应力分量是拉 伸性的而对于该第二面而言局部性的应力分量是压缩性的。在另一个实施方案中，这种想要达到的固有应力状态被选择为使该顺性梁的一部 分在休止位置中与一个对置的表面分开不超过一个预定距离。当致动时，该顺性梁被拉向 对置的表面。在另一个实施方案中，这种想要达到的固有应力状态被选择为使该顺性梁的一部 分在所述休止位置中与一个对置的表面分开至少一个预定距离。当致动时，该顺性梁被拉 向该对置的表面。在另一个实施方案中，这种想要达到的固有应力状态被选择为使该顺性梁的一部 分在所述休止位置中与一个对置表面分开不超过一个预定距离。当致动时，该顺性梁从该 对置的表面上被拉开。在另一个实施方案中，这种想要达到的固有应力状态被选择为使得处于所述休止 位置中的该顺性梁的一部分与一个对置的表面分开至少一个预定距离。当致动时，该顺性 梁从该对置的表面上被拉开。例如，在一个实施方案中，该梁在其休止位置中被弯曲。在另一个实施方案中，形成该调制组件的步骤包括通过将第一和第二梁材料彼此连接而形成该顺性梁。该第一梁材料具有一种第一应力状态。该第二梁材料具有一种不同 的第二应力状态。在另一个实施方案中，形成该调制组件的步骤包括将该顺性梁形成为在 释放该调制组件之前具有一种第一环框形状并且在该休止位置中具有一种不同的形状。附图简要说明从通过参照以下附图对本专利技术的以下详细的说明中将更易于理解上述说明图IA是根据本专利技术的一个说明性实施方案的显示装置的等距视图；图IB是根据本专利技术的一个说明性实施方案图IA的显示装置的方框图；图2A是根据本专利技术的一个说明性实施方案适合于结合在图IA所示的基于MEMS 的显示器中的一种说明性的基于快门的光调制器的透视图；图2B是根据本专利技术的一个说明性实施方案适合于结合在图IA所示的基于MEMS 的显示器中的一种基于卷帘的光调制器的截面视图；图2C是根据本专利技术的一个说明性实施方案适合于结合在图IA所示的基于MEMS 的显示器中的一种基于光闸门(light-tap-based)的光调制器的截面视图；图3A是根据本专利技术的一个说明性实施方案适合于控制结合在图IA所示的基于 MEMS的显示器中的这些光调制器的一个控制矩阵的示意图；图3B是根据本专利技术的一个说明性实施方案被连接到图3A的控制矩阵上的一个基 于快门的光调制器阵列的透视图；图4A和图4B是根据本专利技术的一个说明性实施方案的一个二元致动快门组件对应 地在开放和关闭状态中的平面图。图5是根据本专利技术的一个说明性实施方案的显示装置的截面视图；图6A至图6E是根据本专利技术的一个说明性实施方案类似于图2A所示的复合快门 组件的多级构造的截面视图；图7A至图7D是根据本专利技术的一个说明性实施方案具有多个窄的侧壁的梁的一种 替代快门组件的多级构造的等距视图；图8A至图8C是根据本专利技术的一个说明性实施方案的三个不同快门组件的平面 图，这些快门组件的特征为多种应力状态。图9是根据本专利技术的一个说明性实施方案的一个快门组件的平面图，该快门组件 具有一种被设计为对于这些梁的应力状态的改变相对不敏感的形状。图IOA和图IOB是根据本专利技术的一个说明性实施方案展示了在图8B示出的这些 梁在从模具释放之前和之后这些梁内的应力分布图形。附图说明图11是根据本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间光调制器，包括：　　一个基片，该基片具有一个表面；以及　　一个连接到该基片上的调制组件，该调制组件包括一个调制元件以及一个顺性梁，其中该调制组件被构形为限制否则会由该顺性梁内的固有应力引起的该顺性梁朝向一个对置表面的弯曲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL斯泰恩，TJ布罗斯尼汉，JH吴，MB安迪生，RS佩恩，JJ菲乔，NW哈古德四世，
申请(专利权)人：皮克斯特罗尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]