CN1856726A - 微镜阵列中相邻微镜之间间隙得到了减小的微镜阵列 - Google Patents

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Abstract

公开了包括微镜器件阵列的一种空间光调制器，以及这种空间光调制器的制造方法。对应于所使用的光源确定相邻微镜器件之间的中心到中心距离和间隙，以便使光学效率和性能最高。该微镜器件包括形成在基板上的铰链支架，以及由铰链支架支撑的铰链。镜片通过触点与铰链连接，并且根据镜片所需的最大旋转角度、相邻微镜之间的最佳间隙和间距来确定镜片与铰链之间的距离。在这种空间光调制器的制造方法中，将一个牺牲层沉积到基板上，之后形成镜片，并将另一牺牲层沉积到镜片上，随后形成铰链支架。用自发气相化学蚀刻剂通过相邻反射镜器件之间的小间隙，去除两个牺牲层。此外，还公开了一种投影系统，它包括这种空间光调制器以及光源、聚光光学装置，其中光源发出的光被聚焦到微镜阵列上，还包括将微镜阵列有选择反射的光投射到靶上的投影光学装置，以及用于有选择地驱动阵列中微镜的控制器。

Description

微镜阵列中相邻微镜之间间隙得到了减小的微镜阵列
技术领域
总的来说，本发明涉及微机电系统领域，具体而言，涉及包括多个微镜器件，用于显示系统的微镜阵列器件。
背景技术
本发明涉及具有微镜阵列中配备的反射型微镜的空间光调制器，用于例如投影型显示器(或者用于控制光束、无掩模光刻以及无掩模微阵列制造)。图1说明经过简化的这种显示系统。在其基本结构中，显示系统100包括光源102，光学装置(例如光导管104，聚光透镜106和投影透镜108)，显示靶112以及空间光调制器110，其中空间光调制器110进一步包括多个微镜器件(例如微镜器件阵列)。光源102(例如弧光灯)通过集光器/光导管104和聚光透镜106，将光发射到空间光调制器110上。通过控制器有选择地驱动空间光调制器110的微镜(例如：如2002年5月14日公告的美国专利6,388,661中所公开的，在这里将该专利引作参考)，从而当微镜处于“ON”状态时，将入射光反射到投影光学系统108中，在显示靶112(屏幕、观看者的眼睛、光敏材料等)上产生图像。通常，经常使用更复杂的光学系统，如采用多于三个空间光调制器(每个都用于调制红、绿、蓝三基色中的一种)的系统，尤其是在用于彩色图像的显示应用中。
通常希望显示系统具有明亮的图像。能否得到更明亮的图像取决于多种因素，这些因素包括微镜阵列本身的光学效率(填充因子，衍射，反射镜的反射率等)以及投影系统的光学效率(光源，通过滤波器和透镜的光损耗，微镜阵列光学效率等)。增大投影显示器亮度的一种方法，是使用更短电弧长度的弧光灯。例如，与具有1.3mm或1.6mm电弧长度的弧光灯相比，0.7mm或1.0mm电弧长度的弧光灯具有更高亮度，这是因为较短电弧长度的灯产生的光束更容易通过光学系统。
不过，如果投影系统中使用弧光灯，那么最好使用具有优选尺寸的微镜阵列。特别是对于具有给定电弧长度的弧光灯而言，如果投影系统的光学效率(或者更具体而言，光源到阵列的光耦合效率，空间光调制器产生的图像的亮度)不降低，则需要空间光调制器具有足够大的尺寸。不过，由于多种因素，大的空间光调制器并非经济划算的，诸如制造和光学元件(例如聚光和投影透镜)的成本更高。在显示系统和空间光调制器的实际设计中，需要平衡经济性与光学效率—从而产生最佳尺寸的空间光调制器。
对于给定分辨率(定义为微镜阵列中微镜的数量)的微镜阵列而言，微镜阵列的直径与微镜间距(定义为相邻微镜中心到中心之间的距离)成正比。假设空间光调制器具有最佳大小，如果需要更高分辨率，就需要减小微镜间距。因为反射镜间距是相邻微镜之间的间隙与微镜尺寸之和，如果不损失填充因子(反射区占整个阵列尺寸的百分比，并通过反射镜尺寸与间距的比值来度量)，则减小反射镜间距需要减小相邻微镜之间的间隙。
因此，需要具有允许更高分辨率、同时保持相同最佳尺寸的微镜器件阵列的空间光调制器，以及这种空间光调制器的制造方法。
发明内容
在本发明中，同时提供了空间光调制器中微镜阵列的设计方法及其制造方法。这一空间光调制器使微镜阵列具有更小的总体尺寸，同时具有良好的分辨率和光学效率。另外，这一空间光调制器具有更高分辨率和光学效率，同时保持微镜阵列尺寸相同。在本发明的多个实施例中，将微镜阵列构造成具有10.16微米或更小的间距。在另外的实施例中，微镜阵列设计包括相邻微镜之间的间隙为0.5微米或更小的微镜阵列，在另外的实施例中，间隙为0.1微米到0.5微米。在另一些实施例中，将微镜构造成不具有对称的ON和OFF位置。在另一些实施例中，反射镜阵列的制造方法利用自发气相化学蚀刻剂来提供比常规尺寸小的反射镜。
在本发明的一个实施例中，公开了一种方法。该方法包括：在基板上沉积第一牺牲层；在第一牺牲层上形成镜片阵列，其中镜片阵列中相邻镜片之间的间隙为0.15到0.5微米；在镜片上沉积厚度从0.5到1.5微米的第二牺牲层；在第二牺牲层上为每个镜片形成铰链支架(hinge support)，用于支撑镜片；以及，使用自发气相化学蚀刻剂去除第一和第二牺牲层之一或者两者的至少一部分。
在本发明的另一实施例中，公开了一种空间光调制器。该空间光调制器包括：在基板上形成的反射镜器件阵列，用于有选择地反射入射在反射镜器件上的光，其中每个反射镜器件包括：用于反射光的镜片；连接到镜片使镜片能够相对于基板旋转的铰链，其中铰链与镜片分隔开0.5到1.5微米；以及，处于基板上的铰链支架，用于将铰链支撑在基板上；其中相邻镜片具有从0.15到0.5微米的间隙。
在本发明的又一实施例中，公开了一种空间光调制器。该空间光调制器包括：在基板上形成的可移动镜片阵列，用于有选择地反射入射在镜片上的光束，其中，当相邻镜片平行于基板时，相邻镜片具有从0.15到0.5微米的间隙。
在本发明的再一实施例中，公开了一种投影仪。该投影仪包括：光源；空间光调制器，该空间光调制器进一步包括：在基板上形成的反射镜器件阵列，用于有选择地反射入射在反射镜器件上的光，其中每个反射镜器件包括：用于反射光的镜片；连接镜片使镜片能够相对于基板旋转的铰链，其中铰链与镜片分隔开0.5到1.5微米；处于基板上的铰链支架，用于将铰链支撑在基板上；其中，相邻镜片具有从0.15到0.5微米的间隙；该投影仪还包括用于将来自光源的光引导到空间光调制器上的聚光透镜；以及将来自空间光调制器的光收集并引导到显示靶上的投影透镜。
在本发明的另一实施例中，公开了一种投影仪。该投影仪包括：光源；以及空间光调制器，该空间光调制器进一步包括：在基板上形成的可移动镜片阵列，用于有选择地反射入射在镜片上的光束，其中当镜片平行于基板时，相邻镜片具有从0.15到0.5微米的间隙。
附图说明
所附权利要求具体给出了本发明的特征，通过下面结合附图的详细描述，能够更好地理解本发明及其目的和优点，在这些附图中：
图1示意性地说明采用空间光调制器的一种显示系统；
图2说明具有微镜阵列的一种示例性空间光调制器；
图3示意性地示出微镜阵列所产生的图像的亮度，微镜阵列的制造成本以及价值(定义为单位成本的亮度)与微镜直径的关系曲线；
图4绘出了不同分辨率时，间距随微镜阵列直径的变化曲线；
图5绘出了微镜阵列的发光效率随像素间距的变化曲线；
图6a示意性地说明由对称旋转的两个相邻镜片所给出的最小间隙；
图6b示意性地说明由对称旋转的两个相邻镜片所给出的另一最小间隙，其中镜片与铰链之间的距离小于图6a中的距离；
图6c示意性地说明由非对称旋转的两个相邻镜片所给出的另一最小间隙，其中镜片与铰链之间的距离与图6b中的距离相同；
图7是两个相邻微镜的剖面图，它说明当一个微镜处于OFF状态，另一微镜处于ON状态时，两个相邻镜片的相对旋转位置；
图8a表示本发明一个实施例中的一种示例性微镜阵列；
图8b表示图8a所示微镜阵列的微镜器件；
图9a表示本发明一个实施例中的另一种示例性微镜阵列；
图9b表示图9a所示微镜阵列的微镜器件；
图10a到10c为一种示例性制造过程中，微镜的剖面图；
图11所示的流程图说明用于去除牺牲层的蚀刻过程中所执行的步骤；
图12所示的方框图说明图11的蚀刻过程中所使用的主要部件；以及
图13为蚀刻过程中间反射镜器件的剖面图。
具体实施方式
在本发明中，同时提供了空间光调制器微镜阵列的设计方法和制造方法。这种空间光调制器允许微镜阵列具有更小的总直径，同时具有良好的分辨率和光学效率。此外，这种空间光调制器还具有更高的分辨率和光学效率，同时这种空间光调制器的微镜阵列保持总尺寸较小。
根据本发明，显示系统的光源为具有短电弧长度的弧光灯，电弧长度优选为1.6毫米或更短，更优选为1.3毫米或更短，更优选为1.0毫米或更短。弧光灯的功率优选为100瓦到250瓦。
参考图2来定义微镜阵列和空间光调制器的尺寸。空间光调制器110包括具有m×n个微镜(例如，微镜器件114)的微镜阵列，其中m和n分别表示在阵列的行和列中微镜器件的数量。微镜阵列还具有通常以英寸为单位度量的明确的对角线。如插图所示，用两个相邻的微镜来定义间隙和间距。Lplate度量微镜的大小，Wpost度量微镜的支柱区域。支柱区域是其中形成用于支撑镜片的支柱的区域(例如图8b和9b中的支柱219)。虽然在插图中利用了矩形微镜来说明微镜和相邻微镜的尺寸，但是这些尺寸定义可以应用于任何微镜和微镜阵列。
为了与作为显示系统光源的弧光灯相适应，同时满足经济性要求，需要确定空间光调制器微镜阵列的最佳直径。例如，图3中绘出了在使用电弧长度为大约1.0mm的弧光灯的显示系统中，空间光调制器通过调制弧光灯发出的光而产生的图像的亮度，空间光调制器的成本和价值(定义为单位成本的亮度)与空间光调制器总直径的关系曲线。参考图3，相对于右侧的Y轴，分别将亮度和成本绘制为长划线和点线。相对于左侧的Y轴，将价值绘制为实线。从图中可以看出，亮度随微镜阵列直径的增大而增大，并且在微镜阵列的直径为大约0.8英寸时，亮度达到饱和。作为一种简单近似，成本与微镜阵列的直径成正比。定义为每单位成本的亮度的价值随微镜阵列的直径而变，并且当直径为大约0.7英寸时，价值具有最大值。根据本发明，微镜阵列的直径优选0.55英寸到0.8英寸，更优选为0.65英寸到0.75英寸，最好为大约0.7英寸。
给定空间光调制器内微镜阵列的直径，微镜阵列的间距(定义为相邻微镜中心到中心之间的距离)取决于微镜阵列的分辨率，可以将它表示为：
(公式1)
图4表示不同分辨率下，间距随微镜阵列直径变化的曲线。参考图4，空心圆、空心方形、空心三角形和实心圆分别表示分辨率1280×720，1400×1050，1600×1200和1920×1080。从曲线图可以看出，当直径为大约0.38英寸时，随着分辨率从1920×1080改变到1280×720，最佳间距从4.38μm改变到6.57μm。当微镜阵列的直径为大约0.54英寸时，随着分辨率从1920×1080改变到1280×720，最佳间距从6.23μm改变到9.34μm。当微镜阵列的直径为大约0.7英寸时，随着分辨率从1920×1080改变到1280×720，最佳间距从8.07μm改变到12.11μm。当微镜阵列的直径为大约0.86英寸时，随着分辨率从1920×1080改变到1280×720，最佳间距从9.92μm改变到14.87μm。
微镜阵列的直径取决于两个尺寸—微镜的镜片对角线长度(Lplate)和相邻微镜之间的间隙，如同图2中所定义的一样。在这两个参数中，间隙会降低微镜反射光的光学效率。可以利用照射效率来分析这种降低，而照射效率则定义为微镜阵列总的有效反射面积与总面积的比值。具体而言，可以将照射效率(eff)表示为：
Figure A20048002757600172
(公式2)
其中，(间距-间隙)2-2×Wpost 2项是微镜阵列中微镜总的有效反射面积，间距2是微镜阵列中微镜的总面积。图5绘出了支柱具有固定尺寸(Wpost＝1.0μm)，且间隙尺寸为0.5μm，0.25μm和0.15μm的情况下照射效率与间距之间的关系曲线。具体而言，具有实心三角形的线、具有实心圆的线和具有实心圆的线分别绘出了当间隙为0.25μm，0.5μm和0.15μm，支柱大小为0.5μm时，照射效率对像素间距的依赖关系。从该附图可以看出，当间隙为大约0.25μm时，微镜阵列的间距尺寸至少为4.38μm，从而得到的照射效率高于85％。当间隙为大约0.5μm时，微镜阵列的间距至少为8.07μm，从而得到的照射效率高于85％。如果希望照射效率高于90％，则当间隙尺寸分别为大约0.15μm，0.25μm和0.5μm时，间距尺寸至少为4.38μm，6.23μm和10.16μm。在本发明中，微镜阵列器件的间距尺寸优选为4.38μm到10.16μm，优选为4.38μm到9.34μm，优选为4.38μm到6.57μm，优选为6.23μm到9.34μm，且更优选为8.07μm到10.16μm。还优选相邻微镜之间的间隙为0.5μm或更小，更优选为0.25μm到0.5μm，更优选为0.15μm到0.25μm。
如上所述，考虑到显示系统的光学效率和经济性，显示系统中空间光调制器内的微镜阵列有一个最佳直径。对于具有这一最佳直径的微镜阵列而言，希望减小微镜阵列的间距以容纳更多微镜—实现更高分辨率。由于间距是微镜长度与相邻微镜之间的间隙之和，因此可以通过减小微镜尺寸或者相邻微镜之间的间隙来减小间距。不过，在减小微镜尺寸但不减小间隙尺寸时，会降低微镜阵列的照射效率，如同参考图5所讨论的一样。因此，对于具有给定最佳直径的微镜阵列，在实现更高分辨率时还优选减小间隙并减小反射镜尺寸。尽管通过减小间隙尺寸和反射镜尺寸可以减小间距，但是并非必须同时减小间隙尺寸和反射镜尺寸。特别是如果能够实现的话，优选减小间隙以获得小间距。如果仅通过减小间隙不能获得所需小间距，就减小反射镜尺寸。
为了减小微镜阵列中相邻微镜之间的间隙，将本发明的微镜设计成使得微镜的镜片随转轴非对称地旋转，这是因为与对称旋转相比，非对称旋转可以使间隙更小。此外，与镜片和上面形成有镜片的基板之间的距离相比，镜片与转轴之间的距离同样小。下面将参考图6a，图6b和图6c讨论详细的实施例。作为本发明的一个可选特征，这种不对称性有助于获得更小间距和间隙的微镜阵列，而不会有相邻微镜彼此碰撞。
图6a画出了两个相邻微镜的剖面图，每个微镜对称地旋转。每个微镜中的实心黑圆表示镜片的转轴。Pitch1度量的是相邻微镜之间的间距(等于两个转轴之间的距离)。tsac是镜片与转轴之间的距离。用虚线圆绘出了每个镜片端部的轨迹。微镜2固定，其镜片顺时针旋转到与微镜的OFF状态相应的OFF状态角。可以将微镜1制作成更靠近或远离微镜2。因此pitch1是可变的。在图中，将微镜1放置在这样的位置，使得在微镜1的镜片朝向ON状态角逆时针方向旋转过程中，该镜片的“右”端与微镜2的镜片的“左”端相切，但不会碰到微镜2的“左”端。在这种情况下，在两个相邻微镜的两个镜片“平坦”时，由这两个镜片(例如平行于基板或者不偏转时)来定义gap1。
图6b画出了两个相邻微镜的剖面图，每个微镜对称地旋转，同时镜片与转轴之间的距离tsac2小于图6a中的距离，即tsac2＜tsac1。通过比较图6a与图6b中的间隙和间距，可以看出，gap2＜gap1，pitch2＜pitch1。也就是说，更小的tsac2允许微镜阵列的间隙和间距更小。
通过将镜片非对称地连接到铰链，可以使图6b中相邻微镜之间的间隙和间距更小，如图6c中所示。参考图6c，其中画出了两个相邻微镜的剖面图，将每个微镜连接到铰链，使镜片随转轴非对称地旋转。具体而言，将每个镜片连接到铰链，并且将连接点设定为与镜片的一端相比更靠近镜片的另一端。例如，将微镜1的镜片连接点设定为远离镜片的“右”端A。并将微镜2的镜片的连接点设定为靠近微镜2的“左”端B。在其它方面，该镜片与图6a和6b中的镜片相同(例如，图6c中镜片和转轴之间的距离与图6b中相同)。将镜片A端和B端的轨迹绘制为虚线圆。由于镜片随转轴的旋转是非对称的，因此A端与B端的轨迹圆是不同的。通过比较图6b与图6c中的间隙和间距，可以看出，图6c中的gap3和pitch3小于图6b和图6a中的。具体而言，gap3＜gap2＜gap1，且pitch3＜pitch2＜pitch1。虽然本发明中不要求镜片与转轴之间距离短和非对称旋转，不过这样有助于获得小间距和小间隙微镜阵列—尤其是在本发明中尺寸范围的小尺寸端。
参考图7，其中画出了两个相邻微镜的剖面图。微镜的镜片(例如镜片116)分别绕转轴非对称地旋转。具体而言，镜片(例如镜片116)通过铰链触点(例如铰链触点118)连接到铰链(例如铰链120)。用tsac表示镜片与铰链之间的距离。从附图可以看出，镜片非对称地连接到铰链。具体而言，镜片与铰链触点的连接点靠近镜片的一端，从而使镜片能够非对称地旋转到ON状态或OFF状态。ON状态定义为这样一种状态，其中镜片反射的光由投影透镜(例如图1中的投影透镜108)收集，并在显示靶(例如图1中的显示靶112)上显示图像的一个“亮”像素。OFF状态定义为这样一种状态，其中被镜片反射的光远离投影透镜—在显示靶上产生一个“暗”像素。
ON状态角和OFF状态角影响所产生的图像的质量，诸如图像的对比度。为了获得高对比度，优选与ON状态相应的大ON状态角和与OFF状态相应的非零OFF状态角。具体地说，ON状态角优选从12°到18°，OFF状态角从-2°到-8°，其中“+”和“-”符号表示镜片的相反旋转方向，如图所示。
通过向镜片施加静电力，并提供当镜片旋转到ON状态角或OFF状态角时用于使镜片停止旋转的停止机制，获得ON状态旋转角和OFF状态旋转角。例如，停止机制可以为上面形成该镜片的基板(例如图8b中的基板210)或者指定的停止器(例如图8b中的停止器216)。在任何一种情形中，都希望镜片与铰链之间距离较小，以便有助于针对ON状态获得大旋转角和针对OFF状态获得小旋转角。根据本发明，镜片与铰链之间的距离优选为0.15到0.45微米，例如0.15到0.25微米，或者0.25到0.45微米。镜片与铰链之间还可以采用更大的距离，如从0.5到1.5微米，或从0.5到0.8微米，或从0.8到1.25微米，或从1.25到1.5微米的距离。
参考图8a，其中画出了一种示例性的微镜阵列器件110。该微镜阵列器件包括m×n个微镜，其中m和n分别表示阵列行中微镜的数量和阵列列中微镜的数量。m和n的数值决定所显示图像的分辨率。在本发明的实施例中，m×n优选为1280×720，1400×1050，1600×1200，1920×1080，2048×1536或更高。微镜阵列行或列中相邻的微镜限定它们之间的间隙。间隙决定微镜阵列器件的填充因子，其中填充因子定义为微镜阵列中镜片的总面积与微镜阵列的面积的比值。例如，假如微镜的镜片相同，且整个微镜阵列上间距均匀，那么可以按照如下方式计算填充因子：微镜中镜片的面积除以间距的平方。在本发明的一个实施例中，微镜阵列器件的填充因子为85％或更高，更优选为90％或更高。靠近微镜阵列220设置电极阵列225，用于有选择地驱动微镜。例如，在所选择的微镜与靠近设置的电极之间建立静电场，用于使所选择的微镜旋转。对静电场作出响应，微镜相对基板210旋转到ON状态或OFF状态(如果OFF状态定义为微镜与基板210具有某一夹角)，从而通过基板210入射到所选择的微镜上的光或者被反射到投影透镜中，或者被反射远离投影透镜(例如图1a中的投影透镜108)。
在这一具体实例中，在基板210上，比如能够透过可见光的石英或玻璃上，形成微镜。在作为标准半导体晶片的基板215上形成电极阵列。除电极阵列之外，在基板215上还形成电路阵列，如DRAM或SRAM阵列。每个电路维持一个电压信号，并与一个电极相连，从而由电路中的电压信号限定电极的电压。通过这种方式，利用这个电路来控制镜片与电极之间的静电场。
图8b示意性地示出微镜阵列110的微镜的后视图。从图中可以看出，微镜包括镜片212、铰链222、铰链触点224和铰链支架218。镜片通过触点与铰链相连。铰链连接到形成在基板210上的铰链支架上。注意，镜片连接到铰链上，使得镜片能够随转轴相对基板旋转，当从基板的顶部观察时，转轴平行但偏离镜片的对角线。“平行但偏离对角线”意味着，从上面观察时，转轴可以严格地平行或者大致平行于微镜的对角线(±19度)，但偏离对角线。利用这种结构，镜片能够沿两个相反的旋转方向随转轴非对称地旋转，与那些对称旋转的微镜所获得的ON状态角相比，能够获得较大的ON状态角。在本发明中，ON状态角优选为+12°或更大，优选+16°或更大，优选+18°或更大，更优选+20°或更大。OFF状态角优选从-1°到-8°，优选大约-4°。除铰链和触点之外，在铰链支架上还可以形成其它部件。例如，在铰链支架上可以形成停止器216和217，当镜片达到ON状态和OFF状态角时，停止器用于使镜片停止旋转。具体而言，将停止器216和217分别设计成用于使镜片停止沿着朝向ON状态的方向旋转，和朝向OFF状态另一方向的旋转。通过适当设定反射镜停止器的长度和位置以及镜片与铰链之间的距离，可以均匀地实现微镜的ON状态角和OFF状态角。均匀的OFF状态角和ON状态角必然能够提高微镜阵列器件的性能。提高所显示图像的质量。
对镜片与和该镜片相关的电极之间的静电场作出响应，镜片发生旋转。具体而言，电极与镜片关联以驱动镜片旋转到ON状态。当微镜的OFF状态与非零OFF状态角相对应时，可以提供一个分离的电极(未示出)。第二电极可以设置在适当的任何位置处，只要它能够驱动镜片旋转到非零OFF状态角。例如，第二电极可以处于与用于ON状态的第一电极相同的基板上，不过处于镜片转轴相对侧的某一位置处。对于另一实例，相对于用于ON状态的第一电极，可以将第二电极设置在镜片的相反一侧上。除了将第二电极形成在与形成ON状态的第一电极相同的基板上之外，还可以将第二电极形成在上面形成有微镜的玻璃基板上。在这种情况下，第二电极优选为处于每个微镜下面的电极格栅或者电极框(或段，如条)。还可以将第二电极形成为玻璃基板表面上的电极薄膜，在这种情况下，电极薄膜对于可见光而言是透明的。除了作为驱动镜片旋转的电极之外，还可以将玻璃基板上的第二电极用作光吸收格栅(或框或段)或者消反射膜。还可以不用第二电极而获得与非零OFF状态角相应的OFF状态。例如，可以将铰链结构的一部分制造成，在自然静止状态下，这一部分基板发生弯曲，不再平行于基板。连接到弯曲部分的镜片，在自然静止状态下与基板之间呈现某一夹角。
参考图9a和图9b，其中画出了另一种微镜阵列器件和微镜。如图9b所示，微镜的镜片形状、铰链结构的形状以及镜片与铰链结构的相对布局与图8不同。实际上，微镜阵列器件的微镜和微镜阵列可采取多种适当形式。例如，微镜阵列器件的微镜和电极可以形成在同一基板(例如图9a中的基板210)上。并且可以靠近每个微镜设置不止一个电极，用于旋转微镜的镜片。在这种情况下，指定至少一个电极用于驱动镜片沿第一旋转方向旋转，并且指定至少另一电极用于驱动镜片沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转。
有多种方法构造上述微镜器件，诸如美国专利5,835,256和6,046,840中所公开的制造方法，这两个专利均属于Huibers，在这里将每个专利的主题引作参考。无论采用何种制造工艺，牺牲材料都沉积在微镜的结构之间，并且都是在以后去除该牺牲材料。例如，将牺牲材料沉积在镜片与连接镜片的铰链之间。镜片与铰链制造步骤的顺序取决于所选择的制造工艺和其它因素，如基板。具体而言，可以在铰链之前制造镜片，也可以在铰链之后制造镜片。例如，当基板为硅晶片时，在硅晶片上制造镜片之前制造铰链。对于另一个实例，当使用能够透过可见光的玻璃基板时，可以在制造铰链之前在玻璃基板上制造镜片。牺牲材料还能够填充空间，诸如微镜阵列相邻微镜之间的间隙。不过，这些牺牲材料的去除并非无足轻重的过程。如上所述，尽管根据本发明，镜片与铰链之间的距离可以为0.15到1.5微米，铰链与镜片之间的间隙优选0.15到0.45微米。为了有效地去除微镜各结构之间的牺牲材料，可以使用自发气相化学蚀刻工艺，该工艺将在下面关于实例性的制造工艺的讨论中详细描述。
下面将参考图10a到图10c讨论用于制造本发明的微镜和微镜阵列器件的一种说明性制造工艺。均属于Reid的2001年7月20日递交的美国专利申请09/910,537和2001年6月22日递交的60/300,533，包含有能够用于本发明多个部件的材料的例子。在这里也将这些专利申请引作参考。本领域普通技术人员应当理解，这些示例性的工艺仅仅用作说明，不应当将其解释为限制。具体地说，但不限于此，在对可见光透明的玻璃基板上形成示例性微镜。在一个分离基板如硅晶片上形成电极和电路。也可以将微镜与电极和电路形成在同一基板上。
参考图10a，其中画出了一种示例制造工艺中图8b所示微镜的剖面图。在可以是玻璃(例如1737F，Eagle 2000，石英，PyrexTM，蓝宝石)，对可见光透明的基板210上形成微镜。在基板210上形成第一牺牲层240，随后形成镜片232。取决于牺牲材料的选择以及所选择的蚀刻剂，第一牺牲层240可以是适当的任何材料，如非晶硅，也可以是聚合物或聚酰亚胺，甚至可以是多晶硅、氮化硅、二氧化硅和钨。在本发明的实施例中，第一牺牲层为非晶硅，且最好在300-350℃下沉积。第一牺牲层的厚度可以有较宽的范围，具体取决于微镜尺寸和微镜与微镜之间所需要的倾斜角度(titleangle)，尽管优选厚度为500到50,000，其中优选接近25,000的厚度。可以使用适当的任何方法，如LPCVD或PECVD，将第一牺牲层沉积到基板上。
作为本实施例一个可选择的特征，可以在基板210的表面上沉积一层消反射膜。沉积消反射膜是为了减小入射光从基板表面的反射。当然，可以根据需要在玻璃基板的任一表面上沉积其它光学增强膜。除光学增强膜之外，在基板210的表面上还可以形成电极。可以将电极形成为处于镜片周围的电极格栅或一系列电极段(例如电极条)。也可以换成在基板210的表面上将电极形成为电极薄膜，在这种情况下，电极薄膜对可见光是透明的。可以使用电极将镜片驱动到ON状态或OFF状态。也可以换成在玻璃基板的表面上以及在每个微镜的周围或下面，形成光吸收格栅。光吸收框架吸收入射到微镜上和/或从微镜边缘散射的光。对散射光的吸收能够提高微镜的性能，如对比度。
在沉积第一牺牲层之后，在第一牺牲层上沉积镜片232，并进行构图。由于将微镜用于反射感兴趣的光谱范围(例如可见光谱)内的入射光，因此微镜片层优选包括对于可见光呈现出高反射率(优选90％或更高)的一种或多种材料。取决于所需的机械性质(例如弹性模量)、微镜的尺寸、所需的ON状态角和OFF状态角以及镜片的电学(例如导电率)性质和所选择的用于形成微镜片的材料的性质，微镜片的厚度可以有较宽范围。根据本发明，镜片的厚度优选500到50,000，优选大约2500。在本发明的一个实施例中，镜片232是一种多层结构，包括优选厚度为大约400的SiOx层，优选厚度为大约2500的铝反光层，优选厚度为大约80的钛层以及200TiNx层。除了铝以外，还可以使用对可见光具有高反射率的其它材料，如Ti，AlSiCu和TiAl作为反光层。可以在优选大约150℃的温度下，通过PVD沉积这些镜片层。
在沉积之后，将镜片232构图成所需的形状，如图8b或图9b中的形状。可以使用标准的光刻胶构图，随后使用例如CF4，Cl2或者其它适当蚀刻剂进行蚀刻来实现对微镜的构图，具体用什么蚀刻剂取决于微镜片层的具体材料，。
在将镜片232构图之后，在镜片232和第一牺牲层240上沉积第二牺牲层242。第二牺牲层可以包括非晶硅，也可以包括上面针对第一牺牲层所述及的多种材料中的一种或多种。第一与第二牺牲层不必相同，尽管在优选实施例中它们相同，以便在将来能够简化去除这些牺牲材料的蚀刻过程。与第一牺牲层类似，可以使用适当的任何方法，如LPCVD或PECVD来沉积第二牺牲层。在本发明的实施例中，第二牺牲层包括在大约350℃下沉积的非晶硅。第二牺牲层的厚度可以为12,000量级，不过可根据微镜片与铰链之间的所需距离(在垂直于微镜片和基板的方向)，将其调整为合理的任何厚度，如介于2,000与20,000之间。优选铰链与镜片分隔0.1到1.5微米，更优选0.1到0.45微米，最好0.25到0.45微米的间隙。还可以使用更大间隙，如从0.5到1.5微米，或从0.5到0.8微米，或从0.8到1.25微米，或从1.25到1.5微米的间隙。
在本发明的优选实施例中，微镜片包括铝，且牺牲层(例如第一和第二牺牲层)为非晶硅。不过由于铝和硅的扩散，这种设计有可能引起缺陷，特别是镜片边缘周围。为了解决这一问题，在沉积第二牺牲硅层之前，可以在已构图的微镜片上沉积保护层(未示出)，从而能够将铝层与硅牺牲层隔离。在去除牺牲材料之后，可以去除或不去除这种保护。如果不去除保护层，则在沉积到镜片上之后对其进行构图。
然后，使用标准光刻技术，接下来采用蚀刻，对沉积的第二牺牲层进行构图以形成两个深通孔区248和浅通孔区246，如图所示。取决于第二牺牲层的具体材料，可以使用Cl2、BCl3或者适当的其它蚀刻剂执行蚀刻步骤。两个深通孔区之间的距离取决于所定义的微镜片对角线的长度。在本发明的实施例中，构图后两个深通孔区之间的距离优选为大约10μm，但是根据需要可以是适当的任何距离。为了形成浅通孔区，可以使用CF4或适当的其它蚀刻剂执行蚀刻步骤。浅通孔区可以为任何适当大小，优选为2.2平方微米的量级。每个深通孔的大小近似为1.0微米。
在将第二牺牲层构图之后，在已构图的第二牺牲层上沉积铰链结构层250。由于铰链结构用于支撑铰链(例如图8b中的铰链222)和微镜片(例如图8b中的镜片232)，因此希望铰链结构层包括至少具有大弹性模量的材料。根据本发明的实施例，铰链结构层250包括通过PVD沉积的400厚度的TiNx(尽管可以包括厚度介于100到2000之间的TiNx)，以及通过PECVD沉积的3500厚度的SiNx(尽管SiNx层的厚度可以介于2000与10,000之间)。当然，还可以使用适当的其它材料和沉积方法(例如，诸如LPCVD或溅射方法)。TiNx层并非本发明必不可少的，但是它能够在微镜与铰链之间提供导电接触表面，以便至少减小电荷引起的静摩擦。
在沉积之后，将铰链结构层250构图成所需外形，比如图8b中的铰链结构218。在对铰链结构层构图时，使用一种或多种适当的蚀刻剂执行蚀刻步骤。具体而言，可以使用氯化学物质或氟化学物质蚀刻该层，其中，蚀刻剂是能够同时以化学和物理方式有选择地蚀刻铰链支撑层的全氟化碳或氢氟化碳(或SF6)(例如，用CF4，CHF3，C3F8，CH2F2，C2F6，SF6等，或者更可能是上述物质或者与其它气体的组合，如CF4/H2，SF6/Cl2，或使用不止一种蚀刻物质的气体如CF2Cl2，进行等离子体/RIE蚀刻，所有蚀刻剂都可以具有一种或多种可选择的惰性稀释剂)。当然，可以采用不同蚀刻剂来蚀刻每个铰链支撑层(例如，氯化学物质用于金属层，碳氢化合物或碳氟化合物(或SF6)等离子体用于硅或硅化合物层，等等)。
参考图10b，在对铰链结构层构图之后，将接触区236的底片去除，从而处于接触区下面的微镜片部分暴露于铰链层238，该铰链层沉积在已构图的铰链结构层上，形成与外部电源的电接触。在构图后，接触区236的侧壁保留有铰链结构层残留物。侧壁上的残留物有助于增强铰链的机械和电学性质。处于反射镜每一侧的两个深通孔区234中的每一个，可与对应于阵列中相邻微镜的深通孔区形成一个连续元件。
在本发明的实施例中，还将铰链层用作微镜片的电接触点。希望铰链层的材料是导电的。用作铰链层适当材料的例子有：氮化硅，二氧化硅，碳化硅，多晶硅，Al，Ir，钛，氮化钛，氧化钛，碳化钛，CoSiNx，TiSiNx，TaSiNx或其它三元或更高元化合物。当选择钛作为铰链层时，可以在100℃下进行沉积。或者，铰链层可由多层组成，如100TiNx和400SiNx。
在沉积之后，通过蚀刻根据需要将铰链层构图。与铰链结构层类似，可以用氯化学物质或氟化学物质来蚀刻铰链层，其中蚀刻剂是能够同时以化学和物理方式有选择地蚀刻铰链层的全氟化碳或氢氟化碳(或SF6)(例如，用CF4，CHF3，C3F8，CH2F2，C2F6，SF6等，或者更可能是上述物质或者与其它气体的组合，如CF4/H2，SF6/Cl2，或者使用不止一种蚀刻物质的气体如CF2Cl2，进行等离子体/RIE蚀刻，所有蚀刻剂都可以具有一种或多种可选择的惰性稀释剂)。当然，可以采用不同蚀刻剂来蚀刻每个铰链层(例如，氯化学物质用于金属层，碳氢化合物或碳氟化合物(或SF6)等离子体用于硅或硅化合物层，等等)。
在铰链形成之后，通过去除第一和第二牺牲层的牺牲材料将微镜释放，下面将参考图11和图12对其进行详细说明。图10c中画出了释放后微镜器件的剖面图。
为了有效地去除牺牲材料(例如非晶硅)，利用能够对牺牲材料进行自发化学蚀刻的蚀刻气体进行释放蚀刻，优选通过化学方式(非物理方式)去除牺牲材料的各向同性蚀刻。在1999年10月26日递交的Patel等人的美国专利申请09/427,841和2000年8月28日递交的美国专利申请09/649,569中公开了这种化学蚀刻和执行这种化学蚀刻的设备，在这里将这两个专利申请的主题引作参考。用于释放蚀刻的优选蚀刻剂为气相氟化物蚀刻剂，除了可选的应用温度以外，该物质不会被激活。例如包括HF气，诸如二氟化氙的惰性气体卤化物，以及诸如IF5，BrCl3，BrF3，IF7和ClF3的卤间化合物。释放蚀刻可以包括惰性气体化合物，如(N2，Ar，Xe，He等)。由此去除残留的牺牲材料，释放微机械结构。在该实施例的一个方面，在具有稀释剂(例如N2和He)的蚀刻室中提供XeF2。XeF2的浓度优选为8托，尽管这一浓度可以为1托到30托或更高。最好采用这种非等离子体蚀刻900秒，尽管这一时间可以从60秒到5000秒，具体取决于温度、蚀刻剂浓度、压力、待去除的牺牲材料的量或其它因素。蚀刻速度可以保持18/s/托不变，尽管蚀刻速度可以从1/s/托到100/s/托变化。可以在室温下执行释放过程的每一步。
除了上述用于最终释放或者中间蚀刻步骤的蚀刻剂和蚀刻方法之外，还有多种其它能够单独或结合使用的蚀刻剂或方法。这些蚀刻剂的一部分包括湿蚀刻剂，如ACT，KOH，TMAH，HF(液体)；氧等离子体，SCCO2或超临界CO2(在美国专利申请10/167,272中描述了使用超临界CO2作为蚀刻剂，在这里将该专利申请引作参考)。不过，更优选自发气相化学蚀刻剂，这是因为与其它牺牲材料(例如有机材料)和其它蚀刻方法相比，通过相邻镜片之间的间隙和横向间隙能够有效地去除小空间(诸如图13中的横向间隙242(镜片与铰链之间)和小间隙240(基板与镜片之间))内的诸如非晶硅的牺牲材料。尽管并非本发明的所有实施例中均作此要求，但是利用这种自发气相化学蚀刻剂，更容易制造具有小间隙、小间距和铰链与镜片之间小距离的微镜阵列。
参考图11，该流程图示出用于去除牺牲材料(非晶硅)的一种示例性蚀刻工艺中所执行的步骤。该蚀刻工艺开始于在蚀刻系统的穿透蚀刻(breakthrough etch)室(图12中272)中的穿透蚀刻(步骤254)，用于去除微镜表面上的氧化层。该蚀刻步骤可以持续数十秒。在本发明的优选实施例中，将微镜穿透蚀刻大约30秒。然后，将微镜装入蚀刻系统的蚀刻室(例如图12中的278)中，用于蚀刻牺牲材料。在用于使蚀刻剂汽化的构建室(例如图12中274)中和用于将气相(vapor)蚀刻剂设定到某一压力的膨胀室(例如图12中276)中，制备一种或多种气相蚀刻剂(步骤258)。然后将膨胀后的气相蚀刻剂抽运到(步骤258)蚀刻室(例如图12中蚀刻室278)中。接下来，在蚀刻室中将微镜蚀刻最好大约1200秒，以便完全去除牺牲材料。可以使用用于实时监测蚀刻室中蚀刻过程的终点检测技术，在蚀刻室中对微镜进行蚀刻。特别是最好使用残留气体分析仪分析蚀刻室排出的气体。残留气体分析仪测量蚀刻室排出的气体的化学成分以及某种成分的密度(它还可以测量某种成分的密度改变速度)。根据测量结果，可以推导出蚀刻室内部牺牲材料的量。通过终点检测，可以避免过度蚀刻和不完全蚀刻。当蚀刻室中完成蚀刻时(从微镜去除了牺牲材料)，通过抽运出蚀刻室内的气体(步骤262)，清洗蚀刻室。然后，从蚀刻室取下已蚀刻的微镜(步骤264)。作为本实施例的一个可选特征，为蚀刻后的微镜涂覆自组装单层(SAM)，用于保护微镜(例如不受三氯硅烷或三氯硅烷母体影响)。在步骤264到270中执行SAM涂覆。在从蚀刻室取下微镜的步骤263之后，将微镜装入SAM室(例如图12中的SAM室280)中(步骤264)。然后，将SAM材料抽运到SAM室中(步骤266)。SAM室内部的微镜暴露于SAM材料大约60秒，从而涂覆上SAM材料。最后从SAM室取出微镜(步骤270)。
本领域普通技术人员会知道，此处描述了一种新颖、有用的空间光调制器以及该空间光调制器的制造方法。但是鉴于多个可能实施方式都能够应用本发明的原理，因此应当认为，这里参考附图所描述的实施例仅意在说明，而非限制本发明的范围。例如，本领域普通技术人员明白在不偏离本发明精神的条件下，可以就结构和细节对所述实施例进行变型。具体而言，微镜与电极和电路可以形成在同一基板上。此外，尽管上面提到了PVD和CVD，但是还可以使用其它薄膜沉积方法来沉积各层，这些方法包括旋涂、溅射、阳极氧化、氧化、电镀和发。因此，这里所描述的本发明涵盖可能处于其所附权利要求及其等效范围之内的所有实施方式。

Claims (74)

1、一种方法，包括：
形成第一和第二牺牲层，在第一和第二牺牲层之一上的铰链层中形成多个铰链，在第一和第二牺牲层中另一个上的镜片层中形成多个镜片；
其中，将镜片形成为相邻镜片之间具有0.15到0.5微米的间隙；
其中，第一和第二牺牲层之一处于镜片层与铰链层之间，且厚度为0.15到1.5微米；
在第二牺牲层上为每个镜片形成铰链支架，用于支撑所述镜片；以及
使用自发气相化学蚀刻剂去除第一和第二牺牲层之一或两者的至少一部分。
2、如权利要求1所述的方法，其中在所述第一牺牲层上形成所述镜片阵列的步骤还包括：在所述第一牺牲层上形成所述镜片阵列，使得相邻镜片中心到中心之间的距离为4.38到10.16微米。
3、如权利要求1所述的方法，其中使用所述自发气相化学蚀刻剂去除所述第一和第二牺牲层的步骤还包括：
使用自发气相化学蚀刻剂通过相邻镜片之间的间隙去除所述第一牺牲层。
4、如权利要求1所述的方法，其中所述间隙为0.15到0.25微米。
5、如权利要求1所述的方法，其中所述间隙为0.25到0.5微米。
6、如权利要求1所述的方法，其中所述第二牺牲层的厚度为0.5到1.5微米。
7、如权利要求1所述的方法，其中在所述第二牺牲层上为每个镜片形成所述铰链支架的步骤还包括：
为所述镜片形成铰链，从而在去除所述第一和第二牺牲层之后，a)所述镜片能够绕转轴相对于所述基板旋转，从所述镜片的顶上观察时，该转轴平行但偏离所述镜片的对角线；和b)所述镜片能够旋转到相对于所述基板至少为14度的角度；以及
其中，在所述第一牺牲层上形成所述镜片阵列的步骤还包括：
在所述第一牺牲层上形成镜片阵列，从而使相邻镜片间具有从0.15到0.5微米的间隙。
8、如权利要求1所述的方法，其中在所述第二牺牲层上为每个镜片形成所述铰链支架的步骤还包括：
为所述镜片形成铰链，从而在去除所述第一和第二牺牲层之后，所述镜片可以在所述基板上相对于基板旋转至少14度的旋转角度。
9、如权利要求1所述的方法，还包括：
为每个镜片形成电极；和
靠近该镜片设置电极，用静电使所述镜片偏转。
10、如权利要求1所述的方法，其中所述基板是能够透过可见光的玻璃或石英。
11、如权利要求9所述的方法，还包括：
在所述基板表面上沉积消反射膜。
12、如权利要求9所述的方法，还包括：
在所述基板边缘周围沉积光吸收框架。
13、如权利要求1所述的方法，其中去除所述第一和第二牺牲层的步骤还包括：
使用残留气体分析仪监测被去除的所述牺牲层的终点。
14、如权利要求1所述的方法，其中所述第一牺牲层或第二牺牲层包括非晶硅。
15、如权利要求1所述的方法，其中所述自发气相蚀刻剂为卤间化合物。
16、如权利要求1所述的方法，其中所述自发气相蚀刻剂为HF。
17、如权利要求1所述的方法，其中所述自发气相蚀刻剂为惰性气体卤化物。
18、如权利要求17所述的方法，其中所述惰性气体卤化物包括二氟化氙。
19、如权利要求15所述的方法，其中所述卤间化合物包括三氯化溴或三氟化溴。
20、如权利要求1所述的方法，其中在去除所述第一和第二牺牲层的过程中，将稀释剂与所述气相蚀刻剂混合。
21、如权利要求20所述的方法，其中所述稀释剂选自N2，He，Ar，Kr和Xe。
22、如权利要求20所述的方法，其中所述稀释剂选自N2和He。
23、一种空间光调制器，包括：在基板上形成的可移动镜片阵列，用于有选择地反射入射在镜片上的光，其中当相邻镜片平行于基板时，相邻镜片具有从0.15到0.5微米的间隙。
24、如权利要求23所述的空间光调制器，还包括：
连接到每个镜片的铰链，使所述镜片能够相对于所述基板旋转，其中铰链与所述镜片隔开0.5到1.5微米。
25、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述相邻镜片中心到中心的距离为4.28到10.16微米。
26、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述镜片阵列沿所述镜片阵列的长度方向包括至少1280个镜片。
27、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述镜片阵列沿所述镜片阵列的长度方向包括至少1400个镜片。
28、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述镜片阵列沿所述镜片阵列的长度方向包括至少1600个镜片。
29、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述镜片阵列沿所述镜片阵列的长度方向包括至少1920个镜片。
30、如权利要求23所述的空间光调制器，其中当所述相邻镜片平行于所述基板时，所述相邻镜片间具有0.5微米或更小的间隙。
31、如权利要求24所述的空间光调制器，其中所述铰链与所述镜片之间的距离为0.5到0.8微米。
32、如权利要求24所述的空间光调制器，其中所述铰链与所述镜片之间的距离为0.8到1.25微米。
33、如权利要求24所述的空间光调制器，其中所述铰链与所述镜片之间的距离为1.25到1.5微米。
34、如权利要求25所述的空间光调制器，其中相邻镜片的所述中心到中心距离为6.23到9.34微米。
35、如权利要求25所述的空间光调制器，其中相邻镜片的所述中心到中心距离为4.38到6.57微米。
36、如权利要求25所述的空间光调制器，其中相邻镜片的所述中心到中心距离为4.38到9.34微米。
37、如权利要求23所述的空间光调制器，还包括：与所述镜片连接的铰链，使所述镜片能够绕转轴相对于所述基板旋转，其中从镜片顶上观察时，所述转轴平行但偏离所述镜片的对角线；其中，所述镜片能够相对于所述基板旋转至少14度的角度，相邻镜片中心到中心的距离为4.38到10.16微米；并且所述铰链与所述镜片隔开0.5到1.5微米。
38、如权利要求23所述的空间光调制器，还包括：
靠近每个镜片的电极，用静电使所述镜片偏转。
39、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述基板是能够透过可见光的玻璃或石英。
40、如权利要求39所述的空间光调制器，其中所述基板包括处于所述基板表面上的消反射膜。
41、如权利要求39所述的空间光调制器，其中所述基板包括处于所述基板边缘周围的光吸收框架。
42、如权利要求23所述的空间光调制器，其中每个镜片具有一个面积；并且所述镜片的所有面积之和与所述基板面积的比值为90％或更大。
43、如权利要求23所述的空间光调制器，其中每个镜片对静电场作出响应，相对于所述基板旋转。
44、如权利要求23所述的空间光调制器，还包括：
第一电极，驱动所述镜片沿第一旋转方向相对于所述基板旋转；和
第二电极，驱动所述镜片沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向相对于所述基板旋转。
45、如权利要求44所述的空间光调制器，其中所述第一电极和第二电极相对于所述镜片的转轴处于同一侧。
46、如权利要求44所述的空间光调制器，其中所述第一电极和第二电极相对于所述镜片的转轴处于相反侧。
47、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述基板为半导体。
48、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述相邻镜片之间的间隙为0.15到0.25微米。
49、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述相邻镜片之间的间隙为0.25到0.5微米。
50、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述相邻镜片之间的间隙为0.5微米或更小。
51、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述铰链与所述镜片之间的距离为0.15到0.25微米。
52、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第一方向相对于所述基板旋转从15°到27°的角度。
53、如权利要求52所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第二方向相对于所述基板旋转从2°到9°的角度。
54、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第一方向相对于所述基板旋转从17.5°到22.5°的角度。
55、如权利要求54所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第二方向相对于所述基板旋转从2°到9°的角度。
56、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第一方向相对于所述基板旋转大约20°的角度。
57、如权利要求56所述的空间光调制器，其所述中镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第二方向相对于所述基板旋转从2°到9°的角度。
58、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第一方向相对于所述基板旋转大约30°的角度。
59、如权利要求58所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第二方向相对于所述基板旋转从2°到9°的角度。
60、如权利要求25所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第一方向相对于所述基板旋转从12°到20°的角度。
61、如权利要求60所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第二方向相对于所述基板旋转从2°到9°的角度。
62、如权利要求24所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第一方向相对于所述基板旋转从12°到20°的角度。
63、如权利要求62所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第二方向相对于所述基板旋转从2°到9°的角度。
64、如权利要求25所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第一旋转方向相对于所述基板旋转从12°到20°的角度；并且所述铰链与所述镜片隔开0.5到1.5微米。
65、如权利要求64所述的空间光调制器，其中所述镜片连接到铰链上，从而使所述镜片能够沿第二方向相对于所述基板旋转从2°到9°的角度。
66、如权利要求23所述的空间光调制器，其中每个镜片通过与相应镜片隔开一间隙的铰链而保持在所述基板上。
67、如权利要求23所述的空间光调制器，其中所述镜片与所述铰链之间的间隙为0.15到1.5微米。
68、如权利要求67所述的空间光调制器，其中所述镜片与所述铰链之间的间隙为0.15到0.45微米。
69、如权利要求67所述的空间光调制器，其中所述镜片与所述铰链之间的间隙为0.5到1.5微米。
70、一种投影系统，包括：
光源；
如权利要求23所述的空间光调制器；
用于将来自光源的光引导到所述空间光调制器的第一透镜；以及
用于将所述空间光调制器反射的光引导到显示靶上的第二透镜。
71、如权利要求70所述的系统，其中所述光源为有效电弧长度为大约1.0毫米的弧光灯。
72、如权利要求70所述的系统，其中所述光源为有效电弧长度小于1.0毫米的弧光灯。
73、如权利要求70所述的系统，其中所述光源为有效电弧长度为大约0.7毫米的弧光灯。
74、如权利要求70所述的系统，还包括：
输入多个视频信号的视频信号输入端，根据这些视频信号，所述空间光调制器的镜片有选择地反射光，使镜片的反射光在所述显示靶上形成多个影象。
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