透射與反射雙用式的微電機光學調制器與平板顯像器的制造方法

透射與反射雙用式的微電機光學調制器與平板顯像器的制造方法
【專利摘要】一種透射與反射雙用式的微電機光學調制器與平板顯像器及它的制造方法。光線調制器包括光線分離器、集成電路和光線開關，并可帶有彩色濾光片和必要的保護屏幕。光線分離器用于將均勻分布在它的入射面上的入射光引導到一個個系列分離的顯像點，并將在每個顯像點的光在光的出射面上聚縮成只占顯像點的一小部分面積。顯像點剩余的大部分面積可用來置放集成電路和光線開關，用來控制光的最后走向以達到控制顯像點的顏色和光強。幾個新的光線調制器和光線開關的設計及制造的方法和一種自動對準的在光學調制器上用于放置圓形隔離球的球桶結構，以應用于使光線調制器或一般的微電機結構與它的保護屏幕相聯接并保持其間有一固定距離的結構被公開。
【專利說明】透射與反射雙用式的微電機光學調制器與平板顯像器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種透射與反射雙用式的微電機光學調制裝置，尤其適用于平板式圖像顯示。
【背景技術】
[0002]液晶顯像(IXD)和等離子體顯像(PD)以很快的速度取代了陰極射線管顯像。其主要原因是液晶顯像和等離子體顯像的顯像板比起陰極射線管顯像要簿的多。然而，液晶顯像和等離子體顯像都不能有效體地利用能源。比如，液晶顯像中所用的偏振片就擋住了百分之五十的非偏振光，一下就將光能的利用率降底了百分之五十。而在相等的顯像光強情況下，等離子體顯像比液晶顯像要銷耗更多的能量。現在也有許多關于用微電機器件作為顯像應用的文章和專利。有些微電機器件，比如德克薩斯儀器公司的DLP，能有效地應用于投影系統，但卻很難用于平板電視。其它的微電機器件若用于平板顯像更有它們的困難。這些困難，包括顯像的性能(如光源的利用率差和對比度低)，生產的難度，和器件的可靠性諸方面，使這些微電機器件不能有商業化的顯像應用。因此有必要有新的，具有生產成本低，而性能更好(高能效，高對比度)的平板顯像。

【發明內容】

[0003]本發明提供一種新型的微型電機系統(MEMS)平板顯像器件(或微電機平板顯像器)，有效地解決了液晶顯像和等離子體顯像中能源利用率差的缺陷。這一新的平板顯像器對光源的利用率接近于百分之百。而且它可以使用全黑的背景版面，使顯像的對比度更得以提高。本微電機平板顯像器件的基本材料可以是塑料板，生產成本亦低于液晶顯像器。
[0004]本發明所采用的基本技術方案是:首先做一個光線分離器，它使在一個入射面上均勻分布的入射光，通過它之后在出射面(或稱顯像面，透光面)將每一個圖像點(或顯像點)的光聚縮成由一個個很小的出光孔(或一條條很窄的出光縫)而出來的出射光。每個出光孔在顯像面上相對于一個顯像點，但卻只占顯像點很小的一點面積。在顯像面上，出光縫與出光縫之間有很大的面積可以用來制造與放置光線開關和集成電路。因此本顯像器中集成電路的線路比起液晶顯像器中的集成電路的線路要大的多。也因此要容易制造的多。
[0005]然后，在光線分離器的上面(在顯像面上)制造集成電路。這集成電路成為光線分離器整體的一部分。但集成電路也可以是連在光線分離器上的分別部件。這集成電路用來控制和驅動光線開關。
[0006]當集成電路在光線分離器上被做成之后，再在其上面制造多個微型電機系統(MEMS)光線開關(簡稱為“微電機光線開關”，它們也是制造在光線分離器的出射面上)。這光線開關控制由每一個出光孔(或出光縫)出來的光的最后走向:要么將光擋住，要么讓光自由出射。這一功能有似于液晶顯像中的液晶。但不同于液晶顯像的是，本發明采用微電機光線開關來控制光線，不需要偏振片。偏振片一般擋住百分之五十的光。而這光線開關則可以讓它下面的光全部自由出射。與液晶顯像相比，光的利用率提高了一倍。另一方面，這種由微電機光線開關而控制光的最后走向的辦法，可以讓我們選擇使用最有效的光源。這又有別于等離子體顯像中依靠能效并不高的氣體放電發光。因此，本發明的技術方案比液晶顯像和等離子體顯像都能更有效地利用能量。
[0007]當這集成電路與微電機光線開關都做好之后，顯示屏幕則被安放在其上。為了保護微電機光線開關，本發明技術方案的另一方面則是利用圓形分離小球自我對準機制。這圓形分離小球自我對準機制也是建立在光線分離器之上。它可以讓微小的圓形分離小球放在其中。這小球用來保證顯示屏幕與微電機光線開關之間有一定的固定距離，從而不至于使顯示屏幕與微電機光線開關有直接的相碰。這顯示屏幕與平板顯像器連在一起之后，具有保護微電機光線開關之功用。本發明技術方案特這保護屏幕的大部方面積(除了在出射光的路經之外)做成全黑，從而提高顯像的對比度。
[0008]本發明技術方案中涉及到的另一方面則是關于制造有以下特性的微電機光線開關。這些特性包括:(I)易于被驅動(即可以用較低的電壓將其打開或關閉)；(2)它在關閉狀態能有效地將光線擋住，在打開狀態能有效地讓光線通過；(3)驅動慣性小，開關反應速度快。本技術發明使這些特性通過建立不對稱的雙層光線開關(簡稱為雙層開關)得以實現。這些雙層開關的第一層的功用是在外加電壓的情況下，與它底下的電極產生足夠的靜電吸引力而有利于低電壓驅動。這一層因此和底下的電極放得很靠近，能繞著它的轉動軸在一定角度范圍下轉動，一般使光線開關要么停留在開放狀態，要么停留在關閉狀態。它的轉動軸則通過軸承支撐柱與低層(光線分離器)相連接。雙層開關的第二層則是提供光線的開關功用。因為如此，它被放在光線分離器中的出光孔(或出光縫)之上。相對于第一層，或相對于它的轉動軸，這第二層可以做得不對稱。它能阻擋光線，不讓光線從出光孔(或出光縫)出去到達觀察者，但又不需要遮蓋其它地方。這樣可以減少它的質量和開關的轉動慣量。不僅如此，這第二層的質心又盡可能地靠近它的轉動軸，以至于它的轉動慣量得以更加降低。在一些情況下，每一出光孔(或出光縫)的邊上可以再加一輔助開關。這輔助開關只需要有第一層，這樣可以使雙層開關做得比單獨使用它時要小些，以至于提高它的開關反應速度和整個光學調制裝置的反應速度。
[0009]本發明技術方案中再涉及到的一方面是在光線分離器上制造視角調節片。因為從出光孔(或出光縫)出來的光的角度可能是稍微偏向一定的方向，使用散光片可以將光分散到不同的角度。這視角調節片也一樣可以用來將一部分由光線開關出來的光調節到不同的角度。當與散光片同時使用時，這視角調節片可以將光線更加均勻地分布在不同的角度。這視角調節片的制造可以在光線開關的制造過程中同時完成，不需要額外的生產成本。
[0010]本發明技術方案中涉及到的再一方面是使用有色濾色片，以用于在使用白色光源時可以彩色顯像。有色濾色片可以制在光線分離器之上，或在光線分離器中；或者是顯像屏幕的另外元件，在光線開關之上，或在光線開關之下，或被置放在其它適當的地方。
[0011]本發明微電機平板顯像器件的有益效果是，它有效地解決了液晶顯像和等離子體顯像中能源利用不足的缺陷。具有光源利用率高(近于百分之百)，對比度高(全黑背景)，和生產成本低的性能，特別適用于平板顯像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1A是本發明光線分離器100的一個實例的剖視原理圖。圖中光線110、110a、111、112和113以掠角入射在光線分離器的入射平面105上。出光縫的透光面135與觀察面205非垂直。
[0013]圖1B是本發明光線分離器100的另一個實例的剖視原理圖。光線分離器的入射面具有鋸齒結構。出光縫的透光面135與觀察面205垂直。
[0014]圖1C是本發明光線分離器的100又一個實例的剖視原理圖。光線分離器的入射面具有鋸齒結構。出光縫的透光面135與觀察面205接近于垂直。
[0015]圖1D是本發明光線分離器100的再一個實例的剖視原理圖。此光線分離器是在圖1C的光線分離器的出光縫上鍍一有色濾色片140，再加一薄平板230。
[0016]圖2是本發明光線分離器100的一個3X2顯像點的矩陣俯視原理圖。不同形狀的長方塊代表不同顏色的出光縫。每一顯像點由三個不同顏色的分點組成。
[0017]圖3是本發明光線分離器200上制有集成電路150(包含有驅動電極160L和160R)的剖視圖。
[0018]圖4是被簡單化的本發明微電機平板顯像器的剖視圖。它具有鍍有有色濾色片140的光線分離器、集成電路150、和微型電機系統(MEMS)光線開關405。
[0019]圖5A是本發明光線分離器的出光縫和微電機光線開關的剖視圖，以顯示本發明的顯像器的工作原理。光線開關在“開”的狀態。
[0020]圖5B是本發明光線分離器的出光縫和微電機光線開關的剖視圖，以顯示本發明的顯像器的工作原理。光線開關在“關”的狀態。
[0021]圖6是本發明的光線分離器上的微電機光線開關的立體圖。
[0022]圖7A是本發明具有改進性能的微電機光線開關的立體圖。
[0023]圖7B是圖7A中的具有微電機光線開關的底層(去掉了上面一層)的立體圖。
[0024]圖8A是本發明的具有改進性能的微電機光線開關(圖7A)加上視角調節片460的立體圖。
[0025]圖SB是圖8A在截面P-P’的剖視圖。它是本發明微電機平板顯像器，加上視角調節片460，以顯示本發明的顯像器的工作原理。光線開關在“開”的狀態。
[0026]圖9是本發明具有雙微電機光線開關的立體圖。
[0027]圖1OA是本發明光線分離器的出光縫和雙微電機光線開關的剖視圖。光線開關在“開”的狀態。
[0028]圖1OB是本發明光線分離器的出光縫和雙微電機光線開關的剖視圖。光線開關在“關”的狀態。
[0029]圖1lA是本發明微電機平板顯像器件的剖視原理圖。光線以掠角入射在光線分離器上的入射面上。
[0030]圖1lB是本發明應用光線分布器的微電機平板顯像器的剖視原理圖。光線通過光分布器以掠角入射在光線分離器上的入射面上。
[0031]圖12是制造光線開關和圓形分離小球自我對準機制的工藝程系示范圖。
[0032]圖13是制造光線開關和圓形分離小球自我對準機制的另一工藝程系示范圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。[0034]一種新型的微型電機平板顯像器件可以依照下面所述的本發明方法造成。這微電機平板顯像器可以比液晶顯像和等離子體顯像更有效地利用光能。它也可以使用透明塑料材料做底板，因此可以做得具有可彎性。
[0035]本發明技術方案中涉及到的一個方面是使用微型電機系統光線開關(微電機光線開關)來控制顯像器中的光路。光線開關在開的狀態可以讓其下面的光不受損失的通過而到達觀察者，在關的狀態又能將其下面的光全部擋住。在外界光很強的情況下，依照本發明也可以使用微型電機系統光線開關來反射一小部分光來進行顯像。
[0036]為便于描述，這里先將一個顯像器的顯像面劃分為多個顯像點。每一個顯像點都有一個微電機光線開關。很顯然，這光線開關本身要占據顯像點上不少的平面空間。在一般情況下，當光線均勻地入射在顯像板的背面時，無論這光線開關在什么狀態，它本身都會擋住每個顯像點的一大部分的光。本發明的另一方面就是制造一種特殊的，在每個顯像點的面積內有聚光功能的光線分離器。這光線分離器將顯像板背面均勻分布的入射光，通過它之后在顯像板的出射面(顯像面)聚縮成由一個個很小的出光孔(或很窄的出光縫)而出來的出射光。每個出光孔(或出光縫)在顯像面上對應于一個顯像點，但只占一個顯像點的很小的一部分面積。顯像面上的顯像點內的大部分剩余面積就可以用來制造與放置微電機光線開關。
[0037]具有這樣的光線聚集功能的光線分離器由一透明的平板做成，它具有光的入射面和出射面。首先把這透明的平板劃分為相對于一系列顯像點的小面積。在每個顯像點的出射面內制一具有一定深度的光縫。但光縫的寬度只占顯像點的較小一部分。光線在入射面以掠角進入這透明平板，被引導至這些光縫的表面(透光面)。當光線到達這些透光面的角度(相對于光縫的法線)稍微小于能夠造成全反射的臨界角度時，這光便可以從這些透光面出去。而且是以相對于光縫的法線較大的角度出去。如果這些光縫的透光面與出射面(顯像面)接近于垂直，這出射光也將會以接近于垂直于出射面的角度而出。在一些情況下，光只能從這些光縫而出。也就是說，在光線分離器的入射面均勻分布的入射光，在它的出射面上被聚縮成由一個個很小的出光縫而出的光。光在每一顯像點的分布面積被出光縫的面積所定。
[0038]這一原理可以被應用到不同的光線分離器的具體設計。下面結合附圖例舉幾個實例將此發明作更進一步的說明。需要申明的是，這一發明的基本原理的應用不僅限于以下所舉的實例。
[0039]第一個實例如圖1A所示。入射光(110、110a、lll、112、113)以掠角Θ (入射角)入射在光線分離器的入射面105上，進入透明介質130。這透明介質130可以是一般的常用材料，如光學玻璃板或光學塑料板，其折射率一般是1.46以上。在介質(光線分離器)的出射面的一邊，建有多個非垂直的(即稍微傾斜的)出光縫。每一個出光縫有兩個表面:透光面135與背面145。光線由出光縫的透光面135而出。這出光縫的透光面135與光線分離器的出射面(顯像面)205有一 β角度。這β被定義為光縫的出口角。為了便于描述，這里再引入出光縫的透光面的傾斜角Y。傾斜角Y是出光縫的透光面135與光線分離器的出射面205的法線所形成的角度。傾斜角Y表示出光縫的透光面相對于光線分離器的法線的傾斜程度。光縫的出口角β和光縫透光面的傾斜角Y為互余角。對于垂直的出光縫，出口角β等于90度，傾斜角Y等于零度。在此實例中，傾斜角Y很小，但又不是太小，不至于造成以大的入射角的光線進入介質后(例如光線110和IlOa以Θ角進入介質)，在這出光縫的透光面135引起全內反射。傾斜角Y也不是很大。它的大小能保證當這些光線遇到出光縫的透光面135時，差不多剛好能避免在此表面產生全內反射。這樣當這些光線到達出光縫的透光面135時，會以差不多和光線分離器的出射面接近于垂直的角度而出去。在一定的入射角Θ和出光縫的透光面的傾斜角Y范圍內，出射光(210，210a)將在光線分離器的出射面(顯像面)205，以與出射面的法線形成很小的角度而出。
[0040]假如光線分離器的透明介質130的折射率很低(比如低于1.414)，或者這透明介質外面充有折射率η比它更低的另外介質(比如，假定光線分離器的介質130的折射率是1.46或者以上，而另外介質的折射率小于光線分離器的介質130的折射率，但是卻等于或大于1.07)，出光縫則可以做得與出射面垂直，即透光面的傾斜角Y可以等于零，光縫的出口角β等于90度。那些入射角Θ大的入射光，進入光線分離器的透明介質130后，仍可以避免全反射而由出光縫的透光面135出射。
[0041]這一實例的一個重要方面是:盡管入射光是均勻地分布在入射面上，出射光卻被限定在只由很窄的出光縫而出。在圖1A中，兩束入射光110和IlOa分別在A與B兩點進入介質。這兩點在入射面上的距離是s”相應的出射光210和210a在出射面的距離是se。距離Se遠小于距離Si。也就是說，入射光被聚縮成只由出光縫而出。其結果是在光線分離器的出射面留下很多空間，可以用以制造集成電路和微型電機系統光線開關。
[0042]相對于一定的出光縫的出口角β，如果入射光有一定的角度分布，出射光也會相應的有一定角度的分布。如在圖1A中，與入射光111、112和113相對應的出射光是211、212和213。它們的角度各有不同。
[0043]另一個實例如圖1B所示。這里，入射面105具有鋸齒結構，而出光縫卻與光線分離器的出射面垂直，或接近于垂直(傾斜角Y等于零或近于零)。在一定范圍的入射角Θ和鋸齒的前緣角α內(鋸齒的前緣角α的定義如圖1B所示),入射光110進入介質130后，仍可以避免全反射而穿過出光縫的透光面。同樣，在一定范圍的入射角Θ和鋸齒的前緣角α下，出射光210也一樣被限定在只由很窄的出光縫而出。
[0044]以上的兩個實例，圖1A和圖1Β，各可以單獨分別應用，但也可以聯合使用，如圖1C所示。這里，光線分離器由具有鋸齒結構的入射面105和略微傾斜的出光縫組合形成。在一般情況下，圖1C更代表實際情況。因為即使是要制造垂直的出光縫(圖1Β)，生產工藝的變化也可能使出光縫的透光面相對于光線分離器的出射面稍有傾斜。
[0045]雖然出光縫的透光面135相對于光線分離器的出射面的角度應滿足一定的要求，出光縫的背面145相對于光線分離器的出射面的角度則沒有一樣的嚴格要求，只要出光縫上面的寬度不是太大而無必要地占據出射面上過多的面積。而且，出光縫的背面145是不需要透明的。取決于應用情況，它可以是反射性的、吸收性的、或透明性的。一個實例就是將出光縫的背面145做成反射性的表面，與光線分離器的出射面約成75度(與出射面的法線約成15度)。當光線從出光縫的透光面135相對于出射面的法線以大于15度的角度出來時，有可能被光縫的背面反射，而轉到小一點的角度。這樣，出光縫的上面可以做的窄一些但又不至于損失出射的光。
[0046]當光線被聚縮成只由出光縫而出之后，在出光縫的上面再放一薄薄的透明平板并不會改變光線的最后的出射角。也不會明顯的影響到出射光在出射面上的空間分布。這一特性可以從圖1D中看出。圖1D所示實例就是在圖1C的實例上面加了一層薄薄的透明平板。從新的出射面305上出來的光線310和310a的角度，以及這兩條光線之間在出射面上的距離，與相應的從原來的出射面205上出來的光210和210a的角度，和它們之間在出射面205上的距離是基本的相同。光線被聚縮的性質沒有改變。這一特性很有用途。它給人們在制造集成電路和微型電機系統光線開關時有一個選擇:既可以將這些結構直接建造在透明介質130之上(圖1A-1C)，也可以建在另一個放在介質130之上的透明平板230之上(圖1D)。因這個緣故，透明平板230如果被應用，它就被看作是光線分離器的一部分。
[0047]與在出光縫的上面放一層薄的透明平板類似，如果在出光縫上面均勻地鍍一層透明材料，光線的出射角以及出射光在出射面上的空間分布也不會被改變。這一特性也被顯示在圖1D中。此圖中的140就是代表鍍在出光縫上面的均勻的一層透明材料。光線的出射角以及出射光在出射面上的空間分布不會因這一層透明材料而有很大的改變。也就是說，如果以入射角Θ射在透明介質130里面的光，能夠從如圖1C所示的出光縫出射，那么它也一樣能從如圖1D所示的出光縫出射。圖1C與圖1D的出光縫的差別在于，圖1D的出光縫是在圖1C的出光縫上鍍了一層薄膜透明材料140。薄膜透明材料140不改變光的出射角這一特性也有它有用的一面。比如說，薄膜透明材料140可以是一有色濾色片。如果將每一顯像點分為幾個顯像分點，在相對于不同的顯像分點的出光縫上鍍不同顏色的有色濾色片，便可以利用白色光源于彩色顯像。關于彩色顯像，以后還會作進一步的說明。薄膜透明材料140也可以是刻蝕阻擋片，用以在以后制造集成電路和微電機光線開關的生產程序中保護出光縫。這樣便有更多的材料可以被選擇作為透明介質130。例如，透明介質130可以是塑料材料。在以后制造集成電路和微電機光線開關的生產程序中，出光縫里可能會被填充光致抗蝕劑。這光致抗蝕劑最后要被清除掉。在這清除光致抗蝕劑的過程中，出光縫不能被損壞。這可以在出光縫上鍍上一薄層氧化硅，或氮化硅，或碳化硅等，作為出光縫的硬性保護層。
[0048]在透明介質130的出射面的一側制造一系列如以上所描述的出光縫，則可以把均勻入射在它的入射面上的光引導到由這些出光縫而出的一個個分離的光束，如圖2所示(俯視原理圖)。光線在出射面上，由這些帶陰影部分的光縫而出。在圖2中，每一顯像點由三個不同顏色(通常是紅、綠、藍)的分點組成，由不同的陰影表示。圖的右下角的虛線方塊代表一個顯像點(包含三個不同顏色的顯像分點)。由此圖可以看出，每個出光縫在顯像面上只占一個顯像分點的很小的部分面積。
[0049]以上幾個光線分離器的實例，一方面是本發明的一部分。但更重要的是，這幾個實例是用以表明本發明的基本原理:即利用光線分離器，將均勻入射在入射面上的光，引導到由一個個分離且很窄的出光縫而出。在這幾個光線分離器的實例中，光線以掠角入射在光線分離器的入射面上，進入透明介質，以稍小于臨界角的角度射在出光縫的透光面，然后以相對于光線分離器的出射面的法線很小的角度出射。這不僅在光線分離器的出射面上留下一大部分面積可以用來制造集成電路和微電機光線開關，也將出射光限制在一個較小的角度分布范圍。其結果是可以用較小的微電機光線開關來控制出射光的路線，而這光線開關又不會永久性地擋住光線。這光線開關可以讓出射光無阻擋的通過，或將光線完全的擋住。這一基本原理的應用，不局限于以上的幾個實例。
[0050]有了光線分離器以后，集成電路就可以建在其上，在靠近出光縫但又不擋住出光縫處，如圖3所示。這集成電路里的晶體管可以是薄膜晶體管(TFT)，類似于液晶顯像(IXD)中所用的。在圖3中，有一層薄膜透明材料140被鍍在出光縫上。這薄膜透明材料可以是不同顏色的有色濾色片，也可以是刻蝕阻擋片。圖3中沒有將一透明平板放在光線分離器的上面。在更一般的情況下，集成電路是建在不擋住由光線分離器出來的光線的地方。因為如圖1D所示，我們可以有一透明平板放在出光縫的上面而成為光線分離器的一部分。集成電路可以更容易地建造在這平板上面。如果需要，不同顏色的濾色片也可以更容易地鍍在這平板上面。在此情況下，集成電路就建造在這平板上不擋住出光縫的地方。然而為簡明起見，以下的描述乃假定光線分離器上沒有放這樣的透明平板。但同樣的描述可以適用于使用放有透明平板的光線分離器。
[0051]首先，與液晶顯像(IXD)不同的是，在液晶顯像中，出射面的大部分面積必須是透明的(更嚴格地說，是在加有電壓的情況下，對一種偏振光是透明的)，因此為了不擋住光線，集成電路只能占據出射面的很小的一部分面積。本發明使用光線分離器，除了出光縫和其上面部分應是透明之外，光線分離器上面的其它地方則沒有透明的要求。因此，在圖3(還有以后的圖4、圖5、圖SB和圖10)中，為簡單起見，集成電路150覆蓋著光線分離器上面除了出光縫外的一切地方。在具體應用中，集成電路也許不需要做得那么大。因此它可以被建造在光線分離器上面許多不同的地方。而從另一方面來說，因為光線分離器上面有很多面積可以用來建造集成電路，這集成電路對光刻工藝的要求就不是很高。與制造液晶顯像里的集成電路相比，它的生產工藝難度就會小些，要容易些。在圖3中，用以作為啟動微電機光線開關的電極160L和160R被建在集成電路之上。它們也可以被看作是集成電路的一部分。
[0052]在集成電路上面或下面，可以有多種不同的選擇。比如，在制造集成電路之前，在光線分離器上面可以鍍一層反射薄膜，用于回收那些沒有被放射出去的光。在有些情況下，回收那些光也許不很重要，而提高顯像的對比度更有意義。為了這一目的，可以在光線分離器的上面鍍一層吸收薄膜。但要不要這些薄膜，完全取決于對顯像器的要求。如果需要這些薄膜的話，它們可以很方便地在制造集成電路的過程中被鍍上。因此，在圖3中沒有把它們明顯的畫出來。
[0053]集成電路做好了以后，它上面的大部分地方也可以鍍一層吸收薄膜。例如在電極的上面，圖3 (還有以后的圖4、圖5、圖7、圖8和圖10)中的160L和160R上面鍍一層吸收薄膜。但要不要這樣做，也是根據對顯像器的要求去選擇。在一定的結構中，集成電路上面有一小部分地方可以有一定的反光性，如圖3中的170。這一點在下面的解述中會有更明確的描述。
[0054]還有一點需要說明的是，原則上這集成電路也可以制造在別的地方，即不是像圖3所示的直接建在光線分離器的上面。盡管在實際生產中，把集成電路制造在別的地方并不方便。比如，集成電路也可以建在另外的，放在光線分離器上面的顯示板上(這顯示板最后要與光線分離器連上)。不過這樣做的話，要用電線將集成電路與光線分離器上面的電極連上。這顯然不是方便的辦法，但可以不影響這光學調制裝置的顯像性能。這就是說，集成電路被制造在哪里，是由生產的方便性決定。它如果被放在像圖3所示的以外的地方，也不影響到本發明所涉及的基本原理的應用。
[0055]本發明的再一方面就是在光線分離器上面制造微電機光線開關。有許多不同格式的微電機開關都可以使用。一個很明顯的實例便是使用橫向來復式運動的開關，其運動的方向與光線分離器的出射面(顯像面)平行，在出光縫上面穿插運行。它可以將出光縫蓋上以擋住光線(開關在關的狀態)，也可以從出光縫上面移開讓光線通過(開關在開的狀態)。這種開關的工作原理容易被理解，這里就不作詳述。另一種繞著鉸鏈擺動的開關也可以使用。而且這種開關已被廣泛地應用于圖像顯示，如美國德州儀器公司的DLP。因此，這種開關會被用來說明本發明的光學調制器的工作原理。同時，有幾個關于這種開關的改進方式也將被描述。需要申明的是，本發明的基本原理的應用，不局限于使用下面所述這幾種開關。
[0056]圖4顯示的是在光線分離器上面制造有微電機光線開關405的剖視圖。圖5則顯示這微電機光線開關的工作原理。圖5A顯示微電機光線開關在開的狀態，由出光縫出來的光可以通過開關而到達觀察者。圖5B顯示微電機光線開關在關的狀態，光線被開關擋住。在這兩圖(還有以后的圖)中，集成電路150是被假定制造在光線分離器上面。而微電機光線開關則是在集成電路被造成之后，再在集成電路的上面制造。(在以后的一些立體圖中，如圖6、圖7A、圖7B、圖8A和圖9，集成電路沒有被顯示出來)。這些圖所示的光線開關有五部分組成:底下支撐柱410，它連接于光線分離器、鉸鏈420、靜電受力片430、上層支撐柱440和擋光片510。開關可以繞著它的鉸鏈在外加電壓的驅動下擺動。它的靜電受力片430可以停留在兩個位置之一:要么將出光縫打開讓光線通過(圖4左邊的開關，和圖5A)，要么將出光縫關閉將光擋住(圖4右邊的開關，和圖5B)。開關到底停留在這兩個位置的哪一個，由驅動信號決定。
[0057]為了能有效的控制光線(既可以讓微電機光線開關在關的狀態將光線擋住，又可以在開的狀態讓光線通過)，微電機光線開關的幾何尺寸，如擋光片510的長度和高度，需要滿足一定的要求。這些要求一般受許多因素的影響，如光線分離器的出光縫的寬度w與深度D (見圖4)，光線開關與出光縫的相對位置，出光縫的出口角β，入射角Y的范圍，和透明介質130的折射率等。根據這些因素，滿足一定要求的光線開關的幾何尺寸可以被計算出來。但計算只能根據一定的設計進行，卻難以使設計本身優化。以下將描述本發明所設計的幾個具有優化性能的光線開關。這些性能包括:(I)轉動慣量盡量小(轉動速度快)；(2)容易被驅動(即驅動電壓低)；(3)能有效的控制光線(既可在關的狀態將光線擋住，又可以在開的狀態讓光線通過)。
[0058]首先要指出的是，如圖4和圖5中所示的光線開關(它們的立體圖如圖6所示)，和它們與出光縫的相對位置就沒有充分具備第一個性能(轉動慣量盡量小)。但它也有可能滿足很多的實際應用。之所以說它沒有充分具備第一個性能，是因為它的擋光片510和它的鉸鏈420的距離無必要的過大。因此擋光片對光線開關的轉動慣量的貢獻也無必要的過大，這樣會降低光線開關的轉動速度。
[0059]本發明所設計的一個具有以上優化性能的光線開關則如圖7Α所示。它與圖6所示的開關的主要差別在于靜電受力片430和出光縫的相對位置不一樣。靜電受力片430在圖6中是在出光縫的側面(圖的左面)，而在圖7Α中則移到了出光縫的前面(圖的前面)。(這里前后的位置乃按圖示，靠近讀者的一面為前面)。光由左面進入光線分離器。光線開關的擋光片510與出光縫的相對位置在兩圖中都一樣。圖7Α中的擋光片510比圖6中的更靠近鉸鏈420。如果光線開關的其它尺寸(靜電受力片430，鉸鏈420，擋光片510和擋光片的高度-上層支撐柱440)在兩圖中都一樣，那么圖7A所示的光線開關的總轉動慣量比圖6所示的要小得多，使光線開關的第一個優化性能(轉動慣量小)得以實現。
[0060]靜電受力片430的功能是提供在有電壓的情況下與它下面的電極有相互吸引力。因此它被放得與它下面的電極(驅動電極)盡可能得靠近。這樣在同樣的電壓與受力片430的幾何尺寸下，靜電吸引力才會盡量的大。為了進一步加大靜電吸引力，驅動電極靠近鉸鏈的一部分可以做得略微高一些。這在圖7B中便容易看得出來。這個圖只將受力片430下面的結構顯示出來。下面的驅動電極的一部分401L和401R (電極的高部分)被做得比它旁邊要高了一些，更靠近它上面的靜電受力片430 (沒有在此圖中被顯示出來)。這樣靜電吸引力得以提高，使光線開關的第二個優化性能(容易被驅動)得以實現。
[0061]在圖7A與7B中，445表示的是光線開關的轉動終止點。這些轉動終止點可以被做得與電極的高部分401L和401R不一樣的高。但在實際生產中，將轉動終止點做得與電極的高部分一樣高會更容易并簡單些。因為這樣一來這兩個結構可以使用同一套工藝程序同時完成。這些轉動終止點比電極的高部分要離鉸鏈420更遠一些，以保證靜電受力片430在轉動時不會與它下面的電極的高的部分直接相接觸。這些轉動終止點還要離鉸鏈420足夠的遠，以至于靜電受力片最遠離鉸鏈的部分也不會與它下面的電極(電極的高部分以外的部分-160L和160R)直接相接觸。換句話說，這些結構限定靜電受力片在轉動時只能與轉動終止點相接觸，而不與其它地方相接觸。這樣做有幾個好處:這些轉動終止點一般可以保持與靜電受力片有相同的電壓。因此在它們的相接觸處，沒有電壓差。這樣也可以減少在接觸處由靜電吸引而引起的渣物堆積，使接觸處的物理與化學性能容易被保持穩定。
[0062]轉動終止點還可以被做得具有一定的彈性，使它可以儲存一定的能量(勢能)。在實際生產時，每個轉動終止點只是一小片彈性薄片447，如圖7B上方的插圖所示。它連在一個與下面相連接的穿孔(via)446的上面，向外伸展。這插圖同時也顯示出靜電受力片430與這轉動終止點在彈性薄片447上相接觸。靜電受力片壓在這彈性薄片上，使這薄片在壓力作用下有微小的向下彎曲。當加在靜電受力片的靜電吸引力被去除以后，這彈性薄片就要恢復原來未彎曲的狀態。實際上這彈性薄片在這時就如同一彈簧。它要將壓在它上面的靜電受力片彈開。這一反應明顯的有利于克服存在于靜電受力片與接觸點之間的粘磁力(它的主要部分可能是范德瓦爾斯力)。
[0063]相鄰的轉動終止點在結構上也可以連在一起。比如在圖7A與7B中面向讀者的兩個轉動終止點，它們可以在薄片447的那一層，在靠近鉸鏈的一邊連接在一起，以增加它們整體的牢固性但又能維持薄片的彈性。
[0064]光線開關上面的擋光片510是對光線真正起開關作用的功能的部分。它用以有效的控制光路，在關的狀態將光線擋住，在開的狀態讓光線通過，以滿足前面所說的光線開關的第三個性能。相對于靜電受力片430，或相對于鉸鏈420，這擋光片可以是不對稱的。它只需要在出光縫上面，比出光縫略大些，但不需要蓋住其它地方，也不需要蓋住受力片所蓋住的地方。這有利于減少光線開關的總轉動慣量，提高光線開關的轉動速度。
[0065]本發明還有一方面就是做一個內部視角調度器。這被顯示在圖8A中。圖SB是圖8A中沿切面P-P’，穿過出光縫的剖視圖。460是一個內部視角調度器。需要指出的是，底下支撐柱410、鉸鏈420、靜電受力片430、和上層支撐柱440都不在此切面中，所以僅以虛線來表示，以有利于理解它們與擋光片510和出光縫的相對位置。由擋光片510反射出來的一部分光，被反射在表面170上。這表面是與驅動電極(電極的底的部分)在同一平面(一樣的高度)。被反射在表面170上的光，在這表面上再次被反射(所以這表面應是區有反射性的)。在沒有視角調度器的情況下，大部分光將由一邊(圖8B的右邊)而出。這未必不是好的結果。在很多情況下，只有從一邊出來的光才有用(能夠被觀察者接受)。比如，掛在墻上的電視，幾乎所有朝上面而出的光都沒有用。讓光線從一邊(朝下)而出，實際上是其它顯像器所不具有的優越性能。然而，在不少情況下，一般需要光從各方向均勻而出。在顯像器上面放一光線漫散片則有助于達到這一效果。但如圖8所示，在每一顯像點放一內在的視角調度器460也有助于調節從不同方向出來的光的相對強度。如圖8A是圖SB所示，其中本來以角度Q1從右邊而出的光線，由于有視角調度器的原因，被視角調度器460反射后以角度θ2從左邊而出。反射片460就將可能從右邊而出的一部分光，變成從左邊而出。視角調度器可以在光線開關的生產過程中同時被造成，不需要額外的生產成本。它在光線分離器的出射面上的相對位置可以根據應用而設計調整。而且，如果視角調度器由兩片做成，一片460如圖8所示，做的較薄，可以左右彎曲擺動，放在靠近出光縫的一側；另一片較厚，不能左右彎曲，與薄的那一片放得很靠近，但在離出光縫較遠的那一側，那么就有可能在它們之間加一電壓，使薄的那一片向較厚的一片略微彎曲。這樣就有可能通過它們之間的電壓來調整從不同方向而出的光的強度。
[0066]本發明的再一方面是制造與使用雙重光線開關。在一些情況下，圖7Α和圖7Β所示的光線開關不一定是最好的選擇。比如在大的顯像器中，每個顯像點都較大，出光縫也較寬。如果每個顯像點僅用一個如圖7Α和圖7Β所示的光線開關，開關可能會要做得大一些(即擋光片510可能會要大一些)，才能在關的時候完全將光擋住。這有可能使開關做得太大，使開關的轉動變慢。這一矛盾可以用如圖9所示的雙重光線開關來解決。這里，左邊的開關與圖7Α所示的光線開關是一個樣，是雙層開關，但可以比單獨使用它時做得小些。而右邊的開關則是單層開關。它有一層靜電受力片430，但沒有上面的擋光片510和上層支撐柱440。這個靜電受力片放在出光縫的右邊，一部分面積具有反光性能。
[0067]這雙重光線開關的工作原理如圖1OA (開的狀態)和圖1OB (關的狀態)所示。這兩個圖是圖9的穿過出光縫的剖視圖。與圖SB—樣，左邊開關的底下支撐柱410、鉸鏈420、靜電受力片430、和上層支撐柱440都不在此切面中，所以同樣僅以虛線來表示。右邊開關的底下支撐柱410也不在此切面中，也一樣用虛線來表示。在這雙重光線開關的開的狀態，一部分光通過開關直接到達觀察者；而另一部分光則被左邊開關的擋光片510反射，再被右邊的單層開關反射，然后到達觀察者。在關的狀態，這兩個開關一起將光線擋住。要注意到的是，在開的狀態，光線不再到達下面驅動電極的那一層(圖8Β中的表面170)。因此驅動電極的那一層整個表面都可以全部鍍黑。右邊的那個開關沒有上層支撐柱440和擋光片510。它的總轉動慣量小，轉動速度快。左邊的開關可以做得比單獨使用它時小些。它的總轉動慣量也因此而小些，轉動速度加快。總的結果是，用雙重光線開關時，開關的速度比用一個開關時的速度加快。
[0068]本發明還有的再一方面就是將每一個顯像點制造成由幾個顯像分點組成，用以減少顯像點中缺陷的效果。一般來說，根據本發明所制造的顯像器不應該有光線開關的缺陷問題。成品的百分比和可靠性都已被充分證明。例如德州儀器公司的DLP用的微型機械鏡片就如同本發明所示的光線開關的實例相似。而且本發明所示的光線開關的實例比DLP中用的微型機械鏡片要大得多，也更容易制造，成品率因此更高。因為一般來說，開關(或鏡片)越小，制造的精密度要求越高，也越不容易成品。相反，開關(或鏡片)越大，制造的精密度要求越低，因此也越容易成品。本發明的顯像器，一般用于直接的觀看，因此光線開關比DLP中用的微型機械鏡片要大得多。比如，每英寸三百個顯像點(這已經是具有和照片一樣的分辨度。作為直接觀看的顯像，比這分辨度再高就沒有意義)，每一個點有八十五微米，這要大于DLP的微型機械鏡片的五倍。在更多的應用中，顯像點可以遠大于八十五微米。這就是說，一般的顯像點至少是DLP的微型機械鏡片的十倍以上。因此本發明所用的光線開關要比DLP的微型機械鏡片能容忍大得多的生產缺陷而不至于對產品造成影響。但盡管如此，有些大的缺陷還是會影響光線開關的運行。為減少這些缺陷的影響度，可以把一個大的顯像點做成由幾個小的顯像分點組成。生產缺陷可能只會影響一個顯像點中的一個分點。與整個顯像點相比，一個小的顯像分點就變得不是非常明顯。如果這個有缺陷的顯像分點是停留在“開”的位置而不再轉動，也有可能給它加以一個信號(叫它為復原信號)，使它轉過來而停留在“關”的位置。這樣一來，這個有缺陷的顯像分點就變得更不明顯。其它好的顯像分點仍然可以正常工作。這樣做的總的結果是將顯像點的生產缺陷局限在一個顯像分點，使有可能成為廢品的顯像器變得可以使用。另一方面，將每一個顯像點制造成由幾個顯像分點組成可以將每一個光線開關做得比沒有顯像分點時小很多，從而轉動速度加快。這對于大的顯像板尤其有用。
[0069]本發明的再一方面就是將光線開關面向觀察者的一邊鍍有具有一定反射系數的材料，使它可以反射一部分光，以至于顯像器可以利用外界光顯像。每一個顯像點由幾個不同顏色的小顯像分點組成，不同的小顯像分點鍍以不同的有色反射材料，以便于利用外界光而成彩色像，減少顯像器對能量的消耗。這對于手提的電器，如手機、照相機等，尤其有用。因為在強烈的日光下，只要有一很小部分的反射光就足可以成像，所以反射系數不要很大。這樣在一般情況下當使用內部光源時，這表面材料對光的反射又不會過多而過多地影響成像的對比度。
[0070]對于一般情況下的顯像，即前面所描述過的利用內部光源透射成像，有多種彩色顯像的辦法。首先，可以采用不同顏色相繼成像的辦法。根據這一辦法，不同顏色的光相繼照在光線分離器上。在每一個顯像點(或顯像分點)，同一個光線開關用來控制不同顏色光的強度。這一原理和很多其它顯像器是一個樣的。但也可以和上面所述的，利用日光的反射彩色顯像相似(在那里不同的顯像分點鍍有不同的有色反射材料)，在光線分離器的不同的顯像分點鍍有不同的有色透明材料(有色濾色片)。(每一個顯像點有至少三個顯像分點)。這在前面略有所提。比如，在圖3與圖4中，在光線分離器的出光縫上鍍有有色濾色片。如果光線分離器上面有一透明薄板(圖1D，230)，這有色濾色片也可以鍍在這透明薄板的任何一面。從光線分離器出來的光，不會因鍍有這些有色濾色片而變化。這有色濾色片還可以放在許多其它地方。比如，光線分離器可以由幾層透明材料組成。有色濾色片則被放在其中，或靠近上面，或靠近下面，或在中間。甚至還有更精致的做法，就是在不同的顯像分點采用不同的二向色性的材料。它能讓一種顏色的光通過，而將其它顏色的光反射回光線分離器的透明材料中。這被反射回來的光得以被收回，一直到它碰上可以讓它通過的顯像分點(即在那里有可以讓它通過的另一種二向色性材料)。這樣各種顏色的光都可以被充分的利用。[0071]有了顯像器的主要元件以后，即當光線分離器(有或沒有有色濾色片)、集成電路、和光線開關被造好之后，就需要把保護屏膜(或保護屏幕)放在其上，以保護其下面的各個元件，尤其是微電機光線開關。這保護屏膜可以附有光線漫散片以使光線均勻地分布在各個角度。在安裝這保護屏膜時，一定不能損壞光線開關。為了這個目的，本發明的另一方面就是建造自動對準的，用于放圓形隔離球的結構。這圓形隔離球放在光線分離器之上，在保護屏膜之下，用于保持在光線分離器與保護屏膜之間有一固定的距離。不至于使保護屏膜碰到制在光線分離器上面的光線開關。這一方面在后面關于光線開關的制造程序的描述中會有更詳細的說明。
[0072]最后，從光源出來的光，以掠角入射在光線分離器上，如圖1lA所示。這光源80可以是冷陰極螢光燈管，或多個發光二極管。它被放在聚焦鏡的焦點線上。光線以平行光束出來，照在光線分離器上。為了減小顯像器的深度，可以使用光線分布器，如圖1lB所示。光線分布器有兩個表面:反光面50和部分透光面60。部分透光面60的透射系數做得從左到右不斷遞增，反射系數從左到右不斷遞減。在光線分離器下面的任何部分，都有一部分光由部分透光面60進入介質130。一部分光被返回光線分布器。如果部分透光面60的透射系數做得恰當，那么就有可能使光線均勻地由部分透光面60進入光線分離器，并且反光面50和部分透光面60的距離可以做得很小。
[0073]用于自動對準的放置圓形隔離球的結構
[0074]下面列舉幾個有關用于自動對準的放置圓形隔離球的結構。為方便描述，我們簡稱它為球桶結構。
[0075]這個球桶結構，和使用圓形隔離球的目的，是為了便于在這顯示器之上安裝保護屏膜。不至于在安裝保護屏膜之時，造成對微電機光線開關的損壞。這球桶結構，可以讓微小的圓形隔離球進入這預先所定之處，而不在其之外。這樣就可以使在后面所加的保護屏膜，只會與圓形隔離球相接觸，而不會碰上微電機光線開關。下面所列舉的生產程序，只是為了更明確地解釋有關使用球桶結構和圓形隔離球的概念、位子和功用。實際生產程序，可以與下面所列舉的例子有大量的變動。比如，蝕刻工藝在下面將被引用，以去除一些地方的薄膜鍍層。要去除的地方可以由光刻工藝來設定。在實際生產中，人們也許可以用升空工藝(lift off)。根據這種理解，有關球桶結構和圓形隔離球的概念就不局限為以下的實例。
[0076]參照圖3和圖4，當光線分離器、集成電路150，包括驅動電極160L、160R和一層反射材料170 (如果每顯像點使用一個雙層光線開關)都已做好后，微電機光線開關405就可以被做在其上。這光線開關的基本制造技術已被廣泛地應用于半導體生產工業，應此無必要在此作詳細的描述。
[0077]現在再參照圖12a，從顯像器的擋光片510以下的結構已被做好了的狀態開始(光線開關的靜電受力片430已做好)，接著再做擋光層510和它的支撐柱440。首先，光致抗蝕劑550被鍍在其上，被光照，被沖洗，為做上層支撐柱440和球桶結構570穿孔成像。需要說明的是，一般來說，這些結構不一定在同一切割面上。但為敘述生產過程的方便，這些結構被“折在”同一圖面上。與此類似，在圖12中，擋光片510以下的結構也不一定在同一剖視面上。比如，標在圖12d中的鉸鏈420、靜電受力片430、底下支撐柱410都被折在同一圖面。但在實際結構中，靜電受力片430可能不在此剖視面。它應在這圖面之外，故以虛線表示。同樣，為簡單起見，光線分離器用陰影部分200來簡單地表示，而沒有將它的具體結構畫出。
[0078]在上層支撐柱440和球桶結構570被穿孔成像后，擋光片510則被鍍上。這同時也將上層支撐柱440和球桶結構570同時鍍好，這時的狀態就是如圖12a所示。這時圓形隔離球就可以放在球桶結構570里面，圖12b。多余的球可以被掃掉，只有在結構570里面的球可以留下。這就是為什么這一結構叫“自動對準的用于放圓形隔離球的結構”。另一層光致抗蝕劑680又被鍍上，被光照，被沖洗(圖12b)。然后再用化學干蝕，把擋光片510和球桶結構570完全分離開來。之后，光致抗蝕劑則被清除掉。這樣便完成了這微電機結構的制造過程(圖12c)。
[0079]下一步就是將具有光線出口窗850的保護屏膜800安裝在這微電機結構的上面，以保護這些結構(圖12d)。保護屏膜還可以在相對于每個顯像點的地方做一個突出的結構810，使它與其下面的圓形隔離球相接觸。這樣可以使保護屏膜800與擋光片510的距離加大一些。在圓形隔離球本身不夠大的情況下，由于有突出的結構810，也容易保證擋光片510在轉動時，不至于碰到保護屏膜。
[0080]除此之外，還可以在這微電機結構上面做一個內部保護層，這如圖13所示。現在從圖13a開始(它與圖12a是完全一樣的)，擋光片510已被鍍上。另一層光致抗蝕劑又被鍍上，被光照，被沖洗。但這次光照與沖洗，只為擋光片510成像(包括它的支撐柱440)。在隨后的化學干蝕過程中，盛放圓形隔離球的球桶結構570也被蝕刻掉。在這個工藝完成之后，再鍍一層光致抗蝕劑。這光致抗蝕劑與原來留下的光致抗蝕劑(一般會有一些留在擋光片510之上，還有更多的則在擋光片之下及之外)連接在一起，所以還是以550表示。這一層光致抗蝕劑被光照，被沖洗。但這時只為球桶結構成像。然后內保護屏膜700被鍍上(圖13b)。因為這球桶結構稍微有別于圖12a和圖13a中的570，故且標為670，以示這一差別。這時圓形隔離球就可以被放在盛放在球桶結構670里面。同樣，多余的球被掃掉，只有在結構570里面的球可以留下。
[0081]下一步就是在內保護屏膜700上開一個窗口 760。這可以用與上面所述相同的辦法完成，不再多述。之后，光致抗蝕劑也一樣被清除掉。這樣便完成了這具有內保護屏膜的微電機結構的制造過程(圖13c)。用與上面(圖12d)所述的相同的辦法，具有光線出口窗850的外保護屏膜800被安裝在這微電機結構的上面，以保護這些結構(圖13d)。
[0082]以上將本發明的幾個方面，以實例的形式描述出來。應該申明的是，這些實例只具代表性，而不具局限性。在不違反本發明的基本精神實質和范圍的前提下，可以有許多與這里所公開的實例有變化，但原理一致。比如，在本發明所包括的范圍內，完全可以使用與這里所公開的不一樣(具不同結構)的光線開關，或使用不同結構的光線分離器。光線開關可以有比這里所述的實例多些層面，或少些層面。顯像器也可以有些其它的元件，或其它的層面。再則，本發明的器件除了應用于顯像之外，也可以有其它的應用，包括作為一般的光路開關，和應用于微電機結構的組裝等。因此，本發明的精神和范圍不局限在這里所公開的幾個實例，而是被定義于權利要求之中。
【權利要求】
1.一種光學調制器，包括: 光線分離器，包括:具有第一表面和與之相對的第二表面的透明介質，以及分離的多個出光縫，所述光線分離器將均勻地照在它的入射面上的入射光，在出射面上相對于每個顯像點的面積內聚縮在所述多個出光縫中； 建立在所述光線分離器之上的多個集成電路，用以給每個顯像點上的光線開關提供驅動信號；和 建立在所述光線分離器之上的多個微電機光線開關，當微電機光線開關在開的狀態能讓光線通過，而在關的狀態將光線擋住。
2.根據權利要求1所述的光學調制器，其中，所述透明介質的第一表面有一平的入射面，它的折射率在1.4以上，它的第二表面有多個出光縫，每一出光縫具有與所述光線分離器的觀察面小于86度的出口角。
3.根據權利要求1所述的光學調制器，其中，所述透明介質的第一表面具有多個傾斜的成鋸齒形狀的入射面，它的第二表面具有多個與觀察面成β度的出口角，當86〈β≤ 90時，鋸齒的前緣角Qt不小于(β -86)度。
4.根據權利要求1所述的光學調制器，其中，所述光線分離器具有一固體透明平板放在出光縫之上。
5.根據權利要求1所述的光學調制器，其中，所述光線分離器具有有色濾色片，它被放在所述光線分離器的表面，或被嵌放在所述光線分離器之中。
6.根據權利要求1所述的光學調制器，其中，所述集成電路被建立在所述光線分離器與所述微電機光線開關之間。
7.根據權利要求1所述的光學調制器，其中，每個顯像點具有多個顯像分點。
8.根據權利要求1所述的光學調制器，其中，每個顯像點至少有一個微電機光線開關是雙層開關。
9.根據權利要求1所述的光學調制器，其中，每個顯像點至少有一個微電機光線開關是雙層開關，且有一個微電機光線開關是單層開關。
10.根據權利要求7所述的光學調制器，其中，每個顯像點至少有一組微電機光線開關是雙層開關，且有一組微電機光線開關是單層開關，每一個微電機光線開關對應于顯像點中的一個顯像分點。
11.根據權利要求1所述的光學調制器，其中，所述微電機光線開關包括: 在集成電路上面形成的多個驅動電極； 多個光線開關的著落點； 多個作為底下支撐柱的具有導電性的光線開關的支撐柱； 多個具有導電性的光線開關的鉸鏈； 多個具有導電性的微電機光線開關的第一層； 多個微電機光線開關的上面支撐柱；和 多個微電機光線開關的第二層， 其中，所述第一層是靜電受力片，所述第二層是擋光片， 其中，所述靜電受力片具有面向入射光的一面和面向觀察者的一面，并且 . 1.當利用外界光源顯像時，面向觀察者的一面具有光反射性；?.當利用外界光源顯像時，面向觀察者的一面具有光的有色濾色片；或者 ii1.當利用內部光源顯像時，面向觀察者的一面具有光防反射性， 其中，所述擋光片具有朝向入射光的一面和朝向觀察者的一面，并且 iv.當利用外界光源顯像時，面向觀察者的一面具有反射性； V.當利用外界光源顯像時，面向觀察者的一面具有有色濾色片；或者 v1.當利用內部光源顯像時，面向觀察者的一面具有光的防反射性。
12.根據權利要求1所述的光學調制器，其中，所述微電機光線開關有一擋光片被放置于光線分離器的出光縫之上，它的質量中心靠近光線開關的鉸鏈。
13.根據權利要求1所述的光學調制器，進一步包括: 在所述微電機光線開關上部安放的保護屏幕，所述保護屏幕除出光縫上面之外，被涂以全黑的防反射的光線吸收材料以提高顯像對比度。
14.根據權利要求1所述的光學調制器，進一步包括: 在所述微電機光線開關上部安放的保護屏幕，當顯像器利用外界光源顯像時，所述保護屏幕鍍有有色濾色片。
15.根據權利要求1所述的光學調制器，進一步包括: 在所述光線分離器上安放的保護屏幕，所述光線分離器包括: .1.多個自動對準的用于放圓形隔離球的球桶結構；和 ?.被放置在這自動對準的用于放圓形隔離球的球桶結構之中的多個微型隔離球， 并且，所述保護屏幕通過圓形隔離球與所述光線分離器相連接。
【文檔編號】G02B26/02GK103631013SQ201210299634
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月21日 優先權日:2012年8月21日
【發明者】阮聚愛 申請人:阮聚愛