Procedimientos y aparato de accionamiento de medios de visualización.

Un dispositivo microelectromecánico que comprende:

un primer componente que incluye una superficie plana;

y

una viga (610, 616) que incluye al menos una capa de silicio amorfo suspendida sobre la superficie plana del primer componente, siendo el grosor de la viga en una dirección perpendicular a la superficie plana al menos 1,4 veces el grosor de al menos un grosor de la viga en una dirección paralela a la superficie plana, estando dispuesta la viga para moverse en un plano de movimiento paralelo a la superficie plana.

Procedimientos y aparato de accionamiento de medios de visualización Campo de la invención

En general, la presente invención versa acerca del campo de medios de visualización de vídeo, en particular, la invención versa acerca de dispositivos microelectromecánicos.

Antecedentes de la invención

Los medios de visualización construidos a partir de fotomoduladores mecánicos son una alternativa atractiva a medios de visualización basados en tecnología de cristal líquido. Los fotomoduladores mecánicos son lo suficientemente rápidos como para representar visualmente un contenido de vídeo con buenos ángulos de visualización y con una amplia gama de color y de escala de grises. Los fotomoduladores mecánicos han tenido éxito en aplicaciones de medio de visualización de proyección. Los medios de visualización retroiluminados que utilizan fotomoduladores mecánicos aún no han demostrado combinaciones suficientemente atractivas de brillo y de bajo consumo.

La patente U.S. n° 6.760.505 da a conocer un sistema y un procedimiento para alinear espejos en un interruptor óptico. La solicitud de patente U.S. n° 2003/196590 describe un proceso a base de láser para crear dispositivos mecánicos. La pub. de solicitud de patente U.S. n° 2002/195423 da a conocer un procedimiento para el ataque químico en fase vapor de silicio. La pub. de solicitud de patente U.S. n° 2004/173872 da a conocer un interruptor microelectromecánico. La pub. de solicitud de patente U.S. n° 2002/01521 describe un modulador interferométrico. Las Figuras 2A y 2B muestran un espejo que está suspendido sobre un sustrato por medio de cuatro vigas de soporte. Sin embargo, la Figura 2B muestra claramente que las vigas de soporte se doblan en una dirección perpendicular a la superficie del sustrato según se tracciona el espejo contra el sustrato. La pub. de solicitud de patente U.S. n° 2002/024711 describe un modulador interferométrico que incluye estructuras que tienen un espejo secundario. La Figura 2 muestra claramente que las vigas de soporte para las estructuras se doblan en una dirección perpendicular a la superficie del sustrato cuando se activa la estructura respectiva. La pub. de solicitud de patente U.S. n° 2002/132389 describe un procedimiento para fabricar un dispositivo micromecánico al formar elementos de MEMS sobre un primer sustrato de oblea y fijar un segundo sustrato de oblea al primer sustrato de oblea.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un dispositivo microelectromecánico según la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos

Se pueden comprender mejor el sistema y los procedimientos a partir de la siguiente descripción ilustrativa con referencia a los siguientes dibujos en los que:

La Figura 1 es una vista ¡sométrica conceptual de un aparato de visualización;

las Figuras 2A-2B son vistas en planta de conjuntos obturadores basados en accionadores dobles de electrodos de vigas flexibles para ser utilizados en un aparato de visualización;

la Figura 3A es un diagrama que ¡lustra diversas formas de electrodos flexibles adecuadas para su inclusión en conjuntos obturadores basados en accionadores dobles de electrodos flexibles;

la Figura 3B es un diagrama que ilustra la energía ¡ncremental necesaria para mover conjuntos obturadores basados en accionadores dobles de electrodos flexibles que tienen las formas ¡lustradas en la Figura 3A; las Figuras 3C-3F son vistas en planta del conjunto obturador basado en accionadores de electrodos de vigas flexibles de la Figura 2A en diversas etapas de accionamiento.

Las Figuras 4A y 4B son vistas en corte transversal de un fotomodulador basado en espejos basados en accionadores dobles de electrodos flexibles en un estado activo y en estado inactivo;

la Figura 5 es una vista en planta de un conjunto obturador basado en accionadores dobles de electrodos de vigas flexibles que tiene una viga con un grosor que varía a lo largo de su longitud;

la Figura 6 es una vista ¡sométrica de un conjunto obturador basado en accionadores dobles de electrodos de vigas flexibles;

la Figura 7 es una vista en planta de un conjunto obturador basado en accionadores dobles de electrodos de vigas flexibles que incluye un resorte de retorno;

la Figura 8 es una vista en planta de un conjunto obturador basado en accionadores dobles de electrodos de vigas flexibles que tiene accionadores separados abierto y cerrado;

la Figura 9 es una vista en corte transversal del conjunto obturador basado en accionadores dobles de electrodos de vigas flexibles de la Figura 8;

la Figura 10 es una vista en planta de un conjunto obturador biestable basado en accionadores dobles de electrodos de vigas flexibles;

la Figura 11 es una vista en planta de un segundo conjunto obturador biestable basado en accionadores dobles de electrodos de vigas flexibles;

la Figura 12 es una vista en planta de un conjunto obturador inestable que incorpora accionadores dobles de electrodos flexibles;

las Figuras 13A-C son diagramas conceptuales de otra implementación de un conjunto obturador biestable, que ¡lustra el estado del conjunto obturador durante un cambio en la posición del obturador;

la Figura 14A es un diagrama conceptual de un conjunto obturador biestable que incluye vigas sustancialmente rígidas;

la Figura 14B es una vista en planta de un conjunto obturador biestable rotativo;

la Figura 15 es un diagrama conceptual de un conjunto obturador biestable que incorpora accionadores termoeléctricos;

la Figura 16 es una vista en corte transversal de un aparato de visualizaron, según una realización ilustrativa de

la invención; y

la Figura 17 es una vista en corte transversal de otro aparato de visualización, según una realización ilustrativa de la invención.

Descripción

La Figura 1A es una vista ¡sométrica de un aparato 100 de visualización, según una realización ilustrativa de la invención. El aparato 100 de visualización incluye una pluralidad de fotomoduladores, en particular, una pluralidad de conjuntos obturadores 102a-102d (en general, "conjuntos obturadores 102") dispuestos en filas y columnas. En general, un conjunto obturador 102 tiene dos estados, abierto y cerrado (aunque se pueden emplear aperturas parciales para impartir una escala de grises). Los conjuntos obturadores 102a y 102d se encuentran en el estado abierto, permitiendo que pase la luz. Los conjuntos obturadores 102b y 102c se encuentran en el estado cerrado, obstruyendo el paso de luz. Al configurar de forma selectiva los estados de los conjuntos obturadores 102a-102d, se puede utilizar el aparato 100 de visualización para formar una imagen 104 para un medio de visualización de proyección o retroiluminado, si se ilumina por medio de la lámpara 105. En otra implementación el aparato 100 puede formar una imagen mediante el reflejo de luz ambiente que se origina en la parte frontal del aparato. En el aparato 100 de visualización, cada conjunto obturador 102 se corresponde con un píxel 106 en la imagen 104.

Cada conjunto obturador 102 Incluye un obturador 112 y una abertura 114. Para iluminar un píxel 106 en la imagen 104, se coloca el obturador 112 de forma que permite que pase la luz, sin ninguna obstrucción significativa, a través de la abertura 114 hacia un observador. Para mantener sin iluminar un píxel 106, se coloca el obturador 112 de forma que obstruya el paso de luz a través de la abertura 114. La apertura 114 está definida por una abertura modelada a través de un material reflectante o fotoabsorbente en cada conjunto obturador 102.

En implementaciones alternativas, un aparato 100 de visualización incluye múltiples conjuntos obturadores 102 para cada píxel 106. Por ejemplo, el aparato 100 de visualización puede incluir tres conjuntos obturadores 102 de color específico. Al abrir de forma selectiva uno o más de los conjuntos obturadores 102 de color específico correspondientes a un píxel particular 106, el aparato 100 de visualización puede generar un píxel 106 de color en la imagen 104. En otro ejemplo, el aparato 100 de visualización incluye dos o más conjuntos obturadores 102 por píxel 106 para proporcionar una escala de grises en una imagen 104. En otras implementaciones adicionales, el aparato 100 de visualización puede incluir otras formas de fotomoduladores, tales como microespejos, filtros, polarizadores, dispositivos interferométricos, y otros dispositivos adecuados, en vez de conjuntos obturadores 102 para modular la luz para formar una imagen.

Los conjuntos obturadores 102 del aparato 100 de visualización se forman utilizando técnicas estándar de micromecanización conocidas en la técnica, incluyendo litografía;... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo microelectromecánico que comprende:

un primer componente que incluye una superficie plana; y

una viga (610, 616) que incluye al menos una capa de silicio amorfo suspendida sobre la superficie plana del primer componente, siendo el grosor de la viga en una dirección perpendicular a la superficie plana al menos 1,4 veces el grosor de al menos un grosor de la viga en una dirección paralela a la superficie plana, estando dispuesta la viga para moverse en un plano de movimiento paralelo a la superficie plana.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la viga (610, 616) comprende al menos una capa adicional compuesta por un material distinto del silicio amorfo.

3. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende, además, un segundo componente (604) que es amovible con respecto al primer componente, en el que el segundo componente está suspendido sobre el primer componente, al menos en parte, por la viga (610).

4. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el dispositivo es parte de un conjunto (600) de visualización.

5. El dispositivo de la reivindicación 3, en el que el segundo componente es un obturador mecánico (604).

6. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende un accionador (602) que incluye la viga (610, 616).

7. El dispositivo de la reivindicación 8, en el que la viga (610) es parte de un mecanismo obturador.

8. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la capa de silicio amorfo es conductora.

9. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la capa de silicio amorfo es no conductora.

10. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que la al menos una capa adicional comprende un material elástico.

11. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que la al menos una capa adicional comprende un material conductor.

12. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que la al menos una capa adicional comprende un material opaco.

13. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que la al menos una capa adicional comprende un material

dieléctrico.

14. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que la al menos una capa adicional es un material antifricción estática.

15. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el grosor de la viga en la dirección paralela a la superficie plana está entre 0,2 micrómetros y 10 micrómetros.