專利名稱：可由光移動的液晶的應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可由光移動的液晶，并且更特別的是涉及可由光移動的液晶的應用。
背景技術：
某些向列型彈性體具有光學機械能力。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，某些向列型彈性體具有在相對窄的溫度范圍內(nèi)能夠改變其形狀達400％的性質(zhì)。此外，已經(jīng)證實，如果向列順序(nematic order)被抑制，某些彈性體會響應于該彈性體上施加的光信號展現(xiàn)出機械響應。
如Finkelmann與Nishikawa于Physical Review Letters，Vol.87，Number 1(2001年7月2日)中發(fā)表的一篇名為“A NewOpto-mechanical Effect in Solids”的文章所公開的，其內(nèi)容在此整體引為參考。他們證實了當照明沿著偏振方向產(chǎn)生偏振時在吸收光線的光致同分異構分子桿(molecular rod)上的光學機械效應。目前，它是此等材料在流體內(nèi)的橫向移動的唯一公開。
Finkelmann等人注意到，順序參數(shù)、逆反應及其它相關動態(tài)參數(shù)可根據(jù)該桿在向列型彈性體中的極性決定光致同分異構率。
這個發(fā)現(xiàn)有可能導致橡膠狀液晶，該橡膠狀液晶當被置于光束中時會改變形狀，且可能游離光線入射點。該液晶中的分子沿著一個方向排成列，并且在激光電場中，所述桿壓縮所述材料的表面。
Finkelmann等人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當偶氮染料被施加到該向列型彈性體時，向列型彈性體中的分子易于沿著一個方向排成列。當把偶氮染料施加到向列型液晶時，染料分子當它們吸收光線時會“折疊”。
參考圖1，其中顯示了施加了偶氮染料的向列型液晶的示意圖。在圖1(a)中，波長為λ的光線入射到液晶10上。參考圖1(b)，染料分子反應于施加到液晶10上的入射光線而“折疊”。參考圖1(c)，染料分子使得液晶10加速并避開光線，同時失去收縮。該液晶10穿過方向15加速。
該向列型彈性體另外具有與光強成比例的加速運動的能力。
雖然所述特定的液晶的光回避性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)令人驚奇，但這種可由光或激光移動的液晶(“LMLC”)的實際應用仍有需求。
LMLC為一種響應于照明而移動的彈性體液晶，所述照明響應于激光運動或光源而移動。LMLC的尺寸為微米級。LMLC可以形成為不同的形狀，如長方形、橢圓形、或縱長形。

發(fā)明內(nèi)容
上述問題與缺陷可由本發(fā)明解決。大致來說，本發(fā)明提供在一個方面，本發(fā)明為可利用光源致動以穿過其中傳輸光信號的開關裝置，所述開關裝置包括可定位在第一位置與第二位置之間的可由光移動的液晶(“LMLC”)，其中所述LMLC被構造成用于在利用所述光源而啟動的基礎上機械致動。
在另一個方面，本發(fā)明為可利用光源致動以穿過其中傳輸光信號的開關裝置，所述開關裝置包括可在第一位置與第二位置之間旋轉的可由光移動的液晶(“LMLC”)，其中所述LMLC被構造成用于在利用所述光源而啟動的基礎上以一定的角動量機械旋轉。
在另一個方面，本發(fā)明為用于在晶片上制出預設圖案的半導體制造掩模，所述掩模包括多個設置成預定陣列的LMLC，其中每個LMLC在利用光源而啟動的基礎上被定位在第一位置和第二位置之間。
在另一個方面，本發(fā)明為一種負載運送裝置，該裝置包括被構造成用于運送負載的LMLC，其中所述LMLC在利用光源而啟動的基礎上輸送該負載。


通過參考附圖閱讀下面的說明，本發(fā)明的其它特征對于本領域的普通技術人員是顯而易見的，附圖中圖1是一類具有光回避特性的向列型彈性體的操作的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理的可由光移動的液晶的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理的構造成負載運送裝置的LMLC的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的原理的構造成負載運送裝置的LMLC的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的原理的構造成復載運送裝置的LMLC的示意圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的原理的構造成用于可旋轉致動的LMLC的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的原理的構造成獨立裝置的LMLC的示意圖；圖8是多個根據(jù)本發(fā)明的原理的構造成負載運送裝置的LMLC的示意圖；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明的原理的構造成可程序控制的掩模的LMLC的示意圖。
具體實施例方式
回顧前文，參考圖2，可由光移動的液晶(“LMLC”)為一種具有光回避特性的向列型彈性體，所述特性使得可在粘性流體中移動以避開光線。在一個實施例中，該LMLC 10沿著方向15在第一位置和第二位置(如虛線所示)之間移動。
許多光學開關與轉換裝置可以通過利用LMLC的獨特性質(zhì)形成。參考圖3，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明的原理并利用光學機械開關的優(yōu)點的LMLC光學開關。
光學機械開關可以提供許多優(yōu)于電光開關的優(yōu)點。通常，光學機械開關涉及一些光學元件的物理動作。另一方面，電光開關利用折射系數(shù)的改變來執(zhí)行光學轉換。折射系數(shù)的改變通常通過電光或熱光效應來實現(xiàn)。
一般來說，光學機械開關特征在于較低的接入損耗，且在開與關狀態(tài)之間具有較低的串擾與較高的隔離。本發(fā)明的開關還可制成雙向，進一步實現(xiàn)節(jié)省貴重的芯片資產(chǎn)。和電光開關不同，光學機械開關同樣獨立于光波長度、偏振以及數(shù)據(jù)調(diào)制格式。電光波導開關的串擾被限制到大于-30分貝的范圍，且通?？稍?10到-15分貝的范圍中。
光學機械開關可以在自由空間、纖維或波導管中實施。本發(fā)明公開了光學機械自由空間開關。
如圖2所示，在施加光線的基礎上，從第一位置以及第二位置的移動可用于在施加光線的基礎上產(chǎn)生其它類型的實際應用。這種移動可用于產(chǎn)生用于光敏晶體管裝置的觸發(fā)器。這種移動的其它應用包括反射器、偏振器、濾光器、移相器、柱塞、活塞、振蕩器、調(diào)諧器、斷路器或掃描器。舉例來說，作為可反射裝置，多個LMLC可排成陣列以形成反射型液晶裝置、電子化文案或可開關窗口。
LMLC的另一種應用為負載運送裝置。參考圖3，LMLC 10被用于牽拉負載30，例如，一串分子(如DNA)。參考圖4，LMLC 10可用于推動負載30。現(xiàn)在參考圖5，LMLC 10可用作“筏”，以承載負載30，例如分子或納米或微米級的結構。雖然未示于圖中，該負載可以連接至LMLC的下側以允許暴露于光源?？商鎿Q的是，LMLC可包括貨物區(qū)域以支撐負載，幷使該LMLC的光啟動部分暴露。
在另一實施例中，參考圖6，LMLC的旋轉運動可由適當?shù)娜肷涔庠磳崿F(xiàn)。例如，該光源或激光可以將用于引起移動的光束以一定角度引導到LMLC。
在另一實施例中，運動的范圍與路徑可以由適當?shù)耐ǖ馈④壍?、導線、或其它導引系統(tǒng)預先決定。該導引系統(tǒng)可以是粘性流體上的構造的或蝕刻的基底?？墒褂脗鹘y(tǒng)的蝕刻技術。
在其它實施例中，運動的期望路徑或范圍可以由適當?shù)墓饩€或激光掃瞄裝置決定。
在另一應用中，可形成獨立裝置，參考圖7，該獨立裝置可包括它本身的光源70。該光源可以以傳統(tǒng)方式形成在基底上。傳統(tǒng)的光源可包括準分子激光、自由電子激光或染料激光。該光源被電連接至電源75。該電源可以是能夠提供移動式獨立電源的金屬空氣或電化學電池或燃料電池。因此，可以形成自推進和自驅(qū)動的LMLC。該自驅(qū)動、自控制的LMLC可包括例如用于接收控制信號的射頻天線(未示出)、用以判斷有關待承載的主體、負載的特性的信息的傳感器，甚至可以用在藥物釋放環(huán)境中。在又一實施例中，參考圖8，多個LMLC可平行設置以結合拉力從而拉動負載。
許多應用可以從LMLC的上述一般的應用產(chǎn)生。也可賦予各種特征。例如，對于連續(xù)移動，可使用激光掃瞄。此外，可使用各種光束操縱裝置，包括那些Reveo所發(fā)明的裝置。
在另一實施例中，返回參考圖6，LMLC可以設置成以圓形或橢圓形的方式移動。在激光束的入射角度的基礎上，LMLC將獲得角動量，造成圓形或橢圓形的運動。
LMLC的一項非常重要且經(jīng)歷一段時間尋找的應用為可程序控制的掩模?？沙绦蚩刂频难谀？捎迷趥鹘y(tǒng)的半導體晶片加工中以蝕刻結構與裝置。在本實施例中，如圖9所示，例如可以將LMLC的陣列形成為晶片的形狀，所述晶片將用于光刻中的掩模中。在圖9中，晶片掩模93及95被豎直對齊。設置用于LMLC的第二陣列95，在初始狀態(tài)下所述第二陣列95定位成與該第一陣列相對。通過施加光線至所選擇的LMLC，任何期望的圖案皆可形成。
該陣列的每一個以LMLC為基礎的像素通?？砂ㄟB接到適當?shù)难谀＝Y構(例如鋁)的LMLC，稱之為“可由光移動的半像素”。所述可由光移動的半像素可在第一位置與第二位置之間移動。當這種可由光移動的半像素的兩個陣列被適當對準(register)時，該掩模可以構造成用于蝕刻在任何傳統(tǒng)的晶片上的期望的復雜圖案?？墒褂枚喾N傳統(tǒng)的半導體制造方法以進一步定制該制造方法。
雖然優(yōu)選實施例已被示出且說明，在沒有背離本發(fā)明的精神與范疇的情況下，各種修改與替換皆可為之。因此，應予理解的是，本發(fā)明是以例示方式而非限制方式進行說明的。
權利要求
1.一種可由光源致動的轉換裝置，用于穿過其中傳輸光信號，所述轉換裝置包括可定位在第一位置與第二位置之間的可由光移動的液晶(“LMLC”)，其中所述LMLC被構造成用于在利用所述光源而啟動的基礎上機械致動。
2.如權利要求1所述的轉換裝置，其特征在于，所述光源為激光。
3.如權利要求2所述的轉換裝置，其特征在于，所述激光為準分子激光。
4.如權利要求2所述的轉換裝置，其特征在于，所述激光為自由電子激光。
5.如權利要求2所述的轉換裝置，其特征在于，所述激光為染料激光。
6.如權利要求1所述的轉換裝置，其特征在于，還包括用于支撐所述LMLC的粘性流體。
7.如權利要求1所述的轉換裝置，其特征在于，所述轉換裝置為還包括電壓源的電子轉換裝置，當所述LMLC位于第一位置時，所述電壓源與導體電接觸，于是將LMLC定位到第二位置移除或基本地移除當LMLC在第一位置時與導體的電接觸，其中所述導體在LMLC上或與該LMLC成整體。
8.如權利要求1所述的轉換裝置，其特征在于，所述轉換裝置為觸發(fā)器。
9.如權利要求1所述的轉換裝置，其特征在于，所述轉換裝置為反射器。
10.如權利要求1所述的轉換裝置，其特征在于，所述轉換裝置為偏振器。
11.如權利要求1所述的轉換裝置，其特征在于，所述轉換裝置為濾光器。
12.如權利要求1所述的轉換裝置，其特征在于，所述轉換裝置為光學移相器。
13.如權利要求1所述的轉換裝置，其特征在于，所述轉換裝置為光學調(diào)諧器。
14.一種可由光源致動的轉換裝置，用于穿過其中傳輸光信號，所述轉換裝置包括可在第一位置和第二位置之間旋轉的可由光移動的液晶(“LMLC”)，其中所述LMLC被構造成用于在利用所述光源而啟動的基礎上以一定的角動量機械旋轉。
15.如權利要求14所述的轉換裝置，其特征在于，所述光源為激光。
16.如權利要求15所述的轉換裝置，其特征在于，所述激光為準分子激光。
17.如權利要求15所述的轉換裝置，其特征在于，所述激光為自由電子激光。
18.如權利要求15所述的轉換裝置，其特征在于，所述激光為染料激光。
19.如權利要求14所述的轉換裝置，其特征在于，還包括用于支撐所述LMLC的粘性流體。
20.一種半導體制造掩模，用于在晶片上制出預定的圖案，所述掩模包括多個設置成預定陣列的LMLC，其中每個LMLC在利用光源而啟動的基礎上被定位在第一位置和第二位置之間。
21.如權利要求20所述的掩模，其特征在于，所述預定陣列被對準，從而可獲得具有大于50％掩蔽的掩模圖案，藉此，對每個陣列的多個LMLC裝置進行程序控制可產(chǎn)生圖案。
22.如權利要求20所述的掩模，其特征在于，所述多個LMLC產(chǎn)生多個可移動的像素。
23.一種負載運送裝置，包括被構造成用于運送負載的LMLC，其中所述LMLC在利用光源而啟動的基礎上運送所述負載。
24.如權利要求23所述的負載運送裝置，其特征在于，所述負載為DNA。
全文摘要
公開了一類具有光回避特性的向列型彈性體的實際應用。這種實際應用包括轉換裝置、負載運送裝置以及可程序控制的掩模。還公開了不同光源的使用，包括獨立裝置的使用。
文檔編號G02F1/07GK1879052SQ200480033378
公開日2006年12月13日 申請日期2004年9月15日 優(yōu)先權日2003年9月15日
發(fā)明者薩迪克·M·法里斯 申請人:瑞威歐公司