[发明专利]显示装置及其制造方法

说明书

技术领域

总体上本发明涉及图像显示领域，本发明尤其涉及基于MEMS的显示器以及其制造方法。

背景技术

用机械的光调制器构成显示器是基于液晶技术的显示器的一种有诱惑力的替代方案。机械的光调制器快速得足以用良好的视角和大范围的色彩及灰度显示视频内容。机械的光调制器在投影显示应用中已经取得成功。然而使用机械的光调制器的背光显示器却还没有表现亮度与低功率的有足够诱惑力的组合。在所属技术领域内需要快速、明亮、低功率的机械作动的显示器。尤其需要可以高速且低电压驱动的机械作动的显示器以提高图像质量和降低功耗。

另外，围绕液晶显示器的制造已经开发了重要的制造工业。然而典型的MEMS制造技术往往与液晶显示器工业使用的工艺在制造用于控制液晶显示器的薄膜部件方面不兼容。为了利用显示器制造工业中已经投资了的资本，在所属领域中需要与液晶显示器制造使用的工艺兼容的基于MEMS的显示器的制造方法。

发明内容

在一个技术方面，本发明涉及制造基于MEMS的光调制器中采用的作动器的方法，该基于MEMS的光调制器包括由机械梁支承在一个基片上的快门。具体地该方法包括在一个基片上形成模子，其中该模子包括一个下水平表面、一个上水平表面和一个壁。然后在该模子的该下水平表面和该壁上沉积梁材料。接着，例如通过一种各向异性蚀刻去除沉积在该模子的下水平表面上的梁材料，同时原封不动地保留大部分沉积在该模子的壁上的梁材料，形成一个顺性的梁。

形成一个连接到该顺性的梁上的快门。在一个实施方案中，该顺性的梁和该快门材料在一个步骤中用相同材料形成。在一个替代实施方案中，该梁材料不同于该快门材料。该快门形成在该模子的上水平表面上。该快门材料和/或梁材料可以包括复合材料，例如包括非晶硅和金属。由于例如在复合物中各层材料的不同膨胀系数，复合物的形成可以在得出的梁上产生不平衡的应力。

在一个实施方案中，该梁材料还机械地和电气地把该梁连接到一个设置在该基片上的一个支撑点上。例如，该梁材料可以沉积到一个不到约2微米的厚度。在不同的实施方案中，该梁材料沉积到不到约1.5微米的厚度或者甚至不到约1μm的厚度。在形成了该顺性的梁和快门以后去除该模子，松开该快门和顺性的梁使之能够活动。

在一个实施方案中，该模子的下水平表面从一个第一牺牲层的顶部形成。该模子壁可以从一个第二牺牲层形成并且大体上正交于该下水平表面。在一个实施方案中，去除该模子包括去除该牺牲层的一个或者两个牺牲层都去除。

在另一个技术方面，本发明涉及一种有多个薄作动器梁的空间光调制器，该薄作动器梁使得顺性增加，结果作动需要的功率更低。在一个实施方案中，该作动器梁把一个快门悬挂在一个基片上方。该顺性的作动器梁在平行于该基片的平面的一个维度上具有不到约2微米的一个剖视厚度。在另一个实施方案中，该剖视厚度不到约1.5微米或者不到约1.0微米。

在另一个技术方面，本发明涉及一种制造一个显示器的方法。该方法包括直接在一个大体上透明的基片上沉积一介电体材料层，接着直接在该介电体材料的顶部沉积一金属层。在该金属层中形成许多孔径光阑。该方法包括在该金属层的顶部形成一个控制矩阵并且在该控制矩阵的顶部并且与该控制矩阵电连通地形成多个光调制的快门组件。

该控制矩阵控制该多个快门组件的光调制功能性。在一个实施方案中，该控制矩阵包括多个薄膜部件。尤其是，该薄膜部件可以以晶体三极管或者二极管的形式开关该薄膜部件。

在另一个技术方面，本发明涉及制造一种显示装置的类似方法，其中一个第二介电体层沉积在该第一介电体层与该金属层之间。在一个实施方案中，该第二介电体材料的折射率低于该第一介电体材料的折射率。

在又一个技术方面，本发明涉及制造一种显示装置的方法，其中在一个大体上透明的玻璃基片上沉积一个高反射率层。该方法还包括在该高反射率层上形成多个孔径光阑。直接在该高反射率层的顶部沉积一个绝缘层，接着在该绝缘层上形成多个薄膜部件。然后，该方法包括在该多个薄膜部件上方并且与该多个薄膜部件电连通地形成多个光调制快门组件，从而该薄膜部件形成一个控制矩阵，用于控制该多个光调制快门组件的光调制。

在一个实施方案中，该高反射率层具有高于90％的反射率。这例如可以从至少一个金属和至少一个介电体的复合层形成。作为可供选择的替代，它可以从一种致密地沉积的金属形成。在各种实施方案中，该金属通过一种喷涂工艺或者通过一种离子辅助的蒸发工艺被沉积。