[发明专利]光调制器像素单元及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光调制器，特别涉及应用于平板显示系统的光调制器像素单 元及其制作方法。

背景技术

在投影系统中，关键的组成部件是光调制器。现有的光调制器包括微机 电部件(Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS)，所述光调制器通过控 制施加于微机电部件上的电信号，控制微机电部件进行移动，利用微机电部 件的移动对入射光调制器的光线进行调制，输出具有一定灰度的光线。

通常光调制器包括多个呈矩阵排布的像素单元，现有的光调制器像素单 元有两种：利用光的反射原理的数字镜面器(digital mirror device，DMD)和 利用光的衍射原理的光栅光阀(grating light valve，GLV)。其中数字镜面器 单个像素的能耗大，特别是在应用于高分辨率的微显示系统时，整体能耗大； 而光栅光阀的单个像素的能耗小，整体能耗较小，且由于光栅光阀具有模拟 灰度好、光学效率高、调制速度快等优点，成为目前的主流技术。在国际申 请号为PCT/US2002/0096022002.3.27的国际申请中可以发现更多关于现有的 光调制器像素单元信息。

在实际中，发现现有的光调制器像素单元普遍需要利用单色光源发出的 单色光线作为入射光线，所述单色光源可以通常为价格较为昂贵的LED灯， 因此，现有的光调制器像素单元的成本较高。

发明内容

本发明的实施例解决的问题是提供一种光调制器像素单元、MEMS光调 制器及其制作方法，解决了现有的光调制器像素单元普遍需要利用单色光源 发出的单色光线作为入射光线的问题，降低了光调制器像素单元的成本。

为了解决上述问题，本发明提供一种光调制器像素单元，包括：

衬底；

所述衬底上具有含有空腔的层间介质层；

底部电极，位于所述衬底上对应所述空腔的位置；

顶部电极，位于所述空腔上方对应于底部电极位置的层间介质层内，所 述顶部电极为半透光的金属薄膜；

滤光片，位于所述顶部电极上，用于将白光转换为三基色光线；

可动电极，位于所述底部电极与顶部电极之间的空腔内，所述可动电极 面向顶部电极的表面为光线反射面，所述可动电极能够沿垂直于光线反射面 的方向移动，并分别位于第一位置、第二位置或第三位置，使得三基色光线 中的一种透过顶部电极并经可动电极反射后的光线在顶部电极发生干涉。

可选地，所述底部电极与所述衬底之间电学绝缘；所述顶部电极与所述 衬底之间电学绝缘。

可选地，所述层间介质层覆盖所述衬底表面；

所述底部电极位于覆盖衬底表面的层间介质层内；

所述可动电极位于所述空腔内，所述可动电极与所述空腔的空腔壁之间 具有间隙，用于容纳可动电极的运动。

可选地，所述层间介质层为氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮化硅或者其 中的组合。

可选地，还包括位于衬底内的控制电路，所述底部电极与所述控制电路 的第一控制端电连接，所述可动电极与所述控制电路的第二控制端电连接， 所述顶部电极与所述控制电路的第三控制端电连接，所述层间介质层内形成 有多个第二导电插塞，所述多个第二导电插塞将第二控制端和可动电极电连 接，所述多个第二导电插塞关于可动电极的中心对称。

可选地，所述顶部电极材质为金属，厚度范围为30～300埃，所述金属为 银、铝、铜、钛、铂金、金、镍、钴或者其中的组合。

可选地，所述可动电极的材质为金属，厚度范围为800～10000埃，所述金 属可以为银、铝、铜、钛、铂金、金、镍、钴或者其中的组合。

可选地，所述可动电极上形成有顶部绝缘层，所述顶部绝缘层用于增大 可动电极的刚性。

相应地，本发明实施例还提供一种光调制器像素单元的制作方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成第一介质层；

在所述第一介质层表面形成底部电极；

在所述第一介质层和底部电极上形成第二介质层；

在所述第二介质层内形成第一牺牲层；

在所述第一牺牲层上形成可动电极；

在所述可动电极和第二介质层上形成第三介质层；