[发明专利]光调制器器件

说明书

背景技术

微机电系统(MEMS)用于各种应用，例如光学显示系统中。目前 已经利用各种方法研制出了这种MEMS器件。在光调制器器件中， 这种器件通过在高度可变的部分反射的像素板和固定的反射器底板 之间的Fabry-Perot干涉，而将白光转换成有色光。在像素板和底部 反射器之间的间隙受到静电场和像素挠曲部分的弹性变形之间的力 平衡的控制。

静电场由传导像素板和传导底部电容器板之间的电压差或电荷 差来产生。静电场将像素板拉向底部电容器板。长且薄的挠曲部分 经常跨越在固定柱和像素板之间。当像素板被静电吸引向底部平行 板电容器时，这些挠曲部分发生弹性变形。当除去像素板和底部平 行板电容器之间的电压差或电荷差时，存储在挠曲部分中的弹性能 量使像素板返回其原始位置。

为了最大限度地增加初始Fabry-Perot器件的光学效率，互连通 孔彼此堆叠起来，以减少它们在底部反射器平面上的占用面积。堆 叠通孔通常并不被认为是用于集成电路(IC)设计和可制造性的最佳实 践，因为孔的长宽比可能提高了恰当地填充和清除能力的范围。

发明概要

光调制器器件包括底部电荷板(charge plate)，由至少一个挠曲部 分支撑的像素板，以及顶部电荷板，其中，挠曲部分基本上定位在 所述像素板的下面。

附图简介

附图显示了当前器件和方法的各种实施例，并且是说明书的一 部分。所示的实施例仅仅是当前器件和方法的示例，而并不限制本 发明公开的范围。

图1显示了根据一个示例性实施例的显示系统的示意图。

图2显示了根据一个示例性实施例的隐藏的挠曲部分像素结构 的示意图。

图3显示了具有隐藏的挠曲结构的光调制器器件的局部顶视图。

图4显示了根据一个示例性实施例的像素板和示例性的挠曲部 分及柱体的透视图。

图5A显示了根据一个示例性实施例的光调制器器件的局部剖视 图。

图5B显示了根据一个示例性实施例的光调制器器件的局部剖视 图。

图6A-6Q显示了根据一个示例性实施例形成光调制器的方法。

图7显示了根据一个示例性实施例的具有隐藏的挠曲结构的光 调制器器件的顶视图。

图8显示了根据一个示例性实施例的具有隐藏的挠曲结构的光 调制器器件的顶视图。

图9显示了根据一个示例性实施例的光调制器器件的顶视图， 其具有被限定在底部电荷板中的切口。

图10显示了根据一个示例性实施例的光调制器器件的顶视图， 其具有被限定在底部电荷板中的切口。

图11显示了根据一个示例性实施例的光调制器器件(1100)的示 意图。

在所有附图中，相同的标号表示相似的但不必然相同的元件。

详细描述

这里提供的微机电(MEM)光调制器器件具有相对较大的孔径 比。光调制器器件的孔径比是可用的像素面积对总像素面积的比值。 这里所述的一些光调制器器件包括分开的光学间隙和静电间隙。光 学间隙和静电间隙的分隔容许光调制器器件中的额外的灵活性，并 增强器件的性能。

这种构造还容许挠曲设计中更大的自由度和更高的孔径比。增 加的孔径比可提高器件的光学性能。另外，这种构造还容许对于给 定的像素尺寸使用较长的挠曲部分。较长的挠曲部分可提供较小的 挠曲应变设计，其可提供较高的可靠度，并且需要较低的促动电压。 较小的应变、较低的激励电压设计可实现较小的像素尺寸，其可导 致较低成本的器件。最后，将挠曲部分移出相邻的器件之间可减少 挠曲部分与像素接触结合的可能性。

这里所述的其它光调制器器件利用多部分可移动的像素板。这 些像素板通常包括可移动的像素部件和像素扩展部件。像素扩展部 件增加了这种光调制器器件的孔径比。

首先将讨论显示系统，之后大体上讨论光调制器器件，其包括 基本上定位在像素板下面的挠曲部分。之后，将根据一个示例性实 施例来论述光调制器器件，包括形成这种器件的方法。之后，将讨 论几个光调制器器件的其它示例，包括根据其它示例实施例的光调 制器器件，其包括挠曲部分和底部电荷板中的切口，以及包括像素 部件和像素扩展部件的可移动的像素板。