[实用新型]MEMS光调制器像素单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及光调制器，特别涉及应用于平板显示系统的MEMS光调制器像素单元。

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。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种MEMS光调制器像素单元，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。

为解决上述问题，本实用新型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，所述顶部电极为光栅，所述光栅远离底部电极的表面为光线反射面；

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，当可动电极位于第一位置、第二位置或第三位置时，使得三基色光线中的一种透过顶部电极的栅孔并经可动电极反射后的光线在顶部电极发生衍射。

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，所述光栅包括多个栅条，所述栅条之间具有栅孔，所述栅条和栅孔的宽度相同，所述栅条和栅孔的宽度范围为0.1～5微米。

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。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型所述的光调制器像素单元由于加装了滤光片，因此，所述光调制器像素单元可以白光光源(例如是包括太阳在内的自然光源或普通的日光灯)作为入射光线，而无需专门的单色光源作为入射光线，由于滤光片和白光光源的成本之和通常远远低于单色光源的成本，因此，本实用新型所述的光调制器像素单元与现有的采用单色光源的光调制器像素单元相比，成本大大降低；