CN100360982C - 微机电光学显示组件 - Google Patents
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Abstract
一种微机电光学显示组件，包括一具有多透明导线的透明基板、一介电层、多反射层以及多外支撑柱。多外支撑柱分别具有一第一端及一第二端，第一端与介电层连接，第二端与反射层连接，其中反射层完全覆盖第二端。
Description
技术领域
本发明是关于一种微机电光学显示组件，特别是一种微机电光学显示组件的支撑结构改良。
背景技术
美国专利公告第6,574,033号及6,794,119号分别公开一种新型微机电光学显示组件(Microelectromechanical optical systems，MEMO system)，其透过悬浮的反射结构，配合干涉原理，达成影像显示的目的。
图1A为传统微机电光学显示组件的示意图，图1B为图1A中a-a断面的剖面图，如图1A及图1B所示，传统微机电光学显示组件10的玻璃基板12表面具有多条等间隔设置的透明导线13与覆盖透明导线13的介电层14，多条反射层18分别设置于多外支撑柱16及内支撑柱17上，并与介电层14相隔一既定间距g。其中，各反射层18与透明导线13相互正交，而各透明导线13与反射层18交错的区域即形成像素单元11a与11b。外支撑柱16设置于各像素单元之间，如11a与11b之间，跨过像素单元间的间隔以支撑反射层18，而在各像素单元11a、11b内则设置有大小不同、数量不同的内支撑柱17，可使中央悬空的反射层18得到适当的支撑。
其次，外支撑柱16及内支撑柱17系可由高分子材料所构成，在外支撑柱16及内支撑柱17的顶端各具有横向延伸的顶部162、172，可增加内支撑柱17及外支撑柱16对反射层18的黏着强度，并可分担部分反射层18变形时所产生的应力。
如图1B所示，当具有多波长λ1，λ2，...，λn的入射光穿过玻璃基板12而由反射层18反射时，一特定波长λ1的光线会因建设性干涉的增强而反射出去，其余波长λ2，...，λn的光线则因破坏性干涉而相互抵消，其中，产生建设性干涉的波长由介电层14与反射层18的间距g所决定。当介电层14及反射层18受外加电流作用时，反射层18与介电层14吸附在一起，使反射率下降，进而使显示组件呈暗态。如此一来，传统的微机电光学显示组件10便可借由控制外加电流，达到成像的目的。
图2为图1A中b-b断面在制作工艺中，牺牲层15移除前的剖面图，请配合参见图1A及图2，传统微机电光学显示组件10是在牺牲层15的特定位置处形成与介电层14垂直的插塞孔152，并在插塞孔152中填充光阻或其它高分子材料，经高温烘烤后，形成外支撑柱16及内支撑柱17。
然而，由于传统微机电光学显示组件10的外支撑柱16顶部没有任何保护层，因此，直接曝露在外的外支撑柱16极易在进行反射层18或牺牲层15蚀刻时，受酸、碱、溶剂或是蚀刻气体侵蚀，使得外支撑柱16的顶部或顶部162受损，造成传统微机电光学显示组件的可靠度下降。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就在于提供一种微机电光学显示组件的支撑结构改良，避免微机电光学显示组件的外支撑柱在制作工艺中受损，以提升微机电光学显示组件的可靠度。
本发明提供一种微机电光学显示组件，包括一透明导线、一介电层、一反射层以及多外支撑柱，其中外支撑柱间隔设置于介电层及反射层之间，使反射层以一既定间距悬浮设置于外支撑柱相对于介电层的一侧，且反射层完全覆盖与外支撑柱的一端。
在一较佳实施例中，上述微机电光学显示组件的外支撑柱在与反射层接触的一端具有一水平延伸的顶部，而顶部与反射层的边缘相距一第一间隙，外支撑柱与透明导线的边缘至少相距一第二间隙，上述第一间隙与第二间隙分别介于0.3μm至1μm之间。
其次，介电层与反射层间的既定间距介于1000至8000之间。微机电光学显示组件可更包括多内支撑柱，位于透明导线与反射层重迭的中央部份。又，内支撑柱及外支撑柱可由光阻材料所构成，透明导线可由氧化锡铟或铬所构成，介电层由SiOx或SiNx所构成，反射层可由银、铝、铷化铝、镍或铬所构成。
本发明另提供一种微机电光学显示组件，包括具有多透明导线的透明基板、覆盖透明导线的介电层、多反射层以及多外支撑柱。其中多外支撑柱分别具有一第一端及一第二端，第一端与介电层连接，第二端与反射层连接，其中反射层完全覆盖第二端。
在一较佳实施例中，上述微机电光学显示组件的透明导线及反射层各呈长条状，并相互正交，而外支撑柱设置于透明导线与反射层交迭的区域内。外支撑柱的第二端具有一水平延伸的顶部，其中顶部与反射层的边缘相距一第一间隙，外支撑柱与透明导线的边缘至少相距一第二间隙，而上述第一间隙与第二间隙分别介于0.3μm至1μm之间。
其次，介电层与反射层间的既定间距介于1000至8000之间。微机电光学显示组件可更包括多内支撑柱，位于像素单元内。另外，内支撑柱及外支撑柱可由光阻材料所构成，透明导线可由氧化锡铟或铬所构成，介电层可由SiOx或SiNx所构成，反射层可由银、铝、铷化铝、镍或铬所构成。
为使本发明的上述及其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举具体的较佳实施例，并配合附图做详细说明。
附图说明
图1A为传统微机电光学显示组件的示意图；
图1B为图1A中a-a断面的剖面图；
图2为图1A中b-b断面在制作工艺中，牺牲层移除前的剖面图；
图3为本发明微机电光学显示组件的示意图；
图4A～图4D为本发明微机电光学显示组件在图3中断面c-c的制作工艺示意图；以及
图5为图3中d-d断面的剖面图。
符号说明
10微机电光学显示组件
11a 11b像素单元
12玻璃基板
13透明导线
14介电层
15牺牲层
152插塞孔
16外支撑柱
162 172顶部
17内支撑柱
18反射层
30微机电光学显示组件
31a 31b像素单元
32玻璃基板
33透明导线
34介电层
35牺牲层
352插塞孔
36 36a 36b外支撑柱
362 372顶部
364外支撑柱的第一端
368外支撑柱的第二端
37内支撑柱
38反射层
d1第一间隙
d2第二间隙
g反射层与介电层的既定间距
λ1，λ2，...，λn 光波长
具体实施方式
图3为本发明微机电光学显示组件的示意图。微机电光学显示组件30的玻璃基板32上设有多相互间隔的透明导线33以及覆盖于其上的介电层34，多内支撑柱37及外支撑柱36设置于介电层34及反射层38之间，使反射层38与介电层34相距一既定间距。
透明导线33与反射层38分别为长条状，并且彼此相互正交，各透明导线34与反射层38交错的区域即形成矩形的像素单元31a与31b。外支撑柱36沿着两相邻像素单元之间设置或是邻近像素单元的外围设置，但与传统不同的是，各反射层38完全覆盖与外支撑柱36相连的一端。换句话说，外支撑柱36完全设置于反射层38的下方，并与反射层38的边缘至少保持一第一间隙d1，且与透明导线33的边缘至少相距一第二间隙d2。
在本实施例中，上述第一间隙d1与第二间隙d2分别介于0.3μm至1μm之间，因此，在组件的制作工艺过程中，反射层38可作为外支撑柱36的保护层，避免外支撑柱36受到酸、碱、溶剂或是蚀刻气体侵蚀，造成外支撑柱36的机械强度受损或是反射层38剥离。
其次，外支撑柱36亦可由每个像素单元的边界沿着反射层38的长轴方向延伸，凸出像素单元的范围之外，如图3中的外支撑柱36a，或是相邻像素单元的外支撑柱相连，形成如图3中的外支撑柱36b，如此反射层38可得到较稳固的支撑。
此外，各像素单元内则设置有多个内支撑柱37，可使中央悬空的反射层38得到适当的支撑。应注意的是，在图3的实施例中，内、外支撑柱37、36仅以4x4的矩障方式排列表示，但内、外支撑柱37、36的数量、位置、形状，可依据像素的大小、介电层34与反射层38的间距以及反射层38的机械强度作适当的调整，以符合实际设计的需要。
第4A～4D图为本发明微机电光学显示组件在图3中沿断面c-c的制作工艺示意图。首先，请配合参考图3及图4A，在一玻璃基板32表面形成一透明的氧化锡铟或铬薄膜作为导电层，并蚀刻形成具有适当宽度的透明导线33。接着，在上述透明导线33表面溅镀依序形成一覆盖透明导线33的介电层34以及一牺牲层35，其中，介电层34可由SiOx或SiNx所构成，牺牲层35的厚度g依据所要反射的波长而定，例如介于1000至8000之间，而其材质可为钼、钽、硅或锗其中之一。接着，利用黄光及蚀刻制作工艺在牺牲层35中的特定位置形成多个插塞孔352，作为后续形成支撑柱之用。
接下来，如图4B所示，先以正型光阻、负型光阻或是其它高分子材料涂布在上述蚀刻后的牺牲层35上，形成一既定厚度的光阻层。接着，利用黄光制作工艺定义需要保留的支撑柱区域，其中，当定义内、外支撑柱37、36时，在各内支撑柱37及外支撑柱36的顶端需保留部份横向延伸的光阻，以形成横向延伸的顶部362、372。
如图4C所示，当形成内、外支撑柱37、36的光阻经高温烘烤而硬化之后，在牺牲层35及内、外支撑柱37，36的表面沉积具有良好机械特性及高反射率的金属反射层38，如：银、铝、铷化铝、镍或铬等，并以黄光、蚀刻制作工艺定义适当的反射层38图形。其中，反射层38完全覆盖内、外支撑柱37、36，且外支撑柱36的顶部362的外缘与反射层38的边缘至少保持一第一间隙d1，第一间隙d1可介于0.3μm至1μm，因此，在组件的制作工艺过程中，反射层38可作为外支撑柱36的保护层，避免外支撑柱36受到酸、碱、溶剂或是蚀刻气体侵蚀，造成外支撑柱36受损。
最后，如图4D所示，以XeFe2进行干蚀刻，移除图4C中的牺牲层35，使反射层38以既定间距g，悬浮设置于内、外支撑柱37、36相对于介电层34的一侧，即可完成本发明微机电光学显示组件30所需的微悬浮结构。
再请参见图5，显示本发明微机电光学显示组件在图3中沿断面d-d的剖面图。当完成本发明的微机电光学显示组件的制作工艺后，外支撑柱36以第一端364与介电层34连接，以第二端368与反射层38连接，反射层38系完全覆盖外支撑柱36的第二端368的顶部362，而顶部362的外缘与透明导线33的边缘至少保持一第二间隙d2，第二间隙d2介于0.3μm至1μm。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何业内人士，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (10)
1.一种微机电光学显示组件，包括：
一基板；
多透明导线，设置于该基板上；
一介电层，设置于该透明导线上；
多反射层，与该介电层正交并以一既定间距设置于该介电层的上方，其中该多透明导线与该多反射层的重迭部分系定义出多像素单元；以及
多外支撑柱，设置于该介电层及该反射层之间并邻近该像素单元的边界，其中该反射层完全覆盖该等外支撑柱与反射层接触的一端，
其中该等外支撑柱与该反射层的边缘相距一第一间隙，该第一间隙介于0.3μm与1μm之间。
2.如权利要求1所述的微机电光学显示组件，其中该等外支撑柱在与该反射层接触的一端具有一水平延伸的顶部，该等顶部与该反射层的边缘相距介于0.3μm与1μm之间。
3.如权利要求1所述的微机电光学显示组件，其中该等外支撑柱与该透明导线的边缘相距一第二间隙，该第二间隙介于0.3μm与1μm之间。
4.如权利要求1所述的微机电光学显示组件，其中该既定间距介于1000与8000之间。
5.如权利要求1所述的微机电光学显示组件，其更包括多内支撑柱，设置于该像素单元内。
6.如权利要求5所述的微机电光学显示组件，其中该等内支撑柱及该等外支撑柱包括光阻材料。
7.如权利要求1所述的微机电光学显示组件，其中该透明导线包括氧化锡铟或铬。
8.如权利要求1所述的微机电光学显示组件，其中该反射层包括银、铝、铷化铝、镍或铬。
9.如权利要求1所述的微机电光学显示组件，其中该多外支撑柱与该等反射层连接。
10.如权利要求1所述的微机电光学显示组件，其中该多外支撑柱部分位于两相邻上述像素单元之间。
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