CN209417488U - 电极结构及微显示器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电极结构及微显示器。所述电极结构包括金属电极以及覆盖所述金属电极上的介质层；所述介质层包括层叠设置的多层子介质层，相邻的两个子介质层的材料分别为第一材料及第二材料，最底层的子介质层的材料为第一材料，且所述第一材料的折射率大于第二材料的折射率，通过在金属电极上设置具有不同折射率材料交替层叠而成的介质层，并保持介质层具有高介电常数，能够使得金属电极在具有高反射率的同时，保持低电压降。
Description
技术领域
本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种电极结构及微显示器。
背景技术
硅基微显示器(Micro Display)是将显示器与单晶硅集成电路结合，其明显特征是显示器以制备有CMOS驱动电路的单晶硅芯片为基底，且显示器尺寸非常小，需借助一定的光学系统放大图像信息。CMOS工艺具有低成本、小体积等特点，是集成电路工业的基石。
硅基微显示器像素尺寸很小，可以产生更高的显示分辨率，具有广阔的应用前景，可应用于军事、医学、航空航天以及消费电子等领域，特别是穿戴设备、虚拟现实、增强现实等新型应用。
目前，硅基为显示技术主要为硅基有机发光二极管(OLED-on-Silicon)微显示技术与硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)微显示技术，其中LCOS技术研究较为成熟，在半导体产品领域，有一些特殊应用场景，需要加强金属电极表面的反射率，但又不希望施加到金属电极上的电压受太大影响，一个典型的例子即为上述的微显示器，包括各种反射式微显示器，如LCOS微显示器。
LCOS需要很光滑平亮的电极表层，反射率需最高，用铝合金于可见光范围可达93％，若平坦镜面因加工产生凹凸不平，则影响反射率，若镜面上有杂物或氧化层，也会吸收发射光，使反射率下降。为提升反射率，可依波长范围镀上光学膜，使反射率提高，但同时也会造成电极上加的电压被屏蔽，对顶层有效电压产生压降，减少其可工作效能，因此如何镀对膜，使反射增强，且不致于影响电压降过大，成为一个重要但困难的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电极结构，能够使得电极在具有高反射率的同时，保持低电压降。
本实用新型的目的还在于提供一种微显示器，该微显示器的电极具有高的反射率及低电压降。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种电极结构，包括金属电极以及覆盖所述金属电极上的介质层；
所述介质层包括层叠设置的多层子介质层，相邻的两个子介质层的材料分别为第一材料及第二材料，最底层的子介质层的材料为第一材料，且所述第一材料的折射率大于第二材料的折射率。
所述第一材料和第二材料的介电常数均大于10。
所述第一材料的折射率与第二材料的折射率的差值大于0.5。
所述介质层包括层叠设置的五层子介质层，其中第一、第三及第五层子介质层的材料为硅，第二及四层子介质层的材料为二氧化钛。
本实用新型提供一种微显示器，包括：相对设置的硅片及顶板、设于所述硅片及顶板之间的液晶层、设于所述硅片靠近所述顶板的一侧的多个间隔排列的底电极、覆盖所述底电极及硅片的介质层以及设于所述顶板靠近硅片的一侧的顶电极；
所述介质层包括层叠设置的多层子介质层，相邻的两个子介质层的材料分别为第一材料及第二材料，最底层的子介质层的材料为第一材料，且所述第一材料的折射率大于第二材料的折射率。
所述第一材料和第二材料的介电常数均大于10。
所述第一材料的折射率与第二材料的折射率的差值大于0.5。
所述介质层包括层叠设置的五层子介质层，其中第一、第三及第五层子介质层的材料为硅，第二及四层子介质层的材料为二氧化钛。
所述硅片包括底层电路及设于所述底层电路上的绝缘层，所述底电极设于所述绝缘层上并通过一穿越绝缘层的过孔与所述底层电路电性连接。
所述微显示器还包括设于所述顶电极靠近所述硅片的一侧的定向层。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种电极结构，包括金属电极以及覆盖所述金属电极上的介质层；所述介质层包括层叠设置的多层子介质层，相邻的两个子介质层的材料分别为第一材料及第二材料，最底层的子介质层的材料为第一材料，且所述第一材料的折射率大于第二材料的折射率，通过在金属电极上设置具有不同折射率材料交替层叠而成的介质层，并保持介质层具有高介电常数，能够使得金属电极在具有高反射率的同时，保持低电压降。本实用新型还提供一种微显示器，该微显示器的电极具有高的反射率及低电压降。
附图说明
为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图中，
图1为本实用新型的电极结构的示意图；
图2为本实用新型的微显示器的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本实用新型提供一种电极结构，包括金属电极10以及覆盖所述金属电极10上的介质层20；
所述介质层20包括层叠设置的多层子介质层21，相邻的两个子介质层21的材料分别为第一材料及第二材料，最底层的子介质层21的材料为第一材料，且所述第一材料的折射率大于第二材料的折射率。
需要说明的是，为了使得电极结构在具有高反射率的同时具有低电压降，在第一材料及第二材料的选择时，希望第一材料及第二材料的介电常数越大越好，优选地第一材料及第二材料的介电常数大于10，以保证较低的电压降，而第一材料和第二材料的折射率的差异最好能够大于0.5，以实现高反射率。
举例来说，在1.5μm波长下，在电极结构中常用材料的折射率及介电常数的如表1所示：
| 材料 | n@1.5um | k |
| Si | 3.478 | 11.7 |
| SiO<sub>2</sub> | 1.444 | 3.9 |
| CaF<sub>2</sub> | 1.426 | 6.76 |
| Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub> | 1.989 | 7.5 |
| AlO | 1.7513 | 9 |
| TiO | 2.2 | 80 |
| Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 2.1 | 26 |
| Al | 1.44 |
表1
在本实用新型的第一实施例中，所述介质层20包括三层子介质层21，第一层子介质层21材料为Si，第二层子介质层21材料为TiO2，第三层子介质层21材料为Si，这三层材料的膜厚分别1000A、1700A、2000A，针对该第一实施例分析得出，该第一实施例的各子介质层21的电压降分别是33.4mV、8.3mV、66.8mV，总电压降是109mV，画素阵列反射率是90.42％，平面上的反射率是97.35％。
在本实用新型的第二实施例中，所述介质层20包括五层子介质层21，分别第一、三及五层子介质层21材料为Si，第二及第四层子介质层21材料为TiO2，膜厚依次是1000A、1700A、1000A、1700A及2000A，针对该第二实施例分析得出，该第二实施例的各子介质层21的电压降分别依次是34.9mV、8.7mV、34.9mV、8.7mV、69.8mV，总电压降为157mV，画素阵列与平面反射率分别是91.23％和98.17％；
在本实用新型的第三实施例中，所述介质层20包括七层子介质层21，分别第一、三、五及七层子介质层21材料为Si，第二、第四及第六层子介质层21材料为TiO2，膜厚依次是1000A、1700A、1000A、1700A、1000A、1700A及2000A，针对该第三实施例分析得出，该第三实施例的各子介质层21电压降依次是36.6mV、9.1mV、36.6mV、9.1mV、36.6mV、9.1mV、73.1mV，总电压降为210mV，画素阵列与平面反射率分别是91.57％和99.26％；
在本实用新型的第四实施例中，所述介质层20包括五层子介质层21，分别第一、三及五层子介质层21材料为TiO2，第二及第四层子介质层21材料为Al2O3，膜厚依次是1700A、2400A、1700A、2400A及3000A，电压降依次是63mV、13mV、63mV、13mV、111.2mV，总电压降为263mV，画素阵列与平面反射率分别是90.58％和96.34％。
对比第一至第四实施例，可知第二及第三实施例的反射率相近，第三实施例的其电压降稍微高于第二实施例，如果可以用的层数增加，还可以让达到的反射率提高，但是总电压降也会随之提高，成本提高，因此第二实施例是最优的膜层数及材料，当然这仅仅是针对常规情形，特殊情形，也可以根据需要选择第一、三及四实施例。
请参阅图2，基于上述的电极结构，本实用新型还提供一种微显示器，包括：相对设置的硅片1及顶板2、设于所述硅片1及顶板2之间的液晶层3、设于所述硅片1靠近所述顶板2的一侧的多个间隔排列的底电极4、覆盖所述底电极4及硅片1的介质层5以及设于所述顶板2靠近硅片1的一侧的顶电极6；
所述介质层5包括层叠设置的多层子介质层51，相邻的两个子介质层51的材料分别为第一材料及第二材料，最底层的子介质层51的材料为第一材料，且所述第一材料的折射率大于第二材料的折射率。
具体地，所述硅片1包括底层电路11及设于所述底层电路11上的绝缘层12，所述底电极4设于所述绝缘层12上并通过一穿越绝缘层12的过孔13与所述底层电路11电性连接。
具体地，还包括设于所述顶电极6靠近所述硅片1的一侧的定向层7。
优选地，所述底电极4的材料为金属，顶电极6的材料为氧化铟锡，顶板2为玻璃板。
需要说明的是，为了使得电极结构在具有高反射率的同时具有低电压降，在第一材料及第二材料的选择时，希望第一材料及第二材料的介电常数越大越好，优选地第一材料及第二材料的介电常数大于10，以保证较低的电压降，而第一材料和第二材料的折射率的差异最好能够大于0.5，以实现高反射率。
举例来说，在1.5μm波长下，在电极结构中常用材料的折射率及介电常数的如表1所示；
在本实用新型的第一实施例中，所述介质层5包括三层子介质层51，第一层子介质层51材料为Si，第二层子介质层51材料为TiO2，第三层子介质层51材料为Si，这三层材料的膜厚分别1000A、1700A、2000A，针对该第一实施例分析得出，该第一实施例的各子介质层51的电压降分别是33.4mV、8.3mV及66.8mV，总电压降是109mV，画素阵列反射率是90.42％，平面上的反射率是97.35％。
在本实用新型的第二实施例中，所述介质层5包括五层子介质层51，分别第一、三及五层子介质层51材料为Si，第二及第四层子介质层51材料为TiO2，膜厚依次是1000A、1700A、1000A、1700A及2000A，针对该第二实施例分析得出，该第二实施例的各子介质层51的电压降分别依次是34.9mV、8.7mV、34.9mV、8.7mV及69.8mV，总电压降为157mV，画素阵列与平面反射率分别是91.23％和98.17％；
在本实用新型的第三实施例中，所述介质层5包括七层子介质层51，分别第一、三、五及七层子介质层51材料为Si，第二、第四及第六层子介质层51材料为TiO2，膜厚依次是1000A、1700A、1000A、1700A、1000A、1700A及2000A，针对该第三实施例分析得出，该第三实施例的各子介质层51电压降依次是36.6mV、9.1mV、36.6mV、9.1mV、36.6mV、9.1mV及73.1mV，总电压降为210mV，画素阵列与平面反射率分别是91.57％和99.26％；
在本实用新型的第四实施例中，所述介质层5包括五层子介质层51，分别第一、三及五层子介质层51材料为TiO2，第二及第四层子介质层51材料为Al2O3，膜厚依次是1700A、2400A、1700A、2400A及3000A，电压降依次是63mV、13mV、63mV、13mV及111.2mV，总电压降为263mV，画素阵列与平面反射率分别是90.58％和96.34％。
对比第一至第四实施例，可知第二及第三实施例的反射率相近，第三实施例的其电压降稍微高于第二实施例，如果可以用的层数增加，还可以让达到的反射率提高，但是总电压降也会随之提高，成本提高，因此第二实施例是最优的膜层数及材料，当然这仅仅是针对常规情形，特殊情形也可以根据需要选择第一、三及四实施例。
此外，本实用新型的电极结构并不限于应用于LCoS微显示器中，也可以应用于微镜或阵列的微显示器的电极表面。
综上所述，本实用新型提供一种电极结构，包括金属电极以及覆盖所述金属电极上的介质层；所述介质层包括层叠设置的多层子介质层，相邻的两个子介质层的材料分别为第一材料及第二材料，最底层的子介质层的材料为第一材料，且所述第一材料的折射率大于第二材料的折射率，通过在金属电极上设置具有不同折射率材料交替层叠而成的介质层，并保持介质层具有高介电常数，能够使得金属电极在具有高反射率的同时，保持低电压降。本实用新型还提供一种微显示器，该微显示器的电极具有高的反射率及低电压降。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种电极结构，其特征在于，包括金属电极(10)以及覆盖所述金属电极(10)上的介质层(20)；
所述介质层(20)包括层叠设置的多层子介质层(21)，相邻的两个子介质层(21)的材料分别为第一材料及第二材料，最底层的子介质层(21)的材料为第一材料，且所述第一材料的折射率大于第二材料的折射率。
2.如权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述第一材料和第二材料的介电常数均大于10。
3.如权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述第一材料的折射率与第二材料的折射率的差值大于0.5。
4.如权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述介质层包括层叠设置的五层子介质层(21)，其中第一、第三及第五层子介质层(21)的材料为硅，第二及四层子介质层(21)的材料为二氧化钛。
5.一种微显示器，其特征在于，包括：相对设置的硅片(1)及顶板(2)、设于所述硅片(1)及顶板(2)之间的液晶层(3)、设于所述硅片(1)靠近所述顶板(2)的一侧的多个间隔排列的底电极(4)、覆盖所述底电极(4)及硅片(1)的介质层(5)以及设于所述顶板(2)靠近硅片(1)的一侧的顶电极(6)；
所述介质层(5)包括层叠设置的多层子介质层(51)，相邻的两个子介质层(51)的材料分别为第一材料及第二材料，最底层的子介质层(51)的材料为第一材料，且所述第一材料的折射率大于第二材料的折射率。
6.如权利要求5所述的微显示器，其特征在于，所述第一材料和第二材料的介电常数均大于10。
7.如权利要求5所述的微显示器，其特征在于，所述第一材料的折射率与第二材料的折射率的差值大于0.5。
8.如权利要求5所述的微显示器，其特征在于，所述介质层(5)包括层叠设置的五层子介质层(51)，其中第一、第三及第五层子介质层(51)的材料为硅，第二及四层子介质层(51)的材料为二氧化钛。
9.如权利要求5所述的微显示器，其特征在于，所述硅片(1)包括底层电路(11)及设于所述底层电路(11)上的绝缘层(12)，所述底电极(4)设于所述绝缘层(12)上并通过一穿越绝缘层(12)的过孔(13)与所述底层电路(11)电性连接。
10.如权利要求5所述的微显示器，其特征在于，还包括设于所述顶电极(6)靠近所述硅片(1)的一侧的定向层(7)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920182316.5U CN209417488U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 电极结构及微显示器 |
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| CN201920182316.5U CN209417488U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 电极结构及微显示器 |
Publications (1)
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| CN201920182316.5U Active CN209417488U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 电极结构及微显示器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109709728A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-03 | 深圳市科创数字显示技术有限公司 | 电极结构及微显示器 |
| WO2022007197A1 (zh) * | 2020-07-08 | 2022-01-13 | Tcl华星光电技术有限公司 | 一种液晶显示面板 |
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2019
- 2019-01-31 CN CN201920182316.5U patent/CN209417488U/zh active Active
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| CN109709728A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-03 | 深圳市科创数字显示技术有限公司 | 电极结构及微显示器 |
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