專利名稱：硅基液晶微型顯示裝置中的納米碳管技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微型顯示裝置，尤其涉及具有納米碳管(CNT)柱的硅基液晶(LCOS)成像芯片。
背景技術(shù)：
具有LCOS結(jié)構(gòu)的微型顯示裝置(簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)COS裝置)是各種光學(xué)投影系統(tǒng)的主要部件。典型地以晶片形式的LCOS裝置越來(lái)越普遍地用于微型顯示中，如大屏幕電視、PC監(jiān)視器和投影機(jī)等，并且可能會(huì)逐漸取代各種可視顯示器裝置中的陰極射線管(CRT)。(在下文中LCOS成像芯片和LCOS裝置可互換使用)。常規(guī)的LCOS成像芯片具有位于硅基板上的液晶，入射在LCOS成像芯片上的光承載在液晶中形成圖像信息且隨后由光學(xué)系統(tǒng)擴(kuò)大，以將圖像顯示給人眼。常規(guī)的高清晰度(HD)電視屏幕可具有分別在水平和垂直方向上的1,920和1,080掃描線。
確定LCOS成像芯片的圖像質(zhì)量的重要參數(shù)之一是LCOS成像芯片中基片間隙(有時(shí)也稱為“基片間距”)的均勻度。基片間隙是晶片的上下基板之間的空間，液晶含在基片間隙之中。對(duì)于液晶顯示器(LCD)來(lái)講，上下基板典型地是用玻璃材料制成。對(duì)于LCOS成像芯片來(lái)講，上基板典型地是用玻璃制成，下基板用硅制成，如圖1A至圖1D所示。
圖1A是常規(guī)LCOS成像芯片的分解透視圖，該LCOS成像芯片用100表示，為了簡(jiǎn)化起見，該圖僅示出了幾個(gè)部件。如圖所示，LCOS成像芯片包括上玻璃基板104、銦錫氧化物(ITO)層106、下硅基板108、為硅基板108提供機(jī)械支持的陶瓷基板102和ITO連接器114，其中，ITO連接器114構(gòu)成從外部電壓源到ITO層106的電氣連接的一部分。插在上基板104和下基板108之間的是用于容納液晶112的邊緣密封110。硅基板108包括用于在液晶112中形成圖像的電路，入射光116a從硅基板108反射變成承載圖像信息的輸出光116b。邊緣密封110包括隔片136(圖1B)，隔片136可提供基片間隙的均勻度并具有球形或圓柱形外形。
現(xiàn)已熟知，為在屏幕上獲得高質(zhì)量的光學(xué)圖像，必須實(shí)現(xiàn)邊緣密封110中液晶112的厚度和、或均勻度的一致性。在制造用100示出的LCOS成像芯片時(shí)，典型的慣例是在將玻璃基板104(其上形成有ITO層106)與硅半導(dǎo)體基板108組裝或配合之前將隔片136噴在邊緣密封110上。術(shù)語(yǔ)“配合”是指將玻璃基板104安裝在硅基板108的頂部、施加預(yù)定的壓力并固化邊緣密封110的工序。如圖1B至1D所示，由隔片136、156和176所限定的不均勻高度導(dǎo)致基片間隙的不均勻，而這種基片間隙的不均勻又會(huì)在屏幕上產(chǎn)生并不想要的光環(huán)或彩色圖像漂移。圖1B至1D是沿(圖1A中)A-A方向截取的常規(guī)LCOS成像芯片的截面圖，其中由于隔片尺寸的不均勻性，所以上玻璃基板124、144和164分別相對(duì)于硅基板128、148和168彎曲或傾斜。
由于消費(fèi)者可以容易地察覺到光環(huán)或彩色圖像漂移，所以這種不均勻性一直以來(lái)是要攻克的具有挑戰(zhàn)性的問題。例如，為了解決這個(gè)問題，許多可商用的LCOS在制造時(shí)沒有隔片。不過，這種工藝對(duì)質(zhì)量或產(chǎn)量并沒有保證，因?yàn)槿绻杌宄叽缱兓^大或基片間隙較薄，那么在將上基板與下基板配合時(shí)難以在機(jī)械上支持恒定的隔離均勻度。實(shí)際上，如果產(chǎn)量大大降低，這可能會(huì)變成嚴(yán)重的問題，因?yàn)檩^大數(shù)量的LCOS成像芯片由于均勻度差而需要丟棄。因此，一直以來(lái)急需一種新的方法來(lái)控制這種基片間隙并提供液晶均勻度中的一致性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種具有CNT柱的納米LCOS成像芯片，這種CNT柱在納米LCOS成像芯片的玻璃基板上生成，用作納米LCOS成像芯片中高均勻度基片間隙的隔片。通過調(diào)節(jié)CNT柱的生成條件，就能夠以精確方式控制CNT柱的高度，這樣，就能夠根據(jù)納米LCOS成像芯片的每個(gè)具體用途來(lái)制造基片間隙。而且，由于CNT柱是很好的電導(dǎo)體，所以CNT柱可形成電壓源與納米LCOS成像芯片的ITO層之間的電氣連接的一部分，這樣就能夠?qū)ΤＲ?guī)LCOS成像芯片的ITO連接器進(jìn)行任意選擇。納米LCOS成像芯片還包括納米LCOS準(zhǔn)直鍵，這些準(zhǔn)直鍵在納米LCOS成像芯片的硅基板中形成并且連接到CNT柱。通過將相同的電壓施加到ITO層和這些鍵，由這些鍵所激活的液晶的一部分變成用于納米LCOS成像芯片的光學(xué)準(zhǔn)直的透明參照標(biāo)記。本發(fā)明還公開了在玻璃基板上生成CNT柱的方法。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，納米硅基液晶(LCOS)晶片包括硅基板部分和邊緣密封，該邊緣密封通常具有閉環(huán)外形并置于硅基板部分上以形成由邊緣密封和硅基板部分所包圍的空間。LCOS成像芯片還包括玻璃基板部分，該玻璃基板部分大體上平行于硅基板部分準(zhǔn)直并位于邊緣密封上方以包圍該空間，液晶注在這個(gè)空間內(nèi)。具有預(yù)定高度的納米碳管(CNT)柱位于玻璃基板部分和硅基板部分之間，并用作在玻璃基板部分和硅基板部分之間提供均勻間隔的隔片。利用常規(guī)的化學(xué)汽相淀積技術(shù)在玻璃基板部分上生成CNT柱。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，納米硅基液晶(LCOS)晶片包括硅基板部分。硅基板部分包括硅晶片、在硅晶片上形成的鈍化層和在鈍化層上形成的第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層。納米LCOS成像芯片還包括邊緣密封，該邊緣密封通常具有閉環(huán)外形并置于第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層上以形成由邊緣密封和第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層所包圍的空間。玻璃基板部分位于邊緣密封上方并大體上平行于硅基板部分準(zhǔn)直，該玻璃基板部分包括玻璃基板；在玻璃基板的頂部表面上形成的抗反射層；在玻璃基板的底部表面上形成的銦錫氧化物(ITO)層；在ITO層的底部表面上形成的第二無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層。多個(gè)納米碳管(CNT)柱位于玻璃基板部分和硅基板部分之間，其中CNT柱具有預(yù)定的高度并用作在第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層和第二無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層之間提供均勻間隔的隔片。CNT柱在玻璃基板部分上生成，且鈍化層和第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層具有用于與CNT柱接合的CNT感受器孔。液晶注在由第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層和第二無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層以及邊緣密封所包圍的空間內(nèi)。
通過參考下面的附圖、說(shuō)明和權(quán)利要求書，就會(huì)很好地理解本發(fā)明的這些以及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。


圖1A是常規(guī)LCOS成像芯片的分解透視圖；圖1B至圖1D是沿A-A方向截取的常規(guī)LCOS成像芯片的截面圖，該圖示出了基片間隙的不均勻性；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的納米LCOS成像芯片的分解透視圖；圖2B是沿B-B方向截取的示于圖2A中的納米LCOS成像芯片的截面圖；圖3A至圖3F示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例形成示于圖2A中的納米LOCS晶片的玻璃部分的步驟；圖4A至圖4G示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例形成示于圖2A中的納米LOCS晶片的玻璃部分的步驟；圖5A至圖5F示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)替代實(shí)施例形成示于圖2A中的納米LOCS晶片的玻璃部分的步驟；圖5G至圖5L示出了根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)替代實(shí)施例形成示于圖2A中的納米LOCS晶片的玻璃部分的步驟；圖6是示于圖2A中的納米LCOS成像芯片的俯視圖；圖7是沿C-C方向截取的示于圖6中的納米LCOS成像芯片的硅部分的截面圖；圖8A至圖8B示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例形成示于圖2A中的納米LCOS成像芯片的鈍化層和無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層的步驟；圖9A至圖9B是示于圖2A和圖6中的納米LCOS成像芯片的替代實(shí)施例的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
下面的詳細(xì)描述是目前所構(gòu)思出的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。這些描述并不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的限制，而僅僅是出于示出本發(fā)明的一般原則的目的，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書所限定。
參看圖2A，該圖是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的納米LCOS成像芯片的分解透視圖，該納米LCOS成像芯片用200表示。圖2B是沿B-B方向截取的示于圖2A中的納米LCOS成像芯片的截面圖。如圖2A至圖2B所示，納米LCOS成像芯片200可包括玻璃(基板)部分202和硅(基板)部分204。玻璃部分202可包括玻璃(基板)208，優(yōu)選用石英、熔融石英、高溫玻璃或具有與硅基板類似的熱膨脹系數(shù)的康寧(corning)玻璃制成；抗反射(AR)層或涂層206，這種抗反射(AR)層或涂層206用于防止玻璃208受到機(jī)械損壞并減少來(lái)自玻璃208的頂部表面的入射光232a的反射；銦錫氧化物(ITO)層210；無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層212，優(yōu)選無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層212用二氧化硅制成、與液晶230接觸并且防止ITO層210與液晶230之間的化學(xué)反應(yīng)；在金屬種層(CNT催化劑)214上生成的CNT柱或圓柱216。將結(jié)合圖3A至圖5L對(duì)在玻璃208上形成ITO層210、無(wú)機(jī)層212、種層(CNT催化劑)214和CNT柱216的工序進(jìn)行說(shuō)明。
硅部分204可包括硅基板或硅晶片220，具有以堆疊多晶/金屬層225a至225n(美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/710,993對(duì)這些層進(jìn)行了深入的描述，該申請(qǐng)的發(fā)明名稱為“具有降低的噪聲的納米硅基液晶晶片”，于2005年8月23日遞交，并且通過參考結(jié)合于本發(fā)明之中)形式的電路元件；用于容納CNT柱216的CNT母端對(duì)應(yīng)體或感受器孔222；將外部電路元件(如引線框或軟電纜的接頭)與硅晶片220中的電路元件連接的墊227a至227n(圖2B)；分別與墊227a至227n對(duì)應(yīng)的墊孔或開放區(qū)226a至226n；鈍化層223；用于防止鈍化層223與液晶230之間的化學(xué)反應(yīng)的無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層221。液晶230可容納在由液晶膠黏劑層或邊緣密封228以及兩個(gè)無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層212和221所限定的空間內(nèi)。邊緣密封228可用UV膠黏劑制成，如諾蘭德(Norland)61、諾蘭德65和共立(Kyoritsu)770等。
可選地，硅晶片220可安裝在提供增加機(jī)械強(qiáng)度的陶瓷基板218上。陶瓷基板218還可具有將外部電壓源通過ITO連接器224連接到ITO層210的電路。
如圖2A所示，入射光232a可穿過玻璃部分202和液晶230。液晶230可位于液晶注入?yún)^(qū)243(圖2B)上方。液晶注入?yún)^(qū)243可包括覆蓋象素陣列的象素區(qū)242(圖6)，通過在ITO層210與象素陣列之間加上電壓差在象素區(qū)上方的液晶230中形成圖像。硅晶片220的外圍區(qū)240(圖2B)可包括墊227a至227n(圖6)、墊孔226a至226n、CNT感受器孔222(圖2A)和用于在墊227a至227n與象素區(qū)242(圖6)中的電路元件如多晶/金屬層225a至225n之間提供連接的其它電路。入射光232a可穿過液晶230中的圖像、從硅基板220的金屬層225n反射并再次穿過圖像。然后，承載圖像信息的光232b可再次穿過玻璃部分202并離開納米LCOS成像芯片200。
如將會(huì)在下面進(jìn)行描述的那樣，可利用常規(guī)的技術(shù)如化學(xué)汽相淀積(CVD)技術(shù)在玻璃基板208上均勻地生成CNT柱216。具有均勻高度和特別機(jī)械強(qiáng)度的CNT柱216可作為用于高度均勻的基片間隙的隔片。因此，納米LCOS成像芯片200可在液晶230中產(chǎn)生高質(zhì)量的光學(xué)圖像。而且，通過調(diào)節(jié)CNT柱216的生成條件，就能夠以精確的方式控制CNT柱216的高度，而其又會(huì)轉(zhuǎn)化為納米LCOS成像芯片的高產(chǎn)量。此外，如圖2B所示，CNT柱216可將墊227a至227n連接到ITO層210，這樣就使常規(guī)的ITO連接器224成為可選的連接元件。
如圖2A至2B所示，玻璃部分202可包括幾個(gè)在玻璃208上形成的層；抗反射層206、ITO層210、無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層212、金屬種層(CNT催化劑)214和CNT柱216。圖3A至圖3F是以B-B方向截取的根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在玻璃上生成這些層的不同步驟時(shí)玻璃部分的截面圖。如圖3A所示，ITO層306可在玻璃304的一側(cè)上形成。玻璃304可用具有高熔點(diǎn)的材料制成，因?yàn)橐笤诓Ａ仙蒀NT柱(圖3E)?？衫贸Ｒ?guī)的濺射技術(shù)在玻璃304上形成ITO層306。然后，可在ITO層306上涂覆光阻(PR)層或涂層308，以形成用300表示的玻璃部分。
隨后，如圖3B所示，可將PR涂層308蝕刻以形成用于CNT柱形成區(qū)的圖案312。然后，可在整個(gè)玻璃基板上形成金屬種層(CNT催化劑)322，如圖3C所示。接著可將剩余的PR涂層308和在PR涂層上方形成的金屬種層(CNT催化劑)322的一部分抬起，這樣就產(chǎn)生了有圖案的金屬種層322(圖3D)，之后可在金屬種層322(CNT催化劑)上生成CNT柱342(圖3E)?？捎贸Ｒ?guī)的技術(shù)如化學(xué)汽相淀積(CVD)技術(shù)在金屬種層322(CNT催化劑)上生成CNT柱342。然后可在ITO層306上形成無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層352，如圖3F所示。作為最后的步驟，可在玻璃304的另一側(cè)上形成抗反射層302。
圖4A至圖4G是沿B-B方向截取的根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例在玻璃上生成層的不同步驟時(shí)玻璃部分的截面圖。如圖4A所示，用400表示的玻璃部分可包括具有PR涂層406的玻璃404。之后可將PR涂層406蝕刻以形成用于CNT柱形成區(qū)的圖案412。隨后可在圖案412上形成金屬種層(CNT催化劑)422(圖4C)，可將剩余的PR涂層406抬離玻璃部分404(圖4D)。接著，如圖4E所示，可在金屬種層(CNT催化劑)422上生成CNT柱442。然后可在玻璃404的整個(gè)區(qū)域上方形成ITO層452，如圖5F所示。然后可在除了位于CNT柱442上方的區(qū)域之外的ITO層452上形成無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層462，如圖4G所示。作為最后的步驟，可在玻璃404的另一側(cè)上形成抗反射層402。
圖5A至圖5F是沿B-B方向截取的根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)替代實(shí)施例在玻璃上生成層的不同步驟時(shí)玻璃部分的截面圖。除了可將ITO層506和PR涂層508蝕刻以直接在玻璃504上形成金屬種層(CNT催化劑)522之外，在圖5F中示出的層的結(jié)構(gòu)非常類似于在圖3F中所示出的層的結(jié)構(gòu)。
圖5G至圖5L是沿B-B方向截取的根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)替代實(shí)施例在玻璃上生成層的不同步驟時(shí)玻璃部分的截面圖。如圖5G所示，ITO層560和無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層562可在玻璃558的一側(cè)上形成。玻璃558可用具有高熔點(diǎn)的材料制成，因?yàn)橐笤诓Ａ仙蒀NT柱?？衫贸Ｒ?guī)的濺射技術(shù)在玻璃558上形成ITO層560。然后，可采用同樣的技術(shù)在ITO層上形成無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層562。之后可在ITO層560上涂覆光阻(PR)層或涂層564，以形成用556表示的玻璃部分。
隨后，如圖5H所示，可將PR涂層564和無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層562蝕刻以形成用于CNT柱形成區(qū)的圖案566。然后，可在整個(gè)玻璃基板上形成金屬種層(CNT催化劑)572，如圖5I所示。接著可將剩余的PR涂層564和在PR涂層上方形成的金屬種層(CNT催化劑)572的一部分抬起，這樣就產(chǎn)生了有圖案的金屬種層572(圖5J)，之后可在金屬種層572(CNT催化劑)上生成CNT柱580(圖5K)。可用常規(guī)的技術(shù)如化學(xué)汽相淀積(CVD)技術(shù)在金屬種層572(CNT催化劑)上生成CNT柱580。作為最后的步驟，可在玻璃558的另一側(cè)上形成抗反射層584(圖5L)。
本領(lǐng)域中一般的技術(shù)人員應(yīng)能夠明白在圖3A至圖5L中所示出的工序可以以各種方式進(jìn)行改變，而并不脫離本發(fā)明的精神和范圍。例如，可利用常規(guī)的濺射技術(shù)產(chǎn)生金屬種層322(圖3D)且將有圖案的遮光板置于IT0層306上，這種技術(shù)可用于替代在圖3A至圖3C中所示出的步驟。另一個(gè)示例中，可在玻璃304的整個(gè)表面上方形成無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層352(圖3F)，這樣就簡(jiǎn)化了形成無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層352的步驟。再一個(gè)示例中，ITO層可由薄的透明納米碳管層替代。
圖6是示于圖2中的納米LCOS成像芯片的俯視圖，在這些圖中，同樣的數(shù)字表示相同的項(xiàng)目。如上所述，用200表示的納米LCOS成像芯片可通過將玻璃部分202與硅部分204配合形成。在將這兩個(gè)部分配合之前，可在硅晶片220上形成沒有柵部分604的邊緣密封228。然后，液晶可通過柵部分604注入液晶注入?yún)^(qū)243。之后可將柵部分604加到硅晶片220，這樣就在液晶周圍形成密封。四個(gè)CNT準(zhǔn)直鍵608的每個(gè)鍵都在玻璃部分202和硅部分220上有一對(duì)標(biāo)記，且可用于在配合期間將玻璃部分202相對(duì)于硅部分220準(zhǔn)直。
納米LCOS成像芯片可以操作以形成一種顏色的圖像。典型地，可能需要納米LCOS成像芯片中的三個(gè)來(lái)向人眼顯現(xiàn)全色圖像。為了將三個(gè)納米LCOS成像芯片彼此準(zhǔn)直，可使用納米LCOS準(zhǔn)直鍵606，通過連接線路612將這些納米LCOS準(zhǔn)直鍵606電氣連接到VITO墊(如227a和227n)和CNT柱216。(在下文中，術(shù)語(yǔ)VITO指在操作過程中加在ITO層210上的電壓)。在硅晶片220中形成的納米LCOS準(zhǔn)直鍵606(圖7)可位于象素區(qū)242附近。通過向納米LCOS準(zhǔn)直鍵606和ITO層210施加VITO，對(duì)應(yīng)于準(zhǔn)直鍵606的液晶的一部分變成用于納米LCOS成像芯片的準(zhǔn)直的透明參照標(biāo)記。2004年10月5日遞交的發(fā)明名稱為“硅基液晶微型顯示裝置中的納米碳管技術(shù)”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/615,921和2004年12月13日遞交的發(fā)明名稱為“具有增強(qiáng)的可量測(cè)性和準(zhǔn)直的硅基液晶微型顯示裝置中的納米碳管技術(shù)”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/635,541對(duì)這些納米LCOS準(zhǔn)直鍵進(jìn)行了詳細(xì)的描述，這些申請(qǐng)通過參考整體地結(jié)合于本發(fā)明之中。硅晶片220可制成包括連接線路612，連接線路612可將VITO墊227a和227n連接到納米LCOS準(zhǔn)直鍵606。
圖7是沿C-C方向截取的示于圖6中的硅部分和液晶的截面圖。如圖所示，硅晶片220可包括電路元件，如多個(gè)層225a至225n，其中頂層225n可用金屬制成并反射入射光232a(圖2A)。美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/710,993對(duì)這些層進(jìn)行了詳細(xì)的描述，該申請(qǐng)的發(fā)明名稱為“具有降低的噪聲的納米硅基液晶晶片”，于2005年8月23日遞交，并且通過參考結(jié)合于本發(fā)明之中。位于墊孔226a至226n的底部和CNT感受器孔222的分別是墊227a至227n和金屬元件720。墊227a至227n可將硅晶片220的電路元件連接到外部電路元件。可用一個(gè)或多個(gè)墊227，如227a和227n，通過電連接向ITO層210(圖2A)提供VITO電壓，這些電連接包括VITO墊227a和227n、連接線路612、金屬元件720和CNT柱216。
現(xiàn)已注意到可通過連接線路612和金屬元件720將納米LCOS準(zhǔn)直鍵606連接到VITO墊227a和227n，金屬元件720連接到CNT柱216并依次連接到ITO層210。通過向鍵606和ITO層210加上相同的電壓，液晶230的部分724變成用于納米LCOS成像芯片的彼此準(zhǔn)直的透明參照標(biāo)記。納米LCOS準(zhǔn)直鍵606可用導(dǎo)電材料制成，如金屬。
圖8A至圖8B是沿C-C方向截取的根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在硅晶片上生成鈍化層和無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層的不同步驟時(shí)硅部分的截面圖。如圖8A所示，可在硅晶片220上形成鈍化層806、無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層804和光阻(PR)涂層802。然后，可首先將PR涂層802蝕刻以形成墊孔226和CNT感受器孔222的圖案。之后，如圖8B所示，可沿著該圖案蝕刻鈍化層806和無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層804，以形成墊孔226和CNT感受器孔222。然后可將剩余的PR涂層822剝離。
圖9A至圖9B是示于圖2A中的納米LCOS成像芯片的替代實(shí)施例的俯視圖，并包括具有不同幾何形狀和排列的CNT柱。圖9A至圖9B中的每一個(gè)均為與圖6中的環(huán)繞區(qū)610對(duì)應(yīng)的部分的放大示意圖。如圖9A所示，CNT柱908可排成兩排，且可通過可承載VITO電壓的連接線路911相互連接并連接到納米LCOS準(zhǔn)直鍵910。在圖6所示出的情況下，納米LCOS準(zhǔn)直鍵910和930可分別位于象素區(qū)906和926之外。而且，這些鍵通過連接線路911和923分別電氣連接到CNT柱908和928。
如圖9B所示，CNT柱928可具有多邊形狀。本領(lǐng)域中一般的技術(shù)人員應(yīng)能夠明白，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，CNT柱可具有其它適當(dāng)?shù)男螤詈团帕小Ｍ瑯拥?，CNT準(zhǔn)直鍵909和929也可具有其它適當(dāng)?shù)膸缀涡螤睢?br> 當(dāng)然，應(yīng)能夠理解前面所進(jìn)行的描述與本發(fā)明的示范性實(shí)施例有關(guān)，且可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改而并不脫離由下面的權(quán)利要求書所闡明的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種納米硅基液晶(LCOS)成像芯片，包括第一基板部分；邊緣密封，所述邊緣密封具有通常閉環(huán)的外形，位于所述第一基板部分上，形成由所述邊緣密封和第一基板部分所包圍的空間；第二基板部分，與所述第一基板部分平行，并位于所述邊緣密封上方以包圍所述空間；以及多個(gè)納米碳管(CNT)柱，所述納米碳管(CNT)柱具有預(yù)定的高度、在所述第二基板部分上生成并位于所述第一和第二基板部分之間以在第一和第二基板部分之間提供均勻的隔離，其中液晶注在所述空間內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述第二基板部分包括玻璃基板，所述玻璃基板由選自包含于下組的材料之一制成石英、熔融石英、高溫玻璃和康寧(corning)玻璃。
3.如權(quán)利要求2所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述第二基板部分還包括在所述玻璃基板的底部表面上形成的金屬種層，且所述CNT柱在所述金屬種層上生成。
4.如權(quán)利要求2所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述第二基板部分還包括在所述玻璃基板的頂部表面上形成的抗反射層。
5.如權(quán)利要求2所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述第二基板部分還包括導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層電氣連接到所述CNT柱且在所述玻璃基板的底部表面上形成。
6.如權(quán)利要求5所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述第二基板部分還包括第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層，所述第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層在所述導(dǎo)電層上形成并且防止所述導(dǎo)電層與所述液晶之間的化學(xué)反應(yīng)。
7.如權(quán)利要求5所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述第二基板部分還包括在所述導(dǎo)電層上形成的金屬種層，且所述CNT柱在所述金屬種層上生成。
8.如權(quán)利要求5所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于所述導(dǎo)電層由選自包含于下組的材料之一制成銦錫氧化物和納米碳管。
9.如權(quán)利要求1所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述第二基板部分包括至少一個(gè)玻璃鋸切標(biāo)記。
10.如權(quán)利要求1所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述CNT柱沿著所述第二基板部分的周邊設(shè)置。
11.如權(quán)利要求1所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述第一基板部分包括硅晶片。
12.如權(quán)利要求11所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述第一基板部分還包括在所述硅晶片上形成的鈍化層；以及用于防止所述鈍化層與所述液晶之間的化學(xué)反應(yīng)的第二無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層，所述第二無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層在所述鈍化層上形成，其中所述鈍化層和第二無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層包括用于接合所述CNT柱的多個(gè)CNT感受器孔。
13.如權(quán)利要求11所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述硅晶片包括通過連接線路相互電氣連接的多個(gè)金屬元件，所述金屬元件中的每一個(gè)與所述CNT柱中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)相連。
14.如權(quán)利要求11所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述第二基板部分包括玻璃基板和導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層電氣連接到所述CNT柱且在所述玻璃基板的底部表面上形成。
15.如權(quán)利要求14所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述硅晶片包括電氣連接到所述CNT柱的至少一個(gè)納米LCOS準(zhǔn)直鍵，且在將預(yù)定的電壓加在所述導(dǎo)電層和所述納米LCOS準(zhǔn)直鍵時(shí)，所述納米LCOS準(zhǔn)直鍵使所述液晶的一部分變得透明。
16.如權(quán)利要求1所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，還包括分別在所述第一和第二基板部分上形成的至少一對(duì)CNT準(zhǔn)直鍵，所述CNT準(zhǔn)直鍵對(duì)用于在將所述第一基板部分與所述第二基板部分配合期間將所述第一基板部分與所述第二基板部分準(zhǔn)直。
17.如權(quán)利要求1所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述邊緣密封用紫外(UV)膠黏劑制成。
18.一種納米硅基液晶(LCOS)成像芯片，包括硅基板部分，所述硅基板部分包括硅晶片；在所述硅晶片上形成的鈍化層；以及在所述鈍化層上形成的第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層；邊緣密封，所述邊緣密封大體具有閉環(huán)外形并置于所述第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層上以形成由所述邊緣密封和所述第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層所包圍的空間；大體上平行于所述硅基板部分準(zhǔn)直并位于所述邊緣密封上方的玻璃基板部分，所述玻璃基板部分包括玻璃基板；在所述玻璃基板的頂部表面上形成的抗反射層；在所述玻璃基板的底部表面上形成的銦錫氧化物(ITO)層；以及在所述ITO層的底部表面上形成的第二無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層，所述第二無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層與所述邊緣密封接觸以包圍所述空間；以及多個(gè)納米碳管(CNT)柱，所述納米碳管(CNT)柱具有預(yù)定的高度、在所述玻璃基板部分上生成并位于所述玻璃和硅基板部分之間，以在它們之間提供均勻的隔離，所述鈍化層和第一無(wú)機(jī)準(zhǔn)直層包括用于接合所述CNT柱的多個(gè)CNT感受器孔，其中液晶注在所述空間內(nèi)。
19.如權(quán)利要求18所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述玻璃基板部分還包括在所述ITO層上形成的金屬種層，且所述CNT柱在所述金屬種層上生成。
20.如權(quán)利要求19所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于所述玻璃基板部分還包括在所述玻璃基板部分層上形成的金屬種層，且所述CNT柱在所述金屬種層上生成。
21.如權(quán)利要求18所述的納米LCOS成像芯片，其特征在于，所述硅晶片包括電氣連接到所述CNT柱的至少一個(gè)納米LCOS準(zhǔn)直鍵，且在將預(yù)定的電壓加在所述ITO層和所述納米LCOS準(zhǔn)直鍵時(shí)，所述納米LCOS準(zhǔn)直鍵使所述液晶的一部分變得透明。
全文摘要
一種具有納米碳管(CNT)柱(216)的納米硅基液晶(納米LCOS)成像芯片(200)，CNT柱(216)在納米LCOS成像芯片的玻璃基板(208)上生成。由于高度均勻，所以CNT柱(216)可作為在納米LCOS成像芯片(200)的玻璃基板(208)與硅晶片(220)之間提供均勻的基片間隙的隔片。而且，由于是良好的電導(dǎo)體，所以CNT柱(216)可構(gòu)成外部電壓源與在玻璃基板(208)上形成的銦錫氧化物(ITO)層(210)之間的電氣連接的一部分。納米LCOS成像芯片(200)包括納米LCOS準(zhǔn)直鍵(606)，這些納米LCOS準(zhǔn)直鍵(606)在硅晶片(220)中形成并連接到CNT柱(216)。通過將相同的電壓施加到ITO層(210)和這些鍵(606)，由這些鍵(606)所激活的液晶的一部分變成用于納米LCOS成像芯片的光學(xué)準(zhǔn)直的透明參照標(biāo)記。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK1965262SQ200580018419
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月5日
發(fā)明者金吉宏, 郭·查爾斯·楚威 申請(qǐng)人:矽感成像有限公司