用于光調(diào)制顯示器的薄膜堆疊的制作方法
【專利說明】用于光調(diào)制顯示器的薄膜堆疊 [0001 ] 相關申請案的參考
[0002] 本申請案主張2012年10月30日申請的第13/664, 276號美國專利申請案的權益， 所述申請案的全部揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
技術領域
[0003] 本發(fā)明涉及顯示器的領域，且更確切地說，涉及具有表面的顯示器，所述表面具有 使穿過所述表面的光通過或阻斷所述光的一體形成的光調(diào)制器。
【背景技術】
[0004] 在常規(guī)數(shù)字微機電快門（DMS)顯示器中，多個微機電系統(tǒng)（MEMS)快門經(jīng)制造于襯 底的表面上。所述MEMS快門經(jīng)形成為所述襯底上的柵格且各MEMS快門調(diào)制穿過鄰近所述 快門而形成的孔口的光。為此目的，各快門能夠通過移到所述孔口上方或遠離所述孔口而 阻斷光或使光通過且各快門因此形成顯示器中的像素或像素的一部分?？扉T的操作是通過 移動快門以阻斷光或使光通過且借此在顯示器上產(chǎn)生圖像的顯示控制器來加以控制的。
[0005] 在此常規(guī)設計中，快門經(jīng)形成為包含快門、用于驅(qū)動所述快門開啟或關閉的一或 多個電極及其它元件的總成。此些總成形成于襯底（通常為例如玻璃等絕緣材料）上。各 總成具有正方形周邊邊緣且總成的快門與其它組件裝配在所述周邊邊緣的邊界內(nèi)。通常， 數(shù)千個此些總成經(jīng)布置于行及列的二維陣列或柵格中，從而形成顯示器。
[0006] 在操作中，快門移到孔口上方且在定位于孔口上方時，快門阻斷穿過所述孔口且 朝向顯示器的表面行進的光。通過將圖像譯碼成引導特定快門開啟且使光通過及引導其它 快門關閉以阻斷光的數(shù)據(jù)，快門的柵格可在顯示器上重新產(chǎn)生圖像。
[0007] 顯示器的產(chǎn)生圖像且確切地說產(chǎn)生清晰定義的圖像的能力至少部分取決于各快 門的調(diào)制穿過孔口及顯示器的表面的光量的能力。具體來說，當開啟的快門在最小干擾的 情況下使光通過使得所述開啟快門明亮時，改進圖像的清晰度。類似地，當經(jīng)關閉的快門盡 可能完全阻斷光使得所述經(jīng)關閉快門盡可能暗時，也改進圖像的清晰度。當開啟快門與經(jīng) 關閉快門之間的亮度的差異大時，提高產(chǎn)生清晰圖像的能力。
[0008] 盡管此些顯示器運作得相當好，然仍然需要改進經(jīng)顯示圖像的對比率，且確切地 說仍然需要改進開啟快門的亮度與經(jīng)關閉快門的亮度之間的差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置各具有若干新穎方面，所述新穎方面中沒有單一新穎 方面僅負責本文中所揭示的所要屬性。
[0010] 可在具有襯底層的裝置中實施本發(fā)明中所描述的標的物的一新穎方面，所述襯底 層鄰近光源而安置且具有允許光穿過所述襯底層的孔口及吸收膜堆疊，所述吸收膜堆疊包 含：光反射材料層；光吸收材料層，其安置于所述光反射材料層上且與所述光反射材料層 間隔固定距離；及干涉吸收膜堆疊，其包含具有第一折射率的介電材料層及具有第二折射 率的介電材料層，所述介電材料層的厚度經(jīng)選擇以引起從所述干涉吸收膜堆疊反射的光干 擾入射在所述干涉吸收膜堆疊上的光且使具有峰值振幅的干擾駐波出現(xiàn)在所述光吸收材 料層處。
[0011] 在一些實施方案中，所述裝置可包含具有第一折射率的介電材料層及具有第二折 射率的介電材料層，所述兩個介電材料層經(jīng)選擇以降低以與正交于干涉吸收膜堆疊的表面 的軸成0°與50°之間的角度入射的光的反射。
[0012] 在一些實施方案中，所述裝置可包含將吸收材料層布置于干涉吸收膜堆疊中的干 擾駐波的實質(zhì)上峰值振幅的位置處的固定距離。
[0013] 在一些實施方案中，所述裝置可包含光反射材料層（其包含在可見光的光譜中具 有大于70%的反射比的金屬層）。在一些實施方案中，所述裝置可包含安置于干涉吸收膜 堆疊上的透明導電層。在一些實施方案中，所述裝置可包含安置于光反射材料層的與光吸 收材料相對的表面上的反射性膜。
[0014] 在一些實施方案中，所述裝置可包含具有介電薄膜堆疊的反射性膜，所述介電薄 膜堆疊具有第一材料（其具有第一折射率）及第二材料（其具有第二折射率），所述第一材 料及所述第二材料具有來自光源的光的波長的約四分之一的相應厚度。
[0015] 在一些實施方案中，所述裝置可包含安置于干涉吸收膜堆疊上方的流體層。
[0016] 在一些實施方案中，所述裝置可包含透射分別以色彩紅色、綠色及藍色（RGB)居 中的不同波長光譜的光的光源或多個光源。
[0017] 在一些實施方案中，所述裝置可包含經(jīng)配置以與顯示器通信的處理器（所述處理 器經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù)）及經(jīng)配置以與所述處理器通信的存儲器裝置。在一些實施方案 中，所述裝置可包含經(jīng)配置以將至少一信號發(fā)送到顯示器的驅(qū)動器電路及經(jīng)配置以將圖像 數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送到所述驅(qū)動器電路的控制器。在一些實施方案中，所述裝置可包含 經(jīng)配置以將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器的圖像源模塊，其中所述圖像源模塊包括接收器、收發(fā) 器及發(fā)射器中的至少一者。在一些實施方案中，所述裝置可包含經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)及 將所述輸入數(shù)據(jù)傳達到處理器的輸入裝置。
[0018] 可以制造方法實施本發(fā)明中所描述的標的物的另一新穎方面，所述制造方法包 含：提供光反射材料層；及在所述光反射材料層上方形成光吸收膜，所述光吸收膜具有光 吸收材料層及第一材料層（其具有第一折射率及約25nm到40nm的第一厚度）及第二材料 層（其具有第二折射率及約IOnm到20nm的第二厚度），所述第一層及所述第二層的相應厚 度經(jīng)選擇以提供在選定波長范圍內(nèi)且與正交于所述吸收膜的軸成大于約30°的入射角的 光的干涉衰減。
[0019] 在一些實施方案中，所述方法可包含將所述吸收材料層布置于通過干涉衰減形成 的駐波的實質(zhì)上峰值振幅的位置處。
[0020] 在一些實施方案中，所述方法可包含提供介于光反射層與吸收材料層之間且具有 經(jīng)選擇以使所述吸收材料層與所述光反射層間隔從所述光反射層反射的光的波長的約四 分之一的厚度的透射材料間隔層。
[0021] 在一些實施方案中，所述方法可包含在襯底與光吸收膜之間形成具有第一材料 (其具有第一折射率）及第二材料（其具有第二折射率）的膜堆疊，所述第一材料及所述第 二材料具有待反射的光的波長的約四分之一的相應厚度。在一些實施方案中，第一材料具 有介于約80nm到約IOOnm之間的厚度且所述第二材料具有介于約50nm與約65nm之間的 厚度。在一些實施方案中，第一材料包含二氧化硅（SiO2)且第二材料包含二氧化鈦（TiO2)。
[0022] 在一些實施方案中，光反射材料層為金屬層。形成第一材料層可包含使用以下工 藝中的一或多者沉積所述第一層：化學氣相沉積、物理氣相沉積、等離子增強化學氣相沉 積、熱化學氣相沉積（即，熱CVD)及旋涂。在一些實施方案中，提供光反射材料層包含提供 可從第一位置移動到第二位置且具有表面（所述表面具有光反射材料層）的快門。在一些 實施方案中，形成光吸收膜包含在快門的光反射材料層上方形成光吸收膜。
[0023] 可在薄膜堆疊中實施本發(fā)明中所描述的標的物的另一新穎方面，所述薄膜堆疊包 含襯底層，所述襯底層具有允許光穿過所述襯底層的孔口且鄰近第一波長的光源而安置且 包含具有第一側(cè)及第二側(cè)的光反射材料層，干涉吸收堆疊安置于所述光反射材料層的所述 第二側(cè)上且具有兩個介電材料層（所述兩個介電材料層具有經(jīng)選擇以降低以角度0°到 50°入射且以第一波長傳播的光的反射率的厚度及折射率），且高反射比堆疊安置于所述 光反射材料層的所述第一側(cè)上且具有一或一個以上成對的介電材料層（所述成對的介電 材料層具有經(jīng)選擇以對以介于〇°到50°之間的角度入射且以第一波長傳播的光達成大 于70%或大于90%的明視上加權的反射率的厚度及折射率）。
[0024] 在一些實施方案中，襯底層包含明視上透明材料層。在一些實施方案中，快門可鄰 近孔口而安置且可跨所述孔口移動以使穿過所述孔口發(fā)出的光通過及阻斷所述光。在一些 實施方案中，穿過孔口發(fā)出的光可形成像素中的圖像的一部分。
[0025] 在一些實施方案中，光源包含產(chǎn)生不同相應波長的光的多個光源。在一些實施方 案中，干涉吸收堆疊包含具有經(jīng)選擇以降低以不同相應波長傳播的光的明視上加權的反射 率的厚度及折射率的兩個介電材料層。在一些實施方案中，高反射比堆疊包含具有經(jīng)選擇 以對以不同相應波長傳播的光達成至少70%及通常大于95%的明視上加權的反射率的厚 度及折射率的一或多個成對的介電材料層。
[0026] 以下附圖及描述中闡述本發(fā)明中所描述的標的物的一或多個實施方案的細節(jié)。盡 管主要在基于機電系統(tǒng)（EMS)及微機電系統(tǒng)（MEMS)的顯示器方面描述本發(fā)明中所提供的 實例，然本文中所提供的概念可應用于其它類型的顯示器，例如液晶顯示器（LCD)、有機發(fā) 光二極管（"0LED