嵌入式表面漫射器的制造方法_3

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的菲 涅耳反射和反向散射的量。
[0059]表1展示对于具有和不具有抗反射层225的漫射器堆叠的光学性质的模拟结果的 一些实例:
[0060]
[0061]表 1
[0062] 表1中表示的一个漫射器堆叠100包含Si02的低折射率薄膜105(具有折射率1.46) 和SiNx0x的第二薄膜(具有折射率1.71)。表1中表示的另一漫射器堆叠包含S0G的低折射率 薄膜1〇5(其具有折射率1.4),和SiN x0x的第二薄膜(具有折射率2)。在后者情况下,低折射率 薄膜105还可充当包覆层,以用于允许衬底205充当光导。替代地或另外,漫射器堆叠100还 可包含在低折射率薄膜105与衬底205之间的单独包覆层220(例如,如图2B中所展示),以确 保用于衬底205充当光导的足够内部反射。
[0063] 在表1中展示的实例中,添加抗反射层225可将反向散射减少大约10%,且可改进 前向透射。然而,添加抗反射层225可基本上不影响混浊度值。
[0064] 图3为概述制造漫射器堆叠的工艺的实例的流程图。方法300的操作未必按图3中 展示的次序来执行。此外,方法300可涉及比图3中所展示多或少的框。在此实例中,方法300 开始于框305,其涉及将具有第一折射率的第一薄膜沉积于基本上透明的层上。举例来说, 框305可涉及物理气相沉积(PVD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺或用于沉积薄膜的另一此 种工艺。在一些实施方案中,第一折射率低于衬底的折射率。在一些实施方案中,基本上透 明的层可包含包覆层和基本上透明的衬底。包覆层可具有低于第一折射率的折射率。
[0065] 此处,框310涉及将凹面蚀刻到第一薄膜中。在此实例中,凹面具有基本上随机的 大小。举例来说,凹面可具有基本上随机的曲率半径和/或深度。在此实施中,任选框315涉 及在蚀刻工艺后将抗反射层沉积于第一薄膜上。框315可(例如)涉及PVD工艺、CVD工艺等。 在一些实施方案中,沉积抗反射层包含保形地沉积抗反射层,使得其与经蚀刻第一薄膜的 形状一致。框320可涉及PVD工艺、CVD工艺等。此处,框320涉及将第二薄膜沉积于第一薄膜 或抗反射层上,以形成具有基本上随机化大小的微透镜的阵列。在此实例中,第二薄膜具有 高于第一折射率的第二折射率。在一些实施方案中,沉积的第二薄膜使第一薄膜或第一薄 膜与抗反射层的堆叠的形貌平坦化。
[0066]图4A到4F为说明在制造漫射器堆叠的工艺的实例中的阶段的横截面图。图4A说明 沉积于衬底205上的低折射率薄膜105的实例。图4A中展示的配置可(例如)在图3的框305后 产生。
[0067]在图4B中展示的阶段,光阻材料405已经沉积于低折射率薄膜105上且经图案化。 图4B中展示的光阻材料405的特定图案仅为实例。在替代性实施中,可根据灰阶微影工艺处 理光阻材料405。常供干式蚀刻技术使用的灰阶微影允许形成到衬底内的凹面的壁的曲率 的较大控制。灰阶技术允许将凹面形成到光阻表面上,且可接着使用蚀刻剂将形成于光阻 上的表面转印到衬底。
[0068]在图4C中展示的阶段,凹面已蚀刻到第一薄膜中。因此,图4C与例如图3的框310的 工艺的工艺的完成对应。在此实例中,凹面具有基本上随机化大小且已经通过湿式蚀刻工 艺形成。然而,在其它实施中,所述工艺可包含干式蚀刻工艺。以下参考图5A和5B描述一些 此等实例。
[0069]在此实施中,光阻材料405已经图案化,使得凹面410的曲率半径和/或深度具有随 机或准随机分布。举例来说,凹面410的曲率半径可选自高斯随机分布,对于所述分布,具有 指定平均值和指定标准差。在一些实例中,可根据至少部分基于分子动力学的原理的计算 机模拟来选择凹面410的布置。举例来说,可根据至少部分基于分子动力学的计算机模拟来 选择用以图案化光阻材料405的掩模的布局。
[0070] 在图4D中展示的阶段,光阻材料405已经去除,且抗反射层225已沉积于低折射率 薄膜105上。在此实施中,抗反射层225基本上与凹面410的形状一致。
[0071] 在图4E中展示的实例中,高折射率薄膜110层已经沉积于抗反射层225上。高折射 率薄膜110的部分已经沉积于抗反射层225上的凹面410中,以形成微透镜212。因此,所得漫 射器堆叠100包含具有基本上随机的大小的微透镜212的阵列。在这些实例中,微透镜212包 含基本上球形特征的部分。然而,在替代性实例中,微透镜212可包含其它形状,例如,基本 上多边形或圆锥形特征的部分。
[0072]图4F展示接近漫射器堆叠100的像素阵列210的实例。在此实例中,像素阵列210已 经制造于漫射器堆叠100上。以下提供制造像素阵列210的一些实例,尤其在图10中。在图10 中,在框82中提及的"衬底"可包含衬底205、低折射率薄膜105和高折射率薄膜110,此是由 于阵列像素210形成于衬底205和漫射器堆叠100两者上。
[0073]图5A到5C说明在制造包含基本上圆锥形特征的部分的微透镜的工艺的一个实例 中的阶段。在此实例中,在图5A中描绘的阶段,光阻材料405已经沉积于低折射率薄膜105 上,且经图案化。然而,在此实例中,凹面410通过干式蚀刻工艺形成。在图5A中描绘的阶段, 侧壁505在此实例中基本上垂直,且凹面410具有基本上相同深度。
[0074]图5B展示在热回流工艺后的图5A的堆叠的实例。在图5B中描绘的阶段,回流工艺 已改变侧壁505的形状。在替代性实施中,回流工艺可产生侧壁505的其它形状,例如,弯曲 形状。
[0075]图5C展示在经由光阻材料405蚀刻后且到图5B中展示的低折射率薄膜105的部分 内的凹面的实例。图5C可(例如)描绘由干式蚀刻工艺产生的凹面410,干式蚀刻工艺已将图 5B的光阻材料405的构形转印到图5C的低折射率薄膜105内。在此实例中,所得凹面410为基 本上圆锥形。因此,如果凹面410填充有高折射率薄膜110,那么所得微透镜212还将为基本 上圆锥形。
[0076]图6A和6B展示具有不同形状的微透镜的实例。在图6A中展示的实例中,微透镜212 已在干式蚀刻工艺后形成于八边形凹面410中。因此,微透镜212在横截面上为八边形。在图 6B中展示的实例中,凹面410在横截面上为基本上圆形,且已经通过湿式蚀刻工艺形成。因 此,所得微透镜212在横截面上为基本上圆形。
[0077]图7展示描绘MOD显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图的实例。 IM0D显示装置包含一或多个干涉MEMS显示元件。在这些装置中,MEMS显示元件的像素可定 位于明状态或暗状态中。在亮("松弛"、"断开"或"接通")状态中,显示元件将大部分入射的 可见光反射(例如)到用户。相反地,在暗("致动"、"闭合"或"关断")状态中,显示元件几乎 不反射入射的可见光。在一些实施方案中,可颠倒接通与关断状态的光反射性质。MEMS像素 可能够在允许除黑和白之外的彩色显示的特定波长下显著反射。在一些实施方案中,通过 使用多个显示元件,可达成不同强度的原色和不同灰度阴影。
[0078] MOD显示装置可包含可以行和列布置的MOD显示元件的阵列。所述阵列中的每一 显示元件可至少包含定位成彼此相距可变且可控制距离以形成气隙(还被称作光学间隙、 空腔或光学谐振腔)的一对反射和半反射层,例如,可移动反射层(即,可移动层,还被称作 机械层)和固定部分反射层(即,静止层)。可移动反射层可在至少两个位置之间移动。举例 来说,在第一位置(即,松弛位置)中,可移动反射层可定位在距固定部分反射层一段距离 处。在第二位置(即,致动位置)中,可移动反射层可更靠近部分反射层定位。取决于可移动 反射层的位置和入射光的波长,从两个层反射的入射光可相长或相消地干涉,从而针对每 一显示元件产生总体反射或非反射状态。在一些实施方案中,显示元件可在未致动时处于 反射状态中,从而反射可见光谱内的光,且可当在致动时处于暗状态中,从而吸收和/或相 消地干涉可见范围内的光。然而,在一些其它实施中,頂0D显示元件可在未致动时处于暗状 态中,且在致动时处于反射状态中。在一些实施方案中,施加电压的引入可驱动显示元件改 变状态。在一些其它实施中,施加的电荷可驱动显示元件改变状态。
[0079]图7中的阵列的所描绘部分包含呈頂0D显示元件12的形式的两个邻近干涉MEMS显 示元件。在右侧(如所说明)的显示元件12中,说明可移动反射层14在光学堆叠16附近、邻近 或触碰光学堆叠16,处于致动位置中。在右侧上的显示元件12上施加的电压V blas足够移动 可移动反射层14且还将其维持在致动位置中。在左侧(如所说明)的显示元件12中,说明可 移动反射层14处于距光学堆叠16(其包含部分反射层)一段距离(其可基于设计参数而预 定)的松弛位置中。在左侧的显示元件12上施加的电压Vo不足以引起可移动反射层14到致 动位置(例如,右边的显示元件12的致动位置)的致动。
[0080] 在图7中,大体用指示入射于IM0D显示元件12上的光13和从左侧的显示元件12反 射的光15的箭头说明頂0D显示元件12的反射性质。入射于显示元件12上的多数光13可经由 透明衬底20朝向光学堆叠16透射。入射于光学堆叠16上的光的一部分可经由光学堆叠16的 部分反射层透射,且一部分将经由透明衬底20反射回。光13的经由光学堆叠透射的部分可 从可移动反射层14朝向(且经由)透明衬底20反射回。在从光学堆叠16的部分反射层反射的 光与从可移动反射层14反射的光之间的干涉(相长和/或相消)将部分确定在装置的检视或 衬底侧上从显示元件12反射的光15的波长的强度。在一些实施方案中,透明衬底20可为玻 璃衬底(有时被称作玻璃板或面板)。所述玻璃衬底可为或包含(例如)硼硅酸盐玻璃、碱石 灰玻璃、石英、Pyrex或其它合适的玻璃材料。在一些实施方案中,所述玻璃衬底可具有0.3 毫米、0.5毫米或0.7毫米的厚度,但在一些实施方案中,所述玻璃衬底可更厚(例如,数十毫 米)或更薄(例如,小于0.3毫米)。在一些实施方案中,可使用非玻璃衬底,例如,聚碳酸酯、 丙烯酸、聚对苯二甲酸伸乙酯(PET)或聚醚醚酮(PEEK)衬底。在此实施中,非玻璃衬底将很 可能具有小于0.7毫米的厚度,但所述衬底取决于设计考虑因素而可较厚。在一些实施方案 中,可使用非透明衬底,例如,基于金属箱或不锈钢的衬底。举例来说,包含固定反射层和部 分透射且部分反射的可移动层的基于反向MOD的显示器可经调适成从衬底的与图7的显示 元件12相对的侧检视且可由非透明衬底支撑。
[0081] 光学堆叠16可包含单一层或若干层。所述层可包含电极层、部分反射且部
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