嵌入式表面漫射器的制造方法_4

文档序号:9848200阅读:来源:国知局
分透射 层和透明介电层中的一或多者。在一些实施方案中,光学堆叠16为导电的、部分透光的且部 分反射的,且可(例如)通过将以上层中的一或多者沉积到透明衬底20上来制造。电极层可 由多种材料形成,例如,各种金属,例如,氧化铟锡(ΙΤ0)。所述部分反射层可由例如各种金 属(例如,铬和/或钼)、半导体和电介质的部分反射性的多种材料形成。部分反射层可由一 或多个材料层形成,且所述层中的每一者可由单一材料或材料的组合形成。在一些实施方 案中,光学堆叠16的某些部分可包含充当部分光学吸收体和电导体两者的单一半透明厚度 的金属或半导体,而不同的较能导电的层或部分(例如,光学堆叠16或显示元件的其它结构 的层或部分)可用以在頂0D显示元件之间用总线传送信号。光学堆叠16还可包含覆盖一或 多个传导性层或导电/部分吸收性层的一或多个绝缘或介电层。
[0082] 在一些实施方案中,光学堆叠16的所述层中的至少一些可经图案化为平行条带, 且可形成显示装置中的行电极,如下文进一步描述。如将由所属领域的一般技术人员理解, 术语"经图案化"在本文中用以指掩蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中,可将高度传导性 且反射性材料(例如,铝(A1))用于可移动反射层14,且这些条带可形成显示装置中的列电 极。可移动反射层14可形成为一或多个经沉积金属层的一系列平行带(与光学堆叠16的行 电极正交)以形成沉积于支撑件上的柱状物,例如,说明的柱18,且介入牺牲材料位于柱18 之间。当蚀刻掉牺牲材料时,定义的间隙19或光学腔室可形成于可移动反射层14与光学堆 叠16之间。在一些实施方案中,柱18之间的间距可为大约Ιμπι到1 ΟΟΟμπι,而间隙19可大致小 于10,000埃(Α)。
[0083]在一些实施方案中,可将每一頂0D显示元件(无论是在致动或是松弛状态中)视为 由固定反射层和移动反射层形成的电容器。当不施加电压时,可移动反射层14保持处于机 械松弛状态中,如由在图7中左侧的显示元件12说明,在可移动反射层14与光学堆叠16之间 具有间隙19。然而,当将电位差(即,电压)施加到选定行和列中的至少一者时,形成于对应 的显示元件处的行电极与列电极的相交处的电容器变得带电,且静电力将电极一起拉动。 如果施加的电压超过阈值,那么可移动反射层14可变形且在光学堆叠16附近或远离光学堆 叠16移动。光学堆叠16内的介电层(未图示)可防止短路且控制层14与16之间的分隔距离, 如由在图7中右侧的经致动显示元件12说明。与施加的电位差的极性无关,所述行为可相 同。虽然阵列中的一系列显示元件可在一些例子中被称为"行"或"列",但所属领域的一般 技术人员将易于理解,将一方向称为"行"且将另一方向称为"列"为任意的。再声明,在一些 取向上,可将行考虑为列,且将列考虑为行。在一些实施方案中,可将行称作"公共"线且可 将列称作"段"线,或可将列称为"公共"线且可将行称为"段"线。此外,显示元件可均匀地布 置于正交的行和列("阵列")中,或以非线性配置布置,例如,具有相对于彼此的某些位置偏 移("马赛克")。术语"阵列"和"马赛克"可指任一配置。因此,虽然显示器被称作包含"阵列" 或"马赛克",但元件自身不需要彼此正交地布置,或按均匀分布安置,而在任何例子中,可 包含具有不对称形状和不均匀分布的元件的布置。
[0084]图8为说明电子装置的系统框图,所述电子装置并有包含IM0D显示元件的三个元 件乘三个元件阵列的基于頂0D的显示器。所述电子装置包含处理器21,所述处理器可能够 执行一或多个软件模块。除执行操作系统外,处理器21还可能够执行一或多个软件应用程 序,包含web浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
[0085] 处理器21可能够与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包含将信号提供到(例如) 显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。图7中说明的頂0D显示装置的 横截面由图9中的线1-1展示。虽然图8为清晰起见说明頂0D显示元件的3X3阵列,但显示器 阵列30可含有非常大的数目个頂0D显示元件,且在行中与在列中具有不同数目个頂0D显示 元件,且反之亦然。
[0086] MOD显示器和显示元件的结构的细节可广泛地变化。图9A到9E为頂0D显示元件的 不同实施的横截面说明。图9A为IM0D显示元件的横截面说明,其中将金属材料条带沉积于 大体从衬底20正交地延伸的支撑件18上,从而形成可移动反射层14。在图9B中,每一頂0D显 示元件的可移动反射层14在形状上为大体正方形或矩形,且在系绳32上附接到在拐角处或 附近的支撑件。在图9C中,可移动反射层14在形状上为大体正方形或矩形,且从可包含柔性 金属的可变形层34悬挂。可变形层34可在可移动反射层14的周边直接或间接连接到衬底 20。这些连接在本文中被称作"经整合"支撑件或支撑柱18的实施。图9C中展示的实施具有 由将可移动反射层14的光学功能从其机械功能去耦所导出的额外益处,其中的后者由可变 形层34进行。此去耦允许用于可移动反射层14的结构设计和材料以及用于可变形层34的结 构设计和材料彼此独立地最佳化。
[0087]图9D为IM0D显示元件的另一横截面说明,其中可移动反射层14包含反射性子层 14a。可移动反射层14搁置于支撑结构(例如,支撑柱18)上。支撑柱18提供可移动反射层14 与下部静止电极的分开,在说明的MOD显示元件中,下部固定电极可为光学堆叠16的部分。 举例来说,当可移动反射层14处于松弛位置中时,间隙19形成于可移动反射层14与光学堆 叠16之间。可移动反射层14还可包含传导层14c(其可经配置以充当电极)和支撑层14b。在 此实例中,传导层14c安置于支撑层14b的远离衬底20的一侧上,且反射性子层14a安置于支 撑层14b的接近衬底20的另一侧上。在一些实施方案中,反射性子层14a可为传导性的,且可 安置于支撑层14b与光学堆叠16之间。支撑层14b可包含介电材料(例如,氮氧化硅(SiON)或 二氧化硅(Si0 2))的一或多个层。在一些实施方案中,支撑层14b可为层的堆叠,例如,Si02/ Si0N/Si02三层堆叠。反射性子层14a和传导层14c中的任一者或两者可包含(例如)具有大 约0.5%铜(CU)或另一反射性金属材料的铝(A1)合金。在介电支撑层14b上方和下方使用传 导层14a和14c可平衡应力且提供增强型传导。在一些实施方案中,出于多种设计目的(例 如,达成可移动反射层14内的具体应力分布),反射性子层14a和传导层14c可由不同材料形 成。
[0088]如在图9D中所说明,一些实施还可包含黑色掩模结构23或暗薄膜层。黑色掩模结 构23可形成于光学非活性区中(例如,在显示元件之间或在支撑柱18下)以吸收环境或杂散 光。黑色掩模结构23还可通过抑制光从显示器的非活性部分反射或经由显示器的非活性部 分透射来改进显示装置的光学性质,由此增大对比率。另外,黑色掩模结构23的至少一些部 分可为传导性,且经配置以充当电总线传送层。在一些实施方案中,列电极可连接到黑色掩 模结构23以减小连接的行电极的电阻。黑色掩模结构23可使用包含沉积和图案化技术的多 种方法来形成。黑色掩模结构23可包含一或多个层。在一些实施方案中,黑色掩模结构23可 为标准或干涉堆叠结构。举例来说,在一些实施方案中,黑色掩模结构23包含充当光学吸收 器的钼铬(MoCr)层、Si0 2层和充当反射器和总线传送层的铝合金,其中厚度的范围分别为 大约30 A到80 A、500人到1000人和500 A到6000 A。可使用包含光微影和干式蚀刻的 多种技术来图案化一或多个层,包含(例如)用于MoCr和Si02层的四氟甲烷(或四氟化碳, CF4)和/或氧(02),以及用于铝合金层的氯(Cl2)和/或三氯化硼(BC1 3)。在这些干涉堆叠黑 色掩模结构23中,可使用传导性吸收体在每一行或列的光学堆叠16中的下部静止电极之间 传输或用总线传送信号。在一些实施方案中,分隔层35可用以大体将光学堆叠16(例如,吸 收体层16a)中的电极(或导体)与黑色掩模结构23中的传导层电隔离。
[0089]图9E为IM0D显示元件的另一横截面说明,其中可移动反射层14为自撑式。虽然图 9D说明在结构上和/或材料上与可移动反射层14截然不同的支撑柱18,但图9E的实施包含 与可移动反射层14整合的支撑柱。在此实施中,可移动反射层14在多个位置处接触下伏光 学堆叠16,且可移动反射层14的曲率提供足够支撑,使得当MOD显示元件上的电压不足以 引起致动时,可移动反射层14返回到图9E的未致动位置。以此方式,可移动反射层14的向下 弯曲或弯折以接触衬底或光学堆叠16的部分可被考虑为"经整合"支撑柱。为了清晰起见, 此处展示可含有多个若干不同层的光学堆叠16的实施,其包含光学吸收体16a和电介质 16b。在一些实施方案中,光学吸收体16a可充当静止电极和部分反射层两者。在一些实施方 案中,光学吸收体16a可比可移动反射层14薄一个数量级。在一些实施方案中,光学吸收体 16a比反射性子层14a薄。
[0090] 在例如图9A到9E中展示的实施的实施中,頂0D显示元件形成直视装置的一部分, 在直视装置中,可从透明衬底20的前侧查看图像,在此实例中,前侧为与上面形成有頂0D显 示元件的侧相对的侧。在这些实施中,装置的背部分(即,显示装置的在可移动反射层14后 方的任何部分,包含(例如)图9C中说明的可变形层34)可经配置且被操作,而不影响或负面 影响显示装置的图像质量,此是因为反射层14光学屏蔽装置的那些部分。举例来说,在一些 实施方案中,总线结构(未说明)可包含于可移动反射层14后方,所述可移动反射层提供将 调制器的光学性质与调制器的机电性质分开的能力,例如电压寻址和由此寻址产生的移 动。
[0091] 图10为说明用于頂0D显示器或显示元件的制造工艺80的流程图。图11A到11E为在 用于制造頂0D显示器或显示元件的制造工艺80中的各种阶段的横截面说明。在一些实施方 案中,制造工艺80可经实施以制造一或多个EMS装置,例如MOD显示器或显示元件。此EMS装 置的制造还可包含图10中未展示的其它框。工艺80开始于框82,其中在衬底20上形成光学 堆叠16。图11A说明形成于衬底20上的此光学堆叠16。衬底20可为例如玻璃或塑料(例如,上 文关于图7所论述的材料)的透明衬底。衬底20可为柔性的或相对刚性且不弯折,且可已经 受先前制备工艺(例如,清洁),以有助于光学堆叠16的有效形成。如上文所论述,光学堆叠 16可为导电的、部分透光的、部分反射的且部分吸收的,且可(例如)通过将具有所要性质的 一或多个层沉积到透明衬底20上来制造。
[0092] 在图11A中,光学堆叠1
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