具有自对准的孔隙的显示器及其制造方法

具有自对准的孔隙的显示器及其制造方法
【专利摘要】本发明揭示一种用于成像的显示器，其包含孔隙层及一组光调制器。所述孔隙层包含安置在光反射层上的光吸收层，每一层具有界定在其中的一组孔隙。所述光吸收层包含悬置在光敏树脂中的光吸收材料。所述组光调制器用于调制传递通过界定在所述孔隙层中的所述孔隙的光。
【专利说明】具有自对准的孔隙的显示器及其制造方法
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本专利申请案主张2012年7月16日申请的标题为“具有自对准的孔隙的显示器及其制造方法(Displays Having Self-Aligned Apertures and Methods of Making theSame) ”的第13 / 550，337号美国专利申请案的优先权，所述美国专利申请案主张2011年7月20日申请的标题为“显示器及其制造方法(Displays and Methods of Making TheSame)”的第61 / 509，766号美国临时专利申请案的优先权。这些先前申请案的揭示内容被视为本专利申请案的部分且其全文以引用的方式并入本专利申请案中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及成像显示器的领域。特定来说，本发明涉及并入于成像显示器中的孔隙层。
【背景技术】
[0004]一些显示器建置有包含光吸收层及光反射层的孔隙层。所述孔隙层包含通过每一层形成以允许光传递的孔隙。先前，当此类层经沉积及图案化以形成先前提及的孔隙时，归因于制造公差及设备变动而出现难题。即，每一层中的孔隙未很好地对准。此未对准造成孔隙的部分的非所要阻挡，从而引起通过孔隙层的光通过量减小。此外，不良对准可导致无法完全覆盖反射层的部分，从而引起减小显示器的对比率的非所要反射。

【发明内容】

[0005]本发明的系统、方法及装置各自具有若干新颖方面，所述若干新颖方面中的单一者不单独负责本文所揭示的所要属性。
[0006]可在显示器中实施在本发明中所述的标的物的一个新颖方面。所述显示器包含孔隙层及多个光调制器。所述孔隙层包含安置在光反射层上的光吸收层。每一层具有界定在其中的多个孔隙。所述光吸收层包含悬置在光敏树脂中的光吸收材料。所述组光调制器调制传递通过界定在孔隙层中的所述孔隙的光。
[0007]在一些实施方案中，光吸收层及光反射层中的每一者中的孔隙实质上对准。在一些实施方案中，光调制器包含基于微机电系统(MEMS)的光调制器。在一些实施方案中，光调制器包含基于快门的光调制器。在一些实施方案中，光吸收层包含可图案化光致抗蚀剂。
[0008]在一些实施方案中，光吸收层的至少一个层涂敷界定在光反射层中的孔隙的侧。在一些实施方案中，光吸收层包含至少两个光吸收层。在一些实施方案中，光反射层包含至少两个光反射层。在一些实施方案中，光反射层包含介电增强金属镜。所述介电增强金属镜包含金属层及介电材料层的多层堆叠。介电材料层的多层堆叠具有交替折射率。在一些实施方案中，介电材料层的多层堆叠包含:至少一个第一折射率层，其由具有大于2.0的第一折射率的材料形成；及至少一个第二折射率层，其由具有小于1.8的第二折射率的材料形成。[0009]可在显示器中实施在本发明中所述的标的物的另一新颖方面。所述显示器包含孔隙层及多个光调制器。所述孔隙层包含安置在光反射层上的光吸收层。所述光反射层界定多个孔隙。所述光吸收层的至少一个层涂敷界定在所述光反射层中的孔隙的侧。所述多个光调制器用于调制传递通过界定在所述孔隙层中的孔隙的光。
[0010]在一些实施方案中,光调制器包含基于MEMS的光调制器。在一些实施方案中，光调制器包含基于快门的光调制器。在一些实施方案中，光吸收层包含光敏树脂及可图案化光致抗蚀剂中的一者。在一些实施方案中，光吸收层包含至少两个光吸收层。可以一种形成显示器的孔隙层的方法实施在本发明中所述的标的物的另一新颖方面。所述方法包含提供衬底。接着在所述衬底上沉积光反射层。然后，在所述光反射层上永久地沉积光吸收层。接着在所述光吸收层及所述光反射层中的一者中形成第一多个开口。接着将所述第一多个开口用作光掩模及蚀刻掩模中的一者而在所述光吸收层及所述光反射层的另一者中形成第二多个开口。
[0011]在一些实施方案中，在光吸收层中形成第一多个开口，且通过将所述光吸收层中的第一多个开口用作蚀刻掩模而在光反射层中形成第二多个开口。在一些实施方案中，在光吸收层中形成第一多个开口通过所述第一多个开口而露出所述光反射层的部分。形成所述第二多个开口包含移除由所述第一多个开口所露出的光反射层的部分。
[0012]在一些实施方案中，在光反射层中形成第一多个开口，且通过将所述光反射层中的第一多个开口用作光掩模而在光吸收层中形成第二多个开口。在一些实施方案中，所述光吸收层包含光敏材料，且在所述光吸收层中形成所述第二多个开口包含通过所述第一多个开口而光图案化所述光敏材料中的第一多个开口。在一些实施方案中，在所述光反射层中形成所述第二多个开口包含在将所述光吸收层沉积在所述光反射层上之前在所述光反射层中蚀刻所述第一多个开口。在一些实施方案中，在所述光吸收层中形成所述第二多个开口包含通过将所述光吸收层暴露于通过衬底的后表面及通过所述光反射层中的第一多个开口的光而图案化所述光吸收层。在一些实施方案中，所述第二多个开口经形成使得所述第二多个开口与所述第一多个开口实质上对准。
[0013]在附图及下文描述中陈述在本说明书中所述的标的物的一个或一个以上实施方案的细节。尽管主要关于基于MEMS的显示器描述在
【发明内容】
中所提供的实例，但是本文所提供的概念可应用于其它类型的显示器(例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)、电泳显示器及场发射显示器)以及其它非显示器的MEMS装置，例如MEMS麦克风、传感器及光学开关。其它特征、方面及优点将从描述、图式及权利要求书而变得显而易见。应注意，下文图式的相对尺寸可不按比例绘制。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1A展示直视的基于MEMS的显示设备的实例示意图。
[0015]图1B展示主机装置的实例框图。
[0016]图2A展示说明性的基于快门的光调制器的实例透视图。
[0017]图2B展示基于卷转致动器快门的光调制器的横截面图。
[0018]图2C展示说明性的非基于快门的微机电系统(MEMS)光调制器的横截面图。
[0019]图2D展示基于电湿润的光调制阵列的横截面图。[0020]图3A展示控制矩阵的实例示意图。
[0021]图3B展示连接到图3A的控制矩阵的基于快门的光调制器的阵列的透视图。
[0022]图4A及4B展示双致动器快门组合件的实例视图。
[0023]图5展示并入基于快门的光调制器的显示设备的实例横截面图。
[0024]图6展示用于在显示器的MEMS下插式配置中使用的光调制器衬底及孔隙板的横截面图。
[0025]图7展示实例显示设备。
[0026]图8展示实例孔隙层结构。
[0027]图9展示实例孔隙层结构。
[0028]图10展示实例孔隙层结构。
[0029]图11展示实例孔隙层结构。
[0030]图12展示用于形成自对准孔隙层结构的实例过程的流程图。
[0031]图13A到13C展示在图12中描绘的用于形成自对准孔隙层结构的过程的阶段。
[0032]图14展示用于形成孔隙层结构的实例过程的流程图。
[0033]图15A到15D展示在图14中描绘的用于形成自对准孔隙层结构的过程的阶段。
[0034]图16展示实例孔隙层结构。
[0035]图17展示用于形成孔隙层结构的实例过程的流程图。
[0036]图18A到18F展示在图17中描绘的用于形成孔隙层结构的过程的阶段。
【具体实施方式】
[0037]—些显示器包含限制光从背光到一组所要发射位置的发射的孔隙层。此类孔隙层可包含光吸收层及光反射层。通过每一层形成孔隙以允许光在所要位置处的传递。本发明涉及包含通过多个薄膜层而自对准以供在显示器中使用的孔隙的孔隙层。此申请案还涉及用于制造此类孔隙层的方法。
[0038]本文所揭示的用于形成孔隙层的方法防止未对准且得到具有实质上对准的孔隙的光吸收层及光反射层。在一些实施方案中，所述方法包含提供衬底，在所述衬底上提供光反射层，及在所述光反射层上提供光吸收层。接着在所述光吸收层中形成第一组开口，及在所述光反射层中形成第二组开口以形成一组孔隙。所述光吸收层中的第一组开口及所述光反射层中的第二组开口实质上对准。此方法的一些实施方案的特征可在于自对准的孔隙形成过程。在此类实施方案中，在构成孔隙层的所述层中的一者(即，反射层或光吸收层)中所形成的孔隙用于图案化所述孔隙层的另一层中的孔隙。
[0039]在一些实施方案中，光吸收层由可直接经图案化以在不涂覆单独抗蚀剂的情况下在所述层内形成孔隙的光敏材料制成。所述光敏材料可包含例如光致抗蚀剂或可悬置在光敏树脂中的光吸收材料等材料。所得图案化的光吸收层接着用作下伏金属层的蚀刻掩模以产生自对准孔隙。在一些其它实施方案中，所述光反射层用作用于图案化所述光吸收层的光掩模。所述光反射层可通过将所述光吸收层暴露于来自下伏衬底的后表面的通过先前蚀刻到所述光反射材料层中的孔隙的光而图案化。在一些实施方案中，所述光吸收层中的至少一个层涂敷界定在所述光反射层中的所述组孔隙的侧。
[0040]可实施在本发明中所述的标的物的特定实施方案以实现以下潜在优点中的一者或一者以上。在一些实施方案中，自对准的孔隙通过避免所述孔隙的部分的非所要的阻挡而允许通过孔隙层所发生的更有效的光通过量。此阻挡原本会引起通过孔隙层的光通过量减小。改进的对准还帮助避免可能由不良对准引起的从光反射层的非希望的露出部分的反射。在一些实施方案中，所述光吸收层的部分涂敷界定在所述光反射层中的孔隙的侧壁。此涂层防止传递通过孔隙的光的非所要侧面反射及折射。总的来说，这些光学益处产生增大的显不效率及提闻的对比率。
[0041]在一些实施方案中，本文所述的孔隙层制造过程减小用于形成孔隙层的过程阶段的数目。在一些实施方案中，可在不涂覆及图案化单独抗蚀剂层的情况下图案化所述光吸收层。此外，在所述光吸收层用作所述光反射层的蚀刻掩模的实施方案中，还可避免涂覆及图案化单独抗蚀剂层以用于蚀刻所述光反射层的阶段。在所述光反射层用作所述光吸收层的蚀刻掩模的其它实施方案中，可避免用于蚀刻所述光吸收层的抗蚀剂层的涂覆及图案化。
[0042]图1A展示直视的基于MEMS的显示设备100的示意图。显示设备100包含以行及列布置的多个光调制器102a到102d(整体为“光调制器102”)。在显示设备100中，光调制器102a及102d处于打开状态，从而允许光传递。光调制器102b及102c处于闭合状态，从而阻止光传递。通过选择性地设定光调制器102a到102d的状态，如果显示设备100被一灯具或若干灯具105照明，那么对于背光式显示器，显示设备100可用于形成图像104。在另一实施方案中，设备100可通过反射起源于设备前方的环境光而形成图像。在另一实施方案中，设备100可通过反射来自定位于显示器前方的一灯具或若干灯具的光(即，通过使用前光)而形成图像。
[0043]在一些实施方案中，每一光调制器102对应于图像104中的像素106。在一些其它实施方案中，显示设备100可利用多个光调制器以在图像104中形成像素106。例如，显示设备100可包含三个色彩特定的光调制器102。通过选择性地打开对应于特定像素106的色彩特定的光调制器102中的一者或一者以上，显示设备100可在图像104中产生彩色像素106。在另一实例中，显示设备100的每个像素106包含两个或两个以上光调制器102以在图像104中提供亮度级。关于图像，“像素”对应于由图像分辨率所定义的最小图片元素。相对于显示设备100的结构组件，术语“像素”指代用于调制形成图像的单个像素的光的组合的机械组件及电组件。
[0044]显示设备100为直视显示器，因为其可能不包含通常在投影应用中所发现的成像光学器件。在投影显示器中，形成在所述显示设备的表面上的图像投影到屏幕上或到墙壁上。所述显示设备实质上小于所投影的图像。在直视显示器中，用户通过直接察看显示设备而看见图像，所述显示设备含有光调制器及任选地含有用于增强在所述显示器上所看见的亮度及/或对比度的背光或前光。
[0045]直视显示器可在透射式或反射模式下操作。在透射式显示器中，光调制器过滤或选择性地阻挡起源于定位在所述显示器后面的一灯具或若干灯具的光。来自所述灯具的光任选地注射到光导或“背光”中使得每一像素可被均匀地照明。透射式直视显示器通常建置到透明或玻璃衬底上以促进夹置组合件布置，其中含有光调制器的一个衬底直接定位在所述背光的顶部上。
[0046]每一光调制器102可包含快门108及孔隙109。为了照明图像104中的像素106，快门108经定位使得其允许光朝向观察者而传递通过孔隙109。为了保持像素106未被点亮，快门108经定位使得其阻止光传递通过孔隙109。孔隙109由通过每一光调制器102中的反射或光吸收材料所图案化的开口界定。
[0047]显示设备还包含连接到衬底及光调制器以控制快门的移动的控制矩阵。所述控制矩阵包含一系列电互连件(例如，互连件110、112及114)，每个像素行包含至少一个写入启用互连件110(也称作“扫描线互连件”)，用于每列像素的一个数据互连件112，及将共同电压提供给所有像素或至少给来自显示设备100中的多列及多行两者的像素的一个共同互连件114。响应于适当电压(“写入启用电压，Vm”)的施加，对于给定行的像素，写入启用互连件100准备所述行中的像素来接受新快门移动指令。数据互连件112以数据电压脉冲的形式传达新移动指令。在一些实施方案中，施加到数据互连件112的数据电压脉冲直接促进快门的静电移动。在一些其它实施方案中，数据电压脉冲控制开关(例如，晶体管或其它非线性电路元件)，所述开关控制量值通常高于数据电压的单独致动电压到光调制器102的施加。这些致动电压的施加接着导致快门108的静电驱动的移动。
[0048]图1B展示主机装置(即，手机、智能电话、PDA、MP3播放器、平板计算机、电子阅读器等)的框图120的实例。所述主机装置包含显示设备128、主机处理器122、环境传感器124、用户输入模块126及电源。
[0049]显示设备128包含多个扫描驱动器130(也称作“写入启用电压源”)、多个数据驱动器132 (也称作“数据电压源”)、控制器134、共同驱动器138、灯具140到146、灯具驱动器148及光调制器150。扫描驱动器130将写入启用电压施加到扫描线互连件110。数据驱动器132将数据电压施加到数据互连件112。
[0050]在显示设备的一些实施方案中，数据驱动器132经配置以将模拟数据电压提供给光调制器，特别是在图像104的亮度级将以模拟方式导出的情况下。在模拟操作中，光调制器102经设计使得当通过数据互连件112施加一范围的中间电压时，在快门108中导致一范围的中间打开状态且因此在图像104中导致一范围的中间照明状态或亮度级。在其它情况下，数据驱动器132经配置以将一组减小的2、3或4个数字电压电平施加到数据互连件112。这些电压电平经设计以依数字方式设定每一快门108的打开状态、闭合状态或其它离散状态。
[0051]扫描驱动器130及数据驱动器132连接到数字控制器电路134(也称作“控制器134”)。所述控制器主要以根据行及图像帧分组的预定序列所组织的串行方式将数据发送到数据驱动器132。数据驱动器132可包含串行到并行数据转换器、电平移位及对于一些应用的数/模电压转换器。
[0052]显示设备任选地包含一组共同驱动器138，也称作共同电压源。在一些实施方案中，共同驱动器138例如通过将电压供应给一系列共同互连件114而将DC共同电势提供给光调制器的阵列内的所有光调制器。在一些其它实施方案中，共同驱动器138遵循来自控制器134的命令将电压脉冲或信号(例如能够驱动及/或起始阵列的多行及多列中的所有光调制器的同时致动的全局致动脉冲)发出给所述光调制器阵列。
[0053]通过控制器134使用于不同显示功能的所有驱动器(例如，扫描驱动器130、数据驱动器132及共同驱动器138)时间同步。来自所述控制器的时序命令经由灯具驱动器148而协调红色、绿色及蓝色及白色灯具(分别为140、142、144及146)的照明、像素阵列内的特定行的写入启用及排序、从数据驱动器132的电压输出及提供光调制器致动的电压输出。
[0054]控制器134确定每一快门108可凭借而复位到适合于新图像104的照明级的排序或寻址方案。可以周期性间隔设定新图像104。例如，对于视频显示器，以从10赫兹(Hz)到300赫兹(Hz)变化的频率刷新色彩图像104或视频帧。在一些实施方案中，图像帧到阵列的设定与灯具140、142、144及146的照明同步，使得替代图像帧被一系列交替色彩(例如红色、绿色及蓝色)照明。每一相应色彩的图像帧称作色彩子帧。在称作场循序色彩方法的此方法中，如果以超过20Hz的频率交替色彩子帧，那么人脑会将交替帧图像平均化成具有宽广及连续的色彩范围的图像感知。在替代实施方案中，可在显示设备100中采用具有原色(采用除红色、绿色及蓝色外的原色)的四个或四个以上灯具。
[0055]在显示设备100被设计用于快门108在打开状态与闭合状态之间的数字切换的一些实施方案中，如先前所述，控制器134通过时分灰阶的方法而形成图像。在一些其它实施方案中，显示设备100可通过每个像素使用多个快门108而提供灰阶。
[0056]在一些实施方案中，用于图像状态104的数据通过个别行(也称作扫描线)的循序寻址而被控制器134加载到调制器阵列。对于序列中的每一行或扫描线，扫描驱动器130将写入启用电压施加到所述阵列的行的写入启用互连件110，且随后数据驱动器132将对应于所要快门状态的数据电压供应给选定行中的每一列。重复此过程直到已针对所述阵列中的所有行加载数据为止。在一些实施方案中，用于数据加载的选定行的序列是线性的，从所述阵列顶部前进到底部。在一些其它实施方案中，选定行的序列是伪随机化的，以便最小化视觉假像。且在一些其它实施方案中，以块组织排序，其中对于一块，(例如)通过仅循序寻址所述阵列的每第五行而将仅用于图像状态104的某一部分的数据加载到所述阵列。
[0057]在一些实施方案中，用于将图像数据加载到阵列的过程在时间上与致动快门108的过程分开。在这些实施方案中，调制器阵列可包含用于所述阵列中的每一像素的数据存储器元件，且控制矩阵可包含用于从共同驱动器138载送触发信号以根据存储在所述存储器元件中的数据而起始快门108的同时致动的全局致动互连件。
[0058]在替代实施方案中，像素阵列及控制所述像素的控制矩阵可布置成除长方形行及列外的配置。例如，所述像素可布置成六边形阵列或曲线行及列。一般来说，如本文所使用，术语扫描线应指代共享写入启用互连件的任何多个像素。
[0059]主机处理器122 —般控制主机的操作。例如，主机处理器可为用于控制便携式电子装置的通用或专用处理器。相对于包含在主机装置120内的显示设备128，主机处理器输出图像数据以及关于主机的额外数据。此信息可包含来自环境传感器的数据，例如环境光或温度；关于主机的信息，包含例如所述主机的操作模式或在所述主机的电源中所剩余的电量；关于图像数据的内容的信息；关于图像数据类型的信息；及/或用于显示设备在选择成像模式中使用的指令。
[0060]用户输入模块126直接或经由主机处理器122将用户的个人偏好传送给控制器134。在一些实施方案中，所述用户输入模块受其中用户编程个人偏好(例如“较深的色彩”、“较好的对比度”、“较低的电力”、“增大的亮度”、“竞技”、“实景动作”或“动画”)的软件控制。在一些其它实施方案中，这些偏好是使用硬件(例如开关或拨盘)输入到主机。到控制器134的多个数据输入引导所述控制器将对应于最佳成像特性的数据提供给各种驱动器 130、132、138 及 148。
[0061]环境传感器模块124也可包含为主机装置的部分。所述环境传感器模块接收关于周围环境的数据，例如温度和或周围照明条件。传感器模块124可经编程以辨别所述装置是在室内或办公环境下操作还是在阳光明媚的室外环境还是晚上的室外环境下操作。所述传感器模块将此信息传达给显示控制器134，使得所述控制器可响应于周围环境而优化观看条件。
[0062]图2A展示说明性的基于快门的光调制器200的透视图。所述基于快门的光调制器适合于并入于图1A的直视的基于MEMS的显示设备100中。光调制器200包含耦合到致动器204的快门202。致动器204可由两个单独顺应电极梁致动器205 ( “致动器205”)形成。快门202在一侧上耦合到致动器205。致动器205在表面203上在实质上平行于表面203的运动平面中横向移动快门202。快门202的相对侧耦合到提供与由致动器204所施加的力相反的恢复力的弹簧207。
[0063]每一致动器205包含将快门202连接到负载锚208的顺应负载梁206。负载锚208与顺应负载梁206 —起用作保持快门202悬置在表面203附近的机械支撑件。所述表面包含用于允许光传递的一个或一个以上孔隙孔211。负载锚208将顺应负载梁206及快门202物理地连接到表面203且将负载梁206电连接到偏压(在一些例子中连接到接地)。
[0064]如果衬底不透明(例如硅)，那么通过蚀刻贯穿衬底204的孔阵列而在所述衬底中形成孔隙孔211。如果衬底204透明(例如玻璃或塑料)，那么在沉积在衬底203上的一层光阻挡材料中形成孔隙孔211。孔隙孔211可通常呈圆形、椭圆形、多边形、蜿蜒形或呈不规则形状。
[0065]每一致动器205还包含定位成邻近于每一负载梁206的顺应驱动梁216。驱动梁216在一端处耦合到在驱动梁216之间共享的驱动梁锚218。每一驱动梁216的另一端自由移动。每一驱动梁216弯曲使得其最接近驱动梁216的自由端附近的负载梁206及负载梁206的锚定端。
[0066]在操作中，并入有光调制器200的显示设备经由驱动梁锚218而将电势施加到驱动梁216。第二电势可施加到负载梁206。驱动梁216与负载梁206之间的所得电势差拉动驱动梁216的自由端使其朝向负载梁206的锚定端，且拉动负载梁206的快门端使其朝向驱动梁216的锚定端，借此横向驱动快门202使其朝向驱动锚218。顺应部件206充当弹簧，使得当移除跨梁206及216的电压电势时，负载梁206将快门202推回到其初始位置中，从而释放存储在负载梁206中的应力。
[0067]光调制器(例如光调制器200)并入有无源恢复力(例如弹簧)以在已移除电压后使快门返回到其静止位置。其它快门组合件可并入有两组“打开”及“闭合”致动器以及单独一组“打开”及“闭合”电极以用于将所述快门移动到打开或闭合状态中。
[0068]存在凭借其可经由控制矩阵控制快门及孔隙阵列而产生具有适当亮度级的图像(在许多情况下为移动图像)的多种方法。在一些情况下，控制是通过连接到显示器外围上的驱动器电路的行及列互连件的无源矩阵阵列而实现的。在其它情况下，适当的是在阵列(所谓的有源矩阵)的每一像素内包含切换及/或数据存储元件以改善所述显示器的速度、亮度级及/或功耗性能。
[0069]在替代实施方案中，显示设备100包含除横向的基于快门的光调制器外的光调制器，例如上文所述的快门组合件200。例如，图2B展示基于卷转致动器快门的光调制器220的横截面图。基于卷转致动器快门的光调制器220适合于并入于图1A的基于MEMS的显示设备100的替代实施方案中。基于卷转致动器的光调制器包含可移动电极，所述可移动电极安置成与固定电极相对且经偏置以在特定方向上移动以在施加电场后即刻用作快门。在一些实施方案中，光调制器220包含安置在衬底228与绝缘层224之间的平面电极226及具有附接到绝缘层224的固定端230的可移动电极222。在不存在任何施加电压的情况下，可移动电极222的可移动端232朝向固定端230自由卷转以产生卷转状态。在电极222与226之间施加电压造成可移动电极222不卷转且抵着绝缘层224平躺，借此可移动电极222充当阻挡光行进通过衬底228的快门。可移动电极222在移除电压后通过弹性恢复力而返回到卷转状态。朝向卷转状态的偏置可通过制造包含各向异性应力状态的可移动电极222而实现。
[0070]图2C展示说明性的非基于快门的MEMS光调制器250的横截面图。光分接头调制器250适合于并入于图1A的基于MEMS的显不设备100的替代实施方案中。光分接头根据受阻碍全内反射(TIR)的原理而运作。即，光252引进到其中无干涉的光导254中，光252的大部分归因于TIR而无法通过光导254的前表面或后表面而逃离光导254。光分接头250包含分接头元件256，分接头元件256具有足够高的折射率，使得响应于分接头元件256接触光导254,撞击在与分接头兀件256邻近的光导254的表面上的光252通过分接头兀件256逃离光导254并朝向观察者，借此促进图像的形成。
[0071]在一些实施方案中，分接头元件256形成为柔性透明材料的梁258的部分。电极260涂敷梁258的一侧的部分。相对电极262安置在光导254上。通过跨电极260及262施加电压，分接头兀件256相对于光导254的位置可经控制以选择性地从光导254提取光252。
[0072]图2D展示基于电润湿的光调制阵列270的实例横截面图。基于电润湿的光调制阵列270适合于并入于图1A的基于MEMS的显示设备100的替代实施方案中。光调制阵列270包含形成在光学腔274上的多个基于电润湿的光调制单元272a到272d(整体为“单元272” )。光调制阵列270还包含对应于单元272的一组色彩滤光器276。
[0073]每一单元272包含一层水(或其它透明的导电或极性流体)278、一层光吸收油280、透明电极282(例如由氧化铟锡(ITO)制成)及定位在所述层光吸收油280与所述透明电极282之间的绝缘层284。在本文所述的实施方案中，电极占据单元272的后表面的一部分。
[0074]单元272的后表面的剩余部分由形成光学腔274的前表面的反射孔隙层286形成。反射孔隙层286由反射材料(例如反射金属或形成介电镜的薄膜的堆叠)形成。对于每一单元272，孔隙形成在反射孔隙层286中以允许光传递通过。对于所述单元，电极282沉积在所述孔隙中且沉积在形成被另一电介质层分开的反射孔隙层286的材料上。
[0075]光学腔274的剩余部分包含定位成接近反射孔隙层286的光导288，及与反射孔隙层286相对的光导288的一侧上的第二反射层290。一系列光重新定向器291形成在所述光导的后表面上，接近所述第二反射层。光重新定向器291可为漫反射器或镜面反射器。一个或一个以上光源292 (例如LED)将光294注射到光导288中。
[0076]在替代实施方案中，额外透明衬底(未展示)定位在光导288与光调制阵列270之间。在此实施方案中，反射孔隙层286形成在额外透明衬底上而非光导288的表面上。
[0077]在操作中，电压到单元(例如，单元272b或272c)的电极282的施加造成所述单元中的光吸收油280收集在单元272的一个部分中。因此，光吸收油280不再阻止光传递通过形成在反射孔隙层286中的孔隙(见例如单元272b及272c)。孔隙处逃离背光的光接着能够通过所述单元且通过所述组彩色滤光器276中的对应彩色滤光器(例如，红色、绿色或蓝色)逃离以在图像中形成彩色像素。当电极282接地时，光吸收油280覆盖反射孔隙层286中的孔隙，从而吸收尝试传递通过所述孔隙的任何光294。
[0078]当电压施加到单元272时下方收集油280的区域构成关于形成图像的浪费的空间。此区域为非透射的，无论电压被施加或不被施加。因此，在不包含反射孔隙层286的反射部分的情况下，此区域吸收原本可用于促进形成图像的光。然而，在包含反射孔隙层286的情况下，原本已被吸收的此光被反射回到光导290中以供通过不同孔隙的未来逃离。基于电湿润的光调制阵列270不是适合于包含在本文所述的显示设备中的非基于快门的MEMS调制器的仅有实例。在不背离本发明的范围的情况下，其它形式的非基于快门的MEMS调制器可同样受本文所述的控制器功能中的不同者控制。
[0079]图3A展示控制矩阵300的实例示意图。控制矩阵300适合于控制并入于图1A的基于MEMS的显示设备100中的光调制器。图3B展示连接到3A的控制矩阵300的基于快门的光调制器的阵列320的透视图。控制矩阵300可寻址像素阵列320 (“阵列320”)。每一像素301可包含受致动器303控制的弹性快门组合件302，例如图2A的快门组合件200。每一像素还可包含包含孔隙324的孔隙层322。
[0080]控制矩阵300制造为在上面形成快门组合件302的衬底304的表面上的漫射或薄膜沉积的电路。控制矩阵300包含用于控制矩阵300中的像素301的每一行的扫描线互连件306及用于控制矩阵300中的像素301的每一列的数据互连件308。每一扫描线互连件306将写入启用电压源307电连接到像素301的对应行中的像素301。每一数据互连件308将数据电压源309 ( “Vd源”)电连接到像素的对应列中的像素301。在控制矩阵300中，Vd源309提供用于致动快门组合件302的多数能量。因此，所述数据电压源(％源309)还用作致动电压源。
[0081]参考图3A及3B，对于每一像素301或对于像素阵列320中的每一快门组合件302，控制矩阵300包含晶体管310及电容器312。每一晶体管310的栅极电连接到其中定位像素301的阵列320中的行的扫描线互连件306。每一晶体管310的源极电连接到其对应数据互连件308。每一快门组合件302的致动器303包含两个电极。每一晶体管310的漏极并联地电连接到对应电容器312的一个电极及对应致动器303的数个电极之一。电容器312的另一电极及快门组合件302中的致动器303的另一电极连接到共同或接地电势。在替代实施方案中，晶体管310可用半导体二极管或金属-绝缘体-金属夹置型切换元件来取代。
[0082]在操作中，为了形成图像，控制矩阵300通过依次将Vwe施加到每一扫描线互连件306而循序写入启用阵列320中的每一行。对于经写入启用的行，Vwe到所述行中的像素301的晶体管310的栅极的施加允许电流流动通过数据互连件308通过晶体管310以将电势施加到快门组合件302的致动器303。当行经写入启用时，数据电压Vd选择性地施加到数据互连件308。在提供模拟灰阶的实施方案中，施加到每一数据互连件308的数据电压关于定位在写入启用扫描线互连件306与数据互连件308的交叉点处的像素301的所要亮度而发生改变。在提供数字控制方案的实施方案中，数据电压被选择为相对低量值的电压(即，接近接地的电压)或者满足或超过Vat (致动阈值电压)。响应于Vat到数据互连件308的施加，对应快门组合件中的致动器303致动，从而打开所述快门组合件302中的快门。施加到数据互连件308的电压甚至在控制矩阵300停止将Vwe施加到一行后还保持存储在像素301的电容器312中。因此，电压Vwe不必等待及保持在一行上达足够长时间以致动快门组合件302 ;此致动可在已从所述行移除写入启用电压后进行。电容器312还用作阵列320内的存储器元件，其存储用于照明图像帧的致动指令。
[0083]像素301以及阵列320的控制矩阵300形成在衬底304上。所述阵列包含安置在衬底304上的孔隙层322，其包含用于阵列320中的相应像素301的一组孔隙324。孔隙324与每一像素中的快门组合件302对准。在一些实施方案中，衬底304由透明材料(例如玻璃或塑料)制成。在一些其它实施方案中，衬底304由不透明材料制成，但是其中孔经蚀刻以形成孔隙324。
[0084]快门组合件302与致动器303 —起可被制成为双稳态的。即，可在至少两个平衡位置(例如，打开或闭合)中存在快门，其中需要较少电力或无需电力来将所述快门固持在任一位置中。更特定来说，快门组合件302可为机械双稳态的。一旦快门组合件302的快门设定在适当位置中，便无需电能或保持电压来维持所述位置。快门组合件302的物理元件上的机械应力可将快门固持在适当位置中。
[0085]快门组合件302与致动器303 —起还可被制成为电双稳态的。在电双稳态快门组合件中，存在低于快门组合件的致动电压的电压范围，如果所述范围的电压施加到闭合的致动器(快门打开或闭合)，那么所述范围的电压保持所述致动器闭合且保持快门在适当位置中，即使相反力施加在所述快门上也是如此。可通过弹簧(例如在图2A中所描绘的基于快门的光调制器200中的弹簧207)而施加所述相反力，或可通过相对致动器(例如“打开”或“闭合”致动器)而施加所述相反力。
[0086]光调制器阵列320描绘为每个像素具有单个MEMS光调制器。其它实施方案为可能的，其中多个MEMS光调制器提供在每一像素中，借此提供在每一像素中多于仅二进制“接通”或“断开”光学状态的可能性。特定形式的编码区域划分灰阶为可能的，其中提供所述像素中的多个MEMS光调制器，且其中与光调制器中的每一者相关联的孔隙324具有不相等面积。
[0087]在一些其它实施方案中，基于棍的光调制器220、光分接头250或基于电湿润的光调制阵列270以及其它基于MEMS的光调制器可被光调制器阵列320内的快门组合件302替代。
[0088]图4A及4B展示双致动器快门组合件400的实例视图。如在图4A中所描绘的双致动器快门组合件处于打开状态。图4B展示处于闭合状态的双致动器快门组合件400。与快门组合件200相比，快门组合件400包含在快门406的任一侧上的致动器402及404。独立控制每一致动器402及404。第一致动器(快门打开致动器402)用于打开快门406。第二相对致动器(快门闭合致动器404)用于闭合快门406。致动器402及404两者为顺应梁电极致动器。致动器402及404通过实质上在平行于在上面悬挂快门的孔隙层407的平面中驱动快门406而打开及闭合快门406。快门406通过附接到致动器402及404的锚408而悬置在孔隙层407上方的一短距离处。包含沿着快门406的移动轴线附接到快门406的两端的支撑件减少了快门406在平面外的运动且将运动实质上限制于平行于衬底的平面。通过对图3A的控制矩阵300的模拟，适合于与快门组合件400 —起使用的控制矩阵可能包含用于相对的快门打开及快门闭合致动器402及404中的每一者的一个晶体管及一个电容器。
[0089]快门406包含光可传递通过的两个快门孔隙412。孔隙层407包含一组三个孔隙409。在图4A中，快门组合件400处于打开状态，且如此快门打开致动器402已被致动，快门闭合致动器404处于其松弛位置中，且快门孔隙412的中线与两个孔隙层孔隙409的中线一致。在图4B中，快门组合件400已移动到闭合状态，且如此快门打开致动器402在其松弛位置中，快门闭合致动器404已被致动，且快门406的光阻挡部分现在处于用于阻挡光透射通过孔隙409的适当位置中(如虚线所描绘)。
[0090]每一孔隙在其外围周围具有至少一个边缘。例如，长方形孔隙409具有四个边缘。在圆形、椭圆形、卵形或其它弯曲孔隙形成在孔隙层407中的替代实施方案中，每一孔隙可能仅具有单个边缘。在一些其它实施方案中，在数学意义上孔隙无需分开或脱节，而是可相连。即，虽然孔隙的部分或成形区段可维持对应于每一快门，但若干这些区段可连接以使得所述孔隙的单个连续周长被多个快门共享。
[0091]为了允许具有多个出射角的光传递通过处于打开状态的孔隙412及409，有利的是提供大于孔隙层407中的孔隙409的对应宽度或大小的快门孔隙412的宽度或大小。为了有效阻挡光在闭合状态下逃离，优选的是快门406的光阻挡部分与孔隙409重叠。图4B展示快门406中的光阻挡部分的边缘与形成在孔隙层407中的孔隙409的一个边缘之间的预定义重叠416。
[0092]静电致动器402及404经设计使得其电压移位行为提供快门组合件400的双稳态特性。对于快门打开及快门闭合致动器中的每一者，存在低于致动电压的电压范围，如果在所述致动器处于闭合状态时(快门打开或闭合)施加所述范围的电压，那么甚至在致动电压施加到相对致动器后，所述范围的电压也将保持致动器闭合且保持快门在适当位置中。用以抵抗此相反力维持快门的位置所需的最小电压称作维持电压Vm。
[0093]图5展示并入基于快门的光调制器(快门组合件)502的显示设备500的实例横截面图。每一快门组合件并入快门503及锚505。未展示顺应梁致动器，所述顺应梁致动器在连接在锚505与快门503之间时帮助将快门悬置在表面上方的一短距离处。快门组合件502安置在优选由塑料或玻璃制成的透明衬底504上。安置在衬底504上的面向后方的反射层(反射膜506)界定定位在快门组合件502的快门503的闭合位置下方的多个表面孔隙508。反射膜506将不传递通过表面孔隙508的光反射回使其朝向显示设备500的后方。反射孔隙层506可为以薄膜方式通过包含溅镀、蒸镀、离子电镀、激光剥蚀或化学气相沉积的数种气相沉积技术所形成的无包含物的精细粒状金属膜。在另一实施方案中，面向后方的反射层506可由镜(例如介电镜)形成。介电镜可制造为在高折射率材料与低折射率材料之间交替的介电薄膜的堆叠。分开快门503与反射膜506的垂直间隙(快门可在所述垂直间隙内自由移动)在0.5微米到10微米的范围中。所述垂直间隙的量值优选小于快门503的边缘与处于闭合状态的孔隙508的边缘之间的横向重叠，例如在图4B中所描绘的重叠416。[0094]显不设备500包含任选的漫射器512及/或分开衬底504与平面光导516的任选的亮度增强膜514。所述光导包含透明材料，即，玻璃或塑料材料。光导516被一个或一个以上光源518照明，从而形成背光。光源518可为例如且不限于白炽灯、荧光灯、激光或发光二极管(LED)。反射器519帮助将光从灯具518定向到光导516。面向前方的反射膜520安置在背光516后方，从而反射光使其朝向快门组合件502。不传递通过快门组合件502中的一者的来自所述背光的光线(例如射线521)将返回到所述背光且再次从膜520反射。以此方式，无法离开显示器以在第一通过上形成图像的光可再循环且可用于透射通过快门组合件502的阵列中的其它打开的孔隙。已表明此光再循环增大所述显示器的照明效率。
[0095]光导516包含将光从灯具518重定向到孔隙508且因此到显示器前方的一组几何光重定向器或棱镜517。所述光重定向器可模制成具有或者可为三角形、梯形或弯曲横截面的形状的光导516的塑料主体。棱镜517的密度通常随着与灯具518的距离而增大。
[0096]在一些实施方案中，孔隙层506可由光吸收材料制成，且在替代实施方案中快门503的表面可涂敷有光吸收材料或光反射材料。在一些其它实施方案中，孔隙层506可直接沉积在光导516的表面上。在一些实施方案中，孔隙层506无需安置在与快门503及锚505相同的衬底上(例如在下文所述的MEMS下插式配置中)。
[0097]在一些实施方案中，光源518可包含不同色彩(例如红色、绿色及蓝色)的灯具。彩色图像可通过用不同色彩的灯具以足以使人脑将不同色彩的图像平均化成单个多色彩图像的速率循序地照明图像而形成。各种色彩特定的图像是使用快门组合件502的阵列而形成。在另一实施方案中，光源518包含具有三种以上不同色彩的灯具。例如，光源518可具有红色、绿色、蓝色及白色灯具，或红色、绿色、蓝色及黄色灯具。
[0098]盖板522形成显示设备500的前方部分。盖板522的后侧可覆盖有黑色矩阵524以增大对比度。在替代实施方案中，所述盖板包含彩色滤光器，例如对应于快门组合件502中的不同者的不同的红色、绿色及蓝色滤光器。盖板522被支撑在远离快门组合件502的预定距离处，从而形成间隙526。由机械支撑件或间隔物527及/或由将盖板522附接到衬底504的粘附密封件528维持间隙526。
[0099]粘附密封件528密封流体530。以优选低于约10厘泊的粘度且优选高于约2.0的相对介电常数且高于约IO4V / Cm的介电崩溃强度来设计流体530。流体530还可用作润滑剂。在一些实施方案中，流体530为具有高表面湿润能力的疏水性液体。在替代实施方案中，流体530具有大于或小于衬底504的折射率的折射率。
[0100]并入机械光调制器的显示器可包含数百、数千或在一些情况下数百万个移动元件。在一些装置中，元件的每次移动提供静摩擦使一个或一个以上元件停用的机会。通过将所有部件浸泡在流体(也称作流体)中且将所述流体(例如，用粘附剂)密封在MEMS显示单元中的流体间隔或间隙内而促进此移动。所述流体通常为在长期内具有低摩擦系数、低粘度及最小降级效果的流体。当基于MEMS的显示组合件包含用于流体530的液体时，所述液体至少部分环绕基于MEMS的光调制器的移动部件中的一些。为了减小致动电压，所述液体具有优选低于70厘泊更优选地低于10厘泊的粘度。具有低于70厘泊的粘度的液体可包含具有低分子量的材料:低于4000克/摩尔或在一些情况下低于400克/摩尔。合适的流体530包含但不限于去离子水、甲醇、乙醇及其它醇、石蜡、烯烃、醚、硅酮油、氟化硅酮油或其它天然或合成溶剂或润滑剂。有用的流体可为聚二甲基硅氧烷(PDMS)(例如六甲基二硅氧烷及八甲基三硅氧烷)或烷基甲基硅氧烷(例如五己基甲基二甲硅醚)。有用的流体可为烷烃，例如辛烷或癸烷。有用的流体可为硝基烷烃，例如硝基甲烷。有用的流体可为芳香族化合物，例如甲苯或二乙苯。有用的流体可为酮，例如丁酮或甲基异丁基酮。有用的流体可为氯碳烃，例如氯苯。有用的流体可为氯氟烃，例如二氯氟甲烷或氯乙烯。且考虑用于这些显示组合件的其它流体包含醋酸丁酯、二甲基甲酰胺。用于这些显示器的其它有用的流体还包含氢氟醚、全氟聚醚、氢氟聚醚、戊醇、正丁醇。实例合适氢氟醚包含乙基九氟丁基醚以及2-三氟甲基-3-乙氧基十二烷氟己烷。
[0101]金属片或模制塑料组合件支架532将盖板522、衬底504、背光516及其它组件部件一起固持在边缘周围。组合件支架532用螺钉或缩进突片(indent tab)紧固以增加组合式显示设备500的刚性。在一些实施方案中，光源518通过环氧灌注化合物而模制在适当位置中。反射器536帮助将从光导516的边缘逃离的光返回到所述光导中。在图5中未描绘将控制信号及电力提供给快门组合件502及灯具518的电互连件。
[0102]在一些其它实施方案中，如在图2A到2D中所描绘的基于辊的光调制器220、光分接头250或基于电湿润的光调制阵列270以及其它基于MEMS的光调制器可替代显示设备500内的快门组合件502。
[0103]显不设备500称作MEMS上插式配置，且基于MEMS的光调制器形成在衬底504的前表面(即，面向观察者的表面)上。快门组合件502直接建置在反射孔隙层506的顶部上。在称作MEMS下插式配置的替代实施方案中，快门组合件安置在与在上面形成反射孔隙层的衬底分开的衬底上。在上面形成反射孔隙层的界定多个孔隙的衬底在本文中称作孔隙板。在MEMS下插式配置中，承载基于MEMS的光调制器的衬底代替显示设备500中的盖板522且经定向使得基于MEMS的光调制器定位在顶部衬底的后表面(即，背向观察者且朝向背光516的表面)上。基于MEMS的光调制器借此直接与反射孔隙层的间隙相对且跨所述间隙而定位。可由连接孔隙板及在上面形成MEMS调制器的衬底的一系列间隔物柱维持所述间隙。在一些实施方案中，所述间隔物安置在阵列中的每一像素内或在每一像素之间。分开MEMS光调制器与其对应孔隙的间隙或距离优选小于10微米，或为小于快门与孔隙之间的重叠(例如重叠416)的距离。
[0104]图6展示用于显示器的MEMS下插式配置中的光调制器衬底及孔隙板的横截面图。显示组合件600包含调制器衬底602及孔隙板604。显示组合件600还包含一组快门组合件606及反射孔隙层608。反射孔隙层605包含孔隙610。通过间隔物612及614的相对组维持衬底602与604之间的预定间隙或分隔。
[0105]图7展示实例显示设备700。显示设备700包含前衬底702、快门组合件704、孔隙层705、后衬底708及光导710。
[0106]前衬底702可由透明材料(在一些实施方案中例如玻璃或塑料)制成。由于是透明的，所以光可传递通过前衬底702到用户701，用户701看向前衬底702来观看显示设备700。
[0107]快门组合件704包含快门722、相对致动器720及728以及锚718。快门722选择性地阻挡来自显示设备700的后面(例如来自光导710)的光线。相对致动器720及728控制快门722的位置。锚718将快门722耦合到前衬底702且将快门722支撑在后衬底708上方。[0108]孔隙层705包含:面向后方的光反射层706及面向前方的光吸收层726。面向前方的光吸收层726定位在面向后方的光反射层706的前表面上。面向前方的光吸收层726吸收源自周围环境或光源(例如已从快门722的后侧偏转的光线714)的光。
[0109]图8展示实例孔隙层结构800。可在显示设备(例如如上文分别在图5、6及7中所描绘的显示设备500、600或700)中采用孔隙层结构800。孔隙层结构800包含孔隙层802，孔隙层802又包含光反射层806及光吸收层808。孔隙层802被衬底804支撑，且包含孔隙810。在一些实施方案中，衬底804为透明衬底，例如玻璃或塑料。孔隙层802经配置以阻挡光从显示器后方处的显示背光传递到在所述显示器前方的观察者，只有通过形成在光吸收层808及光反射层806两者内的孔隙810的光除外。
[0110]如上文所指不，孔隙层802包含光反射层806及光吸收层808。光反射层806安置在衬底804上方，且光吸收层808安置在光反射层806上方。光反射层806可包含一个或一个以上层，且光吸收层808也可包含一个或一个以上层。孔隙层802经配置以吸收撞击在孔隙层802的面向前方的表面上的光，且反射撞击在孔隙层802的面向后方的表面上的光。此外，孔隙810实质上对准。
[0111]形成光反射层806的一个或一个以上层中的每一者可能个别反射，或所述一个或一个以上层可能共同反射。例如，光反射层806可由相长性干涉膜的堆叠构造。在一些实施方案中，光反射层806可包含具有增强反射率的金属层，例如银(Ag)或铝(Al)。
[0112]在一些实施方案中，光吸收层808可包含悬置在树脂或聚合物中的光吸收材料。光吸收材料可包含集料、粒子、纳米粒子或粉末，包含但不限于元素碳的集料。在一些其它实施方案中，树脂可包含光吸收黑色染料作为其分子结构的部分。光吸收材料的大小及密度以及膜的厚度决定光吸收材料的光学密度。在一些实施方案中，光吸收层808的厚度在从约100纳米到约2微米的范围中。在一些实施方案中，光吸收层808约I微米厚。在一些实施方案中，树脂可具光敏性。例如，树脂可由碱溶性树脂、光聚合性单体、光引发剂及溶剂的混合物形成。合适的光吸收光敏树脂包含但不限于由总部在日本神奈川县川崎市的东京应用化学公司(Tokyo Ohka Kogyo (TOK) C0.，Ltd.)所提供的抗蚀剂CFPR BK-4611及由总部在台湾台北的永光化学工业公司(Everlight Chemical Industrial Corporation)所提供的抗蚀剂EK-440。如下文更详细所述，其它光吸收材料或层堆叠可用于形成光吸收层808。
[0113]在一些实施方案中，一些金属合金可有效吸收光且因此适合于包含在光吸收层808中。此类金属包含但不限于钥铬(MoCr)、钥钨(MoW)、钥钛(MoTi)、钥钽(MoTa)Jig(Tiff)及铬化钛(TiCr)。由上文合金或简单金属(例如具有粗糙表面的镍(Ni)及铬(Cr))形成的金属膜也可有效吸收光。可通过在高气压下溅镀沉积(超过20毫托的溅镀气氛)而产生此类膜。粗糙的金属膜还可通过金属粒子分散体的液体喷射或等离子喷射涂覆接着进行热烧结阶段而形成。接着可添加电介质层以防止金属粒子的剥落或成片剥脱。
[0114]半导体材料(例如非晶或多晶硅(Si)、锗(Ge)、碲化镉(CdTe)、砷化铟镓(InGaAs)、石墨乳(碳)及合金(例如硅锗(SiGe)))也有效地吸收光且因此也适合于在光吸收层808中使用。这些材料可沉积在具有超过约500纳米厚度的膜中以实质上防止光通过薄膜的任何透射。金属氧化物或氮化物也可有效地吸收光，包含但不限于氧化铜(CuO)、氧化镍(NiO)、三氧化二铬(Cr2O3)、氧化银(AgO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO)、五氧化二钽(Ta2O5)、氧化钥(MoO3)、氮化铬(CrN)、氮化钛(TiN)或氮化钽(TaN)。如果以非化学计算方式通常通过溅镀或蒸发而制备或沉积氧化物，特别是如果沉积工艺导致在晶格中缺氧，那么这些氧化物或氮化物的吸收得到改善。如同半导体，金属氧化物沉积为超过约500纳米的厚度以实质上防止光透射通过所述膜。
[0115]在一些实施方案中，材料类型(称作金属陶瓷)也有效地吸收光且可并入于光吸收层808中。金属陶瓷通常是悬置在氧化物或氮化物基质中的小金属粒子的合成物。实例包含Cr2O3基质中的Cr粒子或二氧化硅(SiO2)基质中的Cr粒子。悬置在基质中的其它金属粒子可为镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、银(Ag)、钥(Mo)、铌(Nb)及碳(C)。其它基质材料包含二氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、氧化铝(Al2O3)及氮化硅(Si3N4)15
[0116]还可能使用合适的薄膜材料之间的光的相消干涉而产生多层吸收结构。一些实施方案涉及电介质(例如氧化物或氮化物)与具有合适的反射率的金属的部分反射层。氧化物可为金属氧化物，例如二氧化铬(CrO2)、Ti02、Al203或SiO2，或者氮化物(例如Si3N4)。合适的金属包含Cr、Mo、Al、Ta、Ti。在一些其它实施方案中，首先沉积金属层,接着沉积金属氧化物。如果氧化物层的厚度选取为实质上等于0.55微米除以氧化物层的折射率的近似四分之一，那么可提高双层堆叠的吸收率。这些多层结构也为光吸收层808中的包含物的合适的替代物。
[0117]在一些实施方案中，可在反射层806的顶部上沉积金属层，接着沉积具经计算的厚度的合适的氧化物层。接着，可在氧化物的顶部上沉积薄金属层使得所述薄金属仅部分反射，所述薄金属层具有小于约0.02微米的厚度。来自上部金属层的部分反射将相消地干涉来自下部金属层的反射且借此产生吸收效果。如上文所讨论，如果氧化物层的厚度选取为实质上等于0.55微米除以氧化物层的折射率的近似四分之一，那么可增大吸收。
[0118]图9展示实例孔隙层结构900。孔隙层结构900可并入于如上文分别在图5、6及7中所描绘的显示设备500、600或700中。孔隙层结构900包含衬底904上的孔隙层902，其中孔隙层902界定孔隙910。孔隙层902包含提供在光反射层906上的光吸收层908。在一些实施方案中，光吸收层908可包含两个或两个以上光吸收层912及914。在一些实施方案中，衬底904可为由玻璃或塑料制成的透明衬底。在一些实施方案中，光吸收层912可由悬置在树脂中的光吸收材料形成，且光吸收层914可由与光吸收层912不同的组合物形成。光吸收层912及/或光吸收层914可包含先前所述的光吸收材料中的一者或一者以上。
[0119]孔隙层902经配置以阻挡光从显示器后方处的显示背光传递到在所述显示器前方的观察者，只有通过形成在光吸收层908及光反射层906两者内的孔隙910的光除外。此夕卜，孔隙910实质上对准，从而避免非所要反射的问题。
[0120]在一些实施方案中，光吸收层914可包含有效吸收光的金属层，例如具有小于约50%的反射率的金属。可在吸收光时有效的一些金属包含但不限于MoW、MoCr、MoTa、MoT1、T1、TiW及TiCr。在一些实施方案中，光吸收层914包含电介质层及金属层以如上文所述使用合适的薄膜材料之间的光的相消干涉而产生多层吸收结构。
[0121]图10展示实例孔隙层结构1000。可在显示设备(例如如上文分别在图5、6及7中所描绘的500、600或700)中采用孔隙层结构1000。孔隙层结构1000包含衬底1004上的孔隙层1002，其中孔隙层1002界定孔隙1010。在一些实施方案中，孔隙层1002包含光反射层1006，光反射层1006又包含两个或两个以上光反射层1016及1018。在一些实施方案中，衬底1004为透明衬底，例如玻璃或塑料。光吸收层1008提供在光反射层1006上。在一些实施方案中，光反射层1016及1018中的一者为具有增强反射率的金属层，例如Ag或Al，且光反射层1016及1018中的另一者为由具有不同折射率的材料的交替层形成的介电堆叠镜。孔隙层1002经配置以阻挡光从显示器后方处的显示背光传递到在所述显示器前方的观察者，只有通过穿过光吸收层1008及光反射层1006两者形成的1010的光除外。
[0122]图11展示实例孔隙层结构1100。可在显示设备(例如上文分别在图5、6及7中所描绘的500、600或700)中采用孔隙层结构1100。孔隙层结构1100包含衬底1104、孔隙层1102,孔隙层1102又包含介电增强金属镜1106及光吸收层1108。介电增强金属镜1106及光吸收层1108已被图案化而形成孔隙1110。孔隙层1102经配置以阻挡光从显示器后方处的显示背光传递到在所述显示器前方的观察者，只有通过穿过光吸收层1108及介电增强金属镜1106两者形成的孔隙1110的光除外。
[0123]在一些实施方案中，介电增强金属镜1106由金属层1116及具有至少两个不同折射率的介电材料层(例如，层1120、1122、1124、1126、1128、1130)的多层堆叠形成。在一些实施方案中，介电材料层的多层堆叠中的电介质层具有交替折射率。在一个实施方案中，介电增强金属镜1106由第一折射率的电介质层1120、1124及1128(例如，打02及/或Si3N4)及第二折射率的电介质层1122、1126及1130(例如，SiO2)形成。第一折射率可大于约2.0。具有在此范围中的折射率的电介质包含分别具有约2.4及约2.0的折射率的TiO2或Si3N4。第二折射率可小于约1.8。具有在此范围中的折射率的电介质包含具有约1.46的折射率的Si02。接着基于如可使用光干涉原理确定的相应层的折射率而选择提供增强反射率的层厚度。
[0124]在一些实施方案中，介电增强金属镜为材料的7层堆叠，从衬底开始向上依序包含具有约64纳米的厚度的Si3N4的薄膜(层1120)、具有约88纳米的厚度的SiO2的薄膜(层1122)、具有约64纳米的厚度的Si3N4的另一薄膜(层1124)、具有约88纳米的厚度的SiO2的另一薄膜(层1126)、具有约64纳米的厚度的Si3N4的另一薄膜(层1128)、具有约88纳米的厚度的SiO2的另一薄膜(层1130)及金属的薄膜(层1116)，例如铝或银。在一些介电增强金属镜中，金属层具有大于约50纳米且小于约2微米的厚度。在一些实施方案中，金属层具有约200纳米的厚度。
[0125]在一些实施方案中，介电增强金属镜1106为材料的5层堆叠，从衬底开始向上依序包含具有约50纳米的厚度的TiO2的薄膜、具有约88纳米的厚度的SiO2的薄膜、具有约50纳米的厚度的TiO2的另一薄膜、具有约88纳米的厚度的SiO2的另一薄膜及金属薄膜，例如Al或Ag。在一些介电增强金属镜中，金属层具有大于约50纳米且小于约2微米的厚度。在一些实施方案中，金属层具有约200纳米的厚度。从上文实例还应明白，任何数目对的介电材料层可用于形成介电增强金属镜。
[0126]在一些实施方案中，光吸收层1108提供在介电增强金属镜1106的顶部上。在一些实施方案中，光吸收层1108包含悬置在树脂中的光吸收材料。光吸收材料可包含光吸收集料，包含但不限于元素碳的集料。集料的大小及密度以及膜的厚度决定基质的光学密度。在一些实施方案中，光吸收层的厚度在从约100纳米到约2微米的范围中。在一些实施方案中，光吸收层1108为约I微米厚。在一些实施方案中，树脂可为光敏性的。实例光敏树脂包含碱溶性树脂、光可聚合单体、光引发剂及溶剂的混合物。在一些实施方案中，包含树脂或聚合物的光吸收材料可被旋涂。其它光吸收材料或层堆叠或者或此外可用于形成如关于在图8中所描绘的孔隙层结构800的光吸收层808详细描述的光吸收层1108。
[0127]在一些实施方案中，可使用所属领域的一般技术人员已知的工艺(例如通过光刻及蚀刻或通过光刻及剥离)来图案化孔隙(例如如分别在图11、10、9及8中所描绘的孔隙1110,1010,910 或 810)。
[0128]在蚀刻工艺中，光致抗蚀剂层可(例如，经由旋涂)提供在介电增强金属镜1106的顶部上且接着通过掩模暴露于紫外(UV)光。或者，薄膜堆叠的一个或一个以上层可用作光致抗蚀剂。例如，包含光吸收材料的光敏树脂可用作光致抗蚀剂。在光致抗蚀剂的暴露层中形成孔隙图案后，可在孔隙直到衬底的区中蚀刻堆叠。此蚀刻可通过浸泡在湿润化学物中、通过干式等离子或离子束蚀刻或上述的任何组合而完成。
[0129]在剥离工艺中，所述光致抗蚀剂层可在沉积薄膜堆叠前安置在衬底上。抗蚀剂接着形成为与蚀刻掩模图案相反的图案。薄膜堆叠接着沉积在光致抗蚀剂的顶部上，使得所述薄膜堆叠接触衬底的每个地方，孔隙区除外。在薄膜堆叠的沉积完成后，将衬底浸在溶解或剥离光致抗蚀剂以及沉积在所述光致抗蚀剂的顶部上的任何薄膜材料的化学物的浴槽中。
[0130]图12展示用于形成自对准孔隙层结构的实例过程1200的流程图。孔隙层形成过程1200将孔隙层的最高层用作为掩模以用于下伏层的后续移除。归因于孔隙层形成过程1200的此自对准性质，孔隙层的各种层中的所得孔隙实质上对准。孔隙层形成过程1200包含提供衬底(框1202)。接着，在所述衬底的顶部上沉积光反射层(框1204)。然后，在所述光反射层的顶部上永久地沉积光吸收层(框1206)。在所述光吸收层及所述光反射层中的一者中形成第一组开口(框1208)。接着，将所述第一多个开口用作光掩模及蚀刻掩模中的一者而在所述光吸收层及所述光反射层中的另一者中形成第二组开口(框1210)。下文关于图13A到13C进一步讨论这些阶段中的每一者。
[0131]图13A到13C展示在图12中描绘的用于形成自对准孔隙层结构1300的过程1200的阶段。现参考图12及图13A到13C，图13A展示所提供的衬底1304(框1202)、沉积在衬底1304的顶部上的光反射层1306(框1204)及永久地沉积在光反射层1306的顶部上的光吸收层1308(框1206)。
[0132]在一些实施方案中，衬底1304可为透明的且由玻璃或塑料制成。在一些实施方案中，光反射层1306可包含具有增强反射率的金属层(例如Al、Ag)、用于增强层反射率的介电堆叠镜、单独的介电增强金属镜或上述的任何组合。光吸收层1308可为光致抗蚀剂、光敏或可光图案化的材料或悬置在光敏树脂中的光吸收材料。在一些实施方案中，可使用溅镀、化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)来沉积光反射层1306及光吸收层1308。
[0133]如在图13B中所示，在光吸收层1308中形成第一组开口(框1208)。光吸收层1308通过掩模而暴露于紫外(UV)光1312。接着用显影剂处理光吸收层1308，借此形成第一组开口 1314。开口 1314露出其中最终将形成孔隙1310的区中的光反射层1306的部分。
[0134]如在图13C中所示，将第一组开口用作蚀刻掩模以界定一组孔隙1310而在光反射层1306中形成第二组开口(框1210)。通过开口 1214暴露的光反射层1306的部分被移除而形成第二组开口。在一些实施方案中，光反射层1306的露出部分直到衬底1304的移除可通过使用蚀刻工艺而实现。此蚀刻可通过浸泡在湿润化学物中、干式等离子或离子束蚀刻或上述的任何组合而完成。光吸收层1308的剩余部分用作掩模，从而保护光反射层1306的下伏部分。因此，第二组开口与第一组开口自对准。归因于所述过程的自对准性质，光吸收层1308及光反射层1306的对准可为实质上对准。且也可消除仅用于蚀刻且接着被移除的单独掩模的使用。
[0135]在一些实施方案中，光吸收层1308无需为光敏的。相反，可涂覆光致抗蚀剂，且光暴露工艺可用于产生光致抗蚀剂掩模以用于蚀刻光吸收层1308。在一些实施方案中，硬掩模沉积在光吸收层1308上。所述硬掩模可由相对热稳定的且硬的材料形成，例如半导体(如Si或SiGe)、电介质(例如Si02、Si3N4、氧氮化硅(Si2N2O))及/或金属(例如Al)。可使用光致抗蚀剂及蚀刻工艺来图案化所述硬掩模。所述硬掩模可接着在蚀刻光吸收层1308及光反射层1306两者期间提供强抗蚀保护。
[0136]如在图13A到13C中所描绘，在一些实施方案中，光吸收层1308中的开口可在光反射层1306中的开口形成前形成。如先前所述，此可通过图案化(例如通过UV暴露及显影)安置在光反射层1306上的光敏的光吸收层1308以形成光敏的光吸收层1308中的开口而实现。接着，图案化的光吸收层1308用作掩模以用于通过使用光吸收层1308中的开口 1314而经由蚀刻移除光反射层1306。或者，此可通过图案化掩模层(例如安置在光吸收层1308上的光致抗蚀剂或硬掩模)以在所述掩模层中形成开口且接着将所述掩模层用作掩模以用于通过所述掩模层的开口而经由蚀刻移除光吸收层1308及光反射层1306两者而实现。
[0137]图14展示用于形成孔隙层结构的实例过程1400的流程图。孔隙层形成过程1400将孔隙层的最底层(在此情况下为光反射层)用作掩模以用于上覆层的后续移除。归因于孔隙层形成过程1400的此自对准性质，容易实现所述光吸收层及所述光反射层的实质对准。孔隙层形成过程1400包含首先提供衬底(框1402)。接着，在所述衬底的顶部上沉积光反射层(框1404)。然后，在所述光反射层中形成第一组开口(框1406)。接着，在所述光反射层上沉积光吸收层(框1408)。接着，通过穿过所述第一组开口从所述衬底的后表面暴露所述光吸收层而在所述光吸收层中形成第二组开口(框1410)。下文关于图15A到MD讨论这些阶段中的每一者。
[0138]图15A到I?展示在图14中描绘的用于形成自对准孔隙层结构1500的过程1400的阶段。现参考图14及图15A到15D，图15A展示所提供的衬底(框1402)、沉积在衬底1504的顶部上的光反射层1506(框1404)及沉积在光反射层1506的顶部上的光致抗蚀剂层1516 (框1406)。在一些实施方案中,所述衬底可为透明的且由玻璃或塑料制成。在一些实施方案中，所述光反射层可包含具有增强反射率的金属层(例如Al、Ag)、用于增强层反射率的介电堆叠镜、单独的介电增强金属镜或上述的任何组合。在一些实施方案中，可使用溅镀、化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)来沉积所述光反射层。在一些实施方案中，可使用旋涂来沉积所述光致抗蚀剂层。
[0139]如在图15B中所示，光致抗蚀剂层1516通过掩模而暴露于UV光1512以在形成光致抗蚀剂层1516后形成第一组光致抗蚀剂开口 1514(框1406)。第一组光致抗蚀剂开口1514露出其中将最终形成孔隙1510的区中的光反射层1506的部分。
[0140]如在图15C中所示，通过蚀刻通过第一组光致抗蚀剂开口 1514所露出的光反射层1506的部分而在光反射层1506中形成第一组开口 1515(框1406)。由第一组光致抗蚀剂开口 1514所露出的光反射层1306的部分直到衬底1504的移除可通过使用蚀刻工艺来实现。此蚀刻可通过浸泡在湿润化学物中、干式等离子或离子束蚀刻或上述的任何组合而完成。
[0141]接着，光致抗蚀剂层1516被剥除。光致抗蚀剂层1516通过使用例如抗蚀剂剥除溶液及/或含氧等离子而被剥除或移除。
[0142]在一些实施方案中，硬掩模沉积在光吸收层1508上且可使用光致抗蚀剂及蚀刻工艺来图案化，且接着可在蚀刻光吸收层1508及光反射层1506期间提供强抗蚀保护。在一些实施方案中，光反射层1506中的开口可在光吸收层1508中的开口形成前形成。
[0143]如在图15C中进一步所不,光吸收层1508沉积在图案化的光反射层1506上(框1408)。光吸收层1508可为光敏的或可光图案化的。例如，光吸收层1508可包含悬置在光敏树脂中的光吸收材料。在一些实施方案中，光吸收层1508不是光敏的。在一些实施方案中，可使用溅镀、CVD或PVD来沉积所述光吸收层。
[0144]如在图15D中所不,光吸收层1508通过衬底1504的后表面通过形成在光反射层1506中的第一组开口 1515而暴露于UV光1518。实际上,光反射层1506用作掩模。通过形成光吸收层1508而在光吸收层1508中形成第二组开口(框1410)。第一组开口 1515及第二组开口一起组成实质上对准的一组孔隙1510。
[0145]图16展示实例孔隙层结构1600。可在显示设备(例如分别在图5、6及7中所描绘的显示设备500、600或700)中采用孔隙层结构1600。孔隙层结构1600包含衬底1604、光反射层1606、光吸收层1608及孔隙1610。与上文所述的孔隙层结构相比，孔隙1610不是自对准的。即，孔隙层的任一层中的开口组不是(即，既不是光吸收层1608也不是光反射层1606)将另一层中的开口用作蚀刻掩模而形成。相反，孔隙1610经形成使得光吸收层1608(或，如果光吸收层1608自身包含多层，那么光吸收层1608的至少一个层)涂敷形成在光反射层1606中的开口 1620的侧壁。这涂层防止光从光反射层1606中的开口的边缘反射回及折射回。
[0146]图17展示用于形成孔隙层结构1600的实例过程1700的流程图。在图16中描绘孔隙层结构1600。孔隙层形成过程1700包含首先提供衬底表面(框1702)。接着，在所述衬底的顶部上沉积光反射层(框1704)。然后，在所述光反射层中形成第一组开口(框1706)。接着，在所述光反射层上沉积光吸收层(框1708)。接着，在所述光吸收层中形成第二组开口以界定一组孔隙，其中所述光吸收层的部分保持在第一多个开口的侧壁上(框1710)。下文关于图18A到18F讨论这些阶段中的每一者。
[0147]图18A到18F展示在图17中描绘的用于形成孔隙层结构1800的过程1700的阶段。现参考图17及图18A到18F，图18A展示所提供的衬底1804 (框1702)、沉积在衬底1804的顶部上的光反射层1806(框1704)及沉积在光反射层1806的顶部上的第一光致抗蚀剂层1816(框1706)。在一些实施方案中，所述衬底可为透明的且由玻璃或塑料制成。在一些实施方案中，所述光反射层可包含具有增强反射率的金属层(例如Al、Ag)、用于增强层反射率的介电堆叠镜、单独的介电增强金属镜或上述的任何组合。在一些实施方案中，可使用溅镀、CVD或PVD来沉积所述光反射层。在一些实施方案中，可通过使用旋涂来沉积所述光致抗蚀剂层。
[0148]如在图18B中所示，在第一光致抗蚀剂层1816中形成第一组光致抗蚀剂开口1814(框1706)。这可通过定向UV光1812使其通过掩模到第一光致抗蚀剂层1816上且显影第一光致抗蚀剂层1816的暴露部分以形成第一组光致抗蚀剂开口 1814而完成。第一组光致抗蚀剂开口 1814露出特定区中的光反射层1806的部分。
[0149]接着通过蚀刻由第一组光致抗蚀剂开口 1814所露出的光反射层1806的部分而在光反射层1806中形成第一组开口 1820(框1710)。光反射层1806的部分的移除可用蚀刻工艺(举例而言，例如浸泡在湿润化学物中、干式等离子或离子束蚀刻)来实现。然后，第一光致抗蚀剂层1816被剥除。第一光致抗蚀剂层1816可使用抗蚀剂剥除溶液或含氧等离子而被移除。
[0150]在一些实施方案中，硬掩模沉积在光吸收层1808上且可使用光致抗蚀剂及蚀刻工艺来图案化，且接着可在蚀刻光吸收层1808及光反射层1806两者期间提供强抗蚀保护。在一些实施方案中，光致抗蚀剂层可通过使用例如抗蚀剂剥除溶液及/或含氧等离子而被移除。在一些实施方案中，为了提供每一层中的对应开口的正确对准，可利用对准过程，借此用于暴露任何光致抗蚀剂层的掩模与所述光反射层中的基准点对准。所述基准点可包含所述光反射层中的任何合适的参考标记。
[0151]接着在光反射层1506的顶部上沉积光吸收层1508(框1708)。在一些实施方案中，光吸收层1508可为或包含例如上文相对于在图8中所描绘的光吸收层808所述的光吸收层中的一者或一者以上。在一些实施方案中，所述光吸收层为悬置在树脂中的光吸收材料或者光致抗蚀剂或可光图案化材料。在一些实施方案中，所述光吸收层不是光敏的。在一些实施方案中，可通过CVD或PVD来沉积所述光吸收层。
[0152]如在图18D中所示，接着在光吸收层1808上沉积第二光致抗蚀剂层1822(框1710)。在一些实施方案中，可用旋涂来沉积第二光致抗蚀剂层1822。
[0153]接着，如在图18E中所示，在第二光致抗蚀剂层1822中形成第二组光致抗蚀剂开口 1824。此可通过穿过掩模将第二光致抗蚀剂层1822暴露于UV光1818且显影暴露的第二光致抗蚀剂层1822以形成第二组光致抗蚀剂开口 1824而完成。第二组光致抗蚀剂开口1824露出特定区中的光吸收层1808的部分，使得第二组光致抗蚀剂开口 1824驻留在光反射层1806中的第一组开口 1820上。为了提供每一层中的对应组开口的正确对准，可利用对准过程。例如，在一些实施方案中，用于暴露第二光致抗蚀剂层1822的掩模与光反射层1806中的基准点对准。所述基准点可包含光反射层1806中的任何合适的参考标记。第二组光致抗蚀剂开口 1824可具有小于光反射层1806中的第一组开口 1820的宽度。
[0154]如在图18F中所示，接着在由第二组光致抗蚀剂开口 1824所露出的光吸收层1808的部分中形成第二组开口以界定孔隙1810(框1710)。第二组开口的宽度也小于第一组开口 1820的宽度且光吸收层1808的至少一个层涂敷孔隙1810的侧壁。在一些实施方案中，光吸收层1808的露出部分直到衬底1804的移除可使用蚀刻工艺来实现。此蚀刻可通过浸泡在湿润化学物中、通过干式等离子或离子束蚀刻或上述的任何组合而完成。第二光致抗蚀剂层1822接着通过使用例如抗蚀剂剥除溶液及/或含氧等离子而被移除。由于第二组开口(其实质上具有与第二组光致抗蚀剂开口 1824相同的宽度)的宽度小于第一组开口1820的宽度，因此在蚀刻完成后，光吸收层1806的部分保持在第一组开口 1820的侧壁上，从而囊封光反射层1806的反射材料。这有助于消除光从光反射层1806的侧壁上的任何反射或折射，所述反射或折射可贡献于当光调制器处于闭合状态时的非所要光发射。[0155]结合本文所揭示的实施方案所述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路及算法过程可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。大体上已关于功能性而描述硬件及软件的可互换性，且在上文所述的各种说明性组件、块、模块、电路及过程中说明所述可互换性。在硬件中还是在软件中实施此功能性取决于特定应用及在总系统上强制执行的设计限制。
[0156]用于实施结合本文所揭示的方面所述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块及电路的硬件及数据处理设备可与通用单或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文所述的功能的其任何组合实施或执行。通用处理器可为微处理器、或任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP及微处理器的组合、一组微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此配置。在一些实施方案中，可由专用于给定功能的电路执行特定过程及方法。
[0157]在一个或一个以上方面中，可在硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含在本说明书中所揭示的结构及其结构等效物)或其任何组合中实施所述功能。在本说明书中所述的标的物的实施方案还可实施为一个或一个以上计算机程序，即，在供数据处理设备执行或用于控制数据处理设备的操作的计算机存储媒体上所编码的计算机程序指令的一个或一个以上模块。
[0158]所属领域的技术人员将容易地明白对在本发明中所述的实施方案的各种修改，且本文所定义的一般原理可在不背离本发明的精神或范围的情况下应用于其它实施方案。因此，权利要求书并非旨在限于本文所示的实施方案，而是被赋予与本发明、本文所揭示的原理及新颖特征一致的最广范围。
[0159]此外，所属领域的一般技术人员将容易明白术语“上部”及“下部”有时用于便于描述图式，且指示对应于正确定向页上的图式的定向的相对位置，且可能无法反映出如实施的任何装置的正确定向。
[0160]在本说明书中在单独实施方案的背景下所述的特定特征还可组合单个实施方案而实施。相反，在单个实施方案的背景下所述的各种特征也可以多个实施方案单独实施或以任何合适的子组合实施。此外，尽管特征可在上文描述为在特定组合中起作用且甚至起初如此主张，但是在一些情况下来自主张的组合的一个或一个以上特征可排除在所述组合之外，且所述主张的组合可针对子组合或子组合的变动。
[0161]相似地，虽然在图式中以特定次序描绘操作，但是此不应被了解为需要以所示的特定次序或以循序次序执行此类操作，或者执行所有说明的操作而实现所要结果。此外，图式可以流程图形式示意性地描绘一个或一个以上实例过程。然而，未描绘的其它操作可并入示意性说明的实例过程中。例如，一个或一个以上额外操作可在说明的操作中的任何者之前、之后、同时或之间执行。在特定境况下，多重任务处理及并行处理可为有利的。此外，上文所述的实施方案中的各种系统组件的分开不应被理解为在所有实施方案中需要此分开，且应了解所述程序组件及系统通常可一起集成在单个软件产品中或封装到多个软件产品中。此外，其它实施方案在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中所列的动作可以不同次序执行且仍实现所要结果。
【权利要求】
1.一种显不器，其包括: 孔隙层，其包含安置在光反射层上的光吸收层，每一层具有界定在其中的多个孔隙，其中所述光吸收层包含悬置在光敏树脂中的光吸收材料；及 多个光调制器，其用于调制传递通过界定在所述孔隙层中的所述孔隙的光。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中所述光吸收层及所述光反射层中的每一者中的所述孔隙实质上对准。
3.根据权利要求1所述的显示器，其中所述光调制器包含基于微机电系统(MEMS)的光调制器。
4.根据权利要求1所述的显示器，其中所述光调制器包含基于快门的光调制器。
5.根据权利要求1所述的显示器，其中所述光吸收层包括可图案化光致抗蚀剂。
6.根据权利要求1所述的显示器，其中所述光吸收层的至少一个层涂敷界定在所述光反射层中的所述孔隙的侧。
7.根据权利要求1所述的显示器，其中所述光吸收层包括至少两个光吸收层。
8.根据权利要求1所述的显示器，其中所述光反射层包括至少两个光反射层。
9.根据权利要求1所述的显示器，其中所述光反射层包括介电增强金属镜，且所述介电增强金属镜包括: 金属层；及` 介电材料层的多层堆叠，所述介电材料层的多层堆叠具有交替折射率。
10.根据权利要求9所述的显示器，其中所述介电材料层的多层堆叠包括: 至少一个第一折射率层，其形成为具有大于约2.0的第一折射率；及 至少一个第二折射率层，其形成为具有小于约1.8的第二折射率。
11.一种显不器，其包括: 孔隙层，其包含安置在光反射层上的光吸收层，其中所述光反射层界定多个孔隙，且所述光吸收层的至少一个层涂敷界定在所述光反射层中的所述孔隙的侧；及 多个光调制器，其用于调制传递通过界定在所述孔隙层中的所述孔隙的光。
12.根据权利要求11所述的显示器，其中所述光调制器包含基于微机电系统(MEMS)的光调制器。
13.根据权利要求11所述的显示器，其中所述光调制器包含基于快门的光调制器。
14.根据权利要求11所述的显示器，其中所述光吸收层包括光敏树脂及可图案化光致抗蚀剂之一。
15.根据权利要求11所述的显示器，其中所述光吸收层包括至少两个光吸收层。
16.一种形成显示器的孔隙层的方法，所述方法包括: 提供衬底； 在所述衬底上沉积光反射层； 在所述光反射层上永久地沉积光吸收层； 在所述光吸收层及所述光反射层之一中形成第一多个开口 ；及将所述第一多个开口用作光掩模及蚀刻掩模之一而在所述光吸收层及所述光反射层中的另一者中形成第二多个开口。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述光吸收层中形成所述第一多个开口，且通过将所述光吸收层中的所述第一多个开口用作蚀刻掩模而在所述光反射层中形成所述第二多个开口。
18.根据权利要求17所述的方法，其中: 在所述光吸收层中形成所述第一多个开口通过所述第一多个开口而露出所述光反射层的部分 '及 形成所述第二多个开口包含移除由所述第一多个开口所露出的所述光反射层的所述部分。
19.根据权利要求16所述的方法，其中在所述光反射层中形成所述第一多个开口，且通过将所述光反射层中的所述第一多个开口用作光掩模而在所述光吸收层中形成所述第二多个开口。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述光吸收层包含光敏材料，且在所述光吸收层中形成所述第二多个开口包括通过所述第一多个开口而光图案化所述光敏材料中的所述第一多个开口。
21.根据权利要求19所述的方法，其中在所述光反射层中形成所述第二多个开口包含:在将所述光吸收层沉积在所述光反射层上之前在所述光反射层中蚀刻所述第一多个开□。
22.根据权利要求19所述的方法，其中在所述光吸收层中形成所述第二多个开口包含:通过将所述光吸收层暴露于通过所述衬底的后表面及通过所述光反射层中的所述第一多个开口的光而图案化所述光吸收层。
23.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二多个开口经形成使得所述第二多个开口与所述第一多个开口实质上对准。
【文档编号】G02B26/02GK103797399SQ201280044605
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2011年7月20日
【发明者】尤金·E·菲克三世, 约翰·J·菲乔, 蒂莫西·J·布罗斯尼汉, 金奈什·甘地 申请人:皮克斯特隆尼斯有限公司