用于光调制显示器的薄膜堆叠的制作方法
【专利说明】用于光调制显示器的薄膜堆叠 [0001 ] 相关申请案的参考
[0002] 本申请案主张2012年10月30日申请的第13/664, 276号美国专利申请案的权益， 所述申请案的全部揭示内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及显示器的领域，且更确切地说，涉及具有表面的显示器，所述表面具有 使穿过所述表面的光通过或阻断所述光的一体形成的光调制器。
【背景技术】
[0004] 在常规数字微机电快门（DMS)显示器中，多个微机电系统（MEMS)快门经制造于衬 底的表面上。所述MEMS快门经形成为所述衬底上的栅格且各MEMS快门调制穿过邻近所述 快门而形成的孔口的光。为此目的，各快门能够通过移到所述孔口上方或远离所述孔口而 阻断光或使光通过且各快门因此形成显示器中的像素或像素的一部分。快门的操作是通过 移动快门以阻断光或使光通过且借此在显示器上产生图像的显示控制器来加以控制的。
[0005] 在此常规设计中，快门经形成为包含快门、用于驱动所述快门开启或关闭的一或 多个电极及其它元件的总成。此些总成形成于衬底（通常为例如玻璃等绝缘材料）上。各 总成具有正方形周边边缘且总成的快门与其它组件装配在所述周边边缘的边界内。通常， 数千个此些总成经布置于行及列的二维阵列或栅格中，从而形成显示器。
[0006] 在操作中，快门移到孔口上方且在定位于孔口上方时，快门阻断穿过所述孔口且 朝向显示器的表面行进的光。通过将图像译码成引导特定快门开启且使光通过及引导其它 快门关闭以阻断光的数据，快门的栅格可在显示器上重新产生图像。
[0007] 显示器的产生图像且确切地说产生清晰定义的图像的能力至少部分取决于各快 门的调制穿过孔口及显示器的表面的光量的能力。具体来说，当开启的快门在最小干扰的 情况下使光通过使得所述开启快门明亮时，改进图像的清晰度。类似地，当经关闭的快门尽 可能完全阻断光使得所述经关闭快门尽可能暗时，也改进图像的清晰度。当开启快门与经 关闭快门之间的亮度的差异大时，提高产生清晰图像的能力。
[0008] 尽管此些显示器运作得相当好，然仍然需要改进经显示图像的对比率，且确切地 说仍然需要改进开启快门的亮度与经关闭快门的亮度之间的差异。
【发明内容】
[0009] 本发明的系统、方法及装置各具有若干新颖方面，所述新颖方面中没有单一新颖 方面仅负责本文中所揭示的所要属性。
[0010] 可在具有衬底层的装置中实施本发明中所描述的标的物的一新颖方面，所述衬底 层邻近光源而安置且具有允许光穿过所述衬底层的孔口及吸收膜堆叠，所述吸收膜堆叠包 含：光反射材料层；光吸收材料层，其安置于所述光反射材料层上且与所述光反射材料层 间隔固定距离；及干涉吸收膜堆叠，其包含具有第一折射率的介电材料层及具有第二折射 率的介电材料层，所述介电材料层的厚度经选择以引起从所述干涉吸收膜堆叠反射的光干 扰入射在所述干涉吸收膜堆叠上的光且使具有峰值振幅的干扰驻波出现在所述光吸收材 料层处。
[0011] 在一些实施方案中，所述装置可包含具有第一折射率的介电材料层及具有第二折 射率的介电材料层，所述两个介电材料层经选择以降低以与正交于干涉吸收膜堆叠的表面 的轴成0°与50°之间的角度入射的光的反射。
[0012] 在一些实施方案中，所述装置可包含将吸收材料层布置于干涉吸收膜堆叠中的干 扰驻波的实质上峰值振幅的位置处的固定距离。
[0013] 在一些实施方案中，所述装置可包含光反射材料层（其包含在可见光的光谱中具 有大于70%的反射比的金属层）。在一些实施方案中，所述装置可包含安置于干涉吸收膜 堆叠上的透明导电层。在一些实施方案中，所述装置可包含安置于光反射材料层的与光吸 收材料相对的表面上的反射性膜。
[0014] 在一些实施方案中，所述装置可包含具有介电薄膜堆叠的反射性膜，所述介电薄 膜堆叠具有第一材料（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来自光源的光的波长的约四分之一的相应厚度。
[0015] 在一些实施方案中，所述装置可包含安置于干涉吸收膜堆叠上方的流体层。
[0016] 在一些实施方案中，所述装置可包含透射分别以色彩红色、绿色及蓝色（RGB)居 中的不同波长光谱的光的光源或多个光源。
[0017] 在一些实施方案中，所述装置可包含经配置以与显示器通信的处理器（所述处理 器经配置以处理图像数据）及经配置以与所述处理器通信的存储器装置。在一些实施方案 中，所述装置可包含经配置以将至少一信号发送到显示器的驱动器电路及经配置以将图像 数据的至少一部分发送到所述驱动器电路的控制器。在一些实施方案中，所述装置可包含 经配置以将图像数据发送到处理器的图像源模块，其中所述图像源模块包括接收器、收发 器及发射器中的至少一者。在一些实施方案中，所述装置可包含经配置以接收输入数据及 将所述输入数据传达到处理器的输入装置。
[0018] 可以制造方法实施本发明中所描述的标的物的另一新颖方面，所述制造方法包 含：提供光反射材料层；及在所述光反射材料层上方形成光吸收膜，所述光吸收膜具有光 吸收材料层及第一材料层（其具有第一折射率及约25nm到40nm的第一厚度）及第二材料 层（其具有第二折射率及约IOnm到20nm的第二厚度），所述第一层及所述第二层的相应厚 度经选择以提供在选定波长范围内且与正交于所述吸收膜的轴成大于约30°的入射角的 光的干涉衰减。
[0019] 在一些实施方案中，所述方法可包含将所述吸收材料层布置于通过干涉衰减形成 的驻波的实质上峰值振幅的位置处。
[0020] 在一些实施方案中，所述方法可包含提供介于光反射层与吸收材料层之间且具有 经选择以使所述吸收材料层与所述光反射层间隔从所述光反射层反射的光的波长的约四 分之一的厚度的透射材料间隔层。
[0021] 在一些实施方案中，所述方法可包含在衬底与光吸收膜之间形成具有第一材料 (其具有第一折射率）及第二材料（其具有第二折射率）的膜堆叠，所述第一材料及所述第 二材料具有待反射的光的波长的约四分之一的相应厚度。在一些实施方案中，第一材料具 有介于约80nm到约IOOnm之间的厚度且所述第二材料具有介于约50nm与约65nm之间的 厚度。在一些实施方案中，第一材料包含二氧化硅（SiO2)且第二材料包含二氧化钛（TiO2)。
[0022] 在一些实施方案中，光反射材料层为金属层。形成第一材料层可包含使用以下工 艺中的一或多者沉积所述第一层：化学气相沉积、物理气相沉积、等离子增强化学气相沉 积、热化学气相沉积（即，热CVD)及旋涂。在一些实施方案中，提供光反射材料层包含提供 可从第一位置移动到第二位置且具有表面（所述表面具有光反射材料层）的快门。在一些 实施方案中，形成光吸收膜包含在快门的光反射材料层上方形成光吸收膜。
[0023] 可在薄膜堆叠中实施本发明中所描述的标的物的另一新颖方面，所述薄膜堆叠包 含衬底层，所述衬底层具有允许光穿过所述衬底层的孔口且邻近第一波长的光源而安置且 包含具有第一侧及第二侧的光反射材料层，干涉吸收堆叠安置于所述光反射材料层的所述 第二侧上且具有两个介电材料层（所述两个介电材料层具有经选择以降低以角度0°到 50°入射且以第一波长传播的光的反射率的厚度及折射率），且高反射比堆叠安置于所述 光反射材料层的所述第一侧上且具有一或一个以上成对的介电材料层（所述成对的介电 材料层具有经选择以对以介于〇°到50°之间的角度入射且以第一波长传播的光达成大 于70%或大于90%的明视上加权的反射率的厚度及折射率）。
[0024] 在一些实施方案中，衬底层包含明视上透明材料层。在一些实施方案中，快门可邻 近孔口而安置且可跨所述孔口移动以使穿过所述孔口发出的光通过及阻断所述光。在一些 实施方案中，穿过孔口发出的光可形成像素中的图像的一部分。
[0025] 在一些实施方案中，光源包含产生不同相应波长的光的多个光源。在一些实施方 案中，干涉吸收堆叠包含具有经选择以降低以不同相应波长传播的光的明视上加权的反射 率的厚度及折射率的两个介电材料层。在一些实施方案中，高反射比堆叠包含具有经选择 以对以不同相应波长传播的光达成至少70%及通常大于95%的明视上加权的反射率的厚 度及折射率的一或多个成对的介电材料层。
[0026] 以下附图及描述中阐述本发明中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。尽 管主要在基于机电系统（EMS)及微机电系统（MEMS)的显示器方面描述本发明中所提供的 实例，然本文中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（"0LED