專利名稱：相變平板顯示器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及平板顯示器件，更具體地涉及相變平板顯示器件，其中包含利用氧化釩(VO2)的相變性質對光線進行調制的基于氧化釩的像素。
背景技術：
顯示器件通常分為兩個基本類別有源顯示器件和無源顯示器件。作為可產(chǎn)生光線的器件無源顯示包含如下的技術，如陰極射線管(CRT)、發(fā)光二極管(LED)及等離子體顯示板(PDP)。而無源顯示器件是光調制器件，其中的光源不是環(huán)境光，就是來自分離光源的光，并包含如液晶顯示器件(LCD)、電致變色顯示器件(ECD)及電泳顯示器件(EPID)等的技術。
另外一種顯示分類法涉及到器件的物理尺寸和幾何形狀。平板顯示器件一般更緊湊和和能量效率更高，并且實際上可利用所有上述技術，只有CRT技術除外。使通常的CRT技術平坦化的努力一直不成功，因為制造出的產(chǎn)品不是圖像質量差就是生產(chǎn)成本太高。
一種很成功的平板顯示器件是液晶顯示(LCD)器件。LCD包含多個排列成矩陣結構的傳光或阻光的像素。是傳光還是阻光取決于液晶分子的排列，而其排列由電流控制。早期的LCD利用“無源矩陣”方式在生成圖像時尋址單個的像素。這一方式包括將電壓施加于單個行并在其后調節(jié)列電壓以便在該行中所選擇的像素上產(chǎn)生一個大的復合電壓。這一尋址方式使早期的LCD效率高而成本低。然而，由于存在串擾，無源矩陣LCD不能提供良好的對比度和分辨率。
為了克服串擾的問題，為LCD器件開發(fā)了“有源矩陣”方式。這種方式利用晶體管陣列來尋址單個像素。每個像素只在其自己的晶體管接通時才從其列導線承受電壓。這使有源矩陣LCD既可提供良好的對比度又可提供良好的分辨率。然而，這種器件有某些缺點。首先，這類顯示比采用“無源矩陣”方式的顯示需要更大的功率。另一個缺點是這類顯示傾向于低產(chǎn)率，因為生成包含于其中用于執(zhí)行“有源矩陣”尋址的晶體管很困難。
另一類平板顯示器件是ECD(電致變色顯示)器件。ECD器件一般包含一個顯示盒，該顯示盒包含至少兩個電極，至少其中一個包括電致變色顯示材料、電解質以及有時還包含的絕緣體。通過電極施加電壓會使電解質中存在的離子被一個電極吸收，從而改變電極中的顏色或傳光性質。顏色或傳光性質的改變是使這類顯示生成圖像的原因。此種顯示公開于1976年12月7日授予Jasinski的名稱為“ALL SOLID ELECTROCHROMIC DISPLAY”的美國專利NO.3,995,943之中。這一專利公開了一種利用氧化鎢(WO3)或氧化釩(V2O5)作為顯示電極的顯示。
氧化釩(VO2)是一種一直在各種電學和光學應用中使用的材料。這些應用包括將其用作全息光學記錄媒體、溫度穩(wěn)定器及控制器、電子開關以及用于屏蔽和調制微波輻射。氧化釩(VO2)表現(xiàn)出伴隨有光學性質顯著改變的相變性質。改變顯著的一種光學性質是折射率，這一點使氧化釩(VO2)可以對光線進行光學調制。氧化釩(VO2)中的相變可利用置于這種材料薄膜下面的加熱元件以加熱方式誘生。
因此，本發(fā)明的一個目的就是提供一種經(jīng)過改進的利用氧化釩(VO2)的相變性質來對光線進行光學調制的平板顯示器件。

發(fā)明內容
所公開的顯示器件包含以預定構形排列的多個像素。每個像素都包含一個置于平直表面上的鏡子元件。置于鏡子元件上面的光調制材料，借助在第一和第二態(tài)之間的相變對從外光源接收的光進行預定波長的選擇性調制。處于第一態(tài)的光調制材料在預定波長的光中引起相消干涉，而處于第二態(tài)的光調制材料在預定波長的光中引起相長干涉。
還公開了另外的特點，包含加熱元件、第一絕緣層、第二絕緣層、保護層和p-n結。加熱元件置于鏡子元件的下面并且連接到p-n結上。第一絕緣層置于鏡子元件下面，而第二絕緣層置于加熱元件和鏡子元件中間。保護涂層置于光調制材料的上面。
附圖簡介本發(fā)明的上述的目的、其他特點和優(yōu)點將在下面結合附圖詳細描述，附圖中

圖1示出氧化釩(VO2)的電導率(1/Ω)與光的波長(λ)的函數(shù)關系曲線；圖2示出氧化釩(VO2)的折射率(n)與光的波長(λ)的函數(shù)關系曲線；圖3為根據(jù)本發(fā)明的光學諧振腔(共振器)的示意圖；圖4示出在臨界溫度(TC)下光學諧振腔的反射系數(shù)(R)的百分變化與波長的函數(shù)關系曲線；圖5示出氧化釩(VO2)的臨界溫度(TC)的變化與鈮(Nb)摻雜劑的百分含量之間的函數(shù)關系曲線；圖6為根據(jù)本發(fā)明的相變顯示(PTD)的結構示意圖；圖7為示出利用根據(jù)本發(fā)明的相變顯示器件(PTD)的尋址方式的示意圖；圖8為示出包含于根據(jù)本發(fā)明的相變顯示器件(PTD)中的單個像素的側視圖；圖9A和9B為示出包含于根據(jù)本發(fā)明的相變顯示器件(PTD)中的像素的動作示圖；圖10為示出包含于根據(jù)本發(fā)明的相變顯示器件(PTD)中的單個像素的另一實施例的側視圖。
實現(xiàn)發(fā)明的最佳方案本發(fā)明旨在提供能夠應用于平板結構中的相變顯示器件(PTD)。相變顯示器件利用包含在顯示器件中的氧化釩(VO2)薄膜的熱誘生相變性質對光進行光學調制來產(chǎn)生圖像。采用基于氧化釩(VO2)的像素有很多優(yōu)點。一個優(yōu)點是可使用硅襯底，這就使器件的加工與硅IC技術相容。另一個優(yōu)點是可采用“無源矩陣”尋址方式，這意味著高生產(chǎn)率和低生產(chǎn)成本。
氧化釩(VO2)的相變性質與其在絕緣態(tài)和金屬態(tài)之間的轉變相關聯(lián)。在絕緣態(tài)，氧化釩(VO2)具有相對低的電導率及折射率。就是這種折射率的變化使氧化釩(VO2)薄膜可以對光進行光學調制。從絕緣態(tài)轉變?yōu)榻饘賾B(tài)是通過將氧化釩(VO2)加熱到高于臨界溫度(TC)而得到的，該臨界溫度(TC)大約為68℃，而轉變到絕緣態(tài)是在將氧化釩(VO2)冷卻到低于其臨界溫度(TC)時發(fā)生。
參考圖1。圖中示出氧化釩(VO2)的電導率(1/Ω)與光的波長(λ)的函數(shù)關系曲線，此圖取自(作者待考)題目為“PRESSUREDEPENDENCE OF PROPERTIES OF VO2”的論文中，p.1035?？梢钥闯觯捎谘趸C(VO2)的絕緣體-金屬的相變而引起的電導率的變化是很大的。在曲線中相當于x軸上數(shù)值3的68℃這一臨界溫度(TC)時所觀察到的電導率的變化超過4個數(shù)量級。對于具有良好的化學計量比的氧化釩(VO2)，圖中未示出的滯后回線在單晶中大約為0.5℃，而在薄膜中為1-2℃。
參考圖2。圖2示出氧化釩(VO2)的折射率(n)與光的波長(λ)的函數(shù)關系曲線。此圖示出對于氧化釩(VO2)的兩種相，n與光譜的關系。曲線1和2代表厚度為1850的氧化釩(VO2)薄膜，其中曲線1代表金屬態(tài)，曲線2代表絕緣體態(tài)，而曲線3和4代表厚度為600的氧化釩(VO2)薄膜，其中曲線3代表金屬態(tài)，曲線4代表絕緣體態(tài)?？梢钥闯觯诳梢姽庾V范圍，這些氧化釩(VO2)薄膜的折射率的變化相當大。下表總結了在藍、綠和紅可見光譜區(qū)中三種的重要波長(λ)由于氧化釩(VO2)的相變而發(fā)生的折射率的變化(Δn)

在上表中觀察到的最大Δn是本發(fā)明的重要特點，因為它使上述三種波長得到光學調制。
參考圖3。圖中示出由淀積在充當鏡子的鋁(Al)層14上的氧化釩(VO2)的薄膜12組成的光學諧振腔(共振器)。光學諧振腔10顯示出根據(jù)本發(fā)明的基于氧化釩(VO2)的單個像素的基本動作情況。淀積在鋁(Al)鏡14上的氧化釩(VO2)薄膜12是具有取決于氧化釩(VO2)12的相變絕緣態(tài)的反射系數(shù)(R)的光學諧振腔。對于滿足諧振條件的某些波長，折射率的變化改變光學干涉圖樣而引起強烈的光學反射調制。取決于氧化釩(VO2)薄膜12的厚度(d)和反射光的波長的不同，從氧化釩(VO2)12頂部和鋁(Al)鏡14反射的兩束光波依氧化釩(VO2)薄膜12的相變絕緣態(tài)的不同而或是產(chǎn)生相長干涉或是產(chǎn)生相消干涉。相長干涉使兩個光束的強度結合而提供最大反射量或最大R值，該值滿足下列方程2d＝mλ，m＝1，2，3...(1)相消干涉使兩個光束相位相異并從而互相抵消而提供最小反射量或最小R值，該值滿足下列方程2d＝(2m-1)λ/2，m＝1，2，3...(2)還應當指出，改變氧化釩(VO2)薄膜12的厚度可改變對應于光學諧振腔10的諧振條件的波長。這樣就可以提供彩色顯示動作的基礎，其詳情見下述。
參考圖4。圖4示出前述光學諧振腔的反射系數(shù)(R)的百分變化與波長的函數(shù)關系曲線。很容易看出，對金屬態(tài)(T≥TC)和絕緣態(tài)(T＜TC)兩種絕緣態(tài)R值都取決于λ。在綠色光波波長(λ＝0.5μm)時，對比度系數(shù)大約為15，對于顯示器件而言這是很理想的。
參考圖5。圖5示出氧化釩(VO2)的臨界溫度(TC)的變化與鈮(Nb)摻雜劑的百分含量之間的函數(shù)關系曲線。此圖示出，可以利用小量的鈮(Nb)對氧化釩(VO2)進行摻雜而改變氧化釩(VO2)的臨界溫度(TC)?？梢钥闯?，添加0.2％的鈮(Nb)就可以使臨界溫度(TC)降低到45℃。降低氧化釩(VO2)的臨界溫度(TC)是所希望的，因為可以利用這一點來降低運行本發(fā)明的基于氧化釩(VO2)的像素所需要的功率。
參考圖6。圖6為根據(jù)本發(fā)明的相變顯示器件(PTD)的結構示意圖。結構16的組成包括多個單個的基于氧化釩(VO2)的像素18，這些像素18以通常的二維矩陣陣列形式排列，適于在硅襯底(圖中未示出)上制作。每個像素18都由行連線22和列連線24互相連接，與其他的平板顯示類似。連接于每個像素18和行連線22之間的是同樣在硅襯底上制作的二極管或p-n結20。p-n結20用來防止在像素18之間的電流擴布及可能的串擾。在這種結構16中電流泄漏是很可能的，因為通過3個鄰接像素存在4個并行連接回路。如圖所示設置的p-n結20在每個回路中設置兩個可防止任何泄漏電流。
本發(fā)明的結構16很理想，因為這一結構可利用“無源矩陣”尋址方式或電路來驅動。正如在前面的關于現(xiàn)有技術部分所述和在圖7中所示，這一方式的構成包括由列以并行方式接受的數(shù)據(jù)，同時具體像素的選定是通過順序行脈沖。本發(fā)明的結構16可采用的行脈沖寬度可窄到1-10μs。采用這樣窄的脈沖可縮短導通和衰減時間，這可增加驅動大量像素的能力。于是，就可以提供視頻用來進行顯示動作。
利用“無源矩陣”方式也很理想，因為這種方式不要求像在有源矩陣LCD顯示中那樣使用晶體管。這將顯著影響生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本，因為在硅(Si)上制作p-n結是標準并且生產(chǎn)率很高。
參考圖8。圖8為示出包含于根據(jù)本發(fā)明的相變顯示器件(PTD)中的單個像素的側視圖。單個像素18的組成包括一個第一絕緣薄膜24，此薄膜最好是在硅襯底22上面生長的二氧化硅(SiO2)薄膜。第一絕緣薄膜24是用來控制熱消散。通過改變第一絕緣薄膜24的厚度可使消散時間可在寬廣限度內變化，從秒到毫秒幾分之一。第一絕緣薄膜24的厚度最好是調節(jié)為使熱消散時間為40ms，這一時間最適于顯示動作。計算表明，沒有二氧化硅(SiO2)薄膜時，具有厚度在0.3-1mm范圍內的硅襯底在時間(td)內吸收熱量是按照下面的公式td≈(π1)2/DT(3)其中DT是硅的熱擴散系數(shù)。在DT＝0.8cm2/s時可得到td為3ms，這對有效進行顯示動作太短。
淀積并置于第一絕緣薄膜24之上的是加熱元件26，加熱元件26最好是具有厚度為20nm的鎳鉻(NiCr)薄膜。加熱元件26是用來對像素提供熱量以便在位于其上的氧化釩(VO2)薄膜32中誘生相變。雖然公開的加熱元件26是鎳鎘薄層，但包含硅在內的其他材料也可以使用，這些其他材料的作用是由于其薄層的電阻而可提供熱量。功率通過一對接觸36，38施加于加熱元件26，接觸36，38最好是金膜。位于硅襯底22之上的第一接觸36通過一個也是制作在硅襯底22之上的p-n結20與加熱元件26連接。第二接觸38置于第一絕緣薄膜24之上并且直接與加熱元件26連接。
第二絕緣薄膜28位于加熱元件26之上，第二絕緣薄膜28最好是氧化鋁(Al2O3)。第二絕緣薄膜28是用來位于上方的鏡子元件30與加熱元件26隔離。位于第二絕緣薄膜28上面的是鏡子元件30，鏡子元件30最好是鋁膜。還是同樣，雖然描述的是鋁，但也可使用其他高反射性的材料，如鉻、鎳等等。在鏡子元件30之上的是氧化釩(VO2)薄膜32。如前所述，氧化釩(VO2)32與鏡子元件30一起形成一個光學諧振腔，可利用來根據(jù)氧化釩(VO2)的相變絕緣態(tài)對光進行光調制。
與鏡子元件30一起的氧化釩(VO2)薄膜32確定每個像素18的反射系數(shù)(R)，此系數(shù)取決于氧化釩(VO2)薄膜32的相變絕緣態(tài)。氧化釩(VO2)薄膜32與鏡子元件30一起生成還是相長干涉圖樣或是相消干涉圖樣，這取決于氧化釩(VO2)薄膜32的相變絕緣態(tài)和所調制的光的波長。相長干涉圖樣為每個像素18提供最大R值，而相消干涉圖樣為每個像素18提供最小R值。
在氧化釩(VO2)32上面生長并位于其上的是保護層34，此保護層34具有增透射性能，最好是由氧化釩(V2O5)薄膜。保護層34在應用溫度范圍內是穩(wěn)定的透明絕緣體。氧化釩(VO2)薄膜32和保護層34都是在同一濺射裝置中先后在不同的氧壓力下濺射生長而形成。
上述的像素18結構最好是利用現(xiàn)代硅IC技術制作。這一技術可使像素的大小減小到10-20μm。甚至在這樣的小尺寸下，像素之間的熱傳遞也可忽略不計。這是因為熱量首先被其作用相當于吸熱器的硅基片所吸收。同樣，從加熱元件26到頂部活性薄膜32的距離只有100-200nm，這一數(shù)值比相鄰像素之間的距離小一個數(shù)量級以上。在這些條件下，潛在的溫度誘生串擾大為減小。
參考圖9A和9B。圖9A和9B為示出包含于根據(jù)本發(fā)明的相變顯示器件(PTD)中的像素的動作示圖。在動作時，一個脈沖寬度大約為1-10μs的短電脈沖施加于具體像素的加熱元件上而使氧化釩(VO2)薄膜相變?yōu)榻饘賾B(tài)。這一轉變引起像素的亮度及顏色改變，比如從亮綠色變?yōu)榘稻G色。已假設脈沖具有足夠的功率使像素的溫度升高到圖9B所示的臨界溫度(TC)以上。
在脈沖尾部，溫度隨時間而下降。如希望保持像素處于金屬態(tài)，則下一個脈沖應該在像素的溫度仍然在臨界溫度(TC)以上時到來，如圖9B這的曲線1所示。在采用幀頻為60赫的顯示時，下一個脈沖應該在等于16.7ms的時間(tf)內到來。
圖9B的曲線2代表像素的初始溫度低得多的情況。這可能造成像素溫度在一個幀周期內降低到低于臨界溫度(TC)并因而使像素返回其原始亮度和顏色，比如為暗到亮綠。耗費在暗態(tài)中的時間由脈沖的幅度或寬度控制，如圖9A所示，并且這代表一種提供灰度級的簡單方法。另外一種提供灰度級的方法包含調制幀循環(huán)中的脈沖。比如，在幀周期內跳過一個脈沖會導致像素溫度降低到低于臨界溫度(TC)而產(chǎn)生灰度級。利用兩種方法的組合可提供數(shù)量足夠高的灰度級。
估算執(zhí)行像素調制所需要的功率如下。用來驅動一個具有面積為20×20μm和灰度為100μm的單個像素達到溫度改變(ΔT)為正常溫度之上60℃所需要的功率(Q1)可利用下式計算Q1＝cmΔT(4)其中C為氧化釩(VO2)薄膜的熱容量，而m是薄膜質量。對于C為25J/(摩爾k)，功率Q1＝3.6×10-9焦耳。要使100萬像素導通，對于脈沖重復頻率為60赫時讀出的功率為每平方英寸顯示面積Q1/s＝0.2W。所需能量的另外一個組分是由于潛熱，這與一次相變相關。這一組分，Q2，也可估算為其值Q2/s＝0.2W。這樣，驅動具有100萬像素的1平方英寸顯示面積所需的總功率為Q/s＝Q1+Q2(5)其值為0.4瓦。當脈沖持續(xù)時間為1μs，加熱器電阻為50歐姆，并且外加電壓為20伏時，可得出所需的合理的總直流電流為20mA。上述的計算是一種估算，因為它只適用于所有的熱量都傳輸?shù)窖趸C(VO2)薄膜的情況。另外，還未考慮驅動顯示發(fā)光的電子線路所需的功率。
參考圖10。圖10為示出包含于根據(jù)本發(fā)明的相變顯示中的單個像素的另一實施例的側視圖。這一實施例19包含很多功能與前述圖8的實施例中的類似的相同元件，這些同樣的標號代表同樣的元件。于是，此處只對像素19的本實施例的不同之處進行描述。這些不同之處為示于圖10中的像素19具有一個加熱元件40及氧化釩(VO2)薄膜42，它們都劃分為三個子區(qū)以便可以進行根據(jù)本發(fā)明的相變顯示的彩色動作。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明的原理的像素的光學性質是通過從氧化釩(VO2)薄膜和鏡子元件反射的兩個光束的諧振條件進行控制的。一種合適的結構參數(shù)選擇可使制作具有在紅、綠和藍光譜區(qū)相變的最高的反射對比度系數(shù)的像素成為可能。對于單厚度的氧化釩(VO2)薄膜(這一金屬態(tài)氧化釩(VO2)薄膜對于紅光是反射性的，對于綠光是暗的，而在絕緣態(tài)則相反)可得到對綠光(λ＝0.5μm)和紅光(λ＝0.63μm)的良好的對比度系數(shù)。通過減薄氧化釩(VO2)薄膜的厚度，對于藍光可得到合理的條件。這樣，根據(jù)本發(fā)明的每個像素包含劃分為具有兩種不同厚度的三個子區(qū)的氧化釩(VO2)薄膜，并且為了對紅、綠和藍提供三種不同的合理的條件可對其分開進行電連接。
像素19包含氧化釩(VO2)薄膜40，薄膜40劃分為三個鄰接的子區(qū)40A、40B和40C。兩個子區(qū)40A和40B具有同樣的厚度，比用來調制綠光或紅光。而第三個子區(qū)40C具有較小的厚度并用來調制藍光。加熱元件42也劃分為三個子區(qū)42A、42B和42C以便獨立地加熱氧化釩(VO2)的每個子區(qū)40A、40B和40C以求在氧化釩(VO2)的子區(qū)40A、40B和40C中誘生獨立的相變。加熱元件子區(qū)40A、40B和40C每一個都與相應的金或等效的類型的接觸44、46和48連接以便向其中傳輸功率。
在動作時，功率是根據(jù)供應給每個像素19的數(shù)據(jù)有選擇地供應給每一個加熱子區(qū)42A、42B和42C。這就可以使熱量有選擇地供應給位于其上面的相關的氧化釩(VO2)子區(qū)40A、40B和40C，而這又將使這些子區(qū)40A、40B和40C中的每一個在絕緣態(tài)和金屬態(tài)之間轉變。在氧化釩(VO2)的子區(qū)40A、40B和40C之中之中轉變對應于折射率的變化，而這將如前所述使合適的紅、綠和藍波長的光得到調制而產(chǎn)生彩色圖像。另外，像素19的對比度系數(shù)也可由具有增透性能的保護層34而得到提高，保護層34位于氧化釩(VO2)薄膜40之上，薄膜40最好是氧化釩(V2O5)薄膜。這一點很重要，因為諧振反射條件影響視角。為了估算視角，可利用其中對比度系數(shù)足夠高的波長范圍(Δλ)。利用Δλ≈60nm可獲得合理的對比度系數(shù)，并且它可按照下式給出厚度的變化(L)n＝Δλ(5)對氧化釩(VO2)薄膜厚度為L＝100nm和折射率n＝2.5的場合，總視角為35-40°。
根據(jù)本發(fā)明的相變顯示器件(PTD)與通常的平板顯示器件相比具有很多優(yōu)點。PTD在很多方面優(yōu)于LCD顯示，除了，比如，功耗之外。其優(yōu)點包括采用在硅襯底上制作的“無源矩陣”結構，這可以降低成本還提高生產(chǎn)率。PTD的速度可在制造過程中改變，這就可以得到視頻和高分辨率。PTD的反射工作模式與LCD的透射模式相比可消除器件照明的問題和減小所需功率。作為相變和光學諧振的結合，在PTD中也可獲得彩色分離，這樣就不用像在LCD顯示中那樣需要另加濾色片。
雖然本發(fā)明針對其優(yōu)選實施例進行了具體說明，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下本技術領域的專門人士容易理解其中可進行形式和細節(jié)的改變。比如，針對根據(jù)本發(fā)明的相變顯示器件(PTD)描述了多種優(yōu)選材料和加工過程，但其他的等效材料和加工過程，如蒸發(fā)和真空淀積技術，也為本發(fā)明所涵蓋。
權利要求
1.一種包含以預定構形排列的多個像素的顯示器件，其中所述每個像素都包括一個置于平直表面上的鏡子元件；以及置于所述鏡子元件上面的光調制材料，它借助在第一和第二態(tài)之間的相變對從外光源接收的光進行預定波長的選擇性調制，其中處于第一態(tài)的所述光調制材料在預定波長的光中引起相消干涉，而處于第二態(tài)的所述光調制材料在預定波長的光中引起相長干涉。
2.如權利要求1的器件，其中所述像素的所述預定構形為二維矩陣。
3.如權利要求1的器件，其中還包括位于所述鏡子元件下面的加熱元件。
4.如權利要求3的器件，其中還包括位于所述加熱元件相連接的p-n結。
5.如權利要求3的器件，其中所述平直表面是襯底。
6.如權利要求5的器件，其中還包括位于所述襯底和所述加熱元件中間的第一絕緣層。
7.如權利要求3的器件，其中還包括位于所述襯底和所述加熱元件中間的第二絕緣層。
8.如權利要求1的器件，其中還包括位于所述光調制材料之上的保護涂層。
9.如權利要求1的器件，其中所述光調制材料為氧化釩(VO2)。
10.如權利要求9的器件，其中所述氧化釩由元素鈮(Nb)摻雜。
11.如權利要求1的器件，其中所述光調制材料劃分為3個兩種厚度的部分以便進行彩色操作。
12.一種包含以預定構形排列的多個像素的顯示器件，其中所述每個像素都包括一個置于平直表面上的鏡子元件；以及置于所述鏡子元件上面的光調制材料，它借助在第一和第二態(tài)之間的相變對從外光源接收的光進行預定波長的選擇性調制，其中處于第一態(tài)的所述光調制材料具有可使所述每個像素具有極小反射系數(shù)(R)的折射率，而處于第二態(tài)的所述光調制材料具有可使所述每個像素具有極大反射系數(shù)(R)的折射率。
13.如權利要求12的器件，其中還包括位于所述鏡子元件下面的加熱元件。
14.如權利要求13的器件，其中還包括位于所述加熱元件相連接的p-n結。
15.如權利要求13的器件，其中所述平直表面是襯底。
16.如權利要求15的器件，其中還包括位于所述襯底和所述加熱元件中間的第一絕緣層。
17.如權利要求12的器件，其中還包括位于所述襯底和所述加熱元件中間的第二絕緣層。
18.如權利要求12的器件，其中還包括位于所述光調制材料之上的增透涂層。
19.如權利要求12的器件，其中所述光調制材料為氧化釩(VO2)。
20.如權利要求12的器件，其中所述光調制材料劃分為3個兩種厚度的部分以便進行彩色操作。
21.一種制作用于平板顯示器件中的像素的方法，該方法包括下列步驟提供一個襯底；將一個鏡子元件置于所述襯底上；以及對所述鏡子元件涂敷一種光調制材料，該光調制材料可借助在第一和第二態(tài)之間的相變對從外光源接收的光進行預定波長的選擇性調制，其中處于第一態(tài)的所述光調制材料在預定波長的光中引起相消干涉，而處于第二態(tài)的所述光調制材料在預定波長的光中引起相長干涉。
22.一種用于平板顯示器件的像素，其中包括一個置于平直表面上的鏡子元件；以及置于所述鏡子元件上面的氧化釩(VO2)層，該層通過在絕緣態(tài)和金屬態(tài)之間的轉變來對來自外光源的光進行學調制，其中所述氧化釩(VO2)層具有與被調制光的波長相對應的厚度。
23.一種用于平板顯示器件的像素，其中包括一個襯底層；一個置于所述襯底之上用作加熱元件的的鎳鎘層；一個置于所述鎳鎘層之上用作鏡子元件的鋁層；以及一個置于所述鋁層上面的氧化釩(VO2)層，其中所述鋁層和所述氧化釩(VO2)層形成一光學諧振腔，該諧振腔具有根據(jù)所述氧化釩(VO2)層的相變狀態(tài)而變化的反射系數(shù)(R)。
24.如權利要求23的像素，其中還包括位于所述襯底和所述鎳鎘層中間的二氧化硅(SiO2)層。
25.如權利要求23的像素，其中還包括位于所述鎳鎘層和所述鋁層中間的氧化鋁(Al2O3)層。
26.如權利要求23的像素，其中還包括位于所述二氧化硅(SiO2)層之上的可為所述像素提供保護涂層的氧化釩(V2O5)層。
27.如權利要求23的像素，其中還包括位于所述襯底之中用來防止在其他類似像素中間發(fā)生串擾的與所述鎳鎘層相連接的p-n結。
28.如權利要求23的像素，其中所述鎳鎘層及所述氧化釩(VO2)層劃分為3個子區(qū)以便對所述像素進行彩色操作。
29.如權利要求23的像素，其中所述3個氧化釩(VO2)子區(qū)具有兩種不同的厚度。
全文摘要
一種顯示器件包含以預定構形排列的多個像素。每個像素的構成都包括一個置于平直表面上的鏡子元件(14)。置于鏡子元件上面的光調制材料(12),借助在第一和第二態(tài)之間的相變對從外光源接收的光進行預定波長的選擇性調制,其中處于第一態(tài)的所述光調制材料在預定波長的光中引起相消干涉,而處于第二態(tài)的所述光調制材料在預定波長的光中引起相長干涉。
文檔編號G02F1/19GK1250528SQ98803360
公開日2000年4月12日 申請日期1998年1月26日 優(yōu)先權日1997年1月29日
發(fā)明者邁克爾·古爾維奇, 莫里斯·哈柳瓦, 亞歷山大·卡斯塔爾斯基, 斯爾旺·奈爾, 塞爾吉·肖克霍爾 申請人:考貝泰利公司