一種基于相變材料的顯示器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于相變材料的顯示器件，包括一系列像素點(diǎn)，每個(gè)像素點(diǎn)包括沉積在襯底上的反射層、沉積在所述反射層上的隔離層、沉積在所述隔離層上的固態(tài)相變層和沉積在所述固態(tài)相變層上的覆蓋層；反射層在可見光范圍內(nèi)擁有80％以上的反射率，用于提供背面反射；隔離層用于調(diào)節(jié)整個(gè)器件的反射率；固態(tài)相變層在電壓或者激光驅(qū)動(dòng)下可以在晶態(tài)和非晶態(tài)之間可逆轉(zhuǎn)變，引起相變材料折射率的變化，從而使得每個(gè)像素點(diǎn)的顏色發(fā)生改變；覆蓋層用于接收外部施加的電壓。大量的像素點(diǎn)可以通過空間上的結(jié)構(gòu)堆疊形成顯示陣列。
【專利說明】
一種基于相變材料的顯示器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于顯示器件領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于相變材料的顯示器件。
【背景技術(shù)】
[0002]在顯示技術(shù)領(lǐng)域有許多引人注目的進(jìn)步，例如便攜式計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備。其中一些顯示技術(shù)例如背光式彩色顯示器功耗高且制備難度大。雖然別的技術(shù)可以提供無背光的黑白顯示，但是他們的響應(yīng)速度慢，所以不適合顯示視頻，并且缺少彩色顯示。而且這些技術(shù)都很難生成高分辨率的圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于相變材料的顯示器件，現(xiàn)有技術(shù)的顯示器件大多采用的是低分子液晶，其分子長2nm?3醒，直徑約0.5nm，但利用這種分子級(jí)別的材料制成的顯示器，其響應(yīng)速度只能達(dá)到毫秒級(jí)，且其器件大小只有微米級(jí)，所以導(dǎo)致響應(yīng)速度慢、分辨率低。
[0004]本發(fā)明提供了一種基于相變材料的顯示器件，包括一系列像素點(diǎn)，其每個(gè)像素點(diǎn)包括沉積在襯底上的反射層、沉積在所述反射層上的隔離層、沉積在所述隔離層上的固態(tài)相變層和沉積在所述固態(tài)相變層上的覆蓋層;所述反射層在可見光范圍內(nèi)擁有80%以上的反射率，用于提供背面反射;所述隔離層用于調(diào)節(jié)整個(gè)器件的反射率;所述固態(tài)相變層用于在電壓或者激光驅(qū)動(dòng)下使像素點(diǎn)的顏色進(jìn)行轉(zhuǎn)換;所述覆蓋層用于接收外部施加的電壓；在電壓或者激光驅(qū)動(dòng)下所述固態(tài)相變層可以在晶態(tài)和非晶態(tài)之間可逆轉(zhuǎn)變，引起相變材料折射率的變化，從而使得每個(gè)像素點(diǎn)的顏色發(fā)生改變。
[0005]更進(jìn)一步地，所述隔離層的厚度可以根據(jù)顯示需要的反射率值來確定。
[0006]更進(jìn)一步地，所述固態(tài)相變層的折射率在外加電壓或激光誘導(dǎo)下在晶態(tài)和非晶態(tài)之間轉(zhuǎn)變。
[0007]更進(jìn)一步地，所述固態(tài)相變層包括一層或多層不同的相變材料，通過分別對每層相變材料的狀態(tài)進(jìn)行單獨(dú)控制使得所述顯示器件呈現(xiàn)多種顏色。
[0008]更進(jìn)一步地，所述的相變材料包括下列硫系化合物及其合金或過渡金屬氧化物，包括但不限于:GeTe，SbTe ,BiTe ,InSb ,InSe ,GeSb ,SbSe ,GaSb ,GaSb ,GeSbTe ,AgInSbTe,InSbTe，AgSbTe，VO，NbO。其中原子百分比可變。
[0009]更進(jìn)一步地，所述固態(tài)相變層的材料還包含至少一種摻雜劑。
[00?0]更進(jìn)一步地，所述固態(tài)相變層包括兩層，兩層的材料分別為GeTe和Sb2Te3。
[0011 ]更進(jìn)一步地，所述固態(tài)相變層的厚度小于60nm。
[0012I更進(jìn)一步地，所述固態(tài)相變層的厚度小于10nm。
[0013]更進(jìn)一步地，所述覆蓋層和所述隔離層對光透明。
[0014]更進(jìn)一步地，所述覆蓋層和隔離層的材料為透明電極，如銦錫氧化物。
[0015]更進(jìn)一步地，所述隔離層厚度范圍為10nm-300nm。
[0016]更進(jìn)一步地，所述顯示器件包括一系列排成陣列的像素點(diǎn)，通過空間上的結(jié)構(gòu)堆疊形成顯示陣列。
[0017]通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，基于相變材料的顯示器件的開關(guān)速度可以達(dá)到10ns以內(nèi)，器件大小可以達(dá)到30nm以內(nèi)，能夠取得響應(yīng)速度快，分辨率高的有益效果。
【附圖說明】
[0018]圖1(a)，圖1(b)和圖1(c)是本發(fā)明實(shí)施例的顯示器件的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1(a)表不包含一層相變材料的結(jié)構(gòu)，圖1(b)表不包含兩層相變材料的結(jié)構(gòu)，圖1(c)表不包含η層相變材料的結(jié)構(gòu)。
[0019]圖2(a)，2(b)和2(c)是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示器件在不同厚度隔離層情況下的反射光譜圖，其中，圖2(a)兩層相變材料均為非晶態(tài)，圖2(b)其中一層相變層為非晶態(tài)，另一層相變層為晶態(tài)，圖2(c)兩層相變層均為晶態(tài)。
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例顯示器件在不同隔離層厚度和相變材料在非晶和晶態(tài)下的CIE色度坐標(biāo)。
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例顯示器件在不同隔離層厚度下的光學(xué)反射率對比度；圖4(a)為(此&-1^&)/1^^\100，圖4(13)為(1^。-1^&)/1^3\100，其中1^^代表2.1和2.2均為非晶態(tài)時(shí)器件的反射率，Rca代表2.1為晶態(tài)，2.2為非晶態(tài)時(shí)器件的反射率，Rcc代表2.1和2.2均為晶態(tài)時(shí)器件的反射率。。
[0022]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的大型像素陣列的電極結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明旨在提供一種新型的顯示器件，其響應(yīng)速度快，能顯示彩色圖像，易于制備并且擁有極高的分辨率。該器件與現(xiàn)有的商業(yè)電子工業(yè)技術(shù)相匹配，能制備在許多襯底上，例如柔性襯底。
[0025]本發(fā)明提供的顯示器件包括:沉積在襯底上的反射層、沉積在反射層上的隔離層、沉積在隔離層上的固態(tài)相變層和沉積在固態(tài)相變層上的覆蓋層;所述反射層在可見光范圍內(nèi)擁有80%以上的反射率，用來提供背面反射;所述隔離層的厚度可以根據(jù)需要的反射率值來改變;所述固態(tài)相變層的折射率可以在外加電壓或激光誘導(dǎo)下在晶態(tài)和非晶態(tài)之間轉(zhuǎn)變;所述的覆蓋層可以作為器件的電極層，用于接收外部施加的電壓。
[0026]由于固態(tài)相變層的折射率和隔離層的厚度影響干涉效應(yīng)，所以器件的反射率在不同光波長下變化明顯。在電壓或者激光驅(qū)動(dòng)下固態(tài)相變層可以在晶態(tài)和非晶態(tài)之間轉(zhuǎn)變，引起相變材料折射率的變化，從而使得器件的顏色發(fā)生改變。不同厚度的隔離層使器件的反射率變化很大，從而器件的顏色也相應(yīng)的變化。
[0027]所述固態(tài)相變層的折射率可以通過在覆蓋層和隔離層上施加電壓或者激光來可逆的改變;具體地，對相變材料施加一個(gè)長且強(qiáng)度中等的電壓或者激光脈沖，相變材料的溫度升高到結(jié)晶溫度以上熔化溫度以下的溫度區(qū)間，并保持一定的時(shí)間，晶格此時(shí)有序排列形成晶態(tài)，實(shí)現(xiàn)由非晶向晶態(tài)的轉(zhuǎn)變;對相變材料施加一個(gè)短而強(qiáng)的電壓或者激光脈沖，使相變材料溫度升高到熔化溫度以上，使晶態(tài)的長程有序遭到破壞，脈沖下降沿非常短導(dǎo)致相變材料經(jīng)快速冷卻至結(jié)晶溫度以下，使相變材料固定于非晶態(tài)，實(shí)現(xiàn)由晶態(tài)向非晶態(tài)轉(zhuǎn)變。
[0028]固態(tài)相變層與覆蓋層和隔離層之間通過電學(xué)接觸。
[0029]固態(tài)相變層的材料可以為相變材料，包括下列硫系化合物及其合金或過渡金屬氧化物，包括但不限于:GeTe，SbTe ,BiTe，InSb, InSe ,GeSb ,SbSe ,GaSb ,GaSb ,GeSbTe，AgInSbTe，InSbTe，AgSbTe，VO，NbO。其中原子百分比可變。
[0030]相變材料由所述列表的化合物或者合金混合而成。
[0031 ]相變材料可進(jìn)一步包含至少一種摻雜劑。
[0032]固態(tài)相變層可進(jìn)一步包含一層或者多層不同的相變材料;對每層相變材料的狀態(tài)單獨(dú)的開關(guān)或者選擇可以使器件呈現(xiàn)多種顏色。
[0033]優(yōu)選地，兩層相變材料包含GeTe和Sb2Te3。其中GeTe的晶化溫度比Sb2Te3的晶化溫度高，所以GeTe和Sb2Te3各層的狀態(tài)可以被單獨(dú)的控制，從而實(shí)現(xiàn)多色的顯示，并且GeTe和Sb2Te3的相變溫度較低，轉(zhuǎn)變所需的電壓或者激光的幅值低，脈沖寬度也較窄，使得器件的功耗低，響應(yīng)速度快。
[0034]其中，兩層相變材料依次堆疊。
[0035]優(yōu)選地，相變材料的總厚度少于60nm，較合適的總厚度為少于1nm。由于相變材料的厚度越大，相變材料晶化所需的能量也就越多，同時(shí)器件顏色的對比度也會(huì)越低，所以相變材料層的厚度在1nm以內(nèi)較合適。
[0036]覆蓋層和隔離層均可以為銦錫氧化物。
[0037]顯示器件擁有一個(gè)視角面并且從視角面來看相變材料層對立面的隔離層可以作為電極層。
[0038]反射層為具有高反射率的材料，隔離層在反射層與相變材料之間。
[0039]反射層包括Au，Pt，Al，Cu和Ag，反射層的厚度大于50nm，較合適的厚度為大于10nm，以防止光源穿過反射層造成損耗。
[0040]其中，擁有一個(gè)視角面和一個(gè)光源，該光源用來照射相變材料。
[0041 ]其中，通過在電極上施加電流穿過相變材料，或者通過激光照射相變材料來控制相變材料的折射率。
[0042]顯示器件包括一系列排成陣列的相變材料，其中每個(gè)相變材料的折射率都能夠通過像素尋址來單獨(dú)控制。
[0043]三維顯示需要非常高的圖像刷新率(每秒鐘圖像刷新的次數(shù))來顯示全動(dòng)態(tài)的視頻，而本發(fā)明所述的顯示器件采用相變材料，其在晶態(tài)與非晶態(tài)之間的轉(zhuǎn)變時(shí)間在10ns以內(nèi)，該時(shí)間量級(jí)對應(yīng)的圖像刷新率為1MHz，超過目前的電視顯示技術(shù)20000倍。顯示分辨率是屏幕圖像的精密度，是指顯示器所能顯示的像素有多少。所述顯示器件的尺寸可以達(dá)到30nm以內(nèi)，比目前顯示技術(shù)的像素點(diǎn)小了 1000倍，也就是說本發(fā)明所述的顯示器件的分辨率超過目前的顯示技術(shù)1000倍。
[0044]為了使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合【附圖說明】對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，顯然所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0045]如圖1(a)，1(b)和1(c)所示的本發(fā)明實(shí)施例提供一種反射式顯示器件。圖1(a)表不僅有一層固態(tài)相變層2，圖1(b)表不有兩層固態(tài)相變層2.1和2.2，圖1(c)表不有η層固態(tài)相變層2.1……2.η。多層固態(tài)相變層中的每層相變材料的狀態(tài)都可以單獨(dú)的開關(guān)或者選擇，從而器件可以呈現(xiàn)多種顏色。例如在兩層固態(tài)相變層情況下，四種不同的光學(xué)特性可以通過兩種相變材料的以下組合來實(shí)現(xiàn):Amo-Amo，Cry_Amo，Amo_Cry和Cry-Cry (Amo為非晶態(tài)，Cry為晶態(tài))，不同的組合對應(yīng)不同的顏色。固態(tài)相變層的折射率能保持穩(wěn)定并且在施加合適的電流或者激光情況下可以可逆的變化。固態(tài)相變層是一種相變材料，在晶態(tài)和非晶態(tài)之間轉(zhuǎn)變的時(shí)候其折射率的實(shí)部和虛部會(huì)發(fā)生很大的變化。具體地，對相變材料施加一個(gè)長且強(qiáng)度中等的電壓或者激光脈沖，相變材料的溫度升高到結(jié)晶溫度以上熔化溫度以下的溫度區(qū)間，并保持一定的時(shí)間，晶格此時(shí)有序排列形成晶態(tài)，實(shí)現(xiàn)由非晶向晶態(tài)的轉(zhuǎn)變；對相變材料施加一個(gè)短而強(qiáng)的電壓或者激光脈沖，使相變材料溫度升高到熔化溫度以上，使晶態(tài)的長程有序遭到破壞，脈沖下降沿非常短導(dǎo)致相變材料經(jīng)快速冷卻至結(jié)晶溫度以下，使相變材料固定于非晶態(tài)，實(shí)現(xiàn)由晶態(tài)向非晶態(tài)轉(zhuǎn)變。以下實(shí)施例均以圖1(b)為例具體說明，在目前優(yōu)選的包含兩層相變材料的實(shí)施例中，相變材料分別為GeTe和Sb2Te3。其中GeTe的晶化溫度比Sb2Te3的晶化溫度高，所以GeTe和Sb2Te3各層的狀態(tài)可以被單獨(dú)的控制，從而實(shí)現(xiàn)多色的顯示，并且GeTe和Sb2Te3的相變溫度較低，轉(zhuǎn)變所需的電壓或者激光的幅值低，脈沖寬度也較窄，使得器件的功耗低，響應(yīng)速度快。
[0046]如圖1(b)，在目前優(yōu)選的包含兩層材料的實(shí)施例中，從下到上依次是反射層5，隔離層4，相變層2.2，相變層2.1和覆蓋層I。其中反射層5的材料為金或鉑。覆蓋層I的上表面8構(gòu)成該顯示器件的可視面，反射層5是背部反射。如圖1(a)，1(b)，1(c)所示光從可視面8進(jìn)入和穿出。由于相變材料2.1，2.2的折射率和隔離層4的厚度影響干涉效應(yīng)，所以器件的反射率在不同的光波長下變化很大。
[0047]隔離層4和覆蓋層I均可以傳輸光，而且應(yīng)該盡可能的透明。在本實(shí)施例中，隔離層4和覆蓋層I還可以作為電極，用來在相變材料2.1和2.2上施加電壓。所以隔離層4和覆蓋層I應(yīng)該具有透明導(dǎo)電的特性，如氧化銦錫(IT0)。
[0048]圖1(&)，1(13)，1(幻中的結(jié)構(gòu)生長在襯底上(沒有在圖中顯示)，如硅片，5102，或者柔性襯底，如聚合物薄膜。器件各層用濺射方法來沉積，并且保證沉積溫度在100°c以內(nèi)。同時(shí)各層可以通過傳統(tǒng)技術(shù)如光刻或其他技術(shù)來得到圖案。
[0049]在優(yōu)選的實(shí)施例中，相變材料2.1和2.2，分別為Sb2Te3和GeTe，其厚度小于lOOnm，優(yōu)選的厚度小于10nm，如6或者7nm。由于相變材料的厚度越大，相變材料晶化所需的能量也就越多，同時(shí)器件顏色的對比度也會(huì)越低，所以相變材料層的厚度在1nm以內(nèi)較合適。隔離層4的厚度典型范圍為1nm到300nm，其厚度取決于所需要的顏色和光學(xué)性能。覆蓋層I的厚度為30nm。
[0050]在本實(shí)施中的相變材料2.1和2.2可以通過施加電流或者激光曝光來可逆相變。相變材料的沉積態(tài)為非晶態(tài)。優(yōu)選的電壓為2V，4V，6V和8V，優(yōu)選的激光功率為15mW，20mW，25mW和30mW。不同的電壓或者激光功率使得不同的相變材料相變，從而使器件產(chǎn)生不同的光學(xué)特性。在本實(shí)施例中，三種不同的光學(xué)特性可以通過兩種相變材料的以下組合來實(shí)現(xiàn):Amo-Amo ,Cry-Amo和Cry-Cry (Amo為非晶態(tài)，Cry為晶態(tài))。在本實(shí)施例中闡明了這三種不同組合的器件光學(xué)特性，另外一種Amo-Cry組合的器件光學(xué)特性并未說明，但也在本專利的保護(hù)范圍之類。
[0051 ]正如之前闡明的那樣，當(dāng)相變材料在晶態(tài)和非晶態(tài)之間轉(zhuǎn)變的時(shí)候其折射率變化很大。相變材料在兩種狀態(tài)下均是穩(wěn)定的。這意味著當(dāng)顯示器處在穩(wěn)定的狀態(tài)下時(shí)(非轉(zhuǎn)變)，可以移除電壓或者激光，所以該器件的功耗很低。轉(zhuǎn)換速度同樣很快，小于100ns，比人類眼鏡可以感知的速度快好幾倍。
[0052]圖2(a)，圖2(b)和圖2(c)為圖1(b)所示器件的反射率。在隔離層4特定的厚度下，圖2(a)，圖2(b)和圖2(c)展現(xiàn)了根據(jù)入射光波長反射率在不同相之間的變化。同時(shí)也表明了不同的隔離層4厚度對反射率波峰和波谷位置的影響。
[0053]因此，圖1(b)的器件就會(huì)出現(xiàn)特別的顏色并且通過選擇不同的隔離層4的厚度，器件的顏色也不同。同時(shí)器件的顏色會(huì)隨著相變材料2.1和2.2晶態(tài)和非晶態(tài)的轉(zhuǎn)變而變化。
[0054]圖3表示了另外一種器件顏色表示方式。圖3展現(xiàn)了CIE部分色度空間并且畫出了器件顏色的xy色度坐標(biāo)，所有顏色均在2度視場和D50光源下。每個(gè)隔離層4厚度由圖3右邊的符號(hào)標(biāo)出。每個(gè)符號(hào)下色度空間中均有三個(gè)不同的點(diǎn)，分別對應(yīng)相變材料2.1和2.2的不同狀態(tài)。2.1為晶態(tài)2.2為非晶的符號(hào)左邊有*，2.1和2.2均為晶態(tài)的符號(hào)左邊有#，2.1和2.2均為非晶態(tài)的符號(hào)左邊無其它標(biāo)志。從圖中可以看出，不同隔離層4的厚度可以生成范圍廣泛的顏色。并且，在大部分情況下，相變材料2.1和2.2不同相的組合的顏色差別很大。
[0055]圖4(a)和圖4(b)展現(xiàn)了層2.1和2.2不同相之間的光學(xué)反射率對比。圖4(a)為(此&-1^^)/1^^\100，圖4(13)為(1?(^-1^3)/1^3\100，其中1^^代表2.1和2.2均為非晶態(tài)時(shí)器件的反射率，Rca代表2.1為晶態(tài)，2.2為非晶態(tài)時(shí)器件的反射率，Rcc代表2.1和2.2均為晶態(tài)時(shí)器件的反射率。從圖中可以看出，通過選擇不同隔離層4的厚度，特定波長的反射率可以得到很大的調(diào)制。
[0056]圖1(b)的顯示器件能夠制備得到均勻的顏色，同時(shí)也可以轉(zhuǎn)換得到高對比的顏色，或者通過改變反射率得到更暗或更亮的顏色。在一種形式的顯示器中，許多如圖1(b)的結(jié)構(gòu)互相接壤形成陣列，并且每個(gè)結(jié)構(gòu)能夠被單獨(dú)控制施加電壓或者激光，組成整個(gè)顯示器中的一個(gè)像素點(diǎn)。在另外一種形式的顯示器中，每個(gè)像素點(diǎn)由幾個(gè)如圖1(b)的結(jié)構(gòu)(稱為子像素)互相接壤組成，但是像素點(diǎn)中的每個(gè)子像素隔離層4的厚度均不同。通過這種方法像素點(diǎn)中的每個(gè)子像素能夠在三種顏色之間轉(zhuǎn)換，像素點(diǎn)能展現(xiàn)出更寬泛的顏色而不僅僅在三種顏色之間轉(zhuǎn)換。像素點(diǎn)中不同厚度的子像素個(gè)數(shù)可以為3個(gè)或者更多。
[0057]另外一種增強(qiáng)的實(shí)施例為相變材料層2.1和2.2不需要在完全晶態(tài)和完全非晶態(tài)之間轉(zhuǎn)換。通過比如20%晶化，40%晶化等可以得到混合相。部分晶化可以簡單的通過在轉(zhuǎn)換過程中限制電流的最大值或者激光功率來實(shí)現(xiàn)。完全非晶和完全晶化間的材料的折射率取決于部分晶化的程度。典型地可以得到16和64個(gè)混合相之間的相態(tài)。并且在合適的控制下可以得到更多的相，如1024個(gè)。
[0058]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的顯示器件電極陣列的俯視圖。襯底10用來作為每個(gè)像素的反射層。12.1，12.2，12.3，……，12.η是水平電極。這些電極組成了隔離層4。固態(tài)的相變層排成圖案沉積在隔離層4上面。接下來制備一系列垂直電極11.1,11.2,11.3,11.4，……，11.η。反射層和固態(tài)相變層只需要在水平和垂直電極的交叉點(diǎn)存在。所有的制備，沉積和圖案化都可以使用已知的光刻技術(shù)。
[0059]每個(gè)水平和垂直電極的交叉點(diǎn)組成了如圖1(b)所示的堆疊結(jié)構(gòu)。在制備過程中，隔離層/水平(底)電極的厚度分別不同，以至于每個(gè)像素點(diǎn)可以表現(xiàn)出如圖2到4所示的不同的顏色范圍。通過在水平和垂直電極上施加合適的電壓，像素中的相變材料可以按預(yù)期轉(zhuǎn)變。然而，陣列中別的像素沒有受到影響，所以像素的尋址很簡單。
[0060]雖然在某些實(shí)施例中使用ITO作為優(yōu)選的透明電極，但這僅僅是個(gè)例子，其它合適的材料，例如碳納米管，或者超薄金屬，如銀等也可以。
[0061]在前面描述的實(shí)施例中，Sb2Te3和GeTe作為相變材料層2.1和2.2，但是這不是必須的，許多其它的合適材料也可以使用，包括硫系化合物及其合金或過渡金屬氧化物，包括但不限于:GeTe，SbTe ,BiTe，InSb，InSe ,GeSb，SbSe ,GaSb ,GaSb ,GeSbTe ,AgInSbTe，InSbTe，AgSbTe，V0，Nb0。這些材料不同的化學(xué)計(jì)量比也是可以的，例如GexSbyTez;另外一種合適的材料是Ag2IruSb76Ten(AIST)t3此夕卜，材料可以包含一種或多種摻雜，如C或N。
[0062]轉(zhuǎn)變機(jī)制不僅僅局限于施加電流脈沖誘導(dǎo)加熱，其它任何電磁場誘導(dǎo)的加熱都可以，例如激光脈沖，或者在與相變材料熱接觸的相鄰層使用電阻加熱的方法誘導(dǎo)加熱也是可以的。
[0063]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于相變材料的顯示器件，包括一系列像素點(diǎn)，其特征在于，每個(gè)像素點(diǎn)包括沉積在襯底上的反射層、沉積在所述反射層上的隔離層、沉積在所述隔離層上的固態(tài)相變層和沉積在所述固態(tài)相變層上的覆蓋層； 所述反射層在可見光范圍內(nèi)擁有80%以上的反射率，用于提供背面反射;所述隔離層用于調(diào)節(jié)整個(gè)器件的反射率;所述固態(tài)相變層用于在電壓或者激光驅(qū)動(dòng)下使像素點(diǎn)的顏色進(jìn)行轉(zhuǎn)換;所述覆蓋層用于接收外部施加的電壓;在電壓或者激光驅(qū)動(dòng)下所述固態(tài)相變層可以在晶態(tài)和非晶態(tài)之間可逆轉(zhuǎn)變，引起相變材料折射率的變化，從而使得每個(gè)像素點(diǎn)的顏色發(fā)生改變。2.如權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于，所述隔離層的厚度可以根據(jù)顯示需要的反射率值來確定。3.如權(quán)利要求1或2所述的顯示器件，其特征在于，所述固態(tài)相變層的折射率在外加電壓或激光誘導(dǎo)下在晶態(tài)和非晶態(tài)之間轉(zhuǎn)變。4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的顯示器件，其特征在于，所述固態(tài)相變層包括一層或多層不同的相變材料，通過分別對每層相變材料的狀態(tài)進(jìn)行單獨(dú)控制使得所述顯示器件呈現(xiàn)多種顏色。5.如權(quán)利要求1-4所述的顯示器件，其特征在于，所述的相變材料包括下列硫系化合物及其合金或過渡金屬氧化物，包括但不限于:GeTe，SbTe ,BiTe, InSb，InSe ,GeSb, SbSe，GaSb，GaSb，GeSbTe，AgInSbTe，InSbTe，AgSbTe，VO，NbO。6.如權(quán)利要求4或5所述的顯示器件，其特征在于，所述固態(tài)相變層的材料還包含至少一種摻雜劑。7.如權(quán)利要求4或5所述的顯示器件，其特征在于，所述固態(tài)相變層包括兩層，兩層的材料分別為GeTe和Sb2Te3。8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的顯示器件，其特征在于，所述固態(tài)相變層的厚度小于60nmo9.如權(quán)利要求8所述的顯示器件，其特征在于，所述固態(tài)相變層的厚度小于10nm。10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的顯示器件，其特征在于，所述覆蓋層和所述隔離層對光透明。11.如權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的顯示器件，其特征在于，所述覆蓋層和隔離層的材料為透明電極，如銦錫氧化物。12.如權(quán)利要求10或11所述的顯示器件，其特征在于，所述隔離層厚度范圍為1nm-300nmo13.如權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的顯示器件，其特征在于，所述顯示器件包括一系列排成陣列的像素點(diǎn)，通過空間上的結(jié)構(gòu)堆疊形成顯示陣列。
【文檔編號(hào)】G02F1/01GK105938261SQ201610428495
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】繆向水, 季宏凱, 童浩
【申請人】華中科技大學(xué)