專利名稱：顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示器件。
背景技術(shù)：
有許多不同的顯示技術(shù)存在。不同技術(shù)適用于不同的應(yīng)用，而總體上地目的是為 了使高分辨率和對(duì)比度能與低功耗相結(jié)合。顯示器件典型地使用像素型結(jié)構(gòu)來調(diào)制光源，或來控制反射級(jí)別。濾色器典型地 用于提供不同彩色子像素。因此目前的顯示器件操作上采用將控制反射或透射程度與濾色 操作相結(jié)合。最近，已開始考慮在顯示器件中采用量子效應(yīng)的可能性。US2003/0020672揭示了 在顯示器件中表面等離子體激元(plasmon)效應(yīng)的使用。本發(fā)明針對(duì)采用等離子體激元效應(yīng)的顯示器件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提供的顯示器件包含基板；像素陣列，每個(gè)像素包含基板中的孔闌(aperture)陣列，陣列中每個(gè)孔闌的最大 開孔尺寸小于要經(jīng)過孔闌透射的光的波長；改變裝置，用于改變孔闌的有效介電常數(shù)和/或基板的有效介電常數(shù)，由此可在 透射可見光譜中的至少一個(gè)頻率和實(shí)質(zhì)上不透射可見光譜中的頻率之間改變像素的光透 射特性。這種布置提供了一種像素，它可在透射(特定波長的光)與無可見透射間切換。無 需濾色器來提供所需的輸出色，因?yàn)殡x子體激元提供了波長選擇。子波長孔闌陣列的使用意味著能夠獲得很高分辨率的屏幕。而且該器件能用在反 射模式(免去對(duì)背景光的需要)或透射模式。從孔闌輸出的光實(shí)質(zhì)上無視角依賴性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該器件的構(gòu)造也被簡化，而且能夠與標(biāo)準(zhǔn)CMOS構(gòu)造技術(shù)兼容。基板最好是金屬，這引起導(dǎo)致等離子體激元共振的天線效果。例如基板可具有銀 色表面?？钻@陣列可被看作是不同間距的多個(gè)陣列的疊加。所透射光的主波長和陣列中孔 闌之間的間距P最好滿足其中ε m是基板的介電常數(shù)而ε <!是填充孔闌的材料的有效介電常數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，通過改變填充孔闌的材料的有效介電常數(shù)，相應(yīng)波長就能被偏移到 非可見光譜。因此孔闌陣列的功能就如同一個(gè)可切換的濾色器。該用于改變的裝置最好包含相變材料部分，例如在基板之上提供一層相變材料。然而也能采用其它改變有效介電常數(shù)的方式，比如壓電性材料部分。像素陣列可包含不同的彩色像素，不同顏色的像素具有像素的孔闌陣列的孔闌之 間的不同間距。例如，像素陣列可包含彩色像素陣列，每個(gè)彩色像素包含三種不同顏色的子像素。這樣，彩色子像素作為具有不同孔闌間距(和可選尺寸)的區(qū)域就能簡單地形成 了。然而，形成這些不同的子像素可以采用相同的處理步驟_主要是在基板中形成孔的步驟。針對(duì)這三種不同的彩色子像素的孔闌陣列大小不必相同，這樣所需的色平衡就能 輕易獲得。子像素能占用很密的區(qū)域，以減少在其它技術(shù)上所見到的“流失(bleeding)”效 應(yīng)。例如采用非矩形像素邊界，子像素位置能被優(yōu)化到一緊湊區(qū)域。本發(fā)明能作為低功耗器件來實(shí)現(xiàn)。


本發(fā)明示例將參照附圖詳細(xì)描述，其中圖1用于解釋支持本發(fā)明器件的原理；圖2用于解釋是如何控制本發(fā)明器件的；圖3顯示了多陣列的子像素是如何形成的，以及子像素是如何組合成彩色像素 的；以及圖4用于解釋像素布局如何采用靈活方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。不同圖中使用相同附圖標(biāo)記指示相同組件和層，且本描述不再重復(fù)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種顯示器件，其中像素(或子像素)以子波長尺寸的孔闌陣列的 形式形成。這些像素具有獨(dú)特的波長相關(guān)的光透射特性，其特性取決于該結(jié)構(gòu)的材料的介 電常數(shù)。提供了用于改變孔闌的有效介電常數(shù)的裝置，這樣就能在開和關(guān)的狀態(tài)之間有效 地切換像素的光透射特性。當(dāng)光穿過一個(gè)微小(子波長大小)的孔時(shí)，Bethe預(yù)測(cè)一衰耗基于波長與孔尺寸 之比的4次方。然而近期實(shí)驗(yàn)顯示當(dāng)將孔開在金屬層中時(shí)，所透射的光強(qiáng)會(huì)增加。該結(jié)果 被認(rèn)為是由“天線”效應(yīng)導(dǎo)致的。如果孔周邊材料是金屬，在一定條件下，入射光束(電磁波)會(huì)引起振動(dòng)，且表面 波會(huì)傳播經(jīng)過該孔。在該孔的另一面，該振動(dòng)會(huì)“再生”該光束。此處還會(huì)有衍射效應(yīng)，但 過濾操作來自于表面波的傳播。該現(xiàn)象被稱作表面等離子體激元振動(dòng)或表面等離子體激元 共振(SPR)。除該效應(yīng)外，針對(duì)不同波長的透射(或確切地，反射)是不同的。這種濾色方式被用在本發(fā)明的器件中，使得能夠形成彩色顯示結(jié)構(gòu)。圖1顯示了一銀色薄膜上形成的凹坑陣列。這些凹坑是離子束銑削而成的。一些 凹坑被銑削通透，這樣光就能夠透射了。該銀色薄膜形成了基板2。當(dāng)該結(jié)構(gòu)被白光照射時(shí)，所透射的顏色取決于陣列周期。在該例中，利用具有 550nm的周期(即間距)的開口形成字母“h”，這給出紅色。利用具有450nm的周期(即間距)的開口形成字母“V”，這給出綠色。這種濾色的結(jié)果是可調(diào)的。當(dāng)白光穿過子波長孔的陣列時(shí)，對(duì)應(yīng)最大光強(qiáng)的波長 可用公式1表示
權(quán)利要求
1.一種顯示器件，包括 基板⑵；像素陣列(34)，每個(gè)像素包含基板中的孔闌陣列(30)，孔闌陣列的每個(gè)孔闌的最大開 孔尺寸小于要經(jīng)孔闌透射的光的波長；改變裝置(12)，用于改變孔闌的有效介電常數(shù)和/或基板的有效介電常數(shù)，由此在透 射可見光譜中的至少一個(gè)頻率和實(shí)質(zhì)上不透射可見光譜中的頻率之間改變像素(34)的光 透射特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中基板(2)是金屬的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中基板(2)具有銀色表面。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的器件，其中所透射的光的主要波長和孔闌陣列中的孔 闌之間的間距P滿足其中％是基板的介電常數(shù)，而ε (1是填充孔闌的材料的有效介電常數(shù)。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的器件，其中改變裝置(12)包含相變材料部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中改變裝置(12)包含在基板之上提供的相變材料層。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的器件，其中改變裝置(12)包含壓電材料部分。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的器件，其中像素陣列(34)包含不同顏色的像素，不同 顏色的像素的孔闌陣列(30)的孔闌之間的間距不同。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的器件，其中像素陣列(34)包含彩色像素陣列，每個(gè)彩 色像素陣列包含不同顏色的3個(gè)子像素(R、G、B)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件，其中三個(gè)不同顏色子像素的孔闌陣列(30)的大小是不一樣的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含基板的顯示器件，該基板具有像素陣列。每個(gè)像素包含基板中的孔闌陣列，孔闌陣列中每個(gè)孔闌的最大開孔尺寸小于要經(jīng)過孔闌透射的光的波長。改變孔闌的有效介電常數(shù)和/或基板的介電常數(shù)，由此在透射可見光譜頻率中的至少一個(gè)頻率和實(shí)質(zhì)上不投射可見光譜中的頻率之間改變像素的光透射特性。
文檔編號(hào)G02F1/23GK102112916SQ200980129959
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者伯努特·巴泰婁, 帕斯卡爾·貝思肯, 戴維·范·斯滕溫克爾, 拉杜·蘇爾代努, 菲特·恩古耶恩霍安 申請(qǐng)人:Nxp股份有限公司