CN1530728A

CN1530728A - 光干涉式显示面板的光入射电极结构

Info

Publication number: CN1530728A
Application number: CNA03107460XA
Authority: CN
Inventors: 林文坚; 蔡熊光
Original assignee: Prime View International Co Ltd
Current assignee: Qualcomm MEMS Technologies Inc
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-09-22

Abstract

一种光干涉式显示面板，至少包含一光入射电极及一光反射电极。光入射电极至少包括一光吸收层及一介电层，其中，光吸收层的材料不为金属材料。

Description

光干涉式显示面板的光入射电极结构

技术领域

本发明涉及一种光干涉式显示面板，尤其涉及一种光干涉式显示面板的光入射电极结构。

背景技术

平面显示器由于具有体积小、重量轻的特性，在可携式显示设备，以及小空间应用的显示器市场中极具优势。现今的平面显示器除液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机电激发光二极管(OrganicElectro-Luminescent Display，OLED)和等离子显示器(Plasma Display Panel，PDP)等等之外，一种利用光干涉式的平面显示模式已被提出。

请参见美国USP5835255号专利，该专利揭露了一可见光的调整组件数组(Array of Modulation)，可用来作为平面显示器。请参见图1，图1为现有调整组件的剖面示意图。每一个调整组件100包括两道墙(Wall)102及104，两道墙102、104问由支撑物106所支撑而形成一腔室(Cavity)108。两道墙102、104间的距离，也就是腔室108的长度为D。墙102为一具有光吸收率、可吸收部分可见光的部分穿透部分反射层，墙104则为一以电压驱动可以产生型变的反射层，其中，墙102包括基材1021、吸收层1022及介电层1023。当入射光穿过墙102或104而进入腔室108中时，入射光所有的可见光频谱的波长(Wave Length，以λ表示)中，仅有符合公式1.1的波长(λ₁)可以产生建设性干涉而输出。其中N为自然数。换句话说，

2D＝Nλ (1.1)当腔室108长度D满足入射光半个波长的整数倍时，则可产生建设性干涉而输出陡峭的光波。此时，观察者的眼睛顺着入射光入射的方向观察，可以看到波长为λ₁的反射光，因此，对调整组件100而言是处于“开”的状态。

图2为现有调整组件加上电压后的剖面示意图。请参照图2，在电压的驱动下，墙104因为静电吸引力而产生型变，向墙102的方向塌下。此时，两道墙102、104间的距离，也就是腔室108的长度并不为零，而是为d，d可以等于零。此时，公式1.1中的D将以d置换，入射光所有的可见光频谱的波长λ中，仅有符合公式1.1的可见光波长(λ₂)可以产生建设性干涉，经由墙104的反射穿透墙102而输出。墙102对波长为λ₂的光具有较高的光吸收，此时，入射光所有的可见光频谱均被滤除，对顺着入射光入射墙102的方向观察的观察者而言，将不会看到任何可见光频谱内的反射光，因此，对调整组件100而言是处于“关”的状态。

此一可见光的调整组件数组所形成的显示器的特色在本质上具有低电力耗能、快速应答(Response Time)及双稳态(Bi-Stable)特性，将可应用于显示器的面板，特别是在可携式(Portable)产品的应用，例如移动电话(Mobile Phone)、个人数字助理(PDA)、可携式计算机(Portable Computer)等等。

现有调整组件数组的制造，质量并不稳定且合格率不高，尤其随基材尺寸愈大，则此情形愈加严重。问题出在光入射电极(现有中的墙102)之上。光入射电极一般包括基材、吸收层及介电层三个部分，其中，吸收层是由厚度非常薄(厚度小于100埃)的金属层所构成，使用金属材料作为吸收层的原因在于，若金属材料的厚度够薄，金属层具有使入射光线部分吸收部分穿透的功能，因此，这也是现有中必须将金属层的厚度控制在非常薄的范围，例如小于100埃的原因。形成厚度小于100埃的金属层并不困难，一般的物理气相沉积法或是溅镀法都可实现，但是要沉积如此薄层金属在基材上，并具有厚度均匀及性质稳定的特性则是一相当困难的课题，这也就是造成现有调整组件数组的制造，质量并不稳定且合格率不高的主要原因。因此，针对此问题，本发明提出新薄膜吸收层的材料及新薄膜吸收层结构以进行改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光干涉式显示面板，采用新的薄膜吸收层的材料，可以具有稳定的质量且制程合格率高。

本发明的另一目的在于提供一种光干涉式显示面板，具有非金属材料的吸收层，因此具有稳定的质量且制程合格率高。

本发明的又一目的在于提供一种光干涉式显示面板，具有非金属材料的复层式吸收层，因此具有稳定的质量且制程合格率高。

根据本发明的上述目的，改变吸收层的材料与结构，在本发明第一较佳实施例中提出一种调整组件，为一光干涉式显示面板的组成单元，至少包含一光入射电极及一光反射电极。光入射电极由基材及介电层所构成，基材为一导电透明层。其中，基材的透光度下降(或光吸收率提高)，来取代现有的薄金属吸收层。降低基材透光度的方法可以为增加基材的厚度或是增加基材内的杂质。

根据本发明的目的，在本发明第二较佳实施例提供一种调整组件，为一光干涉式显示面板的组成单元，至少包含一光入射电极及一光反射电极。光入射电极由基材、吸收层及介电层所构成，基材为一第一导电透明层。在基材上先形成一第一介电层的后，再溅镀上一层第二导电透明层，再于第二导电透明层上沉积一第二介电层，第一介电层与第二导电透明层组成吸收层，但是系由基材及第二导电透明层的可发挥吸收光的功用。其中第一导电透明层的光轴方向与第二导电透明层的晶格堆积互异，且光轴方向也不相同。

根据本发明的目的，在本发明第三较佳实施例提供一种调整组件，为一光干涉式显示面板的组成单元，至少包含一光入射电极及一光反射电极。光入射电极由基材、吸收层及介电层所构成，基材为一第一导电透明层。在基材上依序交替形成至少二介电层与至少二导电透明层，扣除了最上层的介电层与基材的外的其它材料层组成吸收层，但是是由基材及导电透明层发挥吸收光的功用。其中，每一相邻的两导电透明层间的晶格排列不同，光轴方向也不一样。

根据所揭露的调整组件，本发明跳脱常用的金属材料来形成厚度非常薄(小于100埃)的金属膜来制作吸收层，因为超薄金属膜在生产制造时，膜厚度的均匀性不易控制。本发明改采用金属氧化物或金属氧化物导体与其它介电层作交互堆栈形成的多层膜来制造吸收层。金属氧化物导体与介电材料的光可穿透性均较金属高，因此，为实现有效的吸收入射光，与现有膜层的厚度相比的下膜层的厚度需较厚，约大于300埃。利于生产制造的金属氧化物导体，或金属氧化物导体与其它介电层作交互堆栈形成的多层膜来制作成吸收层，可提供此类光干涉式显示面板几项优点，第一、可提高组件的可制造性以及所生产的面板特性较稳定，质量较佳，尤其在使用大面积基材做制造时效果更显着；第二、由于使用较厚的厚度的金属氧化物导体，可通过增加膜厚来降低金属氧化物导体的阻值，因而此膜层可同时提供在光入射电极的导电层与吸收层的功能，不需另外再制作导电层。

附图简要说明

下面结合附图，通过对本发明的较佳实施例的详细描述，将使本发明的技术方案和有益效果显而易见。

附图中，

图1为现有调整组件的剖面示意图；

图2为现有调整组件加上电压后的剖面示意图；

图3为依照本发明第一较佳实施例的一种调整组件剖面示意图；

图4为依照本发明第一较佳实施例的一种调整组件光入射电极剖面示意图；

图5为依照本发明第二较佳实施例的一种调整组件光入射电极剖面示意图；以及

图6为依照本发明第三较佳实施例的一种调整组件光入射电极剖面示意图。

具体实施方式

为了让本发明所提供的光干涉式显示面板结构更加清楚起见，在三个较佳实施例中对本发明所揭露的每一种调整组件的光入射电极的结构加以详细说明。

实施例1

请参照图3，图3为依照本发明第一较佳实施例的一种调整组件剖面示意图。一调整组件303，至少包含一光入射电极302、一光反射电极304，其中，光入射电极302与光反射电极304约成平行排列。光入射电极302与光反射电极304间是由支撑物306所支撑而形成一腔室308。光入射电极302及光反射电极304均选自于窄波带(Narrowband)镜面、宽波带(Broadband)镜面、非金属镜及金属镜或其组合所组成的族群。

请参照图4，图4为依照本发明第一较佳实施例的一种调整组件光入射电极剖面示意图。光入射电极302为一部分穿透部分反射电极，由一基材3021及一介电层3022所组成。当入射光穿过光入射电极302时，入射光的部分强度为光入射电极302所吸收。其中，形成基材3021的材料可以为导电透明材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZO)、氧化铟(IO)及其任意组合所组成的族群。形成介电层3022的材料可以为氧化硅、氮化硅或金属氧化物。

由于导电透明材料的光穿透率相当的高，一般均超过百分之八十，光入射电极302对光穿透度的需求约介于百分之二十至百分之七十之间，现有的金属薄膜吸收层的功能即在于此。因此，降低基材3021的光穿透度的方法包括增加膜层的厚度、调整镀膜的制程参数以及降低镀膜所使用靶材的纯度。光线对材料层的穿透度和材料层的厚度有关，材料层越厚穿透度越低，因此增加基材3021的厚度可以降低其光穿透度。调整镀膜的制程参数的目的在于制造晶格紊乱的材料层，紊乱的晶格排列使材料层内的光轴方向紊乱，可以降低材料层的光穿透度。至于降低镀膜所使用靶材的纯度，其目的在于增加材料层中的杂质(大于100ppm)。杂质的掺杂不只可以破坏晶格的排列来降低光穿透度，一般溅镀导电透明材料的靶材中所含的杂质本身即是光穿透度甚低的材料。上述的三种方法不只可以单独使用，也可以两两混用或三者并用。

实施例2

请参照图5，图5为依照本发明第二较佳实施例的一种调整组件光入射电极剖面示意图。光入射电极502为如图3所示的调整组件300中的光入射电极302，为一部分穿透部分反射电极。光入射电极502包括一基材5021、一第一介电层5022、一导电透明层5023及一第二介电层5024所组成。当入射光穿过光入射电极502时，入射光的部分强度为光入射电极502所吸收。其中，形成基材5021及导电透明层5023的材料可以为导电透明材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZO)及氧化铟(IO)等等。形成介电层5022的材料可以为氧化硅、氮化硅或金属氧化物。

基材5021与导电透明层5023是做一吸收层之用。由于基材5021与导电透明层5023形成的环境不同，基材5021是成长于玻璃基材(未绘示于图上)之上，而导电透明层5023成长于介电层5022之上，所以两者晶格堆积的方式不同，光轴的方向也不会相同。据此，吸收层的光穿透度可以达到与现有相当的程度。

此处也可并用降低镀膜所使用靶材的纯度，而达到降低导电透明层光穿透度的目的。

实施例3

请参照图6，图6为依照本发明第三较佳实施例的一种调整组件光入射电极剖面示意图。光入射电极602为如图3所示的调整组件300中的光入射电极302，为一部分穿透部分反射电极。光入射电极602包括一基材6021、一第一介电层6022、一第一导电透明层6023、一第二介电层6024、一第二导电透明层6025及一第三介电层6026所组成。当入射光穿过光入射电极602时，入射光的部分强度为光入射电极602所吸收。其中，形成基材6021及导电透明层6023、6025的材料可以为导电透明材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZO)及氧化铟(IO)等等。形成介电层6022的材料可以为氧化硅、氮化硅或金属氧化物。

基材6021、第一导电透明层6023及第二导电透明层6025是做一吸收层之用。形成于基材6021上方的第一介电层6022，会使形成于第一介电层6022上方的第一导电透明层6023成长的环境不同而产生不同的晶格堆积。同样的，第二介电层6024的沉积环境异于第一介电层6022，沉积制程所堆积出的第二介电层6024晶格也会异于第一介电层6022的晶格。当然，第二导电透明层6025的晶格堆积也会异于第一导电透明层6023与基材6021的晶格堆积。据此，每一层导电透明材料的晶格堆积方式均不相同，光轴的方向也不会相同，同时，多膜层的堆积同时可以达到增加吸收层厚度的目的。据此，吸收层的光穿透度可以达到与现有相当的程度。

当然，此处也可并用降低镀膜所使用靶材的纯度，而达到降低导电透明层光穿透度的目的。

形成吸收层的膜层数目当然并不限于此，本发明最重要的目的是以金属氧化物、金属氧化物与介电材料的堆栈来取代现有的薄金属膜来作为吸收层以解决现有薄金属膜镀膜时会有膜层厚度均匀性差及膜层性质不稳定的问题。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims

1、一种光干涉式显示面板的光入射电极结构，其特征在于，其至少包含：

至少一导电透明层；以及

至少一介电层形成于该导电透明层之上并与该导电透明层交替排列；

其中，一入射光自该导电透明层的一侧入射该光入射电极，这些导电透明层的材料及厚度足以吸收至少百分之三十的该入射光。

2、根据权利要求1所述的光干涉式显示面板的光入射电极结构，其中形成这些导电透明层的材料选自于氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌、氧化铟及其任意组合所组成的族群。

3、根据权利要求1所述的光干涉式显示面板的光入射电极结构，其中形成这些介电层的材料为氧化硅、氮化硅或金属氧化物。

4、根据权利要求1所述的光干涉式显示面板的光入射电极结构，其中每一相邻的这些导电透明层间的晶格排列互异。

5、根据权利要求1所述的光干涉式显示面板的光入射电极结构，其中每一相邻的这些导电透明层间的光轴方向均不一致。

6、根据权利要求1所述的光干涉式显示面板的光入射电极结构，其中这些导电透明层中掺有大于100ppm的杂质。