[发明专利]利用光波导和折射率控制的显示器

说明书

本申请是申请日为2006年1月3日，申请号为200680006512.2(国际申请号为PCT/US2006/000137)，发明名称为“利用光波导和折射率控制的显示器”的发明专利申请的分案申请。

背景技术

目前各种不同类型的显示器可以与电子装置配合使用。每一种显示装置提供尺寸、功率消耗、工作效率、分辨率和外部控制要求的不同组合。例如，硅上液晶(LCoS)微显示器包括在半导体衬底上形成的像素单元二维阵列。典型的LCoS像素单元的接连的各层包括晶体管、反射材料、第一透明电极、液晶材料和第二透明电极。为了传送光(即“接通”状态)，像素单元的电极可以控制液晶材料的状态，以便使具有适当偏振的入射光可以穿过液晶材料、被反射材料反射并返回穿过液晶材料。作为另一方案，在“断开”状态下，电极可以控制液晶材料的状态，以便改变光偏振，使得阻止入射光穿过液晶材料到反射材料。

附图说明

图1是按照一些实施例的装置的侧视横截面图。

图2是按照一些实施例的过程的流程图。

图3A是按照一些实施例的装置的侧视横截面图，用以说明在第一界面的全内反射。

图3B是按照一些实施例的装置的侧视横截面图，用以说明在第二界面的全内反射。

图3C是按照一些实施例的装置的侧视横截面图，用以说明穿过第二界面的光。

图4是按照一些实施例的装置的侧视横截面图。

图5是按照一些实施例的显示器像素阵列的有代表性顶视图。

图6是按照一些实施例的过程的流程图。

图7A至7E包括按照一些实施例在制造期间的装置的侧视横截面图。

图8A是按照一些实施例的显示装置底侧的透视图。

图8B是按照一些实施例的显示装置底侧的透视图。

图9是按照一些实施例的系统框图。

具体实施方式

图1是按照一些实施例的装置1的一部分的示意侧视横截面图。如下面将要描述的，装置1可以选择性地发光。在一些实施例中，装置1是显示装置的单个像素单元。这样的显示装置可以包括成千上万个像素单元的阵列。

装置1包括与第一折射率(n₁)相关联的材料10和与第二折射率(n₂)相关联的材料20。材料20可以是对若干可见光波长基本上透明的。另外，第二折射率可以大于第一折射率。材料10和材料20可以包括当前知道的或将来知道的任何适当材料。

材料10与材料20结合在一起。按照一些实施例，至少部分根据材料可以很容易地被结合来选择材料10和材料20。在选择材料10和材料20时可以考虑其它制造考虑事项，包括(但是不限于)温度、压力、振动和处理选项。

按照一些实施例，材料10包括聚合物，而材料20包括玻璃。但是，材料20可以包括与适当的折射率相关联并且至少提供对于所需光波长的所需透明度的任何材料。用作材料10的聚合物的一些示例包括聚苯乙烯和PMMA。在一些实施例中，材料10呈现对所需光波长的低吸收。

光源25将所需可见光波长的光输出到材料20中。光源25可以包括发光二极管或任何其它适当的光源。按照一些实施例，光源25配置成分别输出红光、绿光和蓝光。可以这样的角度输出光：导致所述光在材料10和材料20之间的界面30处基本上全内反射。

更具体地说，以大于临界角的任何角度入射在界面30的、在材料20中传播的光将被反射回材料20中。按照一些实施例，由下式给出临界角：

临界角＝sin^-1(n₁/n₂)

因此，按照一些实施例，光源25可以大于所述临界角的角度将光输出到材料20中。

可以围绕材料20的周边设置反射材料35，以阻止光在周边射出材料20。反射材料可以是金属材料、介电材料或已知的任何其它适当的材料。

晶体管40设置在材料20上。晶体管40可以用来控制加到装置1的元件上的电压。如下面将要描述的，电压可以确定装置1是否发射由光源25输出的光。下面还将描述用于制造晶体管40的一些实施例。

在晶体管40和材料20之上设置电极45。电极45可以包括对光源25输出的一些或全部光波长足够透明的任何导电材料。按照一些实施例，电极45包括氧化铟锡。电极45的其它实施例可以包括碳纳米管。