(57)【要約】      （修正有）【課題】光学干渉ディスプレイのプレート品質と製造歩留まりの良い光入射電極の新規な構造、材料を提供する。【解決手段】光入射電極３０２は、基板３０２１および誘電層３０２２よりなる半透明電極である。入射光が光入射電極３０２を通り抜ける時に、光の一部は光入射電極３０２によって吸収される。基板３０２１は、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺＯ、ＩＯといった導電性透明材料、およびそれらの組合せから作成される。誘電層３０２２を形成するために使用される材料は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは金属酸化物である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの導電性透明層と、導電性透明層上に位置し、導電性透明層と交番に配列された少なくとも１つの誘電層とを有する光学干渉ディスプレイであって、
入射光が導電性透明層の一方側から照射され、導電性透明層の材料および導電性透明層の厚さが入射光の少なくとも３０％を吸収する、光学干渉ディスプレイ。
【請求項２】
導電性透明層の材料は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺＯ、ＩＯおよびそれらの組合せから構成される群から選択される、請求項１の光学干渉ディスプレイ。
【請求項３】
誘電層の材料は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは金属酸化物よりなる、請求項１の光学干渉ディスプレイ。
【請求項４】
導電性透明層の格子は不規則である、請求項１の光学干渉ディスプレイ。
【請求項５】
導電性透明層のすべての部分の軸は異なる、請求項１の光学干渉ディスプレイ。
【請求項６】
導電性透明層はｌ００ｐｐｍ超の不純物をさらに含む、請求項１の光学干渉ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学干渉ディスプレイに関する。より詳細には、本発明は、光学干渉ディスプレイの色可変ピクセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量かつ大きさが小さいという性質により、可搬型ディスプレイおよびスペース上の制限を伴うディスプレイの市場において、ディスプレイプレートが有望である。これまで、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＯＬＥＤ）およびプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に加え、光学干渉ディスプレイのモジュールが研究されている。
【０００３】
特許文献１を参照すれば、ディスプレイプレートにおいて使用され得る可視光の変調のアレイが明らかにされている。図１は、当業で周知の変調の断面図を示す。それぞれの変調１００は、２つの壁１０２および１０４よりなる。これらの２つの壁は支柱１０６によって支持されており、その後、空洞１０８が形成される。これらの２つの壁間の距離、すなわち空洞１０８の長さはＤである。ある吸収率を備える壁１０２は、可視光を部分的に吸収する半透明層である。壁１０４は、電圧が印加された時に変形可能な光反射層である。壁１０２は、基板１０２１、光吸収層１０２２および誘電層１０２３よりなる。入射光が壁１０２または１０４を通り抜けて空洞１０８に到着する時、数式１に一致する波長を備える可視光だけが出力され得る。
【０００４】
２Ｄ＝Ｎλ    （１．１）
【０００５】
式中、Ｎは自然数である。
【０００６】
空洞１０８の長さＤが、任意の自然数の波長倍の半分に等しい場合、建設的干渉が生み出され、シャープな光波が放出される。その間に、観測者が入射光の方向を追従すれば、波長λ１を備える反射光が観察できるであろう。従って、変調１００は「開かれている」。
【０００７】
図２は、電圧が印加された後の変調の断面図を示す。図２に示すように、電圧のために壁１０４は変形し、壁１０２に向けて崩落する。壁１０２と１０４との間の距離、すなわち空洞１０８の長さは、ぴったり０ではない。それはｄであり、ｄは０になり得る。数式１．１においてＤの代わりにｄを使用すれば、数式１．１を満たす波長λ２を備える可視光だけが、建設的干渉を生み出すことができ、通り抜ける。波長λ２を備える光に関する壁１０２の高吸収率のために、全部の入射可視光がろ波されるはずであり、従って、入射光の方向を追従する観測者は、いかなる反射可視光も観察することができない。この時、変調は「閉じられている」。
【０００８】
変調のアレイを備えるディスプレイパネルは、低エネルギーを要し、短い応答時間を有し、双安定性である。それは、ディスプレイプレートにおける用途、特に、携帯電話、ＰＤＡ、可搬型コンピュータといった可搬型製品にとって実用的である。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，８３５，２５５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
変調を製造するための従来の製造方法にはいくつかの問題がある。製品の品質はしばしば安定せず、歩留りも高くない。それらの難題はプレートのサイズの増大とともに高まる。重大な事柄は光入射電極（先行技術の変調の壁１０２）である。光入射電極は、基板、吸収層および誘電層よりなる。吸収層は１００オングストローム未満の薄さである金属から作成される。金属を使用する理由は、金属層が十分に薄ければ、半透明であることからである。
従って、金属層の薄さを、例えば１００オングストローム未満に管理することは不可欠である。１００オングストロームよりも薄い金属層を形成することは難しくない。物理蒸着法やスパッタリング法によって実現できる。それでもやはり、均一な厚さおよび安定した特性を備える金属層を形成することは難しい。そうした困難さのため、先行技術の変調の品質は通常安定せず、製造工程の歩留りは低い。本発明は、その課題を解決するために使用され得る、吸収層の新規な材料および新規な構造を提供する。
【００１１】
本発明の１つの目的は、吸収層を形成するために新規な材料が使用されている光学干渉ディスプレイを提供することである。光学干渉ディスプレイの品質は安定しており、製造工程の歩留りは高い。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、非金属吸収層を備える光学干渉ディスプレイを提供することである。光学干渉ディスプレイの品質は安定しており、製造工程の歩留りは高い。
【００１３】
また、本発明の第３の目的は、非金属多層吸収層を備える光学干渉ディスプレイを提供することである。光学干渉ディスプレイの品質は安定しており、製造工程の歩留りは高い。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的において述べたように吸収層の材料および構造を変える本発明の目的によれば、光学干渉ディスプレイにおいて使用される変調が、第１の実施形態において提供される。この変調は、少なくとも光入射電極および光反射電極よりなる。光入射電極は基板および誘電層よりなる。基板は、周知の金属吸収層よりも低い透明度（または高い吸収率）を備える導電性透明層である。導電性基板の薄さまたは導電性基板の不純物の含量は、透明度を減少させるために増すことができる。
【００１５】
本発明の目的に従って、第２の実施形態は、光学干渉ディスプレイにおいて使用される変調を開示する。この変調は少なくとも光入射電極および光反射電極よりなり、光入射電極は、基板、吸収層および誘電層よりなる。基板は第１の導電性透明層である。第１の誘電層は、例えば基板といった第１の導電性透明層上に形成され、その後、第２の導電性透明層がスパッタリングによって第１の誘電層上に形成される。その後、第２の誘電層が第２の導電層上に堆積される。吸収層は、第１の誘電層および第２の導電性透明層よりなる。光は実際に、第１（基板）および第２の導電性透明層によって吸収され、この時、第１の導電性透明層の軸および、第２の導電性透明層の軸および格子は異なり得る。
【００１６】
本発明の目的に従って、第３の実施形態は、光学干渉ディスプレイにおいて使用される変調を提供する。この変調は少なくとも光入射電極および光反射電極よりなり、光入射電極は、基板、吸収層および誘電層よりなる。基板は第１の導電性透明層である。基板の上に、少なくとも２つの誘電層および２つの導電性透明層が交互に形成される。吸収層は、一番上の誘電層および基板を除く全部の層よりなる。光は実際に、基板および導電性透明層によって吸収され、この時、すべての隣り合う導電性透明層の軸および軸の格子は異なり得る。
【００１７】
ここに明らかにされた変調に基づいて、吸収層は、均一な超薄膜金属層を形成するという難題のために、周知の薄膜金属層（１００オングストローム未満）から作成されない。本発明において、吸収層は、金属酸化物または、導電性金属酸化物層および他の誘電層よりなる多層から作成される。導電性金属酸化物層および誘電性材料の光透明度は金属の透明度より高いので、通常は３００オングストロームより厚い多層は、当業で周知の金属層より厚いと仮定される。導電性金属酸化物層および他の誘電層よりなる多層の使用は、いくつかの利益を提供する。第一に、品質は向上し、特に製造工程において大型のプレートが関連する場合に、製造はより安定する。そして第二に、金属酸化物の厚い層が使用されるので、それは導電層および吸収層の両方として機能することができる。余分な導電層を製造する必要がない。
【００１８】
前述の全般的説明および以下の詳細な説明の両方とも例示的なものであり、請求する本発明のさらなる解説を示すように意図していることを理解しなければならない。
添付図面は、本発明のさらなる理解を与えるために含まれており、この明細書に包含されその一部をなす。図面は、本発明の実施形態を例証しており、その説明とともに、本発明の原理を明白にするために役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
光学干渉ディスプレイの構造のさらなる情報を提供するために、本発明におけるすべての変調の光入射電極の構造を説明するために、ここに３つの実施例を示す。
【実施例１】
【００２０】
図３を参照されたい。図３は、本発明において開示された第１の実施形態の変調の断面図を示す。変調３０３は、少なくとも光入射電極３０２および光反射電極３０４よりなる。光入射電極３０２および光反射電極３０４は平行に配置されている。これらの２つの電極は、支柱３０８によって支持されており、その際、空洞３１０が形成される。光入射電極３０２および光反射電極３０４は、狭帯域ミラー、広帯域ミラー、非金属ミラー、金属ミラー、およびそれらの組合せるよりなる群から選択される。
【００２１】
図４を参照すれば、図４は、本発明の第１の実施形態において開示された変調の光入射電極の断面図を示す。光入射電極３０２は、基板３０２１および誘電層３０２２よりなる半透明電極である。入射光が光入射電極３０２を通り抜ける時に、光の一部は光入射電極３０２によって吸収される。基板３０２１は、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺＯ、ＩＯといった導電性透明材料、およびそれらの組合せから作成される。誘電層３０２２を形成するために使用される材料は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは金属酸化物である。
【００２２】
導電性透明材料の透明度は普通、高く、すなわち８０％超であるが、光入射電極３０２の理想透明度は約２０％〜７０％の間である。基板３０２１の透明度を減少させる方法は、基板３０２１の厚さを増大させる、基板の純度を低下させるために製造パラメータを調整する、などを含む。基板が厚くなればなるほど、達成できる透明度はより低くなる。従って、基板の厚さを増大させることは透明度を減少させる。さらに、基板のすべての部分において多様な軸を生じる無秩序な格子を備える基板を製造するように製造パラメータを調整することは、基板の透明度を減少させる別の方法である。さらに、基板の透明度を減少させるために、基板における不純物を増大させる（１００ｐｐｍ超）ことによって低純度基板が作成され得る。それは基板の格子を不規則にする。また、基板中の不純物は普通、低透明度である。それはまた、全体の透明度を減少させるのにも役立つ。ここで検討した３つの方法は、単独で、または組合せて使用され得る。
【実施例２】
【００２３】
図５を参照すれば、図５は、第２の実施形態において開示された変調の光入射電極の断面図を示す。図３の変調３００の光入射電極３０２と同様に、光入射電極５０２は、基板５０２１、１つの第１の誘電層５０２２、１つの導電性透明層５０２３および１つの第２の誘電層５０２４よりなる。光入射電極５０２を通り抜ける入射光は、部分的に吸収される。基板５０２１および導電性透明層５０２３は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺＯ、ＩＯといった導電性透明材料から作成される。誘電層５０２２は、酸化シリコン、窒化珪素または金属酸化物から作成される。
【００２４】
基板５０２１および導電性透明層５０２３は、吸収層として機能する。しかし、基板は（図示されていない）ガラス板上に形成され、導電性透明層は誘電層５０２２の上に形成される。格子は不規則にされており、各々の軸は異なる。従って、吸収層の透明度は、周知の吸収層の透明度と同様にすることができる。
【００２５】
また、導電性透明層の透明度は基板の純度を減少させることによって低下される。
【実施例３】
【００２６】
図６を参照されたい。図６は、本発明の第３の実施形態において開示された変調の断面図を示す。変調３００の光入射電極３０２と同様、光入射電極６０２は、基板６０２１、１つの第１の誘電層６０２２、１つの第１の導電性透明層６０２３、１つの第２の誘電層６０２４、１つの第２の導電性透明層６０２５および１つの第３の誘電層６０２６よりなる半透明電極である。入射光が光入射電極６０２を通り抜ける時に、光の一部が吸収される。基板６０２１および、２つの導電性透明層６０２３および６０２５は、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺＯ、ＩＯといった導電性透明材料、およびそれらの組合せから作成される。誘電層６０２２を形成するための材料は、酸化シリコン、窒化シリコンまたは金属酸化物である。
【００２７】
基板６０２１、第１の導電性透明層６０２３および第２の導電性透明層６０２５は、吸収層として機能する。基板６０２１上に形成された第１の誘電層６０２２は、第１の導電性透明層６０２３の組成に影響する。従って、格子は不規則にされている。また、第２の誘電層６０２４および第１の誘電層６０２２の格子は、堆積中の異なる条件のために異なる。そして、第２の導電性透明層６０２５の格子は、第１の誘電層６０２３および基板６０２１のものと異なる。導電性透明層のすべての部分の格子および軸の組成は、すべて異なる。さらに、多層の組成は吸収層の薄さも増すことができる。従って、吸収層の透明度は周知の吸収層の透明度と同じとすることができる。
【００２８】
ここで、導電性透明層の透明度は、基板の純度を減少させることによって同じく低下される。
【００２９】
層の数は限定されない。本発明の目的は、超薄膜金属の代わりに金属酸化物ならびに、金属酸化物および誘電性材料の組合せから作成された多層吸収層を提供することである。吸収層の品質および製造工程の安定性の両方が改善される。
【００３０】
本発明の範囲または精神を逸脱することなく様々な修正および変更が本発明の構造になし得ることは、当業者には明白であろう。上述を考慮して、本発明は、それらが以下の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲に該当する限り、本発明の修正および変更を包括するように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】先行技術の変調の断面図である。
【図２】電圧が印加された後の先行技術の変調の断面図である。
【図３】本発明の１つの好ましい実施形態に従った変調の断面図である。
【図４】本発明の１つの好ましい実施形態に従った変調の光入射電極の断面図である。
【図５】本発明の別の好ましい実施形態に従った変調の光入射電極の断面図である。
【図６】本発明の１つの好ましい実施形態に従った本発明の第３の実施形態において開示された変調の光入射電極の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  変調
１０２  壁
１０２１  基板
１０２２  光吸収層
１０２３  誘電層
１０４  壁
１０６  支柱
１０８  空洞
３００  変調
３０２  光入射電極
３０２１  基板
３０２２  誘電層
３０３  変調
３０４  光反射電極
３０８  支柱
３１０  空洞
５０２  光入射電極
５０２１  基板
５０２２  誘電層
５０２３  導電性透明層
５０２４  誘電層
６０２  光入射電極
６０２１  基板
６０２２  第１の誘電層
６０２３  第１の導電性透明層
６０２４  第２の誘電層
６０２５  第２の導電性透明層
６０２６  第３の誘電層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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