电子显示器制造技术

本发明专利技术描述一种电压控制显示器。此电压控制显示器是低电压显示器，并且包括具有一对电极的显示元件以及其接线端与电压控制显示器一对电极的第一个耦合的分压器。切换电压小于约１０伏的金属－绝缘体－金属二极管耦合到分压器。在优选实施例中，显示器元件进一步包括第二金属－绝缘体－金属二极管，并且其中分压器包括与第二金属－绝缘体－金属二极管串联耦合的电阻。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

Electronic display

The invention relates to a voltage control display device. The voltage control display is a low voltage display, and includes a display element having a pair of electrodes and a first coupling voltage divider between the terminal and the voltage control display. A metal insulator metal diode with a switching voltage of less than about 10 volts is coupled to a voltage divider. In a preferred embodiment, the display element further includes a second metal insulator metal diode, and the divider includes a resistor coupled in series with the second metal insulator metal diode.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电压控制电子显示器。
技术介绍
电压控制显示器的一种类型是电泳显示器，如在MassachusettsInstitute of Technology(1998年6月)的“全印刷的双稳态反射显示器可印刷的电泳油墨和全印刷的金属-绝缘体-金属二极管”中描述且由E-INK Inc。Cambridge，Ma提供的显示器。此种显示器基于所谓的“电子油墨”，如基于所施加的电压而改变其性质的电泳材料。使用诸如电子油墨的电泳材料，可在基体材料上印刷平板显示器。这些显示器抽运非常小的电流，因而消耗非常小的功率。任何电压敏感材料可用作此显示器。另一种在Scientific American(1996年9月)的“纸的再专利技术”中描述并称为电压敏感的材料的Gyricon。这两种显示器都在相对较高的电压下工作。金属-绝缘体-金属二极管(M-I-M二极管)表现出与半导体二极管相似的电流-电压特性。与半导体二极管电流-电压特性的一个区别是M-I-M二极管的电流-电压特性是对称的。M-I-M二极管典型的电流-电压特性曲线是双极的。也就是说，在预定的负电压和基本相同的预定正电压时，此二极管可在非导电状态和导电状态之间切换。一种类型的金属-绝缘体-金属二极管包括复合金属-绝缘层，在此层中以一定间隔配置两导电层即电极。复合金属/绝缘层包含其中悬浮相对较厚金属颗粒的绝缘粘合剂，并在金属颗粒上热生长或淀积氧化物层。在Jaeyong Park的上述论文中，描述两种生产此种金属-绝缘体-金属二极管的工艺。由此工艺产生的二极管表现出相对较高的切换电压。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，电压控制显示器包括具有一对电极的显示元件以及其接线端与电压控制显示器的一对电极中的第一个耦合的分压器。电压控制显示器还包括与分压器耦合的切换电压小于约10伏的金属-绝缘体-金属二极管。在如权利要求1所述的电压控制显示器中，分压器包括一对具有相同电阻值的电阻。在电压控制显示器中，在显示元件第一接线端的电势是信号线电压的一部分，在显示元件第二接线端的电势由非线性元件和电阻上的电压决定。电压控制显示器可包括与电阻串联耦合的第二金属-绝缘体-金属器件。在此设置中，在显示元件第一接线端的电势是信号线电压中固定的一部分；而在显示元件第二接线端的电势由非线性元件和电阻的连接处的电压决定。根据本专利技术的另一方面，电压控制显示器包括多个在阵列中耦合的显示器单元。阵列的每个单元包括具有一对电极的显示元件、其接线端与电压控制显示器一对电极中的第一个耦合的分压器、以及与分压器耦合的切换电压小于约10伏的金属-绝缘体-金属二极管。通过本专利技术一个或更多的方面可提供以下一个或更多的优点。与其它显示器相比，本显示器的一个优点在于，它使用非常小的电流并在低电压时切换。本显示器包括电压敏感显示器和低电压切换的非线性元件，如低电压金属-绝缘体-金属二极管(M-I-M二极管)。电压敏感显示器使用基于电压切换的材料。另外，显示器阵列、元件、电阻和非线性元件可使用常规且不昂贵的印刷技术制作。附图说明图1为低电压低功率电压控制显示器元件的示意图。图1A为优选的低电压低功率电压控制显示器元件的示意图。图2为低电压低功率电压控制显示器元件的矩阵的示意设计图。图3为M-I-M二极管结构的横截面视图。图3A为沿图3中线3A-3A剖分的局部放大视图。图4为可替代的M-I-M二极管结构的横截面视图。图4A为沿图4中线4A-4A剖分的局部放大视图。图5为另一可替代的M-I-M二极管结构的横截面视图。图6为制造图3元件的工艺流程图。图7A-7D为示出图1-4中M-I-M二极管器件典型切换特性的电压-电流曲线。具体实施例方式现在参照图1，示出低功率低电压显示器10。显示器10包括一对信号线，如显示器接线端11a、11b。显示器布置成包括显示元件16的并联电路。显示元件16包括两个夹住电泳油墨层15的电极12、14。电极12在由两个电阻18和20形成的分压器处与并联电路连接。电极14连接到并联电路的另一侧。并联电路的另一侧包括非线性元件和第三电阻24，非线性元件即为用作M-I-M二极管的低电压可控开关22。在切实可行的实施例中，显示器10可复制许多次，并且显示器10可布置到这些元件的有源矩阵中。显示器10是超低电流的电压控制型的显示器。电子油墨层15是基于所施加的电压改变其性质的电泳材料。使用诸如电子油墨层15的电泳材料，可在基体材料上印刷平板显示器。显示器10在低电压如小于10伏的电压操作并抽运非常小的电流，因而消耗非常小的功率。任何电压敏感材料可用作该显示器。另一种具有相似性质的材料在ScientificAmerican 1998年9月的“纸的再专利技术”中描述并称为“Gyricon”。Gyricon也是电压敏感材料。显示器10需要的工作电压在10伏的范围内，具体地在小于0.5到1-2伏，更具体地在0.5-1伏的电压范围内。非线性元件22是M-I-M二极管，以下结合图3-7D描述。如果电阻18的值等于电阻20的值，在接线端12的电势就总是接线端11a、11b信号电压差的一半。电极14的电势由非线性元件22和电阻24上的电压决定。在接线端12的电压会基于施加到接线端11a的信号，相对于电极14的电压而变化。由于元件22是非线性的，有某点它会切换使电极12的电压相对于电极14的电压而变为负的。当非线性元件切换时，这会倒转显示元件16的极性，使显示元件16改变颜色。通过安排多个显示元件16，所形成的显示器10可用于显示各种信息。由于显示器10是印刷器件，非线性元件可安装基于碳油墨的电极，这将在以下描述。电阻也可以是基于碳的，并且包含填充物以降低电阻的导电性而使它们更具电阻性。理想地，整个显示器10应具有非常高的总电阻。对于一个单元它为15兆欧数量级。现在参照图1A，示出可替代的显示器元件30。显示器元件30包括电压控制显示元件38，在元件38中包括耦合到固定电势的一个电极38a以及耦合到用作M-I-M二极管的一对非线性开关元件34和36中的第二电极38b，这将在以下描述。显示器元件30还包括可以是印刷膜电阻的电阻32，此电阻32具有耦合到电源电势V的一端以及耦合到一对非线性开关元件34和36的公共连接处的第二端。为了切换显示器元件30的电势差，非线性元件34、36用于把第二电极耦合到+V电势或基准电势如接地，并使显示器切换颜色以响应输入到一对非线性元件的控制信号。现在参照图2，示出多个在阵列40中耦合的显示器元件30。多个显示器元件30具有耦合到行41a-41b和列42a-42b可寻址线的导体。在切实可行的实施例中，可以有多于所示两条线的许多行和列线。行可寻址线41a-41b耦合到每个显示器元件30中相应一个的M-I-M二极管元件36，列可寻址线42a-42b耦合到每个显示器元件30中相应一个的M-I-M二极管元件34。阵列40还包括行驱动器41和列驱动器42。解码器(未示出)把输入信号解码成有关线41a-41b和42a-42b的行和列信号，向行驱动器41和列驱动器42输入解码器信号，以便控制单个的显示器元件30。因而，每一单个的显示器元件30可以是显示器阵列40中的相应象素元件。阵列40使驱动器41、42产生有关行线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压控制显示器，其中包括： 具有一对电极的显示元件； 其接线端与电压控制显示器一对电极的第一个耦合的分压器；以及 与分压器耦合的切换电压小于约１０伏的金属－绝缘体－金属二极管。

【技术特征摘要】
US 1999-4-16 09/293,0131.一种电压控制显示器，其中包括具有一对电极的显示元件；其接线端与电压控制显示器一对电极的第一个耦合的分压器；以及与分压器耦合的切换电压小于约10伏的金属-绝缘体-金属二极管。2.如权利要求1所述的电压控制显示器，其中，显示元件是电泳显示器。3.如权利要求1所述的电压控制显示器，其中，金属-绝缘体-金属二极管具有小于约2伏的切换电压。4.如权利要求1所述的电压控制显示器，其中，分压器包括一对具有相同电阻值的电阻。5.如权利要求4所述的电压控制显示器，其中，在显示元件第一接线端的电势是信号线电压中的一部分，在显示元件第二接线端的电势由非线性元件和电阻上的电压决定。6.如权利要求1所述的电压控制显示器，进一步包括第二金属-绝缘体-金属器件，其中，分压器包括与第二金属-绝缘体-金属二极管串联耦合的电阻。7.如权利要求6所述的电压控制显示器，其中，在显示元件第一接线端的电势是信号线电压中的一部分，而在显示元件第二接线端的电势由非线性元件和电阻的连接处电压决定。8.如权利要求1所述的电压控制显示器，其中，根据输送到显示元件的显示器控制信号，显示元件一个接线端的电压会相对于显示元件另一接线端的电压而改变。9.如权利要求8所述的电压控制显示器，其中，第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：安妮T林奇，杰弗里S修斯，马克卡克普劳伊兹，
申请(专利权)人：吉莱特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]