[发明专利]电子显示器

说明书

技术领域

本发明涉及电压控制电子显示器。

背景技术

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“纸的再发明”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。

发明内容

根据本发明的一个方面，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。

根据本发明的另一方面，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。

通过本发明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。