[发明专利]相变材料显示装置

说明书

本公开涉及显示器。在一种布置中提供了多个像素，其中，每个像素包括在多个稳定状态之间可以热切换的相变材料。每个像素包括切换装置，切换装置被配置为响应于控制信号，加热相变材料，从而对相变材料进行热切换。切换装置包括单个电子组件，该单个电子组件能够通过控制信号在不同状态之间切换，并被配置成在像素的相变材料的热切换期间，像素的相变材料接收的热量主要包括在单个电子组件内产生的热量。

技术领域

本发明涉及一种使用相变材料(PCM)的显示器。

背景技术

已知的是，在高分辨率反射显示器和透视显示器中使用PCM。PCM是可以通过电学的、光学的或热学的方式在具有不同光电特性的多个相之间进行切换的材料。由于在完成相变后，不需要持续地供电来维持新的状态，因此双稳态PCM尤其具有吸引力。通过使用快速的热能的脉冲启动PCM中的相变，PCM光电装置能够动态地改变其光学特性。像素可以在微米量级范围内进行切换，以实现高分辨率的显示特性。

虽然PCM显示器的稳定性有利于低能耗，但是在切换过程中仍然会出现能量损耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种功耗更低和/或结构更简单的PCM显示器。

根据本发明的一方面，提供了一种显示器，包括多个像素，其中，每个像素包括相变材料元件，该相变材料元件包括可在相对于彼此具有不同折射率的多个稳定状态之间热切换的相变材料；每个像素包括切换装置，该切换装置被配置为响应于切换装置接收的控制信号，加热像素的相变材料，从而对像素的相变材料进行热切换；以及切换装置包括单个电子组件，该单个电子组件能够通过上述控制信号在不同状态之间切换，并被配置成在像素的相变材料的热切换期间，像素的相变材料接收的热量主要包括在单个电子组件内产生的热量。

因此，提供了一种显示器，其中，每个像素中的单个电子组件本质上执行响应于控制信号改变状态以及产生切换像素的PCM所需的热量的双重作用。与使用单独的电阻式加热元件的替代性方法相比，本实施例实现了显著的低功耗和/或能够简化结构和/或提高了紧凑性。

在实施例中，在单个电子组件和PCM元件之间设置有金属散热结构。该金属散热结构将在单个电子组件内产生的热量有效地导向PCM元件，使得能够快速地、可靠地进行切换和/或进一步有助于降低整体功耗。

本公开的实施例尤其可以应用于但不限于“无缝”显示器，其中，诸如反射器之类的光学不透明层被定位在切换装置和可切换的PCM元件之间(从而在使用时使切换装置不可见)，由切换装置提供的加热构成通过光学不透明层传递到PCM元件的信号。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的方式对本发明作进一步说明，其中：

图1示意性地描绘了针对包括多个像素的显示器的一部分的驱动电子电路。

图2描绘了用于将示例PCM元件切换到结晶状态(在右图示意性地描绘)的加热器控制周期(左图)。

图3描绘了用于将示例PCM元件切换到非结晶状态(在右图示意性地描绘)的加热器控制周期(左图)。

图4是像素的侧截面示意图。

图5描绘了用于切换图4的像素的电路，包括通过使电流流经半导体装置外部的电阻式加热元件来对相变材料(PCM)元件施加加热的半导体装置。

图6是根据实施例的像素的侧截面示意图。

图7描绘了用于切换图6的像素的电路，包括直接对PCM元件施加加热而不使用半导体装置外部的电阻式加热元件的半导体装置。

图8描绘了图5的电路的变体，其中，被配置作为二极管工作的半导体装置用于通过使电流流经半导体装置外部的电阻式加热元件来对PCM元件施加加热。