基于相變材料的固態(tài)光學(xué)顯示器的研究.pdf

1、固態(tài)非易失性光學(xué)涂層顯示結(jié)構(gòu)（ Solid-state Non-volatile Optical Coatings Display）是基于光學(xué)涂層和相變材料這兩種技術(shù)的結(jié)合發(fā)展而來的一項新型動態(tài)顯示技術(shù)。通過熱累積，相變材料可以在晶態(tài)和非晶態(tài)兩種相態(tài)之間進行快速可逆的轉(zhuǎn)變，并伴隨有材料電學(xué)和光學(xué)特性的劇烈改變，因此被廣泛應(yīng)用在光學(xué)器件、光學(xué)存儲、電學(xué)存儲器件中。另一方面，光學(xué)涂層則是基于薄膜干涉現(xiàn)象實現(xiàn)的薄膜器件，通過調(diào)節(jié)膜層厚度對特定

2、光波段的反射和吸收進行調(diào)控。結(jié)合以上兩種技術(shù)，超薄的強吸收材料和光學(xué)反射面結(jié)合形成的光學(xué)涂層，再利用相變材料相態(tài)可變的特性，可以實現(xiàn)多種明亮色彩的動態(tài)切換顯示。在這項新型技術(shù)中，整個顯示結(jié)構(gòu)的顏色變化可以通過改變相變材料Ge2Sb2Te5（GST）的相態(tài)來實現(xiàn)，而相態(tài)的變化可以由位于相變材料上下的兩層導(dǎo)電材料氧化銦錫（ITO）通電流來實現(xiàn)電致相變。憑借相變材料的其他特點，這種顯示結(jié)構(gòu)還具有非易失性（即掉電后顯示內(nèi)容仍然保持）、顯示功耗低

3、、顯示內(nèi)容切換高速、柔性兼容性好、不依賴于襯底材料、可實現(xiàn)大面積顯示器、制造工藝簡單等諸多優(yōu)點，在新型顯示領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文研究了ITO材料的熱致晶化現(xiàn)象和其與反射面結(jié)合的薄膜干涉效應(yīng)，并深入研究了在基于相變材料設(shè)計的固態(tài)顯示結(jié)構(gòu)中，相變材料GST和導(dǎo)電材料ITO這兩層材料各自所起到的作用。本課題發(fā)現(xiàn)了ITO的晶化和GST的相態(tài)變化都對整個結(jié)構(gòu)的顏色改變有重要的影響，這是在此前的研究中從未報道的內(nèi)容。實驗發(fā)現(xiàn)，在顯