一種顯示裝置的制作方法

本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種顯示裝置。

背景技術：

隨著顯示技術的不斷發展，液晶顯示器LCD(Liquid Crystal Display)已在平板顯示領域中占據了主導地位。

液晶顯示器為非發光性顯示裝置，它需要借助背光源才能實現顯示的效果。背光源發出的白光經過彩膜材料過濾。目前常用的彩膜材料的透過率較低，使得液晶顯示器的透過率較低，光線利用率較低。

技術實現要素：

鑒于上述問題，提出了本發明實施例以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種顯示裝置。

為了解決上述問題，本發明實施例公開了一種顯示裝置，包括：

第一基板、第二基板，位于所述第一基板和所述第二基板之間的由多個光子晶體組成的光子晶體陣列；

自然光通過所述第一基板射入所述光子晶體陣列，自然光中波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線被阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線經過光子晶體射入所述第二基板。

優選的，所述光子晶體陣列包括三種不同禁帶顏色的光子晶體，行相鄰的三個光子晶體的禁帶顏色各不相同，列相鄰的三個光子晶體的禁帶顏色各不相同。

優選的，所述光子晶體陣列包括：禁帶顏色為藍色的光子晶體、禁帶顏色為紅色的光子晶體，以及禁帶顏色為綠色的光子晶體。

優選的，所述顯示裝置還包括：圍繞各個光子晶體的線圈；

所述光子晶體由至少兩種不同折射率的磁性材料形成，所述至少兩種磁性材料的折射率與線圈磁場強度的具有對應關系；當線圈磁場強度改變時，所述至少兩種磁性材料的折射率被改變，使得光子晶體的帶隙寬度被改變。

優選的，所述至少兩種磁性材料包括：至少兩種折射率不同的鐵氧材料。

優選的，所述顯示裝置還包括：

與每個線圈連接的薄膜晶體管，多根柵極掃描線、多根數據掃描線；

每個薄膜晶體管分別與一柵極掃描線和一數據掃描線連接；當對柵極掃描線輸入信號電壓時，與該柵極掃描線連接的薄膜晶體管被導通，數據掃描線分別通過被導通的薄膜晶體管向線圈輸入電流。

優選的，所述光子晶體由所述至少兩種磁性材料，在所述第一基板或所述第二基板上交替沉積形成。

優選的，所述顯示裝置還包括：

設置在所述第一基板表面，圍繞各個光子晶體的黑色矩陣。

優選的，所述顯示裝置還包括：

位于所述第一基板和所述光子晶體陣列之間的第一ITO電極，以及，位于所述第二基板和所述光子晶體陣列之間的第二ITO電極。

優選的，所述光子晶體由所述至少兩種磁性材料，在所述第一ITO電極或所述第二ITO電極上交替沉積生成。

優選的，所述顯示裝置還包括：

設置在所述第一ITO電極表面，圍繞各個光子晶體的黑色矩陣。

優選的，所述顯示裝置還包括：

背光源；所述背光源產生的自然光通過所述第一基板射入所述光子晶體陣列，自然光中波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線被阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線經過光子晶體射入所述第二基板。

本發明實施例包括以下優點：

在本發明實施例中，由于光子晶體只對波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線進行阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線都可以通過光子晶體，使得較多的光線能通過光子晶體，從而增加顯示裝置的透過率。

附圖說明

圖1是本發明的一種顯示裝置實施例一的結構圖；

圖2是色彩混合原理的示意圖；

圖3是本發明實施例中一種薄膜晶體管電路的示意圖

圖4是本發明的一種顯示裝置實施例二的結構圖；

圖5是本發明的一種顯示裝置實施例三的結構圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

實施例一

參照圖1，示出了本發明的一種顯示裝置實施例一的結構圖，具體可以包括：

第一基板11、第二基板12，位于所述第一基板11和所述第二基板12之間的由多個光子晶體組成的光子晶體陣列13；

自然光通過所述第一基板11射入所述光子晶體陣列13，自然光中波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線被阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線經過光子晶體射入所述第二基板12。

光子晶體(Photonic Crystal)是由不同折射率的介質周期性排列而成的人工微結構。光子晶體即光子帶隙材料(光子禁帶材料)，從材料結構上看，光子晶體是一類在光學尺度上具有周期性介電結構的人工設計和制造的晶體。與半導體晶格對電子波函數的調制相類似，光子帶隙材料能夠調制具有相應波長的電磁波。當電磁波在光子帶隙材料中傳播時，由于存在布拉格散射而受到調制，電磁波能量形成能帶結構。能帶與能帶之間出現帶隙，即光子帶隙PBG(PhotonicBand-Gap)，也稱光子禁帶。所具能量處在光子帶隙寬度內的光子，不能進入該晶體，實現對特定波長的光進行阻擋。

具有不同光子帶隙的光子晶體能夠阻擋不同波段的光，以及使不同波段的光通過光子晶體。

光子帶隙的特性可以用禁帶顏色表示，在本發明實施例中，光子晶體陣列13可以包括三種不同禁帶顏色的光子晶體，三種不同禁帶顏色的光子晶體可以稱為第一光子晶體、第二光子晶體、第三光子晶體。在光子晶體陣列的每一行、每一列中，三種光子晶體依次交替排布，行相鄰的三個光子晶體的禁帶顏色各不相同，列相鄰的三個光子晶體的禁帶顏色各不相同。

由于光子晶體可以禁止光子帶隙寬度內的光線通過，而使光子帶隙寬度外的光線通過，因此，本申請實施例中可以采用減色法實現顯示裝置的顏色調節。減色法是通過除去白光中的某種光線實現各種顏色的顯示的方法。參照圖2所示為色彩混合原理的示意圖，當白光被中的某種顏色的光被阻擋后，得到的是與被阻擋的光線的互補色的光線。

在本發明實施例中，三種不同禁帶顏色的光子晶體可以分別為禁帶顏色為藍色的光子晶體、禁帶顏色為紅色的光子晶體，以及禁帶顏色為綠色的光子晶體。

自然光(白光)通過禁帶顏色為藍色的光子晶體時，藍色光B被阻隔，出射光為黃色光Y。自然光(白光)通過禁帶顏色為紅色的光子晶體時，紅色光R被阻隔，出射光為青色光C。自然光(白光)通過禁帶顏色為綠色的光子晶體時，綠色光G被阻隔，出射光為洋紅光M。

在本發明實施例中，光子晶體可以采用至少兩種不同折射率的磁性材料形成，所述至少兩種磁性材料的折射率與線圈磁場強度的具有對應關系；

磁性材料可以通過外加直流磁場(或溫度)來調節自身的光學性質。

分析結果表明：若光子晶體由兩種不同磁性材料形成，當兩種磁性材料的折射率趨于相等時，光子禁帶趨于消失；然而，當兩種材料的折射率差別變大時，光子禁帶變寬，最大帶隙寬度與帶隙中心頻率的比值高達0.8。

在本發明實施例中，顯示裝置還可以包括：圍繞各個光子晶體的線圈14，當線圈磁場強度改變時，所述至少兩種磁性材料的折射率被改變，使得光子晶體的帶隙寬度被改變。

磁性材料的固有性質主要體現在磁導率μ，在本發明實施例中，具體可以采用至少兩種折射率不同的鐵氧材料來形成光子晶體。在外磁場強度改變時，鐵氧材料的磁導率μ改變，使得磁性材料的折射率改變，進而改變光子晶體的帶隙寬度。

本領域技術人員應該可以理解，上述的采用至少兩種折射率不同的鐵氧材料來形成光子晶體僅僅是本發明的示例，本領域技術人員可以采用其他磁性形成光子晶體，只要所選用的磁性材料在外磁場強度變化時，磁性材料的磁導率μ改變，使得磁性材料的折射率改變即可，本發明在此不作限制。

在本發明實施例中，每一個線圈的磁場強度都由一個相應的薄膜晶體管等效電路來控制。

參照圖3所示為本發明實施例中一種薄膜晶體管電路的示意圖。在本發明實施例中，顯示裝置還可以包括：與每個線圈連接的薄膜晶體管，多根柵極掃描線、多根數據掃描線，以及多根公共連接線VSS。

線圈的一端與公共連接線VSS連接，另一端與薄膜晶體管連接；

每個薄膜晶體管分別與一柵極掃描線和一數據掃描線連接；當對柵極掃描線輸入信號電壓時，與該柵極掃描線連接的薄膜晶體管被導通，數據掃描線分別通過被導通的薄膜晶體管向線圈輸入電流。

通過改變數據掃描線輸入線圈的電流，可以改變線圈的磁場強度，進而改變光子晶體的帶隙寬度。

在本發明實施例中，所述光子晶體由所述至少兩種磁性材料，在所述第一基板11或所述第二基板上12交替沉積形成。

光子晶體可以采用熱蒸發、電子束、分子束外延、磁控濺射、等離子體增強化學氣相沉積法(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，PECVD)等方法，在基板上形成。例如，采用熱蒸發、電子束、分子束外延、磁控濺射、PECVD等方法，依次交替在襯底基板上沉積具有一定厚度的兩種折射率不同的透光材料形成光子晶體層。

在本發明實施例中，所述顯示裝置還可以包括：

設置在所述第一基板11表面，圍繞各個光子晶體的黑色矩陣15。每一個光子晶體都被黑色矩陣(陣Black Matrix)包圍。黑色矩陣15主要用于區分像素之間的結構，防止像素之間的漏光，并隱藏面板中的布線。在本發明實施例中，可以認為每一個光子晶體對應控制一個像素單元所顯示的顏色。

本發明實施例中，顯示裝置的工作原理如下：背光源產生的自然光經過第一基板11進入光子晶體陣列13，每一個光子晶體相當于一個開關。當磁性材料磁導率為1時，三種光子晶體開關分別阻隔紅R，綠G，藍B三種顏色，中和顯示為白色，此時第二基板12顯示白色畫面，各個光子晶體開關狀態為ON，像素顯示最高灰階。

若有外界磁場對磁性光子晶體磁化，磁性光子晶體中的磁導率發生變化，使得光子晶體的帶隙寬度變寬，阻擋其他波長光線通過磁性光子晶體開關，不同磁性光子晶體開關通過不同波長的光線，由此產生不同灰階下的彩色畫面，當帶隙寬度達到可見光波長范圍，完全阻擋光線通過，此時基第二板12顯示全黑畫面，此時光子晶體開關狀態為OFF，像素顯示最低灰階。

在本發明實施例中，由于光子晶體只對波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線進行阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線都可以通過光子晶體，使得較多的光線能通過光子晶體，從而增加顯示裝置的透過率。

在本發明實施例中，所述的顯示裝置還可以包括：背光源；

背光源產生的自然光通過所述第一基板射入所述光子晶體陣列，自然光中波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線被阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線經過光子晶體射入所述第二基板。

在本發明實施例中，背光源產生的自然光射入光子晶體陣列后，由于光子晶體只對波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線進行阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線都可以通過光子晶體，使得較多的光線能通過光子晶體，從而增加顯示裝置的透過率，降低背光源功耗。

實施例二

參照圖4，示出了本發明的一種顯示裝置實施例二的結構圖，具體可以包括：

第一基板21、第二基板22，位于所述第一基板21和所述第二基板22之間的由多個光子晶體組成的光子晶體陣列23；

位于所述第一基板21和所述光子晶體陣列23之間的第一ITO(Indium tin oxide，氧化銦錫)電極24，以及，位于所述第二基板22和所述光子晶體陣列23之間的第二ITO電極25；

第一ITO電極24和第二ITO電極25為透明的ITO電極。

自然光依次通過所述第一基板21、第一ITO電極24射入所述光子晶體陣列23，自然光中波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線被阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線經過光子晶體依次射入所述第二ITO電極25，所述第二基板22。

在本發明實施例中，所述光子晶體陣列包括三種不同禁帶顏色的光子晶體，行相鄰的三個光子晶體的禁帶顏色各不相同，列相鄰的三個光子晶體的禁帶顏色各不相同；

具體的，所述光子晶體陣列包括：禁帶顏色為藍色的光子晶體、禁帶顏色為紅色的光子晶體，以及禁帶顏色為綠色的光子晶體。

在本發明實施例中，所述的顯示裝置還可以包括：圍繞各個光子晶體的線圈26；

所述光子晶體由至少兩種不同折射率的磁性材料形成，所述至少兩種磁性材料的折射率與線圈磁場強度的具有對應關系；當線圈磁場強度改變時，所述至少兩種磁性材料的折射率被改變，使得光子晶體的帶隙寬度被改變。

具體的，所述至少兩種磁性材料包括：至少兩種折射率不同的鐵氧材料。

本領域技術人員應該可以理解，上述的采用至少兩種折射率不同的鐵氧材料來形成光子晶體僅僅是本發明的示例，本領域技術人員可以采用其他磁性形成光子晶體，只要所選用的磁性材料在外磁場強度變化時，磁性材料的磁導率μ改變，使得磁性材料的折射率改變即可，本發明在此不作限制。

在本發明實施例中，每一個線圈的磁場強度都由一個相應的薄膜晶體管等效電路來控制。

在本發明實施例中，所述的顯示裝置還可以包括：與每個線圈連接的薄膜晶體管，多根柵極掃描線、多根數據掃描線；

每個薄膜晶體管分別與一柵極掃描線和一數據掃描線連接；當對柵極掃描線輸入信號電壓時，與該柵極掃描線連接的薄膜晶體管被導通，數據掃描線分別通過被導通的薄膜晶體管向線圈輸入電流。

通過改變數據掃描線輸入線圈的電流，可以改變線圈的磁場強度，進而改變光子晶體的帶隙寬度。

在本發明實施例中，所述光子晶體由所述至少兩種磁性材料，在所述第一ITO電極24或所述第二ITO電極25上交替沉積生成。

在本發明實施例中，所述的顯示裝置還可以包括：設置在所述第一ITO電極24表面，圍繞各個光子晶體的黑色矩陣27。黑色矩陣27主要用于區分像素之間的結構，防止像素之間的漏光，并隱藏面板中的布線。

在本發明實施例中，所述的顯示裝置還可以包括：背光源；

背光源產生的自然光依次通過所述第一基板、第一ITO電極射入所述光子晶體陣列，自然光中波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線被阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線經過光子晶體依次射入所述第二ITO電極，所述第二基板。

在本發明實施例中，背光源產生的自然光射入光子晶體陣列后，由于光子晶體只對波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線進行阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線都可以通過光子晶體，使得較多的光線能通過光子晶體，從而增加顯示裝置的透過率，降低背光源功耗。

實施例三

參照圖5，示出了本發明的一種顯示裝置實施例三的結構圖，具體可以包括：

背光源31、第一基板32、光子晶體33、第二基板34、圍繞光子晶體33的線圈35，以及以線圈35連接的電流脈沖控制電路36。

電流脈沖控制電路36向線圈35輸入電流，從而產生線圈磁場。在受到線圈磁場時，光子晶體的磁導率μ發生改變，使得磁性材料的折射率改變，進而改變光子晶體的帶隙寬度。

背光源31產生的自然光經過第一基板32射入光子晶體33，由于光子晶體33只對波長位于光子晶體帶隙寬度內的光線進行阻擋，波長位于光子晶體帶隙寬度外的光線都可以通過光子晶體33，經過光子晶體的出射光射入第二基板34，并從第二基板34射出。

需要說明的是，顯示裝置可以是顯示面板、手機、電腦、平板電腦、電子紙、GPS導航儀等用于顯示的電子設備。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

本領域內的技術人員應明白，本發明實施例的實施例可提供為方法、裝置、或計算機程序產品。因此，本發明實施例可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發明實施例可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。

本發明實施例是參照根據本發明實施例的方法、終端設備(系統)、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理終端設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理終端設備的處理器執行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理終端設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理終端設備上，使得在計算機或其他可編程終端設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程終端設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發明實施例的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明實施例范圍的所有變更和修改。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設備中還存在另外的相同要素。

以上對本發明所提供的一種顯示裝置，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。