一种像素单元、反射式显示屏及其制备方法、显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及显示技术领域，公开一种像素单元、反射式显示屏及其制备方法、显示装置；其中，像素单元包括：第一电极层；光纤光栅结构，位于第一电极层上，折射率沿垂直于第一电极层的方向上周期性变化；压电晶体，位于第一电极层上、且围绕光纤光栅结构设置；压电晶体在驱动电压的作用下可产生形变并驱使光纤光栅结构的周期常数发生改变；第二电极层，位于压电晶体上，用于与第一电极层配合以向压电晶体提供驱动电压。上述像素单元可以实现全色彩反射式显示，并且，无需偏光片、液晶、彩膜等层结构，对入射自然光利用效率大大提升，可见光利用率较高，可以实现反射式显示屏幕亮度的最优化。

【技术实现步骤摘要】
一种像素单元、反射式显示屏及其制备方法、显示装置
本专利技术涉及显示
，特别涉及一种像素单元、反射式显示屏及其制备方法、显示装置。
技术介绍
现有的反射式显示装置大多是采用液晶显示屏；然而，液晶显示屏中，由于偏光片的使用会对入射光有50％左右的折损，加上彩膜、液晶等各层的吸收和损耗，往往导致入射光损失很大，因此，现有的反射式显示装置屏幕亮度往往较差。
技术实现思路
本专利技术公开了一种像素单元、反射式显示屏及其制备方法、显示装置，目的是提供一种显示亮度较高的反射式显示屏。为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种像素单元，包括：第一电极层；光纤光栅结构，位于所述第一电极层上，折射率沿垂直于所述第一电极层的方向上周期性变化；压电晶体，位于所述第一电极层上、且围绕所述光纤光栅结构设置；所述压电晶体在驱动电压的作用下可产生形变并驱使所述光纤光栅结构的周期常数发生改变；第二电极层，位于所述压电晶体上，用于与所述第一电极层配合以向所述压电晶体提供所述驱动电压。上述像素单元中，采用光纤光栅结构及压电晶体作为像素单元，其中，光纤光栅结构的折射率沿垂直于屏幕方向上周期性变化，设其周期常数为d，根据布拉格公式2dsinθ＝λ，自然光入射至该光纤光栅结构后，其中波长满足上述布拉格公式的光波会发生反射增强，其余波长不满足条件的光波不会被反射，即该光纤光栅结构可以对不同频率的光进行选择性反射，从而可以实现彩膜功能，且根据布拉格公式，通过改变光纤光栅结构的周期常数d，该像素单元可以实现RGB三色甚至更多色彩，进而，通过单像素即可实现全色彩显示；进一步的，该像素单元中，压电晶体在第一电极层和第二电极层产生的驱动电压的作用下可以产生形变，进而驱使光纤光栅结构的周期常数d发生改变，从而该像素单元可实现全色彩显示。因此，上述像素单元，可以实现全色彩反射式显示；并且，该像素单元无需偏光片、液晶、彩膜等层结构，不需要RGB三个子像素，对入射自然光利用效率大大提升，可见光利用率较高，可以实现反射式显示屏幕亮度的最优化。可选的，所述像素单元还包括光吸收层，所述光吸收层位于所述第一电极层和所述光纤光栅结构之间。可选的，所述光吸收层的材料为氧化钼。可选的，所述光纤光栅结构为折射率周期性变化的二氧化硅薄膜。可选的，所述第一电极层为像素电极；所述第二电极层为公共电极。可选的，所述像素单元还包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管与所述第一电极层电连接。可选的，当所述压电晶体未受到所述驱动电压作用时，所述光纤光栅结构不反射可见光；当所述压电晶体受到所述驱动电压作用时，所述光纤光栅结构反射可见光。可选的，所述光纤光栅结构反射的可见光的频率与所述压电晶体的驱动电压值相对应。一种反射式显示屏，包括上述任一技术方案所述的像素单元。一种显示装置，包括上述技术方案所述的反射式显示屏。一种反射式显示屏的制备方法，包括以下步骤：在基板上制备第一电极层；在所述第一电极层上制备光纤光栅结构层，通过构图工艺形成光纤光栅结构，所述光纤光栅结构的折射率沿垂直于所述第一电极层的方向上周期性变化；在所述第一电极层上制备压电晶体层，通过构图工艺形成压电晶体，所述压电晶体围绕所述光纤光栅结构设置，且所述压电晶体在驱动电压的作用下可产生形变并驱使所述光纤光栅结构的周期常数发生改变；在所述压电晶体上形成第二电极层，所述第二电极层与所述第一电极配合以向所述压电晶体提供所述驱动电压。可选的，所述在第一电极层上制备光纤光栅结构层，包括：采用化学气相沉积法，在所述第一电极层上沉积锗掺杂二氧化硅膜层；通过紫外光曝光法将入射光相干场图样写入所述二氧化硅膜层，以形成所述光纤光栅结构层。可选的，所述通过紫外光曝光法将入射光相干场图样写入所述二氧化硅膜层，包括：采用正弦相位掩膜板进行掩膜，利用紫外激光器从所述二氧化硅膜层的侧面进行辐射。可选的，所述在基板上制备第一电极层之前，还包括：在所述基板上制备薄膜晶体管，所述薄膜晶体管与所述第一电极层电连接。可选的，所述在第一电极层上制备光纤光栅结构层之前，还包括：在所述第一电极层上制备光吸收层。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种像素单元的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种反射式显示屏的部分结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种反射式显示屏的制备方法流程图；图4为本专利技术实施例提供的一种反射式显示屏中光纤光栅结构制备过程示意图；图5为波长为λ的激光束通过周期为L的正弦相位掩膜板衍射后的光谱分布示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1和图2所示，本专利技术实施例提供了一种像素单元，包括：第一电极层1；光纤光栅结构3，位于第一电极层1上，其折射率沿垂直于第一电极层1的方向上周期性变化；压电晶体4，位于第一电极层1上、且围绕光纤光栅结构3设置；该压电晶体4在驱动电压的作用下可产生形变并驱使光纤光栅结构3的周期常数d发生改变；第二电极层2，位于压电晶体4上，用于与第一电极层1配合以向压电晶体4提供驱动电压。上述像素单元中，光纤光栅结构3的折射率沿垂直于屏幕方向上周期性变化，如图1所示，设其周期常数为d，根据布拉格公式2dsinθ＝λ，自然光入射至该光纤光栅结构3后，其中波长满足上述布拉格公式的光波会发生反射增强，其余波长不满足条件的光波不会被反射，即该光纤光栅结构3可以对不同频率的光进行选择性反射，从而可以实现彩膜功能，且根据布拉格公式，通过改变光纤光栅结构3的周期常数d，该像素单元可以实现RGB三色甚至更多色彩，进而，通过单像素即可实现全色彩显示；进一步的，该像素单元中，压电晶体4在第一电极层1和第二电极层2产生的驱动电压的作用下可以产生形变，进而驱使光纤光栅结构3的周期常数d发生改变，从而使该像素单元可实现全色彩显示。因此，上述像素单元，可以实现全色彩反射式显示；并且，该像素单元无需偏光片、液晶、彩膜等层结构，不需要RGB三个子像素，对入射自然光利用效率大大提升，可见光利用率较高，可以实现反射式显示屏幕亮度的最优化。如图1和图2所示，一种具体的实施例中，本专利技术实施例提供的像素单元还包括光吸收层5，光吸收层5位于第一电极层1和光纤光栅结构3之间。可选的，光吸收层5的材料可以为氧化钼(MoOx)。具体的，自然光入射至光纤光栅结构3后，波长满足布拉格公式的光波被反射增强，其余不满足条件的光波透过光纤光栅结构3后则可以被光吸收层5所吸收。如图1和图2所示，一种具体的实施例中，光纤光栅结构3可以为折射率周期性变化的二氧化硅(SiO2)薄膜。具体的，可以利用激光辐照，使SiO2膜层内部折射率发生周期性变化，以形成光纤光栅增反射层，从而形成光纤光栅结构3；如图4所述，SiO2膜层中，经过激光辐照的区域，折射率突变为n2，其余部分折射率为n1，每相邻的一个n1和n2区域范围为一个变化周期，该区域厚度尺寸即为周期常数d。可选的，光纤光栅结构3的厚度可以根据显示色纯度的需求决定，由于光纤光栅结构3的周期越多，入射光过滤次数越多，色纯度也会越高，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种像素单元，其特征在于，包括：第一电极层；光纤光栅结构，位于所述第一电极层上，折射率沿垂直于所述第一电极层的方向上周期性变化；压电晶体，位于所述第一电极层上、且围绕所述光纤光栅结构设置；所述压电晶体在驱动电压的作用下可产生形变并驱使所述光纤光栅结构的周期常数发生改变；第二电极层，位于所述压电晶体上，用于与所述第一电极层配合以向所述压电晶体提供所述驱动电压。

【技术特征摘要】
1.一种像素单元，其特征在于，包括：第一电极层；光纤光栅结构，位于所述第一电极层上，折射率沿垂直于所述第一电极层的方向上周期性变化；压电晶体，位于所述第一电极层上、且围绕所述光纤光栅结构设置；所述压电晶体在驱动电压的作用下可产生形变并驱使所述光纤光栅结构的周期常数发生改变；第二电极层，位于所述压电晶体上，用于与所述第一电极层配合以向所述压电晶体提供所述驱动电压。2.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，还包括光吸收层，所述光吸收层位于所述第一电极层和所述光纤光栅结构之间。3.如权利要求2所述的像素单元，其特征在于，所述光吸收层的材料为氧化钼。4.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述光纤光栅结构为折射率周期性变化的二氧化硅薄膜。5.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述第一电极层为像素电极；所述第二电极层为公共电极。6.如权利要求5所述的像素单元，其特征在于，还包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管与所述第一电极层电连接。7.如权利要求1-6任一项所述的像素单元，其特征在于，当所述压电晶体未受到所述驱动电压作用时，所述光纤光栅结构不反射可见光；当所述压电晶体受到所述驱动电压作用时，所述光纤光栅结构反射可见光。8.如权利要求7所述的像素单元，其特征在于，所述光纤光栅结构反射的可见光的频率与所述压电晶体的驱动电压值相对应。9.一种反射式显示屏，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的像素单元。10.一种显示装置，其特征在于，包括权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞妍，贾宜訸，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11