[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
[0042] 实施例一
[0043] 本发明实施例提供了一种MEMS光阀,参考图2a和图2b所示,MEMS光阀包括:固定光栅2,固定光栅2划分为交替排布的第一区域21和第二区域22,其中,固定光栅2包括位于第一区域21的反射单元23,第二区域22不反射光;可动光栅1,可动光栅1位于固定光栅2的外界光射入侧,且可在可动光栅1所在的面内移动,可动光栅1在移动过程中能够遮挡反射单元23的部分或者全部。
[0044] 本发明实施例对于反射单元的结构不作限定,示例的,反射单元可以是反射片,还可以是反射式彩色滤光片,这里不作具体限定。另外,对于设置在第二区域的结构也不作限定。本发明实施例对于第一区域和第二区域的形状也不做限定,本发明实施例以及附图均以第一区域和第二区域均为条状为例进行说明。
[0045] 参考图2b所示,上述可动光栅1与固定光栅2相对设置,可动光栅1包括透光部10,在可动光栅1所在的面内,沿垂直于第一区域21的宽度方向即A-B方向移动可动光栅1后,可动光栅1的透光部10与固定光栅2的第一区域21交错,此时,射入到固定光栅的第一区域的外界光线数量较少;继续移动后,可以得到如图2c所示的结构,即可动光栅1的透光部10与固定光栅2的第一区域21重叠,此时,射入到固定光栅的第一区域的外界光线数量较多;这样可以通过移动可动光栅从而控制可动光栅的透光部与固定光栅的第一区域的重叠面积,进而控制外界光射入到固定光栅的反射单元的光线的多少。这里以可动光栅的透光部与固定光栅的第一区域的形状均为条状为例进行说明。另外,可动光栅还可以是其他移动方式,具体可以根据可动光栅和固定光栅的具体结构来确定,只要满足通过移动可动光栅从而可以控制可动光栅的透光部与固定光栅的第一区域的重叠面积,进而控制外界光射入到固定光栅的反射单元的光线的多少即可。
[0046] 本发明的实施例提供了一种MEMS光阀,该MEMS光阀包括:固定光栅,固定光栅划分为交替排布的第一区域和第二区域,其中,固定光栅包括位于第一区域的反射单元,第二区域不反射光;可动光栅,可动光栅位于固定光栅的外界光射入侧,且可在可动光栅所在的面内移动,该可动光栅在移动过程中能够遮挡反射单元的部分或者全部。这样,外界光射入到固定光栅后,第一区域的反射单元可以将外界光反射出去,通过移动可动光栅可以控制外界光射入到固定光栅的反射单元的光线的多少,进而将该MEMS光阀应用到MEMS显示装置时可以实现黑白显示。相比现有技术,本发明无需额外设置反光层,结构更为简单。
[0047] 可选的,反射单元为反射式彩色滤光片;反射式彩色滤光片包括:设置在反射式彩色滤光片的上表面的多个凸起,当外界光照射到凸起和上表面时,反射式彩色滤光片反射出一种颜色的光线。这样,将上述光阀应用到显示装置时,显示装置可以利用外界光即可实现彩色显示,从而无需采用背光源,极大降低了成本。
[0048] 可选的,参考图3所示,凸起25为点状,在第一区域内呈阵列排布;或者,参考图4所示,凸起25为条状,在第一区域内平行排布。这样,可以降低制作难度。
[0049] 可选的,参考图5所示,反射式彩色滤光片包括:本体层27,多个凸起25设置在本体层27的上表面。
[0050] 本发明对于上述凸起的具体形状不作限定,例如,凸起的横截面可以是矩形、圆形等。若凸起的横截面为矩形,则调整凸起的宽度与周期,可以得到红色滤光片、蓝色滤色片、绿色滤色片等。参考图4所示,凸起的周期P是指相邻两个凸起之间的距离L1与一个凸起的宽度W之和。若凸起的横截面为圆形,则调整凸起的直径与周期,可以得到红色滤光片、蓝色滤色片、绿色滤色片等。参考图3所示,凸起的周期P是指相邻两个凸起之间的距离L2与一个凸起的直径D之和。
[0051] 下面以凸起的横截面为圆形为例,列举几种具体的反射式彩色滤光片。
[0052] 红色滤色片:P=540nm,D=500nm,当白光照射到该红色滤色片上,其可以反射出红色。
[0053] 绿色滤色片:P=485nm,D=450nm,当白光照射到该绿色滤色片上,其可以反射出绿色。
[0054] 蓝色滤色片:P=320nm,D=300nm,当白光照射到该蓝色滤色片上,其可以反射出蓝色。
[0055] 黄色滤色片:P=200nm,D=60nm,当白光照射到该黄色滤色片上,其可以反射出黄色。
[0056] 品红色滤色片:P=200nm,D=76nm,当白光照射到该品红色滤色片上,其可以反射出品红色。
[0057] 青色滤色片:P=200nm,D=92nm,当白光照射到该青色滤色片上,其可以反射出青色。
[0058] 需要说明的是,上述反射式彩色滤光片主要利用反射式光栅的等离子共振增强效应,当外界光(白光)照射到滤光片上时,由于反射光栅面的等离子激元的激发和耦合效应,反射光栅只对特定波长的光进行增强反射,而其他波长的光为倏逝波,能量被金属光栅层耗散掉,宏观上看则反射出一种颜色的光。采用该原理作为滤光特性的彩色滤光片,其光能利用率较高,光能利用率可以超过30%,一般可以达到50%甚至70%以上。参考图7所示,以反射式彩色滤光片反射出黄色光波为例,其他颜色光波的反射率很低,大部分都被吸收并耗散掉,例如0.45μm的光波反射率为0即完全被吸收。
[0059] 可选的,上述反射式彩色滤光片的本体层和凸起为同一种金属。这样可以通过一次构图工艺形成凸起,减少工艺流程。具体的,可以使用真空蒸镀(例如:磁控溅射)方式沉积厚度为100~220nm的金属,从而形成本体层,该金属可以为铝、铜、银、金等,考虑到降低成本,可以选择铝;接着,采用掩膜板进行构图,从而形成凸起。
[0060] 可选的,固定光栅还包括位于第二区域的吸光层。该吸光层可以是黑色树脂材料,当然还可以是其他材料,这里不作限定。
[0061] 可选的,上述光阀还包括: 控制器件,控制器件与可动光栅相连,用于使可动光栅悬浮,且带动可动光栅在可动光栅所在的面内移动。
[0062] 参考图7和图9所示,控制器件包括: 在可动光栅1的移动方向上,分别设置在可动光栅1相对两侧的电极驱动部41和弹性伸缩部42;电极驱动部41包括: 驱动电极411、感应电极412、相对设置的驱动梁413和感应梁414,其中,驱动电极411与驱动梁413相连,感应梁414分别与感应电极412和可动光栅1相连;弹性伸缩部42包括: 支架421和弹性梁422,弹性梁422分别与支架421和可动光栅1相连。需要说明的是,控制器件的结构并不限于上述结构,本发明实施例以及附图仅以上述结构为例进行说明。进一步需要说明的是,参考图11所示,上述驱动电极411、感应电极412、支架421可以固定在基板200上,这样可动光栅1在感应梁414和弹性梁422的支撑下可以处于悬浮状态。
[0063] 参考图7所示,当驱动电极411和感应电极412的电压极性相同时,驱动梁413和感应梁414的电压极性也相同,由于同性电荷相互排斥,所以,驱动梁413和感应梁414会相互排斥,从而引起感应梁414带动可动光栅1沿着A-B方向移动,弹性梁422处于压缩状态,此时,可以得到如图9所示的结构,参考图9和图10所示,固定光栅2的第一区域21露出,外界光线可以射入并被第一区域的反射单元反射。
[0064] 参考图9所示,当驱动电极411和感应电极412的电压极性不同时,驱动梁413和感应梁414的电压极性也不同,由于异性电荷相互吸引,所以,驱动梁413和感应梁414会相互吸引,从而引起感应梁414带动可动光栅1沿着B-A方向移动,同时弹性梁422也会进一步推动可动光栅1沿着B-A方向移动,此时,可以得到如图7所示的结构,参考图7和图8所示,固定光栅2的第二区域22露出,由于第二区域22不能反射光,因此不能将外界光线反射出去。
[0065] 实施例二
[0066] 本发明实施例提供了一种显示装置,包括多个像素,每一像素由子像素组成,每个子像素包括一个实施例一提供的任一项的光阀。
[0067] 本发明的实施例提供了一种显示装置,该显示装置可以利用外界光实现黑白显示,相比于现有技术,结构更为简单。该显示装置可以应用到电视、数码相机、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或者部件。
[0068] 可选的,光阀的反射单元为反射式彩色滤光片;反射式彩色滤光片包括: 设置在反射式彩色滤光片的上表面的多个凸起,当外界光照射到凸起和上表面时,反射式彩色滤光片反射出一种颜色的光线;每个像素包括三个子像素,三个子像素分别能反射出三基色光线。
[0069] 具体的,每个像素中的三个子像素可以分别包括具有红色滤色片的光阀、具有绿色滤色片的光阀和具有蓝色滤色片的光阀,这样三个子像素可以分别发出红光、绿光和蓝光,基于三基色原理,三种颜色混光后,可以实现彩色显示;当然,每个像素中的三个子像素可以分别包括具有黄色滤色片的光阀、具有品红色滤色片的光阀和具有青色滤色片的光阀,这样三个子像素可以分别发出黄光、品红光和青光,基于三基色原理,三种颜色混光后,也可以实现彩色显示。
[0070] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。