阵列基板、显示面板和显示装置的制造方法_2

文档序号:9686534阅读:来源:国知局
的一个侧分支光波导上;两个所述光波导端部121分别设置于侧分支光波导的两个对接端。热子121产生的热能与开关晶体管11的输出电流的平方成正比。
[0049]换句话说,导光部件具体可以包括光波导回路123以及在光波导回路123的相对侧的对应位置延伸出的两个光波导端部122;热子121设置于光波导回路123中。
[0050]由于热子仅设置在其中一个侧分支光波导上,仅对该侧分支光波导的折射率进行调节,这样经过两个侧分支光波导的光线具有光程差,光程差为波长整数倍时相干加强,光程差为波长半整数倍时相干抵消,通过控制光程差就可以控制光通量,从而可以控制光强。
[0051]如图1和图3所示,更直观的,开关晶体管11的栅极111与栅线13连接,源极112与数据线14连接,漏极113与热子121的正极1211连接;热子的负极可以通过公共电极线与参考电压源连接。该公共电极线为多个像素单元共用的电极线(如一行像素单元共用一个电极线),各像素单元可共用一个参考电压源。
[0052]热子的正极和负极实际上是热子中发热体的两个引线,两个引线其中之一作为正极连接致开关晶体管,另一连接至公共电极线。公共电极线可设置于像素单元内或像素单元之间,公共电极线连接热子和参考电压源。若公共电极线设置于像素单元内,优选采用透明导电材料形成,若设置在像素单元之间,可采用导电率较高的金属线。
[0053]热光开关12通过形成具有相干波效果的结构来实现对光线光强度的调节。如图3和图4所示,为了便于信号计算和控制,优选光波导回路123由形状和长短均相同、且对称设置的两个侧分支光波导124对接形成,热子位于其中一个侧分支光波导124上;两个光波导端122部分别设置于侧分支光波导124的对接端。将两个侧分支光波导124的长短设置为相同长度。
[0054]优选的是,两个侧分支光波导124的中间部位互相平行,至少一个侧分支光波导124采用包括具有热致折射率改变特性的材料构成,具有热致折射率改变特性的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物。
[0055]S卩,两个侧分支光波导124可以同为由具有热致折射率改变特性的透明材料构成;或者,仅设置有热子的侧分支光波导124由具有热致折射率改变特性的透明材料制成。
[0056]同时,两个侧分支光波导124的热致折射率改变率可以相同(此时侧分支光波导124中各点与热子121的距离不同,因此所受到的热能不同,进而导致相应点的折射率不同,光程变化不同),当然,两个侧分支光波导124的热致折射率改变率也可以不同。
[0057]所述发热部件可以贴附或包裹于所述侧分支光波导上,具体的,可以贴附或包裹于一个侧分支光波导的整个区域上也可以设置在一个侧分支光波导的部分区域。
[0058]如图4所示,在侧分支光波导124中,由光波导端部122至与另一侧分支光波导平行部分之间形成弯折角α,弯折角α的角度范围为91°?179°,以保证光线的良好传导;同时,弯折角α优选为圆倒角形式,即将弯折角α设置为圆润的角度,换句话说,所述的弯折角为光滑的弯折角。例如通过采用稍带弧度的两段线段形成夹角α,使得弯折角α形成不那么尖锐的角度,而是相对比较圆滑的过渡(图4仅以两直线构成的夹角作为示例),以保证光效率。
[0059]考虑到电路线路布局,将热子121设置于左侧的侧分支光波导124上,且使得热子121位于与右侧的侧分支光波导124平行的中间区域。这里应该理解的是,将热子121设置于左侧的侧分支光波导124中仅为示例,同样可以设置于右侧的侧分支光波导124的中间区域或其他部位,这里并不做限定,以方便开关晶体管11相对光波导回路在像素单元的位置设置。
[0060]优选的是,侧分支光波导124和光波导端部122均采用通信领域的圆柱形光纤结构4形成。如图5所示,光纤结构4由内至外依次包括纤芯41、包层42和缓冲涂覆层43。这里,纤芯41为玻璃芯,采用高纯度的石英玻璃或其他导光材料形成,其中包含聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物;包层42为玻璃层,采用玻璃材料或其他透明材料形成,缓冲涂覆层43为塑料层,采用具有弹性且兼具耐磨蚀性的塑料材料形成。采用上述材料制作形成热光开关的光波导回路,技术成熟,良率高。
[0061]在本实施例的像素单元的热光开关中,热子121采用导热金属材料形成环状结构,例如采用金属铝材料形成;热子121包裹或贴附于侧分支光波导124外侧,与光波导回路形成一体,对侧分支光波导124的折射率进行调节。其中,导热金属材料形成的环状结构的长度小于或等于单侧的侧分支光波导124的长度。
[0062]这里应该理解的是,图1所示的像素单元16中,开关晶体管11与热光开关12的位置分布仅为示意,事实上,通常将开关晶体管11设置于像素单元16的一侧或一个角落,尽量占据较小的区域;而将热光开关12中的光波导回路123布置于占据较大面积的区域,以保证像素开口率。例如,热光开关12的整体高度稍小于阵列基板的厚度,大约为l-3mm;热光开关12的整体宽度稍小于像素单元16的宽度(为Mi级),热光开关12在平行于阵列基板平面的投影面积稍小于像素单元16的面积。
[0063]本实施例的阵列基板中,由于其中一个侧分支光波导124被加热来改变波导的折射率,折射率越大,光的传输速度越慢。根据光学知识,相同的光进入到两个折射率不一样的光波导时,从折射率较小的光波导出射的光比较快,从折射率较大的光波导出射的光比较慢,使得这两束光形成了光程差。因此,通过控制两个侧分支光波导124中光的光程差,改变光在侧分支光波导124中的传输距离,使得一束光经一个侧分支光波导124传输后与另一束光经另一个侧分支光波导124传输后到达汇聚点时具有不同的相位,根据干涉原理:在该相遇点光程差为波长整数倍时相干加强,光程差为波长半整数倍时相干抵消。这样,即利用干涉原理使合成光束减弱甚至关断,从而控制光程差就可以通过光通量,进而控制像素单元的光通过量。
[0064]例如,在某一阵列基板中,单侧的侧分支光波导124的长度为12mm,两个侧分支光波导124的平行部分之间的距离为50μπι,铝金属材料设置于左侧的侧分支光波导124外侧且形成的环状结构与左侧的侧分支光波导124平行部分的长度相同。通过在环状结构的两端面施加电压来形成电流,进而产生焦耳热,并向侧分支光波导124传递,由于侧分支光波导124中的热致折射率的聚合物材料具有较大的热光系数,热场将使侧分支光波导124的纤芯层的折射率发生改变,从而在两个侧分支光波导124之间形成相位差。如图6所示,若两束光的光程差是波长的整数倍,两束光相干加强;若两束光的光程差是波长的半整数倍,二者相干抵消,从而通过控制电压的大小实现控制输出光强的大小。举例来说,当环状结构的两端面未施加电压时,两个侧分支光波导124中两束光的光程差为O,此时出射光达到最强;当在环状结构的两端面施加3.9V电压时,形成的电流为3.3mA,输出功率为13mW,具有热子的左侧的侧分支光波导124的折射率发生改变,使通过该侧分支光波导124的光出射时产生Ji相移,具有η相移的出射光与另一侧侧分支光波导124无相移的出射光进行叠加相干抵消,得到的出射光几乎为O,此时出射光达到最弱。
[0065]相应的,本实施例中阵列基板的工作原理为:利用热光开关12中的热子、光波导回路以及光输入通道和光输出通道,通过控制开关晶体管11的漏极113向热子121输出电流,由于热子121具有使电流信号转变为热信号的特性,侧分支光波导124采用具有热致折射率改变特性的材料构成,电流流过热子121而控制侧分支光波导的温度,从而使热子121所在的左侧的侧分支光波导124的折射率发生变化;同时,进入热光开关12的输入光被分成两束,在左侧和右侧的侧分支光波导124内分别传输,从而控制通过两侧分支光波导124的导波光的光程差,使两束光相干抵消或加强,最后汇聚在一起,实现热光开关12出射光的大小不同的控制。
[0066]本实施例的阵列基板中,利用光的干涉原理,当光程差为O时,两束光形成叠加的效果,亮度达到最大值;当光程差为1/2波长时,两束光相互抵消,理论上出射光为0,可见,本实施例中的阵列基板利用热光开关对光强的调节,能获得亮度最大与最暗(即O)之间的光强,因此采用该阵列基板能获得较高的对比度。
[0067]本实施例的阵列基板提供了一种对光线不一样的控制结构,当其应用到显示领
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