CN101611342A - 磁场控制主动反射器和包括所述主动反射器的磁显示面板 - Google Patents

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CN101611342A CNA2008800051167A CN200880005116A CN101611342A CN 101611342 A CN101611342 A CN 101611342A CN A2008800051167 A CNA2008800051167 A CN A2008800051167A CN 200880005116 A CN200880005116 A CN 200880005116A CN 101611342 A CN101611342 A CN 101611342A
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    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G02F1/133536—Reflective polarizers

Abstract

本发明提供了一种由磁场控制而透射或反射光的主动反射器以及一种采用所述主动反射器的磁显示面板。所述主动反射器包括磁材料层，在磁材料层中，磁颗粒埋置在透明绝缘介质中，磁材料层具有光学入射表面，光学入射表面具有混合曲面的阵列，混合曲面包括中心表面和外围表面，中心表面具有凸抛物线形状和对称轴，外围表面具有在中心表面的对称轴上的焦点和从中心表面延伸的凹抛物线形状。

Description

磁场控制主动反射器和包括所述主动反射器的磁显示面板
技术领域
根据本发明的设备涉及一种主动反射器和一种包括所述主动反射器的磁显示面板，更具体地讲，涉及一种根据磁场的施加来控制光的透射或反射的磁场控制主动反射器和一种包括所述主动反射器的磁显示面板。
背景技术
当前，用作平面显示面板的主要有液晶显示(LCD)面板和等离子体显示面板(PDP)。此外，正在研究有机发光二极管(OLED)以作为下一代的平面显示面板。
在LCD面板的情况下，因为LCD面板是非自发射型面板，所以在LCD面板中必须包括透射/阻挡从背光单元发射的光或外部光的光闸。在LCD面板中使用的光闸包括两个偏振板和设置在这两个偏振板之间的液晶层。然而，如果偏振板为吸收式偏振板，则极大地降低了光使用效率。因此，已经开展了关于使用反射式偏振板以替代使用吸收式偏振板的研究。然而，在反射式偏振板的情况下，制造成本高，且难以实现大大小显示面板。
因为等离子体显示面板是自发射型面板，所以等离子体显示面板不需要光闸。然而，等离子体显示面板功耗大且产生大量的热。此外，OLED是自发射型面板，因此，不需要光闸。然而，OLED处于研发阶段，因此，制造成本高且寿命不足。
在当前正在开发的双侧LCD的情况下，为了增加户外可视性，在像素中采用了可以使用外部光的反射结构。然而，所述反射结构仍没有根据需要透射或反射。因此，根据外部光源的位置，双侧显示设备的两侧会具有彼此不同的亮度。
发明内容
为了解决上面的和/或其他问题，本发明提供了一种可以根据磁场的施加来控制光的透射或反射的主动反射器。
本发明还提供一种采用所述磁场控制主动反射器的磁显示面板。
本发明还提供一种采用所述磁场控制主动反射器的双侧显示面板。
根据本发明的一方面，提供了一种磁场控制主动反射器，所述磁场控制主动反射器具有磁材料层，在磁材料层中，磁颗粒埋置在透明绝缘介质中，其中，磁材料层具有光学入射表面，光学入射表面具有混合曲面的阵列，混合曲面包括中心表面和外围表面，中心表面具有凸抛物线形状并以中心表面的中心为对称轴，外围表面具有在中心表面的对称轴上的焦点和从中心表面延伸的凹抛物线形状。
当没有将磁场施加到磁材料层时，磁材料层可以反射所有光，当将磁场施加到磁材料层时，磁材料层可以透射具有第一偏振方向的光并可以反射具有与第一偏振方向垂直的第二偏振方向的光。
磁材料层的厚度可以大于磁材料层的磁衰减长度。
可以将磁材料层形成为使得具有芯-壳结构的磁颗粒和具有芯-壳结构的颜色吸收颗粒混合并分布在介质中。
每个磁颗粒可以包括由磁材料形成的磁芯和围绕磁芯的绝缘壳。
绝缘壳可以由透明绝缘材料形成以围绕磁芯。
绝缘壳可以由聚合物形状表面活性物质形成以围绕磁芯。
一个磁芯可以形成单个磁畴。
磁芯可以由从Co、Fe、铁氧化物、Ni、Co-Pt合金、Fe-Pt合金、Ti、Al、Ba、Pt、Na、Sr、Mg、镝(Dy)、Mn、钆(Gd)、Ag、Cu、Cr组成的组或这些材料的合金中选择的磁材料形成。在示例性实施例中，芯由(FevPtz)、MnZn(Fe2O4)2、MnFe2O4、Fe3O4、Fe2O3、Sr8CaRe3Cu4O24、CoxZryNbz、NixFeyNbz、CoxZryNbzFev中的任意一种形成，其中，x、y、v、z表示组成比率。
如果对应于入射光的波长的磁芯的磁衰减长度为s且磁芯的直径为d，则在磁材料层的厚度方向上沿光传播的路径所需的磁芯的数量n可以为n＞s/d。
颜色吸收颗粒的大小可以小于等于磁颗粒的大小。
每个颜色吸收颗粒可以包括由电介质形成的芯和由金属形成的壳。
芯/壳半径比彼此不同的颜色吸收颗粒可以分布在磁材料层中。
可以通过使涂覆的浸有磁颗粒和染料的溶液固化来将磁材料层形成在透明基底上。
磁场控制主动反射器还可以包括磁场施加元件，磁场施加元件将磁场施加到磁材料层，其中，磁场施加元件包括：多条电线，彼此平行地设置在磁材料层周围；电源，将电流提供到电线。
电线可以设置为围绕磁材料层。
电线可以设置在磁材料层的上表面和下表面之一上。
电线可以由从氧化铟锡(ITO)、Al、Cu、Ag、Pt、Au、碘掺杂聚乙炔组成的组中选择的一种材料形成。
磁场控制主动反射器还可以包括磁场施加元件，磁场施加元件将磁场施加到磁材料层，其中，磁场施加元件包括：板形透明电极，设置在磁材料层的表面上；电源，将电流提供到板形透明电极。
板形透明电极可以由ITO或导电金属形成，导电金属的厚度薄于导电金属的趋肤深度。
根据本发明的一方面，提供一种磁显示像素，所述磁显示像素包括：磁材料层，当施加磁场时，磁材料层透射光，当没有施加磁场时，磁材料层不透射光；反射器，设置在磁材料层的下表面上，以反射穿过磁材料层的光；第一电极，设置在反射器的下表面上；第二电极，设置在磁材料层的上表面上；分隔件，设置在磁材料层的表面上，以将第一电极电连接到第二电极，其中，在磁材料层中混合有染料或颜色吸收颗粒。
当施加磁场时，磁材料层可以透射第一偏振方向的光并可以反射作为第一偏振方向的垂直方向的第二偏振方向的光，当没有将磁场施加到磁材料层时，磁材料层可以反射所有的光。
磁材料层可以具有磁颗粒埋置在介质中而没有成团的结构。
磁材料层的厚度可以大于磁材料层的磁衰减长度。
可以将磁材料层形成为使得磁颗粒和颜色吸收颗粒混合并分布在介质中而没有成团。
每个磁颗粒可以包括由磁材料形成的磁芯和围绕磁芯的绝缘壳。
绝缘壳可以由透明绝缘材料形成以围绕磁芯。
绝缘壳可以由聚合物形状表面活性物质形成以围绕磁芯。
一个磁芯可以形成单个磁畴。
磁芯可以由从Co、Fe、铁氧化物、Ni、Co-Pt合金、Fe-Pt合金、Ti、Al、Ba、Pt、Na、Sr、Mg、镝(Dy)、Mn、钆(Gd)、Ag、Cu、Cr组成的组或这些材料的合金中选择的磁材料形成。
如果对应于入射光的波长的磁芯的磁衰减长度为s且磁芯的直径为d，则在磁材料层的厚度方向上沿光传播的路径的所需的磁芯的数量n可以为n＞s/d。
颜色吸收颗粒的大小可以小于等于磁颗粒的大小。
每个颜色吸收颗粒可以包括由电介质形成的芯和由金属形成的壳。
芯/壳半径比彼此不同的颜色吸收颗粒可以分布在磁材料层中。
磁材料层可以通过使涂覆的溶液固化来形成在透明基底上，在所述溶液中浸有磁颗粒和染料。
磁显示像素还可以包括：透明的前基底，第一电极设置在透明的前基底上；后基底，第二电极设置在后基底上。
磁显示像素还可以包括减反射涂层，减反射涂层形成在从磁材料层至前基底的上表面中的至少一个光学表面上。
磁显示像素还可以包括吸收式偏振器，吸收式偏振器形成在从磁材料层至前基底的上表面中的至少一个光学表面上。
反射器可以具有反射表面，反射表面具有混合曲面的阵列，混合曲面包括中心表面和外围表面，中心表面具有凸抛物线形状和在中心表面的中心中的对称轴，外围表面具有在第一表面的对称轴上的焦点和从中心表面延伸的凹抛物线形状。
第一电极、第二电极、导电分隔件可以由从Al、Cu、Ag、Pt、Au和碘掺杂聚乙炔组成的组中选择的一种形成。
第一电极可以包括：多个第一孔，从而光穿过第一电极；多条电线，因第一孔的形成而形成，并在第一孔之间沿电流行进方向延伸。
透光材料可以形成在第一电极的第一孔中并在电线之间。
第二电极可以包括在面对磁材料层的区域中的第二孔，从而光穿过第二电极。
透光材料可以形成在第二电极的第二孔中。
第二电极可以为电连接到导电分隔件的网结构或格结构的电线。
第一电极和第二电极可以由透明导电材料形成。
磁显示像素还可以包括控制电路，控制电路设置在磁材料层的一侧并在前基底和后基底之间，以切换第一电极和第二电极之间的电流。
磁显示像素还可以包括黑矩阵，黑矩阵设置在第二电极的上表面上并在面对控制电路和导电分隔件的区域上。
根据本发明的一方面，提供了一种包括多个如上所述的磁显示像素的磁显示面板。
磁显示面板可以为柔性显示面板，其中，前基底、后基底、第一电极、第二电极由柔性材料形成。
前基底和后基底可以由透光树脂形成，第一电极和第二电极可以由导电聚合物材料形成。
磁显示面板还可以包括有机薄膜晶体管，有机薄膜晶体管设置在磁材料层的一侧并在前基底和后基底之间，并切换第一电极和第二电极之间的电流。
磁显示面板可以包括：柔性显示单元，多个磁显示像素布置在柔性显示单元上；分开的控制单元，对于每个子像素单独地切换第一电极和第二电极之间的电流。
多个磁显示像素可以共用前基底、后基底、第二电极，每个磁显示像素可以包括磁材料层和用于将磁场施加到磁材料层的第一电极。
根据本发明的另一方面，提供了一种双侧磁显示面板，双侧磁显示面板具有对称结构，其中，包括上述磁显示像素的第一磁显示面板和第二磁显示面板设置为彼此面对。
后基底可以透明。
第一磁显示面板和第二磁显示面板的反射器可以为主动反射器和被动反射器交替排列的组合式反射器，主动反射器可以包括磁颗粒埋置在透明绝缘介质中的磁材料层，其中，当没有施加磁场时，主动反射器反射所有的光，当施加磁场时，主动反射器透射具有第一偏振方向的光并反射具有与第一偏振方向垂直的第二偏振方向的光。
双侧磁显示面板还可以包括在第一磁显示面板和第二磁显示面板之间的背光单元。
根据本发明的另一方面，提供了一种采用具有上面描述的磁显示像素的磁显示面板的电子设备。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施例的磁场控制主动反射器的示意性透视图；
图2是图1的磁场控制主动反射器的剖视图；
图3是根据本发明示例性实施例的图1的磁场控制主动反射器的磁材料层中使用的芯-壳形磁颗粒的示例性结构的示意图；
图4是根据本发明示例性实施例的当没有将磁场施加到磁材料层时根据本发明示例性实施例的磁场控制主动反射器处于OFF(关闭)状态的情况的示意性透视图；
图5是根据本发明示例性实施例的当将磁场施加到磁材料层时根据本发明示例性实施例的磁场控制主动反射器处于ON(打开)状态的情况的示意性透视图；
图6和图7是示出根据本发明示例性实施例的磁场控制主动反射器中的磁场的传播的曲线图；
图8A和图8B是示出根据本发明示例性实施例的磁场控制主动反射器的磁材料层的另一示例性结构的示意图；
图9至图11是根据本发明示例性实施例的磁场控制主动反射器的表面形状以及将磁场施加到磁场控制主动反射器的磁材料层的各种方法的剖视图；
图12是示出根据本发明示例性实施例的图9至图11的磁场控制主动反射器的布置的示意性俯视图；
图13是根据本发明示例性实施例的使用磁场控制主动反射器的磁显示面板的子像素的结构的示意性剖视图；
图14是示出根据本发明示例性实施例的图13的子像素的子像素电极、导电分隔件、共电极的示例性结构的示意性透视图；
图15A是形成在子像素电极的电线周围的磁场分布的示意图；
图15B是示出子像素电极、磁材料层、共电极的剖视结构的沿图14的A-A′线截取的剖视图；
图16是根据本发明示例性实施例的磁显示面板的子像素布置和共电极的结构的示意性透视图；
图17是根据本发明另一示例性实施例的磁显示面板的子像素布置和共电极的结构的示意性透视图；
图18是根据本发明另一示例性实施例的磁显示面板的子像素布置和共电极的结构的示意性透视图；
图19是根据本发明另一示例性实施例的磁显示面板的子像素布置和共电极的结构的示意性透视图；
图20是示出根据本发明示例性实施例的子像素处于截止状态的磁显示面板的操作的示意性剖视图；
图21是示出根据本发明示例性实施例的子像素处于导通状态的磁显示面板的操作的示意性剖视图；
图22是根据本发明示例性实施例的双侧磁显示面板的子像素的示意性剖视图；
图23是根据本发明另一示例性实施例的双侧磁显示面板的子像素的示意性剖视图；
图24是示出当图22的双侧磁显示面板的两侧的子像素处于导通状态时双侧磁显示面板的操作的示意性剖视图；
图25是示出当一个子像素处于导通状态且另一子像素处于截止状态时图23的双侧磁显示面板的操作的示意性剖视图；
图26是示出交替排列有主动反射器和被动反射器的反射器的图22的双侧磁显示面板的操作的示意性剖视图；
图27是示出图26的组合式反射器的反射/透射的原理的示意图；
图28是示出图23的双侧磁显示面板的两侧的子像素处于导通状态的双侧磁显示面板的操作的示意性剖视图；
图29是根据本发明另一示例性实施例的磁显示面板的子像素的结构的示意性剖视图；
图30是示出控制单元和显示单元之间的连接结构的概念图。
具体实施方式
现在，将参照示出了本发明示例性实施例的附图来更充分地描述本发明。
图1是根据本发明示例性实施例的磁场控制主动反射器10的示意性透视图，图2是图1的磁场控制主动反射器10的剖视图。参照图1和图2，磁场控制主动反射器10包括透明基底11和形成在透明基底11上的磁材料层12。例如，磁材料层12可以具有多个磁颗粒13埋置在透明绝缘介质15中的结构。在图1和图2中，出于示出性目的，将磁材料层12中的磁颗粒13示出为稀疏地分布；然而，在本发明的示例性实施例中，磁颗粒13稠密地填充在磁材料层12中。
均形成有磁芯13a的磁颗粒13可以埋置在透明绝缘介质15中且彼此没有电接触或成团。如图1和图2中的放大示图中所示，每个磁颗粒13可以包括磁芯13a和围绕磁芯13a的透明非磁绝缘壳13b，从而磁颗粒13不会彼此电接触或成团。此外，在磁颗粒13之间的区域还可以填充有与透明非磁绝缘壳13b类似的非磁透明绝缘介电材料。
磁颗粒13的磁芯13a可以为具有电导率和磁特性的任何材料。例如，诸如钴、铁、镍、Co-Pt合金或Fe-Pt合金的铁磁物质；超顺磁金属或合金；诸如钛、铝、钡、铂、钠、锶、镁、锰、钆的顺磁金属或合金；诸如铜的抗磁金属或合金；或者在Neel(奈尔)温度或更高的温度转变为顺磁物质的诸如铬的反铁磁金属。此外，除了金属之外，也可以将具有电导率和磁特性的材料用于磁颗粒13的磁芯13a，例如，诸如介电材料、半导体或聚合物的材料。也可以将电导率低但磁化率非常高的铁磁物质(例如，诸如MnZn(Fe2O4)2、MnFe2O4、Fe3O4、Fe2O3的铁氧化物或Sr8CaRe3Cu4O24)用于磁颗粒13的磁芯13a。
磁颗粒13的磁芯13a的直径必须足够小，使得单个磁芯13a可以形成单个磁畴。因此，磁颗粒13的磁芯13a的直径可以根据用于形成磁芯13a的材料而从几nm至几十nm变化。例如，磁芯13a的直径可以为1nm至200nm，然而，磁芯13a的直径可以根据用于形成磁芯13a的材料而变化。
如上所述，透明非磁绝缘壳13b防止磁颗粒13彼此电接触或成团。为此目的，由诸如SiO2或ZrO2的非磁透明绝缘介电材料形成的透明非磁绝缘壳13b可以围绕磁芯13a。此外，如图3中所示，由聚合物形状表面活性物质形成的壳13b′可以围绕磁芯13a。壳13b′的聚合物形状表面活性物质可以透明，并可以具有绝缘和非磁特性。透明非磁绝缘壳13b和壳13b′可以具有可以防止彼此相邻的磁颗粒13的磁芯13a彼此电连接的厚度。
可以通过在透明基底11上将浸有芯-壳结构的磁颗粒13的溶液旋涂或深涂达较薄厚度之后使所述溶液固化，来形成磁材料层12。除了上述方法之外，也可以使用在彼此没有电接触或成团的情况下使磁颗粒13存在于磁材料层12中的任何其他方法来形成磁材料层12。
图4是示出当没有将磁场施加到磁材料层12时磁材料层12中磁矩的取向的示意性透视图。当没有将磁场施加到磁材料层12时，如图4中的箭头所示，磁材料层12中的磁矩沿各种方向随机取向。在图4中，“●”表示在x-y平面上沿+x方向的磁矩，“×”表示在x-y平面上沿-x方向的磁矩。此外，如图4的放大示图中所示，磁材料层12中的磁矩不仅在x-y方向上随机取向，而且在垂直方向(-z方向)上随机取向。因此，当没有将磁场施加到磁材料层12时，磁材料层12中的总磁化强度为0，即，M＝0。
图5是示出将磁场施加到磁材料层12的示意性透视图。为了将磁场施加到磁材料层12，如图5中所示，可以将作为施加磁场的器件的多条电线16设置在磁材料层12周围。电线16可以由透明导电材料，例如，氧化铟锡(ITO)形成。然而，在电线16之间的间隙远大于电线16的宽度的情况下，可以使用电阻低的不透明金属(诸如Al、Ag、Pt、Au、Cr、Na、Sr或Mg)以替代ITO。除了金属之外，也可以由诸如碘掺杂聚乙炔(iodine-doped poly-acetylene)的导电聚合物来形成电线16。在图5中，电线16设置在磁材料层12的下表面上；然而，本发明不限于此，因此，电线16可以设置在磁材料层12的上表面上或形成为围绕磁材料层12。
替代电线16，由诸如ITO的透明导电材料形成的板形电极可以形成在磁材料层12的整个表面上。近来，已经开发出用于将金属涂覆达几nm或更薄的厚度的技术。当将导电金属形成为厚度小于导电金属的趋肤深度时，可以透射光。因此，可以通过将导电金属在磁材料层12的整个表面上涂覆达小于导电金属的趋肤深度的厚度，来形成板形电极以替代电线16。
如果利用如上所述的磁场施加器件将磁场施加到磁材料层12，则在磁材料层12中的所有磁矩沿磁场在一个方向上排列。例如，如图5中所示，当电流沿电线16在-y方向上流动时，磁材料层12中的所有磁矩沿-x方向排列。因此，磁材料层12沿-x方向磁化。
现在，将描述具有上述结构的磁材料层12的工作原理。
进入磁材料层12的电磁波的磁场可以被分为垂直分量H⊥和平行分量H||，垂直分量H⊥与磁材料层12的磁化方向垂直，平行分量H||与磁材料层12的磁化方向平行。如果平行分量H||进入磁材料层12，则由平行分量H||和沿磁化方向取向的磁矩之间的相互作用而产生感生磁矩。所产生的感生磁矩是根据磁场的平行分量H||的时变幅值而时变的。结果，根据一般电磁波辐射原理，由时变的感生磁矩而产生电磁波。以这样的方式产生的电磁波可以沿所有方向辐射。然而，向磁材料层12中(即，-z方向)传播的电磁波在磁材料层12中减弱。当将磁材料层12形成为厚度t大于由感生磁矩产生的电磁波的磁衰减长度(其概念与电场的趋肤深度长度类似)时，向磁材料层12中传播的大部分电磁波在磁材料层12中减弱，仅剩余沿+z方向传播的电磁波。因此，可以将电磁波的磁场的与磁化方向平行的平行分量H||视为被磁材料层12反射。
然而，当与磁材料层12的磁化方向垂直的垂直分量H⊥进入磁材料层12时，垂直分量H⊥不与磁矩相互作用，因此，没有产生感生磁矩。结果，电磁波的磁场的与磁化方向垂直的垂直分量H⊥透射通过磁材料层12而没有减弱。
结果，在进入磁材料层12的电磁波的磁场中，与磁材料层12的磁化方向平行的平行分量H||被磁材料层12反射；然而，与磁材料层12的磁化方向垂直的垂直分量H⊥透射通过磁材料层12。因此，与平行于磁材料层12的磁化方向的平行分量H||的磁场相关的光能(S||＝E||×H||)被磁材料层12反射，与垂直于磁材料层12的磁化方向的垂直分量H⊥的磁场相关的光能(S⊥＝E⊥×H⊥)透射通过磁材料层12。
如图4中所示，如果没有将磁场施加到磁材料层12，则磁材料层12中的所有磁矩不仅在x-y平面中随机分布，而且沿深度方向(即，-z方向)随机分布。因此，进入没有施加磁场的磁材料层12的光被反射。然而，如图5中所示，当将磁场施加到磁材料层12时，磁材料层12中的所有磁矩沿一个方向排列。因此，在进入磁材料层12的光中，偏振分量与磁场的平行于磁化方向的磁分量相关的光被磁材料层12反射，偏振分量与磁场的垂直于磁化方向的磁分量相关的光透射通过磁材料层12。在这方面，当没有将磁场施加到磁材料层12时，磁材料层12反射所有入射光，当将磁场施加到磁材料层12时，磁材料层12可以用作部分透射入射光的光闸的或用作磁场控制主动反射器。换句话说，磁材料层12可以根据是否施加了磁场而在部分透射入射光或反射所有入射光之间进行切换。
为了充分反射入射光，磁材料层12必须具有可以使向磁材料层12中传播的电磁波减弱的足够厚度。即，如上所述，磁材料层12的厚度必须大于磁材料层12的磁衰减长度。具体地讲，如果在磁材料层12中由分布在介质中的磁芯形成磁颗粒13，则在磁材料层12中沿着光穿过的路径必须存在足够数量的磁芯。例如，假设由在x-y平面上沿z方向堆叠的层(其中，磁芯均匀地分布在单个层中)制成磁材料层12，则在z方向上沿光穿过的光学路径所需要的磁芯的数量n可以由下面的式子表示。
[式1]
n≥s/d
其中，s为磁芯的对应于入射光的波长的磁衰减长度，d为磁芯的直径。例如，如果磁芯具有7nm的直径且对应于入射光的波长的磁衰减长度为35nm，则沿所述光学路径需要至少五个磁芯。因此，如果由分布在介质中的多个磁芯形成磁材料层12，则可以在考虑磁芯的密度的情况下确定磁材料层12的厚度，使得数量大于n的磁芯可以存在于磁材料层12的厚度方向上。
图6和图7是示出根据本发明示例性实施例的用于确定磁场控制主动反射器10的特性的模拟的结果的曲线图。图6是示出当将磁场施加到磁场控制主动反射器10时，强度(A/m)(即，穿过磁场控制主动反射器10的时变磁场的强度(A/M))根据磁材料层12的厚度的曲线图。图7是图6的一部分的放大示图。图6和图7中的曲线是在将钛用作磁材料层12的磁材料并且入射光具有550nm的波长的情况下的计算结果。正如本领域所公知的，在温度为20℃时，钛的电导率为大约2.38×106S(西门子)，磁化率为大约18×10-5。如图6和图7中所示，在与磁材料层12的磁化方向垂直的磁场的情况下，即使磁材料层12的厚度增加，磁场也使光穿过磁材料层12而没有损失。然而，与磁材料层12的磁化方向平行的磁场被极大地减弱，在厚度为大约60nm的情况下，磁场的幅值趋近于几乎为0。因此，根据本发明示例性实施例，如果将钛用作磁场控制主动反射器10的磁材料层12的磁材料，则磁材料层12可以具有大约60nm的厚度。
图8A和图8B是示出根据本发明示例性实施例的磁场控制主动反射器10的磁材料层12的另一示例性结构的示意图。图8A是磁材料层12的水平剖视图，图8B是磁材料层12的垂直剖视图。图8A和图8B的磁材料层12具有这样的结构，其中，柱形而非芯-壳形的磁颗粒17填充在诸如SiO2的透明绝缘介电介质15中。同样，在这样的情况下，每个磁颗粒17具有可以形成单个磁畴的大小，并可以由如上所述的磁颗粒13的材料形成。例如，可以这样形成磁材料层12的所述结构，即，在利用阳极氧化形成具有微孔的介电模之后，利用溅射方法将磁材料填充在介电模中。
此外，参照图1和图2，在磁场控制主动反射器10的情况下，还可以在磁材料层12中包括多个颜色吸收颗粒14，从而磁材料层12可以用作允许透射光以具有特定颜色的滤色器。在这样的情况下，磁材料层12可以具有磁颗粒13和颜色吸收颗粒14埋置在透明绝缘介质15中的结构。
如图1和图2中的放大示图中所示，颜色吸收颗粒14可以以与磁颗粒13的方式相同的方式形成为芯-壳结构。在磁颗粒13的情况下，每个磁颗粒13由金属所形成的磁芯13a和电介质所形成的透明非磁绝缘壳13b组成。然而，在颜色吸收颗粒14的情况下，每个颜色吸收颗粒14由电介质所形成的芯14a和金属所形成的壳14b组成。例如，主要将Au、Ag或Al用于颜色吸收颗粒14的壳14b，主要将SiO2用于颜色吸收颗粒14的芯14a。具有这样的芯-壳结构的颜色吸收颗粒14被广泛地用在吸收特定波长段的滤色器中。如果光进入形成在电介质上的薄金属膜，则在电介质和薄金属膜之间的分界面处产生表面等离子体共振(SPR)，因此，特定波长段的光被吸收。共振波长与芯-壳结构的大小没有关系，共振波长由芯和壳之间的直径比确定。然而，为了产生SPR，颜色吸收颗粒14均可以具有大约50nm或更小的直径。
在图1和图2中，将相同种类的颜色吸收颗粒14分布到磁材料层12中；然而，可以通过混合不同种类的颜色吸收颗粒14并将混合的颜色吸收颗粒14分布到磁材料层12中来分布不同种类的颜色吸收颗粒14。例如，为了实现绿色，可以在磁材料层12中混合并分布吸收红色段的光的颜色吸收颗粒和吸收蓝色段的光的颜色吸收颗粒。此外，为了实现红色，可以在磁材料层12中混合并分布吸收绿色段的光的颜色吸收颗粒和吸收蓝色段的光的颜色吸收颗粒。因此，分布在磁材料层12中的颜色分布颗粒14的芯和壳之间的直径比可以不同。
颜色吸收颗粒14不是必须为球形，因此，颜色吸收颗粒14还可以具有纳米棒形状。即使颜色吸收颗粒14具有纳米棒形状，颜色吸收颗粒14也可以因SPR而吸收特定波长段的光。在这样的情况下，由纳米棒长宽比来确定共振波长。因此，在磁材料层12中分布的颜色吸收颗粒14可以为纳米棒长宽比不同的纳米棒形状的颜色吸收颗粒14以及芯和壳之间的直径比不同的球形颜色吸收颗粒14的混合物。
根据本发明的示例性实施例，当没有将磁场施加到具有设置有颜色吸收颗粒14的磁材料层12的磁场控制主动反射器10时，磁场控制主动反射器10用作反射镜，当将磁场施加到磁场控制主动反射器10时，磁场控制主动反射器10用作滤色器。颜色吸收颗粒14的芯-壳结构的大小可以类似于或小于磁颗粒13的芯-壳的大小。如果颜色吸收颗粒14的大小远大于磁颗粒13的大小，则磁场控制主动反射器10的性能会降低。
如上所述，在磁材料层12中分布颜色吸收颗粒14的一个目的在于使得磁场控制主动反射器10可以用作滤色器。因此，如果磁场控制主动反射器10可以用作滤色器而不影响磁颗粒13的功能，则可以以不同形式实现磁材料层12。例如，可以通过在将芯-壳磁颗粒13分布在液相或膏状态的滤色器介质中之后固化芯-壳磁颗粒13来形成磁材料层12。此外，在将芯-壳磁颗粒13与用于滤色器的染料一起浸在溶液中并将所述溶液薄薄地涂覆在透明基底上之后，可以通过固化所述溶液来形成磁材料层12。
根据本发明的示例性实施例，磁场控制主动反射器10的磁材料层12的表面可以具有预定的形状，以使得磁材料层12的表面可以均匀地将透射光或反射光会聚在在特定区域中。图9至图11是根据本发明示例性实施例的磁场控制主动反射器10的磁材料层12的表面形状以及将磁场施加到磁场控制主动反射器10的磁材料层12的各种方法的剖视图。
参照图9，可以以混合表面的阵列形状来形成磁材料层12的表面，其中，混合表面中混合有两种类型的曲面。例如，中心表面12a可以具有以中心表面12a的中心为对称轴的凸抛物线形状。形成在中心表面12a的外围处的外围表面12b是凹面，外围表面12b具有大约位于中心表面12a的对称轴处的焦点，外围表面12b可以具有从中心表面12a延伸的凹抛物线形状。在这样的情况下，由图9的磁场控制主动反射器10反射或透射的大部分光平行于中心表面12a的对称轴传播。因此，在ON状态下，图9中示出的磁场控制主动反射器10可以用作这样的曲面反射镜，该曲面反射镜允许大部分反射光沿与反射面板垂直(即，与对称轴平行)的方向传播；在OFF状态下，图9中示出的磁场控制主动反射器10可以用作这样的半透射透镜，该半透射透镜允许大部分透射光和反射光沿与反射面板垂直(即，与对称轴平行)的方向传播。
存在将磁场施加到磁材料层12的各种方法。例如，在图9的情况下，将电线16设置在磁材料层12的下表面处。然而，如图10中所示，可以在磁材料层12上进一步形成具有平坦的上表面的透明材料层18之后，将电线16设置在透明材料层18的上表面上。如图11中所示，还可以在没有透明材料层18的情况下，沿着磁材料层12的表面直接设置电线16。
图12是示出磁材料层12的表面的布置的示意性俯视图。如图12中所示，磁材料层12的表面可以具有多个圆形元件的阵列。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，因为磁场控制主动反射器10在没有将磁场施加到磁场控制主动反射器10的情况下反射并阻挡所有光，并且在将磁场施加到磁场控制主动反射器10的情况下部分透射光，所以磁场控制主动反射器10可以用作光闸。因此，可以利用磁场控制主动反射器10的磁材料层12的原理来制造显示面板的像素。
现在将详细描述根据本发明示例性实施例的磁显示面板的结构和磁显示面板的操作。
图13是根据本发明示例性实施例的磁显示面板的子像素100的结构的示意性剖视图。参照图13，磁显示面板的子像素100包括：后基底110和前基底140，前基底140面对后基底110；磁材料层130，填充在后基底110和前基底140之间；子像素电极120，部分地形成在后基底110的内表面上；共电极125，设置在前基底140的内表面上；反射器131，设置在子像素电极120和磁材料层130之间；导电分隔件123，设置在磁材料层130的侧表面上，以密封磁材料层130并将子像素电极120电连接到共电极125。
根据本发明的示例性实施例，在磁显示面板中，可以共用后基底110、前基底140、共电极125。前基底140必须由透明材料形成；然而，后基底110可以是不透明的。
根据本示例性实施例，磁材料层130的构造与上述磁场控制主动反射器10的磁材料层12的构造相同。即，磁材料层130可以具有多个磁颗粒和多个颜色吸收颗粒埋置在透明绝缘介质中的结构。可选择地，可以通过将具有芯-壳结构的磁颗粒与用于滤色器的染料混合来形成磁材料层130。然而，根据本示例性实施例，在磁显示面板的子像素100的磁材料层130中，为了被用于磁颗粒的芯，铁磁材料必须处于超顺磁状态。这是因为，在铁磁材料的情况下，一旦磁颗粒沿一定方向排列，则排列状态不易消除。然而，在超顺磁区域，铁磁材料表现出的行为与顺磁材料的行为相同。为了将铁磁材料转变为超顺磁材料，磁芯的体积必须小于单个磁畴。
因此，根据本示例性实施例，在磁显示面板的子像素100的磁材料层130中，例如，用于形成磁颗粒的材料可以为：顺磁金属，诸如Ti、Al、Ba、Pt、Na、Sr、Mg、镝(Dy)、Mn或钆(Gd)，或者这些金属的合金；抗磁金属，诸如Ag或Cu，或者这些金属的合金；反铁磁金属，诸如Cr。此外，磁颗粒可以由从铁磁材料(诸如Co、Fe、Ni、Co-Pt合金或Fe-Pt合金)转变所得的超顺磁材料、铁氧化物(诸如MnZn(Fe2O4)2或MnFe2O4、Fe3O4、Fe2O3)、铁磁材料(诸如Sr8CaRe3Cu4O24)形成。
用于在子像素电极120和共电极125之间切换电流的控制电路160可以形成为与磁材料层130相邻并在后基底110和前基底140之间。例如，控制电路160可以为通常在液晶显示面板中使用的薄膜晶体管(TFT)。例如，在将TFT用于控制电路160的情况下，当通过将电压施加到TFT的栅电极使得TFT导通时，电流在子像素电极120和共电极125之间流动。此外，阻挡件175可以形成在控制电路160和磁材料层130之间，以防止形成磁材料层130的材料扩散到控制电路160中。
垂直外壁170沿子像素的边缘形成在共电极125和后基底110之间。垂直外壁170与导电分隔件123一起完全地将后基底110和前基底140之间的内部空间相对于外部进行密封。
此外，黑矩阵150形成在面对控制电路160、垂直外壁170、阻挡件175、导电分隔件123的区域中并在前基底140和共电极125之间。黑矩阵150覆盖控制电路160、垂直外壁170、阻挡件175、导电分隔件123，从而不会从外部看到控制电路160、垂直外壁170、阻挡件175、导电分隔件123。
设置在子像素电极120和磁材料层130之间的反射器131形成为通过反射透射通过磁材料层130的外部光来显示图像。如图13的放大示图中所示，反射器131具有预定的反射表面，以使得由磁显示面板的子像素100形成图像的反射的外部光可以向磁显示面板的每个子像素100的正面传播。例如，如上所述，反射器131的表面可以形成为混合表面的阵列形状，所述混合表面中混合有两种类型的曲面。例如，反射器131的每个混合表面的中心表面可以具有以中心表面的中心为对称轴的凸抛物线形状。在中心表面的外围形成的外围表面具有凹面，该外围表面具有位于该中心表面的对称轴上的焦点，且该外围表面可以具有从该中心表面延伸的凹抛物线形状。
虽然在图13中没有具体示出，但是为了防止因外部光的反射和散射导致的对眼睛的眩目现象，可以至少在从磁材料层130到前基底140的上表面中的任意一个光学表面上形成减反射涂层。例如，减反射涂层可以形成在磁材料层130和共电极125之间的表面、共电极125和前基底140之间的表面、前基底140的上表面中的至少一个表面上。还可以形成用于吸收从磁材料层130反射的光的吸收式偏振器以替代减反射涂层。
图14是示出根据本发明示例性实施例的图13的子像素100的子像素电极120、导电分隔件123、共电极125的示例性结构的示意性透视图。参照图14，子像素电极120面对图13中示出的磁材料层130的下表面，共电极125面对磁材料层130的上表面，导电分隔件123设置在磁材料层130的侧表面上，以将子像素电极120电连接到共电极125。
子像素电极120、导电分隔件123、共电极125可以由具有低电阻的不透明金属，诸如Al、Cu、Ag、Pt、Au、Ba、Cr、Na、Sr或Mg形成。此外，除了金属之外，还可以使用诸如碘掺杂聚乙炔的导电聚合物作为用于形成子像素电极120、导电分隔件123、共电极125的材料。
当使用不透明材料时，如图14中所示，孔121和孔126分别形成在子像素电极120和共电极125中，从而光可以穿过子像素电极120和共电极125。此时，彼此平行的相对较小的多个孔121形成在子像素电极120中，以在孔121之间具有沿电流方向延伸的多条电线122，从而可以容易地将磁场施加到磁材料层130。然而，在共电极125中，将孔126形成得相对较大并形成为具有与磁材料层130对应的大小。
图15A是示出当将电流施加到如上所述形成的子像素电极120的电线122时形成在电线122周围的磁场的示意图。如可以从图15A看出的，在电线122之间没有形成磁场，这是因为相反方向的磁场相互抵消，随着磁场越加远离电线122，磁场越加平行。因此，在示例性实施例中，可以不将磁材料层130填充到电线122之间的空间中。此外，在示例性实施例中，可以将磁材料层130设置为距电线122预定距离。
图15B是示出子像素电极120、磁材料层130、共电极125的结构的沿图14的A-A′线截取的剖视图。参照图15B，形成在子像素电极120的电线122之间的孔121和共电极125的孔126可以分别填充有透光材料121w和126w。此外，子像素电极120和反射器131之间的界面以及共电极125和磁材料层130之间的界面可以分别填充有具有预定厚度的透光材料130p。此外，可以将透光材料130p设置在反射器131和磁材料层130之间而不是在子像素电极120和反射器131之间。以这样的方式，可以将总体均匀的磁场施加到磁材料层130，并可以防止磁材料层130渗透到电线122之间的孔121的区域中，在所述区域中，磁场很弱或几乎为零。
然而，为了制造子像素电极120和共电极125，可以使用对于可见光透明的导电材料，诸如ITO。在这样的情况下，不需要分别在子像素电极120和共电极125中形成孔122、126。此外，近来，已经开发了将金属涂覆为几nm或更薄的技术。如果将导电金属形成为厚度小于导电金属的趋肤深度，则可以透射光。因此，可以通过将导电金属涂覆达小于导电金属的趋肤深度的厚度来形成子像素电极120和共电极125。
图16至图19是根据本发明示例性实施例的磁显示面板300中子像素100的阵列和共电极125的各种结构的示意性透视图。
参照图16，磁显示面板300可以由共同形成在后基底110上的子像素100的二维阵列形成，具有彼此不同的颜色的子像素可以形成一个像素。例如，如图16中所示，红色的子像素100R、绿色的子像素100G、蓝色的子像素100B可以构成一个像素。如上所述，子像素100R、100G、100B中的每个子像素的颜色可以根据颜色吸收颗粒或染料来确定。
此外，根据本示例性实施例的磁显示面板300的子像素100R、100G、100B共有共电极125。在图16的情况下，共电极125是由诸如ITO的透明导电材料形成的透明电极。在这样的情况下，不需要形成用于透射光的孔126。在这样的结构中，仅当设置在子像素100R、100G、100B中的每个子像素中的控制电路160导通时，电流才从共电极125通过导电分隔件123流到对应的子像素的子像素电极120。在这样的情况下，电流沿非常宽的区域在共电极125中流动；然而，电流沿非常窄的区域在子像素100R、100G、100B中的每个子像素的子像素电极120中流动，因此，子像素电极120的电流密度大于共电极125的电流密度。因此，磁材料层130受子像素电极120的影响，且几乎不受共电极125的影响。
图17和图18是共电极125由不透明金属或导电聚合物形成的子像素布置的示意性透视图。在图17中，如图14中所示，用于透射光的孔126形成在共电极125中并在与子像素100R、100G、100B中的每个子像素对应的位置上。在图18的情况下，用于透射光的孔127形成在与包括三个子像素100R、100G、100B的一个像素对应的位置上。根据本示例性实施例，共电极125的结构不限于图16至图18中所示的形状。在图16至图18中，共电极125由板形成；然而，共电极125可以由例如具有网或格结构的电线形成。图19示出了具有网或格结构的共电极125′。只要共电极125可以电连接到子像素100R、100G、100B中的每个子像素的导电分隔件123，共电极125可以具有任意形状。在图16至图18中，共电极125设置在前基底140和磁材料层130之间；然而，如果共电极125由具有网或格结构的电线形成，则共电极125可以设置在不同的位置中。例如，共电极125可以与子像素电极120形成在同一基底上。
现在将描述根据本发明示例性实施例的磁显示面板的子像素100的操作。
图20是示出当控制电路160(参照图13)处于截止状态时电流没有流到子像素电极120中的示意性剖视图。在这样的情况下，因为没有将磁场施加到磁材料层130，所以磁材料层130中的磁矩沿随机的方向取向。如上所述，进入磁材料层130的所有光被反射。如图20中所示，从外部光源通过前基底140进入磁材料层130的光S、P被磁材料层130反射。
图21是示出当控制电路160(参照图13)处于导通状态时电流流到子像素电极120中的示意性剖视图。在这样的情况下，因为将磁场通过子像素电极120施加到磁材料层130，所以磁材料层130中的磁矩沿一个方向取向。如上所述，偏振分量与磁场的平行于磁材料层130的磁化方向的分量相关的光(P偏振分量光)被磁材料层130反射，偏振分量与磁场的垂直于磁材料层130的磁化方向的分量相关的光(S偏振分量光)透射通过磁材料层130。
例如，如图21所示，在从外部光源通过前基底140进入磁材料层130的光中，S偏振分量光S穿过磁材料层130。然后，S偏振分量光S被设置在磁材料层130的下表面上的反射器131向外部反射通过磁材料层130和前基底140。在这样的过程中，光S因磁材料层130中的颜色吸收颗粒或染料而获得特定的颜色。因此，根据本示例性实施例，磁显示面板的子像素100R、100G、100B中的每个子像素可以实现彩色图像而不需要使用额外的滤色器。然而，通过前基底140进入磁材料层130的P偏振分量光P在磁材料层130的表面处呗反射。反射的光P对于图像形成没有帮助，且观看者的眼睛会因反射的光P而感到眩目。因此，如上所述，可以至少在从磁材料层130到前基底140中的一个光学表面处，形成减反射涂层，或可以设置用于吸收P偏振分量光P的吸收式偏振器。
图22和图23是根据本发明示例性实施例的双侧磁显示面板的子像素100a、100b的示意性剖视图，子像素100a、100b形成为图13的磁显示面板的子像素100。在图22和图23中，为了方便说明，仅包括了两个子像素100a、100b。参照图22，第一磁显示面板的子像素100a和第二磁显示面板的子像素100b对称地设置在提供光的背光单元(BLU)200的两侧，从而子像素100a、100b中的每个子像素的后基底110a、110b彼此面对。然而，在图23的情况下，第一磁显示面板的子像素100a和第二磁显示面板的子像素100b对称地设置在公共的后基底110上。第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b的结构与图13的磁显示面板的子像素100的结构相同。即，第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b包括后基底110a、110b和前基底140a、140b，设置为彼此面对；磁材料层130a、130b，填充在后基底110a、110b和前基底140a、140b之间；共电极125a、125b，设置在前基底140a、140b的内表面上；反射器131a、131b，设置在子像素电极120a、120b和磁材料层130a、130b之间；导电分隔件123a、123b，设置在磁材料层130a、130b的侧表面上，以密封磁材料层130a、130b并将子像素电极120a、120b电连接到共电极125a、125b。此外，黑矩阵150a、150b形成在面对控制电路160a和160b、外壁170a和170b、阻挡件175a和175b、导电分隔件123a和123b的区域上并在前基底140a、140b和共电极125a、125b之间。然而，在这样的情况下，后基底110a、110b、110必须由透明材料形成。
图13的磁显示面板的子像素100中使用的反射器131是传统的被动反射器而非主动反射器；然而，双侧磁显示面板的反射器131a、131b是如图9至图11中示出的主动式反射面板。在这样的情况下，因为通过子像素电极120a、120b将磁场施加到所有的磁材料层130a、130b和反射器131a、131b，所以磁材料层130a、130b和反射器131a、131b同时ON或OFF。同时，根据本发明，第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b中的每个子像素可以被独立地导通或截止。
图24是示出当第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b处于导通状态时图22的双侧磁显示面板的子像素100a、100b的操作的示意性剖视图。这里，假设诸如太阳或室内电灯的外部光源位于第一磁显示面板的子像素电极100a的一侧。
如果第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b均处于导通状态，则磁材料层130a、130b透射S偏振分量光并反射P偏振分量光，且反射器131a、131b对于S偏振分量光起到透镜作用，而对于P偏振分量光起到反射器作用。为了实现这些功能，磁材料层130a、130b的折射率必须与反射器131a、131b的折射率不同。在这样的情况下，磁材料层130a、130b可以由与反射器131a、131b的材料不同的透明材料形成。此外，在磁材料层130a、130b被允许执行滤色功能的情况下，磁材料层130a、130b的折射率可以与反射器131a、131b的折射率不同。
在从BLU 200发射的光中，S偏振分量光穿过反射器131a、131b和磁材料层130a、130b，并对第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b的图像形成提供帮助。P偏振分量光在两个反射器131a、131b之间被重复地反射。此时，如果在BLU 200中设置了漫射板，则P偏振分量光的一部分改变为非偏振状态光，因此，从BLU 200发射的所有光可以被用于形成图像。
通过第一显示面板的子像素100a的前基底140a进入磁材料层130a的外部光的S偏振分量光S穿过磁材料层130a。然后，外部光的S偏振分量光S在被反射器131a、131b会聚之后穿过第二磁显示面板的子像素100b，并对于第二磁显示面板的子像素100b的图像形成提供帮助。然而，通过第一磁显示面板的子像素100a的前基底140a进入磁材料层130a的外部光的P偏振分量光P被磁材料层130a反射。反射的外部光的P偏振分量光P可以被吸收，例如，被吸收式偏振器吸收。
图25是示出当第一磁显示面板中的子像素100a处于导通状态且第二磁显示面板中的子像素100b处于截止状态时图22的双侧磁显示面板的操作的示意性剖视图。这里，假设诸如太阳或室内电灯的外部光源位于第一磁显示面板的子像素100a的一侧。
在这样的情况下，在从BLU 200发射的光中，光的S偏振分量光S的一部分穿过第一反射器131a和第一磁材料层130a并对第一磁显示面板的子像素100a的图像形成提供帮助。S偏振分量光S的另一部分在被第二反射器131b反射之后穿过第一反射器131a和第一磁材料层130a，并对第一磁显示面板的子像素100a的图像形成提供帮助。光的P偏振分量光P在两个反射器131a、131b之间重复地反射。此时，如果在BLU 200中设置了漫射板，则P偏振分量光的一部分改变为非偏振状态光，因此，从BLU 200发射的所有光均可以被第一磁显示面板的子像素100a用来形成图像。
此外，通过第一磁显示面板的子像素100a的前基底140a进入第一磁材料层130a的外部光的S偏振分量光S在穿过磁材料层130a和第一反射器131a之后被第二反射器131b反射，并再次穿过第一磁材料层130a。因此，外部光的S偏振分量光S对于第一磁显示面板的子像素100a的图像形成提供帮助。然而，通过第一磁显示面板的子像素100a的前基底140a进入第一磁材料层130a的外部光的P偏振分量光P被第一磁材料层130a反射。如上所述，反射的外部光的P偏振分量光P可以被吸收，例如可以被吸收式偏振板吸收。
然而，如参照图24描述的，如果第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b均处于导通状态，并且外部光仅位于双侧磁显示面板的一侧，则外部光对于双侧磁显示面板的位于外部光的相对侧的子像素的图像形成提供帮助。图26是示出双侧磁显示面板的操作的示意性剖视图，其中，外部光可以对第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素的图像形成提供帮助。如图26的下侧上的放大示图所示，在本示例性实施例中，第一磁显示面板的子像素100a的反射器131a是交替排列有主动反射器和被动反射器的组合式反射器。虽然没有示出，但是第二磁显示面板的子像素100b的反射器131b也可以为交替排列有主动反射器和被动反射器的组合式反射器。
图27是用于说明反射器131a、131b关于外部光源的操作的示意图。参照图27，两个反射器131a、131b是分别具有第一主动反射器131a_a、第二主动反射器131b_a、第一被动反射器131a_i、第二被动反射器131b_i的组合式反射器，第一主动反射器131a_a和第二主动反射器131b_a彼此面对，第一被动反射器131a_i和第二被动反射器131b_i也彼此面对。如果第一主动反射器131a_a和第二主动反射器131b_a处于打开状态，且外部光源位于第一反射器131a的一侧，则外部光的一部分被被动反射器131a_i反射，外部光的另一部分穿过第一主动反射器131a_a和第二主动反射器131b_a。因此，外部光可以对第一反射器131a和第二反射器131b提供相等的帮助。
再次参照图26，当第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b都处于导通状态时，如参照图24描述的，从BLU 200发射的光对于第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b的图像形成提供帮助。此外，通过第一磁显示面板的子像素100a的前基底140a进入磁材料层130a的外部光的S偏振分量光S穿过磁材料层130a。已经穿过磁材料层130a的外部光的S偏振分量光S的一部分通过被被动反射器131a_i反射而对于第一磁显示面板的子像素100a的图像形成提供帮助。已经穿过磁材料层130a的外部光的S偏振分量光S的另一部分在被第一主动反射器131a_a和第二主动反射器131b_a会聚之后穿过第二磁显示面板的子像素100b的磁材料层130b，因此，对第二磁显示面板的子像素100b的图像形成提供帮助。
图28是示出图23的双侧磁显示面板的操作的示意性剖视图，其中，第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b都处于导通状态。这里，假设诸如太阳或室内电灯的外部光源位于第一磁显示面板的一侧。图23的双侧磁显示面板仅利用外部光而不需要使用背光单元。因此，为了将外部光相等地分布到第一磁显示面板和第二磁显示面板的子像素100a、100b，如上所述，反射器131a、131b可以为包括主动反射器131a_a、131b_a和被动反射器131a_i、131b_i的组合式反射器。
参照图28，在这样的情况下，通过第一磁显示面板的子像素100a的前基底140a进入磁材料层130a的外部光的S偏振分量光S穿过磁材料层130a。已经穿过磁材料层130a的外部光的S偏振分量光S的一部分被被动反射器131a_i反射，并对第一磁显示面板的子像素100a的图像形成提供帮助。已经穿过磁材料层130a的外部光的S偏振分量光S的另一部分在被主动反射器131a_a、131b_a会聚之后穿过第二磁显示面板的子像素100b的磁材料层130b，因此，可以对第二磁显示面板的子像素100b的图像形成提供帮助。
本发明不仅可以被应用于非柔性的刚性平面显示面板，而且可以被容易地应用于柔性显示面板。在传统的液晶显示面板的情况下，在制造工艺中需要高温处理。因此，难以将对于高温来说很弱的柔性基底应用于柔性显示器。然而，根据本发明，可以以大约130℃的高温制造磁材料层130，因此，可以将磁材料层130应用于制造柔性显示面板。
为了将磁显示面板应用于柔性显示面板，所有的组成元件必须由柔性材料形成。例如，参照图13，后基底110和前基底140可以由透明树脂形成，诸如PEN(polyethylene naphthalate)、PC(polycarbonate)或PET(polyethyleneterephthalate)。此外，子像素电极120和共电极125可以由例如导电聚合物材料形成，诸如碘掺杂聚乙炔。碘掺杂聚乙炔具有与Ag类似的非常高的电导率，然而，碘掺杂聚乙炔是不透明的，因此，在传统的液晶显示面板中没有使用碘掺杂聚乙炔。然而，如上所述，在本发明中，子像素电极120和共电极125不需要是透明的。另外，在控制电路160中，可以使用主要用在传统的柔性有机EL显示器(或柔性OLED显示器)中的传统有机薄膜晶体管(TFT)。
在背光单元的情况下，具体地讲，利用由如上所述的柔性光学透明材料形成的柔性导光板来构造边光式背光单元，通过在柔性基底上布置光源来构造直下式背光单元。此外，在将根据本发明的磁显示面板应用于形成纸状柔性显示器的情况下，可以将例如ZnS:Cu(copper-activated zinc sulfide)或ZnS:Cu，Mg(copper and magnesium activated zinc sulfide)的辉光材料用作光源以替代背光单元。
此外，即使当使用无机TFT替代有机TFT时，也可以实现柔性显示器。因为无机TFT具有刚性结构并需要高温处理，所以通过在子像素结构中分离晶体管部件来分别制造柔性显示单元和控制单元。图29是根据本发明另一示例性实施例的柔性磁显示面板的子像素100′的结构的示意性剖视图。当将图29的柔性磁显示面板的子像素100′与图13的磁显示面板的子像素100进行比较时，区别在于子像素100′中移除了控制电路160。图29的柔性磁显示面板的子像素100′的其他构造与图13的磁显示面板的子像素100的构造相同。后基底110、前基底140、子像素电极120、共电极125由如上所述的柔性材料形成。
根据本示例性实施例，如图30中所示，分别设置柔性显示单元40和控制单元30，控制单元30由用于驱动柔性显示单元40的子像素的无机TFT形成，在每个子像素中移除了诸如TFT的控制电路160。包括与每个子像素对应的无机TFT的控制单元30包括用于将控制单元30连接到柔性显示单元40的第一连接器34。第一连接器34电连接到从控制单元30中的无机TFT的漏极延伸的子像素电极33和从控制单元30中的无机TFT的源极延伸的共电极31。此外，柔性显示单元40包括能够连接到控制单元30的第一连接器34的第二连接器41。第二连接器41电连接到柔性显示面板40的子像素电极120和共电极125。因此，如果第一连接器34和第二连接器41结合，则可以通过控制单元30来控制柔性显示单元40中的每个子像素的导通/截止。
根据本发明示例性实施例，磁场控制主动反射器可以根据磁场的施加来控制入射光的反射或透射。如果将磁场控制主动反射器应用于双侧显示面板，则可以增加室外可视性。
此外，根据本发明的示例性实施例，在磁显示面板的情况下，不需要作为传统液晶显示面板中的必要元件的滤色器、前偏振器、后偏振器。因此，与传统的液晶显示面板相比，可利用非常少量的部件来控制光的透射或阻挡，因此，根据本发明的磁显示面板可以更简单并且制造成本更低。此外，因为使用了磁场控制主动反射器，所以可以更有效地利用外部光。
此外，当制造根据本发明的磁显示面板时，可以使用用于制造液晶显示面板的大多数传统工艺。
此外，根据本发明的磁显示面板不需要高温制造工艺，因此，可以被应用于形成柔性显示面板。
可以容易地制造根据本发明的磁显示面板，以形成小屏幕和大屏幕。因此，可以将磁显示面板广泛地应用于提供图像的各种大小的电子设备，诸如TV、PC、笔记本、移动电话、PMP或游戏设备。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在此进行形式和细节方面的各种改变。示例性实施例仅应该被认为是示例性的而不是出于限制性目的。因此，本发明的范围不是由对本发明的详细描述而是由权利要求限定的，在该范围内的所有差异将被理解为包括在本发明中。

Claims (25)

1、一种反射器，包括磁材料层，磁材料层包括：
透明绝缘介质；
磁颗粒，设置在透明绝缘介质中；
光学表面，包括多个曲面，所述多个曲面包括第一表面和外围表面，第一表面包括凸抛物线形状并以第一表面的中心为对称轴，外围表面包括在第一表面的对称轴处的焦点和从第一表面延伸的凹抛物线形状，
其中，磁材料层根据是否施加了磁场来反射光或透射光。
2、如权利要求1所述的反射器，其中，当将磁场施加到磁材料层时，磁材料层透射具有第一偏振方向的光并反射具有与第一偏振方向垂直的第二偏振方向的光，当没有将磁场施加到磁材料层时，磁材料层反射具有第一偏振方向的光和具有第二偏振方向的光。
3、如权利要求1所述的反射器，其中，磁材料层包括：磁颗粒，包括芯-壳结构；颜色吸收颗粒，包括芯-壳结构；介质，磁颗粒和颜色吸收颗粒混合并分布在介质中。
4、如权利要求3所述的反射器，其中，每个磁颗粒包括由磁材料形成的磁芯和围绕磁芯的绝缘壳。
5、如权利要求4所述的反射器，其中，磁芯包括单个磁畴。
6、如权利要求4所述的反射器，其中，磁芯由从Co、Fe、铁氧化物、Ni、Co-Pt合金、Fe-Pt合金、Ti、Al、Ba、Pt、Na、Sr、Mg、镝Dy、Mn、钆Gd、Ag、Cu、Cr组成的组或包括所述组中至少两种材料的合金中选择的磁材料形成。
7、如权利要求3所述的反射器，其中，每个颜色吸收颗粒包括由电介质形成的芯和由金属形成的壳。
8、如权利要求1所述的反射器，所述反射器还包括磁场施加元件，磁场施加元件将磁场施加到磁材料层，其中，磁场施加元件包括：多条电线，设置为彼此平行并在磁材料层周围；电源，将电流提供到所述多条电线。
9、如权利要求8所述的反射器，其中，所述多条电线由从氧化铟锡ITO、Al、Cu、Ag、Pt、Au、碘掺杂聚乙炔组成的组中选择的一种材料形成。
10、一种显示像素，包括：
磁材料层，根据是否施加了磁场来透射光或不透射光，所述磁材料层包括染料和颜色吸收颗粒中的一种；
反射器，设置在磁材料层的第一表面处，以反射穿过磁材料层的光；
第一电极，设置在反射器的第一表面处；
第二电极，设置在磁材料层的第二表面处；
导电件，设置在磁材料层的第三表面处，将第一电极电连接到第二电极。
11、如权利要求10所述的显示像素，其中，当施加磁场时，磁材料层透射第一偏振方向的光并反射作为第一偏振方向的垂直方向的第二偏振方向的光，当没有将磁场施加到磁材料层时，磁材料层反射所有的光。
12、如权利要求10所述的显示像素，其中，磁材料层包括颜色吸收颗粒，磁材料层还包括磁颗粒，颜色吸收颗粒和磁颗粒在没有成团的情况下混合并分布在介质中。
13、如权利要求12所述的显示像素，其中，每个磁颗粒包括由磁材料形成的磁芯和围绕磁芯的绝缘壳。
14、如权利要求13所述的显示像素，其中，磁芯由从Co、Fe、铁氧化物、Ni、Co-Pt合金、Fe-Pt合金、Ti、Al、Ba、Pt、Na、Sr、Mg、镝Dy、Mn、钆Gd、Ag、Cu、Cr组成的组或包括所述组中至少两种材料的合金中选择的磁材料形成。
15、如权利要求12所述的显示像素，其中，每个颜色吸收颗粒包括由电介质形成的芯和由金属形成的壳。
16、如权利要求10所述的显示像素，所述显示像素还包括：透明的前基底，第一电极设置在透明的前基底上；后基底，第二电极设置在后基底上。
17、如权利要求16所述的显示像素，所述显示像素还包括减反射涂层，减反射涂层形成在磁材料层和前基底的表面之间的表面以及前基底的表面中的至少一个表面处。
18、如权利要求16所述的显示像素，所述显示像素还包括吸收式偏振器，吸收式偏振器形成在磁材料层和前基底的表面之间的表面以及前基底的表面中的至少一个表面处。
19、如权利要求10所述的显示像素，其中，反射器具有反射表面，反射表面包括多个曲面，所述多个曲面包括第一表面和外围表面，第一表面包括凸抛物线形状并以第一表面的中心为对称轴，外围表面包括在第一表面的对称轴上的焦点和从第一表面延伸的凹抛物线形状。
20、如权利要求10所述的显示像素，其中，第二电极包括电连接到导电件的网结构或格结构的电线。
21、如权利要求10所述的显示像素，所述显示像素还包括控制电路，控制电路设置在磁材料层的第四表面处，以切换第一电极和第二电极之间的电流。
22、一种包括多个如权利要求10所述的显示像素的显示面板。
23、如权利要求22的显示面板，所述显示面板还包括：透明的前基底，第一电极设置在透明的前基底上；后基底，第二电极设置在后基底上。
24、如权利要求23所述的显示面板，其中，所述显示面板是柔性显示面板，前基底、后基底、第一电极、第二电极由柔性材料形成。
25、如权利要求24所述的显示面板，其中，所述显示面板包括：柔性显示单元，多个显示像素设置在柔性显示单元上；控制单元，对于每个子像素单独控制第一电极和第二电极之间的电流。
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