CN113934070A - 一种基于mzi结构的柔性显示装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MZI结构的柔性显示装置及及其应用，其中显示装置包括激光单元、柔性衬底、设置于柔性衬底第一表面上的MZI结构和输出光栅；激光单元用于产生激光，激光射入至MZI结构中；MZI结构包括多个呈阵列排布的MZI单元，每行相邻MZI单元之间通过传输波导连接；MZI单元与输出光栅一一对应，用于耦合与其匹配的波长的激光，并将耦合的激光传输至输出光栅进行显示。本发明使用激光作为光源，并结合设置于柔性衬底上的MZI结构实现激光的选择和传输，使得该显示装置具有显示色域广、寿命长、集成度高、光效高、成本低等诸多优点，尤其适用于批量生产。
Description
技术领域
本发明公开了一种基于MZI结构的柔性显示装置及其在多媒体资源播放系统中的应用，属于显示装置技术领域。
背景技术
传统的显示装置为液晶显示装置(Liquid Crystal Display，简称LCD)，其是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，简称TFT)，上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变控制液晶分子的转动方向，控制每个像素点偏振光出射与否，从而达到显示的目的。
但是随着社会的发展，人们对显示装置提出了更高的要求，要求画面优质、寿命长且环保，因此基于发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)的显示装置应运而生。LED与LCD的功耗比大约为1:10，而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能，能提供宽达160°的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、VCD、DVD等彩色视频信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。
然而，随着生活品质的提升，基于LED的显示装置又开始不能满足人们对于色彩度和轻便程度的要求。于是，出现了基于有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)的显示装置，OLED为一种柔性显示装置，拥有自发光、像素级控光、可视角广、色域高、动态响应快、对比度无限等诸多优势，使得基于OLED的显示装置显示的画面、更加鲜活、立体、有质感。
然而由于OLED为有机发光半导体材料，其寿命通常只有5000小时，并且仍旧存在色彩纯度不够的问题，使得基于OLED的显示装置具有寿命短、不容易显示出鲜艳、浓郁的色彩的缺点。
发明内容
本申请的目的在于，提供一种基于MZI结构的柔性显示装置及其应用，以解决现有基于OLED的显示装置存在的寿命短、色彩表现不足的技术问题。
本发明的第一方面提供了一种基于MZI结构的柔性显示装置，包括激光单元、柔性衬底、设置于柔性衬底第一表面上的MZI结构和输出光栅；
所述激光单元，用于产生激光，所述激光射入至MZI结构中；
所述MZI结构包括多个呈阵列排布的MZI单元，每行相邻MZI单元之间通过传输波导连接；
所述MZI单元与所述输出光栅一一对应，用于耦合与其匹配的波长的激光，并将耦合的所述激光传输至所述输出光栅进行显示。
优选地，所述MZI结构还包括与所述MZI单元连接的可调介质单元；
所述可调介质单元用于调节所述MZI单元的折射率。
优选地，所述可调介质单元中使用的可调介质包括电光介质、热光介质和磁光介质中的一种或多种。
优选地，所述电光介质为金属氧化物薄膜。
优选地，所述激光单元包括激光器和多个MZI输入结构；
相邻MZI输入结构之间通过输入波导连接；
每一个MZI输入结构均与每行MZI单元中的第一个MZI单元连接。
优选地，所述显示装置还包括反射膜层，所述反射膜层设置于所述柔性衬底的第二表面，用于增加所述显示装置的显示亮度。
优选地，所述显示装置还包括扩束单元；
所述扩束单元设置于所述输出光栅的出光路径上，用于扩大所述输出光栅输出激光的角度。
优选地，所述柔性衬底的材质为聚酰亚胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
优选地，所述输入波导和/或所述传输波导是采用激光直接或者光刻的方法制备得到的。
本发明的第二方面提供了一种多媒体资源播放系统，该系统包括上述基于MZI结构的柔性显示装置。
本发明的基于MZI结构的柔性显示装置及其在多媒体资源播放系统中的应用，相较于现有技术，具有如下有益效果：
本发明的基于MZI结构的柔性显示装置，使用激光作为光源，并结合设置于柔性衬底上的多个MZI结构实现激光的选择、传输及路径的切换，使得该显示装置显示色域广、寿命长、集成度高、可根据需要制成各种异型结构。本发明的柔性显示装置定制加工方便、成本低，尤其适用于批量生产。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于MZI结构的柔性显示装置的结构示意图。
图中1为激光器；2为输入波导；3为MZI输入结构；4为柔性衬底；5为传输波导；6为MZI单元；7为输出光栅。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
如图1所示，本发明实施例的基于MZI结构的柔性显示装置包括激光单元、柔性衬底4、设置于柔性衬底4第一表面上的MZI结构和输出光栅7；本实施例中的柔性衬底4的材质为聚酰亚胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚二甲基硅氧烷中的一种或多种，上述材质的柔性衬底4其弯曲性、灵活度及可变性均很高，可根据需要制成各种异型结构。
上述激光单元用于产生激光，产生的激光射入至MZI结构中；
上述MZI结构包括多个呈阵列排布的MZI单元6，每行相邻MZI单元6之间通过传输波导5连接；MZI单元6与输出光栅7一一对应，用于耦合与其匹配的波长的激光，并将耦合的激光传输至输出光栅7进行显示。
本发明的基于MZI结构的柔性显示装置，使用激光作为光源，并结合设置于柔性衬底上的多个MZI结构实现激光的选择、传输及路径的切换，使得该显示装置显示色域广、寿命长、集成度高、可根据需要制成各种异型结构、定制加工方便、成本低，尤其适用于批量生产。
本发明实施例中的MZI结构中还包括与MZI单元连接的可调介质单元，可调介质单元用于调节MZI单元6的折射率。而折射率与频率具有线性关系，故调节MZI结构的折射率，其频率也会随之发生改变，则传输波导5内可与MZI结构匹配的激光的波长也会随之改变，从而使得不同波长的激光通过输出光栅7输出至外部空间。
进一步地，上述可调介质单元中使用的可调介质包括电光介质、热光介质和磁光介质中的一种或多种。本实施例中，可调介质单元为金属氧化物薄制成的电光介质，利用电能调制MZI单元6的频率。
本发明实施例中激光单元包括激光器1和多个MZI输入结构3；相邻MZI输入结构3之间通过输入波导2连接；每一个MZI输入结构3均与每行MZI单元6中的第一个MZI单元6连接。
上述输入波导2和/或传输波导5可以是成品波导，例如采用3D打印方式获得的成品波导，也可以是通过激光直写或者光刻方法在柔性衬底4的内部形成的波导。
由于输出光栅7存在单向出光不高的问题，因此本实施例在柔性衬底4未设传输波导5的另一表面设置了反射膜层，该反射膜层可增加输出亮度。
由于输出光栅7还存在可视角度窄的问题，因此，本实施例在输出光栅7的出光路径上设置了扩束单元，从而扩大输出光栅7输出激光的角度，使得显示装置所显示的画面均匀性更佳。其中扩束装置为微透镜。
本发明的第二方面提供了一种多媒体资源播放系统，该系统包括上述基于MZI结构的柔性显示装置。
本发明的基于MZI结构的柔性显示装置，显示色域广、寿命长、集成度高、定制加工方便、成本低，适用于批量生产。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种基于MZI结构的柔性显示装置，其特征在于，包括激光单元、柔性衬底、设置于柔性衬底第一表面上的MZI结构和输出光栅；
所述激光单元，用于产生激光，所述激光射入至MZI结构中；
所述MZI结构包括多个呈阵列排布的MZI单元，每行相邻MZI单元之间通过传输波导连接；
所述MZI单元与所述输出光栅一一对应，用于耦合与其匹配的波长的激光，并将耦合的所述激光传输至所述输出光栅进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于MZI结构的柔性显示装置，其特征在于，所述MZI结构还包括与所述MZI单元连接的可调介质单元；
所述可调介质单元用于调节所述MZI单元的折射率。
3.根据权利要求2所述的基于MZI结构的柔性显示装置，其特征在于，所述可调介质单元中使用的可调介质包括电光介质、热光介质和磁光介质中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的基于MZI结构的柔性显示装置，其特征在于，所述电光介质为金属氧化物薄膜。
5.根据权利要求1所述的基于MZI结构的柔性显示装置，其特征在于，所述激光单元包括激光器和多个MZI输入结构；
相邻MZI输入结构之间通过输入波导连接；
每一个MZI输入结构均与每行MZI单元中的第一个MZI单元连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于MZI结构的柔性显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括反射膜层，所述反射膜层设置于所述柔性衬底的第二表面，用于增加所述显示装置的显示亮度。
7.根据权利要求1-5任一项所述的基于MZI结构的柔性显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括扩束单元；
所述扩束单元设置于所述输出光栅的出光路径上，用于扩大所述输出光栅输出激光的角度。
8.根据权利要求1所述的基于MZI结构的柔性显示装置，其特征在于，所述柔性衬底的材质为聚酰亚胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
9.根据权利要求5所述的基于MZI结构的柔性显示装置，其特征在于，所述输入波导和/或所述传输波导是采用激光直接或者光刻的方法制备得到的。
10.一种多媒体资源播放系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的基于MZI结构的柔性显示装置。
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| CN105137598A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-12-09 | 浙江大学 | 透明显示屏及其制备方法、光学系统和应用 |
| CN107466372A (zh) * | 2015-02-12 | 2017-12-12 | 迪吉伦斯公司 | 波导光栅设备 |
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