CN103676309B - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种显示装置。所述显示装置包括：发光单元，设置于背光单元的一侧，配置来向背光单元发射光线；背光单元；像素阵列，设置于背光单元上，包括多个像素单元；像素驱动单元，配置来获得要显示的图像，并根据要显示的图像针对每个像素单元生成控制指令；其中背光单元配置来将从发光单元发射的光线传送到像素阵列，每个像素单元根据控制指令，确定从背光单元传送的光线在该像素单元的通过率。

Description

显示装置

技术领域

本发明实施例涉及一种显示装置。

背景技术

随着科技的不断发展，已经提出了例如个人计算机、便携式计算机、智能手机、多媒体播放器、电子书之类的各种终端电子设备。用户可方便地使用这些终端设备观看视频、浏览网页、进行视频音频通话等。随着这些电子设备被广泛使用，显示技术也已经成为了目前研究热点。

目前液晶显示技术仍然是主流的显示技术。然而，在液晶显示装置进行图像显示时，首先需要通过偏光片对来自背光单元的光线进行偏振，以获得特定偏振方向的偏振光，在此过程中损耗了大量来自背光单元的光线的能量。然后再通过与偏振方向垂直的另一块偏光片进行调制，以实现光强调制，在此过程中来自背光单元的光线的能量被进一步损耗。此外，液晶显示装置中的液晶层本身对光线也有一定的吸收。这导致液晶显示装置的显示对比度不高、显示屏幕耗电量大、并且制造成本高。

发明内容

因此，本发明希望提出一种新的显示技术以解决以上问题。

本发明的一个实施例提供了一种显示装置，包括：发光单元，设置于背光单元的一侧，配置来向背光单元发射光线；背光单元；像素阵列，设置于背光单元上，包括多个像素单元；像素驱动单元，配置来获得要显示的图像，并根据要显示的图像针对每个像素单元生成控制指令；其中背光单元配置来将从发光单元发射的光线传送到像素阵列，每个像素单元根据控制指令，调节从背光单元传送的光线在该像素单元的通过率，以及像素单元包括：侧壁，与背光单元垂直，并且围绕在像素单元周围以形成像素单元的投射空间；转轴，能够绕该转轴的轴心旋转；覆盖部件，位于投射空间上方，并且与转轴相连，能够相对于转轴的轴心旋转；旋转控制部件，配置来根据控制指令控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，以调节背光单元传送的光线在该像素单元的通过率。

根据本发明实施例的显示装置，不需要使用液晶层和偏光片，通过像素单元直接对来自背光单元的光线通过率进行控制。从而提高了显示装置的显示对比度高，并且减少了显示装置的耗电量、降低了制造成本高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将简要描述本发明的实施例描述中所需要使用的附图。

图1是描述了根据本发明一个实施例的显示装置的示范性结构框图。

图2是示出了根据本发明的一个示例，图1中所示的像素阵列中的一个像素单元的示意图。

图3是示出了根据本发明的一个示例，图2中所示的覆盖部件的示意性俯视图。

图4a是示出了根据本发明的一个示例的磁性模块的示意图。

图4b是示出了根据本发明的另一示例的磁性模块的示意图。

图5是示出了包含图2中所示的像素单元的像素阵列的示意图。

图6是示出了根据本发明的另一示例，图1中所示的像素阵列中的一个像素单元的示意图。

图7是示出了根据本发明的一个示例，在图6所示的像素单元中，根据来自像素驱动单元的控制指令控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比的示意图。

图8示出了包含图6中所示的像素单元的像素阵列的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本上相同元件用相同的附图标记来表示，且对这些元件的重复解释将被省略。

图1是描述了根据本发明一个实施例的显示装置的示范性结构框图。下面，将参照图1来描述根据本发明实施例的显示装置100。如图1所示，显示装置100包括发光单元110、背光单元120、像素阵列130和像素驱动单元140。

具体地，发光单元110可发射光线。根据本发明的一个示例，发光单元110可包括LED光源。背光单元120可与像素阵列130对应设置。例如，像素单元可设置在背光单元上。背光单元120将从发光单元110发射的光线传送到像素阵列130。

像素驱动单元140获得要显示的图像，并根据要显示的图像针对每个像素单元生成控制指令。根据本发明的一个示例，控制指令可指示覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比。然后，每个像素单元根据控制指令，调节从背光单元传送的光线在该像素单元的通过率。

根据本发明的一个示例，像素单元可包括侧壁、转轴、覆盖部件和旋转控制部件。具体地，侧壁可与背光单元120垂直设置，并且围绕在像素单元周围以形成像素单元的投射空间。转轴能够绕该转轴的轴心旋转。覆盖部件设置在投射空间上方，并且与转轴相连接，使其能够相对于转轴的轴心旋转。旋转控制部件根据控制指令控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，以调节背光单元传送的光线在该像素单元的通过率。具体地，旋转控制部件可根据来自像素驱动单元的控制指令，控制覆盖部件绕转轴旋转的角度，从而允许或禁止从背光单元传送的光线从该像素单元的通过。

根据本发明的一个示例，可预先存储覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比与光线在该像素单元的通过率之间的对应表。例如，光线在该像素单元的通过率可与覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比成反比，即，覆盖部件对于像素单元的覆盖面积越大，光线在该像素单元的通过率越低。更具体地，例如，当覆盖部件对于像素单元的覆盖面积为10%时，光线在该像素单元的通过率为90%，当覆盖部件对于像素单元的覆盖面积为30%时，光线在该像素单元的通过率为70%，当覆盖部件对于像素单元的覆盖面积为60%时，光线在该像素单元的通过率为40%。当像素驱动单元140获得要显示的图像后，可根据要显示的图像确定为了显示该图像每个像素单元应具有的目标光线通过率，然后可根据预先存储的覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比与光线在该像素单元的通过率之间的对应表，确定为了获得目标光线通过率，覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，并且生成控制指令。然后，每个像素单元根据相应控制指令，调节从背光单元传送的光线在该像素单元的实际通过率以使其与目标光线通过率匹配。

可替换地，根据本发明的另一示例，当像素驱动单元140获得要显示的图像后，可根据要显示的图像确定为了显示该图像每个像素单元应具有的目标光线通过率，然后可根据该目标光线通过率实时计算覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，并且根据计算结果生成控制指令。然后，每个像素单元根据相应控制指令，调节从背光单元传送的光线在该像素单元的实际通过率以使其与目标光线通过率匹配。

通过根据本实施例的显示装置，不需要使用液晶层和偏光片，通过像素单元直接对来自背光单元的光线通过率进行控制。从而提高了显示装置的显示对比度高，并且减少了显示装置的耗电量、降低了制造成本高。

图2是示出了根据本发明的一个示例，图1中所示的像素阵列中的一个像素单元的示意图。如图2所示，像素单元200包括侧壁210、转轴220、覆盖部件230和旋转控制部件。

侧壁210与背光单元120垂直，并且围绕在像素单元周围以形成像素单元200的投射空间240（如图2中的阴影部分所示）。来自背光单元的光线沿箭头所示的竖直方向入射到投射空间240中。转轴220能够绕该转轴的轴心旋转。覆盖部件230位于投射空间上方，并且与转轴相连，能够相对于转轴220的轴心旋转。

覆盖部件230中包括导电模块。图3是示出了根据本发明的一个示例，图2中所示的覆盖部件的示意性俯视图。如图3所示覆盖部件230中可包括多条并联连接的导线230-1至230-n，其中n为正整数。

在图2所示的示例中，旋转控制部件可包括磁性模块和第一供电模块。具体地，第一供电模块可与覆盖部件230中的导电模块相连接以向导电模块提供电流。当第一供电模块不向覆盖部件230中的导电模块供电时，图2所示，覆盖部件230处于初始状态，并且覆盖部件230垂直于来自背光单元的光线的方向完全覆盖投射空间240。而当第一供电模块向覆盖部件230中的导电模块供电时，导电模块在磁性模块所产生的磁场中受到驱动力，使得覆盖部件230在竖直平面内旋转。如上所述，在控制指令指示覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比的情况下，旋转控制部件可根据基于来自像素驱动单元的控制指令所指示的覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，确定并调节第一供电单元向导电模块提供的电流的大小和/或方向，以控制覆盖部件在磁性模块所产生的磁场中受到的第一驱动力，从而控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比。可替换地，在本示例中，控制指令也可直接指示根据要显示的图像，每个像素单元中的第一供电单元应向导电模块提供的电流的大小和/或方向。在此情况下，旋转控制部件可根据基于来自像素驱动单元的控制指令调节第一供电单元向导电模块提供的电流的大小和/或方向，从而控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比。

图4a是示出了根据本发明的一个示例的磁性模块的示意图。如图4a所示，磁性模块410和420可设置在侧壁210中。具体地，磁性模块410和420可设置在像素单元200的两个相对的侧壁中。可替换地，也可直接以磁性模块410和420作为像素单元200的两个相对的侧壁，并且在此情况下，磁性模块410和420为不透明的磁性模块。

图4b是示出了根据本发明的另一示例的磁性模块的示意图。如图4b所示，磁性模块430可设置在像素单元200的侧壁210所围绕的投射空间240的底部，并且在此情况下，磁性模块可以为透明磁性模块，以允许来自背光单元的模块透过其入射到透射空间240中。

根据本发明的一个示例，旋转控制部件中的磁性模块可以是普通磁铁模块。此外，根据本发明的另一示例，旋转控制部件中的磁性模块也可以是电磁铁模块。具体地，旋转控制部件还可包括第二供电模块。第二供电模块可与电磁铁模块相连接，以向电磁铁模块施加第一电压。例如，如上所述，在控制指令指示覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比的情况下，旋转控制部件还可根据基于来自像素驱动单元的控制指令所指示的覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，确定并调节施加到第二供电单元施加到磁性模块的电压的大小和/或极性，以控制覆盖部件在磁性模块所产生的磁场中受到的第二驱动力，从而控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比。

可替换地，在本示例中，控制指令还可直接指示根据要显示的图像应施加到第二供电单元施加到磁性模块的电压的大小和/或极性。在此情况下，第二供电模块可根据基于来自像素驱动单元的控制指令调节施加到第二供电单元施加到磁性模块的电压的大小和/或极性，以控制覆盖部件在磁性模块所产生的磁场中受到的第二驱动力，从而控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比。

在本实施例中，旋转控制部件可根据来自像素驱动单元的控制指令，调节第一供电模块向覆盖部件中的导电模块提供的电流和/或第二供电模块向电磁铁模块施加的第一电压，以控制覆盖部件在磁性模块所产生的磁场中受到的驱动力，进而控制覆盖部件相对于图2中所示的初始状态绕转轴旋转的角度，即，控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，从而调节该像素单元的光线通过率。

图5是示出了包含图2中所示的像素单元的像素阵列的示意图。如图5所示，像素阵列510中的每个像素单元可独立地根据来自像素驱动单元的控制指令来控制该像素单元的覆盖部件在磁性模块所产生的磁场中受到的驱动力，以允许或阻滞来自背光单元520的光线的至少一部分通过该像素单元。

图6是示出了根据本发明的另一示例，图1中所示的像素阵列中的一个像素单元的示意图。如图6所示，像素单元600包括侧壁610、转轴620、覆盖部件630和旋转控制部件。

侧壁610与背光单元（未示出）垂直，并且围绕在像素单元周围以形成像素单元600的投射空间640。来自背光单元的光线沿箭头所示的竖直方向入射到投射空间640中。转轴620能够绕该转轴的轴心旋转。覆盖部件630位于投射空间上方。覆盖部件630的一端通过转轴620与侧壁610相连，并且覆盖部件630能够相对于转轴620的轴心旋转。在本示例中，覆盖部件630上分布有具有第一极性的带电粒子。

旋转控制部件包括下极板651、上极板652和第三供电模块（未示出）。如图6所示，下极板651设置在投射空间640底部，而上极板652设置在覆盖部件上方。下极板651和上极板652可以为透明极板。第三供电模块与上极板或下极板相连接，并且可向上极板或下极板施加第二电压。覆盖部件630上的带电粒子在下极板651和上极板652所产生的电场中受到驱动力，使得覆盖部件630在竖直平面内旋转。

具体地，旋转控制部件根据来自像素驱动单元的控制指令调节第三供电单元施加到上极板或下极板的第二电压的大小和/或极性，以控制覆盖部件在上极板和下基板所形成的电场中受到的第三驱动力，以调节背光单元传送的光线在该像素单元的通过率。

如上所述，在控制指令指示覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比的情况下，旋转控制部件可根据基于来自像素驱动单元的控制指令所指示的覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，确定并调节向上极板或下极板施加第二电压的大小和/或极性，以控制覆盖部件在上极板或下极板所产生的电场中受到的第三驱动力，从而控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，以调节背光单元传送的光线在该像素单元的通过率。

可替换地，在本示例中，控制指令也可直接指示根据要显示的图像，应向上极板或下极板施加第二电压的大小和/或极性。在此情况下，旋转控制部件可根据基于来自像素驱动单元的控制指令调节第三供电单元向上极板或下极板施加第二电压的大小和/或极性，从而控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，以调节背光单元传送的光线在该像素单元的通过率。

此外，根据本发明的另一示例，旋转控制部件还可包括第四供电模块。第四供电模块可与上极板和下极板中未连接到第三供电模块中的一个相连接，并且向上极板和下极板中未连接到第三供电模块中的一个施加第三电压。与第三供电模块类似，旋转控制部件根据来自像素驱动单元的控制指令调节第四供电单元施加的第三电压的大小和/或极性，故在此不再详述。

图7是示出了根据本发明的一个示例，在图6所示的像素单元中，根据来自像素驱动单元的控制指令控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比的示意图。如图7所示，像素单元600的两个相对的侧壁直接的距离为a，覆盖部件与侧壁向相连的第一端到与该第一端相对的第二端之间的距离为b。如上所述，旋转控制部件根据控制指令调节并确定光线通过率条件覆盖部件的第二端与像素单元的侧壁之间的距离c，从而控制覆盖部件对于像素单元的覆盖面积比，以调节背光单元传送的光线在该像素单元的通过率。

图8是示出了包含图6中所示的像素单元的像素阵列的示意图。如图8所示，像素阵列810中的每个像素单元可独立地根据来自像素驱动单元的控制指令来控制该像素单元的覆盖部件在该像素单元的上极板和下极板所产生的电场中受到的驱动力，以允许或阻滞来自背光单元820的光线的至少一部分通过该像素单元。

此外，根据本发明的一个示例，图1中所示的显示装置100还可包括色度控制单元，以控制显示装置100所显示的图像的颜色。具体地，色度控制单元与发光单元相连接。色度控制单元可根据要显示的图像的颜色，向发光单元发送相应的颜色控制信号，以控制发光单元所发射的光线的颜色。

此外，根据本发明的另一示例，当要显示的图像为彩色图像时，色度控制单元可在视觉延迟时间段内以预定的时间间隔向发光单元发送关于不同颜色的颜色控制信号，以使得发光单元以预定的时间间隔改变所发射的光线的颜色。例如，色度控制单元可在视觉延迟时间段内以预定的时间间隔向发光单元发送关于红色、绿色和蓝色的颜色控制信号，以使得发光单元以预定的时间间隔发出红色、绿色和蓝色的光线。从而用户的眼部可将带电反光粒子所发出的不同颜色的图像叠加，形成彩色图像。

本领域技术人员应该理解，可依赖于设计需求和其它因素对本发明进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求书及其等价物的范围内。

Claims (11)

1.一种显示装置，包括：

发光单元，设置于背光单元的一侧，配置来向所述背光单元发射光线；

所述背光单元；

像素阵列，设置于所述背光单元上，包括多个像素单元；

像素驱动单元，配置来获得要显示的图像，并根据所述要显示的图像针对每个像素单元生成控制指令，

其中所述背光单元配置来将从所述发光单元发射的光线传送到所述像素阵列，

每个所述像素单元根据所述控制指令，调节从所述背光单元传送的光线在该像素单元的通过率，以及

所述像素单元包括：

侧壁，与所述背光单元垂直，并且围绕在所述像素单元周围以形成所述像素单元的投射空间；

转轴，能够绕该转轴的轴心旋转；

覆盖部件，位于投射空间上方，并且与所述转轴相连，能够相对于所述转轴的轴心旋转；

旋转控制部件，配置来根据所述控制指令控制所述覆盖部件对于所述像素单元的覆盖面积比，以调节所述背光单元传送的光线在该像素单元的通过率。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中

所述覆盖部件中包括导电模块；

所述旋转控制部件包括：

磁性模块；以及

第一供电模块，与所述导电模块相连接，配置来根据所述控制指令向所述导电模块提供电流，其中

当所述第一供电模块向所述导电模块提供电流时，所述覆盖部件由于在所述磁性模块所产生的磁场中受到驱动力而旋转。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中

所述磁性模块设置在所述侧壁中。

4.如权利要求2所述的显示装置，其中

所述磁性模块为透明模块，并且设置在所述投射空间底部。

5.如权利要求2-4中任意一项所述的显示装置，其中

所述旋转控制部件根据所述控制指令，调节所述第一供电单元向所述导电模块提供的电流的大小和/或方向，以控制所述覆盖部件在所述磁性模块所产生的磁场中受到的第一驱动力。

6.如权利要求2-4中任意一项所述的显示装置，其中

所述磁性模块为电磁铁模块；

所述旋转控制部件还包括：

第二供电模块，与所述磁性模块相连接，配置来向所述磁性模块施加第一电压，

所述旋转控制部件根据所述控制指令，调节施加到所述第二供电单元施加到所述磁性模块的电压的大小和/或极性，以控制所述覆盖部件在所述磁性模块所产生的磁场中受到的第二驱动力。

7.如权利要求1所述的显示装置，其中

所述旋转控制部件包括：

下极板，设置在所述投射空间底部；

上极板，设置在所述覆盖部件上方；

第三供电模块，与所述上极板或所述下极板相连接，配置来向所述上极板或所述下极板施加第二电压；

所述覆盖部件上分布有具有第一极性的带电粒子，其中

当所述第三供电模块向所述上极板或所述下极板施加第二电压时，所述覆盖部件由于在所述上极板和所述下极板所产生的电场中受到驱动力而旋转。

8.如权利要求7所述的显示装置，其中

所述旋转控制部件根据所述控制指令，调节所述第三供电单元施加到所述上极板或所述下极板的第二电压的大小和/或极性，以控制所述覆盖部件在所述上极板和所述下极板所形成的电场中受到的第三驱动力。

9.如权利要求7所述的显示装置，其中所述旋转控制部件还包括：

第四供电模块，与所述上极板和所述下极板中未连接到所述第三供电模块中的一个相连接，配置来向所述上极板和所述下极板中未连接到所述第三供电模块中的一个施加第三电压；

所述旋转控制部件根据所述控制指令，调节所述第四供电单元施加的第三电压的大小和/或极性。

10.如权利要求1所述的显示装置，还包括：

色度控制单元，与所述发光单元相连接，配置来根据要显示的图像的颜色，向所述发光单元发送相应的颜色控制信号，以控制所述发光单元所发射的光线的颜色。

11.如权利要求10所述的显示装置，其中

当所述要显示的图像为彩色图像时，所述色度控制单元在视觉延迟时间段内以预定的时间间隔向所述发光单元发送关于不同颜色的颜色控制信号。