CN104678552B - 一种显示基板、显示设备及显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示基板、显示设备及显示方法。显示基板包括衬底基板以及形成在该衬底基板上的多个MEMS像素结构，每一所述MEMS像素结构均包括：具有多个遮光叶片的百叶窗结构，所述遮光叶片能够遮挡MEMS像素结构的整个像素区域；以及与所述百叶窗结构连接的控制模组，用于控制该百叶窗结构的遮光叶片的旋转角度。本发明的显示基板及显示设备可以支持更多级别的显示灰阶，使得屏幕显示效果更加细腻。

Description

一种显示基板、显示设备及显示方法

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，特别是一种显示基板、显示设备及显示方法。

背景技术

目前，微电机显示器的像素结构如图1所示，每个像素区域(图中阴影区域)上方都会设置一个挡光片(图中格状长方体)。挡光片能够在导轨(图中黑色粗线)上移动，从而以平行错位的方式控制下方的像素区域的透光，从而改变屏幕的亮度(即显示灰阶)。

为保证微电机显示器具有较高的开口率，因尽量减小像素区域之间的距离。因此挡光片在导轨上的行程是有限的，即便是在全开模式下，一个挡光片大约只能让下方1/2面积的像素区域透光，而余下被挡光片遮挡部分的像素区域的光源无法得到利用，这使得屏幕的显示灰阶变化范围过小，显示效果不够细腻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种显示基板、显示设备及显示方法，能够支持更多级别的显示灰阶，使得屏幕显示效果更加细腻。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种显示基板，包括衬底基板以及形成在该衬底基板上的多个MEMS像素结构，其中，每一所述MEMS像素结构均包括：

具有多个遮光叶片的百叶窗结构，所述遮光叶片能够遮挡MEMS像素结构的整个像素区域；

与所述百叶窗结构连接的控制模组，用于控制该百叶窗结构的遮光叶片的旋转角度。

其中，所述控制模组包括：

与每个遮光叶片的转轴传动连接的步进电机；

控制所述步进电机工作的驱动芯片。

其中，所述控制模组包括至少一个所述步进电机，每个步进电机与至少一个遮光叶片的转轴传动连接；

所述驱动芯片分别控制各步进电机工作。

其中，所述显示基板还包括：

不透光的架板，所述架板设置在形成MEMS像素结构的衬底基板上，且具有与各MEMS像素结构的像素区域位置相对应的开口；

其中，百叶窗结构设置在所述架板的开口上。

此外，本发明的另一实施例还提供一种显示装置，包括上述的显示基板，彩色滤光片以及背光模组，所述显示基板设置在所述彩色滤光片与所述背光模组之间。

此外，本发明的另一实施例还提供一种应用于上述显示装置的显示方法，包括：

接收一控制信号，所述控制信号指示所述显示装置的显示灰阶；

根据所述控制信号指示的显示灰阶，控制所述百叶窗结构的遮光叶片进行旋转。

其中，根据所述控制信号指示的显示灰阶，控制所述百叶窗结构的遮光叶片进行旋转，包括：

根据所述控制信号指示的显示灰阶，确定所述百叶窗结构的遮光叶片的旋转角度；

控制所述百叶窗结构的遮光叶片按照确定到的旋转角度进行旋转。

其中，根据所述控制信号指示的显示灰阶，确定所述百叶窗结构的遮光叶片的旋转角度，包括：

根据所述控制信号指示的显示灰阶，在所述百叶窗结构的所有遮光叶片中，确定出一定数量的目标遮光叶片以及该目标遮光叶片的旋转角度；

控制所述百叶窗结构的遮光叶片按照确定到的旋转角度进行旋转，包括：

控制目标遮光叶片按照所述旋转角度进行旋转。

其中，作为一种可行的实现方式，所述显示装置具有N个级别的显示灰阶，N为所述百叶窗结构的遮光叶片数量；

所述控制信号具体指示所述显示装置的显示灰阶的级别，该级别等于所述目标遮光叶片的数量。

其中，被确定出的所述目标叶片均匀分布在所述百叶窗结构。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

在本发明的方案中，利用旋转开合的百叶窗方式控制像素区域的亮度，在叶片全开时，可几乎投射像素区域上的全部光源。由于光源得到了充分利用，因此屏幕能够支持更多级别的显示灰阶，使显示效果更佳细腻。此外，这种遮光叶片的旋转方式并不需要占用过多的水平空间，因此能够保证显示基板具有较高的开口率。

附图说明

图1为现有微电机显示器中挡光片与像素区域的结构示意图；

图2为本发明的显示基板的结构示意图；

图3为本发明的百叶窗模组通过架板固定在像素区域上的结构示例图；

图4为本发明的显示装置的结构示意图；

图5为本发明的显示方法的步骤示意图；

图6为本发明的百叶窗模组的遮光叶片在不同旋转角度下，背光模组对应的透光效果图；

图7为本发明的百叶窗模组的部分遮光叶片被开启的示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

针对上述现有问题，本发明提供一种新结构的显示基板，可支持变化范围更大的显示亮度(即更多级别的显示灰阶)，如图2所示，本发明的显示基板包括：

衬底基板21以及形成在该衬底基板21上的多个MEMS像素结构(圆圈中的结构)，其中，每一所述MEMS像素结构均包括：

具有多个遮光叶片的百叶窗结构22，所述遮光叶片能够遮挡MEMS像素结构的整个像素区域23；

与所述百叶窗结构22连接的控制模组24，用于控制该百叶窗结构22的遮光叶片的旋转角度。

在本发明的实施例中，利用旋转开合的百叶窗方式控制像素区域的亮度，在叶片全开时，可几乎投射像素区域上的全部光源。由于光源得到了充分利用，因此能够支持更多级别的显示灰阶，使显示效果更佳细腻。此外，这种遮光叶片的旋转方式并不需要占用过多的水平空间，因此能够保证显示基板具有较高的开口率。

下面对百叶窗结构的安装方法，进行详细介绍。

如图3所示，本发明的显示基板还包括：

不透光的架板25，架板25设置在形成MEMS像素结构的衬底基板21上，且具有与各MEMS像素结构的像素区域位置对应的开口26，百叶窗结构22设置在所述架板开口26上。在架板25对齐盖在形成MEMS像素结构的衬底基板21上后，百叶窗结构22能够与像素区域23重叠。

由于架板25只有开口26位置上透光，因此除了能够为百叶窗结构提供固定位置外，还起到黑矩阵的作用，可提成屏幕的对比度。

此外，在实际应用中，可以通过步进电机转动百叶窗结构的遮光叶片。即，控制模组由步进电机和驱动芯片构成。其中，步进电机与每个遮光叶片的转轴传动连接的步进电机，而驱动芯片用于控制步进电机进行工作。

这里需要给予说明的是，百叶窗结构的所有遮光叶片并不限于由一台步进电机旋转，即本实施例中的一个MEMS像素结构的控制模组可以包括多台步进电机，每个步进电机均对应控制百叶窗结构一部分的遮光叶片，驱动芯片可分别独立控制各个步进电机进行工作，从而实现百叶窗结构不同遮光叶片的独立旋转，进而达到更多级别的显示灰阶。例如：假设一个百叶窗结构有10个遮光叶片，则可配置10台步进电机，每台步进电机对应负责转动其中1个遮光叶片；或者，为节省配置，只配置5台步进电机，由相邻的2个遮光叶片对应1台步进电机。

此外，如图4所示，本发明还提供一种显示装置(如电视、PAD、手机或独立的液晶显示器等)，包括背光模组3、彩色滤光片4以及上述的显示基板2，其中，显示基板2设置在彩色滤光片4与背光模组2之间。

从图4可以看出，百叶窗结构22能影响背光模组3的光源透射率，在百叶窗结构22的遮光叶片全开下，背光模组3几乎全部的光源可经过像素区域投射到彩色滤光片4上。因此与现有技术相比，本发明的显示装置的亮度变化范围更广，具有更多级别的显示灰阶以及更加细腻的显示效果。

此外，针对上述显示装置，本发明的还一种显示方法，如图5所示，包括：

步骤51，接收画面的控制信号，所述控制信号能够指示显示装置的显示灰阶；

步骤52，根据控制信号指示的显示灰阶，控制所述百叶窗结构的遮光叶片进行旋转。

本发明的显示方法可应用在上文提到的驱动芯片上，驱动芯片根据信号指示的灰阶要求，对应旋转百叶窗结构的遮光叶片，从而控制屏幕的显示亮度。

下面介绍几种通过旋转遮光叶片以实现不同显示灰阶的实现方式。

实现方式一

在实现方式一中，百叶窗结构的所有遮光叶片共用一台步进电机实现传动，并通过遮光叶片的旋转角度，实现不同级别的显示灰阶。

参考图6(显示基板只以百叶窗结构表示)，其中箭头表示背光模组3发出的光源，可以看出，不同旋转角度下的遮光叶片对应不同透光率的背光模组3。例如，当百叶窗模组22的遮光叶片与背光模组3的水平夹角为90°时，若忽略不计遮光叶片的厚度，则可认为背光模组3光源全部经显示基板2的像素区域透射到彩色滤光片4上，在该状态下屏幕可达到最大亮度；当百叶窗模组22的叶片与背光模组3的水平夹角为0°时，可阻挡背光模组3发出的所有光源，在该状态下屏幕亮度最低。

因此基于上述原理，可预先在驱动芯片上设置好遮光叶片开启角度与显示灰阶的对应关系。当驱动芯片接收到屏幕的控制信号后，根据控制信号指示的显示灰阶，确定具有对应关系的旋转角度。之后驱动芯片控制步进电机工作，使百叶窗结构的所有遮光叶片按照确定到的旋转角度进行旋转，屏幕从而到达控制信号所指示的显示灰阶。

实现方式二

在实现方式二中，百叶窗结构的每个遮光叶片均对应一台步进电机，驱动芯片可同时控制每台步进电机进行独立工作。通过打开不同数量的遮光叶片，以实现不同级别的显示灰阶。

例如，一个百叶窗结构设置有250个遮光叶片。在常规模式下，各叶片处于关闭状态。示例性地，每打开一个遮光叶片，即支持一个级别显示灰阶，250个遮光叶片可支持250个级别的显示灰阶(也可以是更多级别，不再进行举例)。当屏幕需要显示80级的灰阶时，则需要开启百叶窗结构的80个遮光叶片，而余下170个遮光叶片关闭即可。此外，为保证屏幕亮度显示的均匀性，被选定开启的80个遮光叶片应在所有250个遮光叶片中均匀分布。示例性地参考图7(显示基板只以百叶窗结构表示)，假设某一百叶窗结构有14个遮光叶片，若只开启其中的7个遮光叶片，则该开启的7个遮光叶片应平均分散在像素区域的上方，而不是集中在像素区域的某一位置。

在实际应用中，可预先设置需要开启的目标遮光叶片与显示灰阶的对应关系。当驱动芯片接收到屏幕的控制信号后，根据控制信号指示的显示灰阶，确定具有对应关系的目标遮光叶片；之后只打开百叶穿结构的目标遮光叶片，使屏幕按照控制信号的显示灰阶进行显示。

实现方式三

在实现方式三中，百叶窗结构的每个遮光叶片均对应一台步进电机，驱动芯片可精确控制各步进电机实现每个遮光叶片的独立旋转。通过控制遮光叶片的开启角度以及需要开启的叶片数量，以实现不同级别的显示灰阶。

在实际应用中，可针对不同显示灰阶，对应设置需要旋转的目标遮光叶片，以及目标遮光叶片的旋转角度。当驱动芯片接收到屏幕的控制信号后，根据控制信号指示的显示灰阶，确定出具有对应关系的目标遮光叶片以及目标遮光叶片的旋转角度，之后控制确定出的目标遮光叶片的步进电机工作，将目标遮光按照确定到的旋转角度进行旋转。

可以看出，实现方式三结合了实现方式一和实现方式二的技术方案，因此能够支持更多级别的显示灰阶。

综上所述，采用本发明的技术方案，屏幕可支持更多级别的灰阶，进而使显示效果更加细腻。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示基板，包括衬底基板以及形成在该衬底基板上的多个MEMS像素结构，其特征在于，

每一所述MEMS像素结构均包括：

具有多个遮光叶片的百叶窗结构，所述遮光叶片能够遮挡MEMS像素结构的整个像素区域；

与所述百叶窗结构连接的控制模组，用于控制该百叶窗结构的遮光叶片的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，

所述控制模组包括：

与至少一部分遮光叶片的转轴传动连接的步进电机；

控制所述步进电机工作的驱动芯片。

3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，

所述控制模组包括至少两个所述步进电机，每个步进电机与至少一个遮光叶片的转轴传动连接；

所述驱动芯片分别控制各步进电机工作。

4.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，还包括：

不透光的架板，所述架板设置在形成MEMS像素结构的衬底基板上，且具有与各MEMS像素结构的像素区域位置相对应的开口；

其中，百叶窗结构设置在所述架板的开口上。

5.一种显示装置，包括显示基板，彩色滤光片以及背光模组，所述显示基板设置在所述彩色滤光片与所述背光模组之间，其特征在于，所述显示基板为如权利要求1-4任一项所述的显示基板。

6.一种显示方法，其特征在于，应用于如权利要求5所述的显示装置，

其中，所述显示方法包括：

接收一控制信号，所述控制信号指示所述显示装置的显示灰阶；

根据所述控制信号指示的显示灰阶，控制所述百叶窗结构的遮光叶片进行旋转。

7.根据权利要求6所述的显示方法，其特征在于，

根据所述控制信号指示的显示灰阶，控制所述百叶窗结构的遮光叶片进行旋转，包括：

根据所述控制信号指示的显示灰阶，确定所述百叶窗结构的遮光叶片的旋转角度；

控制所述百叶窗结构的遮光叶片按照确定到的旋转角度进行旋转。

8.根据权利要求7述的显示方法，其特征在于，

根据所述控制信号指示的显示灰阶，确定所述百叶窗结构的遮光叶片的旋转角度，包括：

根据所述控制信号指示的显示灰阶，在所述百叶窗结构的所有遮光叶片中，确定出一定数量的目标遮光叶片以及该目标遮光叶片的旋转角度；

控制所述百叶窗结构的遮光叶片按照确定到的旋转角度进行旋转，包括：

控制目标遮光叶片按照所述旋转角度进行旋转。

9.根据权利要求8述的显示方法，其特征在于，

所述显示装置具有N个级别的显示灰阶，N为所述百叶窗结构的遮光叶片数量；

所述控制信号具体指示所述显示装置的显示灰阶的级别，该级别等于所述目标遮光叶片的数量。

10.根据权利要求8述的显示方法，其特征在于，

被确定出的所述目标叶片均匀分布在所述百叶窗结构。