CN104795046B - 一种显示基板及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示基板及其驱动方法、显示装置，涉及显示技术领域，用于降低显示装置的功耗。该显示基板具有阵列排布的多个透光的第一区域，每个所述第一区域作为一个子像素，相邻的至少两个所述子像素构成一个像素，每个所述像素内的每个子像素分别对应于不同颜色的背光灯，所述显示基板还包括多个与每个所述子像素一一对应的遮光结构，每个所述遮光结构用于调节一个所述子像素的光线透过率。本发明用于降低显示装置的功耗。

Description

一种显示基板及其驱动方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板及其驱动方法、显示装置。
背景技术
目前，常用的彩色显示装置为液晶显示器，液晶显示器包括依次层叠设置的背光模组、阵列基板、液晶分子层和彩膜基板。其中，背光模组用于提供背光，阵列基板用于控制液晶分子层中的液晶分子的偏转状态，彩膜基板用于对光线进行选择性吸收和透过。
本申请的发明人发现，具有上述结构的液晶显示器至少具有以下两方面不足：一方面，由于彩膜基板对光线进行选择性吸收和透过，从而使得背光模组提供的光线中仅一部分光线能够透过彩膜基板，进而导致液晶显示器对光线的利用率低，因此，为了保证液晶显示器的亮度，要求背光模组具有较高的功耗，从而使得液晶显示器的功耗较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示基板及其驱动方法、显示装置，用于降低显示装置的功耗。
为达到上述目的，本发明提供的显示基板采用如下技术方案：
一种显示基板具有阵列排布的多个透光的第一区域，每个所述第一区域作为一个子像素，相邻的至少两个所述子像素构成一个像素，每个所述像素内的每个子像素分别对应于不同颜色的背光灯，所述显示基板还包括多个与每个所述子像素一一对应的遮光结构，每个所述遮光结构用于调节一个所述子像素的光线透过率。
可选地，每个所述遮光结构包括至少两个遮光板，每个遮光板的光线透过率不同，选择不同的遮光板以调节所述子像素的光线透过率。
可选地，每个所述遮光结构包括至少一个遮光板，所述遮光板完全不透光，移动所述遮光板以调节所述子像素的光线透过率。
进一步地，所述遮光板上设置有驱动电极，所述驱动电极根据施加在所述驱动电极上的控制信号驱动所述遮光板移动。
进一步地，所述控制信号包括电流，所述电流的方向决定所述遮光板的移动方向。
进一步地，所述控制信号包括电压，所述电压的大小决定所述遮光板的移动距离。
可选地，所述遮光结构包括N个所述遮光板，其中，N为大于等于2的正整数；
所述遮光板依次移动，第n个遮光板移动至极限位置时，第n+1个遮光板开始移动，其中，n为大于等于1且小于等于N-1的正整数。
可选地，显示基板还包括与所述遮光板相配合的位置传感器，所述位置传感器用于确定每个所述遮光板所处的位置。
可选地，显示基板还包括位于相邻两个所述子像素之间的腔体，所述腔体用于存放所述遮光板。
进一步地，所述遮光结构包括至少两个所述遮光板，所述遮光板层叠存放于所述腔体内。
进一步地，层叠存放于所述腔体内的任意相邻两个所述遮光板之间设置有润滑结构，所述润滑结构用于减小相邻两个所述遮光板之间的摩擦。
进一步地，所述润滑结构为气体润滑层或者液体润滑层。
优选地，所述润滑结构为气体润滑层，所述气体润滑层中的气体为N2。
示例性地，所述遮光板和所述腔体的材料为硅体材料。
本发明提供了一种如上所述的显示基板，由于每个像素中的每个子像素对应于不同颜色的背光灯，且通过遮光结构可以调节每个子像素的光线透过率，从而能够调节每个像素透过的不同颜色的光的量，从而能够使每个像素显示不同的颜色，进而无需使用彩膜基板，即能实现显示装置的彩色显示，从而能够降低显示装置的功耗。
进一步地，本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括以上任一项所述的显示基板。
进一步地，所述显示装置还包括与所述遮光结构相配合的控制单元和驱动单元，所述控制单元用于输出控制信号，所述驱动单元用于根据所述控制信号控制所述遮光结构移动。
示例性地，所述驱动单元包括纵横交错的栅线和数据线，所述栅线和所述数据线围成的第二区域和作为所述子像素的第一区域一一对应，每个所述第二区域内设置有一个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的源极电连接所述数据线，栅极电连接所述栅线，漏极电连接遮光板上的驱动电极，用于向所述驱动电极上施加电压和电流；
所述控制单元包括源极驱动电路和栅极驱动电路，所述源极驱动电路电连接所述数据线，用于向所述数据线输入信号，所述栅极驱动电路电连接所述栅线，用于向所述栅线输入信号。
进一步地，所述显示装置还包括多个与所述子像素一一对应的背光灯，所述控制单元还包括背光灯控制电路，所述背光灯控制电路用于控制所述背光灯的开启和关闭。
本发明提供的显示装置包括以上所述的显示基板，因此，该显示装置具有和该显示基板一样的有益效果，本发明不再进行赘述。
此外，本发明还提供了一种以上任一项所述的显示基板的驱动方法，该驱动方法包括：控制每个所述遮光结构移动，以调节每个所述子像素的光线透过率。
进一步地，所述控制每个所述遮光结构的步骤，包括：向每个遮光板上的驱动电极上施加电压和电流，控制所述遮光板的移动距离和移动方向。
本发明提供了一种显示基板的驱动方法，该驱动方法包括：控制每个遮光结构移动，以调节每个子像素的光线透过率，从而能够调节每个像素透过的不同颜色的光的量，从而能够使每个像素显示不同的颜色，进而无需使用彩膜基板，即能实现显示装置的彩色显示，从而能够降低显示装置的功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的显示基板的平面示意图；
图2为本发明实施例中的图1沿A-A’方向的截面示意图；
图3为本发明实施例中的图1沿B-B’方向的截面示意图；
图4为本发明实施例中的第一种遮光结构包括的四个遮光板的平面示意图；
图5为本发明实施例中的第二种遮光结构包括的遮光板的截面示意图；
图6为本发明实施例中的子像素与腔体的位置关系示意图一；
图7为本发明实施例中的子像素与腔体的位置关系示意图二。
附图标记说明：
1—像素； 11—子像素； 2—遮光结构；
21—遮光板； 211—驱动电极； 3—腔体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种显示基板，具体地，如图1、图2和图3所示，该显示基板具有阵列排布的多个透光的第一区域，每个第一区域作为一个子像素11，相邻的至少两个子像素11构成一个像素1，每个像素1内的每个子像素11分别对应于不同颜色的背光灯，显示基板还包括多个与每个子像素11一一对应的遮光结构2，每个遮光结构2用于调节一个子像素11的光线透过率。
示例性地，相邻的三个子像素11构成一个像素1，每个像素1内的每个子像素11分别对应于红色、绿色和蓝色的背光灯。
需要说明的是，显示基板必然包括衬底基板，本发明实施例中的衬底基板可以为透明基板，也可以为不透明基板。当衬底基板为透明基板时，各子像素11为形成在透明基板上的通孔或盲孔，或者，选取透明基板上的阵列排布的透明区域直接作为子像素11，无需对透明基板进行挖孔处理；当衬底基板为不透明基板时，各子像素11为形成在不透明基板上的通孔。
上述遮光结构2有多种形式，为了便于本领域技术人员理解和实现，本发明实施例提供两种具体的遮光结构2。
示例性地，第一种遮光结构如图4所示，每个遮光结构2包括至少两个遮光板21，每个遮光板21的光线透过率不同，选择不同的遮光板21以调节子像素11的光线透过率。如图4所示的遮光结构2对子像素11的光线透过率的调节受遮光板21数量的制约，遮光板21数量越多，遮光结构2对子像素11的光线透过率的调节越灵活，但相应的遮光结构2也就越复杂。
示例性地，第二种遮光结构如图2所示，每个遮光结构2包括至少一个遮光板21，遮光板21完全不透光，移动遮光板21以调节子像素11的光线透过率。由于如图2所示的遮光结构2在具有简单结构的条件下即能实现对子像素11的光线透过率的灵活调节，因此，本发明实施例中优选如图2所示的遮光结构2。如无特殊说明，以下所述遮光结构2均为第二种遮光结构，即每个遮光结构2包括的遮光板21均完全不透光。
需要说明的是，遮光板21位于子像素11的上方或者下方均可，只要其能对子像素11的光线透过率进行调节即可。
进一步地，本发明实施例对如图2所示的遮光结构2包括的遮光板21的结构和数量进行描述。
示例性地，如图5所示，遮光板21上设置有驱动电极211，驱动电极211根据施加在驱动电极211上的控制信号驱动遮光板21移动。示例性地，该控制信号包括电流，电流的方向决定遮光板21的移动方向。该控制信号包括电压，电压的大小决定遮光板21的移动距离，从而能够通过调整驱动电极211上施加的电流的方向或者电压的大小精确调节遮光板21的移动方向或者移动距离，进而简化遮光板21的驱动方法和显示基板的驱动方法。
需要说明的是，驱动电极211之所以能够驱动遮光板21移动，主要原因在于，在用于向驱动电极211输出控制信号的控制单元中进行了相应程序的设定。该程序中已经定义了驱动电极211上施加的电流的方向与遮光板21的移动方向之间的关系，因为电流的方向只有正负两个方向，因此，只要遮光板21移动的方向就与电流的正负方向一一对应即可；该程序中同时设定了驱动电极211上施加的电压与遮光板21移动距离之间的函数关系曲线，它们之间的函数关系只是简单的线性关系，当电压增大时、遮光板21的移动距离相应增大，反之则反。
示例性地，遮光结构2包括N个遮光板21，其中，N为大于等于2的正整数，在调节子像素11的光线透过率时，遮光板21依次移动，第n个遮光板21移动至极限位置时，第n+1个遮光板21开始移动，其中，n为大于等于1且小于等于N-1的正整数，从而使得遮光结构2对子像素11的光线透过率的调节更加灵活、更加精确。
此外，本发明实施例中的显示基板还包括与遮光板21相配合的位置传感器，位置传感器用于确定每个遮光板21所处的位置，以便于确定遮光板21移动到下一个位置时需要移动的移动方向和移动距离。当遮光板21包括驱动电极211时，通过位置传感器确定每个遮光板21所处的位置，有利于确定遮光板21移动到下一个位置时需要施加在遮光板21上的驱动电极211上的电流的方向和电压的大小。
可选地，如图2、图3和图6所示，显示基板还包括位于相邻两个子像素11之间的腔体3，腔体3用于存放遮光板21。示例性地，每个子像素11的上侧、下侧、左侧或者右侧中的至少一侧设置有腔体3。当子像素11与与其对应的腔体3的位置关系不同时，用于放置在腔体3内的遮光板21的移动方向不同，每个子像素11的上侧或者下侧设置有腔体3时，遮光板21沿上下方向移动，每个子像素11的左侧或者右侧设置有腔体3时，遮光板21沿左右方向移动。本发明实施例中优选所有子像素11与与其对应的腔体3的位置关系相同，从而使得所有遮光板21的移动方向相同，从而简化遮光板21的驱动方法和显示基板的驱动方法。示例性地，如图6所示，每个子像素11的上侧设置有腔体3，遮光板21沿上下方向(图6中箭头所示方向)移动；如图7所示，每个子像素11的左侧设置有腔体3，遮光板21沿左右方向(图7中箭头所示方向)移动
进一步地，当遮光结构2包括至少两个遮光板21时，遮光板21层叠存放于腔体3内，以使腔体3在平行于衬底基板的平面内具有较小的尺寸，以有利于在显示基板上设置更多的子像素11，进而提高显示装置的开口率和分辨率。
进一步地，层叠存放于腔体3内的任意相邻两个遮光板21之间设置有润滑结构，润滑结构用于减小相邻两个遮光板21之间的摩擦。示例性地，润滑结构为气体润滑层或者液体润滑层。本发明实施例中优选，润滑结构为气体润滑层，气体润滑层中的气体为N2，从而使得润滑结构的设置不会对显示基板造成污染，不会影响显示基板的显示效果。
此外，本发明实施例中的遮光板21和腔体3通过微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，简称MEMS)制作形成。由于硅具有机械电器性能优良，且强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度类似铝，热传导率接近钼和钨的优点，因此，本发明实施例中优选遮光板21和腔体3的材料为硅体材料。
本发明实施例提供了一种如上所述的显示基板，由于每个像素中的每个子像素对应于不同颜色的背光灯，且通过遮光结构可以调节每个子像素的光线透过率，从而能够调节每个像素透过的不同颜色的光的量，从而能够使每个像素显示不同的颜色，进而无需使用彩膜基板，即能实现显示装置的彩色显示，从而能够降低显示装置的功耗。
此外，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括以上任一项所述的显示基板。
进一步地，显示装置还包括与遮光结构2相配合的控制单元和驱动单元，其中控制单元用于输出控制信号，驱动单元用于根据控制信号控制遮光结构2移动。
示例性地，当遮光结构2包括至少一个遮光板21，遮光板21完全不透光，且遮光板21上设置有驱动电极211时，驱动单元包括纵横交错的栅线和数据线，栅线和数据线围成的第二区域和作为子像素11的第一区域一一对应，每个第二区域内设置有一个薄膜晶体管，薄膜晶体管的源极电连接数据线，栅极电连接栅线，漏极电连接遮光板21上的驱动电极211，用于向驱动电极211上施加电压和电流，进而驱动遮光板21的移动，以实现对子像素11的光线透过率的调节。控制单元包括源极驱动电路和栅极驱动电路，源极驱动电路电连接数据线，用于向数据线输入信号，栅极驱动电路电连接栅线，用于向栅线输入信号。
本发明实施例提供了以下两种栅线、数据线和薄膜晶体管的设置方式：
第一种设置方式，栅线、数据线和薄膜晶体管设置于显示基板上，具体可以设置于显示基板上相邻两个子像素11之间的区域上，此时，栅线和数据线围成的第二区域和第一区域重合，作为子像素11。
第二种设置方式，栅线、数据线和薄膜晶体管设置于用于和显示基板对盒的另一基板上，薄膜晶体管的漏极通过导电小球等导电结构与遮光板21上的驱动电极211电连接。
当栅线、数据线和薄膜晶体管采用第一种设置方式时，显示装置的结构更简单，且薄膜晶体管的漏极和驱动电极211位于同一基板上，二者之间直接电连接，或者，通过填充有导电物质的过孔即可实现电连接，使得薄膜晶体管的漏极与驱动电极211之间的电连接更好，因此，本发明实施例中优选栅线、数据线和薄膜晶体管采用第一种设置方式。
此外，显示装置还包括用于遮挡栅线、数据线和薄膜晶体管的黑矩阵，以使得栅线、数据线和薄膜晶体管无法被人眼观察到，提高美观性。示例性地，当栅线、数据线和薄膜晶体管采用第一种设置方式时，黑矩阵覆盖于栅线、数据线和薄膜晶体管上方，当栅线、数据线和薄膜晶体管采用第二种设置方式时，黑矩阵位于另一基板上与显示基板上的栅线、数据线和薄膜晶体管相对应的位置处。
进一步地，显示装置还包括多个与子像素11一一对应的背光灯，控制单元还包括背光灯控制电路，背光灯控制电路用于控制背光灯的开启和关闭。
在显示装置的显示过程中，不同颜色的背光灯可以同时开启或者分时开启，不同颜色的背光灯同时开启，每个像素1中的多个子像素11的混色方式为空间混色方式；不同颜色的背光灯分时开启，每个像素1中的多个子像素11的混色方式为时间混色方式。
本发明实施例中优选不同颜色的背光灯分时开启，每个像素1中的多个子像素11的混色方式为时间混色方式，从而使得显示装置具有较低的功耗。示例性地，某一颜色的背光灯开启时，与该颜色的背光灯一一对应的子像素11均开启，即可以根据每个子像素11需要的光线透过率，调节相应的遮光板21的位置，与其他颜色的背光灯一一对应的子像素11均关闭。
本发明提供的显示装置包括以上所述的显示基板，因此，该显示装置无需使用彩膜基板，即能实现显示装置的彩色显示，从而能够降低显示装置的功耗。
此外，现有技术中，通过液晶分子层和偏光片的配合决定射出显示装置的光线的量，而本发明实施例中使用遮光结构即可调节子像素的光线透过率，因此，本发明实施例中的显示装置无需使用液晶分子层，还可以降低显示装置的成本。
进一步地，本发明还提供了一种以上任一项所述的显示基板的驱动方法，该驱动方法包括：控制每个遮光结构2移动，以调节每个子像素11的光线透过率。由于在之前关于显示基板的结构中已经对如何调节每个子像素11的光线透过率进行了相应的描述，此处不再进行赘述。
进一步地，由之前的描述可知，遮光结构2可以具有多种可能的结构，显示装置的驱动方法也随着遮光结构2的结构的不同而不同。示例性地，当遮光结构2包括至少一个遮光板21，遮光板21完全不透光，且遮光板21上设置有驱动电极211时，控制每个遮光结构2的步骤，包括：向每个遮光板21上的驱动电极211上施加电压和电流，控制遮光板21的移动距离和移动方向。
本发明提供了一种显示基板的驱动方法，该驱动方法包括：控制每个遮光结构移动，以调节每个子像素的光线透过率，从而能够调节每个像素透过的不同颜色的光的量，从而能够使每个像素显示不同的颜色，进而无需使用彩膜基板，即能实现显示装置的彩色显示，从而能够降低显示装置的功耗。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种显示基板，具有阵列排布的多个透光的第一区域，每个所述第一区域作为一个子像素，相邻的至少两个所述子像素构成一个像素，其特征在于，每个所述像素内的每个子像素分别对应于不同颜色的背光灯，所述显示基板还包括多个与每个所述子像素一一对应且可以调节的遮光结构，每个所述遮光结构用于调节一个所述子像素的光线透过率，以使所述显示基板实现不同颜色和不同图像的显示。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，每个所述遮光结构包括至少两个遮光板，每个遮光板的光线透过率不同，选择不同的遮光板以调节所述子像素的光线透过率。
3.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，每个所述遮光结构包括至少一个遮光板，所述遮光板完全不透光，移动所述遮光板以调节所述子像素的光线透过率。
4.根据权利要求3所述的显示基板，其特征在于，所述遮光板上设置有驱动电极，所述驱动电极根据施加在所述驱动电极上的控制信号驱动所述遮光板移动。
5.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所述控制信号包括电流，所述电流的方向决定所述遮光板的移动方向。
6.根据权利要求5所述的显示基板，其特征在于，所述控制信号包括电压，所述电压的大小决定所述遮光板的移动距离。
7.根据权利要求3-6任一项所述的显示基板，其特征在于，所述遮光结构包括N个所述遮光板，其中，N为大于等于2的正整数；
所述遮光板依次移动，第n个遮光板移动至极限位置时，第n+1个遮光板开始移动，其中，n为大于等于1且小于等于N-1的正整数。
8.根据权利要求3所述的显示基板，其特征在于，还包括与所述遮光板相配合的位置传感器，所述位置传感器用于确定每个所述遮光板所处的位置。
9.根据权利要求2或3所述的显示基板，其特征在于，还包括位于相邻两个所述子像素之间的腔体，所述腔体用于存放所述遮光板。
10.根据权利要求9所述的显示基板，其特征在于，所述遮光结构包括至少两个所述遮光板，所述遮光板层叠存放于所述腔体内。
11.根据权利要求10所述的显示基板，其特征在于，层叠存放于所述腔体内的任意相邻两个所述遮光板之间设置有润滑结构，所述润滑结构用于减小相邻两个所述遮光板之间的摩擦。
12.根据权利要求11所述的显示基板，其特征在于，所述润滑结构为气体润滑层或者液体润滑层。
13.根据权利要求12所述的显示基板，其特征在于，所述润滑结构为气体润滑层，所述气体润滑层中的气体为N2。
14.根据权利要求9所述的显示基板，其特征在于，所述遮光板和所述腔体的材料为硅体材料。
15.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的显示基板。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于，还包括与所述遮光结构相配合的控制单元和驱动单元，所述控制单元用于输出控制信号，所述驱动单元用于根据所述控制信号控制所述遮光结构移动。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其特征在于，
所述驱动单元包括纵横交错的栅线和数据线，所述栅线和所述数据线围成的第二区域和作为所述子像素的所述第一区域一一对应，每个所述第二区域内设置有一个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的源极电连接所述数据线，栅极电连接所述栅线，漏极电连接遮光板上的驱动电极，用于向所述驱动电极上施加电压和电流；
所述控制单元包括源极驱动电路和栅极驱动电路，所述源极驱动电路电连接所述数据线，用于向所述数据线输入信号，所述栅极驱动电路电连接所述栅线，用于向所述栅线输入信号。
18.根据权利要求16或17所述的显示装置，其特征在于，还包括多个与所述子像素一一对应的背光灯，所述控制单元还包括背光灯控制电路，所述背光灯控制电路用于控制所述背光灯的开启和关闭。
19.一种如权利要求1-14任一项所述的显示基板的驱动方法，其特征在于，包括：控制每个所述遮光结构移动，以调节每个所述子像素的光线透过率。
20.根据权利要求19所述的显示基板的驱动方法，其特征在于，控制每个所述遮光结构移动的步骤，包括：向每个遮光板上的驱动电极上施加电压和电流，控制所述遮光板的移动距离和移动方向。
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