CN107247357B - 一种显示面板及其显示方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示面板及其显示方法、显示装置，涉及显示技术领域，可提供一种高刷新频率的反射式电纸书。该显示面板包括，相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层；设置在所述液晶层远离所述第二基板一侧的偏光片；设置在所述液晶层两侧的取向层；其中，所述第二基板上设置有反射层，用于使透过所述第一基板的入射光线在所述反射层上反射预设颜色。用于显示面板及包括该显示面板的显示装置的制备。

Description

一种显示面板及其显示方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及其显示方法、显示装置。
背景技术
电纸书显示技术能够为用户提供像阅读纸书一样的阅读体验，同时由于没有背光源，不会出现长时间阅读后蓝光对人眼造成损伤的问题，具有舒适环保、不伤眼睛的优点。
现有的电纸书显示面板，通常均是基于电润湿的显示技术，利用电场效应施加于具有自由表面的液体上，使得液体的分布区域在电场效应下发生改变，以进行显示。受限于电润湿的电场效应原理，其刷新频率低，难以提供更优的显示品质。
发明内容
鉴于此，为解决现有技术的问题，本发明的实施例提供一种显示面板及其显示方法、显示装置，可提供一种高刷新频率的反射式电纸书。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面、本发明实施例提供了一种显示面板，所述显示面板包括，相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层；设置在所述液晶层远离所述第二基板一侧的偏光片；设置在所述液晶层两侧的取向层；其中，所述第二基板上设置有反射层，用于使透过所述第一基板的入射光线在所述反射层上反射预设颜色。
可选的，所述第二基板划分有多个第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域；所述反射层为彩色反射层，所述彩色反射层包括分别设置在所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域内的第一反射膜、第二反射膜和第三反射膜；所述入射光线在所述第一反射膜、所述第二反射膜和所述第三反射膜上分别反射第一颜色、第二颜色和第三颜色；所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色构成三原色。
优选的，所述第一反射膜为红色反射膜，所述红色反射膜包括依次远离所述第一基板的第一透过部、具有第一厚度的第一间隔部和第一反射部；其中，所述第一厚度用于使所述入射光线反射后呈现红色；所述第二反射膜为绿色反射膜，所述绿色反射膜包括依次远离所述第一基板的第二透过部、具有第二厚度的第二间隔部和第二反射部；其中，所述第二厚度用于使所述入射光线反射后呈现绿色；所述第三反射膜为蓝色反射膜，所述蓝色反射膜包括依次远离所述第一基板的第三透过部、具有第三厚度的第三间隔部和第三反射部；其中，所述第三厚度用于使所述入射光线反射后呈现蓝色。
进一步优选的，所述第一透过部、所述第二透过部和所述第三透过部中的至少一者上设置有阵列排布的多个孔洞。
进一步优选的，所述第一透过部、所述第二透过部和所述第三透过部均由金构成，且所述第一透过部、所述第二透过部和所述第三透过部厚度均为20nm；所述第一反射部、所述第二反射部和所述第三反射部均由银构成，且所述第一反射部、所述第二反射部和所述第三反射部厚度均为150nm；所述第一间隔部、所述第二间隔部和所述第三间隔部均由氧化铝构成，其中，所述第一厚度为48nm、所述第二厚度为93nm、所述第三厚度为83nm。
进一步优选的，所述孔洞的孔径为150nm。
可选的，所述取向层的摩擦方向与所述偏光片的偏振方向成45°夹角。
可选的，所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域内均设置有像素晶体管；所述第一反射膜、所述第二反射膜和所述第三反射膜均设置在所述像素晶体管远离所述第一基板的一侧。
第二方面、本发明实施例提供了一种上述显示面板的显示方法，所述显示方法包括，控制所述液晶层中的液晶分子偏转，以使得透过所述液晶层的入射光线在所述反射层上发生反射后呈现所述预设颜色，并从所述第一基板一侧射出。
第三方面、本发明实施例提供了一种显示装置，包括上述所述的显示面板。
基于此，通过本发明实施例提供的上述反射型TFT-LCD电纸书，通过在液晶层上方(即靠近外界光线的入光侧)设置偏光片，在液晶层相对的下方设置反射层以反射透过液晶层射入的入射光线，并反射出预设的颜色以进行显示。从而使得该反射型TFT-LCD电纸书具有与液晶显示LCD同样高的刷新频率，可提供更高的电纸书阅读品质。
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，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的一种显示面板中反射层的具体剖面结构示意图。
附图标记：
1-第一基板；2-第二基板；3-液晶层；4-偏光片；5-反射层；51-第一反射膜；51a-第一透过部；51b-第一间隔部；51c-第一反射部；52-第二反射膜；52a-第二透过部；52b-第二间隔部；52c-第二反射部；53-第三反射膜；53a-第三透过部；53b-第三间隔部；53c-第三反射部。
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，所描述的实施例仅仅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。
需要指出的是，除非另有定义，本发明实施例中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
例如，本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的术语“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，仅是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上/上方”、“下/下方”、“一侧”以及“另一侧”等指示的方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于说明本发明的技术方案的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括，相对设置的第一基板1和第二基板2、位于第一基板1与第二基板2之间的液晶层3；设置在液晶层3远离第二基板2一侧的偏光片4；设置在液晶层3两侧的取向层；其中，第二基板2上设置有反射层5，用于使透过第一基板1的入射光线(如图中箭头所示)在反射层5上反射预设颜色。
需要说明的是，上述的第一基板1例如可以为透明盖板，第二基板2例如可以为与透明盖板相对盒的形成有上述反射层5的阵列基板(TFT基板，Thin Film Transistor，薄膜晶体管)。
其中，由于本发明实施例提供的上述显示面板是利用电场通过液晶控制光透性以显示图像，因此根据驱动液晶的电场方向的不同，可以将产生控制电场的像素电极与公共电极均设置在第二基板2上，即上述显示面板为水平电场驱动型；或者，也可以将像素电极设置在第二基板上2，将公共电极设置在对应的第一基板1上，具体结构可沿用现有技术中的LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示)装置，本发明实施例对此不作限定。
由于液晶具有旋光效应，液晶的这种旋光效应在电场作用下会发生改变，只有线偏振光通过液晶才能实现对光线的开关控制，即是否让光线通过，并控制光线通过量的多少，从而进行显示。而本发明实施例提供的上述显示面板为通过反射层5反射外界的入射光线(如环境光)来显示预设颜色以进行显示的，故本发明实施例提供的上述反射型TFT-LCD电纸书中仅需在外界光线的入光侧，即在上述液晶层3远离第二基板2的一侧设置偏光片4即可。
这里，偏光片4具体可以参考图1所示的设置在第一基板1远离液晶层的一侧，也可以设置在第一基板1靠近液晶层3的一侧。
基于此，通过本发明实施例提供的上述反射型TFT-LCD电纸书，通过在液晶层3上方(即靠近外界光线的入光侧)设置偏光片4，在液晶层3相对的下方设置反射层5以反射透过液晶层3射入的入射光线，并反射出预设的颜色以进行显示。从而使得该反射型TFT-LCD电纸书具有与液晶显示LCD同样高的刷新频率，可提供更高的电纸书阅读品质。
在上述基础上进一步，如图2所示，上述第二基板2具体划分有多个第一子像素区域(图中标记为P1)、第二子像素区域(图中标记为P2)和第三子像素区域(图中标记为P3)；上述反射层具体为彩色反射层，包括分别设置在第一子像素区域P1、第二子像素区域P2和第三子像素区域P3内的第一反射膜51、第二反射膜52和第三反射膜53；其中，入射光线在第一反射膜51、第二反射膜52和第三反射膜53上分别反射第一颜色、第二颜色和第三颜色；第一颜色、第二颜色和第三颜色构成三原色。
这里，原色又称为基色，即用以调配其他色彩的基本色。三原色通常为红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)这三种颜色；或，黄(Yellow)、品红(Magenta)、青(Cyan)这三种颜色。
这样一来，通过液晶控制反射光线的多少，以实现通过反射三原色来进行彩色显示，保证产品如同阅读彩色纸质图书同样的阅读体验，舒适环保。
考虑到红绿蓝更适合于色光三原色，故本发明实施例进一步优选为，上述反射的颜色分别为红色(图中以R标识出)、绿色(图中以G标识出)和蓝色(图中以B标识出)。
实现反射红色光、绿色光和蓝色光的反射膜的具体结构，例如可以是彩色油墨，包括红色、或绿色、或蓝色的颜料颗粒、用于对入射光线进行反射的金属片和/或反光颗粒、以及将颜料颗粒、金属片和/或反光颗粒进行混合的有机溶剂等。
然而，由于颜料颗粒的反光效果较为微弱，其反射的光线难以达到彩色显示的要求，需要借助金属片和/或反光颗粒增加照射到颜料颗粒表面的外界光线，以提高颜料颗粒对外界光线的反射，最终的彩色反射效果难以达到较优的显示效果，故本发明实施例进一步采用具有以下结构的反射膜。
具体的，如图3所示，上述各颜色的反射膜的具体结构为，第一反射膜为红色反射膜，该红色反射膜包括依次远离第一基板1的第一透过部51a、具有第一厚度(图中标记为h1)的第一间隔部51b和第一反射部51c；其中，第一厚度h1用于使入射光线反射后呈现红色；第二反射膜52为绿色反射膜，该绿色反射膜包括依次远离第一基板1的第二透过部52a、具有第二厚度(图中标记为h2)的第二间隔部52b和第二反射部52c；其中，第二厚度h2用于使入射光线反射后呈现绿色；第三反射膜53为蓝色反射膜，该蓝色反射膜包括依次远离第一基板1的第三透过部53a、具有第三厚度(图中标记为h3)的第三间隔部53b和第三反射部53c；其中，第三厚度h3用于使入射光线反射后呈现蓝色。
这里以第一反射膜即红色反射膜为例进行说明，用于透过入射光线的第一透过部51a与相对的下方的第一反射部51c之间形成了一个微腔，入射光线在第一间隔部(SpacerLayer)51b中将发生Fabry-Pérot Interference(法布里-珀罗干涉)效应，从而可调制反射光的颜色，使得第一反射膜反射红色光。即在第一透过部51a、第一间隔部51b以及第一反射部51c的材料给定的情况下，微腔的腔长L，即第一间隔部(Spacer Layer)51b的厚度h1与反射光的波长λ存在对应的关系。也是说，形成了对反射光的波长具有选择性的微腔效应。
第二反射膜即绿色反射膜反射绿色光的原理、第三反射膜即蓝色反射膜反射蓝色光的原理同上，此处不再赘述。
示例的，上述的第一透过部51a、第二透过部52a和第三透过部53a均由金(Au)构成，且厚度均为20nm，该厚度较小以保证入射光线能够透过；第一反射部51c、第二反射部52c和第三反射部53c均由银(Ag)构成，且第一反射部51c、第二反射部52c和第三反射部53c厚度均为150nm；第一间隔部51b、第二间隔部52b和第三间隔部53b均由氧化铝(Al2O3)构成，其中，第一厚度h1为48nm，以反射红色光；第二厚度h2为93nm，以反射绿色光；第三厚度h3为83nm，以反射蓝色光。
进一步的，上述的第一透过部51a、第二透过部52a和第三透过部53a中的至少一者上设置有阵列排布的多个孔洞，这些纳米尺寸数量级的孔洞具有短程有序(short-rangeordered)的排列特点，可使得反射的光线在孔洞处发生强烈的共振散射，以进一步提高反射膜的反射效果。
其中，孔洞的具体孔径尺寸应根据各透过部的厚度灵活调整，本发明实施例对此不作限定。
示例的，以上述第一透过部51a、第二透过部52a和第三透过部53a为厚度20nm的金层为例，孔洞的孔径优选为150nm，以保证最佳的散射效果。
在上述基础上可选的，设置在液晶层3两侧的取向层的摩擦方向(Rubbing)与上述偏光片4的偏振方向成45°夹角，即液晶在取向层表面做45°旋转，外界光线从偏光片4中透过后变成线偏振光，经过液晶层3偏光方向旋转45°，线偏振光在入射到反射层5经过反射后产生具有预设颜色的反射线偏振光，反射线偏振光又经过液晶45°偏振方向旋转，最终射出光的偏振方向与入射光的偏振方向相垂直，反射的光线不会从偏光片4透射出，从而形成暗态画面。即本发明实施例提供的上述反射型TFT-LCD电纸书在不加电的初始模式下为暗态画面，通过电场对液晶排列方向进行控制，可实现电纸书灰阶控制，形成显示画面。
在上述基础上，参考图2所示，上述第一子像素区域P1、第二子像素区域P2和第三子像素区域内P3均设置有像素晶体管(图中标记为TFT)TFT；第一反射膜51、第二反射膜52和第三反射膜53均设置在像素晶体管TFT远离第一基板1的一侧，即保证反射层5设置在一个相对平整的衬底之上，以确保反射出预设颜色的光。
在上述基础上，本发明实施例还提供了一种上述显示面板的显示方法，该显示方法包括，控制液晶层中的液晶分子偏转，以使得透过液晶层的入射光线在反射层上发生反射后呈现预设颜色，并从第一基板一侧射出。
示例的，以取向层的摩擦方向(Rubbing)与偏光片的偏振方向成45°夹角，即上述反射型TFT-LCD电纸书在不加电的初始模式下为暗态画面为例，可通过沿用现有技术的TFT晶体管对液晶排列方向的控制，实现电纸书灰阶控制，形成显示画面。
在上述基础上，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括有上述的显示面板。该显示装置具体可以为电纸书、手机、平板电脑、数码相框、导航仪等具有任何显示功能的产品或者部件。
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 (5)

1.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括，相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层；设置在所述液晶层远离所述第二基板一侧的偏光片；设置在所述液晶层两侧的取向层；其中，所述第二基板上设置有反射层，用于使透过所述第一基板的入射光线在所述反射层上反射预设颜色；
所述第二基板划分有多个第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域；
所述反射层为彩色反射层，所述彩色反射层包括分别设置在所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域内的第一反射膜、第二反射膜和第三反射膜；
所述入射光线在所述第一反射膜、所述第二反射膜和所述第三反射膜上分别反射第一颜色、第二颜色和第三颜色；所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色构成三原色；
所述第一反射膜为红色反射膜，所述红色反射膜包括依次远离所述第一基板的第一透过部、具有第一厚度的第一间隔部和第一反射部；其中，所述第一厚度用于使所述入射光线反射后呈现红色；
所述第二反射膜为绿色反射膜，所述绿色反射膜包括依次远离所述第一基板的第二透过部、具有第二厚度的第二间隔部和第二反射部；其中，所述第二厚度用于使所述入射光线反射后呈现绿色；
所述第三反射膜为蓝色反射膜，所述蓝色反射膜包括依次远离所述第一基板的第三透过部、具有第三厚度的第三间隔部和第三反射部；其中，所述第三厚度用于使所述入射光线反射后呈现蓝色；
所述第一透过部、所述第二透过部和所述第三透过部均由金构成，且所述第一透过部、所述第二透过部和所述第三透过部厚度均为20nm；
所述第一反射部、所述第二反射部和所述第三反射部均由银构成，且所述第一反射部、所述第二反射部和所述第三反射部厚度均为150nm；
所述第一间隔部、所述第二间隔部和所述第三间隔部均由氧化铝构成，其中，所述第一厚度为48nm、所述第二厚度为93nm、所述第三厚度为83nm；
所述第一透过部、所述第二透过部和所述第三透过部中的至少一者上设置有阵列排布的多个孔洞;
所述孔洞的孔径为150nm，所述孔洞的排列短程有序，以使得反射的光线在所述孔洞处发生共振散射。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述取向层的摩擦方向与所述偏光片的偏振方向成45°夹角。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一子像素区域、所述第二子像素区域和所述第三子像素区域内均设置有像素晶体管；
所述第一反射膜、所述第二反射膜和所述第三反射膜均设置在所述像素晶体管远离所述第一基板的一侧。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的显示面板的显示方法，其特征在于，所述显示方法包括：
控制所述液晶层中的液晶分子偏转，以使得透过所述液晶层的入射光线在所述反射层上发生反射后呈现所述预设颜色，并从所述第一基板一侧射出。
5.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的显示面板。
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