CN107579147B - 显示面板、显示装置及显示装置的操作方法 - Google Patents

显示面板、显示装置及显示装置的操作方法 Download PDF

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Abstract

一种显示面板、显示装置及显示装置的操作方法。该显示面板包括衬底基板、像素阵列和光转换层。像素阵列设置在衬底基板上且包括多个像素单元，光转换层设置在像素阵列的显示侧。每个像素单元包括光谐振结构，光谐振结构包括第一反射层、第二反射层和介质层。第一反射层设置于衬底基板上，第二反射层设置于第一反射层上方且与第一反射层平行，介质层设置于第一反射层和第二反射层之间。与通常的反射型显示面板相比，该显示面板具有较高的光利用率和较宽的色域，有利于实现较高的显示质量。

Description

显示面板、显示装置及显示装置的操作方法
技术领域
本公开至少一实施例涉及一种显示面板、显示装置及显示装置的操作方法。
背景技术
反射显示技术通常利用反射环境光来实现显示功能。在环境光线充足的时候，反射显示装置利用经过反射面反射的光线照亮屏幕。但是，有的反射显示装置的反射光线出光率低，难以达到理想的显示效果，并且当环境光线不足时，显示效果更加不理想甚至无法工作。所以提高反射显示装置的出光率有利于提高光的利用率，从而利于提高显示质量。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种显示面板，该显示面板包括衬底基板、像素阵列和光转换层。像素阵列设置在所述衬底基板上且包括多个像素单元，光转换层设置在所述像素阵列的显示侧。其中，每个所述像素单元包括光谐振结构，所述光谐振结构包括第一反射层、第二反射层和介质层。第一反射层设置于所述衬底基板上，第二反射层设置于所述第一反射层上方且与所述第一反射层平行，介质层设置于所述第一反射层和所述第二反射层之间。
例如，该显示面板中，每个所述像素单元包括第一色彩子像素单元、第二色彩子像素单元和第三色彩子像素单元，以显示不同的色彩。
例如，该显示面板中，所述光转换层包括第一色彩光转换层、第二色彩光转换层和第三色彩光转换层，分别位于第一色彩子像素单元、第二色彩子像素单元和第三色彩子像素单元。
例如，该显示面板中，所述光转换层为量子点层。
例如，该显示面板中，所述光转换层的材料为半导体材料。
例如，该显示面板中，所述光转换层位于所述光谐振结构上方；或者，所述光转换层位于所述光谐振结构的所述第一反射层和所述第二反射层之间。
例如，该显示面板中，每个所述子像素单元具有厚度不同的所述介质层，以使得不同颜色的光线能够透射出所述光谐振结构。
例如，该显示面板中，所述第一反射层为全反射层，以对光线进行反射；所述第二反射层为半透半反层，以对光线进行透射和反射。
例如，该显示面板还包括微胶囊开关阵列，其设置在所述像素阵列的显示侧，包括多个微胶囊开关单元，所述多个微胶囊开关单元与所述多个像素单元相对应重叠设置。
例如，该显示面板中，每个所述微胶囊开关单元包括微胶囊、上电极、第一侧电极和第二侧电极。微胶囊包括胶囊壁，所述胶囊壁包括上表面、下表面、第一侧面和第二侧面，其中所述上表面和下表面是透明的；上电极设置于所述微胶囊的上表面上方，第一侧电极和第二侧电极分别设置于所述微胶囊的第一侧面和第二侧面。
例如，该显示面板中，所述微胶囊还包括液体介质和多个黑色带电粒子。多个黑色带电粒子，设置在所述微胶囊内部的所述液体介质中，能够被电场驱动从而在所述液体介质中移动。
例如，该显示面板还包括设置在所述像素阵列显示侧的抗反射层，其位于所述光谐振结构和所述光转换层的上方。
例如，该显示面板还包括覆盖所述光转换层的保护层。
本公开至少一实施例还提供一种显示装置，其包括上述任意一种显示面板。
本公开至少一实施例还提供一种显示方法，其适用于上述显示装置的操作方法，该方法包括：对所述微胶囊开关阵列的每个微胶囊开关单元施加信号以使得所述微胶囊开关单元处于相应的开关状态，控制与所述微胶囊开关单元对应的像素单元的显示灰阶。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1A为体相半导体材料的光致发光原理图；
图1B为半导体量子点的光致发光原理图；
图2法布里-珀罗谐振腔工作原理示意图；
图3为本公开一实施例提供的一种显示面板的一个显示单元在微胶囊开关单元打开时的剖面示意图；
图4为本公开一实施例提供的一种显示面板的一个显示单元在微胶囊开关单元关闭时的剖面示意图；
图5为光在图3所示的光谐振结构中的干涉原理图；
图6为本公开一实施例提供的另一种显示面板的一个显示单元在微胶囊开关单元打开时的剖面示意图；
图7为本公开一实施例提供的另一种显示面板的一个显示单元在微胶囊开关单元关闭时的剖面示意图；
图8为本公开一实施例提供的一种显示装置示意图。
附图标记
1-衬底基板；101-第一色彩子像素单元；102-第二色彩子像素单元；103-第三色彩子像素单元；2-第一反射层；3-介质层；301-第一介质层；302-第二介质层；303-第三介质层；4-第二反射层；5-微胶囊；6-第一侧电极；7-第二侧电极；8-光转换层；9-黑色带电粒子；10-胶囊壁；14-像素单元；15-微胶囊开关单元；16-光谐振结构；17-抗反射层；18-保护层；19-驱动装置；20-上电极；100-显示面板；110-显示装置；101-第一反射板；102-第二反射板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“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，而只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。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本公开所使用的附图的尺寸并不是严格按实际比例绘制。黑色带电粒子的个数也不是固定为图中所示的数量。各个结构的具体地尺寸和数量可根据实际需要进行确定，本公开中所描述的附图仅是结构示意图。
量子点(Quantum Dot)是一种重要的低维半导体材料，其三个维度上的尺寸都不大于其对应的半导体材料的激子玻尔半径的两倍。量子点通常为球形或类球形，其径向尺寸通常在纳米级。量子点具有独特的光电特性。量子点具有一个与众不同的特性：当受到电或光刺激时就会发光，产生亮光和纯色，发出的光线颜色由量子点的组成材料和大小、形状所决定。例如，量子点材料可为硫化锌、氧化锌、氮化镓、硒化锌、硫化镉、硒化镓、硒化镉、碲化锌、碲化镉、砷化镓、磷化铟、碲化铅中的至少一种。当然，量子点材料包括但并不局限于上述列举出来的材料，具有与上述物质具有相同或相似的其他材料也同样可以适用。以硫化锌(ZnS)量子点为例，发射红光的量子点尺寸主要在约9～10nm，发射黄光量子点尺寸约8nm，发射绿光的量子点尺寸在约7nm。
下面对半导体量子点的发光原理进行简介。图1A为体相半导体材料的光致发光原理图，图1B为半导体量子点的光致发光原理图。如图1A和1B所示，当一束光照射到半导体材料上，半导体材料吸收光子后，其价带上的电子跃迁到导带，导带上的电子还可以再跃迁回价带而发射光子，从而发生光致生光；导带上的电子也可以落入半导体材料的电子陷阱中。当电子落入较深的电子陷阱中的时候，绝大部分电子以非辐射的形式而猝灭了，只有极少数的电子以光子的形式跃迁回价带或吸收一定能量后又跃迁回到导带。因此，如图1A所示，当半导体材料的电子陷阱较深时，它的发光效率会明显降低；而如图1B所示，当半导体材料具有较多表面陷阱，它的发光效率会明显增加。
法布里-珀罗干涉仪(Fabry–Perot interferometer)，又名法布里-珀罗谐振腔，其能够利用光的反射产生良好的多光束干涉效果。下面对法布里-珀罗干涉腔的基本构造及原理作简要说明。
图2是法布里-珀罗谐振腔工作原理示意图。如图2所示，法布里-珀罗谐振腔通常是一种由两块平行的反射板101和102组成的多光束干涉仪，其中第一反射板101和第二反射板102相对的内表面都具有较高的反射率。当光束进入两块第一反射板101和第二反射板102之间后，光束会在两板之间发生多次的反射和入射(此时，第一反射板101和第二反射板102的作用就是谐振腔中的腔镜)，入射波和反射波彼此间会发生干涉。为了使自再现模在谐振腔内形成稳定的振荡，就要求光波因干涉而得到加强，即满足谐振的条件：光波在腔内往返一周的总相移等于2π的整数倍，即
2ΔΦ＝2qπ，q＝1，2，3，…(1)
其中，2ΔΦ为光波的总相移，q为一个没有量纲的正整数，称为纵模系数。根据公式(1)可以得到只有频率满足公式(2)的光束才可能在法布里-珀罗谐振腔中具有最大的透过率。
其中，L为谐振腔中第一反射板101和第二反射板102之间的距离，c为光速，n为第一反射板101和第二反射板102之间的介质的折射率，当该两反射板间为空气时，可近似认为n＝1。当两反射板间的介质确定且入射光的入射角i1确定时(即透射角i2确定)，能够通过谐振腔透射出来的光波频率νq和谐振腔的长度L相关，可通过调节两反射板之间的距离来使具有一定频率或波长的光波能够透射出谐振腔。因此，法布里-珀罗谐振腔对入射光束具有选择性出射的作用。
下面通过几个具体的实施例对本公开涉及的结构、方法及技术效果作详细说明。
实施例一
图3为本公开一实施例提供的一种显示面板的一个显示单元在微胶囊开关单元打开时的剖面示意图，图4为本公开一实施例提供的一种显示面板的一个显示单元在微胶囊开关单元关闭时的剖面示意图。图5为光在图3所示的光谐振结构中的干涉原理图。图6为本公开一实施例提供的另一种显示面板的一个显示单元在微胶囊开关单元打开时的剖面示意图，图7为本公开一实施例提供的另一种显示面板的一个显示单元在微胶囊开关单元关闭时的剖面示意图。
本实施例提供一种显示面板，该显示面板包括衬底基板、像素阵列和光转换层。像素阵列设置在衬底基板上且包括多个像素单元，光转换层设置在像素阵列的显示侧。每个像素单元包括光谐振结构，所述光谐振结构包括第一反射层、第二反射层和介质层。第一反射层设置于衬底基板上，第二反射层设置于第一反射层上方且与第一反射层平行，介质层设置于第一反射层和第二反射层之间。
示范性地，如图3和图4所示，显示面板100包括衬底基板1、像素阵列和光转换层8。像素阵列设置于衬底基板1上，其包括多个像素单元14。每个像素单元14包括光谐振结构16，光谐振结构16包括第一反射层2、第二反射层4和介质层3。第一反射层2设置于衬底基板1上，第二反射层4设置于第一反射层2的上方且与第一反射层2平行，介质层3设置于第一反射层2和第二反射层4之间。介质层3是透明的。介质层3例如可以为三氧化二铝、氧化硅、氮化硅、有机树脂层等。该光谐振结构16为法布里-珀罗谐振腔，可产生多光束干涉，且对能够从谐振腔透射出去的光的波长具有选择性。因此，当例如环境光入射至像素单元的光谐振结构16，特定波长的光(彩色光)经干涉得到加强并经多次反射后从光谐振结构16射出到显示侧，从而实现该像素单元的显示功能。光转换层8设置在像素阵列的显示侧，可以利用光转换层将部分波长的光转换为所需要的特定波长的光(彩色光)，从而提高各个像素单元中特定色光的最终的反射率。这样能够提高光的利用率，从而提升显示质量。同时，其还可以增加色域，实现更好的彩色显示效果。
例如，每个像素单元14包括第一色彩子像素单元101、第二色彩子像素单元102和第三色彩子像素单元103，以显示不同的色彩。具体地，例如，每个所述子像素单元具有厚度不同的介质层3，以使得不同颜色的光线能够透射出所述光谐振结构16，达到使每个子像素单元能够选择出射的色光的技术效果。例如，如图3和图4所示，介质层3分为与三个子像素单元一一对应的三部分，分别为位于第一色彩子像素单元101的第一介质层301、位于第二色彩子像素单元102的第二介质层302和位于第三色彩子像素单元103的第三介质层303，并且，该三部分介质层可以具有不同的厚度。
在本实施例中，例如，第一反射层2是全反射层，以对光进行反射，而第二反射层4是半透半反层，可以对光进行反射和透射。此时，显示面板为反射型。图5为光在图3所示的光谐振结构中的干涉原理图，结合图3和图5，以第二色彩子像素单元102为例对显示原理进行说明。本实施例提供的显示面板的光源为环境光，当微胶囊开关单元15处于打开的状态时，环境光首先通过第二色彩子像素单元102显示侧的微胶囊开关单元15后，入射至光谐振结构16的第二反射层4，经第二反射层4透射光进入第二介质层302，即进入光谐振结构16形成的谐振腔内，在第一反射层2和第二反射层4之间发生多次反射和入射，并且入射光和反射光发生干涉，在谐振腔内往返一周的总相移等于2π的整数倍的光波因干涉而得到加强，频率满足上述式(2)的光波能够通过经第二反射层4透射出光谐振结构16。选择合适的第二介质层302的厚度即可选择透射出光谐振结构16的光的频率，其他频率的光波最终被第一反射层2和第二反射层4吸收，因此可选择性控制透射出第二介质层302所在的第二色彩像素区域的色光，从而控制第二色彩子像素单元102显示的色彩。第一色彩子像素单元101和第三色彩子像素单元103的光谐振原理与上述第二色彩子像素单元102的情况相同，这里不再赘述。所以，在本实施例的一个示例中，通过使第一介质层301、第二介质层302和第三介质层303具有不同的厚度，可实现使每个子像素单元显示不同的色彩，即每个子像素单元的介质层的厚度不同，以使得不同颜色的光线能够透射出光谐振结构16。
需要说明的是，对于本实施例提供的显示面板，入射光的来源可以为环境光，因此入射方向为各个方向，入射角不是固定的一个值，根据式(2)，当选择合适的介质层的厚度时，能够透射出光谐振结构16的光的频率是围绕某频率的一个区间范围。例如，在图3和图4所示的示例中，可以选择介质层为如上所述的三氧化二铝等，其具有固定的折射率，可选择合适的第一介质层301厚度、第二介质层302厚度和第三介质层303厚度，使第一色彩子像素单元101、第二色彩子像素单元102和第三色彩子像素单元103能够通过第二反射层4透射出去的光的频率分别在红、绿、蓝光频率的区间，从而使第一色彩子像素单元101、第二色彩子像素单元102和第三色彩子像素单元103分别显示红、绿、蓝色，多个这样的像素单元构成显示面板的像素阵列，从而能够使显示面板显示各种不同的颜色，实现彩色显示。当然，也可以选择合适的介质层的厚度使各个子像素单元显示除红绿蓝以外的其他色彩。而且，由于光谐振结构16对于光具有选择性，则红绿蓝子像素所发出的各种颜色光具有高纯度，从而这些光组合所得到的颜色具有更宽的色域、更丰富的色彩，由此带来更好的显示效果。
例如，第一反射层和第二反射层可由金属材料制成。例如，第一反射层2可以由Ag、Pt或Al等具有较高反射率的金属材料制成，对光的吸收较少。第一反射层2也可以是多层介质膜，对光的吸收比金属膜更少。例如，在本示例中，第一反射层2可以是由Ag制成的Ag膜，例如厚度不低于150nm，为全反射层；第二反射层4可以是由Au制成的Au膜，例如厚度可约为20nm，为半透半反层。如此，可以允许通过微胶囊开关单元15后入射至第二反射层4的光透射至光谐振结构16内，使光能够在第一反射层2和第二反射层4之间实现多次反射，并且，阻止光线通过第一反射层2透射出去，而可以通过第二反射层4透射出去，实现反射型显示。需要说明的是，在本公开的实施例中，第一反射层和第二反射层的材料不限于上述种类。
例如，光转换层8包括第一色彩光转换层、第二色彩光转换层和第三色彩光转换层，分别位于第一色彩子像素单元101、第二色彩子像素单元102和第三色彩子像素单元103。可以根据所设计的每个子像素单元所反射的色光，来设计位于每个子像素单元的相应的光转换层。例如，当第一色彩子像素单元101、第二色彩子像素单元102和第三色彩子像素单元103分别显示红、绿、蓝色时，第一色彩光转换层、第二色彩光转换层和第三色彩光转换层分别可以将至少部分其他色光转换为相应的红光、绿光或蓝光，从而能够增加光的利用率，在同样的环境光条件下，有利于提高显示面板100的显示质量。并且，在光谐振结构增强各个子像素单元出射的色光的色纯度的基础上，能够进一步增加该色光的色纯度，有利于获得更宽广的色域。当然，本实施例中的量子点层不限于是红、绿、蓝三种色彩的量子点层。
例如，光转换层8可以为量子点光转换层。例如，当第一色彩子像素单元101、第二色彩子像素单元102和第三色彩子像素单元103分别显示红、绿、蓝色时，第一色彩光转换层、第二色彩光转换层和第三色彩光转换层分别红色量子点光转换层、绿色量子点光转换层和蓝色量子点层。例如，如图3和图4所示，光转换层8可以位于光谐振结构16上方。在这种情况下，对于第一色彩子像素单元101，环境光(例如白光)入射到上述红色量子点光转换层，该红色量子点光转换层在入射光中蓝光的激发下将蓝光转换为红光，进入对应的光谐振结构16，其他色光通过该红色量子点光转换层后进入对应的光谐振结构16，红光最终被反射出光谐振结构16，实现该子像素显示红色，借由该红色量子点转换层增加了红光的出射率，提高了光的利用率，而且有利于获得纯度更高的红光和更宽广的色域。同理，对于第二色彩子像素单元102，该绿色量子点光转换层在入射光中蓝光的激发下将蓝光转换为绿光，进入对应的光谐振结构16，其他色光通过该绿色量子点光转换层后进入对应的光谐振结构16，绿光最终被反射出光谐振结构16，实现该子像素显示绿色。同时，借由该绿色量子点转换层提高了绿光的出射率及色纯度。对于第三色彩子像素单元103，蓝光通过该蓝色量子点光转换层之后，色纯度会有所提升，这有利于拓宽色域。需要说明的是，当第三色彩子像素单元103显示蓝色时，该第三色彩子像素单元103中也可以不设置量子点层。由此可见，该量子点层能够提高各个子像素单元的光出射率以提高光的利用率，同时，该量子点层能够使各个子像素单元出射的色光具有更高的色纯度，以获得更宽的色域，有利于获得更高的显示质量。
例如，光转换层的材料为半导体材料。例如，当光转换层为量子点层时，可以由元素周期表中的II-VI或III-V元素组成，并具有量子尺寸效应，即通过控制量子点的形状、结构和尺寸，可以调节其能隙宽度、激子束缚能的大小以及激子的能量蓝移等电子状态。在本公开的实施例中，例如量子点可以是硅量子点、锗量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硒化锌量子点、硫化铅量子点、硒化铅量子点、磷化铟量子点或砷化铟量子点等。当然，本实施例的量子点层材料不限于上述列举种类。
量子点尺寸越小，受激发光的波长越短，量子点尺寸越大，受激发光波长越长。因此，可通过改变量子点材料的大小即可实现不同颜色发光等特点。例如对于上述第一色彩子像素单元101、第二色彩子像素单元102和第三色彩子像素单元103分别对应的红色量子点光转换层、绿色量子点光转换层和蓝色量子点转换层，受激发光分别为红光、绿光和蓝光，本领域技术人员可以根据需要设计量子点的颗粒尺寸，以获得所需要的受激发光。
例如，显示面板100还包括微胶囊开关阵列，其设置在像素阵列的显示侧，包括多个微胶囊开关单元15，多个微胶囊开关单元15与多个像素单元相对应重叠设置。例如，每个子像素单元的显示侧设置一个微胶囊开关单元15，微胶囊开关单元15与对应的子像素单元重叠，以控制该子像素单元在显示态和非显示态之间切换，控制该子像素单元的灰阶。
如图3和图4所示，每个微胶囊开关单元15包括微胶囊5、上电极20、第一侧电极6和第二侧电极7。微胶囊5包括胶囊壁10，胶囊壁10围成内部的囊腔，胶囊壁10可以包括上表面、下表面、第一侧面和第二侧面，其中，上表面和下表面是透明的，以使微胶囊开关单元15处于打开状态时，光能够通过微胶囊开关单元15到达第二反射层4从而进入光谐振结构16。第一侧电极6和第二侧电极7分别设置于微胶囊5的第一侧面和第二侧面。在本示例中，对应于三个子像素的三个微胶囊开关单元15相互连接，相邻的两个微胶囊开关单元15共用一个侧电极，例如，第三色彩子像素单元103上方的微胶囊的第二侧电极7复用作第二色彩子像素单元102上方的微胶囊的第一侧电极，即作为公共电极，这样可以进一步简化显示面板的结构，简化生产工艺，并节省工艺和材料成本。当然，本实施例的其他示例中，也可以不采用上述复用结构。
在图3和图4所示的示例中，每个微胶囊开关单元15包括被包裹于微胶囊5内部的液体介质和设置在液体介质中的多个黑色带电粒子9，多个黑色带电粒子9能够被电场驱动从而在液体介质中移动，以实现将开关在关闭和打开状态之间切换。
上述微胶囊的胶囊壁10可以由天然高分子材料制成，例如，明胶、松脂或阿拉伯胶等；或者，微胶囊的胶囊壁10可以由合成高分子材料制成，例如羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯、聚苯乙烯或聚氨酯等。微胶囊可以采用传统方法制备，这些方法包括但不限于化学法、物理化学法或物理机械法，例如化学法又包括界面聚合法等。该液体介质为电泳液，包括例如分散剂、电荷控制剂等，分散剂可以为环氧化合物、芳烃、卤代烃、脂肪烃、硅氧烷等，一个具体示例为四氟乙烯；电荷控制剂可以为有机硫酸盐、金属皂、有机酰胺、有机磷酸盐或磷酸酯等。根据需要，在电泳液中还可以添加染料、稳定剂等，该稳定剂例如为阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠。例如，黑色带电粒子可以是Fe的氧化物制成的颗粒，例如，可以为Fe3O4颗粒，但本公开的实施例不限于是以上种类。
例如，所述多个黑色带电粒子9可以带负电。如图3所示，可以给第一侧电极6和第二侧电极7加电信号，使第一侧电极6为正极，第二侧电极7为负，上电极20不加电。黑色带电粒子9会在电场驱动下聚集在第一侧电极6附近。此时，微胶囊开关单元15处于打开状态，外界光线能够通过微胶囊开关单元15进入光谐振结构16内产生干涉，每个子像素单元中满足上述能够透射出光谐振结构16的一定频率的光经由第二反射层4透射再经微胶囊开关单元透射出去，每个子像素单元实现显示该频率的光波对应的色彩。例如，还可以通过控制给微胶囊开关单元15的上电极20施加的电信号的大小来控制该微胶囊开关单元15对应的像素单元的显示灰阶。如图4所示，可以给上电极20加电信号使其为正极，第一侧电极6和第二侧电极7不加电信号，黑色带电粒子会在电场驱动下聚集在上电极20附近，而对环境光通过微胶囊5形成阻碍。此时，微胶囊开关单元15处于关闭状态，外界光线被黑色带电粒子阻挡，无法透过微胶囊开关单元15到达光谐振结构16内，该像素单元显示为黑态。需要说明的是，三个子像素单元上方的三个微胶囊开光单元可以共用一个上电极，同时控制三个子像素单元的显示状态，也可以各自分别具有单独的上电极，分别控制三个子像素单元的显示状态。
本实施例提供的显示面板采用的微胶囊开关单元为微米级，像素单元的光谐振结构的厚度为纳米级，衬底基板可采用超薄玻璃基板，与通常的液晶显示(LCD)面板相比，该显示面板的厚度非常小，重量也比较轻，更加便于携带。并且，本实施例提供的显示面板的光源为环境光，不需要背光源，不仅能够降低显示面板的功耗，而且依赖环境光，依靠反射环境光，更能与环境光线匹配以保护视力。
例如，显示面板100还可以包括抗反射层18，设置在像素阵列显示侧，位于光谐振结构16和光转换层8的上方。示范性地，如图3和图4所示，抗反射层18可以设置于显示面板显示侧的最上方，当环境光入射至抗反射层18时，可以减少光的反射，增强光的透射，从而防止反射光线对人的眼睛造成的不适感。
例如，显示面板100还可以包括覆盖光转换层8和光谐振结构16的保护层17。保护层17可采用有机材料制成，例如环氧树脂或亚克力树脂等，其主要作用是保护光转换层8和光谐振结构16，防止光转换层8被污染，利于提高显示面板的寿命。并且可以使光谐振结构16及光转换层8的表面平坦化，有利于在其上方设置微胶囊开关结构15。
如图6和图7所示，在本实施例的另一个示例中，光转换层8也可以位于光谐振结构的所述第一反射层和所述第二反射层之间。当显示面板100处于如图6所示的亮态时，环境光先经过第二反射层17进入光谐振结构16中，在光谐振结构16中经过多次反射，当光经过光转换层8时，通过光转换层8实现上述光的转换。并且，在这种情况下，所述光在光谐振结构16中经过多次反射，会多次经过光转化层8，可以将没有转换成相应色光(例如红光或绿光等)的部分蓝光经过多次转换，能够提高光的转化率，从而进一步提高该相应色光的出射量和光的利用率。需要说明的是，在这种结构中，光谐振结构16的介质层3的厚度包含光转换层8的厚度。图6和图7所示的示例中，显示面板100的其他结构均与图3和图4所示的示例中的相同，请参考上述描述，在此不再赘述。
实施例二
本实施例提供一种显示装置，包括上述任意一种显示面板。
图8是本实施例提供的一种显示装置的示意图，该显示装置110的显示面板100为上述实施例一提供的显示面板。如图8所示，该显示装置110还包括驱动装置19，与显示面板100的微胶囊开关阵列的各个上电极第一侧电极和第二侧电极信号连接，例如可以采用电连接，用以传输驱动信号，控制显示面板100的各个像素单元的显示。驱动装置19可以设置于显示面板100的与显示侧相对的一侧，也可以采用其他的连接方式，本领域技术人员可根据实际需要进行设计，本实施例对此不作限定。
相对于通常的反射型显示装置，本实施例提供的显示装置的光出射率较高，出射的色光具有更高的色纯度，从而具有更宽的色域，有利于获得更高的显示质量。同时，相对于通常的LCD显示装置，本实施例提供的显示装置更为轻薄。本实施例对该显示装置的其他结构不作具体限定，本领域技术人员可参考常规设计。
实施例三
本实施例提供一种显示方法，即一种适用于上述显示装置的操作方法，该方法包括：对微胶囊开关阵列的每个微胶囊开关单元施加信号以使得微胶囊开关单元处于相应的开关状态，控制与微胶囊开关单元对应的像素单元的显示灰阶。
示范性地，结合图3-图8，例如黑色带电粒子带负电，给上述显示装置110的微胶囊开关阵列的各个上电极20施加驱动信号，可以给第一侧电极6和第二侧电极7施加电信号，使第一侧电极6为正极，第二侧电极7为负，上电极20施不加电信号。黑色带电粒子9会在电场驱动下聚集在第一侧电极6附近。此时，微胶囊开关单元15处于打开状态，外界光线能够通过微胶囊开关单元15进入光谐振结构16内产生干涉，每个子像素单元中满足上述能够透射出光谐振结构16的一定频率的光经由第二反射层4透射再经微胶囊开关单元透射出去，每个子像素单元实现显示该频率的光波对应的色彩。同时，当光通过光转换层8时，光转换层8可以把除了每个子像素单元所显示的特定色光以外的其他色光的一部分转换为该特定色光，从而能够提高该光的出射率及色纯度，有利于提高光的利用率及显示的色域。
当需要使显示装置110呈黑态时，可以给上电极20加电信号使其为正极，第一侧电极6和第二侧电极7不加电信号，黑色带电粒子会在电场驱动下聚集在上电极20附近，而对环境光通过微胶囊5形成阻碍。此时，微胶囊开关单元15处于关闭状态，外界光线被黑色带电粒子阻挡，无法透过微胶囊开关单元15到达光谐振结构16内，该像素单元显示为黑态。
例如，驱动装置19还可以控制加到微胶囊开关阵列的各个微胶囊开关单元的上电极的电压大小，来控制各个微胶囊开关单元对应的像素单元的显示灰阶。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (17)

1.一种显示面板，包括：
衬底基板；
像素阵列，设置在所述衬底基板上且包括多个像素单元，所述多个像素单元中的每个包括多个子像素单元；以及
光转换层，设置在所述像素阵列的显示侧；
其中，每个所述子像素单元包括光谐振结构，所述光谐振结构包括：
第一反射层，设置于所述衬底基板上；
第二反射层，设置于所述第一反射层上方且与所述第一反射层平行；以及
介质层，设置于所述第一反射层和所述第二反射层之间；
其中，所述光转换层配置为将入射至所述光转换层的环境光中的部分波长的光转换为特定波长的光；所述光谐振结构配置为使来自所述光转换层的所述特定波长的光通过干涉而加强；
所述多个子像素单元中的每个具有厚度不同的所述介质层，以使得不同颜色的光线能够透射出所述光谐振结构。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其中，每个所述像素单元包括第一色彩子像素单元、第二色彩子像素单元和第三色彩子像素单元，以显示不同的色彩。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其中，所述光转换层包括第一色彩光转换层、第二色彩光转换层和第三色彩光转换层，分别位于所述第一色彩子像素单元、第二色彩子像素单元和第三色彩子像素单元。
4.根据权利要求1-3任一所述的显示面板，其中，所述光转换层为量子点层。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其中，所述光转换层的材料为半导体材料。
6.根据权利要求1-3任一所述的显示面板，其中，所述光转换层位于所述光谐振结构上方；或者，所述光转换层位于所述光谐振结构的所述第一反射层和所述第二反射层之间。
7.根据权利要求1-3任一所述的显示面板，其中，所述第一反射层为全反射层，以对光线进行反射；所述第二反射层为半透半反层，以对光线进行透射和反射。
8.根据权利要求1-3任一所述的显示面板，还包括：
微胶囊开关阵列，设置在所述像素阵列的显示侧，包括多个微胶囊开关单元，所述多个微胶囊开关单元与所述多个像素单元相对应重叠设置。
9.根据权利要求8所述的显示面板，其中，每个所述微胶囊开关单元包括：
微胶囊，包括胶囊壁，所述胶囊壁包括上表面、下表面、第一侧面和第二侧面，其中所述上表面和下表面是透明的；
上电极，设置于所述微胶囊的上表面上方；以及
第一侧电极和第二侧电极，分别设置于所述微胶囊的第一侧面和
第二侧面。
10.根据权利要求9所述的显示面板，其中，所述微胶囊还包括：
液体介质；
多个黑色带电粒子，设置在所述微胶囊内部的所述液体介质中，能够被电场驱动从而在所述液体介质中移动。
11.根据权利要求1-3任一所述的显示面板，还包括：
抗反射层，设置在所述像素阵列显示侧，位于所述光谐振结构和所述光转换层的上方。
12.根据权利要求1-3任一所述的显示面板，还包括覆盖所述光转换层和所述光谐振结构的保护层。
13.一种显示装置，包括权利要求1-7和11-12任一所述的显示面板。
14.根据权利要求13所述的显示装置，还包括：
微胶囊开关阵列，设置在所述像素阵列的显示侧，包括多个微胶囊开关单元，所述多个微胶囊开关单元与所述多个像素单元相对应重叠设置。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，每个所述微胶囊开关单元包括：
微胶囊，包括胶囊壁，所述胶囊壁包括上表面、下表面、第一侧面和第二侧面，其中所述上表面和下表面是透明的；
上电极，设置于所述微胶囊的上表面上方；以及
第一侧电极和第二侧电极，分别设置于所述微胶囊的第一侧面和
第二侧面。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，所述微胶囊还包括：
液体介质；
多个黑色带电粒子，设置在所述微胶囊内部的所述液体介质中，能够被电场驱动从而在所述液体介质中移动。
17.一种显示方法，适用于权利要求13所述的显示装置的操作方法，其中，所述显示装置还包括：
微胶囊开关阵列，设置在所述像素阵列的显示侧，包括多个微胶囊开关单元，所述多个微胶囊开关单元与所述多个像素单元相对应重叠设置；
所述显示方法包括：
对所述微胶囊开关阵列的每个微胶囊开关单元施加信号以使得所述微胶囊开关单元处于相应的开关状态，控制与所述微胶囊开关单元对应的像素单元的显示灰阶。
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