CN108333831A - 显示面板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示面板及显示装置,属于显示器领域。所述显示面板包括:第一基板;第二基板,与所述第一基板对盒设置;第一电极;第二电极,所述第一电极和所述第二电极用于提供电场;调光层,设置在所述第一基板和所述第二基板之间,所述调光层包括二维材料,所述二维材料用于在所述电场的作用下,在垂直于所述第一基板的方向与平行于所述第一基板的方向之间偏转,所述二维材料为反光材料。
Description
技术领域
本发明涉及显示器领域,特别涉及一种显示面板及显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display,简称LCD)是当前最常见的显示设备,LCD通常包括背光源和液晶显示面板两大部分。液晶显示面板包括对盒设置的阵列基板和彩膜基板,阵列基板和彩膜基板之间设置有液晶层,阵列基板和彩膜基板的两侧分别设置有偏光片,另外阵列基板之与液晶层接触的一侧还设置有配向膜。
由于配向膜和偏光片等结构的设置,不但导致液晶显示面板的厚度较大,难以实现轻薄化,同时还导致液晶显示面板的膜层结构较为复杂,影响液晶显示面板的透过率。
发明内容
本发明实施例提供了一种显示面板及显示装置,能够在一定程度上降低显示面板的厚度,简化显示面板的膜层结构,提高显示面板的透过率。所述技术方案如下:
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:
第一基板;
第二基板,与所述第一基板对盒设置;
第一电极;
第二电极,所述第一电极和所述第二电极用于提供电场;
调光层,设置在所述第一基板和所述第二基板之间,所述调光层包括二维材料,所述二维材料用于在所述电场的作用下,在垂直于所述第一基板的方向与平行于所述第一基板的方向之间偏转,所述二维材料为反光材料。
在本发明实施例的一种实现方式中,所述调光层包括氧化石墨烯悬浮液。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述氧化石墨烯悬浮液中氧化石墨烯的粒径范围为5~7um,所述氧化石墨烯悬浮液的浓度范围为0.2wt~0.4wt%。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述氧化石墨烯悬浮液中的氧化石墨烯掺杂有金属材料,或者所述氧化石墨烯悬浮液中的氧化石墨烯表面包覆有金属材料。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述金属材料的导电率高于所述氧化石墨烯悬浮液中氧化石墨烯的导电率。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述调光层的厚度为2-5μm。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述显示面板还包括第三电极;其中,所述第一电极与所述第二电极用于形成第一方向电场;所述第三电极与所述第一电极或所述第二电极用于形成第二方向电场;所述第一方向电场为在垂直于所述第一基板的方向上的电场,所述第二方向电场为在平行于所述第一基板的方向上的电场;或,所述第一方向电场为在平行于所述第一基板的方向上的电场,所述第二方向电场为在垂直于所述第一基板的方向上的电场。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述第一电极设置于所述第一基板,所述第二电极设置于所述第二基板,所述第一电极与所述第二电极用于形成在垂直于所述第一基板的方向上的电场;所述第三电极设置于所述第一基板,用于与所述第一电极形成在平行于所述第一基板的方向上的电场。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述显示面板还包括在显示区阵列布置的多个子像素单元,其中:每个所述子像素单元包括一个所述第二电极,并且包括至少一个所述第一电极和至少一个所述第三电极;或者,每个所述子像素单元包括至少一个所述第一电极和至少一个所述第三电极,所述第二电极为面电极。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述第一基板或者所述第二基板包括彩色滤光层。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述显示面板还包括设置在所述第二基板和所述第一基板之间的支撑结构。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述显示面板还包括吸光层,其中,所述第二基板位于所述显示面板的出光侧,所述吸光层设置于所述第一基板。
在本发明实施例的另一种实现方式中,所述吸光层为黑色材料层。
第二方面,本发明实施例还提供了一种显示装置,所述显示装置包括如第一方面所述的显示面板。
在本发明实施例的一种实现方式中,所述显示装置还包括背光源,其中,所述第二基板位于所述显示面板的出光侧,所述背光源设置于所述第一基板远离第二基板的一侧。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
通过采用二维材料作为显示面板的光开关,在有环境光时,通过控制二维材料的状态来控制反射的光的量,从而控制各个子像素单元的亮度,在没有环境光时,通过控制二维材料的状态来控制透过的背光源发出光的量,从而控制各个子像素单元的亮度。通过第一电极和第二电极控制电场大小,可以调节各个子像素单元对应的二维材料的倾斜角度,使得子像素单元中二维材料反射或透射出的光的量有所不同,从而实现画面中各个点的亮度不同,进而实现灰阶控制。由于该显示面板没有设置液晶层,故无需设置配向膜和偏光片,使得该显示面板更加轻薄。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,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是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图;
图2是氧化石墨烯的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图;
图4A和图4B是本发明实施例提供的显示面板在平行于第一基板的方向上的电场作用下的工作示意图;
图5A和图5B是本发明实施例提供的显示面板在垂直于第一基板的方向上的电场作用下的工作示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图,参见图1,所述显示面板包括对盒设置的第一基板100和第二基板200、以及夹设在所述第一基板100和所述第二基板200之间的调光层300。
所述显示面板还包括第一电极101和第二电极201,所述第一电极101和所述第二电极201用于提供电场。所述调光层300包括二维材料,所述二维材料(图未示)用于在所述电场的作用下,在垂直于所述第一基板100的方向与平行于所述第一基板100的方向之间转动,所述二维材料为反光材料。
本发明实施例通过采用二维材料作为光开关,当二维材料平行于电极时,从第二基板侧入射的光被反射,从第二基板出射形成画面中的亮点,当二维材料垂直于电极时,从第二基板侧入射的光穿过调光层,不会被调光层反射出来,形成画面中的暗点。而当二维材料倾斜时,由于显示面板中每个子像素单元内包括一定数量的二维材料,光会在二维材料之间来回反射,最终仍然有一部分光会被反射出来,且二维材料相对于第二电极的倾斜角度越大,被反射出来的光越少。所以,通过第一电极和第二电极控制电场大小,可以调节各个子像素单元对应的二维材料的倾斜角度,使得子像素单元中二维材料反射出的光的量有所不同,从而实现画面中各个点的亮度不同,进而实现灰阶控制。由于该显示面板没有设置液晶层,故无需设置配向膜和偏光片,使得该显示面板更加轻薄。在有光照的环境下,该显示面板为反射式面板,可以节省背光电能,降低显示面板的功耗。更进一步,采用该显示面板的显示装置还可以不设置背光源,以实现显示装置的轻薄化。
在本发明实施例中,第一基板100和第二基板200中的一个为阵列基板,另一个为彩膜基板。后文以第一基板100为阵列基板,第二基板200为彩膜基板为例,对本申请提供的显示面板的详细结构进行说明。
在本发明实施例中,所述二维材料可以是氧化石墨烯。故在本发明实施例中,所述调光层300可以包括氧化石墨烯(graphene oxide)悬浮液。所述调光层300既可以是单层氧化石墨烯悬浮液,也可以是多层氧化石墨烯悬浮液,单层悬浮液和多层悬浮液的厚度不同。采用单层氧化石墨烯悬浮液时调光层300的厚度小,显示面板更轻薄,采用多层氧化石墨烯悬浮液能够提高调光层300对光的反射能力,避免漏光。单层悬浮液或多层悬浮液中氧化石墨烯可以是单层氧化石墨烯,也可以是多层氧化石墨烯。氧化石墨烯是石墨烯的氧化物,经氧化后,氧化石墨烯上的含氧官能团相比于石墨烯增多而使得性质较石墨烯更加活泼,能够通过各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。图2是氧化石墨烯的结构示意图,参见图2,氧化石墨烯表面的羟基、羧基水解后具有微弱电负性,所以氧化石墨烯之间均是互相排斥的,分子排向趋于一致,使得悬浮液中的氧化石墨烯呈向列相排列。氧化石墨烯悬浮液中的氧化石墨烯可以为近椭圆形片状结构,氧化石墨烯悬浮液中的氧化石墨烯在其长轴方向近似平行排列,具有流动性和光学各向异性,类似于向列相液晶。在电场中,氧化石墨烯的表面会沿长轴方向产生表面电流,足够大的电场,可以使氧化石墨烯稳定在平行于电场的方向,故通过改变电场的方向,可以控制氧化石墨烯发生偏转。本发明实施例通过在第一基板和第二基板之间注入氧化石墨烯悬浮液,通过外加电场控制氧化石墨烯随电场发生旋转,从而控制氧化石墨烯悬浮液的反光属性,进而控制显示面板呈现的画面。需要说明的是,氧化石墨烯的形状可以根据需要进行制备,本申请选用近椭圆形片状结构,方便采用电场进行控制,在其他实施例中还可以制备其他形状的氧化石墨烯,本申请对此不做限制。
为了保证氧化石墨烯悬浮液不会流出,第一基板100和第二基板200之间还设置有封装结构400,用于保证氧化石墨烯悬浮液被密封在第一基板100和第二基板200之间。
氧化石墨烯悬浮液可以采用改进Hummers法(Improved Hummers)制成,具体过程如下:采用质量比为9:1:6的浓硫酸、浓磷酸和高锰酸钾混合物来氧化石墨,其中石墨采用粉末状石墨,混合物中的高锰酸钾与石墨粉末经氧化反应之后,得到棕色的在边缘有衍生羧酸基及在平面上主要为酚羟基和环氧基团的石墨薄片,此石墨薄片经超声或高剪切剧烈搅拌剥离为氧化石墨烯,并在水中形成稳定、浅棕黄色的氧化石墨烯悬浮液。
进一步的,在本发明实施例中,所述氧化石墨烯悬浮液中氧化石墨烯为大粒径氧化石墨烯,如的粒径范围为5~7um,所述氧化石墨烯悬浮液的具有较高的浓度,如浓度范围为0.2wt~0.4wt%。由于氧化石墨烯在小粒径低浓度(如0.51um,1wt%)时,主要呈现类似液晶的双折射特性,同时具有一定反光性;而在大粒径且浓度达到一定数值时,双折射性消失,仅具有遮光和反光性,本申请提供的上述数值范围,使得氧化石墨烯悬浮液仅具有遮光和反光性,满足其作为本申请调光层的需求。
进一步地,所述氧化石墨烯悬浮液中的氧化石墨烯掺杂有金属材料,或者所述氧化石墨烯悬浮液中的氧化石墨烯表面可以包覆有金属材料。通过掺杂金属材料,使得金属离子进入氧化石墨烯的结构,金属离子与氧化石墨烯中的原子形成配位,可以提高氧化石墨烯的反射率,进而提高显示亮度。通过在氧化石墨烯表面包覆金属材料能实现同样效果,因为金属材料的反射率高于氧化石墨烯,所以在氧化石墨烯表面包覆金属材料能够提高氧化石墨烯的反射率。
在本发明实施例中,所述金属材料的导电率高于所述氧化石墨烯悬浮液中氧化石墨烯的导电率。掺杂或包覆高导电率金属材料,还能提高导电性,使得通过电极产生的电场能够更容易对其进行控制。
具体地,上述金属材料可以为金属或者合金,例如可以为银(Ag)或者银镁(Mg)合金等。
在本发明实施例中,所述调光层300的厚度可以为2-5μm,其中调光层300的厚度也即第一基板100和第二基板200之间的间距,也即图1中d所示。采用该厚度的调光层,保证能够实现光的反射作用,同时不会导致显示面板整体过厚。示例性地,该调光层的厚度可以为3-4μm,例如3.5μm。
在本发明实施例中,所述显示面板还包括第三电极;其中,所述第一电极101与所述第二电极201用于形成第一方向电场;所述第三电极与所述第一电极101或所述第二电极201用于形成第二方向电场;所述第一方向电场为在垂直于所述第一基板的方向上的电场,所述第二方向电场为在平行于所述第一基板的方向上的电场;或,所述第一方向电场为在平行于所述第一基板的方向上的电场,所述第二方向电场为在垂直于所述第一基板的方向上的电场。也即通过设置第一电极、第二电极和第三电极,同时实现在平行于所述第一基板的方向上的电场和在垂直于所述第一基板的方向上的电场,从而方便对二维材料的控制。
在本发明实施例的第一种实现方式中,所述第一电极101设置于所述第一基板100,也即所述第一电极101位于所述第一基板100上,所述第二电极201设置于所述第二基板200,也即所述第二电极201位于所述第二基板200上,第一电极101和第二电极201之间形成在垂直于所述第一基板的方向上的电场。
其中,所述显示面板中的所述第一电极101和所述第二电极201中的至少一种包括多个且按照阵列排布,从而可以对显示面板的子像素进行分别控制。
当显示面板包括阵列布置的多个第一电极101时,第一电极101为块状电极;当显示面板包括阵列布置的多个第二电极201时,第二电极201为块状电极。其中,块状电极可以为矩形,采用矩形电极能够方便电极的制作。当然在其他实现方式中,块状电极的形状也可以有其他选择,例如圆形、梯形、半圆形等。当显示面板仅包括一个第一电极101时,第一电极101为面电极;当显示面板仅包括一个第二电极201时,第二电极201为面电极。
在本发明实施例中,所述显示面板包括在显示区阵列布置的多个子像素单元(如图1所示的标号10即为一个子像素单元),每个所述子像素单元包括至少一个所述第一电极101或至少一个所述第二电极201,或者所述子像素单元包括至少一个所述第一电极101和至少一个所述第二电极201。其中,每个子像素单元中包括的第一电极101的数量相同,每个子像素单元中包括的第二电极201的数量相同。
进一步地,第一种实现方式包括如下三种情况:第一种,第一电极101为面电极,显示面板包括阵列分布的多个第二电极201,此时每个子像素单元中包括至少一个第二电极201,各个第二电极201在第一电极101所在平面内的投影均位于第一电极101内。第二种,第二电极201为面电极,显示面板包括阵列分布的第一电极101,这种情况和第一种类似,这里不再赘述。第三种,显示面板包括阵列分布的第一电极101和阵列分布的多个第二电极201,每个子像素单元中的第一电极101和第二电极201正对布置,且第一电极101和第二电极201既可以一对一,也可以一对多或者多对一。
在图1所示的结构中,显示面板包括多个第一电极101,所述第二电极201为面电极,采用面电极制作第二电极201时,制作过程较为简单。图3是本发明实施例提供的另一种显示面板的结构示意图,图3与图1的区别主要在于第二电极201的布置,如图3所示,显示面板包括多个第二电极201,显示面板的一个子像素单元内设置一个第二电极201,每个第二电极201正对两个第一电极101,采用多个第二电极201时,可以对每个子像素单元的第二电极201提供的电压独立控制,从而达到更精细的电场控制,提高显示精度。当然,每个第二电极201所正对的第一电极101的数量可以根据实际需要设置,例如一个第二电极201正对一个第一电极101,或者一个第二电极201正对三个或更多第一电极101。其中,正对是指第一电极101在第二电极201所在平面内的投影处在第二电极201内,或者第二电极201在第一电极101所在平面内的投影处在第一电极101内。
在本发明实施例的第二种实现方式中,所述第一电极101和所述第二电极201均位于所述第一基板100或所述第二基板200上,第一电极101和第二电极201之间形成在平行于所述第一基板的方向上的电场,且第一电极101和所述第二电极201中的至少一种包括多个且按照阵列排布。
其中,所述显示面板中的所述第一电极101和所述第二电极201中的至少一种包括多个且按照阵列排布,从而可以对显示面板的子像素进行分别控制。
在第二种实现方式中,第一电极101和第二电极201既可以同层布置,也可以隔层布置。
在第一电极101和第二电极201同层布置时,第一电极101和第二电极201均阵列设置有多个,每个子像素单元中至少布置一个第一电极和一个第二电极,电极(第一电极和第二电极)之间形成在平行于第一基板的方向上的电场,通过控制电极之间的电压差控制在平行于第一基板的方向上的电场的大小,当电极的电压相等时,在平行于第一基板的方向上的电场为0,当电极的电压不等时,存在平行于第一基板的方向上的电场。每个子像素单元中包括的第一电极101的数量相同,每个子像素单元中包括的第二电极201的数量相同。
其中,每个子像素单元中的一个第一电极和一个第二电极形成电极对,每个电极对均用于提供在平行于第一基板的方向上的电场,每个子像素单元中可以包括一个、两个或多个电极对。
当一个子像素单元中布置两个以上电极(第一电极及第二电极)时,各个电极之间可以形成两个或多个方向不同的电场,且这些方向不同的电场均为在平行于第一基板的方向上的电场,从而能够更快地控制二维材料达到水平或倾斜状态。
在第一电极101和第二电极201隔层布置时,所述显示面板包括阵列布置的多个第一电极101,所述第二电极201为与所述第一电极101绝缘设置的公共电极,所述公共电极与所述第一电极101之间形成在平行于第一基板的方向上的电场。具体地,公共电极可以布置在第一电极的下方。公共电极与各个第一电极间形成电场时,该电场具有一水平分量,也即能够提供在平行于第一基板的方向上的电场。当第一电极和公共电极的电压相等时,在平行于第一基板的方向上的电场为0。
其中,每个子像素单元中至少布置一个第一电极101,且每个子像素单元中包括的第一电极101的数量相同,每个第一电极与公共电极间形成电场。
当然,在隔层布置时,所述显示面板也可以包括阵列布置的多个第二电极201,所述第一电极101为与所述第二电极201绝缘设置的公共电极,所述公共电极与所述第二电极201之间形成在平行于第一基板的方向上的电场。
在第一种实现方式中,所述第三电极设置于所述第一基板100,也即所述第三电极位于所述第一基板100上,第三电极和第一电极101之间形成在平行于第一基板的方向上的电场,第三电极和第一电极101既可以同层布置也可以隔层布置,具体布置方式与前述第一电极和第二电极设置在同一基板上时的布置方式相同。在第二种实现方式中,所述第三电极位于所述第二基板200上,第三电极与第一电极101及第二电极201之间形成在垂直于第一基板的方向上的电场。
当第三电极位于第二基板200上时,所述第二基板上阵列布置有多个第三电极,每个子像素单元包括至少一个所述第三电极;或者,位于所述第二基板上的第三电极为面电极。
在本发明实施例中,当显示面板中不存在平行于第一基板的方向上的电场,只存在垂直于第一基板的方向上的电场时,此时二维材料垂直于第一基板100,调光层整体的反射率最小;当在平行于第一基板的方向上的电场足够大时,二维材料平行于第一基板100,调光层整体的反射率最大。通过控制在平行于第一基板的方向上的电场的大小,实现二维材料的倾斜角度α控制(具体参见图4A),从而控制调光层整体的反射率。
图4A-图4B、图5A-图5B是本发明实施例提供的显示面板的工作原理示意图,其中,以第一基板上的电极对提供在平行于第一基板的方向上的电场为例,如图4A和图4B所示,当电极对加相反电压时,电极对产生在平行于第一基板的方向上的电场(E)时,氧化石墨烯水平排布,此时,外部光线(L)将被反射,该电极对对应的子像素单元呈现亮态;如图5A和图5B所示,当电极对加相同电压时,电极对和第二基板上的电极作用产生在垂直于第一基板的方向上的电场(E)时,氧化石墨烯竖直排列,此时,外部光线(L)可以透过调光层,不被反射,该电极对对应的子像素单元呈现暗态。通过向电极对施加不同电压,控制氧化石墨烯的倾斜角度α不同,从而可以使得子像素单元呈现不同灰阶。其中,相反电压是指电压数值相同,正负相反。
在本发明实施例中,所述第一电极101、所述第二电极201以及第三电极为透明电极,采用透明电极设计,保证光能够顺利穿过,从而到达调光层。例如,所述第一电极101、所述第二电极201以及第三电极均可以为氧化铟锡(IndiumTin Oxide,简称ITO)电极或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,简称IZO)电极。导电性能好,电极厚度薄。
在本发明实施例中,所述第一基板100还包括阵列布置的多个薄膜晶体管(Thin-film transistor,TFT),所述显示面板的每个子元素单元对应至少一个所述薄膜晶体管。在每个子像素单元中,既可以所有的电极(包括所有的第一电极、第二电极和第三电极)都与薄膜晶体管连接,也可以只有一种电极(例如所有电极的第一电极或所有电极的第二电极)与薄膜晶体管连接。每个所述薄膜晶体管只与一个电极连接,且不同的电极所连接的薄膜晶体管不同。多个薄膜晶体管构成图1和图3中的薄膜晶体管结构层102。
显示面板中的子像素单元阵列排布,每行子像素单元的薄膜晶体管同时导通,使得薄膜晶体管源极的电信号可以通过薄膜晶体管的漏极传输到所连接的电极上,电极加载电信号后,与另一个电极(电压恒定)对形成相应强度的电场,从而控制氧化石墨烯偏转,实现显示面板的有源矩阵驱动,从而实现各个子像素单元的灰阶控制。
其中,薄膜晶体管可以为底栅型薄膜晶体管、顶栅型薄膜晶体管和双栅型薄膜晶体管,本发明实施例对此不作限制,下面以一种底栅型薄膜晶体管为例进行示例性说明:
底栅型薄膜晶体管包括依次层叠设置在第一基板100的衬底基板(图未示)上的栅极层(栅极和栅线)、栅极绝缘层、有源层、源漏极层(源极、漏极和数据线)和钝化层。其中,电极对通过设计在钝化层上的过孔与源漏极层的漏极电连接。
其中,第一基板100的衬底基板可以是玻璃基板;栅极绝缘层和钝化层可以为氮化硅或氮氧化硅层;栅极层和源漏极层可以为金属电极层,例如Al(铝)、Cu(铜)、Mo(钼)、Cr(铬)、Ti(钛)等,也可以为合金电极层;有源层可以使用非晶硅、微晶硅或者多晶硅制成,例如有源层可以包括设置在栅极绝缘层上的非晶硅层和设置在非晶硅层上的N型掺杂非晶硅层。
进一步地,该显示面板还包括驱动电路,驱动电路与所有电极(第一电极、第二电极以及第三电极),如果电极连接有薄膜晶体管,则驱动电路通过薄膜晶体管与该电极电连接,如果电极未连接薄膜晶体管,则驱动电路直接与该电极电连接。在显示过程中,第二基板的电极可以保持电压恒定,第一基板上的电极对内的一种电极(如第二电极)的电压保持恒定,另一种电极(如第一电极)通过薄膜晶体管进行电压控制,从而控制各个子像素单元的电场,从而控制氧化石墨烯的偏转,实现子像素单元的灰阶控制。为了便于驱动电路和电极连接,该实现面板还包括电极引线,例如可以采用一条电极引线将第一基板上电压恒定的电极连接到驱动电路上,从而通过驱动电路向这些电极施加电信号。
进一步地,所述第一基板100还可以包括吸光层103。其中,所述吸光层103可以位于所述第一基板100的远离所述第二基板200的一面上。通过第一基板的底部设计吸光层,吸收穿过调光层之后可见光谱内的光,避免光在显示面板中多次反射影响正常显示。
其中,吸光层103为黑色材料层,例如所述吸光层103为炭黑层,采用炭黑制作吸光层,吸光效果好。
在本发明实施例中,所述显示面板还包括光扩散层202,其中,所述第二基板200位于所述显示面板的出光侧,所述光扩散层202设置在所述第二基板200远离所述第一基板100的一面。光扩散层位于第二基板的上方,可以增大面板的可视角度。
其中,第二基板200还包括衬底基板203、黑矩阵204和彩色滤光层205等结构。显示面板通过彩色滤光层实现彩色显示。值得说明的是,彩色滤光层205和吸光层103设置在不同的基板上。
在本发明实施例中,所述显示面板还包括设置在所述第二基板200和所述第一基板100之间的支撑结构500。第一基板和第二基板通过支撑结构500进行隔离,保证第二基板和第一基板之间的间距,从而保证调光层的稳定。其中,该支撑结构500可以采用具有弹性的有机材料制成。
本发明实施例还提供了一种显示装置,该显示装置包括如上所述显示面板。
在具体实施时,本发明实施例提供的显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
本发明实施例通过采用具有反光性能的二维材料作为光开关,当二维材料平行于电极时,从第二基板侧入射的光被反射,从第二基板出射形成画面中的亮点,当二维材料垂直于电极时,从第二基板侧入射的光穿过调光层,不会被调光层反射出来,形成画面中的暗点。而当二维材料倾斜时,由于显示面板中每个子像素单元内包括一定数量的二维材料,光会在二维材料之间来回反射,最终仍然有一部分光会被反射出来,且二维材料相对于第二电极的倾斜角度越大,被反射出来的光越少。所以,通过第一电极和第二电极控制电场大小,可以调节各个子像素单元对应的二维材料的倾斜角度,使得子像素单元中二维材料反射出的光的量有所不同,从而实现画面中各个点的亮度不同,进而实现灰阶控制。由于该显示面板没有设置液晶层,故无需设置配向膜和偏光片,使得该显示面板更加轻薄。该显示面板为反射式面板,在有光照的环境下,可以节省背光电能,降低显示面板的功耗。更进一步,采用该显示面板的显示装置还可以不设置背光源,也即提供一种无需配向膜和偏光片的反射式显示面板,以实现显示装置的轻薄化。
在本发明实施例中,所述显示装置还可以包括背光源(需要说明,这种实现方式下显示面板不包括吸光层),所述显示面板的所述第一基板位于所述第二基板和所述背光源之间。通过设置背光源,使得该显示装置既可以在有光照的环境使用(此时背光源不工作),也可以在无光照的环境使用(此时背光源工作)。在无光照的环境下,电场控制二维材料转动,二维材料垂直于电极时,背光源的光可以透出去,形成亮点;二维材料平行于电极时,背光源的光被遮挡,形成暗点。
其中,背光源可以选用发光二极管背光源,以保证显示装置的低功耗。
进一步地,该显示装置还可以将第一基板制作成透明基板,例如将第一基板中的薄膜晶体管制成透明型式,同时不设置吸光层,从而实现第一基板透明;同时第二基板采用透明盖板替代,通过这种设计实现透明显示装置,从而提高其应用前景。
以上仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种显示面板,其特征在于,所述显示面板包括:
第一基板;
第二基板,与所述第一基板对盒设置;
第一电极;
第二电极,所述第一电极和所述第二电极用于提供电场;
调光层,设置在所述第一基板和所述第二基板之间,所述调光层包括二维材料,所述二维材料用于在所述电场的作用下,在垂直于所述第一基板的方向与平行于所述第一基板的方向之间偏转,所述二维材料为反光材料。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述调光层包括氧化石墨烯悬浮液。
3.根据权利要求2所述的显示面板,其特征在于,所述氧化石墨烯悬浮液中氧化石墨烯的粒径范围为5~7um,所述氧化石墨烯悬浮液的浓度范围为0.2wt~0.4wt%。
4.根据权利要求2所述的显示面板,其特征在于,所述氧化石墨烯悬浮液中的氧化石墨烯掺杂有金属材料,或者所述氧化石墨烯悬浮液中的氧化石墨烯表面包覆有金属材料。
5.根据权利要求4所述的显示面板,其特征在于,所述金属材料的导电率高于所述氧化石墨烯悬浮液中氧化石墨烯的导电率。
6.根据权利要求1-5任一项所述的显示面板,其特征在于,所述调光层的厚度为2-5μm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的显示面板,其特征在于,所述显示面板还包括第三电极;
其中,所述第一电极与所述第二电极用于形成第一方向电场;
所述第三电极与所述第一电极或所述第二电极用于形成第二方向电场;
所述第一方向电场为在垂直于所述第一基板的方向上的电场,所述第二方向电场为在平行于所述第一基板的方向上的电场;或,所述第一方向电场为在平行于所述第一基板的方向上的电场,所述第二方向电场为在垂直于所述第一基板的方向上的电场。
8.根据权利要求7所述的显示面板,其特征在于,所述第一电极设置于所述第一基板,所述第二电极设置于所述第二基板,所述第一电极与所述第二电极用于形成在垂直于所述第一基板的方向上的电场;
所述第三电极设置于所述第一基板,用于与所述第一电极形成在平行于所述第一基板的方向上的电场。
9.根据权利要求8所述的显示面板,其特征在于,所述显示面板还包括在显示区阵列布置的多个子像素单元,其中:
每个所述子像素单元包括一个所述第二电极,并且包括至少一个所述第一电极和至少一个所述第三电极;
或者,每个所述子像素单元包括至少一个所述第一电极和至少一个所述第三电极,所述第二电极为面电极。
10.根据权利要求1-5任一项所述的显示面板,其特征在于,所述第一基板或者所述第二基板包括彩色滤光层。
11.根据权利要求1-5任一项所述的显示面板,其特征在于,所述显示面板还包括设置在所述第二基板和所述第一基板之间的支撑结构。
12.根据权利要求1-5任一项所述的显示面板,其特征在于,所述显示面板还包括吸光层,其中,所述第二基板位于所述显示面板的出光侧,所述吸光层设置于所述第一基板。
13.根据权利要求12所述的显示面板,其特征在于,所述吸光层为黑色材料层。
14.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括如权利要求1-11任一项所述的显示面板。
15.根据权利要求14所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括背光源,其中,所述第二基板位于所述显示面板的出光侧,所述背光源设置于所述第一基板远离第二基板的一侧。
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