CN108388060A - 发光显示基板、显示面板及其控制方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种发光显示基板、显示面板及其控制方法、显示装置。所述发光显示基板，包括：衬底基板、位于所述衬底基板上的反光导电膜层、位于所述反光导电膜层上远离所述衬底基板一侧的可透光金属膜层，所述反光导电膜层靠近所述金属膜层的侧面朝着所述衬底基板的方向凹陷形成弧面。本发明提出的方案，利用反光导电膜层与可透光金属膜层之间的空隙实现光线的反射及干涉，从而实现彩色显示。该种显示结构无需滤镜及背光源即可实现彩色显示，响应时间短、耗能低、强光下仍具有高可视性，提升用户体验。

Description

发光显示基板、显示面板及其控制方法、显示装置

【技术领域】

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种发光显示基板、显示面板及其控制方法、显示装置。

【背景技术】

目前市面上的电纸书，多为采用E-link(电子墨水)技术的黑白屏电纸书，此类产品虽有低耗能、显示简便等特点，但彩色显示电纸书若用E-link原理实现，需要复杂的滤色镜才能实现全彩显示，图像质量和亮度也大为降低。

现有技术中显示器件大多数利用背光模组为其提供光源增加亮度，通常背光源采用发光二极管或冷阴极荧光灯管作为光源，光源发出的光经过导光板耦合进显示器，但光源的发散角度较大，实际进入导光板被利用的能量很低，导致整个显示器的效率降低，且光线进入显示器后会产生串扰，对比度降低。

现阶段亟需寻找一种替代背光模组且能顺利实现彩色显示的方案。

【发明内容】

本发明的目的旨在提供一种发光显示基板、显示面板及其控制方法、显示装置，通过反光导电膜层与可透光金属膜层之间的缝隙实现光的干涉，进而实现彩色光的出射，无需背光源即可实现显示器件的彩色显示。

为实现该目的，本发明首先提供了一种发光显示基板，包括：

衬底基板、位于所述衬底基板上的反光导电膜层、位于所述反光导电膜层上远离所述衬底基板一侧的可透光金属膜层，所述反光导电膜层靠近所述金属膜层的侧面朝着所述衬底基板的方向凹陷形成弧面。

优选地，所述反光导电膜层为石墨烯膜层。

具体地，所述石墨烯膜层包括至少两层石墨烯薄膜。

具体地，所述弧面的直径范围为10um～100um。

具体地，所述可透光金属膜层为透明金属膜层或半透明金属膜层。

优选地，所述衬底基板的制作材料包括氧化硅或者柔性材料。

进一步地，本发明还提供了一种显示面板，包括上述任一技术方案所述的发光显示基板及用于产生脉冲电压的驱动电路，所述发光显示基板中的反光导电膜层、可透光金属膜层分别与驱动电路的正负极电性连接。

优选地，所述显示面板包括多个所述发光显示基板，三个相邻所述发光显示基板组成一个像素单元，所述像素单元中的三个发光显示基板分别出射不同颜色的光。

相应地，本发明还提供了一种显示面板的控制方法，用于控制上述任一技术方案所述的显示面板，包括：

基于显示指令，控制施加于所述反光导电膜层与所述可透光金属膜层之间的脉冲电压，以根据施加脉冲电压的大小控制出射光的颜色。

具体地，所述弧面的曲率由所述反光导电膜层与所述金属膜层之间的脉冲电压产生的静电吸附力决定。

优选地，当所述显示面板包括多个所述发光显示基板时，通过横向和纵向交叉的寻址电路，定位到每一个发光显示基板并对各发光显示基板进行单独控制。

优选地，所述弧面由微机电系统加工。

更进一步地，本发明还提供了一种显示装置，其包括上述任一技术方案所述的显示面板。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

本发明提供的发光显示基板，利用反光导电膜层与可透光金属膜层之间的空隙实现光线的反射，再通过所述弧面各处与金属膜层之间不同的空隙厚度在上表面相遇产生干涉，特定波长的光从可透光金属膜层中射出并呈现出特定的颜色，从而实现彩色显示。该种发光显示基板无需滤镜及背光源即可实现彩色显示，响应时间短、耗能低、强光下仍具有高可视性，提升用户体验。

本发明提供的显示面板的控制方法，通过控制施加于所述反光导电膜层与所述可透光金属膜层之间的脉冲电压来调整出射光的颜色，实现不同颜色光之前的切换，工艺简单，耗能少且能够长时间保持图像稳定。

另外，本发明中的显示面板、显示装置皆是在所述发光显示基板的基础上进行改进的，因此，所述显示面板、显示装置自然继承了所述发光显示基板的全部优点。

本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

【附图说明】

图1为本发明提供的发光显示基板的结构示意图；

图2为本发明提供的光线在所述发光显示基板中的传播路径

图3为本发明提供的显示面板的结构示意图；

图4为本发明提供的一种实施例中显示面板的结构示意图；

图5为本发明提供的显示面板进行颜色转换的示意图。

【具体实施方式】

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提供了一种发光显示基板，其结构示意图如图1所示，包括：衬底基板1、位于所述衬底基板1上的反光导电膜层2、位于所述反光导电膜层2上远离所述衬底基板一侧的可透光金属膜层3，所述反光导电膜层2靠近所述可透光金属膜层3的侧面朝着所述衬底基板1的方向凹陷形成弧面。

所述反光导电膜层2与所述可透光金属膜层3之间存在空隙，光线的传播路径如图2所示，外界的自然光的光线经过可透光金属膜层3进入反光导电膜层2与可透光金属膜层3之间的空隙中，在反光导电膜层2与可透光金属膜层3之间进行反复反射，不同波长的光反射轨迹不同，再通过所述弧面各处与可透光金属膜层3之间不同的空隙厚度在可透光金属膜层3上表面相遇产生干涉，特定波长的光从可透光金属膜层3中射出并呈现出特定的颜色，从而实现可见光的出射，无需背光源即可实现显示器件的彩色显示。

所述衬底基板1的制作材料包括氧化硅或柔性材料。所述衬底基板1可以选为普通的玻璃基板，如氧化硅材料，氧化硅材料的硬度高，作为基板材料时，能够避免衬底基板1上的各层受到外界环境的污染和损伤，起到较好的保护作用；而且氧化硅材料的成本低，能够降低显示结构的成本。所述衬底基板1也可以为柔性材料，如塑料或陶瓷等，采用柔性衬底基板1能够增强显示器件的弯曲性能，提升用户体验。

位于所述衬底基板1上的反光导电膜层2优选为石墨烯膜层，所述石墨烯膜层包括至少两层石墨烯薄膜，单层的石墨烯薄膜是由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，且石墨烯薄膜对光的吸收率只有2.3％，透光率好，石墨烯薄膜内电子传导速率约为光速的1/300，且所述石墨烯薄膜的厚度只有一个碳原子的厚度，其光学性能和电学性能都极为突出。为了使石墨烯膜层具有更好的反光特性，所述石墨烯膜层包括至少两层石墨烯薄膜，如四层石墨烯薄膜等。本发明实施例优选石墨烯膜层为两层石墨烯薄膜组成的三维结构，其结构示意图请参阅图1，第一层石墨烯薄膜位于所述衬底基板1上并直接与所述衬底基板1接触，第二层石墨烯薄膜位于第一层石墨烯薄膜上，并且第二层石墨烯薄膜的表面是弧面，所述弧面的弧心靠近所述可透光金属膜层3的一侧，所述第二层石墨烯薄膜的弧形结构造成所述第二层石墨烯薄膜与所述可透光金属膜层3之间存在空隙。

根据弧面的曲率半径与出射光波长的关系计算出射光包括红光、绿光、蓝光时，所述弧面的曲率直径范围为10um～100um，所述弧面的曲率直径在该范围内时，出射光的颜色包括红光、绿光、蓝光在内的可见光，可以通过计算或实验数据确定出射光分别为单色红光、绿光、蓝光所对应的曲率直径范围，通过控制所述弧面的曲率维持在各单色光所对应的曲率直径范围内或在各单色光对应的曲率直径范围之间转换，以实现所述发光显示基板出射光为单色红光、单色绿光、单色蓝光中的任一种。可将三个相邻的发光显示基板组成一个像素单元，在显示时，通过控制像素单元中三个发光显示基板出射的单色光颜色及比例来合成出能够让人眼识别的各色光，进而实现显示器件的全彩显示。

位于所述反光导电膜层2上远离所述衬底基板1一侧的可透光金属膜层3优选为透明金属膜层或半透明金属膜层。由于本发明方案中没有背光源，光源为自然光，光线要从所述可透光金属膜层3进入且出射，即所述可透光金属膜层3作为光线的入光面及出光面，将所述可透光金属膜层3设置为可透光的材质，便于光线的进入及出射，增加透光率，减少光的损耗。

进一步地，本发明还提供了一种显示面板，其包括上述任一技术方案所述的发光显示基板及用于产生脉冲电压的驱动电路，其结构示意图如图3所示，所述驱动电路包括能够提供脉冲电压的外接电源，所述发光显示基板中的反光导电膜层2与所述驱动电路中的正极电性连接，所述发光显示基板中的可透光金属膜层3与所述驱动电路中的负极电性连接。

值得说明的是，所述驱动电路正负极的连接端可互换，即所述发光显示基板中的反光导电膜层也可以与驱动电路中的负极电性连接，此时，所述发光显示基板中的可透光金属膜层与所述驱动电路的正极电性连接。

首先，采用微机电系统(MEMS)在石墨烯薄膜的表面加工出凹陷区，自然光由可透光金属膜层进入凹陷区，在空隙的上下表面所引起的反射光线形成相干光，经所述可透光金属膜层出射。本发明提供的驱动电路能够给所述发光显示基板提供脉冲电压，由于反光导电膜层具有良好的导电性能，尤其是石墨烯膜层具有优异的电学特性，电子在石墨烯薄膜中的传播速率远大于在金属结构中的传播速率，约为光速的1/300，所以在石墨烯薄膜和金属膜之间加脉冲电压所造成的静电吸附力会使石墨烯薄膜的凹陷部分向上收缩，从而改变石墨烯薄膜表面的弧面曲率，造成之前出射的特定波长的光由于弧面曲率的改变无法出射，另一特定波长的光通过干涉从可透光金属膜层出射，改变出射光的波长，即改变了出射光的颜色，实现出射光颜色的转变。脉冲电压增大，由脉冲电压造成的静电吸附力会使薄膜的凹陷部分继续向上收缩，曲率半径增大，曲率减小。由弧面的曲率直径与光线波长的关系知，实验材料相同的情况下，所述弧面曲率半径越大，出射光的波长越小，所述弧面的曲率越小。

所述显示面板包括多个所述发光显示基板，三个相邻所述发光显示基板组成一个像素单元，所述像素单元中的三个发光显示基板分别出射不同颜色的单色光，所述显示面板的结构示意图如图4所示。将三个相邻的发光显示基板设定为一组，组成一个像素单元，每个发光显示基板为一个子像素单元，每个像素单元中的三个发光显示基板的出射光分别为红光、绿光、蓝光，该三个发光显示基板之间的相互位置关系不做限制，可以根据实际需要调整，如可为三者之间的位置关系可以为红绿蓝、绿红蓝、红蓝绿中的任一种。调整驱动电路产生的脉冲电压的大小，使脉冲电压值位于出射红光、绿光及蓝光的脉冲电压段，实现各发光显示基板出射的颜色为红色、绿色、蓝色中的任一种，利用三原色原理，显示器件显示的其他可见光均可通过红绿蓝三色按照不同比例合成，实现显示器件的全彩显示，提升用户的观看体验。

相应地，本发明还提供了一种显示面板的控制方法，包括：

基于显示指令，控制施加于所述反光导电膜层与所述可透光金属膜层之间的脉冲电压，以根据施加脉冲电压的大小控制出射光的颜色。

控制脉冲电压大小以使所述显示面板进行颜色转换的示意图如图5所示，接收并解析显示指令，所述显示指令包括：处理器解析显示面板需要显示的图像画面，确定各显示基板的显示参数，所述显示参数包括各发光显示基板的显示颜色及显示亮度，处理器将包含所述显示参数的显示指令发送给发光显示基板，发光显示基板根据显示参数确定并调整施加于所述反光导电膜层2与所述可透光金属膜层3之间的脉冲电压的大小，通过计算或实验数据确定出射光分别为红光、绿光、蓝光时的脉冲电压段，通过控制所述脉冲电压维持在三种光对应的脉冲电压段内或在该三个脉冲电压段之间转换，由脉冲电压造成的静电吸附力会随着脉冲电压的变化而变化，脉冲电压的增大或减少使石墨烯薄膜的凹陷部分向上收缩或向下扩大，所述石墨烯薄膜与所述可透光金属膜层3之间的空隙大小相应缩小或扩大，从而改变反光导电膜层2与所述可透光金属膜层3之间的弧面的曲率，调整每个发光显示基板的曲率导致每个子像素单元出射光的波长发生改变，进而每个发光显示基板出射光的颜色发生了变化。所述反光导电膜层2靠近所述可透光金属膜层3的侧面朝着所述衬底基板1的方向凹陷形成弧面，所述弧面的曲率由所述反光导电膜层2与所述可透光金属膜层3之间的脉冲电压产生的静电吸附力决定。施加于所述反光导电膜层2与所述可透光金属膜层3之间的脉冲电压产生的静电吸附力越大，所述弧面越靠近所述可透光金属膜层3，所述弧面的曲率半径越大，弧面的曲率越小。反之，施加于所述反光导电膜层2与所述可透光金属膜层3之间的脉冲电压产生的静电吸附力变小，所述弧面与所述可透光金属膜层3之间的空隙变大，所述弧面的曲率半径变小，弧面的曲率变大。

所述反光导电膜层2靠近所述可透光金属膜层3的侧面朝着所述衬底基板1的方向凹陷形成弧面，所述弧面的曲率决定出射光的颜色。由于不同波长的光反射轨迹不同，改变所述弧面的曲率能够改变光线反射轨迹，使特定波长的光射出进而呈现出该特定波长光的颜色，实现颜色的转换。

由于不同的空隙厚度导致出射光的颜色不同，为了实现全彩色显示，可以通过控制施加于所述反光导电膜层2与所述可透光金属膜层3之间的脉冲电压，控制所述发光显示基板的出射光为红光、蓝光、绿光中的任一种，多个所述发光显示基板采取单独控制以获取不同颜色的出射光，在一个像素中形成包括红色、绿色、蓝色子像素，然后通过横向和纵向交叉的寻址电路，定位到每一个子像素，这样每一个子像素都是可独立驱动的寻址单元，通过单独控制每个子像素单元从而获得理想的灰度。当所述反光导电膜层2与所述可透光金属膜层3之间的空隙厚度减小，形成离析态时，可见光干涉减弱，反射光的波长落在可见光波长范围外，子像素呈现黑色，这样便实现了类似液晶像素的开合，所述发光显示基板处于闭合显示状态，即显示黑屏状态。而且在切换回彩色之前，不需要再消耗电源即可保持子像素为黑色，这样可极大的节省电量。由黑色切换回彩色，只需再次施加电压脉冲，调节静电吸附力的大小进而调整出射光的波长即可。

所述反光导电膜层2靠近所述可透光金属膜层3的侧面朝着所述衬底基板的方向凹陷形成弧面，该弧面由微机电系统(MEMS，Micro Electro Mechanical System)加工而成，由于微机电系统驱动所需的功率极低，因此所述显示器件能够长时间保持图像稳定。

更进一步地，本发明还提供一种显示装置，该显示装置包括上述的技术方案所述的显示面板，由于所述显示装置是在所述显示面板的基础上进行改进的，具有与前述实施例提供的显示面板相同的有益效果，在此不再赘述。

需要说明的是，本发明所提供的显示装置可以为电子纸、OLED面板、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。

本发明提供的发光显示基板、显示面板及其控制方法、显示装置，通过反光导电膜层与可透光金属膜层之间的空隙实现光线的反射，通过空隙厚度的薄膜干涉产生色彩，从而实现彩色显示。该种发光显示基板无需滤镜及背光源即可实现彩色显示，响应时间短、耗能低、强光下具有高可视性，提升用户体验。

虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种发光显示基板，其特征在于，包括：

衬底基板、位于所述衬底基板上的反光导电膜层、位于所述反光导电膜层上远离所述衬底基板一侧的可透光金属膜层，所述反光导电膜层靠近所述金属膜层的侧面朝着所述衬底基板的方向凹陷形成弧面。

2.根据权利要求1所述的发光显示基板，其特征在于，所述反光导电膜层为石墨烯膜层。

3.根据权利要求2所述的发光显示基板，其特征在于，所述石墨烯膜层包括至少两层石墨烯薄膜。

4.根据权利要求1或2所述的发光显示基板，其特征在于，所述弧面的直径范围为10um～100um。

5.根据权利要求1或2所述的发光显示基板，其特征在于，所述可透光金属膜层为透明金属膜层或半透明金属膜层。

6.根据权利要求1所述的发光显示基板，其特征在于，所述衬底基板的材料包括氧化硅或者柔性材料。

7.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1～6任一项所述的发光显示基板及用于产生脉冲电压的驱动电路，所述发光显示基板中的反光导电膜层、可透光金属膜层分别与驱动电路的正负极电性连接。

8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，包括多个所述发光显示基板，三个相邻所述发光显示基板组成一个像素单元，所述像素单元中的三个发光显示基板分别出射不同颜色的光。

9.一种权利要求7或8所述的显示面板的控制方法，其特征在于，包括：

基于显示指令，控制施加于所述反光导电膜层与所述可透光金属膜层之间的脉冲电压，以根据施加脉冲电压的大小控制出射光的颜色。

10.根据权利要求9所述的显示面板的控制方法，其特征在于，所述弧面的曲率由所述反光导电膜层与所述金属膜层之间的脉冲电压产生的静电吸附力决定。

11.根据权利要求9所述的显示面板的控制方法，其特征在于，当所述显示面板包括多个所述发光显示基板时，通过横向和纵向交叉的寻址电路，定位到每一个所述发光显示基板并对各发光显示基板进行单独控制。

12.根据权利要求9所述的显示面板的控制方法，其特征在于，所述弧面由微机电系统加工。

13.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的显示面板。