CN109147699B - 一种双层显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双层显示装置及其驱动方法，通过使液晶显示面板中的显示子像素沿第一方向排列且沿第二方向延伸，以及使控光面板中的控光子像素沿第二方向排列且沿第一方向延伸。这样在驱动双层显示装置在连续的M帧扫描时间内显示一幅画面时，在该连续的M帧扫描时间中的第m帧扫描时间内，可以通过依次控制每一行显示像素中的显示子像素充电，以及依次控制每一行控光像素中的第m控光子像素充电，从而可以使每一个显示像素显示M*N个灰阶颜色。与现有中一个显示像素仅能显示N个灰阶颜色相比，可以提高显示画面的分辨率。

Description

一种双层显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种双层显示装置及其驱动方法。
背景技术
目前，双层显示装置通常是通过堆叠黑白液晶显示面板(Liquid CrystalDisplay，LCD)和一个彩色LCD，这样可以使背光源的光在到达用户眼中之前经过双层的LCD调制，从而实现对比度的提高。随着显示技术的不断发展以及对显示效果的要求提高，使得对双层显示装置显示画面的分辨率的要求也越来越高。因此，如何设置双层显示装置的结构以提高其显示画面时的分辨率是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种双层显示装置及其驱动方法，用以提高显示画面的分辨率。
因此，本发明实施例提供了一种双层显示装置，包括：控光面板与位于所述控光面板出光侧的液晶显示面板；所述液晶显示面板包括：多个显示像素；其中，各所述显示像素包括：沿第一方向排列且沿第二方向延伸的多个显示子像素；所述控光面板包括：多个控光像素；其中，各所述控光像素包括：沿所述第二方向排列且沿所述第一方向延伸的M个控光子像素；所述第一方向与所述第二方向交叉，M≥2且为整数。
可选地，在本发明实施例中，一个所述显示像素对应一个所述控光像素，所述控光像素中的每一所述控光子像素在所述控光面板的正投影与对应的所述显示像素中的全部显示子像素在所述控光面板的正投影具有交叠区域。
可选地，在本发明实施例中，所述控光面板包括：未设置彩膜的黑白液晶显示面板。
可选地，在本发明实施例中，所述双层显示装置还包括：位于所述黑白液晶显示面板的背光侧的背光源。
可选地，在本发明实施例中，所述控光面板包括：电致发光显示面板，各所述显示子像素包括白色显示子像素。
可选地，在本发明实施例中，所述控光面板还可以包括：多条栅线与多条数据线；
一行所述控光子像素电连接一条栅线，一列所述控光子像素电连接一条数据线；或者，
一行所述控光像素中的所有控光子像素电连接一条栅线，一列所述控光像素对应M条数据线，同一列中，各所述控光像素中的第m控光子像素对应电连接同一条数据线；其中，1≤m≤M且为整数。
可选地，在本发明实施例中，各所述显示像素包括：3个不同颜色的显示子像素；和/或，
各所述控光像素包括：3个控光子像素。
可选地，在本发明实施例中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
可选地，在本发明实施例中，所述控光面板与所述液晶显示面板的刷新频率相同。
可选地，在本发明实施例中，所述液晶显示面板的刷新频率包括：60Hz、120Hz或180Hz。
相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的双层显示装置的驱动方法，包括：
在一幅图像显示阶段中的第m帧扫描时间内，依次控制每一行显示像素中的显示子像素充电，以及依次控制每一行控光像素中的第m控光子像素充电；其中，所述一幅图像显示阶段包括连续的M帧扫描时间，1≤m≤M且m为整数。
可选地，在本发明实施例中，在所述一幅图像显示阶段中的不同帧扫描时间内，控制同一显示子像素充入相同灰阶的数据电压，以及控制同一控光像素中不同的控光子像素充入与所述图像对应灰阶的数据电压。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的双层显示装置及其驱动方法，通过使液晶显示面板中的显示子像素沿第一方向排列且沿第二方向延伸，以及使控光面板中的控光子像素沿第二方向排列且沿第一方向延伸。这样在驱动双层显示装置在连续的M帧扫描时间内显示一幅画面时，在该连续的M帧扫描时间中的第m帧扫描时间内，可以通过依次控制每一行显示像素中的显示子像素充电，以及依次控制每一行控光像素中的第m控光子像素充电，从而可以使每一个显示像素显示M*N个灰阶颜色。与现有中一个显示像素仅能显示N个灰阶颜色相比，可以提高显示画面的分辨率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的双层显示装置的俯视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的双层显示装置的剖视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的双层显示装置中一个显示像素与一个控光像素的对照结构示意图；
图4a为本发明实施例提供的控光面板的俯视结构示意图之一；
图4b为本发明实施例提供的控光面板的俯视结构示意图之二；
图5为本发明实施例提供的电路时序图；
图6为本发明实施例提供的双层显示装置充电时的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的双层显示装置及其驱动方法的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，附图中各层薄膜厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且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。
通常，可通过减小像素的尺寸和减小像素间的间距来提高双层显示装置的分辨率。然而，像素的尺寸和像素间的间距的减少对制作工艺的精度要求也较高，从而会导致制作工艺的难度和制作成本的增加。并且，目前双层显示装置中的黑白LCD中的子像素和彩色LCD中的子像素是一一对应的，即黑白LCD中的子像素在黑白LCD的正投影与彩色LCD中的子像素在黑白LCD的正投影重叠。一般彩色LCD的像素中包括3个子像素，这样使得彩色LCD中的一个显示像素仅能实现3个灰阶颜色，不利于显示画面的分辨率提高。
有鉴于此，如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种双层显示装置，可以包括：控光面板100与位于控光面板100出光侧的液晶显示面板200；液晶显示面板200可以包括：多个显示像素210；其中，各显示像素210可以包括：沿第一方向F1排列且沿第二方向F2延伸的多个显示子像素211_n(1≤n≤N且为整数，N为一个显示像素中的显示子像素的总数，图1至图3均以N＝3为例)；控光面板100可以包括：多个控光像素110；其中，各控光像素110可以包括：沿第二方向F2排列且沿第一方向F1延伸的M个控光子像素111_m(1≤m≤M且为整数，图1至图3均以M＝3为例)；第一方向F1与第二方向F2交叉，M≥2且为整数。
本发明实施例提供的双层显示装置，通过使液晶显示面板中的显示子像素沿第一方向排列且沿第二方向延伸，以及使控光面板中的控光子像素沿第二方向排列且沿第一方向延伸。这样在驱动双层显示装置在连续的M帧扫描时间内显示一幅画面时，在该连续的M帧扫描时间中的第m帧扫描时间内，可以通过依次控制每一行显示像素中的显示子像素充电，以及依次控制每一行控光像素中的第m控光子像素充电，从而可以使每一个显示像素显示M*N个灰阶颜色。与现有中一个显示像素仅能显示N个灰阶颜色相比，可以提高显示画面的分辨率。
在具体实施时，如图1至图3所示，一个显示像素210对应一个控光像素110，控光像素110中的每一控光子像素111_m在控光面板100的正投影与对应的显示像素210中的全部显示子像素在控光面板100的正投影具有交叠区域。这样可以使一个控光子像素与N个显示子像素具有交叠区域，进而使一个显示像素中具有的交叠区域为M*N个。这样在驱动双层显示装置在连续的M帧扫描时间内显示一幅画面时，可以使每一个交叠区域显示其相应的灰阶颜色，从而使每一个显示像素显示M*N个灰阶颜色。与现有中一个显示像素仅能显示N个灰阶颜色相比，可以提高显示画面的分辨率。
在具体实施时，如图1所示，可以使第一方向F1与第二方向F2垂直。具体地，可以使第一方向F1为显示像素210的行方向，第二方向F2为显示像素210的列方向。或者，反之，也可以使第一方向F1为显示像素210的列方向，第二方向F2为显示像素210的行方向，这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。下面均以第一方向F1为显示像素210的行方向，第二方向F2为显示像素210的列方向为例进行说明。
在具体实施时，可以使N＝3，在本发明实施例中，如图1至图3所示，各显示像素210可以包括：沿第一方向F1排列且沿第二方向F2延伸的3个不同颜色的显示子像素211_1、211_2、211_3。其中，显示子像素211_1可以为红色子像素，显示子像素211_2可以为绿色子像素，显示子像素211_3可以为蓝色子像素。当然，也可以使N＝4、5、6等，这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。并且，在具体实施时，本发明实施例提供的液晶显示面板可以与现有技术中的彩色LCD的结构基本相同，例如包括：相对设置的阵列基板与对向基板，以及封装于阵列基板与对向基板之间的液晶层；其中，阵列基板设置有位于显示子像素中的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)、与TFT电连接的像素电极。以及设置于阵列基板面向液晶层一侧的彩膜或设置于对向基板面向液晶层一侧的彩膜，以及设置于阵列基板面向液晶层一侧的公共电极或设置于对向基板面向液晶层一侧的公共电极。
在具体实施时，可以使M＝3，在本发明实施例中，如图1至图3所示，各控光像素110可以包括：沿第二方向F2排列且沿第一方向F1延伸的3个控光子像素：第1控光子像素111_1、第2控光子像素111_2、第3控光子像素111_3。当然，也可以使N＝2、4、5、6等，这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。进一步地，在具体实施时，可以使N＝3且M＝3，即各控光像素110可以包括：沿第二方向F2排列且沿第一方向F1延伸的3个控光子像素111_1、111_2、111_3。并且，各显示像素210可以包括：沿第一方向F1排列且沿第二方向F2延伸的3个不同颜色的显示子像素211_1、211_2、211_3。
进一步地，为了使控光面板中的一行控光子像素驱动时，液晶显示面板中的与其对应的一行显示子像素同时驱动，在具体实施时，可以使控光面板与液晶显示面板的刷新频率相同。进一步地，可以使液晶显示面板的刷新频率包括：60Hz、120Hz或180Hz。这样可以使控光面板的刷新频率相应的包括：60Hz、120Hz或180Hz。
一般液晶显示面板由于彩膜的作用可以用于显示彩色画面，在不设置彩膜时可以用于显示黑白画面，并通过输入的数据信号来调节黑白画面的灰度。在具体实施时，在本发明实施例中，控光面板可以包括：未设置彩膜的黑白液晶显示面板。这样通过输入相应的数据信号来调制液晶，以使背光源的光通过黑白液晶显示面板后的亮度变化，再将该变化亮度后的光入射到液晶显示面板上，从而再经过液晶显示面板中的液晶进行调制后出射。具体地，这样在液晶显示面板中不设置彩膜从而可以得到黑白液晶显示面板，本发明实施例中，黑白LCD可以包括：相对设置的阵列基板与对向基板，以及封装于阵列基板与对向基板之间的液晶层；其中，阵列基板设置有位于控光子像素中的TFT、与TFT电连接的像素电极。以及设置于阵列基板面向液晶层一侧的公共电极或设置于对向基板面向液晶层一侧的公共电极。进一步地，在具体实施时，如图2所示，双层显示装置还可以包括：位于黑白液晶显示面板的背光侧的背光源300。该背光源300出射的光入射到作为控光面板300的黑白液晶显示面板上。在具体实施时，背光源300可以与现有技术中的基本相同，在此不作限定。
一般有机电致发光显示面板(Organic Light Emitting Diode，OLED)具有低能耗、生产成本低、自发光、宽视角及响应速度快等优点，具有广泛的应用。在具体实施时，在本发明实施例中，控光面板可以包括：电致发光显示面板，各显示子像素包括白色显示子像素。这样由于电致发光显示面板中的白色显示子像素可以发射白光，从而可以不用再设置背光源300，减少双面显示装置的厚度。
在具体实施时，在本发明实施例中，如图4a所示，控光面板还可以包括：多条栅线GATE_m，以及多条数据线DATA；其中，可以使一行控光子像素111_m电连接一条栅线GATE_m，一列控光子像素电连接一条数据线DATA。其中，控光子像素中的TFT的栅极与对应的栅线电连接，控光子像素中的TFT的源极与对应的数据线电连接，控光子像素中的TFT的漏极与对应的像素电极电连接。这样可以通过栅线GATE_m对电连接的控光子像素111_m中的TFT输入栅极扫描信号，以控制TFT打开和关断。数据线DATA用于传输数据信号，在控光子像素111_m中的TFT打开时，对控光子像素111_m中的像素电极进行充电。
在具体实施时，在本发明实施例中，如图4b所示，也可以使一行控光像素中的所有控光子像素电连接一条栅线GATE_k(1≤k≤K且为整数，K为控光面板中栅线的总数，图4b以K＝3为例)，以使每一行中的所有控光子像素与对应的栅线电连接。并且，可以使一列控光像素对应M条数据线DATA_m，以使同一列中，各所述控光像素中的第m控光子像素111_m对应电连接同一条数据线DATA_m；其中，1≤m≤M且为整数，例如，同一列中，所有第1控光子像素111_1与一条数据线DATA_1电连接，所有第2控光子像素111_2与一条数据线DATA_2电连接，以及所有第3控光子像素111_3与一条数据线DATA_3电连接。其余依次类推，在此不作赘述。
在具体实施时，本发明实施例提供的双层显示装置可以为：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。对于该双层显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
基于同一发明构思，发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述双层显示装置的驱动方法，可以包括：在一幅图像显示阶段中的第m帧扫描时间内，依次控制每一行显示像素中的显示子像素充电，以及依次控制每一行控光像素中的第m控光子像素充电；其中，一幅图像显示阶段包括连续的M帧扫描时间，1≤m≤M且m为整数。
进一步地，在具体实施时，在一幅图像显示阶段中的不同帧扫描时间内，控制同一显示子像素充入相同灰阶的数据电压，以及控制同一控光像素中不同的控光子像素充入与图像对应灰阶的数据电压。
具体地，在具体实施时，可以使M＝3，即控光像素100中包括：第1控光子像素111_1、第2控光子像素111_2、第3控光子像素111_3，这样可以使一幅图像显示阶段包括连续的3帧扫描时间。
下面结合图1与图4a所示的结构为例，结合图5所示的时序图以及图6所示的充电示意图对本发明实施例提供的驱动方法进行举例说明。其中，图5中，gate1_1、gate2_1、gate3_1分别代表对图4a中的三条栅线GATE_1输入的栅极扫描信号，gate1_2、gate2_2、gate3_2分别代表对图4a中的三条栅线GATE_2输入的栅极扫描信号，gate1_3、gate2_3、gate3_3分别代表对图4a中的三条栅线GATE_3输入的栅极扫描信号，具体地，在第1帧扫描时间Frame_1内，依次控制每一行显示像素中的显示子像素211_n充电V0_n，以及依次控制每一行控光像素中的第1控光子像素111_1充电V1，以使每一第1控光子像素111_1与对应的显示子像素211_n中形成的交叠区域显示灰阶颜色R1、G1、B1。在第2帧扫描时间Frame_2内，依次控制每一行显示像素中的显示子像素211_n充电V0_n，以及依次控制每一行控光像素中的第2控光子像素111_2充电V2，以使每一第2控光子像素111_2与对应的显示子像素211_n中形成的交叠区域显示灰阶颜色R2、G2、B2。在第3帧扫描时间Frame_3内，依次控制每一行显示像素中的显示子像素211_n充电V0_n，以及依次控制每一行控光像素中的第3控光子像素111_3充电V3，以使每一第3控光子像素111_3与对应的显示子像素211_n中形成的交叠区域显示灰阶颜色R3、G3、B3。由于人眼的视觉暂留效应，可以使这连续的3帧扫描时间内显示的画面形成一幅图像以进行显示，从而可以使一个显示像素实现9个子像素的显示效果，与现有中一个显示像素仅能实现3个子像素的显示效果相比，可以提高显示的分辨率，提高显示效果。
本发明实施例提供的双层显示装置及其驱动方法，通过使液晶显示面板中的显示子像素沿第一方向排列且沿第二方向延伸，以及使控光面板中的控光子像素沿第二方向排列且沿第一方向延伸。这样在驱动双层显示装置在连续的M帧扫描时间内显示一幅画面时，在该连续的M帧扫描时间中的第m帧扫描时间内，可以通过依次控制每一行显示像素中的显示子像素充电，以及依次控制每一行控光像素中的第m控光子像素充电，从而可以使每一个显示像素显示M*N个灰阶颜色。与现有中一个显示像素仅能显示N个灰阶颜色相比，可以提高显示画面的分辨率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种双层显示装置，其特征在于，包括：控光面板与位于所述控光面板出光侧的液晶显示面板；所述液晶显示面板包括：多个显示像素；其中，各所述显示像素包括：沿第一方向排列且沿第二方向延伸的多个显示子像素；所述控光面板包括：多个控光像素；其中，各所述控光像素包括：沿所述第二方向排列且沿所述第一方向延伸的M个控光子像素；所述第一方向与所述第二方向交叉，M≥2且为整数；
一个所述显示像素对应一个所述控光像素，所述控光像素中的每一所述控光子像素在所述控光面板的正投影与对应的所述显示像素中的全部显示子像素在所述控光面板的正投影具有交叠区域。
2.如权利要求1所述的双层显示装置，其特征在于，所述控光面板包括：未设置彩膜的黑白液晶显示面板。
3.如权利要求2所述的双层显示装置，其特征在于，所述双层显示装置还包括：位于所述黑白液晶显示面板的背光侧的背光源。
4.如权利要求1所述的双层显示装置，其特征在于，所述控光面板包括：电致发光显示面板，各所述显示子像素包括白色显示子像素。
5.如权利要求1-4任一项所述的双层显示装置，其特征在于，所述控光面板还可以包括：多条栅线与多条数据线；
一行所述控光子像素电连接一条栅线，一列所述控光子像素电连接一条数据线；或者，
一行所述控光像素中的所有控光子像素电连接一条栅线，一列所述控光像素对应M条数据线，同一列中，各所述控光像素中的第m控光子像素对应电连接同一条数据线；其中，1≤m≤M且为整数。
6.如权利要求1-4任一项所述的双层显示装置，其特征在于，各所述显示像素包括：3个不同颜色的显示子像素；和/或，
各所述控光像素包括：3个控光子像素。
7.如权利要求1-4任一项所述的双层显示装置，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。
8.如权利要求1-4任一项所述的双层显示装置，其特征在于，所述控光面板与所述液晶显示面板的刷新频率相同。
9.如权利要求8所述的双层显示装置，其特征在于，所述液晶显示面板的刷新频率包括：60Hz、120Hz或180Hz。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的双层显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：
在一幅图像显示阶段中的第m帧扫描时间内，依次控制每一行显示像素中的显示子像素充电，以及依次控制每一行控光像素中的第m控光子像素充电；其中，所述一幅图像显示阶段包括连续的M帧扫描时间，1≤m≤M且m为整数。
11.如权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，在所述一幅图像显示阶段中的不同帧扫描时间内，控制同一显示子像素充入相同灰阶的数据电压，以及控制同一控光像素中不同的控光子像素充入与所述图像对应灰阶的数据电压。
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