CN109491145A - 显示装置、显示系统和显示方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种显示装置，包括：发光器件和可响应光子晶体层，所述可响应光子晶体层位于所述发光器件的出光侧，所述发光器件用于产生并发出处于可见光波长范围的光线；所述可响应光子晶体层配置为在施加有预定外部刺激时能够阻挡波长处于预定波长范围内的蓝光通过，且在预定外部刺激撤除时波长处于预定波长范围内的蓝光可通过。本公开还提供了一种显示系统和显示方法。

Description

显示装置、显示系统和显示方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种显示装置、显示系统和显示方法。
背景技术
随着电子技术的进步，诸如计算机、电视、智能手机便携游戏机等具有显示面板的数码设备渗透进人们的日常生活。由于观看显示面板时间的大幅增加，显示面板发出的光中的蓝色光(蓝光)对眼睛造成了不良影响，尤其是波长在420nm～450nm的蓝光，会使眼睛内的黄斑区毒素量增高，造成眼睛黄斑部病变，严重威胁眼睛健康。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种显示装置、显示系统和显示方法。
第一方面，本公开实施例提供了一种显示装置，包括：发光器件和可响应光子晶体层，所述可响应光子晶体层位于所述发光器件的出光侧，所述发光器件用于产生并发出处于可见光波长范围的光线；
所述可响应光子晶体层配置为：在施加有预定外部刺激时能够阻挡波长处于预定波长范围内的蓝光通过，且在预定外部刺激撤除时波长处于预定波长范围内的蓝光可通过。
在一些实施例中，所述可响应光子晶体层包括：电场响应光子晶体层。
在一些实施例中，所述电场响应光子晶体层包括：层叠设置的第一电极、电解液层、电活性层和第二电极；
所述电解液层和所述电活性层位于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第一电极和所述第二电极在被施加有不同电压时可形成电场；
所述电解液层和所述电活性层配置为：当第一电极和第二电极上加载有不同电压以形成预定电场时，所述电解液层中的电解液涌入所述电活性层，以使得所述电活性层中的光子晶体的晶格参数发生变化且所述光子晶体能够阻挡波长处于预定波长范围内的蓝光通过；当所述预定电场撤去时，涌入至所述电活性层中的电解液析出，所述电活性层中的光子晶体的晶格参数恢复至原始状态且所述光子晶体能够让波长处于预定波长范围内的蓝光通过。
在一些实施例中，所述显示装置还包括：液晶显示面板，所述发光器件为背光模组，所述液晶显示面板位于所述背光模组的出光侧。
在一些实施例中，所述液晶显示面板包括：进行对盒的第一显示基板和第二显示基板，所述第一显示基板包括：第一衬底，所述第二显示基板包括：第二衬底，所述第二衬底位于所述第一衬底背向所述背光模组的一侧；
所述可响应光子晶体层位于所述背光模组和所述第一衬底之间；
或者，所述可响应光子晶体层位于所述第二衬底背向所述背光模组的一侧；
或者，所述可响应光子晶体层位于所述第一衬底和所述第二衬底之间。
在一些实施例中，所述显示装置为有机发光二极管显示装置，所述有机发光二极管显示装置包括：有机发光二极管显示面板，所述有机发光二极管显示面板包括有机发光二极管阵列；
所述发光器件为所述有机发光二极管阵列。
在一些实施例中，所述预定波长范围包括：420nm～450nm。
第二方面，本公开实施例提供了一种显示系统，包括：如上述的显示装置。
在一些实施例中，还包括：控制模块和刺激施加模块；
所述控制模块用于响应用户的操作控制刺激施加模块在工作状态和非工作状态之间进行切换；
所述刺激施加模块处于工作状态时向所述可响应光子晶体层施加预定外部刺激，所述刺激施加模块处于非工作状态时停止向所述可响应光子晶体层施加预定外部刺激。
在一些实施例中，当所述可响应光子晶体层包括：电场响应光子晶体层，所述电场响应光子晶体层包括：层叠设置的第一电极、电解液层、电活性层和第二电极时，所述刺激施加模块与所述第一电极和所述第二电极电连接，所述述刺激施加模块具体用于在处于工作状态时分别向所述第一电极和所述第二电极提供不同电压以在所述第一电极和所述第二电极之间形成预定电场，以及在处于非工作状态时停止向所述第一电极和所述第二电极提供电压。
在一些实施例中，所述控制模块包括：实体按键或虚拟按键。
第三方面，本公开实施例提供了一种显示方法，所述显示方法基于上述的显示装置，所述显示方法包括：
在护眼显示模式时，向所述可响应光子晶体层施加预定外部刺激，所述可响应光子晶体层阻挡波长处于预定波长范围内的蓝光通过；
在正常显示模式时，停止向所述可响应光子晶体层施加预定外部刺激，所述可响应光子晶体层可使得波长处于预定波长范围内的蓝光通过。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种显示装置的截面示意图；
图2为本公开中电场响应光子晶体层受到外部刺激以及撤除外部刺激时的示意图；
图3为本公开实施例提供的另一种显示装置的截面示意图；
图4为本公开实施例提供的又一种显示装置的截面示意图；
图5为本公开实施例提供的一种显示系统的结构框图；
图6为本公开实施例提供的一种显示方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种显示装置、显示系统和显示方法进行详细描述。
当前，为避免蓝光对用户眼睛造成损伤，一般是在显示面板表面贴附蓝光过滤膜以过滤部分蓝光，从而达到护眼的目的。然而，贴附蓝光过滤膜后，显示面板的整体亮度降低、画面色域降低，影响显示面板的显示质量；此时，若用户希望体验高亮度、高色域的正常显示画面，则必须撕去蓝光过滤膜。因此，当用户希望显示装置在“护眼显示模式”和“正常显示模式”之间进行切换时，需要不断进行贴膜和撕膜的操作，使用过程极其不便。
本公开的技术方案可有效改善上述问题，使得用户能够方便的控制显示装置在“护眼显示模式”和“正常显示模式”之间进行切换。
图1为本公开实施例提供的一种显示装置的截面示意图，如图1所示，该显示装置包括：发光器件1和可响应光子晶体层2，可响应光子晶体层2位于发光器件1的出光侧，发光器件1用于产生并发出处于可见光波长范围(380nm～780nm)的光线；其中，可响应光子晶体层2配置为在施加有预定外部刺激时能够阻挡波长处于预定波长范围内的蓝光通过，且在预定外部刺激撤除时波长处于预定波长范围内的光线可通过。
在本公开中，光子晶体(Photonic Crystal)是指具有光子带隙(Photonic Band-Gap，简称为PBG)特性的人造周期性电介质结构，有时也称为PBG光子晶体结构。所谓的光子带隙是指某一频率范围的波不能在此周期性结构中传播，即这种结构本身存在“禁带”。
可响应光子晶体(Responsive Photonic Crystal)是指光子带隙的位置和宽度能够随着外部环境变化而改变的光子晶体。其中，有很多种外界刺激可以驱动可响应光子晶体层2光学特性的变化，包括：温度、化学试剂、机械力、光、电场、磁场等。
在本公开的技术方案中，可响应光子晶体层2配置为在施加有预定外部刺激时能够阻挡处于预定波长范围的蓝光通过，且在外部刺激撤除时处于预定波长范围的蓝光可通过。需要说明的是，本公开中的预定外部刺激可以是温度刺激、化学试剂刺激、机械力刺激、光刺激、电场刺激、磁场刺激中的一种或多种的结合。
可响应光子晶体层2位于发光器件1的出光侧，当向该可响应光子晶体层2施加外部刺激时，发光器件1所发出的波长处于预定波长范围内的蓝光无法通过(透射)可响应光子晶体层2，与此同时波长处于预定波长范围外的光能够通过(透射)可响应光子晶体层2；当将该可响应光子晶体层2所受外部刺激撤除时，发光器件1所发出的波长处于预定波长范围内的蓝光能够通过光子晶体管层。
基于上述原理，当用户希望显示装置工作于“护眼显示模式”时，仅需向显示装置中的可响应光子晶体层2施加预定外部刺激，以使得波长处于预定波长范围内的蓝光无法透射过可响应光子晶体层2，从而无法进入用户眼睛，进而达到护眼的目的。当用户希望显示装置工作于“正常显示模式”时，可以撤除可响应光子晶体层2所受的预定外部刺激，以使得波长处于预定波长范围内的蓝光能够通过可响应光子晶体层2，从而进入用户眼睛，进而达到高亮度、高色域的正常显示的目的。
在本公开中，可响应光子晶体层2可仅设置在用于发出蓝光的蓝色亚像素区域处(此种情况未给出相应附图)，而其他颜色亚像素区域不设置可响应光子晶体层2。
然而，考虑到仅在蓝色亚像素区域设置可响应光子晶体层2的制备工艺难度较大，本公开中将可响应光子晶体层2整层铺设(参见图1所示)，即可响应光子晶体层2覆盖显示装置中的全部亚像素。此时，为避免可响应光子晶体层2阻挡其他颜色(除蓝色外)亚像素区域所发出的光，则应使得可响应光子晶体层2无论其是否受到预定外部刺激，该可响应光子晶体层2均不会阻挡其他颜色亚像素区域所发出的光；作为一种可选方案，针对波长处于可见光波长范围内光线，当可响应光子晶体层受到预定外部刺激时，可响应光子晶体层能够阻挡波长处于预定波长范围内的蓝光，而波长处于预定波长范围外的可见光能够通过可响应光子晶体层2，当预定外部刺激撤除时，波长处于可见光波长范围内的任意光线(包括波长处于预定波长范围内的蓝光)均能够通过可响应光子晶体层2。
在一些实施例中，预定波长范围包括：420nm～450nm。蓝光的波长范围为400nm～480nm，其中对人眼伤害较大的蓝光波长范围为420nm～450nm，因此在护眼显示模式时，仅需过滤到波长处于420nm～450nm的蓝光，而处于其他波长范围的蓝光未被过滤掉，以保证显示装置在护眼显示模式时也能实现全彩显示。当然，在本公开中还可以根据实际需要来对预定波长范围进行设定和调整。
在本公开的技术方案中，通过向可响应光子晶体层2施加预定外部刺激或撤除预定外部刺激，即可实现显示装置在“护眼显示模式”和“正常显示模式”之间进行切换，切换过程十分简便。
在一些实施例中，可响应光子晶体层2包括：电场响应光子晶体层。其中，电场响应光子晶体是指在外部环境中的电场发生改变时光子带隙的位置和宽度可发生改变的光子晶体。此时，预定外部刺激是指可以改变光子晶体管所处环境的电场的刺激。
图2为本公开中电场响应光子晶体层受到外部刺激以及撤除外部刺激时的示意图，如图2所示，作为一种可选实施方案，电场响应光子晶体层包括：层叠设置的第一电极201、电解液层203、电活性层204和第二电极202；电解液层203和电活性层204位于第一电极201和第二电极202之间，第一电极201和第二电极202在被施加有不同电压时可形成电场。
为保证在在正常显示模式时电场响应光子晶体层的整体透光率，第一电极201和第二电极202优选为采用无色透明导电材料(例如，氧化铟锡)制成。
电解液层203包括电解液203b以及封装电解液的树脂材料203a(一般为环氧树脂)，电解液203b通常是有机酸盐或无机酸盐，电解液203b在电场作用下不与其他层反应；此外，电解液203b中的离子导电率较高，以保证易于实现阴、阳离子的迁移和传输。
电活性层204是电场响应光子晶体器件的核心部件，多位蛋白石(Opal)型和反蛋白石(Inverse Opal)型两种。蛋白石的微观结构为面心立方，是一种三位光子晶体，可以发生选择性布拉格反射，从不同角度观察会呈现不同颜色；反蛋白石就是在蛋白石晶体空隙中填充某种电活性材料，然后通过焙烧、溶解或化学腐蚀等方法除去蛋白石晶体的原材料后所形成的多孔结构205，即空气小球以面心立方的形式分布于介质中。
当向第一电极201和第二电极202施不同电压以形成电场时，电解液203b涌入电活性层204使其体积膨胀，引起光子晶体晶格参数的变化，从而实现电场响应；当改变第一电极201和第二电极202上的电压(第一电极201和第二电极202上加载的电压相同，或者第一电极201和第二电极202上未加载电压)以撤除电场时，涌入至电活性层204中的电解液析出，电活性层204体积恢复至原始状态，光子晶体晶格参数恢复至初始水平。
基于上述原理，当用户希望显示装置工作于“护眼显示模式”时，可向第一电极201和第二电极202分别施加预定电压，以在第一电极201和第二电极202之间形成预定电场(即施加预定外部刺激)，从而使得光子晶体晶格参数变化，且此时的光子晶体能够阻挡波长处于预定波长范围的蓝光通过；当用户希望显示装置工作于“正常显示模式”时，可以通过停止向第一电极201和第二电极202施加电压以撤除预定电场，光子晶体晶格参数恢复至初始水平，且此时的光子晶体能够使得波长处于预定波长范围内的光线通过。
在一些实施例中，显示装置为液晶显示装置，液晶显示装置包括：背光模组和液晶显示面板3，液晶显示面板3位于背光模组的出光侧，此时发光器件1为背光模组。
其中，背光模组一般包括光源、导光板、光学膜片，还可以包括用于将光源、导光板、光学膜片和液晶显示面板3进行固定的胶框和边框。本公开的技术方案对背光模组的具体结构不作限定。
液晶显示面板3包括：进行对盒的第一显示基板和第二显示基板，第一显示基板包括：第一衬底301，第二显示基板包括：第二衬底302，第二衬底302位于第一衬底301背向背光模组的一侧。其中，第一显示基板和第二显示基板中之一为阵列基板，另一为对盒基板。
可响应光子晶体层2的设置位置可以有多种。作为一种可选方案，参见图1所示，可响应光子晶体层2位于背光模组和第一衬底301之间。作为一种可选实现方式，可响应光子晶体层2通过双面胶固定于第一衬底301朝向背光模组的一侧表面上；作为另一种可选实现方式，可响应光子晶体管层2固定于边框上。对于其他实现方式，此处不再一一举例说明。
图3为本公开实施例提供的另一种显示装置的截面示意图，如图3所示，与图1中所示不同的是，在图3中，可响应光子晶体层2位于第二衬底302背向背光模组的一侧。作为一种可选实现方式，可响应光子晶体层2通过双面胶固定于第二衬底302背向背光模组的一侧表面上。对于其他实现方式，此处不再一一举例说明。
图1中所示可响应光子晶体层2位于可响应光子晶体层2位于背光模组和第一衬底301之间，以及图3中可响应光子晶体层2位于第二衬底302背向背光模组的一侧的情况，仅起到示例性作用，其不会对本公开的技术方案产生限制。在本公开中，可响应光子晶体层2还可以设置于其他位置，例如，可响应光子晶体层2设置于第一衬底301和第二衬底302基板之间(未给出相应附图)。
需要说明的是，当可响应光子晶体层2设置于第一衬底301和第二衬底302基板之间时，应保证液晶显示面板3中用于控制液晶偏转的液晶电场不会对可响应光子晶体层2的中光子晶体晶格参数产生作用，且施加至可响应光子晶体层2的预定外部刺激不会对液晶偏转产生作用。
图4为本公开实施例提供的又一种显示装置的截面示意图，如图4所示，与前述实施例不同的是，显示装置为有机发光二极管4(Organic Light-Emitting Diode,简称OLED)显示装置，有机发光二极管4显示装置包括：有机发光二极管4显示面板，有机发光二极管4显示面板包括有机发光二极管4阵列(包括多个OLED)，发光器件1为有机发光二极管4阵列。
需要说明的是，本实施例中的有机发光二极管4显示面板既可以是有机发光二极管4直接发出彩色光，也可以是有机发光二极管4发出白光后经过彩色滤光膜作用后形成彩色光，上述两种情况均应属于本发明的保护范围。
图5为本公开实施例提供的一种显示系统的结构框图，如图5所示，该显示系统包括：显示装置，该显示装置采用前述实施例所提供的显示装置。对于该显示装置的描述，可参见潜前述内容，此处不再赘述。
在一些实施例中，显示系统还包括：控制模块和刺激施加模块，控制模块用于响应用户的操作控制刺激施加模块在工作状态和非工作状态之间进行切换，刺激施加模块处于工作状态时向可响应光子晶体层施加预定外部刺激，刺激施加模块处于非工作状态时停止向可响应光子晶体层施加预定外部刺激。
可选地，控制模块包括：实体按键或虚拟按键。用户可通过操作控制模块来对刺激施加模块的工作状态进行控制，从而实现对显示装置的显示模式进行控制。当控制模块包括实体按键时，实体按键可以集成在显示装置上或集成在可对显示装置进行控制的遥控器上；当控制模块包括虚拟按键时，虚拟按键可以为显示于显示终端(例如手机、平板、显示屏)屏幕上虚拟按键，在用户操作虚拟按键时显示该按键的显示终端能够向刺激施加模块发出相应的控制指令。
刺激施加模块既可以集成在显示装置上，也可以独立于显示装置而存在。
作为一种具体实施方案，参见图2所示，当可响应光子晶体层2为电场响应光子晶体层，且电场响应光子晶体层包括：层叠设置的第一电极201、电解液层203、电活性层204和第二电极202时(图2所示电场响应光子晶体层)，刺激施加模块与第一电极201和第二电极202电连接，刺激施加模块具体用于在处于工作状态时分别向第一电极201和第二电极202提供不同电压以形成预定电场(向电场响应光子晶体层施加预定外部刺激)，以及在处于非工作状态时停止向第一电极201和第二电极202提供电压以撤除预定电场(撤除预定外部刺激)。
在实际应用中，可设计显示装置开机时默认工作于正常显示模式，用户可根据需要(例如，长时间使用或儿童使用)来将显示装置切换至护眼显示模式。
图6为本公开实施例提供的一种显示方法的流程图，如图6所示，该显示方法基于前述实施例提供的显示装置，该显示方法具体包括：
步骤S1、在护眼显示模式时，向可响应光子晶体层施加预定外部刺激，可响应光子晶体层阻挡波长处于预定波长范围内的蓝光通过。
步骤S2、在正常显示模式时，停止向可响应光子晶体层施加预定外部刺激，可响应光子晶体层可使得波长处于预定波长范围内的蓝光通过。
通过交替执行上述步骤S1和步骤S2，即可实现显示装置在“护眼显示模式”和“正常显示模式”之间进行切换。对于步骤S 1和步骤S2的具体描述，可参见前述实施例中相同内容，此处不再赘述。
在本公开的技术方案中，通过向可响应光子晶体层施加预定外部刺激或撤除预定外部刺激，即可实现显示装置在“护眼显示模式”和“正常显示模式”之间进行切换，切换过程十分简便。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：发光器件和可响应光子晶体层，所述可响应光子晶体层位于所述发光器件的出光侧，所述发光器件用于产生并发出处于可见光波长范围的光线；
所述可响应光子晶体层配置为：在施加有预定外部刺激时能够阻挡波长处于预定波长范围内的蓝光通过，且在预定外部刺激撤除时波长处于预定波长范围内的蓝光可通过。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述可响应光子晶体层包括：电场响应光子晶体层。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述电场响应光子晶体层包括：层叠设置的第一电极、电解液层、电活性层和第二电极；
所述电解液层和所述电活性层位于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第一电极和所述第二电极在被施加有不同电压时可形成电场；
所述电解液层和所述电活性层配置为：当第一电极和第二电极上加载有不同电压以形成预定电场时，所述电解液层中的部分电解液涌入所述电活性层，以使得所述电活性层中的光子晶体的晶格参数发生变化且所述光子晶体能够阻挡波长处于预定波长范围内的蓝光通过；当所述预定电场撤去时，涌入至所述电活性层中的电解液析出，所述电活性层中的光子晶体的晶格参数恢复至原始状态且所述光子晶体能够让波长处于预定波长范围内的蓝光通过。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：液晶显示面板，所述发光器件为背光模组，所述液晶显示面板位于所述背光模组的出光侧。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述液晶显示面板包括：进行对盒的第一显示基板和第二显示基板，所述第一显示基板包括：第一衬底，所述第二显示基板包括：第二衬底，所述第二衬底位于所述第一衬底背向所述背光模组的一侧；
所述可响应光子晶体层位于所述背光模组和所述第一衬底之间；
或者，所述可响应光子晶体层位于所述第二衬底背向所述背光模组的一侧；
或者，所述可响应光子晶体层位于所述第一衬底和所述第二衬底之间。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置为有机发光二极管显示装置，所述有机发光二极管显示装置包括：有机发光二极管显示面板，所述有机发光二极管显示面板包括有机发光二极管阵列；
所述发光器件为所述有机发光二极管阵列。
7.根据权利要求1-6中任一所述的显示装置，其特征在于，所述预定波长范围包括：420nm～450nm。
8.一种显示系统，其特征在于，包括：如上述权利要求1-7中任一所述的显示装置。
9.根据权利要求8所述的显示系统，其特征在于，还包括：控制模块和刺激施加模块；
所述控制模块用于响应用户的操作控制刺激施加模块在工作状态和非工作状态之间进行切换；
所述刺激施加模块处于工作状态时向所述可响应光子晶体层施加预定外部刺激，所述刺激施加模块处于非工作状态时停止向所述可响应光子晶体层施加预定外部刺激。
10.根据权利要求9所述的显示系统，其特征在于，当所述可响应光子晶体层包括：电场响应光子晶体层，所述电场响应光子晶体层包括：层叠设置的第一电极、电解液层、电活性层和第二电极时，所述刺激施加模块与所述第一电极和所述第二电极电连接，所述述刺激施加模块具体用于在处于工作状态时分别向所述第一电极和所述第二电极提供不同电压以在所述第一电极和所述第二电极之间形成预定电场，以及在处于非工作状态时停止向所述第一电极和所述第二电极提供电压。
11.根据权利要求9所述的显示系统，其特征在于，所述控制模块包括：实体按键或虚拟按键。
12.一种显示方法，其特征在于，所述显示方法基于上述权利要求1-7中任一所述的显示装置，所述显示方法包括：
在护眼显示模式时，向所述可响应光子晶体层施加预定外部刺激，所述可响应光子晶体层阻挡波长处于预定波长范围内的蓝光通过；
在正常显示模式时，停止向所述可响应光子晶体层施加预定外部刺激，所述可响应光子晶体层可使得波长处于预定波长范围内的蓝光通过。
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