CN109884835B - 固态全反射显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固态全反射显示面板和显示装置。固态全反射显示面板，包括：阵列基板；位于阵列基板之上的像素反射单元，像素反射单元包括子反射单元，子反射单元包括依次堆叠设置的加热元件、反射层、谐振腔和相变材料层，子反射单元至少包括相邻的第一子反射单元和第二子反射单元；在一个像素反射单元中，第一子反射单元的远离加热元件一侧的表面为第一表面，第二子反射单元的远离加热元件一侧的表面为第二表面，第一表面和第二表面之间的夹角不大于180度。本发明能够实现具有比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。

Description

固态全反射显示面板和显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种固态全反射显示面板和显示装置。

背景技术

现有的显示技术包括液晶显示、有机发光显示、无机发光显示、电子纸等，还有一种固态全反射显示，其利用一种相变材料，通过控制相变材料在晶态和非晶态之间切换，能够调整相变材料的折射率和/或吸收性。固态全反射显示装置自身不需要设置光源，而是利用环境光作为光源，通过反射环境光实现显示，其中通过对相变材料的折射率和/或吸收性的调整，来实现对环境光反射率的调整。其中，相变材料在相变完成之后，不必连续的施加功率以使器件维持当前状态，是其吸引各大厂商的优点。

固态全反射显示面板作为一种显示技术，如何提高其亮度和对比度是目前本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种固态全反射显示面板和显示装置，解决了提高亮度和对比度的技术问题。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种固态全反射显示面板，包括：

阵列基板；

位于阵列基板之上的像素反射单元，像素反射单元包括子反射单元，子反射单元包括依次堆叠设置的加热元件、反射层、谐振腔和相变材料层，子反射单元至少包括相邻的第一子反射单元和第二子反射单元；其中，

在一个像素反射单元中，第一子反射单元的远离加热元件一侧的表面为第一表面，第二子反射单元的远离加热元件一侧的表面为第二表面，第一表面和第二表面之间的夹角不大于180度。

第二方面，本发明还提供一种显示装置，包括本发明提供的任意一种固态全反射显示面板。

与现有技术相比，本发明提供的固态全反射显示面板和显示装置，至少实现了如下的有益效果：

本申请提供的显示面板中像素反射单元为由至少两个子反射单元构成的具有立体结构的像素反射单元，光线射向像素反射单元后能够经由两个子反射单元的滤光作用后出射实现显示，本发明能够实现具有比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。另外，本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。

当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明提供的固态全反射显示面板俯视示意图；

图2为图1中切线A-A'位置处一种可选实施方式剖面示意图；

图3为图1中切线A-A'位置处另一种可选实施方式剖面示意图；

图4为图1中切线A-A'位置处另一种可选实施方式剖面示意图；

图5为图1中切线A-A'位置处另一种可选实施方式剖面示意图；

图6为本发明提供的固态全反射显示面板一种可选实施方式俯视示意图；

图7为图6中切线B-B'位置处剖面示意图；

图8为图6中切线C-C'位置处剖面示意图；

图9为本发明提供的固态全反射显示面板的一个像素反射单元中一种可选实施方式光路示意图；

图10为本发明提供的显示面板中一个像素反射单元的另一种可选实施方式示意图；

图11为本发明提供的显示装置示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在现有的反射式显示装置中，通常利用指向显示面板正面(观看者一侧)的环境光或者人造光作为光源使用，并且为了能够控制像素显示的颜色，需要将像素的反射区域分成典型的三个固定颜色反射率的区域，即分别反射红绿蓝三种光，实现三种子像素的颜色显示，通过单独地调制这些固定颜色区域的反射率，以便进行组合实现一个像素的显示。在相关技术中每一个子像素区域均设置有一个相变材料层，相变材料能够在第一状态和第二状态下进行切换，第一状态和第二状态两种具有不同光学特性的状态，通过第一状态和第二状态的切换，能够实现一个子像素显示两种颜色。对于一个子像素来说，当其制作材料和结构设计完成后，其可切换的两种颜色之间是具有相互关系的不能任意选择，并且可切换的两色均具有较高的反射率，导致显示时很难实现较好的暗态，影响显示的对比度。在一些相关技术中有通过在显示面板上增加滤光片来实现较好的暗态的方案，但是此种设计方式中光线透过滤光片时会有一定的光损失，又会导致显示面板的亮度降低。基于此，发明人进行设计改进提供一种固态全反射显示面板和显示装置，以实现显示面板具有较好的暗态，提升显示对比度，并且保证显示面板具有高亮度。

图1为本发明提供的固态全反射显示面板俯视示意图，图2为图1中切线A-A'位置处一种可选实施方式剖面示意图。

如图1所示的固态全反射显示面板包括：像素反射单元P，像素反射单元P包括子反射单元sp，子反射单元sp至少包括相邻的第一子反射单元sp1和第二子反射单元sp2，在一个像素反射单元P中子反射单元sp的个数在此不做限定，可以为2个或者3个，或者多个。图中对一个像素反射单元P中子反射单元sp的个数和子反射单元sp的形状等均是示意性表示。在本发明中一个像素反射单元P可以作为一个子像素进行显示，子像素理解为显示面板中最小的发光单元；或者一个像素反射单元P可以作为一个像素单元进行显示，像素单元理解为包括多个子像素的发光单元，即需要通过多个子像素相互配合进行显示。

如图2所示的，固态全反射显示面板包括：阵列基板101；像素反射单元P位于阵列基板101之上，像素反射单元P包括子反射单元sp，子反射单元sp包括沿着远离阵列基板的方向依次堆叠设置的加热元件21、反射层22、谐振腔23和相变材料层24，子反射单元sp至少包括相邻的第一子反射单元sp1和第二子反射单元sp2；其中，在一个像素反射单元P中，第一子反射单元sp1的远离加热元件21一侧的表面为第一表面M1，第二子反射单元sp2的远离加热元件21一侧的表面为第二表面M2，第一表面M1和第二表面M2之间的夹角α1不大于180度，从而保证经第一子反射单元sp1反射的光能照射到第二子反射单元sp2上，或者经第二子反射单元sp2反射的光能照射到第一子反射单元sp1上，即本发明提供的像素反射单元具有立体结构。图中示意，在第一子反射单元sp1中相变材料层24远离加热元件21一侧的表面为第一表面M1，其中，反射层22所在的平面与第一表面M1平行，加热元件21背离反射层22一侧的表面可以与第一表面M1平行，或者也可与第一表面M1不平行，图中仅是示意表示；在第二子反射单元sp2中相变材料层24远离加热元件21一侧的表面为第二表面M2，其中，反射层22所在的平面与第二表面M2平行，加热元件21背离反射层22一侧的表面可以与第二表面M2平行，或者也可与第二表面M2不平行，图中仅是示意表示。可选的，在相变材料层24之上还设置有覆盖保护层(图中并未示出)。

本发明中反射层22和谐振腔23都具有导热性能，并且谐振腔23能够透射光。相变材料层24的制作材料为其折射率在加热脉冲的作用下是可逆可切换的材料。其中，通过调节谐振腔23的厚度与相变材料层24相配合，并利用反射率随光的波长而变化的特性，能够实现调节反射层22-谐振腔23-相变材料层24这一器件的光学特性。本发明中对加热元件21进行加热，当加热元件21加热时，热量经由反射层22和谐振腔23被快速传递到相变材料层24，以加热相变材料层24，能够控制相变材料层24从一个状态切换到另一个状态，从而实现切换折射率。当光射入子反射单元sp后，首先进入相变材料层24发生折射，然后进入谐振腔23，然后射出谐振腔23后在反射层22发生反射后重新进入谐振腔23，最后再由相变材料层24发生折射后射出，其中通过反射层22、谐振腔23和相变材料层24共同作用，最终经反射后由相变材料层24出射的光的波长决定了该一个子反射单元的显示颜色。所以本发明中反射层22-谐振腔23-相变材料层24这一器件的光学特性与滤光片的光学特性类似。本发明中相变材料层24具有两个状态，当其在第一状态和第二状态之间切换时，其对应的子反射单元能够在显色态和白态之间切换。

继续参考图2所示，当有光首先照射到第一子反射单元sp1的表面时，光被第一子反射单元sp1调制后(即经第一子反射单元sp1的滤光作用后)反射照射到第二子反射单元sp2上，然后被第二子反射单元sp2调制后(即经第二子反射单元sp2的滤光作用后)反射出去，最终能够反射出去的光作为显示光，其波长决定了像素反射单元的显示颜色。即在本发明提供的像素反射单元中，一个像素反射单元作为一个显示单元进行显示时，其显示的颜色是至少经过第一子反射单元的滤光作用和第二子反射单元的滤光作用后出射的显示光的颜色。

本发明中第一子反射单元和第二子反射单元中均能够在显色态和白态之间切换，且第一子反射单元和第二子反射单元的显色态的显示颜色不同，即第一子反射单元和第二子反射单元具有不同的滤光作用。其中，子反射单元在显色态时对与其显色颜色相同的光的反射率要远大于对与其显色颜色不同的光的反射率，子反射单元在白态时对不同颜色的光均具有一定的反射率，只不过红色子反射单元在白态时对红光的反射率依然要大于其对绿光和蓝光的反射率，绿色子反射单元和蓝色子反射单元在白态时的光学特性与红色子反射单元类似。

在一个像素反射单元中，以第一子反射单元的显色态为红色、第二子反射单元的显色态为绿色为例，且入射光为白光，白光中红、绿、蓝三种颜色的光占比相同均为q，则白光总量为3q。本发明此处仅为了简化原理的说明，假定子反射单元在显色态时，对与其显色态颜色相同的光的反射率为90％，对与其显色态颜色不相同的光的反射率均为10％。需要说明的是，实际中不同的子反射单元对区与其显色态颜色相同的光的反射率可以不同，其对与其显色态颜色不相同的光的反射率也并不一定相同。

本申请中像素反射单元的显示状态一：当第一子反射单元和第二子反射单元均为显色态时，白光首先照射到第一子反射单元上，反射出0.9q的红光、0.1q的绿光和0.1q的蓝光，然后这些光照射到第二子反射单元上，然后反射出0.09q的红光+0.09q的绿光+0.01q的蓝光，最终出光量的总和Q1仅为0.19q。

本申请像素反射单元的显示状态二：一个子反射单元为显色态，另一非子反射单元为白态时，第一子反射单元为显色态，第二子反射单元为白态为例，白光首先照射到第一子反射单元上，反射出0.9q的红光、0.1q的绿光和0.1q的蓝光，然后这些光照射到第二子反射单元上，第二子反射单元为白态，在白态下对各种颜色的光的反射率均较大，则反射出的光总量会明显大于0.19q。

即本申请中像素反射单元的显示状态一与显示状态二相比，反射后的出光量更少，与显示状态二相比显示状态一中一个像素单元显示的颜色较暗。

而在相关技术中，以三个不同颜色子反射单元作为一个显示单元为例，由于子反射单元在白态时对各种颜色的光均有一定的反射率，所以当三种不同颜色的子反射单元均为白态时的显示单元的亮度要大于三种不同颜色的子反射单元均为显色态时的显示单元的亮度，即在相关技术中，实现暗态时，一个显示单元中三种不同颜色的子反射单元均为显色态。当三个子反射单元均为显色态时，3q的白光作为光源照射到一个显示单元上，照射到三个子反射单元上的光量均为q(其中红、绿、蓝各占三分之一)，则红色子反射单元反射后的出光为

的红光、

的绿光和

的蓝光，绿色子反射单元反射后的出光为

的绿光、

的红光和

的蓝光，蓝色子反射单元反射后的出光为

的蓝光、

的绿光和

的红光，最终一个显示单元反射出大约0.37q的红光+0.37q的绿光+0.37q的蓝光，出光量的总和Q'为1.19q的暗态，此为相关技术中能够实现的最暗的暗态。

对比相关技术和本申请显示状态一，由于Q1<Q'，且Q1≈0.16Q'，本申显示状态一中的反射光的亮度要明显小于相关技术中最暗的暗态亮度。本申请提供的显示面板中像素反射单元为由至少两个子反射单元构成的具有立体结构的像素反射单元，光线射向像素反射单元后能够经由两个子反射单元的滤光作用后出射实现显示，本发明能够实现具有比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。另外，本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。

可选的，继续参考图2所示的，在第一子反射单元sp1中：由加热元件21指向相变材料层24的方向上，谐振腔23的厚度为d1；在第二子反射单元sp2中：由加热元件21指向相变材料层24的方向上，谐振腔23的厚度为d2；其中，d1≠d2。在反射层-谐振腔-相变材料层组成的这一光学器件中，相变材料层具有两个能够可逆地切换的状态，由此相变材料层在两种状态下表现出两种不同的折射率，通过设置谐振腔与相变材料层相配合实现干涉效应，并利用反射率随光的波长而显著变化的事实，来实现调节光学器件(反射层-谐振腔-相变材料层)的光学特性，即反射率的切换。其中，干涉效应主要取决于相变材料层的折射率和谐振腔的厚度，当谐振腔的厚度不同时能够赋予子反射单元不同颜色，即实现子反射单元在显色态时对特定颜色的光具有较高的反射率，而对其他颜色的光的反射率较低。本发明中设置第一子反射单元和第二子反射单元的谐振腔的厚度不同，由此保证第一子反射单元和第二子反射单元的各自的显色态的显示颜色不同。在一个像素单元的显示颜色至少包括以下几种情况：第一子反射单元为显色态，第二子反射单元为白态；第一子反射单元为白态，第二子反射单元为显色态；第一子反射单元和第二子反射单元均为显色态；第一子反射单元和第二子反射单元均为白态；共四种显示颜色。而如果设置d1＝d2，即第一子反射单元和第二子反射单元的各自的显色态的显示颜色相同，则在一个像素单元的显示颜色仅包括：一个子反射单元为白态，另一个子反射单元为显色态；两个子反射单元均为白态；两个子反射单元均为显色态；共三种显示颜色。由此可见本发明中设置d1≠d2，能够增加像素反射单元的显色种类，即增加了色域，有利于提升显示的色彩丰满度。

在一种实施例中，图3为图1中切线A-A'位置处另一种可选实施方式剖面示意图。在一个像素反射单元P中，第一表面M1和第二表面M2之间的夹角为90度。该实施方式中，首先通过设置一个像素反射单元中至少包括相邻的第一子反射单元和第二子反射单元，且设置第一表面和第二表面之间的夹角α不大于180度，在像素反射单元进行显示时能够实现比相关技术中更暗的暗态，有利于提升显示对比度。另外，本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。进一步的设置α为90度，如图3中示意的，根据光的反射定律，光射到一个界面上时其入射光线与反射光线成相同角度。入射光以入射角β射入第一子反射单元sp1为例，最终经第二子反射单元sp2反射后出射的光的反射角大小也为β，即光线经像素反射单元的滤光作用后能够沿原入射光所在的方向出射。该实施方式通过合理的设置像素反射单元和光源的入射方向能够实现调整显示面板的出光方向，有利于提升显示效果。

在一种实施例中，图4为图1中切线A-A'位置处另一种可选实施方式剖面示意图。在一个像素反射单元P中，第一表面M1和第二表面M2分别与显示面板所在平面形成的夹角为θ1和θ2，θ1＝θ2。其中，显示面板所在的平面仅以截面图中直线ZX进行示意，直线ZX与显示面板所在的平面平行。该实施方式首先能够实现具有比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。另外，本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。进一步的设置θ1＝θ2，即第一子反射单元和第二子反射单元与显示面板所在平面的相对位置相同，对于入射光相对于显示面板的入射角度相同时，无论光线首先入射到哪个子反射单元上，都能保证其经最终反射后出射光线相对于显示面板的出射角是一致的，能够保证显示面板整体出光方向的一致性，提升显示效果。

进一步的，第一子反射单元和第二子反射单元在阵列基板上的正投影均为矩形。继续参考图1所示，图1为俯视角度，子反射单元向阵列基板的正投影方向与俯视方向相同，所以在俯视视图中，第一子反射单元sp1在阵列基板上的正投影与俯视图中的第一子反射单元sp1重合，第二子反射单元sp2在阵列基板上的正投影与俯视图中的第二子反射单元sp2重合，第一子反射单元sp1和第二子反射单元sp2在阵列基板上的正投影均为矩形，则对应的第一子反射单元和第二子反射单元中的各膜层结构在其所在的平面内也均为矩形，矩形为规则图形，在采用刻蚀工艺制作各膜层时，有利于简化掩膜板的设计，工艺简单。

在一些可选的实施方式中，本发明提供的显示面板设置在一个像素反射单元中，第一表面和第二表面的面积大小相等，即第一子反射单元和第二子反射单元能够实现光入射的面积相等，从而保证经一个子反射单元反射的光线能够入射到另一个子反射单元上，保证入射光能够经两个子反射单元的调制作用后出射，避免其中一个子反射单元设置的面积过小，在进行像素反射单元显示时，只能经过一个子反射单元的调制作用后出射，影响显示的色彩丰满度。

在本发明提供的显示面板中，第一子反射单元和第二子反射单元均包括显色态和白态，且第一子反射单元和第二子反射单元的显色态的颜色不同；像素反射单元包括：第一显示状态和第二显示状态。下面仅以一个像素反射单元包括的第一子反射单元的显色态为红色，第二子反射单元的显色态为绿色为例进行说明。

在第一显示状态下：第一子反射单元和第二子反射单元其中一者为显色态，另一者为白态；在第一种情况中，当第一子反射单元为显色态、第二子反射单元为白态时，光线无论是先从第一子反射单元入射还是先从第二子反射单元入射，光线都是相当于经过红色滤光片(第一子反射单元)的滤过作用和白色滤光片(第二子反射单元)的滤过作用叠加后反射出去，像素反射单元显示第一颜色；在第二种情况中，当第一子反射单元为白态、第二子反射单元为显色态时，光线都是相当于经过绿色滤光片(第二子反射单元)的滤过作用和白色滤光片(第一子反射单元)的滤过作用叠加后反射出去，像素反射单元显示第二颜色。由于第一种情况和第二种情况中光通过不同的滤光片进行滤光作用，则第一颜色和第二颜色为不同颜色。

在第二显示状态下：第一子反射单元和第二子反射单元均为显色态。像素反射单元显示的第三种情况：当第一子反射单元和第二子反射单元均为显色态时，光线相当于需要经过红色滤光片(第一子反射单元)的滤过作用和绿色滤光片(第二子反射单元)的滤过作用叠加后反射出去，像素反射单元显示第三种颜色。由于子反射单元在显色态时对与其显色颜色相同的光的反射率要远大于对与其显色颜色不同的光的反射率，则在第三种情况下，光线首先经过第一子反射单元的作用后，大部分的红光经反射后出射，少部分的绿光和蓝光经反射后出射，上述光线照射到第二子反射单元后，由于此时第二子反射单元仅对绿光具有较高的反射率，而此时入射光中的绿光又非常少了，所以最终，由第二子反射单元反射出的光量非常少，像素反射单元会显示较暗的第三种颜色。可以参考图2对应的实施例说明，此时的较暗的颜色比相关技术中最暗的暗态还要暗，即本发明能够实现与比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。

可选的，上述实施例提供的显示面板中，像素反射单元还包括第三显示状态，在第三显示状态下，为第四种情况显示第四种颜色，第一子反射单元和第二子反射单元均为白态，由于白态时子像素对各种不同颜色的光均具有一定的反射率，此种情况下经反射后的出光量大于第三种情况中的光量，所以第四种颜色的亮度要大于第三种颜色的亮度。

通过上述说明可以知道在包括一个第一子反射单元和一个第二子反射单元的像素反射单元至少包括四种显示颜色。上述第一、第二、第三和第四种一个像素反射单元情况仅以一个像素反射单元包括的第一子反射单元的显色态为红色，第二子反射单元的显色态为绿色为例；当像素反射单元中第一子反射单元的显色态为红色，第二子反射单元的显色态为蓝色；或者第一子反射单元的显色态为绿色，第二子反射单元的显色态为蓝色时，像素反射单元的四种显示颜色会各有不同，在此不再赘述。

本发明提供的像素反射单元能够作为一个最小的显示单元使用，通过不同的像素反射单元相互配合(比如两个或者三个像素反射单元共同作为一个显示单元进行显示)能够实现显示多种不同的色彩，通过本发明的设计能够明显增加色域，提升显示色彩丰满度。

在一种实施例中，图5为图1中切线A-A'位置处另一种可选实施方式剖面示意图。如图5所示，还包括开关二极管DI，开关二极管DI位于阵列基板101；一个子反射单元sp电连接一个开关二极管DI。图中示意性表示加热元件21包括第一信号端F1和第二信号端F2，其中第一信号端F1连接到第一信号源,第二信号端F2连接到开关二极管DI的一端(开关二极管包括第一端DI1、第二端DI2和连接区L，例如连接到第一端DI1)，通过分别向第一信号端F1和第二信号端F2，通入电压信号后，能够实现对加热元件21的加热。该实施方式中首先通过设置一个像素反射单元中至少包括相邻的第一子反射单元和第二子反射单元，且设置第一表面和第二表面之间的夹角α不大于180度，在像素反射单元进行显示时能够实现比相关技术中更暗的暗态，有利于提升显示对比度。另外，本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。进一步设计将二极管作为子反射单元的开关控制器件，二极管在制作时能够实现提供较大的电流或电压，从而能够实现向加热元件提供大电流或电压，加热元件能够快速的加热，进而实现快速的将热量传递给相变材料层，保证相变材料层不同折射率之间的切换速度，避免切换延迟，从而能够提升显示面板显示效果。

在一种实施例中，图6为本发明提供的固态全反射显示面板一种可选实施方式俯视示意图，图7为图6中切线B-B'位置处剖面示意图，图8为图6中切线C-C'位置处剖面示意图，图9为本发明提供的固态全反射显示面板的一个像素反射单元中一种可选实施方式光路示意图。

如图6所示，子反射单元还包括第三子反射单元sp3，第三子反射单元sp3分别与第一子反射单元sp1和第二子反射单元相邻sp2。

该实施例中以切线B-B'所在的平面与第一表面M1和第三表面M2均垂直进行示意，如图7所示，在一个像素反射单元P中，第三子反射单元sp3的远离加热元件21一侧的表面为第三表面M3，第三表面M3和第一表面M1之间的夹角α2不大于180度。

该实施例中以切线C-C'所在的平面与第二表面M2和第三表面M2均垂直进行示意，如图8所示，第三表面M3和第二表面M2之间的夹角α3不大于180度。其中，α2与α3的大小可以相等也可以不相等。图7和图8中均示意，在第三子反射单元sp3中相变材料层24远离加热元件21一侧的表面为第一表面M3。

继续参考图9所示的，仅简化示意出了第一子反射单元sp1、第二子反射单元sp2和第三子反射单元sp3的相对位置。三个子反射单元两两相邻，且形成小于180度的夹角。本发明中第一子反射单元、第二子反射单元和第三子反射单元均能够在显色态和白态之间切换，且三个子反射单元的显色态的显示颜色不同。在一个像素反射单元中，光线无论首先照射到那个子反射单元上，都会依次经过三个子反射单元的反射作用后出射。图9中仅示意出光线依次经过第一子反射单元sp1、第三子反射单元sp3和第二子反射单元sp2反射的光路；光线依次经过第二子反射单元sp2、第三子反射单元sp3和第一子反射单元sp1反射的光路。

在一个像素反射单元中，以第一子反射单元的显色态为红色、第二子反射单元的显色态为绿色、第三子反射单元的显色态为蓝色为例，入射光为白光，白光中红、绿、蓝三种颜色的光占比相同均为q，则白光总量为3q。本发明此处仅为了简化原理的说明，假定子反射单元在显色态时，对与其显色态颜色相同的光的反射率为90％，对与其显色态颜色不相同的光的反射率均为10％。需要说明的是，实际中不同的子反射单元对区与其显色态颜色相同的光的反射率可以不同，其对与其显色态颜色不相同的光的反射率也并不一定相同。以图9中光路为例进行示意。

本申请一个像素反射单元显示状态三：当第一子反射单元、第二子反射单元和第三子反射单元均为显色态时，白光首先照射到第一子反射单元sp1上，反射出0.9q的红光、0.1q的绿光和0.1q的蓝光；然后这些光照射到第三子反射单元sp3上，反射出0.09q的红光、0.01q的绿光、0.09q的蓝光；然后这些光照射到第二子反射单元sp2上，反射出0.009q的红光、0.009q的绿光、0.009q的蓝光，所以最终出光量的总和Q3仅为0.027q，即最终反射光的光量非常少。与相关技术中能够实现的最暗的暗态时的出光量Q'(1.19q)相比，Q3≈0.023Q'，该实施方式提供的像素反射单元，在按照显示状态三中的示意进行显示时，一个像素反射单元的反射光的亮度要远远小于相关技术中最暗的暗态亮度。

该实施方式提供的显示面板中像素反射单元为由三个子反射单元构成的具有立体结构的像素反射单元，光线射向像素反射单元后能够经由三个子反射单元的滤光作用后出射实现显示，本申请中的方案能够实现具有比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。另外，本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。

该实施方式中的一个像素反射单元P可以作为一个子像素进行显示，子像素理解为显示面板中最小的发光单元；或者一个像素反射单元P可以作为一个像素单元进行显示，像素单元理解为包括多个子像素的发光单元，即需要通过多个子像素相互配合进行显示。

可选的，同时参考图7和图8所示的，在第一子反射单元sp1中：由加热元件21指向相变材料层24的方向上，谐振腔23的厚度为d1；在第二子反射单元sp2中：由加热元件21指向相变材料层24的方向上，谐振腔23的厚度为d2；在第三子反射单元sp3中：由加热元件21指向相变材料层24的方向上，谐振腔23的厚度为d3；其中，d1≠d2≠d3。在反射层-谐振腔-相变材料层组成的这一光学器件中，当谐振腔的厚度不同时能够赋予子反射单元不同颜色，即实现子反射单元在显色态时对特定颜色的光具有较高的反射率，而对其他颜色的光的反射率较低。本发明中设置第一子反射单元、第二子反射单元和第三子反射单元的谐振腔的厚度不同，由此保证第一子反射单元、第二子反射单元和第三子反射单元各自的显色态的显示颜色不同。在一个像素单元的显示颜色至少包括以下几种情况：第一子反射单元为显色态，第二子反射单元为显色态、第三子反射单元为显色态；第一子反射单元为白态，第二子反射单元为显色态、第三子反射单元为显色态；第一子反射单元为显色态，第二子反射单元为白态、第三子反射单元为显色态；第一子反射单元为显色态，第二子反射单元为显色态、第三子反射单元为白态；第一子反射单元和第二子反射单元均为白态、第三子反射单元为显色态；第一子反射单元和第三子反射单元均为白态、第二子反射单元为显色态；第二子反射单元和第三子反射单元均为白态、第一子反射单元为显色态；三个子反射单元均为白态；共八种显示颜色。而如果设置d1、d2或者d3中任意两者大小相同，则会丧失掉某些能够显示颜色。由此可见本发明中设置d1≠d2≠d3，能够增加像素反射单元的显色种类，即增加了色域，有利于提升显示的色彩丰满度。

在本发明提供的显示面板中，第一子反射单元、第二子反射单元和第三子反射单元均包括显色态和白态，且各个子反射单元的显色态的颜色各不相同；像素反射单元包括：第一显示状态和第二显示状态；下面仅以一个像素反射单元包括的第一子反射单元的显色态为红色，第二子反射单元的显色态为绿色，第三子反射单元的显色态为绿色为例进行说明。

在第一显示状态下：第一子反射单元、第二子反射单元和第三子反射单元其中一者为显色态，另二者为白态。本发明提供的像素反射单元在第一显示状态下能够分别显示三种颜色，仅以第一子反射单元为显色态，另二者为白态为例，光线无论首先照射到从哪个子反射单元上，均需要经过红色滤光片(第一子反射单元)的滤过作用和两个白色滤光片(第二子反射单元和第三子反射单元)的滤过作用叠加后反射出去，由于第一子反射单元的滤光作用后，光线中绝大部分的绿光和蓝光均被滤掉，仅有大部分红光能够被反射，而白色滤光片对所有颜色的光都具有较高的反射率，所以经过上述滤光作用后实现了将光线中绝大部分的绿光和蓝光滤掉，像素反射单元能够显示较纯净的红色。同样的道理当第二子反射单元为显色态，另二者为白态时，像素反射单元能够显示较纯净的绿色；当第三子反射单元为显色态，另二者为白态时，像素反射单元能够显示较纯净的蓝色。

在第二显示状态下：第一子反射单元、第二子反射单元和第三子反射单元均为显色态。在显示时，光线需要经过红色滤光片(第一子反射单元)的滤过作用、绿色滤光片(第二子反射单元)的滤过作用和蓝色滤光片(第三子反射单元)的滤过作用叠加后反射出去，由于子反射单元在显色态时对与其显色颜色相同的光的反射率要远大于对与其显色颜色不同的光的反射率，可参考上述图9对应的实施例说明，此种情况下一个像素单元最终的出光量的总和仅为0.027q，一个像素反射单元的反射光的亮度要远远小于相关技术中最暗的暗态亮度。

综上，该实施方式通过的显示面板在第二显示状态下能够实现具有比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。另外，本发明显示面板中的像素反射单元在第一显示状态下能够显示较纯净的红色、较纯净的绿色或者较纯净的蓝色，有利于提升显示的饱和度。

可选的，上述实施例提供的显示面板中，像素反射单元还包括第三显示状态和第四显示状态。第四显示状态下，像素反射单元的各子反射单元均为白态，像素反射单元的亮度较大，白色较纯。在第三显示状态下，第一子反射单元、第二子反射单元和第三子反射单元其中一者为白态，另二者为显色态。在该种情况下以光线需要经过白色滤光片滤过作用和两个不同颜色滤光片的滤过作用叠加后反射出去，由于实际中不同颜色的子反射单元的白态下对各种颜色光的反射率不同，且不同颜色的子反射单元的显色态下对各种颜色光的反射率也不同，所以该显示状态下，能够显示三种颜色，即对应子反射单元的状态为：红/绿/白、红/蓝/白和蓝/绿/白时显示的颜色。在第三显示状态下，光经过一次白滤光片的滤光作用和两个不同颜色滤光片的滤光作用，由于白滤光片对各种颜色的光均具有较高的反射率，所以最终的反射出光量总和要大于第二显示状态下的最终反射出光量总和，所以在第三显示状态下，像素反射单元的亮度会大于第二显示状态下像素反射单元的亮度，像素反射单元的亮度会小于第四显示状态下像素反射单元的亮度。

本发明中的第三显示状态为中间态，在第三显示状态下像素反射单元显示的颜色介于白色和黑色之间，会体现一个中间亮度。对于在第三显示状态下能够显示的三种颜色各自的亮度与实际产品中子反射单元的白态下对各种颜色光的反射率和不同颜色的子反射单元的显色态下对各种颜色光的反射率均相关。

可选的，该实施方式提供的像素反射单元能够作为一个最小的显示单元使用，通过不同的像素反射单元相互配合(比如两个或者三个像素反射单元共同作为一个显示单元进行显示)能够实现显示多种不同的色彩，通过本发明的设计能够明显增加色域，提升显示色彩丰满度。并且实施方式提供的像素反射单元能够显示较纯净的红色、较纯净的绿色或者较纯净的蓝色，在进行混色时有利于提升显示的饱和度。

在一种实施例中，图10为本发明提供的显示面板中一个像素反射单元的另一种可选实施方式示意图。如图10所示的，简化示意出了第一表面M1、第二表面M2和第三表面M3，在一个像素反射单元中：第一表面M1、第二表面M2和第三表面M3，两两之间的夹角为90度。同时参考图10示意的xyz坐标系进行理解。该实施方式中，首先能够实现具有比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。另外，本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。进一步的设置三个表面之间两两相互垂直，即一个像素反射单元中的三个子反射单元形成一个立方体的一角，根据光的反射定律，光射到一个界面上时其入射光线与反射光线成相同角度。不论首先入射到哪个子反射单元上，入射到该种像素反射单元的光将在三个子反射单元上依次反射后沿原入射光所在的方向出射，该实施方式通过合理的设置像素反射单元和光源的入射方向能够实现调整显示面板的出光方向，有利于提升显示效果。

在一种实施例中，继续参考图10所示的，本发明提供的显示面板中第一表面M1、第二表面M2和第三表面M3均为直角三角形，三个直角三角形的斜边位于同一平面。即该实施方式能够保证在一个像素反射单元中，三个子反射单元的入射面的面积大致相等，三个子反射单元两两相邻排布成一个三角锥状的像素反射单元，能够保证光照射到一个像素反射单元后能够经过三个子反射单元的调制作用后出射，避免其中一个或者两个子反射单元设置的面积过小，在进行像素反射单元显示时，光线不能全部经过三个子反射单元的调制作用后出射，导致像素反射单元丧失显示某些颜色的能力，而影响显示的色彩丰满度。同时，设置第一表面、第二表面和第三表面之间两两相互垂直，即一个像素反射单元中的三个子反射单元形成一个立方体的一角，根据光的反射定律，光射到一个界面上时其入射光线与反射光线成相同角度。不论首先入射到哪个子反射单元上，入射到该种像素反射单元的光将在三个子反射单元上依次反射后沿原入射光所在的方向出射，该实施方式能够不改变光线的传播方向，提高出光亮度。

在一些可选的实施例中，继续同时参考图7和图8所示，在一个像素反射单元中：第一表面M1、第二表面M2和第三表面M3分别与显示面板所在平面形成的夹角为θ1、θ2和θ3，其中，θ1＝θ2＝θ3。其中，显示面板所在的平面仅以截面图中直线ZX进行示意，直线ZX与显示面板所在的平面平行。该实施方式提供的显示面板首先能够实现具有比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。另外，本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。进一步的设置θ1＝θ2＝θ3，即第一子反射单元、第二子反射单元和第三子反射单元与显示面板所在平面的相对位置相同，对于入射光相对于显示面板的入射角度相同时，无论光线首先入射到哪个子反射单元上，都能保证其经最终反射后出射光线相对于显示面板的出射角是一致的，由此能够保证显示面板整体出光方向的一致性，提升显示效果。

继续参考图6所示的，第一子像素反射单元sp1、第二子像素反射单元sp2和第三子像素反射单元sp3在阵列基板上的正投影均为三角形。图6为俯视角度，子反射单元向阵列基板的正投影方向与俯视方向相同，所以在俯视视图中，第一子反射单元sp1在阵列基板上的正投影与俯视图中的第一子反射单元sp1重合，第二子反射单元sp2在阵列基板上的正投影与俯视图中的第二子反射单元sp2重合，第三子反射单元sp3在阵列基板上的正投影与俯视图中的第三子反射单元sp3重合。该实施方式提供的显示面板首先，能够实现具有比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。另外，本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。进一步的，将各个子反射单元均设计成三角形，如图6中进行排列，一个像素反射单元P能够与与其相邻的两个或者三个像素反射单元P相互配合进行显示，提升显示色彩的丰满度。同时该种排布方式像素反射单元P排布紧密，能够极大的利用显示区的空间，有利于提升显示分辨率。

本发明还提供一种显示装置，图11为本发明提供的显示装置示意图，如图11所示，显示装置包括本发明任意实施例提供的固态全反射显示面板100。本发明实施例提供的显示装置可以是任何具有显示功能的电子产品，包括但不限于以下类别：电视机、笔记本电脑、桌上型显示器、平板电脑、数码相机、手机、智能手环、智能眼镜、车载显示器、医疗设备、工控设备、触摸交互终端等。

通过上述实施例可知，本发明提供的固态全反射显示面板和显示装置，至少实现了如下的有益效果：

本申请提供的显示面板中像素反射单元为由至少两个子反射单元构成的具有立体结构的像素反射单元，光线射向像素反射单元后能够经由两个子反射单元的滤光作用后出射实现显示，本发明能够实现具有比相关技术更暗的暗态，有利于提升显示对比度。另外，本发明能够实现更暗的暗态，在设计时不需要像相关技术那样通过额外设置滤光片来实现较好的暗态，与相关技术相比降低了光损失，能够实现高亮度显示。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种固态全反射显示面板，其特征在于，包括：

阵列基板；

位于所述阵列基板之上的像素反射单元，所述像素反射单元包括子反射单元，所述子反射单元包括依次堆叠设置的加热元件、反射层、谐振腔和相变材料层，所述子反射单元至少包括相邻的第一子反射单元和第二子反射单元；其中，

在一个所述像素反射单元中，所述第一子反射单元的远离所述加热元件一侧的表面为第一表面，所述第二子反射单元的远离所述加热元件一侧的表面为第二表面，所述第一表面和所述第二表面之间的夹角大于0度小于180度。

2.根据权利要求1所述的固态全反射显示面板，其特征在于，

在所述第一子反射单元中：由所述加热元件指向所述相变材料层的方向上，所述谐振腔的厚度为d1；

在所述第二子反射单元中：由所述加热元件指向所述相变材料层的方向上，所述谐振腔的厚度为d2；其中，

d1≠d2。

3.根据权利要求1所述的固态全反射显示面板，其特征在于，在一个所述像素反射单元中，所述第一表面和所述第二表面之间的夹角为90度。

4.根据权利要求1所述的固态全反射显示面板，其特征在于，在一个所述像素反射单元中，所述第一表面和所述第二表面分别与所述显示面板所在平面形成的夹角为θ1和θ2，θ1＝θ2。

5.根据权利要求1所述的固态全反射显示面板，其特征在于，所述第一子反射单元和所述第二子反射单元在所述阵列基板上的正投影均为矩形。

6.根据权利要求1所述的固态全反射显示面板，其特征在于，

所述第一子反射单元和所述第二子反射单元均包括显色态和白态，且所述第一子反射单元和所述第二子反射单元的显色态的颜色不同；

所述像素反射单元包括：第一显示状态和第二显示状态；

在所述第一显示状态下：所述第一子反射单元和所述第二子反射单元其中一者为显色态，另一者为白态；

在所述第二显示状态下：所述第一子反射单元和所述第二子反射单元均为显色态。

7.根据权利要求1所述的固态全反射显示面板，其特征在于，包括开关二极管，所述开关二极管位于所述阵列基板；一个所述子反射单元电连接一个所述开关二极管。

8.根据权利要求1所述的固态全反射显示面板，其特征在于，所述子反射单元还包括第三子反射单元，所述第三子反射单元分别与所述第一子反射单元和所述第二子反射单元相邻；

在一个所述像素反射单元中，所述第三子反射单元的远离所述加热元件一侧的表面为第三表面，所述第三表面和所述第一表面之间的夹角大于0度小于180度，所述第三表面和所述第二表面之间的夹角大于0度小于180度。

9.根据权利要求8所述的固态全反射显示面板，其特征在于，

在所述第一子反射单元中：由所述加热元件指向所述相变材料层的方向上，所述谐振腔的厚度为d1；

在所述第二子反射单元中：由所述加热元件指向所述相变材料层的方向上，所述谐振腔的厚度为d2；

在所述第三子反射单元中：由所述加热元件指向所述相变材料层的方向上，所述谐振腔的厚度为d3；其中，d1≠d2≠d3。

10.根据权利要求8所述的固态全反射显示面板，其特征在于，

所述第一子反射单元、所述第二子反射单元和所述第三子反射单元均包括显色态和白态，且各个所述子反射单元的显色态的颜色各不相同；

所述像素反射单元包括：第一显示状态和第二显示状态；

在所述第一显示状态下：所述第一子反射单元、所述第二子反射单元和所述第三子反射单元其中一者为显色态，另二者为白态；

在所述第二显示状态下：所述第一子反射单元、所述第二子反射单元和所述第三子反射单元均为显色态。

11.根据权利要求8所述的固态全反射显示面板，其特征在于，在一个所述像素反射单元中：所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面，两两之间的夹角为90度。

12.根据权利要求11所述的固态全反射显示面板，其特征在于，

所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面均为直角三角形，三个所述直角三角形的斜边位于同一平面。

13.根据权利要求8所述的固态全反射显示面板，其特征在于

在一个所述像素反射单元中：所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面分别与所述显示面板所在平面形成的夹角为θ1、θ2和θ3，其中，θ1＝θ2＝θ3。

14.根据权利要求8所述的固态全反射显示面板，其特征在于，所述第一子反射单元、第二子反射单元和所述第三子反射单元在所述阵列基板上的正投影均为三角形。

15.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至14任一所述的固态全反射显示面板。

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