CN109976027A - 一种显示面板、显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示面板、显示装置及其驱动方法，涉及显示技术领域。本发明通过在液晶层的出光侧设置偏光片，在液晶层远离偏光片一侧依次设置四分之一波片、半透半反层和电致变色层，且四分之一波片的光轴与偏光片的透过轴的夹角为45°，液晶层的慢轴与偏光片的透过轴的夹角为45°。通过偏光片、液晶层、四分之一波片、半透半反层和电致变色层的相互配合，在光线较亮的环境下依靠其反射模式进行显示，在光线较暗的环境下依靠其透射模式进行显示，且在光线较亮和较暗的环境下，显示面板中的每个像素的所有区域均正常工作，因此，提高了显示面板的透过率和反射率，提高了显示效果。

Description

一种显示面板、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，特别是涉及一种显示面板、显示装置及其驱动方法。

背景技术

透射式显示面板通常需要背光源来实现显示，在室内具有很好的显示效果，但是由于室外的环境光反射会使得对比度下降，反射式显示面板则是利用环境光来实现显示，但是由于室内环境光较暗难以提供所需的光线，而半透半反式显示面板可以在光线较暗的环境光下依靠其透射模式进行显示，在光线较亮的环境下依靠其反射模式进行显示，其可以适用于各种光线强度的环境，因此，被广泛应用于车载显示器、手机、数码相机等产品中。

但是，目前的半透半反式显示面板是将每个像素划分为反射区和透射区，导致显示面板的透过率和反射率不高，影响显示效果。

发明内容

本发明提供一种显示面板、显示装置及其驱动方法，以解决现有的显示面板的透过率和反射率不高的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种显示面板，包括：液晶层、设置在所述液晶层出光侧的偏光片，以及依次设置在所述液晶层远离所述偏光片一侧的四分之一波片、半透半反层和电致变色层；

其中，所述四分之一波片的光轴与所述偏光片的透过轴的夹角为45°，且所述液晶层的慢轴与所述偏光片的透过轴的夹角为45°。

可选地，所述半透半反层为左旋胆甾相液晶层，被配置为反射左旋圆偏振光且透过右旋圆偏振光。

可选地，所述半透半反层为右旋胆甾相液晶层，被配置为反射右旋圆偏振光且透过左旋圆偏振光。

可选地，所述电致变色层包括相对设置的第一基板和第二基板，以及依次设置在所述第一基板靠近所述第二基板一侧的第一电极层、电致变色材料层、电解质层、离子存储层和第二电极层。

可选地，当在所述第一电极层和所述第二电极层上施加第一电压时，所述电致变色层呈透明态；当在所述第一电极层和所述第二电极层上施加第二电压时，所述电致变色层呈黑色。

可选地，所述显示面板还包括阵列基板，所述四分之一波片、所述半透半反层和所述电致变色层设置在所述阵列基板靠近所述液晶层的一侧。

可选地，所述显示面板还包括阵列基板，所述四分之一波片、所述半透半反层和所述电致变色层设置在所述阵列基板远离所述液晶层的一侧。

可选地，所述显示面板还包括彩膜基板，所述彩膜基板设置在所述液晶层和所述偏光片之间。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种显示装置，包括背光源以及上述的显示面板，所述背光源设置在所述显示面板出光侧的相对侧。

为了解决上述问题，本发明另外公开了一种显示装置的驱动方法，应用于上述的显示装置，所述方法包括：

点亮背光源，并向电致变色层施加第一电压使所述电致变色层呈透明态；

或者，

关闭背光源，并向电致变色层施加第二电压使所述电致变色层呈黑色。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

通过在液晶层的出光侧设置偏光片，在液晶层远离偏光片一侧依次设置四分之一波片、半透半反层和电致变色层，且四分之一波片的光轴与偏光片的透过轴的夹角为45°，液晶层的慢轴与偏光片的透过轴的夹角为45°。通过偏光片、液晶层、四分之一波片、半透半反层和电致变色层的相互配合，在光线较亮的环境下依靠其反射模式进行显示，在光线较暗的环境下依靠其透射模式进行显示，且在光线较亮和较暗的环境下，显示面板中的每个像素的所有区域均正常工作，因此，提高了显示面板的透过率和反射率，提高了显示效果。

附图说明

图1示出了现有的一种显示面板的结构示意图；

图2示出了本发明实施例的一种显示面板的结构示意图；

图3示出了本发明实施例的另一种显示面板的结构示意图；

图4示出了图2所示的显示面板在反射模式下呈暗态的示意图；

图5示出了图2所示的显示面板在反射模式下呈亮态的示意图；

图6示出了图2所示的显示面板在透射模式下呈亮态的示意图；

图7示出了图2所示的显示面板在透射模式下呈暗态的示意图；

图8示出了本发明实施例的电致变色层的结构示意图；

图9示出了本发明实施例的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，半透半反式显示面板包括相对设置的阵列基板11和彩膜基板12，以及设置在阵列基板11和彩膜基板12之间的液晶层13，在阵列基板11上的部分位置形成有反射层14，从而将每个像素的一部分划分为反射区，另一部分划分为透射区，在光线较亮的环境下只有反射区正常工作，在光线较暗的环境下只有透射区正常工作，因此，导致显示面板的透过率和反射率不高，影响显示效果。

实施例一

参照图2，示出了本发明实施例的一种显示面板的结构示意图，图3示出了本发明实施例的另一种显示面板的结构示意图。

本发明实施例提供了一种显示面板，包括：液晶层21、设置在液晶层21出光侧的偏光片22，以及依次设置在液晶层21远离偏光片22一侧的四分之一波片23、半透半反层24和电致变色层25；其中，四分之一波片23的光轴与偏光片22的透过轴的夹角为45°，且液晶层21的慢轴与偏光片22的透过轴的夹角为45°。

其中，半透半反层24为CLC(Cholesteric Liquid Crystal，胆甾相液晶)层，是在向列相液晶中添加手性剂，使其形成螺旋结构，按照螺旋的方向，胆甾相液晶分为左旋胆甾相液晶和右旋胆甾相液晶，分别具有左旋圆偏光性和右旋圆偏光性，当胆甾相液晶呈平面织构状态分布，胆甾相液晶会呈现出选择反射特性，左旋圆偏光性能够反射波长与胆甾相液晶螺距相近的左旋圆偏振光，但可使右旋圆偏振光和其它波长的光透过，右旋圆偏光性能够反射波长与胆甾相液晶螺距相近的右旋圆偏振光，但可使左旋圆偏振光和其它波长的光透过。

在本发明的第一种实施例中，半透半反层24为左旋胆甾相液晶层，被配置为反射左旋圆偏振光且透过右旋圆偏振光。

令偏光片22的透过轴为0°，四分之一波片23的光轴为45°，其中，可沿着偏光片22所在的平面建立二维直角坐标系x-y时，该0°指的是偏光片22的透过轴与x轴所在的方向的夹角，该45°指的是四分之一波片23的光轴与x轴所在的方向的夹角。

显示面板在反射模式下的工作原理：

如图4所示，当外界环境光入射至显示面板，经过偏光片22变为0°的线偏振光，当未给液晶层21施加一定的电压时，0°的线偏振光经过液晶层21，其相位会改变π/2，变为90°的线偏振光，该90°的线偏振光经过四分之一波片23变为右旋圆偏振光，右旋圆偏振光经过半透半反层24，偏振态不发生改变，右旋圆偏振光继续传播至电致变色层25，此时，电致变色层25呈黑色，电致变色层25将右旋圆偏振光吸收，则没有光线会从显示面板出射，显示面板呈暗态。

如图5所示，当外界环境光入射至显示面板，经过偏光片22变为0°的线偏振光，当给液晶层21施加一定的电压时，0°的线偏振光经过液晶层21，其相位不发生改变，仍为0°的线偏振光，该0°的线偏振光经过四分之一波片23变为左旋圆偏振光，左旋圆偏振光入射至半透半反层24发生反射，经半透半反层24反射后依旧为左旋圆偏振光，反射后的左旋圆偏振光再次经过四分之一波片23变为0°的线偏振光，该0°的线偏振光经过液晶层21后仍为0°的线偏振光，0°的线偏振光可以从偏光片22出射，则显示面板呈亮态。

需要说明的是，显示面板在反射模式下，是外界的环境光提供所需的光线，通常在显示装置中会设置背光源，此时，控制背光源处于关闭状态，不提供任何光线，从而可减少功耗。

显示面板在透射模式下的工作原理：

显示面板在透射模式下，需要背光源提供所需的光线，此时，背光源处于打开状态，且电致变色层25呈透明态。

如图6所示，背光源发出的光线经过电致变色层25后，继续传播至半透半反层24，由于半透半反层24为左旋胆甾相液晶层，仅能透过右旋圆偏振光，因此，背光源发出的光线经过半透半反层24后变为右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光经过四分之一波片23变为90°的线偏振光，当未给液晶层21施加一定的电压时，该90°的线偏振光经过液晶层21会变为0°的线偏振光，0°的线偏振光可以从偏光片22出射，则显示面板呈亮态。

如图7所示，背光源发出的光线经过电致变色层25后，继续传播至半透半反层24变为右旋圆偏振光，该右旋圆偏振光经过四分之一波片23变为90°的线偏振光，当给液晶层21施加一定的电压时，该90°的线偏振光经过液晶层21仍为90°的线偏振光，其与偏光片22的透过轴正交，光线无法通过，则显示面板呈暗态。

在本发明的第二种实施例中，半透半反层为右旋胆甾相液晶层，被配置为反射右旋圆偏振光且透过左旋圆偏振光。

调整偏光片22的透过轴和四分之一波片23的光轴的角度，令偏光片22的透过轴为90°，四分之一波片23的光轴为135°。

显示面板在反射模式下的工作原理：

当外界环境光入射至显示面板，经过偏光片22变为90°的线偏振光，当未给液晶层21施加一定的电压时，90°的线偏振光经过液晶层21，其相位会改变π/2，变为0°的线偏振光，该0°的线偏振光经过四分之一波片23变为左旋圆偏振光，左旋圆偏振光经过半透半反层24，偏振态不发生改变，左旋圆偏振光继续传播至电致变色层25，此时，电致变色层25呈黑色，电致变色层25将左旋圆偏振光吸收，则没有光线会从显示面板出射，显示面板呈暗态。

当外界环境光入射至显示面板，经过偏光片22变为90°的线偏振光，当给液晶层21施加一定的电压时，90°的线偏振光经过液晶层21，其相位不发生改变，仍为90°的线偏振光，该90°的线偏振光经过四分之一波片23变为右旋圆偏振光，右旋圆偏振光入射至半透半反层24发生反射，经半透半反层24反射后依旧为右旋圆偏振光，反射后的右旋偏振光再次经过四分之一波片23变为90°的线偏振光，该90°的线偏振光经过液晶层21后仍为90°的线偏振光，90°的线偏振光可以从偏光片22出射，则显示面板呈亮态。

显示面板在透射模式下的工作原理：

显示面板在透射模式下，需要背光源提供所需的光线，此时，背光源处于打开状态，且电致变色层25呈透明态。

背光源发出的光线经过电致变色层25后，继续传播至半透半反层24，由于半透半反层24为右旋胆甾相液晶层，仅能透过左旋圆偏振光，因此，背光源发出的光线经过半透半反层24后变为左旋圆偏振光，该左旋圆偏振光经过四分之一波片23变为90°的线偏振光，当未给液晶层21施加一定的电压时，该90°的线偏振光经过液晶层21会变为0°的线偏振光，其与偏光片22的透过轴正交，光线无法通过，则显示面板呈暗态。

背光源发出的光线经过电致变色层25后，继续传播至半透半反层24变为左旋圆偏振光，该左旋圆偏振光经过四分之一波片23变为90°的线偏振光，当给液晶层21施加一定的电压时，该90°的线偏振光经过液晶层21仍为90°的线偏振光，90°的线偏振光可以从偏光片22出射，则显示面板呈亮态。

在室内，即光线较暗的环境光下，显示面板为透射模式，电致变色层25呈透明态，通过液晶层21的加电与否实现亮暗切换，在户外，即光线较亮的环境下，显示装置为反射模式，电致变色层25呈黑色，通过液晶层21的加电与否，使得环境光入射至黑色的电致变色层25被吸收，或者被半透半反层24反射后透过偏光片22呈亮态，无需将显示面板的像素划分为反射区和透射区，就可以实现反射模式和反射模式的切换，因此，本发明实施例的显示面板可以适用于各种光线强度的环境，且在光线较亮和较暗的环境下，显示面板中的每个像素的所有区域均正常工作，提高了显示面板的透过率和反射率。

如图2所示，显示面板还包括阵列基板26，四分之一波片23、半透半反层24和电致变色层25设置在阵列基板26靠近液晶层21的一侧。

如图3所示，显示面板还包括阵列基板26，四分之一波片23、半透半反层24和电致变色层25设置在阵列基板26远离液晶层21的一侧。

阵列基板26为透射式阵列基板，可以在制作得到阵列基板26后，在阵列基板26的任意一侧分别形成电致变色层25、半透半反层24和四分之一波片23，四分之一波片23、半透半反层24、电致变色层25与阵列基板26的具体位置，根据实际的工艺条件确定，本发明实施例对此不做限制。

如图2和图3所示，显示面板还包括彩膜基板27，彩膜基板27设置在液晶层21和偏光片22之间。

具体的，在阵列基板26上设置有像素电极，在彩膜基板27上设置有公共电极，通过对像素电极和公共电极的加电与否，实现对液晶层21的加电或不加电，当给像素电极和公共电极施加一定的电压时，也就给液晶层21施加一定的电压，当未给像素电极和公共电极施加一定的电压时，也就未给液晶层21施加一定的电压。

需要说明的是，图2和图3中的阵列基板26和彩膜基板27对经过的光线的偏振态没有影响，为避免重复，在此不再赘述显示面板在透射模式和反射模式下的工作原理。

如图8所示，电致变色层25包括相对设置的第一基板251和第二基板252，以及依次设置在第一基板251靠近第二基板252一侧的第一电极层253、电致变色材料层254、电解质层255、离子存储层256和第二电极层257。

当在第一电极层253和第二电极层257上施加第一电压时，电致变色层25呈透明态；当在第一电极层253和第二电极层257上施加第二电压时，电致变色层25呈黑色。

电致变色材料是一种加电后可以在黑色-透明之间切换的双稳态材料，第一电极层253和第二电极层257均为透明导电材料，可以为ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)，当在第一电极层253和第二电极层257上施加第一电压时，电致变色层25呈透明态，光线可以正常透过，当在第一电极层253和第二电极层257上施加第二电压时，电致变色层25呈黑色，光线无法透过，第一电压和第二电压不相等，根据电致变色材料的不同，第一电压可以小于第二电压，或者，第一电压大于第二电压。

在本发明实施例中，通过在液晶层的出光侧设置偏光片，在液晶层远离偏光片一侧依次设置四分之一波片、半透半反层和电致变色层，且四分之一波片的光轴与偏光片的透过轴的夹角为45°，液晶层的慢轴与偏光片的透过轴的夹角为45°。通过偏光片、液晶层、四分之一波片、半透半反层和电致变色层的相互配合，在光线较亮的环境下依靠其反射模式进行显示，在光线较暗的环境下依靠其透射模式进行显示，且在光线较亮和较暗的环境下，显示面板中的每个像素的所有区域均正常工作，因此，提高了显示面板的透过率和反射率，提高了显示效果。

实施例二

参照图9，示出了本发明实施例的一种显示装置的结构示意图。

本发明实施例提供了一种显示装置，包括背光源31以及上述的显示面板背光源31设置在显示面板出光侧的相对侧。

具体的，当四分之一波片23、半透半反层24和电致变色层25设置在阵列基板26靠近液晶层21的一侧时，背光源31设置在阵列基板26远离电致变色层25的一侧；当四分之一波片23、半透半反层24和电致变色层25设置在阵列基板26远离液晶层21的一侧时，背光源31设置在电致变色层25远离半透半反层24的一侧。

需要说明的是，图9仅示出了图2所示的显示面板对应的显示装置，还可在图3所示的显示面板出光侧的相对侧设置背光源31，得到另一种显示装置。

本发明实施例还提供了一种显示装置的驱动方法，应用于上述的显示装置，所述方法包括：

点亮背光源，并向电致变色层施加第一电压使所述电致变色层呈透明态；或者，关闭背光源，并向电致变色层施加第二电压使所述电致变色层呈黑色。

显示装置可以在透射模式和反射模式之间进行切换，在室内显示装置为透射模式，点亮背光源31，并向电致变色层25施加第一电压使电致变色层25呈透明态，通过液晶层21的加电与否实现亮暗切换，在户外显示装置为反射模式，关闭背光源31，并向电致变色层25施加第二电压使电致变色层25呈黑色，通过液晶层21的加电与否，使得环境光入射至黑色的电致变色层25被吸收，或者被半透半反层24反射后透过偏光片22呈亮态。

关于显示面板具体描述可以参照实施例一的描述，本发明实施例对此不再赘述。

在实际应用中，显示装置可以为：手机、平板电脑、显示器、笔记本电脑、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

在本发明实施例中，通过在液晶层的出光侧设置偏光片，在液晶层远离偏光片一侧依次设置四分之一波片、半透半反层和电致变色层，且四分之一波片的光轴与偏光片的透过轴的夹角为45°，液晶层的慢轴与偏光片的透过轴的夹角为45°。通过偏光片、液晶层、四分之一波片、半透半反层和电致变色层的相互配合，在光线较亮的环境下依靠其反射模式进行显示，在光线较暗的环境下依靠其透射模式进行显示，且在光线较亮和较暗的环境下，显示面板中的每个像素的所有区域均正常工作，因此，提高了显示面板的透过率和反射率，提高了显示效果。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种显示面板、显示装置及其驱动方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：液晶层、设置在所述液晶层出光侧的偏光片，以及依次设置在所述液晶层远离所述偏光片一侧的四分之一波片、半透半反层和电致变色层；

其中，所述四分之一波片的光轴与所述偏光片的透过轴的夹角为45°，且所述液晶层的慢轴与所述偏光片的透过轴的夹角为45°。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述半透半反层为左旋胆甾相液晶层，被配置为反射左旋圆偏振光且透过右旋圆偏振光。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述半透半反层为右旋胆甾相液晶层，被配置为反射右旋圆偏振光且透过左旋圆偏振光。

4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述电致变色层包括相对设置的第一基板和第二基板，以及依次设置在所述第一基板靠近所述第二基板一侧的第一电极层、电致变色材料层、电解质层、离子存储层和第二电极层。

5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，当在所述第一电极层和所述第二电极层上施加第一电压时，所述电致变色层呈透明态；当在所述第一电极层和所述第二电极层上施加第二电压时，所述电致变色层呈黑色。

6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括阵列基板，所述四分之一波片、所述半透半反层和所述电致变色层设置在所述阵列基板靠近所述液晶层的一侧。

7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括阵列基板，所述四分之一波片、所述半透半反层和所述电致变色层设置在所述阵列基板远离所述液晶层的一侧。

8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括彩膜基板，所述彩膜基板设置在所述液晶层和所述偏光片之间。

9.一种显示装置，其特征在于，包括背光源以及如权利要求1-8中任一项所述的显示面板，所述背光源设置在所述显示面板出光侧的相对侧。

10.一种显示装置的驱动方法，其特征在于，应用于如权利要求9所述的显示装置，所述方法包括：

点亮背光源，并向电致变色层施加第一电压使所述电致变色层呈透明态；

或者，

关闭背光源，并向电致变色层施加第二电压使所述电致变色层呈黑色。