CN112698535A - 显示装置以及显示装置的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示品位良好的显示装置以及其驱动方法。显示装置具备：电致变色元件，其构成为能够在透明状态与形成有反射层的反射状态之间切换；与所述电致变色元件重叠的显示面板；照明装置，其构成为经由所述电致变色元件对所述显示面板进行照明；以及第1偏振片和第2偏振片，所述电致变色元件以及所述显示面板位于所述第1偏振片与所述第2偏振片之间。

Description

显示装置以及显示装置的驱动方法

本申请基于并请求享有申请号为2019-182964、提交日为2019年10月3日的日本专利申请的优先权，并将其内容整体援引至此。

技术领域

本发明的实施方式涉及显示装置以及显示装置的驱动方法。

背景技术

作为一例，提出通过使物理性隔离的第1显示器以及第2显示器彼此重合来重现图像的装置。在这种装置中，例如一方的显示器包括灯泡，另一方的显示器包括光源和液晶显示器、电致变色显示器、电湿润显示器、电泳显示器、以及混合镜(Hybrid mirror)的某一个的组合。

电致变色显示器构成为具有一对电极、和包含夹持在这些电极之间的电致变色材料在内的电解质层，通过控制施加至电解质层的电压，能够在透明状态、镜面状态、遮光(黑)状态之间切换。

现有技术文献

专利文献1：JP特表2005-522717号公报

专利文献2：JP特开2012-181389号公报

发明内容

本实施方式的目的在于提供一种显示品位良好的显示装置以及显示装置的驱动方法。

本实施方式提供一种显示装置，其具备：电致变色元件，其构成为能够在透明状态与形成有反射层的反射状态之间切换；与所述电致变色元件重叠的显示面板；照明装置，其构成为经由所述电致变色元件对所述显示面板进行照明；以及第1偏振片和第2偏振片，所述电致变色元件以及所述显示面板位于所述第1偏振片与所述第2偏振片之间。

本实施方式提供一种显示装置的驱动方法，所述显示装置构成为使电致变色元件以及显示面板在第1偏振片与第2偏振片之间重叠，照明装置经由所述电致变色元件对所述显示面板进行照明，在所述显示装置的驱动方法中，在第1模式下使所述电致变色元件形成透明状态并且使所述照明装置亮灯，在第2模式下使所述电致变色元件形成反射状态并且使所述照明装置熄灯，所述电致变色元件在所述反射状态下形成有反射层，在所述第1模式下利用第1范围的电压驱动所述显示面板，在所述第2模式下利用第2范围的电压驱动所述显示面板，所述第2范围比所述第1范围大。

本实施方式提供一种显示装置的驱动方法，所述显示装置构成为使电致变色元件以及显示面板在第1偏振片与第2偏振片之间重叠，照明装置经由所述电致变色元件对所述显示面板进行照明，在所述显示装置的驱动方法中，在第1模式下使所述电致变色元件形成透明状态并且使所述照明装置亮灯，在第2模式下使所述电致变色元件形成反射状态并且使所述照明装置熄灯，所述电致变色元件在所述反射状态下形成有反射层，在所述第1模式下利用第1范围的电压驱动所述显示面板，在所述第2模式下利用第2范围的电压驱动所述显示面板，在所述第1模式下得到最大亮度的驱动电压与在所述第2模式下得到最大亮度的驱动电压相等。

发明的效果

根据本实施方式，能够提供一种显示品位的良好的显示装置以及显示装置的驱动方法。

附图说明

图1是示出本实施方式的显示装置1的一构成例的图。

图2是用于说明图1示出的显示装置1中的第1模式(透射显示模式)的图。

图3是用于说明图1示出的显示装置1中的第2模式(反射显示模式)的图。

图4是示出第1模式以及第2模式下的电压-亮度特性的一例的图。

图5是用于说明第1驱动方法的图。

图6是用于说明第2驱动方法的图。

图7是示出第2模式下的驱动频率与闪烁值的关系的一例的图。

其中，附图标记说明如下：

1显示装置、PNL显示面板、LC液晶层、

SW开关元件、PE像素电极、CE共用电极、

EC电致变色元件、IL照明装置、

PL1第1偏振片、PL2第2偏振片、

100照度传感器、110传感器控制部、

111面板控制部、112元件控制部、113照明控制部。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式进行说明。此外，本公开只不过为一例，针对本领域技术人员容易想到的保持发明的主旨的适当变更当然包含在本发明的范围内。另外，为了使说明更明确，与实际的形态相比，有时针对附图的各部分的宽度、厚度、形状等示意性地示出，但只不过为一例，不限定对本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，对与已经出现的附图说明的构成要素发挥相同或者类似的功能的构成要素标注同一附图标记，有时适当省略重复的详细说明。

图1是示出本实施方式的显示装置1的一构成例的图。显示装置1具有电致变色元件EC、显示面板PNL、照明装置IL、第1偏振片PL1和第2偏振片PL2。沿显示装置1的厚度方向，按照照明装置IL、第1偏振片PL1、电致变色元件EC、显示面板PNL、以及第2偏振片PL2进行配置。

电致变色元件EC具有第1基板SUB1、第2基板SUB2和电解质层EL。第1基板SUB1位于照明装置IL与电解质层EL之间。第2基板SUB2位于电解质层EL与显示面板PNL之间。第1基板SUB1具有透明的绝缘基板10和透明电极11。第2基板SUB2具有透明的绝缘基板20和透明电极21。第1基板SUB1以及第2基板SUB2以使透明电极11以及21彼此面对的方式配置。

绝缘基板10以及20例如为剥离基板或者树脂基板。透明电极11以及21例如由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等透明的导电材料形成。这些透明电极11以及21中的、至少位于接近显示面板PNL一侧的透明电极21的表面被平滑化。

电解质层EL设在透明电极11与透明电极21之间。电解质层EL例如由包括银在内的电致变色材料的液体电解质形成。没有施加电压的状下的电解质层EL基本上为透明的。

此外，还可以在电解质层EL与透明电极11之间、或者电解质层EL与透明电极21之间设有电致变色层等的其他功能层。

这种电致变色元件EC构成为能够在透明状态以及形成有反射层的反射状态之间切换。即，在没有对电解质层EL施加电压的稳定状态时的电致变色元件EC中，电解质层EL基本上为透明，因此形成有透明状态。也就是说，从第1基板SUB1透射的入射光透射第2基板SUB2，从第2基板SUB2透射的入射光透射第1基板SUB1。

在对电解质层EL施加了规定的电压的电致变色元件EC中，将在电解质层EL溶析出的银离子被复原，银的微粒子在透明电极21的表面析出。由此，被透明电极21的表面所析出的银覆盖，作为聚合后的银的聚合物而形成有反射层。这种反射层如后述那样，对从绝缘基板20透射的入射光进行反射。在本实施方式中，将在透明电极21形成有反射层的状态称为反射状态。此外，若解除电解质层EL的电压施加，则析出的银被氧化而成为银离子，在电解质层EL溶析出。

此外，在这种电致变色元件EC中，若对施加至电解质层EL的电压进行控制，则能够在透明电极11的表面析出银。在透明电极11的表面形成有比较大的凹凸的情况下，向电致变色元件EC的入射光被析出的银乱反射。因此，能够在电致变色元件EC形成遮光状态(或者黑状态)。

显示面板PNL具有第3基板SUB3、第4基板SUB4和液晶层LC。作为显示面板PNL，能够应用周知的液晶面板。以下，作为显示面板PNL的一例，说明纵向电场方式的液晶面板的基本构成。

第3基板SUB3具有透明的绝缘基板30、透明的绝缘膜31、开关元件SW1以及SW2、像素电极PE1以及PE2和取向膜AL1。开关元件SW1以及SW2分别设在像素PX1以及PX2。像素电极PE1设在像素PX1，与开关元件SW1电连接。像素电极PE2设在像素PX2，与开关元件SW2电连接。取向膜AL1覆盖像素电极PE1以及PE2。第4基板SUB4具有透明的绝缘基板40、共用电极CE和取向膜AL2。共用电极CE遍及像素PX1以及PX2地设置。取向膜AL2覆盖共用电极CE。

绝缘基板30以及40例如为剥离基板或者树脂基板。像素电极PE1以及PE2、以及共用电极CE例如为由ITO、IZO等透明的导电材料形成的透明电极。在本实施方式中，像素电极PE1以及PE2、以及共用电极CE由同一透明导电材料形成。另外，显示面板PNL主要构成为通过选择性地透射来自照明装置IL的照明光来显示图像的透射型。因此，像素电极PE1以及PE2各自不包括反射电极。另外，在绝缘膜31与像素电极PE1以及PE2之间、以及像素电极PE1以及PE2与取向膜AL1之间没有设置意图进行反射显示的反射板等。

这种显示面板PNL与电致变色元件EC重叠。在图1示出的例子中，显示面板PNL以及电致变色元件EC利用设在绝缘基板20与绝缘基板30之间的透明的粘接剂AD粘接在一起。从抑制显示面板PNL与电致变色元件EC的边界处的不期望的反射以及散射的观点来看，优选粘接剂AD的折射率与绝缘基板20以及绝缘基板30的折射率相等。

显示面板PNL以及电致变色元件EC位于第1偏振片PL1与第2偏振片PL2之间。第1偏振片PL1粘接于绝缘基板10，第2偏振片PL2粘接于绝缘基板40。第1偏振片PL1以及第2偏振片PL2例如以使各自的偏振轴几乎正交的方式配置(正交尼科尔)。第1偏振片PL1以及第2偏振片PL2也可以包含1/4波长板等的相位差板。

照明装置IL隔着第1偏振片PL1而位于显示面板PNL以及电致变色元件EC的背面侧。照明装置IL为所谓面光源装置，从电致变色元件EC的背面侧射出照明光，以经由电致变色元件EC照射显示面板PNL的方式构成。

图2是用于说明图1示出的显示装置1中的第1模式(透射显示模式)的图。显示装置1还具有照度传感器100、传感器控制部110、面板控制部111、元件控制部112和照明控制部113。照度传感器100对向显示装置1的显示面板PNL侧入射的外部光的照度进行测定。传感器控制部110基于由照度传感器100测定出的照度，向面板控制部111、元件控制部112、以及照明控制部113分别输出控制信号。在该显示装置1中，传感器控制部110在测定出的照度低于规定的阈值的情况下(暗处)，输出用于执行第1模式的控制信号。另外，传感器控制部110在测定出的照度在规定的阈值以上的情况下(明处)，输出用于执行后述的第2模式(反射显示模式)的控制信号。

面板控制部111基于图像数据控制显示面板PNL，并且基于来自传感器控制部110的控制信号控制与各模式对应的驱动电压。例如，面板控制部111在基于控制信号执行第1模式的情况下，利用第1范围的电压驱动显示面板PNL，在基于控制信号执行第2模式的情况下，利用第2范围的电压驱动显示面板PNL。在后面对这些具体例进行说明。

元件控制部112基于来自传感器控制部110的控制信号控制电致变色元件EC。例如，元件控制部112在基于控制信号执行第1模式的情况下，使电致变色元件EC形成透明状态，在基于控制信号执行第2模式的情况下，使电致变色元件EC形成反射状态。

照明控制部113基于来自传感器控制部110的控制信号控制照明装置IL。例如，照明控制部113在基于控制信号执行第1模式的情况下使照明装置IL亮灯，在基于控制信号执行第2模式的情况下使照明装置IL熄灯。

一边参照图2一边说明第1模式。

显示面板PNL由面板控制部111驱动，图中的像素PX1形成关闭状态或者黑显示状态，像素PX2形成开启状态或者白显示状态。电致变色元件EC通过元件控制部112控制，形成透明状态。照明装置IL通过照明控制部113控制而亮灯。

从照明装置IL射出的照明光为自然光。照明光中的从第1偏振片PL1透射的第1偏振成分POL1在从电致变色元件EC透射之后，从显示面板PNL透射。从第1偏振片PL1透射的第1偏振成分POL1中的、从像素PX1透射之后到达第2偏振片PL2的光为第1偏振成分POL1，因此被第2偏振片PL2吸收。另外，从第1偏振片PL1透射的第1偏振成分POL1中的、从像素PX2透射之后到达第2偏振片PL2的光为第2偏振成分POL2，因此从第2偏振片PL2透射。此外，从透明状态的电致变色元件EC透射的光被维持在该偏振状态。

像这样，在显示装置1的使用环境为暗处的情况下，通过选择性地透射来自照明装置IL的照明光而显示图像。

图3是用于说明图1示出的显示装置1中的第2模式(反射显示模式)的图。在图示的第2模式下，与图2示出的第1模式相比，其不同点在于，电致变色元件EC形成反射状态，使照明装置IL熄灯。在电致变色元件EC中，通过元件控制部112控制对透明电极11以及21施加的电压，在透明电极21的表面通过析出的银形成反射层22。此外，显示面板PNL与第1模式同样地通过面板控制部111驱动，图中的像素PX1形成关闭状态或者黑显示状态，像素PX2形成开启状态或者白显示状态。

入射至显示装置1的外部光为自然光。自然光中的、从第2偏振片PL2透射的第2偏振成分POL2从显示面板PNL透射并被电致变色元件EC反射之后，再次透射显示面板PNL。从第2偏振片PL2透射的第2偏振成分POL2中的、从像素PX1透射之后再次到达第2偏振片PL2的光为第1偏振成分POL1，因此被第2偏振片PL2吸收。另外，从第2偏振片PL2透射的第2偏振成分POL2中的、从像素PX2透射之后再次到达第2偏振片PL2的光为第2偏振成分POL2，因此从第2偏振片PL2透射。

像这样，在显示装置1的使用环境为明处的情况下，通过选择性地反射外部光来显示图像。

此外，在图2的第1模式以及图3的第2模式的说明中，省略了从显示装置1透射的光的偏振状态的详细说明。

在电致变色元件EC的透明电极11以及21以与显示面板PNL的显示区域整体重叠的方式形成的情况下，在显示区域的整体实现第2模式。

另外，透明电极11以及21也可以形成为与显示区域的一部分重叠。在该情况下，在设有透明电极11以及21的区域形成有反射状态，在没有设有透明电极11以及21的区域形成透明状态。因此，通过使照明装置IL亮灯，在透明状态的区域实现第1模式，在反射状态的区域实现第2模式。

根据以上说明的本实施方式，能够根据使用环境提供能够在第1模式(透射显示模式)和第2模式(反射显示模式)之间切换的显示装置1。另外，与在各像素设置反射部以及透射部或者利用反射像素的间隙来作为透射部的以往的半透射型显示器相比，使第1模式时的透射光以及第2模式时的反射光从各像素的几乎整体透射，因此，在第1模式以及第2模式下光的利用效率都很高，实现高亮度化。因此，能够提供显示品位良好的显示装置1。

图4是示出第1模式以及第2模式下的电压-亮度特性的一例的图。在第1模式下，照明光从液晶层LC透射一次，与之相对地，在第2模式下，外部光从液晶层LC透射两次，因此，液晶层LC中的最适合的延迟值不同。延迟值是指在将液晶层LC中的折射率各方异性设为Δn且将液晶层LC的厚度设为d时用Δn×d表示。

在图4中，横轴为显示面板PNL的驱动电压(也就是说，对液晶层LC施加的电压)，纵轴为亮度，特性A示出第1模式下的电压-亮度特性，特性B示出第2模式下的电压-亮度特性。亮度通过相对于显示装置1设置在规定的位置的亮度计来测定。此外，在第1模式的亮度测定时所使用的照明装置IL的照明光的亮度与在第2模式的亮度测定时所应用的外部光的亮度相等。如图所示，即使显示面板PNL的驱动电压相同，第1模式下的亮度也比第2模式下的亮度高。在本实施方式中，考虑图4所示的特性A以及B，能够应用以下说明的第1驱动方法以及第2驱动方法。

图5是用于说明第1驱动方法的图。在图5的(A)以及(B)中，横轴为显示面板PNL的驱动电压，纵轴为标准化亮度。

图5的(A)示出应用于第1模式的电压-标准化亮度特性，图示的特性与图4示出的特性A在实质上相同。纵轴的标准化亮度为将特性A中的最大亮度设为1进行标准化而得到的亮度。

图5的(B)示出应用于第2模式的电压-标准化亮度特性，图示的特性与图4示出的特性B在实质上相同。纵轴的标准化亮度为将特性B中的最大亮度设为1进行标准化而得到的亮度。

在第1模式下，显示面板PNL通过第1范围的电压驱动。在第2模式下，显示面板PNL通过第2范围的电压驱动。第1范围与第2范围几乎相等。在图示的例子中，第1范围以及第2范围均为0～6V。

在第1模式下得到最大亮度的驱动电压与在第2模式下得到最大亮度的驱动电压相等，例如约为6V。但是，第1模式下的最大亮度比第2模式下的最大亮度高。

根据这种第1驱动方法，在第1模式以及第2模式的任一个模式下，均能够以灰度显示利用各模式下的从最小亮度到最大亮度为止的范围，特别是在第1模式下实现高亮度化。

图6是用于说明第2驱动方法的图。图6的(A)示出应用于第1模式的电压-标准化亮度特性，图6的(B)示出应用于第2模式的电压-标准化亮度特性。

第2驱动方法与第1驱动方法相比不同点在于，第1模式下的第1范围被设定为得到与第2模式的最大亮度相等的亮度的驱动电压为止的范围，第2范围比第1范围大。第1模式下的最大亮度与第2模式下的最大亮度相等。在第2模式下得到最大亮度的驱动电压比在第1模式下得到最大亮度的驱动电压大。

在图示的例子中，第1范围为0～2.2V，第2范围为0～7V。在第1模式下，在第1范围中的、驱动电压为约2.2V时得到最大亮度。第2模式下，在第2范围中的、驱动电压为约7V时得到最大亮度。

根据这种第2驱动方法，即使在第1模式与第2模式之间切换模式，显示面板PNL的显示图像的亮度也能够与模式无关地设为几乎相等。

图7是示出第2模式下的驱动频率与闪烁值的关系的一例的图。

在具有液晶层LC的显示面板PNL中，通常采用针对每个规定期间使驱动电压的极性翻转的驱动方式。然而，在通常的反射型液晶面板的情况下，在施加电压为正极性的情况和为负极性的情况下，施加至液晶层LC的有效的电压会产生差值。这是由于在反射型液晶面板中像素电极PE和共用电极CE的电极材料不同引起的。例如，在共用电极CE为由ITO形成的透明电极且像素电极PE为由银形成的反射电极的情况下，ITO和银各自的电极自身所具有的标准电极电位不同，从而在使用了这些不同种金属电极的元件内会产生电池效应。因此，即使在各极性施加了绝对值相同的驱动电压，也因电池效应产生电动势，对液晶层施加了非对称的电压。其结果为，因驱动电压的极性则反射率不同，与像素电极PE和共用电极CE的电极材料相同的情况相比，可能会产生闪烁恶化这样的课题。

反射型液晶面板通过选择性地将外部光反射来显示图像，与透射型液晶面板相比，能够与不需要照明装置(或者会有辅助性地需要照明装置的情况)相应地实现低功耗化。近年来，出于进一步实现低功耗化的观点，研究了在反射型液晶面板中导入低频驱动。然而，如上所述，在像素电极PE和共用电极CE的电极材料不同的情况下，与像透射型液晶面板那样像素电极PE和共用电极CE的电极材料相同的情况相比，易产生闪烁，而且担心伴随驱动频率的降低出现进一步的闪烁恶化。

在图7中，横轴为驱动频率，纵轴为闪烁值。特性C示出作为不同种电极的组合例(比较例)而将像素电极PE由银形成、将共用电极CE由ITO形成的显示面板PNL的特性。特性D示出作为同种电极的组合例(本实施方式)而将像素电极PE以及共用电极CE均由ITO形成的显示面板PNL的特性。

确认到特性C以及D均有伴随驱动频率的降低而闪烁值增加的倾向。然而，就特性D而言，确认到即使驱动频率在5Hz左右也不易看到闪烁的等级。

像这样，根据本实施方式，在进行反射显示的第2模式下，即使导入低频驱动，也不易看到闪烁，可抑制显示品位的劣化。因此，能够进一步实现低功耗。

如上所述，根据本实施方式，能够提供显示品位良好的显示装置以及其驱动方法。

此外，说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例而示出的，不意在限定发明的范围。这些新的实施方式能够利用其它各种各样的方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨内，包含在与权利要求的范围记载的发明同等的范围内。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，具备：

电致变色元件，其构成为能够在透明状态与形成有反射层的反射状态之间切换；

与所述电致变色元件重叠的显示面板；

照明装置，其构成为经由所述电致变色元件对所述显示面板进行照明；以及

第1偏振片和第2偏振片，

所述电致变色元件以及所述显示面板位于所述第1偏振片与所述第2偏振片之间。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，

所述显示面板具有针对每个像素设置的开关元件、与所述开关元件电连接的像素电极、和遍及多个像素而设置的共用电极，

所述像素电极以及所述共用电极由相同的透明导电材料形成。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，

所述像素电极不包括反射电极。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的显示装置，其特征在于，

还具备：

控制所述电致变色元件的元件控制部；以及

控制所述照明装置的照明控制部，

所述照明控制部在所述元件控制部使所述电致变色元件形成所述透明状态时使所述照明装置亮灯，在所述元件控制部使所述电致变色元件形成所述反射状态时使所述照明装置熄灯。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

还具备照度传感器，

在由所述照度传感器测定出的照度低于规定的阈值的情况下，所述照明控制部使所述照明装置亮灯，所述元件控制部形成所述透明状态，

在由所述照度传感器测定出的照度为规定的阈值以上的情况下，所述照明控制部使所述照明装置熄灯，所述元件控制部形成所述反射状态。

6.一种显示装置的驱动方法，所述显示装置构成为使电致变色元件以及显示面板在第1偏振片与第2偏振片之间重叠，照明装置经由所述电致变色元件对所述显示面板进行照明，所述显示装置的驱动方法的特征在于，

在第1模式下使所述电致变色元件形成透明状态并且使所述照明装置亮灯，在第2模式下使所述电致变色元件形成反射状态并且使所述照明装置熄灯，所述电致变色元件在所述反射状态下形成有反射层，

在所述第1模式下利用第1范围的电压驱动所述显示面板，

在所述第2模式下利用第2范围的电压驱动所述显示面板，

所述第2范围比所述第1范围大。

7.根据权利要求6所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述第1模式下的最大亮度与所述第2模式下的最大亮度相等。

8.根据权利要求6所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，

在所述第2模式下得到最大亮度的驱动电压比在所述第1模式下得到最大亮度的驱动电压大。

9.一种显示装置的驱动方法，所述显示装置构成为使电致变色元件以及显示面板在第1偏振片与第2偏振片之间重叠，照明装置经由所述电致变色元件对所述显示面板进行照明，所述显示装置的驱动方法的特征在于，

在第1模式下使所述电致变色元件形成透明状态并且使所述照明装置亮灯，在第2模式下使所述电致变色元件形成反射状态并且使所述照明装置熄灯，所述电致变色元件在所述反射状态下形成有反射层，

在所述第1模式下利用第1范围的电压驱动所述显示面板，

在所述第2模式下利用第2范围的电压驱动所述显示面板，

在所述第1模式下得到最大亮度的驱动电压与在所述第2模式下得到最大亮度的驱动电压相等。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，

在由照度传感器测定出的照度低于规定的阈值的情况下执行所述第1模式，在所述照度为规定的阈值以上的情况下执行所述第2模式。

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