CN112987440A - 显示面板及其显示方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种显示面板及其显示方法、显示装置。显示面板包括第一基板、与第一基板对置的第二基板和设置在第一基板和第二基板之间的网状隔离层,所述隔离层将第一基板和第二基板之间的空间划分为多个密闭子空间,以分别限定出用于设置多个子像素,所述多个子像素中每相邻的至少两个子像素构成一个像素单元,对于每个子像素区域,所述显示面板包括设置在第二基板上的第二电极和设置在第一基板或第二基板上的第一电极;所述显示面板包括密封在该子像素区域的闭合子空间中的电解液以及悬浮在电解液中的光子晶体。对于这种结构的显示面板,可实现各个电泳腔室内光子晶体上红、绿、蓝色反射光的色彩变换和色彩选择,从而实现电子纸的全彩化显示。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域,具体涉及一种显示面板及其显示方法、显示装置。
背景技术
光子晶体是一种折射率周期性变化的光子带隙结构材料,其颜色是通过光线在结构内的干涉、衍射和散射产生,因此结构不同、折射率不同就带来了不同的颜色,这就是另一种颜色呈现方式——结构色,相比于常见的色素色,结构色具有高亮度、高饱和度的明艳色彩效果,同时具有永不褪色这一特点,在诸多应用领域均具有巨大的发展潜力。而电子纸就是一种长期处于黑白、双色显示的、缺乏丰富视觉效果的显示面板,将光子晶体应用到电子纸领域可利用其结构色优势令电子纸释放出新的活力。光子晶体的折射率周期与光波长量级相当,因此光在光子晶体结构中运动就受光子带隙结构控制,通过结构设计可实现折射率变化的周期性空间分布。如图1所示,按照其折射率分布的规律性可将光子晶体大致分为:一维光子晶体A、二维光子晶体管B、三维光子晶体C。一维光子晶体A通常由两种或两种以上材料组成的、在一个方向上具有光子带隙的结构,通过控制材料的厚度及折射率即可获得不同的周期性结构。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种显示面板及其显示方法、显示装置,其可以实现全彩色显示。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示面板,包括:第一基板、与第一基板对置的第二基板和设置在第一基板和第二基板之间的网状隔离层,所述隔离层将第一基板和第二基板之间的空间划分为多个密闭子空间,以分别限定出用于设置多个子像素的多个子像素区域,所述多个子像素中每相邻的至少两个子像素构成一个像素单元,其中,对于每个子像素区域,所述显示面板包括设置在第二基板上的第二电极和设置在第一基板或第二基板上的第一电极;以及所述显示面板包括密封在该子像素区域的闭合子空间中的电解液以及悬浮在电解液中的光子晶体。
在一个实施例中,所述显示面板还包括网状的黑矩阵层,其布置在所述隔离层的靠近所述第一基板的一侧,以分别限定出所述多个子像素的多个显示区域。
在一个实施例中,对于每个子像素区域,该子像素区域的密闭子空间中还包括悬浮在电解液中的带负点的黑色粒子。
在一个实施例中,对于每个子像素区域,所述显示面板还包括设置在第二基板上用于控制向第二电极施加信号的开关晶体管以及用于将开关晶体管电连接至第二电极的第二电极连接部;以及所述开关晶体管包括设置在第二基板上的有源层、栅极、源极和漏极,以及所述漏极通过所述第二电极连接部电连接至所述第二电极。
在一个实施例中,对于每个子像素区域,所述第二电极在第一基板上的正投影至少覆盖该子像素区域的显示区域在第一基板上的正投影。
在一个实施例中,所述光子晶体包括一维光子晶体、二维光子晶体管和三维光子晶体中的任意一种。
在一个实施例中,相邻的至少两个子像素包括相邻的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。
在一个实施例中,第一电极设置在第一基板上,以及所述多个子像素区域的第一基板为一体结构。
在一个实施例中,所述显示面板还包括设置在所述第二电极的远离基板一侧的第一绝缘层;第一电极设置在第一绝缘层上;以及每个子像素区域的第一电极包括多个间隔开的条状子电极。
在一个实施例中,所述多个子像素成矩阵排列成多行多列;对于每个子像素区域,多个间隔开的条状子电极沿着列方向延伸并且沿着行方向依次排列。
在一个实施例中,所述显示面板还包括直流电源,其连接至所述第一电极和所述第二电极,用于对第一电极和第二电极提供电压信号。
基于以上显示面板,本公开还提供了上述显示面板的显示方法,其包括向每个像素单元的多个子像素的第一电极施加相同的基准电压;以及向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加与基准电压不同的电压。
在一个实施例中,向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加与基准电压不同的电压包括向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加相同的置黑电压,该置黑电压低于基准电压。
在一个实施例中,向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加与基准电压不同的电压包括向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加不同的显示电压,其均大于基准电压。
本公开还提供了一种显示装置,其包括上述显示面板。
本公开实施例所提供的可实现全彩显示的显示面板及其显示方法和显示装置,主要是通过对不同子像素区域的电泳腔室单元的电解液中悬浮的光子晶体施加不同的电场、控制光子晶体粒子溶胀和收缩这一电刺激响应来实现光子禁带的不同程度移动,因而实现光子晶体上反射光由红色到绿色到蓝色这一递进性色彩变换。这种电泳腔室单元完全相同的结构设计在电子纸组装时大大降低了喷墨精度要求,通过控制各个腔室的两个电极上所施加的电压大小即可控制各个腔室的反射光颜色。同时光子晶体作为结构色具有超越色素的高饱和度、高亮度和不褪色等优势,因此本公开方案可赋予全彩、鲜亮的色彩显示效果,电刺激响应也可实现精准的色域控制,赋予丰富的用户视觉体验,为实现全彩显示提供新的解决方案。
附图说明
图1示出了光子晶体的结构示意图;
图2示出了本公开实施例的显示面板的一个子像素的结构示意图;
图3示出了本公开实施例的显示面板的一个像素单元的结构示意图;
图4示出了可见光色彩对应的光波长示意图;
图5示出了根据本公开实施例的实现各颜色反射光所施加的电压的示意图;
图6示出了根据本公开实施例的实现全彩色显示的显示面板的一个像素单元的结构示意图;
图7示出了根据本公开实施例的实现全黑显示的显示面板的一个像素单元的结构示意图;
图8示出了本公开实施例的显示面板的一个子像素的结构示意图;
图9示出了根据本公开实施例的实现全彩色显示的显示面板的一个像素单元的示意图;
图10示出了根据本公开实施例的实现全黑显示的显示面板的一个像素单元的示意图;
图11示出了根据本公开实施例的显示面板的结构的俯视示意图;
图12示出了根据本公开实施例的显示面板的结构的俯视示意图;以及
图13示出了根据本公开实施例的显示面板的显示方法的流程图。
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,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和大小不反映真实比例,目的只是为了便于对本发明实施例的内容的理解。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
目前利用电子纸实现全彩显示的方案主要集中于添加电泳粒子种类、彩色叠加层、差异化电泳腔室等方向,因诸多难以避免的劣势而未受到广泛使用:添加电泳粒子种类在避免粒子运动竞争的情况下、难以实现电泳粒子位移精准控制;彩色叠加则无法避免的具有低反射率降低、盒厚增大等劣势;而差异化电泳液腔室在色彩显示上具有纯度高的明显优势,但是因电子纸组装精度要求过高而受到限制。
针对现有技术的上述问题,本公开提供了对电泳腔室组装精度要求低、同时可利用电压实现彩色精准可控的电子纸设计方法,提供了一种显示基板,其包括第一基板、与第一基板对置的第二基板和设置在第一基板和第二基板之间的网状隔离层,所述隔离层将第一基板和第二基板之间的空间划分为多个密闭子空间,以分别限定出用于设置多个子像素的多个子像素区域,所述多个子像素中每相邻的至少两个子像素构成一个像素单元,其中,对于每个子像素区域,所述显示面板包括设置在第二基板上的第二电极和设置在第一基板或第二基板上的第一电极;以及所述显示面板包括密封在该子像素区域的闭合子空间中的电解液以及悬浮在电解液中的光子晶体。对于这种结构的显示面板,通过对电解液中悬浮的光子晶体施加不同的电场、控制光子晶体粒子溶胀和收缩等电刺激响应来实现光子禁带的不同程度移动,因而实现各个电泳腔室内光子晶体上红、绿、蓝色反射光的色彩变换和色彩选择,从而实现电子纸的全彩化显示。
图2示出了本公开实施例的显示面板的一个子像素,其作为显示面板的一个显示单元基本结构。该显示单元基本结构的主体结构包括第一基板1、第二基板13、隔离层3和充满电泳腔室的电解液5。对于整个显示面板而言,第一基板1和第二基板13之间将限定出一个容纳区域,隔离层3为网状的,其布置在第一基板1和第二基板13之间用于将第一基板1和第二基板13之间的容纳空间分割成作为多个电泳腔室的多个密闭子空间以限定出多个子像素的多个子像素区域。显示时相邻的发出不同颜色的子像素构成一个像素单元。例如,在显示面板被施加电压后,施加电压后相邻的分别发出红色、绿色和红色的红色子像素、绿色子像素和红色子像素可以构成一个像素单元。第一基板1上设置有黑矩阵层2、第一电极17,黑矩阵层2的作用主要是为了避免相邻电泳腔室(即,相邻子像素)间反射光交叠串色,其处于如图2所示的非显示区域X;第一电极17设置为覆盖有效显示区,即由黑矩阵层2限定出的显示区域Y,在该实施例中,通过第一电极17为每个电泳腔室提供统一的公共电压。第二基板13上设置有电路驱动部分,为每个子像素提供驱动信号以进行适当的显示。各像素单元的有序控制主要是通过该电路驱动部分中包括的薄膜晶体管(TFT)器件实现的,TFT器件包括金属电极:源极7、栅极10、漏极12,以及形成沟道区的有源层9及其两侧的掺杂区8。在本发明方案中,金属电极主要成分可选用Al、Mo、Nb、Ti等金属元素搭配形成的多层叠层结构/合金复合结构,具有很好的电阻率和工艺可行性。有源层9的材料可以为半导体,例如使用LTPS(低温多晶硅、p-Si),其具有更高的电子迁移率,同时开口率增加的可能性更高;掺杂区8可以为在低温多晶硅中掺杂高浓度的N掺杂形成的,以有助于改善金属电极与半导体层间的欧姆接触。当栅极10和源极7之间被施加一定的压差时(超过阈值电压Vth),TFT器件打开,漏极11即可通过第二电极连接部12对设置在第二基板13上的第二电极20(例如图11所示)进行充电。充电完成后,各子像素帧间电压的保持可以通过第二电极20和第一电极17之间的存储电容Cst实现。第二基板13上各层金属电极之间的隔离主要是通过第一绝缘层16、第二绝缘层15、第三绝缘层14,第一绝缘层16、第二绝缘层15和第三绝缘层14可以选择SiNx、SiOx等制备,具有很好的绝缘性和稳定性。第一电极17和第二电极20可以选用ITO(氧化铟锡材料),具有高透过率、低电阻率的稳定特性,可大大提升电子纸显示区的入射、出射光的光线透过率,提升显示亮度。第一电极17与第二电极20之间即电泳腔室内充满电泳液5,电泳液5之间悬浮着光子晶体粒子4和带负电荷的黑色粒子6,光子晶体粒子4颜色表现为结构色且具有电刺激响应特性,主要作用为贡献彩色光,黑色粒子6具有不透光性且通过如静电喷涂等方式负电修饰带有负电荷,主要作用为贡献黑色光。电泳液5在无电场情况下起到负载电泳粒子的作用,而当存在外加电场时电泳液会发生电解作用,释放出阴离子,从而影响光子晶体粒子4的收缩和溶胀,控制光子禁带蓝移/红移、实现反射光色彩的选择。
在本公开实施例的显示面板中,光子晶体粒子4可以选用由两种不同折射率材料、在垂直于介质层方向上交替堆叠而成的一维光子晶体,如图3所示。在该实施例中,一维光子晶体粒子4由基体层4-1和缩胀层4-2的双层复合交叠构成,基体层4-1具有固定厚度与折射率,例如可选用TiO2、SiO2等化学性质稳定、折射率适合的材料,缩胀层4-2具有可变化的厚度与折射率,例如可选用聚苯乙烯(PS)、聚2-乙烯基吡啶(P2VP)等具有可逆溶胀反应的高分子材料,这种结构设计仅具有一个变量,从而能够准确地控制光子晶体粒子光子带隙,达到结构色的精准设计与实现。基体层4-1、缩胀层4-2的组装可选用自上而下的精密加工法,如光刻蚀法,亦可选用自下而上的层层自组装方法,如旋涂、浸渍、喷涂等方法,本公开对此做限制。另一方面,电泳液(也成为电解液)5作为光子晶体粒子电刺激反应的基体,可选用二氯甲烷(DCME)、二甲基甲酰胺(DMF)、三氟乙醇等具有电解性的有机溶剂,其在电场激发下会释放出阴离子,使电解液分子浓度降低,光子晶体粒子的溶胀、收缩随之发生。
光子晶体粒子通过溶胀和收缩来实现结构色的色彩变化的原理如下:其光线反射峰位置、即光子带隙位置λBragg可通过布拉格公式计算:
式中m为衍射级数,λBragg为光子带隙位置即Bragg反射峰位置;D=dl+dh是光子晶体两组成材料的分布周期:dh和dl分别对应高折射率、低折射率材料层在周期堆叠方向上的厚度;neff为有效折射率,可通过布拉格公式计算:
因此,如图4、图5所示,当一维光子晶体粒子在电解液中发生溶胀和收缩时,D=dl+dh发生变化,光子禁带发生移动,光子带隙位置即Bragg反射峰位置λBragg随之变化,当λBragg达到Red(760~622nm)、Green(577~492nm)、Blue(450~435nm)颜色光谱的波长时,光子晶体即实现RGB的结构色。如图5所示即为达到不同结构色对应的ΔV电压大小(ΔV=V2-V1,即,通过第二电极连接部12施加的第二电极20上的第二电压V2和第一电极17上的第一电压V1二者之间的差值),具体数值建议根据一维光子晶体结构特性以及待实现的色域确定。如图3和5所示的电压VR、VB、VG值可在开发阶段进行实测调试,以匹配不同的色域要求,同时结构色的天然不褪色优势也使得本方案不存在色度衰减这一风险,并且可通过电压调试实现色域调整也给色彩调试带来了更多的解决方案。
图6示出了本公开实施利的实现全彩显示的显示面板的示意图。也就是说,图6可以视为公开了根据本公开的显示面板的显示方法的过程示意图。具体地,本公开的显示方法主要包括通过控制各个子像素区域内的电泳腔室内光子晶体的收缩和溶胀程度控制光子晶体反射峰位置达到电泳腔室内反射光色彩的选择:在初始状态、电泳腔室内无电场的情况下:通过第二电极连接部12使得第二电极20电压置低VR,如图5所示,第一电极17始终置低Vcom(ΔV=VR-Vcom=0),此时一维光子晶体微颗粒悬浮于电解液(电泳液)中,电解液为正常分子状态,一维光子晶体充分吸收电解液分子、保持溶胀状态,此时光子晶体分布周期D=dl+dh达到最大状态,通过电解液浓度设计使其实现D=dhR+dl刚好落入红色光波长范围内(760~622nm),实现初始结构红光的反射。当电解液受到外加电场影响时:通过第二电极连接部12使得第二电极20电压置高VG,第一电极17始终置低Vcom(ΔV=VG-Vcom≠0),此时电解液开始解析出阴离子(阴离子浓度取决于电场大小)、电解分子减少,光子晶体发生收缩,当光子晶体分布周期D=dhG+dl移动至绿色波长范围内(577~492nm),即可实现中间绿色结构光的反射。进一步地,当通过第二电极连接部12使得第二电极20电压继续升高至VB时,光子晶体进一步收缩至结构周期达到蓝色光波长范围内(450~435nm),实现终态蓝色结构反射光。因此,可根据第二电极20与第一电极17之间的电场大小控制实现光子晶体颗粒的周期转换,可逆且可控,从而实现红、绿、蓝三色结构光。此时电泳腔室内带负电荷的黑色粒子6逆着电场方向聚集于第二基板13处,因此光入射进入电泳腔室内,优先照射到光子晶体4上,反射出不同色彩的光,即可实现全彩显示。
图7示出了本公开实施利的实现黑态显示的显示面板的示意图。通过第二电极连接部12使得第二电极20充入负电-VBK,与第一电极17之间形成负向电场使得带负电荷的黑色粒子逆着电场方向聚集于第一基板1处,因此光将直接照射到黑色粒子6表面,被黑色粒子6吸收,即实现黑态显示。
图8示出了根据本公开实施例的显示面板的一个子像素单元的结构示意图。图8示出了本公开实施例的显示面板的一个子像素,其作为显示面板的一个显示单元基本结构。该显示单元基本结构的主体结构包括第一基板1、第二基板13、隔离层3和充满电泳腔室的电解液5。对于整个显示面板而言,第一基板1和第二基板13之间将限定出一个容纳区域,隔离层3为网状的,其布置在第一基板1和第二基板13之间用于将第一基板1和第二基板13之间的容纳空间分割成作为多个电泳腔室的多个密闭子空间以限定出多个子像素的多个子像素区域。显示时相邻的发出不同颜色的子像素构成一个像素单元。例如,在显示面板被施加电压后,施加电压后相邻的分别发出红色、绿色和蓝色的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素可以构成一个像素单元。第一基板1上设置有黑矩阵层2,黑矩阵层2的作用主要是为了避免相邻电泳腔室(即,相邻子像素)间反射光交叠串色,其处于如图2所示的非显示区域X。第二基板13上设置有电路驱动部分,为每个子像素提供驱动信号以进行适当的显示。各像素单元的有序控制主要是通过该电路驱动部分中包括的薄膜晶体管(TFT)器件实现的,TFT器件包括金属电极:源极7、栅极10、漏极12,以及形成沟道区的有源层9及其两侧的掺杂区8。在本发明方案中,金属电极主要成分可选用Al、Mo、Nb、Ti等金属元素搭配形成的多层叠层结构/合金复合结构,具有很好的电阻率和工艺可行性。有源层9的材料可以为半导体,例如使用LTPS(低温多晶硅、p-Si),其具有更高的电子迁移率,同时开口率增加的可能性更高;掺杂区8可以为在低温多晶硅中掺杂高浓度的N掺杂形成的,以有助于改善金属电极与半导体层间的欧姆接触。第二基板13上各层金属电极之间的隔离主要是通过第一绝缘层16、第二绝缘层15、第三绝缘层14,第一绝缘层16、第二绝缘层15和第三绝缘层14可以选择SiNx、SiOx等制备,具有很好的绝缘性和稳定性。
与图2的实施例中第一电极17设置在第一基板1上不同,图8所示的实施例中的第二电极17设置在第二基板13上并且位于第二电极20的远离第二基板13的一侧,其中第一电极17和第二电极20之间设置有用于对二者进行间隔的第一绝缘层16。当栅极10和源极7之间被施加一定的压差时(超过阈值电压Vth),TFT器件打开,漏极11即可通过第二电极连接部12对设置在第二基板13上的第二电极20(例如图12所示)进行充电。充电完成后,各子像素帧间电压的保持可以通过第二电极20和第一电极17之间的存储电容Cst实现。在该实施例中,通过第一电极17为每个电泳腔室提供统一的公共电压。
第一电极17和第二电极20可以选用ITO(氧化铟锡材料),具有高透过率、低电阻率的稳定特性,可大大提升电子纸显示区的入射、出射光的光线透过率,提升显示亮度。电泳腔室内充满电泳液5,电泳液5之间悬浮着光子晶体粒子4和带负电荷的黑色粒子6,光子晶体粒子4颜色表现为结构色且具有电刺激响应特性,主要作用为贡献彩色光,黑色粒子6具有不透光性且通过如静电喷涂等方式负电修饰带有负电荷,主要作用为贡献黑色光。电泳液5在无电场情况下起到负载电泳粒子的作用,而当存在外加电场时电泳液会发生电解作用,释放出阴离子,从而影响光子晶体粒子4的收缩和溶胀,控制光子禁带蓝移/红移、实现反射光色彩的选择。
如图8所示,第二电极20和第一电极17均放置在第二基板13上,更具体地,位于第一绝缘层16上,此时电解液中的电场方向将由图2所示实施中的上下基板的垂直电场转换为同基板上的环绕型电场。在全彩显示与黑态显示的实施方式与图2所示的实施例同理,如图9和图10所示,在此就不多加赘述。
图8所示的实施例中,第一电极17和第二电极20之间的位置关系可以如图12的俯视图所示,图12中仅仅示出了黑矩阵层2、第二电极20和第一电极17的位置关系。如图12所示,在一个子像素区域(即,一个电泳腔室)内,第二电极20例如为板状电极,整体上覆盖整个子像素区域;第一电极17例如为条状,布置在第二电极20上的第一绝缘层16上,通过第一绝缘层16电隔离。图12还使出了黑矩阵层2的位置。
基于如上所示的本公开实施例的显示面板的结构示意图,本公开还提供了一种显示面板的显示方法,如图13所示,其包括步骤S1301,向每个像素单元的多个子像素的第一电极施加相同的基准电压,例如如图6和图9所示的全彩色显示;步骤S1302,向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加不同的电压以实现全彩色显示,或者向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加相同的电压以实现单色显示,例如如图7和图10所示的置黑显示。
本发明提供一种可实现全彩显示的新型显示装置及显示方法,主要是通过对电解液中悬浮的光子晶体施加不同的电场、控制光子晶体粒子溶胀和收缩这一电刺激响应来实现光子禁带的不同程度移动,因而实现光子晶体上反射光由红色到绿色到蓝色这一递进性色彩变换。本发明中,每个像素单元的电泳腔室具有完全相同的结构设计,这在电子纸组装时大大降低了喷墨精度要求,仅仅通过控制各个腔室的电压大小即可控制各个腔室的反射光颜色。同时光子晶体作为结构色具有超越色素的高饱和度、高亮度和不褪色等优势,因此本公开实施例的方案可赋予全彩、鲜亮的色彩显示效果,电刺激响应也可实现精准的色域控制,赋予丰富的用户视觉体验,为实现全彩显示提供新的解决方案。
相应地,本公开还提供了一种包括上述显示面板的显示装置,其可以为: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。对于该显示面板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。
本公开实施例所提供的可实现全彩显示的显示面板及其显示方法和显示装置,主要是通过对不同子像素区域的电泳腔室单元的电解液中悬浮的光子晶体施加不同的电场、控制光子晶体粒子溶胀和收缩这一电刺激响应来实现光子禁带的不同程度移动,因而实现光子晶体上反射光由红色到绿色到蓝色这一递进性色彩变换。这种电泳腔室单元完全相同的结构设计在电子纸组装时大大降低了喷墨精度要求,通过控制各个腔室的两个电极上所施加的电压大小即可控制各个腔室的反射光颜色。同时光子晶体作为结构色具有超越色素的高饱和度、高亮度和不褪色等优势,因此本公开方案可赋予全彩、鲜亮的色彩显示效果,电刺激响应也可实现精准的色域控制,赋予丰富的用户视觉体验,为实现全彩显示提供新的解决方案。
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 (15)
1.一种显示面板,包括第一基板、与第一基板对置的第二基板和设置在第一基板和第二基板之间的网状隔离层,所述隔离层将第一基板和第二基板之间的空间划分为多个密闭子空间,以分别限定出用于设置多个子像素的多个子像素区域,所述多个子像素中每相邻的至少两个子像素构成一个像素单元,其中,对于每个子像素区域,
所述显示面板包括设置在第二基板上的第二电极和设置在第一基板或第二基板上的第一电极;以及
所述显示面板包括密封在该子像素区域的闭合子空间中的电解液以及悬浮在电解液中的光子晶体。
2.根据权利要求1所述的显示面板,还包括网状的黑矩阵层,其布置在所述隔离层的靠近所述第一基板的一侧,以分别限定出所述多个子像素的多个显示区域。
3.根据权利要求2所述的显示面板,其中,对于每个子像素区域,该子像素区域的密闭子空间中还包括悬浮在电解液中的带负点的黑色粒子。
4.根据权利要求3所述的显示面板,其中,对于每个子像素区域,所述显示面板还包括设置在第二基板上用于控制向第二电极施加信号的开关晶体管以及用于将开关晶体管电连接至第二电极的第二电极连接部;以及
所述开关晶体管包括设置在第二基板上的有源层、栅极、源极和漏极,以及所述漏极通过所述第二电极连接部电连接至所述第二电极。
5.根据权利要求4所述的显示面板,其中,对于每个子像素区域,
所述第二电极在第一基板上的正投影至少覆盖该子像素区域的显示区域在第一基板上的正投影。
6.根据权利要求5所述的显示面板,其中,所述光子晶体包括一维光子晶体、二维光子晶体管和三维光子晶体中的任意一种。
7.根据权利要求6所述的显示面板,其中,相邻的至少两个子像素包括相邻的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的显示面板,其中,第一电极设置在第一基板上,以及
所述多个子像素区域的第一基板为一体结构。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的显示面板,还包括设置在所述第二电极的远离基板一侧的第一绝缘层;
第一电极设置在第一绝缘层上;以及
每个子像素区域的第一电极包括多个间隔开的条状子电极。
10.根据权利要求9所述的显示面板,其中,所述多个子像素成矩阵排列成多行多列;
对于每个子像素区域,多个间隔开的条状子电极沿着列方向延伸并且沿着行方向依次排列。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的显示面板,还包括直流电源,其连接至所述第一电极和所述第二电极,用于对第一电极和第二电极提供电压信号。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的显示面板的显示方法,包括:
向每个像素单元的多个子像素的第一电极施加相同的基准电压;以及
向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加与基准电压不同的电压。
13.根据权利要求12所述的显示方法,其中,向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加与基准电压不同的电压包括向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加相同的置黑电压,该置黑电压低于基准电压。
14.根据权利要求12所述的显示方法,其中,向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加与基准电压不同的电压包括向每个像素单元的多个子像素的第二电极施加不同的显示电压,其均大于基准电压。
15.一种显示装置,包括根据权利要求1至11中任一项所述的显示面板。
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Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1504821A (zh) * | 2002-11-28 | 2004-06-16 | ���µ�����ҵ��ʽ���� | 显示装置及其制造方法 |
CN1808552A (zh) * | 2005-01-21 | 2006-07-26 | 三星电子株式会社 | 显示装置及其驱动装置 |
KR20100091140A (ko) * | 2010-07-26 | 2010-08-18 | 주식회사 나노브릭 | 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치 |
CN102124405A (zh) * | 2008-05-30 | 2011-07-13 | 欧帕鲁克斯有限公司 | 可调布拉格堆叠 |
CN103576402A (zh) * | 2012-08-01 | 2014-02-12 | 余志刚 | 可透明的电子墨水纸 |
CN105511195A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-04-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种双面显示面板以及双面显示装置 |
CN106601203A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-04-26 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种液晶显示面板及装置 |
CN108153041A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-06-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板、背光模组及显示装置 |
CN108363249A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板、其驱动方法及显示装置 |
CN108508666A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-07 | 昆山龙腾光电有限公司 | 阵列基板、液晶显示装置及视角切换方法 |
CN108681179A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-10-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种电子纸 |
CN109656075A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-04-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 子像素结构、显示面板及其制造和控制方法、显示装置 |
CN110955093A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板及其制备方法、显示装置 |
CN111029481A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-17 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板、其控制方法及显示装置 |
CN111326108A (zh) * | 2018-12-17 | 2020-06-23 | 乐金显示有限公司 | 用于防止基准电压畸变的有机发光显示装置 |
CN111383592A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 乐金显示有限公司 | 发光显示装置、发光显示面板、驱动电路和驱动方法 |
-
2021
- 2021-02-24 CN CN202110209667.2A patent/CN112987440B/zh active Active
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1504821A (zh) * | 2002-11-28 | 2004-06-16 | ���µ�����ҵ��ʽ���� | 显示装置及其制造方法 |
CN1808552A (zh) * | 2005-01-21 | 2006-07-26 | 三星电子株式会社 | 显示装置及其驱动装置 |
CN102124405A (zh) * | 2008-05-30 | 2011-07-13 | 欧帕鲁克斯有限公司 | 可调布拉格堆叠 |
KR20100091140A (ko) * | 2010-07-26 | 2010-08-18 | 주식회사 나노브릭 | 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치 |
CN103576402A (zh) * | 2012-08-01 | 2014-02-12 | 余志刚 | 可透明的电子墨水纸 |
CN105511195A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-04-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种双面显示面板以及双面显示装置 |
CN106601203A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-04-26 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种液晶显示面板及装置 |
CN108153041A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-06-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板、背光模组及显示装置 |
CN108363249A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板、其驱动方法及显示装置 |
CN108508666A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-07 | 昆山龙腾光电有限公司 | 阵列基板、液晶显示装置及视角切换方法 |
CN108681179A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-10-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种电子纸 |
CN111326108A (zh) * | 2018-12-17 | 2020-06-23 | 乐金显示有限公司 | 用于防止基准电压畸变的有机发光显示装置 |
CN111383592A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-07 | 乐金显示有限公司 | 发光显示装置、发光显示面板、驱动电路和驱动方法 |
CN109656075A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-04-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 子像素结构、显示面板及其制造和控制方法、显示装置 |
CN111029481A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-17 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板、其控制方法及显示装置 |
CN110955093A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板及其制备方法、显示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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