CN115390308A - 一种显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示装置及其驱动方法，显示装置包括：相对而置的第一基板和第二基板，位于第一基板和第二基板之间的液晶层，位于第二基板背离液晶层一侧的相位延迟层和偏光层。在显示装置中设置了补光光源，补光光源可以在环境光较弱的情况下对显示装置进行补光，由此提高显示装置的显示亮度，优化显示效果。

Description

一种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，尤其涉及一种显示装置及其驱动方法。

背景技术

液晶显示屏作为目前主流的显示屏，具有耗电量低、体积小、辐射低等优势。目前的液晶显示屏包括透射式液晶显示屏和反射式液晶显示屏。

其中，透射式液晶显示屏需要配合背光模组，背光模组本身具有一定的厚度，因此透射式液晶显示屏不利于薄型化设计。另外，透光式液晶显示屏在长时间观看存在刺激眼睛的问题，尤其对于儿童可能会影响视力。反射式液晶显示屏是通过对反射光线进行调制实现图像显示，显示画面更加柔和，可以保护眼睛。

然而，反射式液晶显示屏在弱环境光下亮度过低，影响显示效果。

发明内容

本发明一些实施例中，在显示装置中设置了补光光源，补光光源可以在环境光较弱的情况下对显示装置进行补光，由此提高显示装置的显示亮度，优化显示效果。

本发明一些实施例中，补光光源可以设置于液晶层的任意一侧，且补光光源向液晶层出射光线，出射光线可以被液晶层调制。

本发明一些实施例中，显示装置还包括：位于偏光层背离相位延迟层一侧的第三基板，补光光源位于第三基板面向偏光层的一侧，补光光源向下出射光线。那么补光光源在向液晶层出射光线时，相当于增大了环境光的亮度，偏光层、位延迟层以及液晶层对补光光源的出射光的调制原理与对环境光的调制原理相同，由此可以增加用于图像显示的光线，从而提升显示亮度。

本发明一些实施例中，当补光光源位于偏光层背离第二基板的一侧时，补光光源向下出光，可以将反射层设置在第一基板面向液晶层的一侧，具体可以设置在像素电极背离平坦层的一侧的表面。反射层可以具有与像素电极一一对应的图形，或者，反射层也可以整层设置。补光光源出射的光线在入射到显示装置内部之后，会被反射层向出光侧反射，经过液晶层的调制之后可以实现图像显示。

本发明一些实施例中，将补光光源设置于第二基板面向相位延迟层的一侧。具体可以在第二基板的第二衬底基板的一侧制作彩膜层，在第二衬底基板的另一侧制作驱动补光光源的驱动电路，再电连接补光光源。当补光光源位于第二基板面向相位延迟层的一侧时，补光光源向下出光，可以将反射层设置在第一基板面向液晶层的一侧。补光光源出射的光线在入射到显示装置内部之后，会被反射层向出光侧反射，经过液晶层的调制之后可以实现图像显示。

本发明一些实施例中，补光光源设置于第二基板面向液晶层的一侧。具体可以将补光光源设置于彩膜层面向液晶层的一侧。当补光光源设置于第二基板面向液晶层的一侧时，补光光源向下出光，可以将反射层设置在第一基板面向液晶层的一侧。补光光源出射的光线在入射到显示装置内部之后，会被反射层向出光侧反射，经过液晶层的调制之后可以实现图像显示。

本发明一些实施例中，将补光光源设置于反射层面向液晶层的一侧。此时，补光光源可以向上出光，由于自发光型发光器件两侧均可以出光，因此会有一部分光线向反射层的一侧出射，将补光光源设置于反射层之上，反射层可以将补光光源向下出射的光线进一步向出光侧反射，从而提高光源的利用效率。

本发明一些实施例中，反射层位于第一基板面向液晶层的一侧，补光光源设置于反射层背离第一基板的一侧。补光光源位于显示装置的内部，补光光源相当于背光的作用，补光光源出射的光线在经过液晶层时，被液晶层调制，从而可以实现图像显示。

本发明一些实施例中，反射层位于第一基板背离液晶层的一侧，补光光源设置于反射层和第一基板之间。补光光源位于第一基板的外侧，补光光源相当于背光的作用，补光光源出射的光线在经过液晶层时，被液晶层调制，从而可以实现图像显示。

本发明一些实施例中，补光光源可以采用无源驱动的方式进行驱动，具体地，可以通过形成驱动线路，并将补光光源与驱动线路电连接，通过驱动线路可以控制所有的补光光源同时点亮或同时关闭。采用无源驱动的方式控制补光光源可以简化驱动线路的设计难度，同时也可以简化对显示装置的补光方法。

本发明一些实施例中，补光光源均可以采用有源驱动的方式进行驱动，具体地，可以设置多个有源驱动单元与补光光源一一对应，补光光源在对应的有源驱动单元的控制下可以实现不同的亮度出射。采用有源驱动的方式控制补光光源可以对补光光源进行寻址点亮，从而可以根据实际需求点亮对应位置的补光光源，由此可以节约能源，对补光进行精确控制。

本发明一些实施例中，补光光源可以采用微型自发光型的发光器件，这样补光光源只占用显示装置的开口区的较小尺寸，既可以对显示装置进行有效补光，又可以减小设置补光光源所占用的空间。

本发明一些实施例中，第二基板上通常设置有彩膜层，补光光源出射的光线最终会被彩膜层滤光之后出射，因此补光光源均采用白光光源。

本发明一些实施例中，为了优化补光效果，补光光源可以与显示装置的子像素单元一一对应，补光光源在第一基板上的正投影位于子像素单元的开口区在第一基板的正投影范围之内。这样，每个补光光源用于对一个子像素单元进行补光，且补光光源的出射光线可以经过对应的子像素单元的开口区入射到液晶层，在经过液晶层的调制之后可以实现图像显示。当补光光源采用有源驱动的方式进行驱动时，补光光源与子像素单元一一对应，可以根据各子像素单元对应的图像的亮度控制补光光源的明亮程度，从而可以实现根据显示画面对显示装置的各子像素单元进行精确补光，有效提升显示效果。

本发明一些实施例中，显示装置的驱动方法中设置了第一亮度阈值，当环境光的亮度大于等于第一亮度阈值时，环境光较充足，液晶层对反射层反射的环境光进行调制后的显示图像亮度可以满足使用需求，此时不需要补光，关闭补光光源。当环境光的亮度小于第一亮度阈值时，环境光不足，在环境光入射到显示装置内部时还会损失一半的能量，因此环境光经调制后的显示图像亮度较低，无法满足使用需求，此时可以开启补光光源对显示装置进行补光，由此提升显示图像的亮度，优化显示效果。

本发明一些实施例中，显示装置的驱动方法中还设置了小于第一亮度阈值的第二亮度阈值，当环境光的亮度小于第二亮度阈值且大于或等于第二亮度阈值时，可以开启补光光源对显示装置进行补光，与此同时还需要对控制液晶层翻转的像素电极和公共电极施加电信号，这样可以利用液晶层对环境光以及补光光源的出射光进行调制，以实现图像显示。然而当环境光的亮度小于第二阈值时，说明环境光的亮度过低，那么此时可以停止向像素电极和公共电极施加电信号，以使液晶层恢复到初始状可以直接透光，再根据显示图像的图像数据直接控制与各子像素单元一一对应的补光光源显示对应的子像素单元的亮度，再经过第二基板中彩膜层的滤光可以直接利用补光光源实现图像显示。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的显示装置的显示原理图；

图2为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之一；

图3为本发明实施例提供的第三基板的平面结构示意图之一；

图4为本发明实施例提供的第三基板的平面结构示意图之二；

图5为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之二；

图6为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之三；

图7为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之四；

图8为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之五；

图9为本发明实施例提供的显示装置的驱动方法的流程图。

其中，10-第一基板，20-第二基板，21-第二衬底基板，22-彩膜层，30-液晶层，40-反射层，50-偏光层，60-相位延迟层，70-第三基板，s-补光光源，z-走线，g-扫描信号线，d-数据信号线，t-薄膜晶体管。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

液晶显示器的显像原理，是将液晶置于两片导电玻璃之间，靠两个电极间电场的驱动，引起液晶分子扭曲的电场效应，以控制经过液晶的光线透射或遮蔽功能，从而将影像显示出来。若加上彩色滤光片，则可显示彩色影像。

液晶显示器通常可以分为透射式的液晶显示器和反射式的液晶显示器，其中透射式的液晶显示器需要配合背光模组使用，液晶显示面板位于背光模组的出光侧，液晶面板可以对背光模组的出射光进行调制以实现图像显示。反射式的液晶显示器不需要背光模组，而是直接对入射到液晶显示面板中的环境光进行反射，再对反射光进行调制以实现图像显示。

然而，由于反射式液晶显示装置在弱环境光下的亮度较低，显示效果下降，因此本发明实施例在反射式液晶显示装置中增加补光光源，这样可以在环境光较弱的情况下对显示装置进行补光，从而优化显示效果。

图1为本发明实施例提供的显示装置的显示原理图。

参照图1，显示装置包括：第一基板10、第二基板20、液晶层30、反射层40、偏光层50和相位延迟层60。

第一基板10，位于显示装置的底部。第一基板10的形状跟随显示装置的整体形状进行设置，通常情况下，显示装置为矩形，因此第一基板10也可以设置为矩形。第一基板10的尺寸略小于显示装置的整体尺寸。

第一基板10为阵列基板，具体包括：第一衬底基板，位于第一衬底基板之上的驱动线路，位于驱动线路表面的平坦层，以及位于平坦层之上呈阵列排布的多个像素电极，像素电极通过平坦层的过孔与下方的驱动线路电连接，由此可以通过向驱动线路加载相应的驱动信号加载至对应的像素电极上。

在实际应用中，通常采用有源驱动对显示装置进行驱动。阵列基板上设置有多条平行排列扫描信号线，以及与扫描信号线垂直且与扫描信号线绝缘的多条平行排列的数据信号线。多条扫描信号线和多条数据信号线划分出多个子像素单元，像素电极元位于子像素单元内。阵列基板还包括多个薄膜晶体管，薄膜晶体管与像素电极一一对应，薄膜晶体管的栅极连接对应的扫描信号线，源极连接对应的数据信号线，漏极连接对应的像素电极。由此，在扫描信号线加载有效电平信号时，该扫描信号线对应的各薄膜晶体管可以将对应的数据信号线上的数据信号加载至对应的像素电极。

如果显示装置应用水平电场控制液晶，那么阵列基板还包括与像素电极相互绝缘的公共电极，公共电极可以施加固定的公共电压，这样像素电极和公共电极之间可以形成水平电场控制液晶翻转。

第二基板20，与第一基板10相对设置，第二基板20和第一基板10之间相距设定距离。第二基板20的形状与第一基板10的形状相同，通常情况下可以设置为矩形。由于第一基板10上需要设置绑定区，因此第二基板20的尺寸会略小于第一基板10的尺寸。

第二基板20为对向基板，对向基板通常为彩膜基板，包括第二衬底基板以及位于第二衬底基板面向第一基板10一侧表面的彩膜层。彩膜层包括多个颜色不同的彩膜单元，彩膜单元与子像素单元一一对应。通常彩膜单元包括红色彩膜单元、绿色彩膜单元和蓝色彩膜单元，且三种颜色的彩膜单元按照设定顺序重复排列。一个红色彩膜单元、一个绿色彩膜单元和一个蓝色彩膜单元对应的三个子像素单元构成一个像素单元。在彩膜单元之间还设置有遮光层，遮光层具有暴露至少部分彩膜单元的图形，用于将彩膜单元按照子像素单元的区域界定出来。同时遮光层还可以将阵列基板中的扫描信号线、数据信号线等金属线进行遮挡。

如果显示装置应用垂直电场控制液晶，那么对向基板在彩膜层背离第二衬底基板的一侧还设置有公共电极，公共电极整面设置，加载相同的公共电压，像素电极和公共电极之间形成垂直电场控制液晶翻转。

液晶层30，位于第一基板10与第二基板20之间。液晶层30由液晶分子注入到第一基板10与第二基板20之间形成。液晶分子在外加电场的作用下发生翻转，从而可以使经过的光线产生相位延迟，利用液晶分子的上述作用可以对光线的透过率进行调制，从而实现图像的明暗变化。

反射层40，位于液晶层30背离第二基板20的一侧。反射层可以与像素电极一一对应设置，也可以整层设置，通常情况下可以设置成矩形。反射层可以采用反光材料进行制作，在此不做限定。

环境光在显示装置的显示面一侧向显示装置内部入射，经过反射层40的反射以及液晶层的调制之后可以实现不同的显示亮度。

偏光层50，位于第二基板20背离液晶层30的一侧。偏光层50的形状和尺寸可以与第二基板20的形状和尺寸相同，通常情况下可以设置为矩形。

偏光层50可以采用吸收型偏光片，当环境光入射到偏光层50之后，环境光为自然光可以被分解为偏振方向平行于偏光层50的透过轴方向的分量和偏振方向垂直于偏光层50的透过轴方向的分量。只有偏振方向平行于偏光层50的透过轴方向的分量可以透过，且透射过的光线为线偏振光，偏振方向平行于偏光层50的透过轴方向的分量被偏光层50吸收。

相位延迟层60，位于偏光层50和第二基板20之间。相位延迟层60的形状和尺寸可以与偏光层50的形状和尺寸相同，通常情况下可以设置为矩形。

相位延迟层60可以对透过的光线产生相位延迟量，配合偏光层50可以改变光线的偏振态。

在具体实施时，相位延迟层60可以采用四分之一波片，四分之一波片的光轴与偏光层50的透过轴的夹角为45°。那么偏光层50透过的线偏振光再经过四分之一波片之后可以转化为圆偏振光，而透过四分之一波片的圆偏振光再经过偏光层50可以转化为线偏振光。

具体可以参照图1，在不加电的情况下(以图1左侧光线进行示意)，液晶层30中的液晶分子处于初始状态，可以直接透过光线而不产生相位延迟量。那么环境光经过偏光层50后透过的光线为偏振方向平行于偏光层50的透过轴方向的线偏振光，例如，偏光层50的透过轴方向为水平方向，那么环境光在经过偏光层50之后为偏振方向为水平方向的第一线偏振光(如图1中的∥所示)。第一线偏振光在经过相位延迟层60之后转化为第一圆偏振光(例如，可以为左旋圆偏振光)。第一圆偏振光向液晶层30入射，此时液晶层30不产生相位延迟量，第一圆偏振光经过液晶层30向反射层40入射，经过反射层40的反射之后，第一圆偏振光转化为旋转方向相反的第二圆偏振光(例如，可以为右旋圆偏振光)。第二圆偏振光再次经过液晶层30之后向相位延迟层60入射，在相位延迟层60的作用下转化为偏振方向与第一线偏振光相互垂直的第二线偏振光(如图1中的⊥所示)。第二线偏振光向偏光层50入射，由于偏光层50的透过轴为水平方向，因此第二线偏振光无法透过偏光层50，全部被偏光层50吸收。此时，显示装置呈现暗态，即为最小灰阶的状态。

在对显示装置加载最大电压的情况下(以图1右侧光线进行示意)，液晶层30中的液晶分子发生翻转，在翻转到一定程度的情况下，此时的液晶层30产生的相位延迟量为π/2，那么液晶层30相当于四分之一波片的作用。环境光在经过偏光层50之后为偏振方向为水平方向的第一线偏振光(如图1中的∥所示)。第一线偏振光在经过相位延迟层60之后转化为第一圆偏振光(例如，可以为左旋圆偏振光)。第一圆偏振光向液晶层30入射，此时液晶层30相当于四分之一波片的作用，第一圆偏振光经过液晶层30转化为偏振方向垂直于第一线偏振光的第二线偏振光(如图1中的⊥所示)。第二线偏振光向反射层40入射，经过反射层40的反射之后，第二线偏振光再次向液晶层30入射，第二线偏振光经过液晶层30的作用之后转化为第二圆偏振光(例如，可以为右旋圆偏振光)。第二圆偏振光经过液晶层30之后向相位延迟层60入射，在相位延迟层60的作用下再次转化为第一线偏振光(如图1中的∥所示)。第一线偏振光向偏光层50入射，由于偏光层50的透过轴为水平方向，因此第一线偏振光可以直接透过偏光层50。此时，显示装置呈现亮态，即为最大灰阶的状态。

那么在对显示装置加载小于最大电压的情况下，可以实现中间灰阶的调节，由此实现对光线的透过率的调制，用于图像显示。

然而，如果当环境光较弱的情况下，由于环境光只有一半的分量可以用于图像显示，因此在环境光弱的情况下，显示亮度会更小。为了克服上述问题，本发明实施例在显示装置中增加补光光源，补光光源可以对显示装置进行补光，由此提高显示装置的显示亮度，优化显示效果。

在具体实施时，补光光源可以设置于液晶层30的任意一侧，且补光光源向液晶层30出射光线，出射光线可以被液晶层30调制。

在一些实施例中，补光光源可以采用自发光型的发光器件，例如可以采用有机发光二极管(Micro-Organic Light Emitting Diode，简称Micro-OLED)、或微型发光二极管(Micro-Light Emitting Diode，简称Micro-LED)中的一种。

OLED属于一种电流型的有机发光器件，是通过载流子的注入和复合而致发光的现象，发光强度与注入的电流成正比。OLED在电场的作用下，阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。当二者在发光层相遇时，产生能量激子，从而激发发光分子最终产生可见光。Micro-OLED是将OLED器件微缩化，Micro-OLED不仅具有OLED的所有优势，还具有较小的尺寸。

LED中有发光材料为无机发光材料，具有高亮度、耗功小、电压需求低、设备小巧便捷等特点，而Mini-LED是将LED微缩化，因此具有LED同样的优势，同时具有更小的尺寸。

本发明实施例采用Micro-OLED或Micro-LED作为补光光源可以使补光光源占用显示装置的开口区的较小尺寸，这样既可以对显示装置进行有效补光，又可以减小设置补光光源所占用的空间。除此之外，还可以采用其它微型自发光器件作为补光光源s，在此不做限定。

由于第二基板会设置彩膜层，补光光源出射的光线最终会被彩膜层滤光之后出射，因此补光光源均采用白光光源即可。

图2为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之一。

参照图2，在一些实施例中，显示装置还包括：

第三基板70，位于偏光层50背离相位延迟层60的一侧，补光光源s位于第三基板70面向偏光层50的一侧。

在具体实施时，相位延迟层60可以贴附于第二基板20的外表面，偏光层50可以贴附于相位延迟层60之上。将补光光源s制作在第三基板70之上，再将第三基板70倒置于第二基板20之上，补光光源s向下出射光线。那么补光光源s在向液晶层30出射光线时，相当于增大了环境光的亮度，偏光层50、相位延迟层60以及液晶层30对补光光源s的出射光的调制原理与对环境光的调制原理相同，由此可以增加用于图像显示的光线，从而提升显示亮度。

图3为本发明实施例提供的第三基板的平面结构示意图之一。

参照图3，在一些实施例中，补光光源s可以采用无源驱动的方式进行驱动，此时，显示装置还包括：

驱动线路(图中未示出)，位于第三基板70之上，补光光源s与驱动线路电连接。

其中，驱动线路包括多条走线z，各走线z构成上述驱动线路。补光光源s采用自发光型的发光器件，通常情况下补光光源设置有两个电极，上述的各走线用于连接各补光光源s的电极。

如图3所示，补光光源s在第三基板70上呈阵列排布，位于同一行的补光光源s的正极连接一条走线，负极连接一条走线；对于多行的补光光源s，再将连接正极的走线相互连接之后连接正极信号端，将连接负极的走线相互连接之后连接负极信号端。由此可以将所有的补光光源s的正极连接至同一正极信号端，将所有的补光光源s的负极连接至同一负极信号端。通过对正极信号端和负极信号端加载电信号可以对所有的补光光源s进行同时控制，实现补光光源s在驱动线路传输的驱动信号的控制下同时点亮或同时关闭。

驱动线路可以采用在第三基板70上镀金属层，再对金属层进行刻蚀的方法形成，在此不做限定。

采用无源驱动的方式控制补光光源s可以简化驱动线路的设计难度，同时也可以简化对显示装置的补光方法。

图4为本发明实施例提供的第三基板的平面结构示意图之二。

参照图4，在一些实施例中，补光光源s可以采用有源驱动的方式进行驱动，此时，显示装置还包括：

多个有源驱动单元(图中未示出)，与补光光源s一一对应设置；补光光源s在对应的有源驱动单元的控制下点亮或关闭。

其中，有源驱动单元通常为由薄膜晶体管、电阻以及电容等元件构成的电路。

如图4所示，在第三基板70上设置有多条扫描信号线g和多个数据信号线d，扫描信号线g和数据信号线d相互交叉设置，并划分出多个单元区域，一个单元区域内设置有一个补光光源s。有源驱动单元包括薄膜晶体管t，薄膜晶体管t与补光光源s一一对应设置，薄膜晶体管t的栅极连接对应的扫描信号线g，源极连接对应的数据信号线d，漏极连接对应的补光光源s的电极，那么通过对扫描信号线g加载扫描信号，可以将数据信号线d上的数据信号加载至相应的补光光源s，补光光源s可以在数据信号的控制下点亮，出射设定的亮度。

有源驱动单元可以采用薄膜工艺形成在第三基板70之上，在此不做限定。

采用有源驱动的方式控制补光光源s可以对补光光源s进行寻址点亮，从而可以根据实际需求点亮对应位置的补光光源s，由此可以节约能源，对补光进行精确控制。

如图2所示，当补光光源s位于偏光层50背离第二基板20的一侧时，补光光源s向下出光，可以将反射层40设置在第一基板10面向液晶层30的一侧，具体可以设置在像素电极背离平坦层的一侧的表面。且反射层40可以具有与像素电极一一对应的图形，或者，反射层40也可以整层设置。这样，补光光源s出射的光线在入射到显示装置内部之后，会被反射层40向出光侧反射，经过液晶层30的调制之后可以实现图像显示。

图5为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之二。

参照图5，在一些实施例中，还可以将补光光源s设置于第二基板20面向相位延迟层60的一侧。

在具体实施时，可以在第二基板20的第二衬底基板的一侧制作彩膜层，在第二衬底基板的另一侧制作驱动补光光源s的驱动电路，再电连接补光光源s。

如图5所示，当补光光源s位于第二基板20面向相位延迟层60的一侧时，补光光源s向下出光，可以将反射层40设置在第一基板10面向液晶层30的一侧，具体可以设置在像素电极背离平坦层的一侧的表面。同样地，反射层40可以具有与像素电极一一对应的图形，或者，反射层40也可以整层设置。这样，补光光源s出射的光线在入射到显示装置内部之后，会被反射层40向出光侧反射，经过液晶层30的调制之后可以实现图像显示。

在采用图5所示的显示装置结构时，可以采用有源驱动的方式对补光光源s进行驱动，这样可以根据显示图像控制对应位置的补光光源s的亮暗程度，优化显示效果。当采用有源驱动的方式设置补光光源s时，其具体结构可以参见图4，此处不再赘述。

图6为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之三。

参照图6，第二基板20包括第二衬底基板21和位于第二衬底基板21表面的彩膜层22。

在一种实施例中，还可以补光光源s设置于第二基板20面向液晶层30的一侧。例如，可以将补光光源s设置于第二基板20的第二衬底基板21与彩膜层22之间；或者，如图6所示，也可以将补光光源s设置于彩膜层22面向液晶层30的一侧。

如图6所示，当补光光源s设置于第二基板20面向液晶层30的一侧时，补光光源s向下出光，可以将反射层40设置在第一基板10面向液晶层30的一侧，具体可以设置在像素电极背离平坦层的一侧的表面。同样地，反射层40可以具有与像素电极一一对应的图形，或者，反射层40也可以整层设置。这样，补光光源s出射的光线在入射到显示装置内部之后，会被反射层40向出光侧反射，经过液晶层30的调制之后可以实现图像显示。

在采用图6所示的显示装置结构时，可以采用有源驱动的方式对补光光源s进行驱动，这样可以根据显示图像控制对应位置的补光光源s的亮暗程度，优化显示效果。当采用有源驱动的方式设置补光光源s时，其具体结构可以参见图4，此处不再赘述。

图7为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之四，图8为本发明实施例提供的显示装置的截面结构示意图之五。

参照图7和图8，在一些实施例中，还可以将补光光源s设置于反射层40面向液晶层30的一侧。此时，补光光源s可以向上出光，由于自发光型发光器件两侧均可以出光，因此会有一部分光线向反射层40的一侧出射，将补光光源s设置于反射层40之上，反射层40可以将补光光源s向下出射的光线进一步向出光侧反射，从而提高光源的利用效率。

在一些实施例中，参照图7，反射层40位于第一基板10面向液晶层30的一侧，补光光源s设置于反射层40背离第一基板10的一侧。

在采用图7所示的显示装置结构时，补光光源s位于显示装置的内部，补光光源s相当于背光的作用，补光光源s出射的光线在经过液晶层30时，被液晶层30调制，从而可以实现图像显示。

可以采用有源驱动的方式对补光光源s进行驱动，这样可以根据显示图像控制对应位置的补光光源s的亮暗程度，优化显示效果。当采用有源驱动的方式设置补光光源s时，其具体结构可以参见图4，此处不再赘述。

在一些实施例中，参照图8，反射层40位于第一基板10背离液晶层30的一侧，补光光源s设置于反射层40和第一基板10之间。

在采用图8所示的显示装置结构时，补光光源s位于第一基板10的外侧，补光光源s相当于背光的作用，补光光源s出射的光线在经过液晶层30时，被液晶层30调制，从而可以实现图像显示。

可以采用有源驱动的方式对补光光源s进行驱动，这样可以根据显示图像控制对应位置的补光光源s的亮暗程度，优化显示效果。当采用有源驱动的方式设置补光光源s时，其具体结构可以参见图4，此处不再赘述。

本发明实施例提供的上述任一显示装置结构中，补光光源s均可以采用有源驱动的方式进行驱动。具体地，可以设置多个有源驱动单元与补光光源s一一对应，补光光源s在对应的有源驱动单元的控制下可以实现不同的亮度出射。

为了优化补光效果，补光光源s可以与显示装置的子像素单元一一对应，如图2、图5-图8所示，补光光源s在第一基板10上的正投影位于子像素单元的开口区在第一基板的正投影范围之内。这样，每个补光光源s用于对一个子像素单元进行补光，且补光光源s的出射光线可以经过对应的子像素单元的开口区入射到液晶层30，在经过液晶层30的调制之后可以实现图像显示。

另外，当补光光源s采用有源驱动的方式进行驱动时，补光光源s与子像素单元一一对应，可以根据各子像素单元对应的图像的亮度控制补光光源s的明亮程度，从而可以实现根据显示画面对显示装置的各子像素单元进行精确补光，有效提升显示效果。

另一方面，本发明实施例提供一种基于上述任一显示装置的驱动方法，图9为本发明实施例提供的显示装置的驱动方法的流程图，参照图9，显示装置的驱动方法，包括：

S10、确定当前环境光的亮度；在环境光亮度大于或等于第一亮度阈值时，执行步骤S20，在环境光亮度小于第一亮度阈值时，执行步骤S30；

S20、关闭补光光源；

S30、开启补光光源对显示装置进行补光。

上述第一亮度阈值为根据实际应用的需要，在环境光的亮度下降到为某特定值之后显示亮度不足，由此可以将该亮度值定义为第一亮度阈值。当环境光的亮度大于等于第一亮度阈值时，环境光较充足，液晶层对反射层反射的环境光进行调制后的显示图像亮度可以满足使用需求，此时不需要补光，关闭补光光源。当环境光的亮度小于第一亮度阈值时，环境光不足，在环境光入射到显示装置内部时还会损失一半的能量，因此环境光经调制后的显示图像亮度较低，无法满足使用需求，此时可以开启补光光源对显示装置进行补光，由此提升显示图像的亮度，优化显示效果。

本发明实施例提供的上述任一显示装置中，补光光源均可以采用有源驱动的方式进行驱动，且补光光源可以与显示装置的子像素单元一一对应设置。那么对于上述的步骤S30，具体可以包括：

在环境光的亮度小于第一亮度阈值且大于或等于第二亮度阈值时，开启补光光源对显示装置进行补光，根据显示画面对各子像素单元对应的液晶层施加相应的电信号；

在环境光的亮度小于第二亮度阈值时，控制液晶层处于初始状态，根据显示画面控制各子像素单元对应的补光光源显示相应的亮度；

其中，第二亮度阈值小于第一亮度阈值。

本发明实施例除了设置了第一亮度阈值之外，还设置了小于第一亮度阈值的第二亮度阈值，当环境光的亮度小于第二亮度阈值且大于或等于第二亮度阈值时，可以开启补光光源对显示装置进行补光，与此同时还需要对控制液晶层翻转的像素电极和公共电极施加电信号，这样可以利用液晶层对环境光以及补光光源的出射光进行调制，以实现图像显示。然而当环境光的亮度小于第二阈值时，说明环境光的亮度过低，那么此时可以停止向像素电极和公共电极施加电信号，以使液晶层恢复到初始状可以直接透光，再根据显示图像的图像数据直接控制与各子像素单元一一对应的补光光源显示对应的子像素单元的亮度，再经过第二基板中彩膜层的滤光可以直接利用补光光源实现图像显示。

根据第一发明构思，本发明实施例在显示装置中设置了补光光源，补光光源可以在环境光较弱的情况下对显示装置进行补光，由此提高显示装置的显示亮度，优化显示效果。

根据第二发明构思，补光光源可以设置于液晶层的任意一侧，且补光光源向液晶层出射光线，出射光线可以被液晶层调制。

根据第三发明构思，补光光源可以采用微型自发光型的发光器件，这样补光光源只占用显示装置的开口区的较小尺寸，既可以对显示装置进行有效补光，又可以减小设置补光光源所占用的空间。

根据第四发明构思，第二基板上通常设置有彩膜层，补光光源出射的光线最终会被彩膜层滤光之后出射，因此补光光源均采用白光光源即可。

根据第五发明构思，显示装置还包括：位于偏光层背离相位延迟层一侧的第三基板，补光光源位于第三基板面向偏光层的一侧，补光光源向下出射光线。那么补光光源在向液晶层出射光线时，相当于增大了环境光的亮度，偏光层、位延迟层以及液晶层对补光光源的出射光的调制原理与对环境光的调制原理相同，由此可以增加用于图像显示的光线，从而提升显示亮度。

根据第六发明构思，当补光光源位于偏光层背离第二基板的一侧时，补光光源向下出光，可以将反射层设置在第一基板面向液晶层的一侧，具体可以设置在像素电极背离平坦层的一侧的表面。反射层可以具有与像素电极一一对应的图形，或者，反射层也可以整层设置。补光光源出射的光线在入射到显示装置内部之后，会被反射层向出光侧反射，经过液晶层的调制之后可以实现图像显示。

根据第七发明构思，补光光源可以采用无源驱动的方式进行驱动，此时，显示装置还包括：位于第三基板之上的驱动线路，光光源与驱动线路电连接。驱动线路可以控制所有的补光光源同时点亮或同时关闭。采用无源驱动的方式控制补光光源可以简化驱动线路的设计难度，同时也可以简化对显示装置的补光方法。

根据第八发明构思，补光光源还可以采用有源驱动的方式进行驱动，此时，显示装置还包括：与补光光源一一对应的有源驱动单元，补光光源在对应的有源驱动单元的控制下单独点亮或关闭。采用有源驱动的方式控制补光光源可以对补光光源进行寻址点亮，从而可以根据实际需求点亮对应位置的补光光源，由此可以节约能源，对补光进行精确控制。

根据第九发明构思，将补光光源设置于第二基板面向相位延迟层的一侧。具体可以在第二基板的第二衬底基板的一侧制作彩膜层，在第二衬底基板的另一侧制作驱动补光光源的驱动电路，再电连接补光光源。当补光光源位于第二基板面向相位延迟层的一侧时，补光光源向下出光，可以将反射层设置在第一基板面向液晶层的一侧。补光光源出射的光线在入射到显示装置内部之后，会被反射层向出光侧反射，经过液晶层的调制之后可以实现图像显示。

根据第十发明构思，补光光源设置于第二基板面向液晶层的一侧。具体可以将补光光源设置于彩膜层面向液晶层的一侧。当补光光源设置于第二基板面向液晶层的一侧时，补光光源向下出光，可以将反射层设置在第一基板面向液晶层的一侧。补光光源出射的光线在入射到显示装置内部之后，会被反射层向出光侧反射，经过液晶层的调制之后可以实现图像显示。

根据第十一发明构思，还可以将补光光源设置于反射层面向液晶层的一侧。此时，补光光源可以向上出光，由于自发光型发光器件两侧均可以出光，因此会有一部分光线向反射层的一侧出射，将补光光源设置于反射层之上，反射层可以将补光光源向下出射的光线进一步向出光侧反射，从而提高光源的利用效率。

根据第十二发明构思，反射层位于第一基板面向液晶层的一侧，补光光源设置于反射层背离第一基板的一侧。补光光源位于显示装置的内部，补光光源相当于背光的作用，补光光源出射的光线在经过液晶层时，被液晶层调制，从而可以实现图像显示。

根据第十三发明构思，反射层位于第一基板背离液晶层的一侧，补光光源设置于反射层和第一基板之间。补光光源位于第一基板的外侧，补光光源相当于背光的作用，补光光源出射的光线在经过液晶层时，被液晶层调制，从而可以实现图像显示。

根据第十四发明构思，补光光源均可以采用有源驱动的方式进行驱动，这样可以根据显示图像控制对应位置的补光光源的亮暗程度，优化显示效果。

根据第十五发明构思，为了优化补光效果，补光光源可以与显示装置的子像素单元一一对应，补光光源在第一基板上的正投影位于子像素单元的开口区在第一基板的正投影范围之内。这样，每个补光光源用于对一个子像素单元进行补光，且补光光源的出射光线可以经过对应的子像素单元的开口区入射到液晶层，在经过液晶层的调制之后可以实现图像显示。当补光光源采用有源驱动的方式进行驱动时，补光光源与子像素单元一一对应，可以根据各子像素单元对应的图像的亮度控制补光光源的明亮程度，从而可以实现根据显示画面对显示装置的各子像素单元进行精确补光，有效提升显示效果。

根据第十六发明构思，本发明实施例提供的显示装置的驱动方法中设置了第一亮度阈值，当环境光的亮度大于等于第一亮度阈值时，环境光较充足，液晶层对反射层反射的环境光进行调制后的显示图像亮度可以满足使用需求，此时不需要补光，关闭补光光源。当环境光的亮度小于第一亮度阈值时，环境光不足，在环境光入射到显示装置内部时还会损失一半的能量，因此环境光经调制后的显示图像亮度较低，无法满足使用需求，此时可以开启补光光源对显示装置进行补光，由此提升显示图像的亮度，优化显示效果。

根据第十七发明构思，本发明实施例提供的显示装置的驱动方法中还设置了小于第一亮度阈值的第二亮度阈值，当环境光的亮度小于第二亮度阈值且大于或等于第二亮度阈值时，可以开启补光光源对显示装置进行补光，与此同时还需要对控制液晶层翻转的像素电极和公共电极施加电信号，这样可以利用液晶层对环境光以及补光光源的出射光进行调制，以实现图像显示。然而当环境光的亮度小于第二阈值时，说明环境光的亮度过低，那么此时可以停止向像素电极和公共电极施加电信号，以使液晶层恢复到初始状可以直接透光，再根据显示图像的图像数据直接控制与各子像素单元一一对应的补光光源显示对应的子像素单元的亮度，再经过第二基板中彩膜层的滤光可以直接利用补光光源实现图像显示。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

第一基板；

第二基板，与所述第一基板相对设置；

液晶层，位于所述第一基板与所述第二基板之间；

反射层，位于所述液晶层背离所述第二基板的一侧；

补光光源，位于所述液晶层的一侧，用于向所述液晶层出射光线，对所述显示装置进行补光。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括多个子像素单元，所述补光光源与所述子像素单元一一对应；

所述补光光源在所述第一基板上的正投影位于所述子像素单元的开口区在所述第一基板的正投影范围之内。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，还包括：

偏光层，位于所述第二基板背离所述液晶层的一侧；

相位延迟层，位于所述偏光层和所述第二基板之间；

第三基板，位于所述偏光层背离所述相位延迟层的一侧；所述补光光源位于所述第三基板面向所述偏光层的一侧；

所述反射层位于所述第一基板面向所述液晶层的一侧；

所述显示装置还包括：驱动线路，位于所述第三基板之上；所述补光光源与所述驱动线路电连接；所述补光光源在所述驱动线路传输的驱动信号的控制下同时点亮或同时关闭；

或者，所述显示装置还包括：多个有源驱动单元，与所述补光光源一一对应设置；所述补光光源在对应的所述有源驱动单元的控制下点亮或关闭。

4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，还包括：

偏光层，位于所述第二基板背离所述液晶层的一侧；

相位延迟层，位于所述偏光层和所述第二基板之间；

所述补光光源位于所述第二基板面向所述相位延迟层的一侧；或者，所述补光光源位于所述第二基板面向所述液晶层的一侧；

所述反射层位于所述第一基板面向所述液晶层的一侧。

5.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述补光光源位于所述反射层面向所述液晶层的一侧；

所述反射层位于所述第一基板背离所述液晶层的一侧；或者，所述反射层位于所述第一基板面向所述液晶层的一侧。

6.如权利要求4或5所述的显示装置，其特征在于，还包括：

多个有源驱动单元，与所述补光光源一一对应设置；所述补光光源在对应的所述有源驱动单元的控制下点亮或关闭。

7.如权利要求1-5任一项所述的显示装置，其特征在于，所述补光光源为微型发光二极管或微型有机发光二极管中的一种；

所述第二基板包括：透明基板以及位于所述透明基板面向所述液晶层一侧表面的彩膜层；所述补光光源为白光光源。

8.如权利要求3或4所述的显示装置，其特征在于，所述相位延迟层为四分之一波片。

9.一种显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：

在环境光的亮度大于或等于第一亮度阈值时，关闭补光光源；

在环境光的亮度小于第一亮度阈值时，开启补光光源对所述显示装置进行补光。

10.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述在环境光的亮度小于第一亮度阈值时，开启补光光源对所述显示装置进行补光，包括：

在所述环境光的亮度小于所述第一亮度阈值且大于或等于第二亮度阈值时，开启补光光源对所述显示装置进行补光，根据所述显示画面对各子像素单元对应的液晶层施加相应的电信号；

在所述环境光的亮度小于第二亮度阈值时，控制所述液晶层处于初始状态，根据所述显示画面控制各子像素单元对应的补光光源显示相应的亮度；

其中，所述第二亮度阈值小于所述第一亮度阈值。

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