CN106873149B - 一种显示面板及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示面板及其驱动方法、显示装置，涉及显示技术领域，用于增大显示装置的开口率。该显示面板包括：第一基板、第二基板、设置于第一基板与第二基板相对的面上的吸光层、设置于第二基板与第一基板相对的面上的彩膜、设置于吸光层和彩膜之间的多个MEMS光阀单元，MEMS光阀单元的遮光板与彩膜相对的面上设置有反光层；多个MEMS光阀单元分别位于显示面板的一个亚像素区域内，在任一亚像素区域中吸光层的面积小于所述亚像素区域内彩膜的面积。本发明用于显示装置的制造。

Description

一种显示面板及其驱动方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及其驱动方法、显示装置。
背景技术
微机电***(英文全称：Micro-Electro-Mechanical System，英文简称：MEMS)是以微电子、微机械及材料科学为基础，形成的尺寸在几毫米甚至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能***。随着MEMS技术的迅速发展，基于MEMS 技术的显示器已成为未来显示的一个重要发展方向。相比于传统液晶显示装置，MEMS显示装置利用MEMS光阀替换液晶层，通过MEMS光阀控制光线的透光率。
参照图1所示，图1为现有MEMS显示装置的截面图。现有MEMS 显示装置包括：包括：光源1、设置于第一基板2上的彩膜21和黑矩阵22、设置于第二基板3上的多个MEMS光阀31，多个MEMS光阀31 分别属于一个亚像素单元，且任一个MEMS光阀31包括：遮光板311；在一个亚像素单元除黑矩阵22和/或遮光板311所在区域以外其他区域为该亚像素的透光区域。在现有MEMS显示装置进行显示时，通过控制遮光板311的移动调节各亚像素的透光区的大小，从而实现对各亚像素单元的透光率进行调节，进而使MEMS显示装置的各个亚像素单元显示不同的灰阶值。由上述现有MEMS显示装置的结构可知：现有MEMS 显示装置中各亚像素中的有效显示区域即为该亚像素的透光区域，然而各亚像素的透光区域的面积均小于各亚像素面积的50％，因此现有 MEMS显示装置的开口率较低。
发明内容
本发明的实施例提供一种显示面板及其驱动方法、显示装置，用于增大MEMS显示装置的开口率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种显示面板，包括：第一基板、第二基板、设置于所述第一基板与所述第二基板相对的面上的吸光层、设置于所述第二基板与所述第一基板相对的面上的彩膜、设置于所述吸光层和所述彩膜之间的多个MEMS光阀单元，所述MEMS光阀单元的遮光板与所述彩膜相对的面上设置有反光层；
所述多个MEMS光阀单元分别位于所述显示面板的一个亚像素区域内，在任一亚像素区域中所述吸光层的面积小于所述亚像素区域内彩膜的面积。
可选的，所述显示面板还包括设置于所述第二基板上的偏振片；
所述偏振片上设置有1/4相位差膜；所述偏振片与所述吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影不重叠。
可选的，任一亚像素区域中所述彩膜的面积小于或等于所述吸光层的面积与所述偏振片的面积之和。
可选的，所述显示面板还包括背光模组；所述背光模组用于向所述显示面板提供背光。
可选的，所述遮光板通过金属材料制作形成。
可选的，所述吸光层通过黑矩阵材料制作形成。
第二方面，提供一种显示面板的驱动方法，用于驱动第一方面任一项所述的显示面板，所述方法包括：
接收显示信号；
获取所述显示信号的每一帧图像中各亚像素单元的灰阶值；
根据各亚像素单元的灰阶值调节各亚像素单元对应的MEMS光阀单元的遮光板与吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影的重叠面积；
其中，所述亚像素单元的灰阶值与所述MEMS光阀单元的遮光板与吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影的重叠面积正相关。
可选的，所述根据各亚像素单元的灰阶值调节各亚像素单元对应的MEMS光阀单元的遮光板与吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影的重叠面积，包括：
当任一所述亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值时，对该亚像素单元对应的MEMS光阀单元的遮光板调节使所述遮光板与所述吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影重合。
可选的，所述根据各亚像素单元的灰阶值调节各亚像素单元对应的MEMS光阀单元的遮光板与吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影的重叠面积，包括：
当任一所述亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最小灰阶值时，对该亚像素单元对应的MEMS光阀单元的遮光板调节使所述遮光板与所述吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影不重叠。
第三方面，提供一种显示装置，包括：第一方面任一项所述的显示面板。
本发明实施例提供的显示面板，包括：第一基板、第二基板、设置于第一基板与第二基板相对的面上的吸光层、设置于第二基板与第一基板相对的面上的彩膜、设置于吸光层和彩膜之间的多个MEMS光阀单元；由于多个MEMS光阀单元分别位于显示面板的一个亚像素区域内，且在任一亚像素区域中吸光层的面积小于亚像素区域内彩膜的面积，所以在任一亚像素区域中除吸光层和/或遮光板所在区域以外其他区域为亚像素单元的透光区域；又因为MEMS光阀单元的遮光板与彩膜相对的面上设置有反光层，所以MEMS光阀单元的遮光板也可以将反射的光线投射至彩膜上，即本发明实施例提供的MEMS显示装置中一个亚像素的有效显示区域的面积为遮光板面积与透光区域面积之和，因此相比于现有技术中的MEMS显示装置本发明实施例提供的显示面板可以增大亚像素与其有效显示区域的面积之比，即本发明实施例可以增大 MEMS显示装置的开口率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为现有技术中MEMS显示装置的示意性结构图；
图2为本发明实施例提供的显示面板的示意性结构图之一；
图3为本发明实施例提供的显示面板的工作原理示意图之一；
图4为本发明实施例提供的显示面板的工作原理示意图之二；
图5为本发明实施例提供的显示面板的工作原理示意图之三；
图6为本发明实施例提供的显示面板的示意性结构图之二；
图7为本发明实施例提供的显示面板的示意性结构图之三；
图8为本发明实施例提供的显示面板的驱动方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的实施例提供了一种显示面板，参照图2所示，该显示面板包括：
第一基板21、第二基板22、设置于第一基板21与第二基板22 相对的面上的吸光层211、设置于第二基板22与第一基板21相对的面上的彩膜221、设置于吸光层211和彩膜221之间的多个MEMS光阀单元23，MEMS光阀单元23的遮光板231与彩膜221相对的面上设置有反光层232。
其中，多个MEMS光阀单元23分别位于显示面板的一个亚像素区域内，在任一亚像素区域中吸光层211的面积小于亚像素区域内彩膜 221的面积。
可选的，第一基板21、第二基板22可为通过玻璃、陶瓷、有机材料等制作的透明基板。
可选的，吸光层211可以通过黑矩阵(英文全称：Black Matrix，英文缩写：BM)材料制作形成。即，本发明实施例中可以通过制作显示面板时形成黑矩阵所使用的材料来制作形成吸光层211。具体的，BM 材料是可以为在树脂里面掺杂黑色染料和/或颜料的形成的材料；其中，黑色染料和/或颜料可以为：炭黑、黑色金属等。本发明实施例中不限定黑矩阵材料的具体成分，上述实施例中的吸光层211可以通过现有的任一种黑矩阵材料制作形成。
可选的，遮光板231可以通过金属材料制作形成。例如：铜、铁、铝、锡等。
以下参照图3、4、5对上述图2所示显示面板的工作原理进行说明。其中，图3为显示面板中亚像素单元显示的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值(一般为255)时的截面图、图4为显示面板中亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最小灰阶值(一般为0)时的截面图；图5为显示面板中亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值与最小灰阶之间的某一个灰阶值时的截面图。
参照图3所示，当亚像素单元显示的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值时，MEMS光阀单元23的遮光板231与吸光层211在与显示面板的垂直的方向上的投影重合，因此此时该亚像素单元中透光区域的面积达到最大值。进一步的，当亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值时时光线(图中以形成箭头的虚线表示光线)在显示面板中的传播原理包括：第一方面，在透光区域由第一基板21进入显示面板的光线依次通过第一基板21、彩膜221、第二基板22后射出显示面板；第二方面，在遮光板231所在区域由第二基板22进入显示面板的光线穿过第二基板22、彩膜221后到达遮光板 231上，由于遮光板231与彩膜221相对的面上设置有反光层232，因此该部分光线被反射后依次经过彩膜221、第二基板22射出显示面板。由图3可知，当亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值时，该亚像素单元的亮度为上述第一方面射出显示面板的光线亮度与第二方面射出显示面板的光线亮度之和，且因为透光区域的面积达到最大值，所以此时该亚像素单元显示的灰阶值和该亚像素单元的有效显示面积均为最大值。
参照图4所示，当亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最小灰阶值时，MEMS光阀单元23的遮光板231与吸光层211在与显示面板的垂直的方向上的不重叠。此时该亚像素单元中透光区域的面积为彩膜221面积减去吸光层211面积再减去遮光板231的面积的差值，透光区域的面积达到最小值(图1中以透光面积为零为例进行说明)。进一步的，当亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值时光线(图中以形成箭头的虚线表示光线)在显示面板中的传播过程为：第一方面，在遮光板231所在区域由第二基板22进入显示面板的光线穿过第二基板22、彩膜221后到达遮光板231上，由于遮光板231与彩膜221相对的面上设置有反光层232，因此该部分光线被反射后依次经过彩膜221、第二基板22射出显示面板；第二方面，在遮光板231所在区域由第一基板21进入显示面板的光线被遮光板 221遮挡，因此无法从第二基板22射出显示面板；第三方面，在吸光层211所在区域，由第二基板22进入显示面板的光线穿过第二基板22、彩膜221后到达吸光层211上被吸光层211吸收。由图4可知，当亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最小灰阶值时，从第二基板22射出显示面板的光线仅包括在遮光板231所在区域由第二基板 22进入显示面板的光线，所以此时该亚像素单元显示的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最小灰阶值。
参照图5所示，显示面板中亚像素单元显示的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值与最小灰阶之间的一个灰阶值时，MEMS光阀单元23的遮光板231与吸光层211在与显示面板的垂直的方向上重叠但不重合，此时该亚像素单元中透光区域的面积为彩膜221面积减遮光板231、吸光层211在与显示面板的垂直的方向上的投影面积后的差值，透光区域的面积的介于最大值和最小值之间。进一步的，当亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值与最小灰阶之间的一个灰阶值时光线(图中以形成箭头的虚线表示光线)在显示面板中的传播过程为：第一方面，在透光区域由第一基板21进入显示面板的光线依次通过第一基板21、彩膜221、第二基板22后射出显示面板；第二方面，在遮光板231和/或吸光层211所在区域由第一基板 21进入显示面板的光线被遮光板221遮挡，因此无法从第二基板22射出显示面板；第三方面，在吸光层211所在区域，由第二基板22进入显示面板的光线穿过第二基板22、彩膜221后到达吸光层211上被吸光层211吸收；第四方面，在遮光板231所在区域由第二基板22进入显示面板的光线穿过第二基板22、彩膜221后到达遮光板231上，由于遮光板231与彩膜221相对的面上设置有反光层232，因此该部分光线被反射后依次经过彩膜221、第二基板22射出显示面板。由图5可知，当亚像素单元显示的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值与最小灰阶之间的一个灰阶值时，从第二基板22射出显示面板的光线为在透光区域由第一基板21进入显示面板的光线与在遮光板231所在区域由第二基板22进入显示面板的光线和，且因为透光区域的面积介于最大值和最小值之间，所以通过对遮光板231进行调节，从而调节遮光板231与吸光层211的重叠面积，进而调节亚像素单元的透光区域的面积大小，实现最显示灰阶值的调节。
本发明实施例提供的显示面板，包括：第一基板、第二基板、设置于第一基板与第二基板相对的面上的吸光层、设置于第二基板与第一基板相对的面上的彩膜、设置于吸光层和彩膜之间的多个MEMS光阀单元；由于多个MEMS光阀单元分别位于显示面板的一个亚像素区域内，且在任一亚像素区域中吸光层的面积小于彩膜的面积，所以在任一亚像素区域中除吸光层和/或遮光板所在区域以外其他区域为亚像素单元的透光区域；又因为MEMS光阀单元的遮光板与彩膜相对的面上设置有反光层，所以MEMS光阀单元的遮光板也可以将反射的光线投射至彩膜上，即本发明实施例提供的MEMS显示装置中一个亚像素的有效显示区域的面积为遮光板面积与透光区域面积之和，因此相比于现有技术中的MEMS显示装置本发明实施例提供的显示面板可以增大亚像素与其有效显示区域的面积之比，即本发明实施例可以增大MEMS显示装置的开口率。
还需要说明的是，由于MEMS光阀单元的遮光板与彩膜相对的面上设置有反光层，所以相比于现有技术中的显示面板，本发明实施例提供的显示面板在显示相同亮度的灰阶值时，需要的背光亮度更小，进而可以使用更低的电压来驱动背光模组，因此本发明的实施例相比于现有技术还可以降低显示面板的功耗。
另一方面，由于MEMS光阀单元的遮光板与彩膜相对的面上设置有反光层，所以相比于现有技术中的显示面板，本发明实施例提供的显示面板可以显示出更高的亮度，因此本发明实施例还增加了显示面板的户外可读性。
进一步的，显示装置的对比度是指最大亮度与最小亮度的差值；对比度对视觉效果的影响非常关键，一般来说对比度越大，图像越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽，因此高对比度对于图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现都有很大帮助。由图4可知，当亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最小灰阶值时，亚像素的显示亮度为在遮光板231所在区域由第二基板22进入显示面板的光线的亮度，所以显示面板能够显示的最小灰阶值并不零，进而会影响显示面板的对比度，影响显示面板的显示效果。基于上述问题，本发明的实施例进一步提供了一种显示面板，参照图6所示，在图2所示显示面板的基础上，本发明实施例提供的显示面板还包括：设置于第二基板22上的偏振片222；
偏振片222上设置有1/4相位差膜(图中未示出)；偏振片222 与吸光层211在与显示面板垂直的方向上的投影不重叠。
需要说明的是，上述实施例中的投影不重叠是指交集为零，即偏振片222在与显示面板垂直的方向上的投影与吸光层211在与显示面板垂直的方向上的投影没有交集。
由于上述实施例在第二基板22上设置了偏振片222，所以在亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最小灰阶值时，遮光板231 上的反光层232反射的光线需要经过偏振片222上的1/4相位差膜才能透射出显示面板，而1/4相位差膜可以使入射光线和反射光线的相位相反，进而使入射光线和反射光线相互抵消，达到光线消除的目的，因此上述实施例可以进一步减小亚像素单元能够显示的最小灰阶值，提高显示面板的对比度，进而提升显示面板的显示效果。
可选的，任一亚像素区域中彩膜221的面积小于或等于吸光层211 的面积与偏振片222的面积之和。
其中，图6中以彩膜221的面积等于吸光层211的面积与偏振片 222的面积之和为例进行说明，但在实际应用中本领域技术人员还可以使吸光层211和偏振片222面积之和大于彩膜221的面积。
通过使任一亚像素区域中彩膜221的面积小于或等于吸光层211 的面积与偏振片222的面积之和，可以在亚像素单元显示的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最小灰阶值时，使反光层232反射的全部光线都需要经过偏振片222上的1/4相位差膜才能透射出显示面板，因此本发明的实施例可以减小亚像素单元能够显示的最小灰阶值，提高显示面板的对比度，进而提升显示面板的显示效果。
进一步的，参照图7所示，在图2所示显示面板的基础上，本发明的实施例提供的显示面板还包括：背光模组24；
示例性的，参照图7所示，可以将背光模组24设置于第一基板21 的背面。
背光模组24用于向显示面板提供背光。
本发明另一实施例提供一种显示面板的驱动方法，该显示面板的驱动方法用于驱动上述任一实施例提供的显示面板。具体的，参照图8 所示，该显示面板的驱动方法包括如下步骤：
S81、接收显示信号。
S82、获取显示信号的每一帧图像中各亚像素单元的灰阶值。
S83、根据各亚像素单元的灰阶值调节各亚像素单元对应的MEMS 光阀单元的遮光板与吸光层在与显示面板垂直的方向上的投影的重叠面积。
其中，在上述步骤S83中，亚像素单元的灰阶值与MEMS光阀单元的遮光板与吸光层在与显示面板垂直的方向上的投影的重叠面积正相关。
可选的，上述步骤S83包括：当任一所述亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值时，对该亚像素单元对应的MEMS 光阀单元的遮光板调节使所述遮光板与所述吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影重合。
可选的，上述步骤S83包括：当任一所述亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最小灰阶值时，对该亚像素单元对应的MEMS 光阀单元的遮光板调节使所述遮光板与所述吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影不重叠。
需要说明的是，上述实施例中的投影重合是指完全重叠，具体可以为遮光板的投影被吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影覆盖，或者吸光层的投影被遮光板在与所述显示面板垂直的方向上的投影覆盖，或者遮光板的投影与吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影相互覆盖。具体的，当遮光板的面积大于吸光层的面积时，吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影被遮光板在与所述显示面板垂直的方向上的投影覆盖；当遮光板的面积小于吸光层的面积时，遮光板的投影被吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影覆盖；当遮光板的面积等于吸光层的面积时，遮光板与吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影相互覆盖。如上本发明实施例中的投影不重叠是指吸光层的投影在与所述显示面板垂直的方向上的投影与遮光板在与所述显示面板垂直的方向上的投影没有交集。
本发明再一实施例提供一种显示装置，该显示装置包括上述任一实施例提供的显示面板，且可以通过上述任一实施例提供的显示面板驱动方法进行驱动。
示例性的，显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪产品或部件。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：第一基板、第二基板、设置于所述第一基板的与所述第二基板相对的面上的吸光层、设置于所述第二基板的与所述第一基板相对的面上的彩膜、设置于所述吸光层和所述彩膜之间的多个MEMS光阀单元，所述MEMS光阀单元的遮光板与所述彩膜相对的面上设置有反光层；
所述多个MEMS光阀单元分别位于所述显示面板的一个亚像素区域内，在任一亚像素区域中所述吸光层的面积小于所述亚像素区域内彩膜的面积。
2.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设置于所述第二基板上的偏振片；
所述偏振片上设置有1/4相位差膜；所述偏振片与所述吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影不重叠。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，任一亚像素区域中所述彩膜的面积小于或等于所述吸光层的面积与所述偏振片的面积之和。
4.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背光模组；所述背光模组用于向所述显示面板提供背光。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述遮光板通过金属材料制作形成。
6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述吸光层通过黑矩阵材料制作形成。
7.一种显示面板的驱动方法，其特征在于，用于驱动权利要求1-6任一项所述的显示面板，所述方法包括：
接收显示信号；
获取所述显示信号的每一帧图像中各亚像素单元的灰阶值；
根据各亚像素单元的灰阶值调节各亚像素单元对应的MEMS光阀单元的遮光板与吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影的重叠面积；
其中，所述亚像素单元的灰阶值与所述MEMS光阀单元的遮光板与吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影的重叠面积正相关。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据各亚像素单元的灰阶值调节各亚像素单元对应的MEMS光阀单元的遮光板与吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影的重叠面积，包括：
当任一所述亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最大灰阶值时，对该亚像素单元对应的MEMS光阀单元的遮光板调节使所述遮光板与所述吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影重合。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据各亚像素单元的灰阶值调节各亚像素单元对应的MEMS光阀单元的遮光板与吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影的重叠面积，包括：
当任一所述亚像素单元的灰阶值为该亚像素单元能够显示的最小灰阶值时，对该亚像素单元对应的MEMS光阀单元的遮光板调节使所述遮光板与所述吸光层在与所述显示面板垂直的方向上的投影不重叠。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：权利要求1-6任一项所述的显示面板。
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