CN114114744B - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示装置，包括彩膜基板和显示面板；彩膜基板的衬底设有彩色像素区和透明像素区，彩色像素区内设有多个的彩色子像素，透明像素区内设有多个透明子像素；显示面板包括透明基板、阵列基板以及设于透明基板和阵列基板之间的液晶层，显示面板具有多个透明像素单元；当显示装置在彩色显示状态时，彩色像素区位于显示面板的出光侧并与显示面板的显示区相对应；当显示装置在黑白显示状态时，透明像素区位于显示面板的出光侧并与显示面板的显示区相对应。通过在彩膜基板的衬底设置彩色像素区和透明像素区，并择一性地与显示面板的显示区相对应，使得显示装置可以在彩色显示和黑白显示之间进行切换，而且在黑白显示时光线的利用率较高。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及显示器技术领域，特别是涉及一种显示装置。

背景技术

显示面板具有轻薄、耐用及符合节能环保的低耗电等优点，电子纸显示器成为符合大众需求的一种显示器，电子纸显示器可利用外界的光源来显示影像，不像液晶显示器需要背光源，所以在户外阳光强烈的环境下，仍然可清楚地看到电子纸上的资讯，而无视角的问题，且电子纸显示器因其省电、高反射率和对比率等优点，现已广泛运用于电子阅读器(如电子书、电子报纸)或其它电子元件(如价格标签)。

现有产品中，电子纸显示器则是采用反射环境光来实现画面显示，但是显示的画面通常是黑白色，无法在黑白显示和彩色显示之间进行切换；而且现有的彩色显示器通常需要设置色阻层虑光，从而实现彩色显示，需要显示黑白画面时，则是通过改变灰阶电压使得红、绿、蓝三色子像素合成黑白画面，由于色阻层的虑光作用，光线的利用率较低。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种显示装置，以解决现有技术中显示器无法在黑白显示和彩色显示之间进行切换，且在黑白显示时光线利用率较低的问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种显示装置，包括彩膜基板以及显示面板；

所述彩膜基板包括衬底，所述衬底上设有彩色像素区和透明像素区，所述彩色像素区内设有多个呈阵列分布的彩色子像素，所述透明像素区内设有多个呈阵列分布的透明子像素；

所述显示面板包括透明基板、阵列基板、液晶层、上偏光片以及下偏光片，所述液晶层设于所述透明基板和所述阵列基板之间，所述上偏光片和所述下偏光片分别设于所述液晶层的上下两侧，所述上偏光片和所述下偏光片的透光轴相互垂直，所述显示面板具有多个呈阵列分布的透明像素单元；

当所述显示装置在彩色显示状态时，所述彩色像素区位于所述显示面板的出光侧并与所述显示面板的显示区相对应，所述透明像素单元与所述彩色子像素一一对应；当所述显示装置在黑白显示状态时，所述透明像素区位于所述显示面板的出光侧并与所述显示面板的所述显示区相对应，所述透明像素单元与所述透明子像素一一对应。

进一步地，所述彩膜基板还包括驱动器，所述驱动器用于驱动所述衬底运动，使得所述彩色像素区和所述透明像素区择一地与所述显示区相对应。

进一步地，所述衬底为柔性的环状结构，所述衬底具有容纳腔，所述显示面板设于所述容纳腔内，所述彩色像素区和所述透明像素区分别位于所述容纳腔的相对两侧并与所述显示面板平行，所述驱动器用于驱动所述衬底转动。

进一步地，所述衬底上还设有第一黑矩阵和第二黑矩阵，所述第一黑矩阵位于所述彩色像素区内并将多个所述彩色子像素相互间隔开，所述第二黑矩阵位于所述透明像素区内并将多个所述透明子像素相互间隔开；或所述透明基板上设有黑矩阵，所述黑矩阵将多个所述透明像素单元相互间隔开。

进一步地，所述显示装置还包括光源模组，所述光源模组设于所述下偏光片远离所述液晶层的一侧，所述光源模组发出的光线朝向所述显示面板。

进一步地，所述显示面板还包括反射层，所述反射层设于所述下偏光片远离所述液晶层的一侧。

进一步地，所述反射层朝向所述液晶层的一侧设有荧光层。

进一步地，所述显示装置还包括光源模组，所述光源模组设于所述下偏光片远离所述液晶层的一侧，所述反射层设于所述光源模组远离所述下偏光片的一侧，所述光源模组发出的光线朝向所述显示面板。

进一步地，所述显示装置还包括光源模组，所述光源模组设于所述上偏光片远离所述液晶层的一侧，所述光源模组发出的光线朝向所述显示面板。

进一步地，所述下偏光片设于所述阵列基板上，所述上偏光片设于所述透明基板上或所述光源模组靠近所述液晶层的一侧。

本发明有益效果在于：通过在彩膜基板的衬底设置彩色像素区和透明像素区，当显示装置需要彩色显示状态时，使彩膜基板上的彩色像素区与显示面板的显示区相对应；当显示装置需要黑白显示状态时，使彩膜基板上的透明像素区与显示面板的显示区相对应，从而使得显示装置可以在彩色显示和黑白显示之间进行切换，而且在黑白显示状态时，由于是透明像素区与显示区相对应，彩膜基板此时并不会吸收部分光线，从而可以提高光线的穿透率和利用率。

附图说明

图1是本发明实施例一中显示装置在彩色显示状态时的结构示意图；

图2是本发明实施例一中显示装置在黑白显示状态时的结构示意图；

图3是本发明实施例一中显示面板的结构示意图；

图4是本发明实施例一中反射层的平面结构示意图之一；

图5是本发明实施例一中反射层的平面结构示意图之二；

图6是本发明实施例二中显示装置的结构示意图；

图7是本发明实施例三中显示装置的结构示意图；

图8是本发明实施例三中显示面板和光源模组的结构示意图；

图9是本发明实施例四中显示面板和光源模组的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的显示装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

[实施例一]

图1是本发明实施例一中显示装置的结构示意图，图2是本发明实施例一中显示装置在黑白显示状态时的结构示意图，图3是本发明实施例一中显示面板的结构示意图，图4是本发明实施例一中反射层的平面结构示意图之一，图5是本发明实施例一中反射层的平面结构示意图之二。

如图1至图5所示，本发明实施例一提供的一种显示装置，包括彩膜基板10以及显示面板20，彩膜基板10用于控制显示装置在彩色显示和黑白显示之间切换，显示面板20用于控制显示装置的灰阶亮度，以实现画面显示。

如图1和图2所示，彩膜基板10包括衬底11，衬底11上设有彩色像素区111和透明像素区112，彩色像素区111内设有多个呈阵列分布的彩色子像素111a，透明像素区112内设有多个呈阵列分布的透明子像素112a。彩色像素区111内设有色阻层，色阻层包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的色阻材料，并对应形成红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的子像素，即彩色子像素111a包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的子像素。而透明像素区112没有设置色阻层并呈透明状态。

如图3所示，显示面板20包括透明基板21、阵列基板22、液晶层23、上偏光片24以及下偏光片25，液晶层23设于透明基板21和阵列基板22之间，上偏光片24和下偏光片25分别设于液晶层23的上下两侧，上偏光片24和下偏光片25的透光轴相互垂直，显示面板20具有多个呈阵列分布的透明像素单元。本实施例中，上偏光片24设于透明基板21远离液晶层23的一侧并与透明基板21贴付在一起，下偏光片25设于阵列基板22远离液晶层23的一侧并与阵列基板22贴付在一起。透明基板21为素玻璃，透明基板21上没有设置色阻层并呈透明状态。

如图1所示，当显示装置在彩色显示状态时，彩色像素区111位于显示面板20的出光侧并与显示面板20的显示区相对应，透明像素单元与彩色子像素111a一一对应，从而使得显示装置显示出的画面为彩色；如图2所示，当显示装置在黑白显示状态时，透明像素区112位于显示面板20的出光侧并与显示面板20的显示区相对应，透明像素单元与透明子像素112a一一对应，从而使得显示装置显示出的画面为黑白色，而且光线穿透率较高。

本实施例中，彩膜基板10还包括驱动器12，驱动器12用于驱动衬底11运动，使得彩色像素区111和透明像素区112择一地与显示区相对应，从而使得显示装置可以在彩色显示状态和黑白显示状态之间切换。

进一步地，衬底11为柔性的环状结构，衬底11具有容纳腔101，显示面板20设于容纳腔101内，彩色像素区111和透明像素区112分别位于容纳腔101的相对两侧并与显示面板20平行。例如图1，在彩色显示状态时，彩色像素区111位于容纳腔101的上侧(即显示面板20的出光侧)，透明像素区112位于容纳腔101的下侧；如图2，在黑白显示状态时，透明像素区112位于容纳腔101的上侧(即显示面板20的出光侧)，彩色像素区111位于容纳腔101的下侧。驱动器12也设于容纳腔101，从而使得驱动器12从衬底11内部驱动衬底11转动。驱动器12包括滚轮以及驱动滚轮转动的电机，滚轮与衬底11的内壁相接触，滚轮转动时带动衬底11一起转动。当然，在其他实施例中，衬底11也可以为平板状结构，驱动器12用于驱动衬底11滑动，但是彩膜基板10的占用面积会增加，导致显示装置的面积也会增加，而显示区面积保持不变，导致空间利用率较低，但并不排除此实施方式。或者，驱动器12也可驱动显示面板20滑动，从而使得显示区可选择性地与彩色像素区111和透明像素区112相对应。

本实施例中，衬底11上还设有第一黑矩阵111b和第二黑矩阵112b，第一黑矩阵111b位于彩色像素区111内并将多个彩色子像素111a相互间隔开，第二黑矩阵112b位于透明像素区112内并将多个透明子像素112a相互间隔开。当然，在其他实施例中，可在透明基板21上设置黑矩阵，黑矩阵将多个透明像素单元相互间隔开，从而就无需在衬底11上设置第一黑矩阵111b和第二黑矩阵112b。

本实施例中，液晶层23中采用正性液晶分子，即介电各向异性为正的液晶分子，在初始状态时，液晶层23中的正性液晶分子平行于透明基板21与阵列基板22进行配向，靠近透明基板21一侧的正性液晶分子与靠近阵列基板22一侧的正性液晶分子的配向方向平行或反向平行。

阵列基板22在朝向液晶层23的一侧上由多条扫描线和多条数据线相互绝缘交叉限定形成多个透明像素单元，每个透明像素单元内设有像素电极222和薄膜晶体管，像素电极222通过薄膜晶体管与邻近薄膜晶体管的数据线电性连接。其中，薄膜晶体管包括栅极、有源层、漏极以及源极，栅极与扫描线位于同一层并电性连接，栅极与有源层通过绝缘层隔离开，源极与数据线电性连接，漏极与像素电极222通过接触孔电性连接。其中，显示装置在彩色显示状态时，第一黑矩阵111b与扫描线和数据线上下对应；显示装置在黑白显示状态时，第二黑矩阵112b与扫描线和数据线上下对应。

如图3所示，本实施例中，阵列基板22朝向液晶层23的一侧还设有公共电极221，公共电极221与像素电极222位于不同层并通过绝缘层绝缘隔离。公共电极221可位于像素电极222上方或下方(图3中所示为公共电极221位于像素电极222的下方)。优选地，公共电极221为整面设置的面状电极，像素电极222为在每个透明像素单元内整块设置的块状电极或者具有多个电极条的狭缝电极，以形成边缘场开关模式(Fringe Field Switching，FFS)。当然，在其他实施例中，像素电极222与公共电极221可位于同一层，但是两者相互绝缘隔离开，像素电极222和公共电极221各自均可包括多个电极条，像素电极222的电极条和公共电极221的电极条相互交替排列，以形成面内切换模式(In-Plane Switching，IPS)；或者，在其他实施例中，阵列基板22在朝向液晶层23的一侧设有像素电极222，透明基板21在朝向液晶层23的一侧设有公共电极221，以形成TN模式或VA模式，至于TN模式和VA模式的其他介绍请参考现有技术，这里不再赘述。

本实施例中，显示面板20还包括反射层26，反射层26设于下偏光片25远离液晶层23的一侧。下偏光片25贴付于阵列基板22远离液晶层23的一侧，反射层26设于下偏光片25远离阵列基板22的一侧。

进一步地，反射层26朝向液晶层23的一侧设有荧光层261，在光线较强的时候，荧光层261可以吸收并储存光能，在光线较弱的时候，荧光层261可以释放光能，并对光线进行补偿。

本实施例中，显示装置无需设置光源模组30，通过反射层26反射外环境光线来实现画面显示。即本实施例中的显示装置可用作电子书使用。当环境光较强的时候，反射层26反射外环境光线实现画面显示。而且荧光层261还可以吸收部分光能并储存，而在光线较暗的时候，荧光层261可以发光并对亮度进行补偿。例如在彩色显示的时候，由于色阻层会吸收掉一部分光线，导致显示装置显示的画面偏暗，此时荧光层261可以发光并对亮度进行补偿。当然，可根据外环境光线的强弱来切换显示装置的彩色显示状态和黑白显示状态。例如，当外环境光线较强的时候，显示装置使用彩色显示状态；当外环境光线较弱的时候，显示装置使用黑白显示状态。

进一步地，如图4所示，荧光层261可以呈点状分布于反射层26上；如图5所示，荧光层261也可呈条状分布于反射层26上，以避免荧光层261完全将反射层26覆盖，导致反射层26的反射能力大幅下降。

[实施例二]

图6是本发明实施例二中显示装置的结构示意图。如图6所示，本发明实施例二提供的显示装置与实施例一(图1至图5)中的显示装置基本相同，不同之处在于，在本实施例中，显示装置还包括光源模组30，光源模组30设于上偏光片24远离液晶层23的一侧，光源模组30发出的光线朝向显示面板20。

本实施例中，光源模组30设于彩膜基板10的上侧。光源模组30为侧入式光源，光源模组30包括光源31和导光板32，光源31设于导光板32的侧面，导光板32远离彩膜基板10的一侧设有多个网点，网点将光源31发出的光线导向显示面板20，而反射层26可以将光源模组30反射回去并穿过导光板32，使用户能够看见显示的画面，当然，外环境光线也可以穿过导光板32并射向显示面板20。光源模组30可以在外环境光线较弱的时候开启，以对外环境光线进行补偿。而外环境光线较强的时候，可以关闭光源模组30，以降低功耗。当然，在其他实施例中，光源模组30也可设于衬底11的容纳腔101内。

本实施例中，下偏光片25设于阵列基板22上，上偏光片24设于透明基板21上。当然，上偏光片24也可设于光源模组30靠近液晶层23的一侧。

本实施例中，通过在彩膜基板10的上侧设置光源模组30，从而通过光源模组30对显示装置提供光源，使得显示装置不仅可用作电子书使用，还可以用于正常显示器使用；而且光源模组30还可以对彩膜基板10起到一定保护作用，避免彩膜基板10在转动时损坏。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

[实施例三]

图7是本发明实施例三中显示装置的结构示意图，图8是本发明实施例三中显示面板和光源模组的结构示意图。如图7和图8所示，本发明实施例三提供的显示装置与实施例二(图6)中的显示装置基本相同，不同之处在于，在本实施例中，光源模组30设于衬底11的容纳腔101内并位于下偏光片25远离液晶层23的一侧，光源模组30发出的光线朝向显示面板20。

本实施例中，显示装置无需设置反射层26来反射外环境光，直接通过光源模组30提供光源。不论是外环境光线较强还是较弱，光源模组30均能够给显示装置提供稳定可靠的光源。即不论显示装置用作电子书，还可以用作正常显示器，均使用光源模组30提供光源。本实施例中光源模组30可以采用侧入式光源，也可以采用准直光源。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例二相同，这里不再赘述。

[实施例四]

图9是本发明实施例四中显示面板和光源模组的结构示意图。如图9所示，本发明实施例四提供的显示装置与实施例三(图7和图8)中的显示装置基本相同，不同之处在于，在本实施例中，光源模组30设于衬底11的容纳腔101内并位于下偏光片25远离液晶层23的一侧，反射层26设于光源模组30远离下偏光片25的一侧，光源模组30发出的光线朝向显示面板20。即本实施例中，光源模组30远离下偏光片25的一侧设有反射层26，从而使得显示装置可利用外环境光进行显示，也可根据光源模组30提供的光源进行显示，以较低功耗。实施例中光源模组30采用侧入式光源。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例三相同，这里不再赘述。

在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种显示装置，其特征在于，包括彩膜基板(10)以及显示面板(20)；

所述彩膜基板(10)包括衬底(11)，所述衬底(11)上设有彩色像素区(111)和透明像素区(112)，所述彩色像素区(111)内设有多个呈阵列分布的彩色子像素(111a)，所述透明像素区(112)内设有多个呈阵列分布的透明子像素(112a)；

所述显示面板(20)包括透明基板(21)、阵列基板(22)、液晶层(23)、上偏光片(24)以及下偏光片(25)，所述液晶层(23)设于所述透明基板(21)和所述阵列基板(22)之间，所述上偏光片(24)和所述下偏光片(25)分别设于所述液晶层(23)的上下两侧，所述上偏光片(24)和所述下偏光片(25)的透光轴相互垂直，所述显示面板(20)具有多个呈阵列分布的透明像素单元；

当所述显示装置在彩色显示状态时，所述彩色像素区(111)位于所述显示面板(20)的出光侧并与所述显示面板(20)的显示区相对应，所述透明像素单元与所述彩色子像素(111a)一一对应；当所述显示装置在黑白显示状态时，所述透明像素区(112)位于所述显示面板(20)的出光侧并与所述显示面板(20)的所述显示区相对应，所述透明像素单元与所述透明子像素(112a)一一对应；

所述彩膜基板(10)还包括驱动器(12)，所述驱动器(12)用于驱动所述衬底(11)运动，使得所述彩色像素区(111)和所述透明像素区(112)择一地与所述显示区相对应。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述衬底(11)为柔性的环状结构，所述衬底(11)具有容纳腔(101)，所述显示面板(20)设于所述容纳腔(101)内，所述彩色像素区(111)和所述透明像素区(112)分别位于所述容纳腔(101)的相对两侧并与所述显示面板(20)平行，所述驱动器(12)用于驱动所述衬底(11)转动。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述衬底(11)上还设有第一黑矩阵(111b)和第二黑矩阵(112b)，所述第一黑矩阵(111b)位于所述彩色像素区(111)内并将多个所述彩色子像素(111a)相互间隔开，所述第二黑矩阵(112b)位于所述透明像素区(112)内并将多个所述透明子像素(112a)相互间隔开；或所述透明基板(21)上设有黑矩阵，所述黑矩阵将多个所述透明像素单元相互间隔开。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括光源模组(30)，所述光源模组(30)设于所述下偏光片(25)远离所述液晶层(23)的一侧，所述光源模组(30)发出的光线朝向所述显示面板(20)。

5.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(20)还包括反射层(26)，所述反射层(26)设于所述下偏光片(25)远离所述液晶层(23)的一侧。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述反射层(26)朝向所述液晶层(23)的一侧设有荧光层(261)。

7.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括光源模组(30)，所述光源模组(30)设于所述下偏光片(25)远离所述液晶层(23)的一侧，所述反射层(26)设于所述光源模组(30)远离所述下偏光片(25)的一侧，所述光源模组(30)发出的光线朝向所述显示面板(20)。

8.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括光源模组(30)，所述光源模组(30)设于所述上偏光片(24)远离所述液晶层(23)的一侧，所述光源模组(30)发出的光线朝向所述显示面板(20)。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述下偏光片(25)设于所述阵列基板(22)上，所述上偏光片(24)设于所述透明基板(21)上或所述光源模组(30)靠近所述液晶层(23)的一侧。