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CN109976030B - 全反射显示屏及其控制方法、显示装置 - Google Patents

全反射显示屏及其控制方法、显示装置 Download PDF

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CN109976030B CN201910417894.7A CN201910417894A CN109976030B CN 109976030 B CN109976030 B CN 109976030B CN 201910417894 A CN201910417894 A CN 201910417894A CN 109976030 B CN109976030 B CN 109976030B
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Abstract

本发明提出了全反射显示屏及其控制方法、显示装置。该全反射显示屏包括：显示面板；补偿光源，设置在显示面板内；探测模块，设置在显示面板的出光面；处理模块，分别与探测模块和补偿光源相连，用于基于探测模块获取的光强控制补偿光源的运行。本发明所提出的全反射显示屏，其处理模块可根据探测模块获得的环境光强控制补偿光源对全反射显示屏的出光亮度进行补偿，从而节能环保地实现全反射显示屏均匀显示的效果，进而克服全反射显示屏对环境光的依赖性。

Description

全反射显示屏及其控制方法、显示装置
技术领域
本发明涉及全反射屏显示技术领域，具体的，本发明涉及全反射显示屏及其控制方法、显示装置。
背景技术
全反射显示屏由于不需要外置光源，而具有节约成本、省电、护眼等诸多的优势，从而广泛用于电子标签(ESL)、小型游戏机、智能手表等领域。但是，全反射显示屏最大的问题在于对环境光的要求较高，很容易出现显示不均匀或画面较暗的问题。
目前，一般解决该技术问题的方法，是在制作树脂层(Resin)时采用半透式掩膜版(HTMMask)控制曝光量，从而使树脂层形成凸块(Bump)，如此在环境光充足情况下，会有一定改善效果。不过，当环境光很弱或者没有时，这种的全反射显示屏设计不能正常显示。或者通过半透半反模式也可解决，但是，半透半反的设计也会带来闪烁不良、串色不良等一系列问题。
所以，目前的全反射显示屏的设计还存在很大的改进空间。
发明内容
本发明是基于发明人的下列发现而完成的：
本发明人在研究过程中，为了解决全反射显示屏对环境光的依赖性的技术问题，而通过在显示面板内增设受控光源，可能根据环境光强的变化补偿全反射显示屏的出光强度，从而使全反射显示屏均匀显示的同时还可保持节能环保。
在本发明的第一方面，本发明提出了一种全反射显示屏。
根据本发明的实施例，所述全反射显示屏包括：显示面板；补偿光源，所述补偿光源设置在所述显示面板内；探测模块，所述探测模块设置在所述显示面板的出光面；处理模块，所述处理模块分别与所述探测模块和所述补偿光源相连，用于基于所述探测模块获取的光强控制所述补偿光源的运行。
发明人经过研究发现，本发明实施例的全反射显示屏，其处理模块可根据探测模块获得的环境光强控制补偿光源对全反射显示屏的出光亮度进行补偿，从而节能环保地实现全反射显示屏均匀显示的效果，进而克服全反射显示屏对环境光的依赖性。
另外，根据本发明上述实施例的全反射显示屏，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，所述显示面板包括对盒设置的彩膜基板和阵列基板，所述彩膜基板靠近所述阵列基板的表面设置有黑矩阵，所述补偿光源设置在所述黑矩阵远离所述彩膜基板的一侧。
根据本发明的实施例，所述补偿光源在所述彩膜基板上的正投影落入所述黑矩阵在所述彩膜基板的正投影之内。
根据本发明的实施例，所述补偿光源包括：电极，所述电极设置在所述黑矩阵远离所述彩膜基板的一侧，且所述电极与所述处理模块相连；发光层，所述发光层设置在所述电极远离所述黑矩阵的表面。
根据本发明的实施例，所述发光层远离所述电极的一侧设置有滤光膜层。
根据本发明的实施例，所述探测模块包括至少一个光电传感单元，所述光电传感单元用于将环境光的强度转换成电信号。
根据本发明的实施例，所述处理模块包括：均值处理单元，所述均值处理单元分别与多个所述光电传感单元相连，且用于将多个所述光电传感单元的电信号进行均值处理后输出电信号均值；差值处理单元，所述差值处理单元与所述均值处理单元相连，且用于将所述电信号均值与参考电信号的差值电信号输出给所述补偿光源。
根据本发明的实施例，所述全反射显示屏进一步包括：驱动单元，所述驱动单元与所述显示面板相连，且所述驱动单元、所述均值处理单元和所述差值处理单元集成在一个电路板上。
在本发明的第二方面，本发明提出了一种显示装置。
根据本发明的实施例，所述显示装置包括上述的全反射显示屏。
发明人经过研究发现，本发明实施例的显示装置，其全反射显示屏的显示效果更均匀且节能环保，从而使该显示装置的显示效率更高，进而使该显示装置的使用环境更多元化。本领域技术人员能够理解的是，前面针对全反射显示屏所描述的特征和优点，仍适用于该显示装置，在此不再赘述。
在本发明的第三方面，本发明提出了一种控制全反射显示屏的方法。
根据本发明的实施例，所述全反射显示屏包括显示面板、补偿光源、探测模块和处理模块，所述补偿光源设置在所述显示面板内，所述探测模块设置在所述显示面板的出光面，所述处理模块分别与所述探测模块和所述补偿光源相连；且所述方法包括：(1)获取所述全反射显示屏的光强；(2)基于所述全反射显示屏的光强，控制所述补偿光源的启动或关闭。
发明人经过研究发现，采用本发明实施例的控制方法，可在环境光强较弱时控制补偿光源的开启，从而节能地实现全反射显示屏更均匀的显示效果，进而克服全反射显示屏对环境光的依赖性。
另外，根据本发明上述实施例的控制方法，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，步骤(2)进一步包括：(2-1)基于所述全反射显示屏的光强转换成的电信号与参考电信号的差值，确定补偿电信号；(2-2)基于所述补偿电信号的正负，控制所述补偿光源的启动或关闭；其中，当所述补偿电信号不大于零时，所述处理模块关闭所述补偿光源，当所述补偿电信号大于零时，所述处理模块开启所述补偿光源。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述的方面结合下面附图对实施例的描述进行解释，其中：
图1是本发明一个实施例的全反射显示屏的结构示意图；
图2是本发明另一个实施例的全反射显示屏的结构示意图；
图3是本发明一个实施例的补偿光源与黑矩阵的仰视位置关系示意图；
图4是本发明另一个实施例的全反射显示屏的局部结构示意图；
图5是本发明一个实施例的电传感单元位置分布俯视示意图；
图6是本发明另一个实施例的全反射显示屏的结构示意图；
图7是本发明一个实施例的阵列基板上一个像素单元的纵截面结构示意图；
图8是本发明一个实施例的控制全反射显示屏的方法流程示意图。
附图标记
100 显示面板
110 彩膜基板
120 阵列基板
121 基板
122 栅极
123 栅绝缘层
124 有源层
125 源漏电极
126 树脂层
130 黑矩阵
140 液晶层
150 偏光片
200 补偿光源
210 电极
220 发光层
230 滤光层
300 探测模块
310 光电传感单元
400 处理模块
410 均值处理单元
420 差值处理单元
500 驱动单元
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本发明，而不应视为对本发明的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种全反射显示屏。
根据本发明的实施例，参考图1，全反射显示屏包括显示面板100、补偿光源200、探测模块300和处理模块400；其中，补偿光源200设置在显示面板100内；探测模块300设置在显示面板100的出光面；而处理模块400分别与探测模块300和补偿光源200相连，处理模块400用于基于探测模块300获取的光强控制补偿光源200的运行。如此，根据探测模块300获得的环境光强，处理模块400可以智能地控制补偿光源200对环境光的补偿，从而节能环保地实现全反射显示屏均匀显示的效果，进而克服全反射显示屏对环境光的依赖性。
在本发明的一些实施例中，参考图2，显示面板可包括彩膜基板110和阵列基板120，其中，彩膜基板110与阵列基板120对盒设置，且彩膜基板110靠近阵列基板120的表面a设置有黑矩阵130，而补偿光源200设置在黑矩阵130远离彩膜基板110的一侧。如此，当需要补偿光源200对环境光进行补偿时，设置在黑矩阵130下表面的补偿光源200发出的光A2，在阵列基板120靠近彩膜基板110的表面反射后，与环境光A1一起射出，从而使全反射显示屏的显示效果更均匀。
在一些具体示例中，参考图3，补偿光源200在彩膜基板110上的正投影可以落入黑矩阵130在彩膜基板110的正投影之内，具体例如补偿光源200在彩膜基板110上的正投影与黑矩阵130在彩膜基板110的正投影完全重合，如此，被黑矩阵130遮挡的补偿光源200不会影响环境光的射出率。
在本发明的一些实施例中，参考图2，补偿光源200可包括电极210和发光层220，其中，电极210可设置在黑矩阵130远离彩膜基板110的一侧，发光层220设置在电极210远离黑矩阵130的表面，且电极210与处理模块400相连。如此，当需要补偿光源200对环境光进行补偿时，处理模块400给电极210电信号并使发光层220(例如发光二极管LED材料等)发出光，从而补偿环境光。
在一些具体示例中，参考图4，发光层220远离电极210的一侧还可设置有滤光膜层230，且该滤光膜层230可为(n+3/4)λ滤光膜，其中n为自然数。如此，由于显示面板出光侧还会设置有偏光片150，环境光A1穿过偏光片150后在阵列基板120的上表面反射后再次穿过偏光片150后射出，而发光层220发出的光A2经过3/4λ滤光膜后，在阵列基板120的上表面反射后再次穿过偏光片150后射出的光，与环境光射出的光相位一致，从而保证补偿光对环境光的补偿效果。并且，形成滤光膜层230的材料为透明且不会造成光线衰减的材料，如此，从而保证了补偿光的射出率。
根据本发明的实施例，探测模块300可包括至少一个光电传感单元310，且光电传感单元310用于将环境光的强度转换成电信号，如此，光电传感单元310组成的探测模块300，可将环境光的强度转换成电信号并传导给处理模块400。在本发明的一些实施例中，参考图5，探测模块300可包括4个光电传感单元310，这4个光电传感单元310分别设置在彩膜基板110远离阵列基板120的表面b上的四个顶角处，如此，可充分地获取显示面板出光面的环境光强度，从而使补偿更智能节能。
在本发明的一些实施例中，参考图6，处理模块400(图6中未标出)可包括均值处理单元410和差值处理单元420；其中，均值处理单元410分别与多个光电传感单元310相连，且均值处理单元410用于将多个光电传感单元310的电信号进行均值处理后输出电信号均值；而差值处理单元420与均值处理单元410相连，且差值处理单元420用于将电信号均值与参考电信号的差值电信号输出给补偿光源200(图6中未标出)，具体差值处理单元420可将差值电信号输出给电极210驱动发光层220发光。如此，通过均值处理单元410和差值处理单元420，可根据多个光电传感单元310获取的环境光强度，智能地判断是否需要补偿环境光。
根据本发明的实施例，电信号的具体种类不受特别限制，例如电流、电压或功率等，本领域技术人员可根据发光层220的具体材料进行相应地选择和设计，具体可选择可将光强转换成电流的光电传感器，在此不再进行赘述。
根据本发明的实施例，参考图6，全反射显示屏还可进一步包括驱动单元500，驱动单元500与显示面板100(图6中未标出)相连，用于驱动阵列基板120工作，且驱动单元500、均值处理单元410和差值处理单元420可以集成在一个电路板上。如此，可不额外增加芯片数量，从而使全反射显示屏更轻薄。
根据本发明的实施例，参考图7，阵列基板120可包括基板121、栅极122、栅绝缘层123、有源层124、源漏电极125和树脂层126，而树脂层126远离基板121的表面可形成有凸起，并且，阵列基板120上每个像素单元的树脂层126远离基板121的表面向基板121凹陷。如此，中间低四周高的上表面可使阵列基板120对光的反射具有汇聚效果，从而可进一步加强阵列基板120对光线的反射效果。并且，树脂层126远离基板121的表面还可设置一层反射金属层，具体例如几百纳米厚的银层，如此，还可更进一步加强阵列基板120对光线的反射效果。
综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种全反射显示屏，其处理模块可根据探测模块获得的环境光强控制补偿光源对全反射显示屏的出光亮度进行补偿，从而节能环保地实现全反射显示屏均匀显示的效果，进而克服全反射显示屏对环境光的依赖性。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种显示装置。根据本发明的实施例，显示装置包括上述的全反射显示屏。
根据本发明的实施例，该显示装置的具体类型不受特别的限制，具体例如电子标签、小型游戏机或智能手表等，本领域技术人员可根据显示装置的实际使用要求进行相应地选择，在此不再赘述。需要说明的是，该显示装置中除了全反射显示屏以外，还包括其他必要的组成和结构，以电子标签为例，具体例如外壳、控制电路板或电源线，等等，本领域技术人员可根据该显示装置的功能进行相应地补充，在此不再赘述。
综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种显示装置，其全反射显示屏的显示效果更均匀且节能环保，从而使该显示装置的显示效率更高，进而使该显示装置的使用环境更多元化。本领域技术人员能够理解的是，前面针对全反射显示屏所描述的特征和优点，仍适用于该显示装置，在此不再赘述。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种控制全反射显示屏的方法。
根据本发明的实施例，参考图1，全反射显示屏包括显示面板100、补偿光源200、探测模块300和处理模块400，其中，补偿光源200设置在显示面板100内，探测模块300设置在显示面板100的出光面，而处理模块400分别与探测模块300和补偿光源200相连；并且，参考图8，该控制方法包括：
S100：获取全反射显示屏的光强。
在该步骤中，通过设置在显示面板100出光面的探测模块300，获取全反射显示屏的环境光的光强。在本发明的一些实施例中，探测模块300可包括至少一个光电传感单元310，且光电传感单元310用于将环境光的强度转换成电信号，而电信号的具体种类不受特别限制，例如电流、电压或功率等，本领域技术人员可选择不同种类的光电传感单元310。
S200：基于全反射显示屏的光强，控制补偿光源的启动或关闭。
在该步骤中，基于步骤S100获取的全反射显示屏的光强，可控制补偿光源200的启动或关闭。根据本发明的实施例，判断是否需要通过补偿光源200对环境光进行补偿的标准，本领域技术人员可根据实际使用环境进行相应地设置和调整。在本发明的一些实施例中，步骤S200可进一步包括：
S210：基于全反射显示屏的光强转换成的电信号与参考电信号的差值，确定补偿电信号。
在该步骤中，处理模块400将步骤S100中探测模块300提供的电信号，与参考电信号进行比较，后续再根据两者差值的正负性判断是否需要控制补偿光源200对环境光进行补偿。根据本发明的实施例，参考电信号的具体值，例如参考电流的实际值，本领域技术人员可将该全反射显示屏的最佳显示所需的光强对应的电流值作为参考电流值。
在本发明的一些实施例中，步骤S100中多个光电传感单元310提供的电信号，可都提供给均值处理单元410进行均值处理，并均值处理单元410将电信号均值作为环境光均值再提供给差值处理单元420，差值处理单元420用于将电信号均值与参考电信号进行比较，如此，可获得补偿电信号。
S220：基于补偿电信号的正负，控制补偿光源的启动或关闭。
在该步骤中，基于步骤S210获得的补偿电信号的正负，控制补偿光源的启动或关闭。其中，当补偿电信号不大于零时，代表环境光较强而不需要补偿，处理模块关闭补偿光源；当补偿电信号大于零时，代表环境光较弱，而处理模块就会开启补偿光源，具体的，差值处理单元420会给电极210补偿电信号并使发光层220发出相应强度的光，从而环境光与补偿光的组合使全反射显示屏呈现最佳显示。
综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种控制方法，可在环境光强较弱时控制补偿光源的开启，从而节能地实现全反射显示屏更均匀的显示效果，进而克服全反射显示屏对环境光的依赖性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种全反射显示屏，其特征在于，包括：
显示面板，所述显示面板包括对盒设置的彩膜基板和阵列基板；
补偿光源，所述补偿光源设置在所述显示面板内，所述补偿光源发出的光在所述阵列基板靠近所述彩膜基板的表面反射后从所述显示面板的出光面射出，且所述补偿光源远离所述彩膜基板的一侧设置有滤光膜层，所述滤光膜层用于使得所述出光面射出的补偿光和环境光相位一致；
探测模块，所述探测模块设置在所述显示面板的出光面；
处理模块，所述处理模块分别与所述探测模块和所述补偿光源相连，用于基于所述探测模块获取的光强控制所述补偿光源的运行。
2.根据权利要求1所述的全反射显示屏，其特征在于，所述彩膜基板靠近所述阵列基板的表面设置有黑矩阵，所述补偿光源设置在所述黑矩阵远离所述彩膜基板的一侧。
3.根据权利要求2所述的全反射显示屏，其特征在于，所述补偿光源在所述彩膜基板上的正投影落入所述黑矩阵在所述彩膜基板的正投影之内。
4.根据权利要求2所述的全反射显示屏，其特征在于，所述补偿光源包括：
电极，所述电极设置在所述黑矩阵远离所述彩膜基板的一侧，且所述电极与所述处理模块相连；
发光层，所述发光层设置在所述电极远离所述黑矩阵的表面。
5.根据权利要求4所述的全反射显示屏，其特征在于，所述发光层远离所述电极的一侧设置有所述滤光膜层。
6.根据权利要求1所述的全反射显示屏，其特征在于，所述探测模块包括至少一个光电传感单元，所述光电传感单元用于将环境光的强度转换成电信号。
7.根据权利要求6所述的全反射显示屏，其特征在于，所述处理模块包括：
均值处理单元，所述均值处理单元分别与多个所述光电传感单元相连，且用于将多个所述光电传感单元的电信号进行均值处理后输出电信号均值；
差值处理单元，所述差值处理单元与所述均值处理单元相连，且用于将所述电信号均值与参考电信号的差值电信号输出给所述补偿光源。
8.根据权利要求7所述的全反射显示屏，其特征在于，进一步包括：
驱动单元，所述驱动单元与所述显示面板相连，且所述驱动单元、所述均值处理单元和所述差值处理单元集成在一个电路板上。
9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的全反射显示屏。
10.一种控制全反射显示屏的方法，其特征在于，所述全反射显示屏包括显示面板、补偿光源、探测模块和处理模块，所述显示面板包括对盒设置的彩膜基板和阵列基板，所述补偿光源设置在所述显示面板内，所述补偿光源发出的光在所述阵列基板靠近所述彩膜基板的表面反射后从所述显示面板的出光面射出，且所述补偿光源远离所述彩膜基板的一侧设置有滤光膜层，所述滤光膜层用于使得所述出光面射出的补偿光和环境光相位一致，所述探测模块设置在所述显示面板的出光面，所述处理模块分别与所述探测模块和所述补偿光源相连；且所述方法包括：
(1)获取所述全反射显示屏的光强；
(2)基于所述全反射显示屏的光强，控制所述补偿光源的启动或关闭。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤(2)进一步包括：
(2-1)基于所述全反射显示屏的光强转换成的电信号与参考电信号的差值，确定补偿电信号；
(2-2)基于所述补偿电信号的正负，控制所述补偿光源的启动或关闭；其中，
当所述补偿电信号不大于零时，所述处理模块关闭所述补偿光源，
当所述补偿电信号大于零时，所述处理模块开启所述补偿光源。
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