反射式显示面板及其驱动方法、像素单元的控制方法与流程

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种反射式显示面板及其驱动方法、像素单元的控制方法和反射式显示装置。

背景技术：

在显示技术领域中，根据所采用的光源类型的不同，显示器大致可分为三种类型：透射式显示器、反射式显示器和透反式显示器。其中，反射式显示器因为不需要设置背光模组以提供光源，因而具有超级省电的特性。

现有技术中的反射式显示器一般是基于液晶盒，液晶盒包括：相对设置的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板上设置有控制液晶分子偏转的控制电极，液晶盒的下表面设置以反射膜。

以液晶盒上的某个像素区域为例。当该像素区域不需要进行显示时，该像素区域中的开关晶体管处于截止状态，驱动电压无法输入至对应的控制电极中，像素区域呈现暗态，外界的环境光无法射入该向像素区域，即该像素区域不显示。当该像素区域需要进行显示时，该像素区域中的开关晶体管处于导通状态，驱动电压可通过开关晶体管输入至对应的控制电极中，以使得该像素区域呈现透明态，从而使得外界的环境光能射入该向像素区域，并经过反射膜反射作用后从该像素区域射出。

由上述内容可见，现有技术中的反射式显示器上各像素单元是否进行显示，需要通过开关晶体管来进行控制。然而，由于开关晶体管的制备工艺复杂、且成本较高，从而使得现有的反射式显示显示器的整体生产周期较长、成本偏高。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反射式显示面板及其驱动方法、像素单元的控制方法和反射式显示装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种反射式显示面板，包括：

衬底基板；

反射层，位于所述衬底基板的一侧；

像素界定层，位于所述反射层背向所述衬底基板的一侧，所述像素界定层限定出若干个像素单元；

第一电极层，位于所述像素界定层背向所述衬底基板的一侧，所述第一电极层的材料为电光材料；

第二电极层，位于所述第一电极层背向所述衬底基板的一侧且与所述第一电极层之间绝缘，所述第二电极层的材料为电光材料，所述第二电极层在所述衬底基板上的正投影与所述第一电极层在所述衬底基板上的正投影存在交叠区域，所述交叠区域与所述像素单元对应设置。

可选地，还包括：

第一驱动单元，与所述第一电极层连接，用于向所述第一电极层输出第一驱动电压；

第二驱动单元，与所述第二电极层连接，用于向所述第二电极层输出第二驱动电压。

可选地，所述第一电极层包括平行设置的若干个第一条形电极；

所述第二电极层包括平行设置的若干个第二条形电极；

所述第一条形电极与所述第二条形电极交叉设置。

可选地，所述第一条形电极与所述第二条形电极垂直。

可选地，所述第一电极层的材料包括铌酸锂、砷化镓中的至少一种。

可选地，所述第二电极层的材料包括铌酸锂、砷化镓中的至少一种。

可选地，所述第一电极层和所述第二电极层之间还设置有绝缘层。

为实现上述目的，本发明还提供了一种反射式显示装置，包括：反射式显示面板，所述反射式显示面板采用上述的反射式显示面板。

为实现上述目的，本发明还提供了一种反射式显示面板中的像素单元的控制方法所述显示面板采用上述的反射式显示面板，针对所述反射式显示面板中的任一像素单元，部分环境光在所述第二电极层上对应所述像素单元的部分的表面发生反射后形成的反射光具有第一相位；

当所述第一电极层和所述第二电极层上对应所述像素单元的部分均未施加有驱动电压时，部分环境光在所述第二电极层上对应所述像素单元的部分的表面折射至所述反射式显示面板内、且经所述反射膜反射后从所述第二电极层上对应所述像素单元的部分的表面折射出的折射光具有第二相位，所述第一相位与所述第二相位具有第一相位差；

所述像素单元的控制方法包括：

向所述第一电极层和所述第二电极层上对应所述像素单元的部分施加驱动电压，以使得部分环境光在所述第二电极层上对应所述像素单元的部分的表面折射至所述反射式显示面板内、且经所述反射膜反射后从所述第二电极层上对应所述像素单元的部分的表面折射出的折射光具有第三相位，所述第一相位与所述第三相位具有第二相位差；

所述第一相位差和所述第二相位差中的一者为π的奇数倍，另一者为π的偶数倍。

为实现上述目的，本发明还提供了一种反射式显示面板的驱动方法，所述显示面板采用上述的反射式显示面板，且所述第一电极层包括平行设置的若干个第一条形电极；所述第二电极层包括平行设置的若干个第二条形电极；所述第一条形电极与所述第二条形电极交叉设置；

部分环境光在所述第二电极层的表面发生反射后形成的反射光具有第一相位；

当所述第一电极层和所述第二电极层上对应所述像素单元的部分均未施加有驱动电压时，部分环境光在所述第二电极层的表面折射至所述反射式显示面板内、且经所述反射膜反射后从所述第二电极层折射出的折射光具有第二相位，所述第一相位与所述第二相位具有第一相位差；

所述反射式显示面板的驱动方法包括：

逐个向第一条形电极施加第一驱动电压，且当每一个第一条形电极输入有第一控制电压时，向各第二条形电极中施加第二驱动电压，以使得部分环境光在施加有第二驱动电压的第二条形电极的表面折射至反射式显示面板内、且经反射膜反射后从施加有第二驱动电压的第二条形电极的表面折射出的折射光具有第三相位，所述第一相位与所述第三相位具有第二相位差；

所述第一相位差和所述第二相位差中的一者为π的奇数倍，另一者为π的偶数倍。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种反射式显示面板及其驱动方法、像素单元的控制方法和反射式显示装置，打破了现有的反射式显示面板只能依靠开关晶体管来控制像素单元的开启/关闭的限制，本发明的技术方案可在无需设置开关晶体管的情况下，利用位于像素单元所对应区域中的第一电极层和第二电极层来控制从第二电极层的表面折射出的折射光的相位，从而来控制相应像素单元开启/关闭。与现有技术相比，本发明提供的反射式显示面板其结构和制备工艺更简单、生产周期更短、生产成本更低。

附图说明

图1为本发明中一种反射式显示面板的俯视图；

图2为图1中一个像素单元的截面示意图；

图3为本发明中像素单元处于开启状态时的示意图；

图4为本发明中像素单元处于关闭状态时的示意图；

图5为控制位于第3行第2列的像素单元切换工作状态时的示意图；

图6为本发明实施例三提供的一种反射式显示面板中的像素单元的控制方法的流程图；

图7为本发明实施例四提供的一种反射式显示面板的驱动方法的流程图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种反射式显示面板及其驱动方法、像素单元的控制方法和反射式显示装置进行详细描述。

图1为本发明中一种反射式显示面板的俯视图，图2为图1中一个像素单元的截面示意图，如图1和2所示，该反射式显示面板包括：衬底基板1、反射层2、像素界定层3、第一电极层4和第二电极层5，其中，反射层2位于衬底基板1的一侧；像素界定层3位于反射层2背向衬底基板1的一侧，像素界定层3限定出若干个像素单元PI；第一电极层4位于像素界定层3背向衬底基板1的一侧，第一电极层4的材料为电光材料；第二电极层5位于第一电极层4背向衬底基板1的一侧且与第一电极层4之间绝缘，第二电极层5的材料为电光材料，第二电极层5在衬底基板1上的正投影与第一电极层4在衬底基板1上的正投影存在交叠区域，交叠区域与像素单元PI对应设置。

需要说明的是，本发明中的电光材料是指具有电光效应的光学功能材料，电光材料的折射率随着外加电压的改变而发生改变。可选地，第一电极层的材料包括铌酸锂(化学式LiNbO₃)、砷化镓(化学式GaAs)中的至少一种，第二电极层的材料包括铌酸锂、砷化镓中的至少一种。

在本实施例中，为保证第一电极层4和第二电极层5之间绝缘，则可在第一电极层4和第二电极层5之间设置一绝缘层6。

在本实施提供的反射式显示面板中，某个像素单元PI是否进行显示，可通过对第一电极层4和第二电极层5上位于该像素单元PI所对应区域的部分进行控制。为便于本领域技术人员更好的理解本发明，下面将结合附图来进行示例性描述。

图3为本发明中像素单元处于开启状态时的示意图，图4为本发明中像素单元处于关闭状态时的示意图，如图3和图4所示，本实施例中假定环境光a照射至第二电极层5的上表面时具有初始相位，且该像素单元PI处于“常开模式”，即第一电极层4和第二电极层5上位于该像素单元PI所对应区域中的部分均未施加有驱动电压时，像素单元PI处于开启状态，用户可观察到该像素单元PI中有光线射出。

需要说明的是，本实施例中的“上表面”“下表面”均是相对于附图所示情况中，其不会对本发明的技术方案产生限制。

参见图3所示，当该像素单元PI所对应区域中的第一电极层4和第二电极层5均未施加有驱动电压时，一部分的环境光a在该第二电极层5的上表面发生反射以形成的反射光b1，该反射光b1具有第一相位(光由光疏介质射向光密介质且在两介质分界面上发生反射时，会产生半波损，即第一相位与初始相位之间相差π/2)；另一部分的环境光a在该第二电极层5的上表面产生折射，并经透射过第一电极层4后射向反射膜，在反射膜的反射作用下，射向第一电极层4，并从第二电极层5的上表面折射出，此时从该第二电极层5上表面折射出的折射光b2具有第二相位。为实现常开模式，在本发明中可通过预先实验来对第一电极层4的厚度、第二电极层5的厚度和像素界定层3的厚度进行相应设置，以使得第一相位与第二相位之间的相位差为π的偶数倍，即位于该第二电极层5的上表面的反射光b1与从该第二电极层5的上表面折射出的折射光b2产生相长干涉，此时用户可观察到该像素单元PI中有光线射出。

需要说明的是，本实施例像素界定层3一般可采用阻光材料(例如黑色树脂材料)来制备，以防止在反射式显示面板内部光线由一个像素单元PI传播至另一像素单元PI。

参见图4所示，当第一电极层4和第二电极层5上位于该像素单元PI所对应区域中的部分均施加有驱动电压时，环境光a照射至第二电极层5的上表面，一部分的环境光a在第二电极层5上对应该像素单元PI的部分的上表面发生反射以形成的反射光b1，该反射光b1具有第一相位(与第一电极层4和第二电极层5未施加驱动电压时相同，第一相位与初始相位之间相差π/2)；然而，由于第一电极层4和第二电极层5的材料均为电光材料，因此第一电极层4和第二电极层5的折射率发生改变，此时第一电极层4和第二电极层5对光线的相位改变量，与在第一电极层4和第二电极层5未施加驱动电压时对光线的相位改变量，两者不同。所以，在另一部分的环境光a从第二电极层5的上表面产生折射，并经透射过第一电极层4后射向反射膜，在反射膜的反射作用下，射向第一电极层4，并从第二电极层5的上表面折射出，此时从第二电极层5上表面折射出的折射光b2具有第三相位，第三相位与第二相位可能不同。在第一电极层4的厚度、第二电极层5的厚度和像素界定层3的厚度均一定的情况下，可以通过调整施加至第一电极层4的第一驱动电压以及施加至第二电极层5的第二驱动电压的大小，从而调节第三相位。具体地，为实现像素单元PI的关闭，通过选择合适的第一驱动电压和第二驱动电压，以使得第一相位与第三相位之间的相位差为π的奇数倍，即位于该第二电极层5的上表面的反射光b1与从该第二电极层5的上表面折射出的折射光b2产生相消干涉，此时用户观察不到该像素单元PI中有光线射出。

需要说明的是，实现像素单元PI关闭时施加至第一电极层4的第一驱动电压和施加至第二电极层5的第二驱动电压，可通过预先实验来获得。

此外，上述像素单元PI处于“常开模式”的情况仅起到示例性作用，其不会对本发明的技术方案产生限制。在本发明中，像素单元PI也可以处于“常关模式”，即第一电极层4和第二电极层5上位于该像素单元PI所对应区域中的部分均未施加有驱动电压时，像素单元PI处于关闭状态，用户观察不到该像素单元PI中有光线射出。此时，仅需通过预先实验来对第一电极层4的厚度、第二电极层5的厚度和像素界定层3的厚度进行相应设置，以使得在该像素单元PI所对应的第一电极层4和第二电极层5均未施加驱动电压时，位于第二电极层5的上表面反射光b1与从第二电极层5的上表面射出的折射光b2之间的相位差为π的奇数倍，即产生相消干涉，用户观察不到该像素单元PI中有光线射出。与此同时，为实现该像素单元PI通电后处于开启状态，可通过预设实验以选择相应的第一驱动电压和第二驱动电压，以使得第一电极层4上施加第一驱动电压且第二电极层5上施加第二驱动电压时，位于第二电极层5的上表面反射光b1与从第二电极层5的上表面射出的折射光b2之间的相位差为π的偶数倍，即产生相长干涉，用户可观察到该像素单元PI中有光线射出。

由上述内容可见，本发明的技术方案可在无需设置开关晶体管的情况下，利用位于像素单元PI所对应区域中的第一电极层4和第二电极层5来控制从第二电极层5的表面折射出的折射光b2的相位，从而来控制该像素单元PI处于开启状态或关闭状态。与现有技术相比，本发明提供的反射式显示面板其结构和制备工艺更简单、生产周期更短、生产成本更低。

可选地，该反射式显示面板还包括：第一驱动单元7和第二驱动单元8，第一驱动单元7与第一电极层4连接，用于向第一电极层4输出第一驱动电压，第二驱动单元8与第二电极层5连接，用于向第二电极层7输出第二驱动电压，该第一驱动电压和第二驱动电压可根据实际情况来进行设定。

可选地，第一电极层4包括平行设置的若干个第一条形电极401，第二电极层5包括平行设置的若干个第二条形电极501，第一条形电极401与第二条形电极501交叉设置，第一条形电极401与第二条形电极501的交叠区域与像素单元PI对应。本实施例中第一电极层4包括若干个第一条形电极401第二电极层5包括若干个第二条形电极501的情况，可方便于对反射式显示面板中单个像素单元PI的工作状态的控制。

图5为控制位于第3行第2列的像素单元切换工作状态时的示意图，如图5所示，其中假定该反射式显示面板包括5×5个像素单元PI，且各像素单元PI处于常开模式，此时第一条形电极G1～G5和第二条形电极D1～D5的数量均为5个。当位于第3行第2列的像素单元PI_3-2所对应的区域第一条形电极G3和第二条形电极D2均为施加时，该像素单元PI处于开启状态(像素单元PI对应的第二电条形电极D2的上表面的反射光与从该上表面折射出的折射光之间的相位差为π的偶数倍)，即用户可观察到该像素单元PI中有光线射出。

为实现将该像素单元PI_3-2切换至关闭状态，此时可通过第一驱动单元7向第一条形电极G3施加第一驱动电压，通过第二驱动单元8向第二条形电极D2施加第二驱动电压，以改变从该像素单元PI_3-2对应的第二电条形电极D2上表面折射出的折射光的相位，且使得该像素单元PI_3-2对应的第二电条形电极D2的上表面的反射光与从该上表面折射出的折射光之间的相位差为π的奇数倍，以产生相消干涉，此时用户观察不到该像素单元PI_3-2中有光线射出。

需要说明的是，由于第一条形电极G3上施加有第一驱动电压，因此，位于第3行第1列、第3行第3列、第3行第4列、第3行5列的像素单元(对应的第二条形电极上没有施加第二驱动电压)其对应的第二条形电极D1/D3/D4/D5的上表面的折射光的相位也会发生一定的改变。为防止这些像素单元的误关闭，可通过预先实验来对第一驱动电压的值进行设置，以保证在这些像素单元所对应的第一条形电极G1施加有第一驱动电压、所对应的第二条形电极D1/D3/D4/D5未施加有第二驱动电压时，这些像素单元对应的第二条形电极D1/D3/D4/D5的上表面的折射光不会与反射光产生相消干涉，此时，这些像素单元可发出小于或等于正常显示时光强的光。对于用户而言，这些像素单元依旧处于开启状态。

同理，为防止位于第1行第2列、第2行第2列、第4行第2列、第5行2列的像素单元出现误关闭，可通过预先实验来对第二驱动电压的值进行设置，以保证在这些像素单元所对应的第一条形电极G1/G2/G4/G5未施加有第一驱动电压、所对应的第二条形电极D2施加有第二驱动电压时，这些像素单元对应的第二条形电极D2的上表面的折射光不会与反射光产生相消干涉，此时，这些像素单元可发出小于或等于正常显示时光强的光。对于用户而言，这些像素单元依旧处于开启状态。

此时，可实现仅将位于第3行第2列的像素单元PI_3-2切换至关闭状态。当然，若需要第3行第2列的像素单元PI_3-2由关闭状态切换至开启状态时，则仅需将第一条形电极G3和第二条形电极D2上的驱动电压撤去即可。

由上述内容，本发明中可通过设置合理的第一驱动电压和第二驱动电压，以使得像素单元PI在其对应的第一条形电极401和第二条形电极501中仅有一者施加有驱动电压时，该像素单元PI的工作状态与其在对应的第一条形电极401和第二条形电极501均未施加驱动电压时的工作状态相同。而当像素单元PI在其对应的第一条形电极401和第二条形电极501均施加有驱动电压时，该像素单元PI的工作状态与其在对应的第一条形电极401和第二条形电极501均未施加驱动电压时的工作状态时不同。

进一步可选地，第一条形电极401与第二条形电极501垂直。

需要说明的是，上述显示面板包括5×5个像素单元PI，第一条形电极401和第二条形电极402的数量均为5个的情况仅起到示例性作用，其不会对本发明的技术方案产生限制。

实施例二

本发明实施例二提供了一种反射式显示装置，该反射式显示装置包括反射式显示面板，该反射式显示面板采用上述实施例一中的反射式显示面板，具体内容可参见上述实施例一中的描述，此处不再赘述。

实施例三

图6为本发明实施例三提供的一种反射式显示面板中的像素单元的控制方法的流程图，如图6所示，其中该反射式显示面板采用上述实施例一提供的反射式显示面板，该反射式显示面板的具体结构可参见上述实施例一中的描述，环境光在第二电极层上对应像素单元的部分的表面发生反射后形成的反射光具有第一相位，当第一电极层和第二电极层上对应像素单元的部分均未施加有驱动电压时，环境光在第二电极层上对应像素单元的部分的表面折射至反射式显示面板内、且经反射膜反射后从第二电极层上对应像素单元的部分的表面折射出的折射光具有第二相位，第一相位与第二相位具有第一相位差，该反射式显示面板中的像素单元的控制方法包括：

步骤S1、向第一电极层和第二电极层上对应像素单元的部分施加驱动电压，以使得环境光在第二电极层上对应像素单元的部分的表面折射至反射式显示面板内、且经反射膜反射后从第二电极层上对应像素单元的部分的表面折射出的折射光具有第三相位。

其中，第一相位与第三相位具有第二相位差，第一相位差和第二相位差中的一者为π的奇数倍，另一者为π的偶数倍。

在本实施例中，若该像素单元处于常开模式，则第一相位差为π的偶数倍(产生相长干涉)，第二相位差为π的奇数倍(产生相消干涉)，即通过上述步骤S1可使得该像素单元由开启状态切换为关闭状态。若该像素单元处于常关模式，第一相位差为π的奇数倍(产生相消干涉)，第二相位差为π的偶数倍(产生相长干涉)，即通过上述步骤S1可使得该像素单元由关闭状态切换为开启状态。具体原理可参见上述实施例一中相应内容，此处不再赘述。

需要说明的是，本发明的技术方案也可以实现同时对多个像素的状态进行控制。

具体地，第一电极层包括平行设置的若干个第一条形电极，第二电极层包括平行设置的若干个第二条形电极，第一条形电极与第二条形电极交叉设置。

在本实施例中，可向某一第一条形电极施加第一驱动电压，同时向各第二条形电极输入第二电压，此时可对该第一条形电极所覆盖的各像素单元的工作状态进行切换。

当然，上述对一条第一条形电极所覆盖的各像素单元的工作状态进行切换的情况仅起到示例性作用。在本发明中，可根据实际需要来向至少一条第一条形电极和至少一条第二条形电极同时施加驱动电压，从而对相应的像素单元的工作状态进行切换。

实施例四

图7为本发明实施例四提供的一种反射式显示面板的驱动方法的流程图，如图7所示，该反射式显示面板采用上述实施例一中提供的反射式显示面板，且第一电极层包括平行设置的若干个第一条形电极，第二电极层包括平行设置的若干个第二条形电极，第一条形电极与第二条形电极交叉设置。此外，即环境光在第二电极层的表面发生反射后形成的反射光具有第一相位，当第一电极层和第二电极层上对应像素单元的部分均未施加有驱动电压时，环境光在第二电极层的表面折射至反射式显示面板内、且经反射膜反射后从第二电极层折射出的折射光具有第二相位，第一相位与第二相位具有第一相位差。该反射式显示面板的驱动方法包括：

步骤S2、逐个向第一条形电极施加第一驱动电压，且当每一个第一条形电极输入有第一控制电压时，向各第二条形电极中施加第二驱动电压，以使得环境光在施加有第二驱动电压的第二条形电极的表面折射至反射式显示面板内、且经反射膜反射后从施加有第二驱动电压的第二条形电极的表面折射出的折射光具有第三相位。

其中，第一相位与第三相位具有第二相位差，第一相位差和第二相位差中的一者为π的奇数倍，另一者为π的偶数倍。

以该反射式显示面板上的各像素单元处于常开模式为例，则第一相位与第二相位所对应的第一相位差为π的偶数倍。在对某条第一条形电极输入第一驱动电压，且各第二条形电极中施加第二驱动电压时，该第一条形电极上表面的第一相位与第三相位所对应的第二相位差为π的奇数倍，即该第一条形电极所对应的各像素单元会切换至关闭状态。在本实施例中，采用逐个对第一条形电极进行驱动，以使得第一条形电极对应的像素单元切换至关闭状态，并最终实现整个反射式显示面板上的各像素单元均处于关闭状态。

由上述内容可见，本发明的技术方案可实现对整个反射式显示面板的工作状态的控制。

当反射式显示面板上的各像素单元处于常关模式时，则第一相位与第二相位所对应的第一相位差为π的奇数倍，通过上述步骤S2可使得第一相位与第三相位所对应的第二相位差为π的偶数倍，从而实现整个反射式显示面板上的各像素单元均处于开启状态。具体过程此处不再赘述。

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。