一种显示基板及其驱动方法、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板及其驱动方法、显示装置。

背景技术：

液晶显示装置主要由阵列基板、彩膜基板和液晶组成，由于液晶显示装置具有体积小、功耗低、无辐射以及制作成本相对较低等特点，已被广泛地应用到各个领域中。在实际应用中，液晶显示装置有时需要在低温环境下使用，例如高海拔、高纬度地区的低温环境。然而在低温环境下，液晶显示装置中的液晶的粘滞系数会增大，使得液晶的旋转速度变慢，进而使得液晶显示装置的响应时间变长，响应速度变慢，影响显示效果。因此在低温环境下，需要对液晶显示装置进行加热，以保证液晶有足够的响应速度，从而液晶显示装置能够正常显示。

目前，通过加热板对液晶显示装置进行加热，该加热板紧密固定在液晶显示装置的背面。由于加热板为一个单独的加热元件，会增加液晶显示装置的厚度和重量，不利于液晶显示装置的轻量化与薄型化。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种显示基板及其驱动方法、显示装置，用于解决加热板造成的显示装置厚度增加的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的一方面提供了一种显示基板，该显示基板包括显示区域和非显示区域。显示基板还包括设置于所述显示区域的触发电极和热源层；所述触发电极与所述热源层相接触，所述触发电极用于接收热脉冲信号，并对所述热源层进行热触发；所述热源层用于吸收光能，并在所述触发电极的热触发作用下进行光热转换，将存储的光能转换为热能进行释放。

可选的，所述热源层的图案与所述显示区域的形状一致。

可选的，该显示基板还包括多个呈矩阵形式排列的亚像素；所述热源层与所述亚像素的透光区域的位置相对应，且所述热源层的图案与所述透光区域的形状一致。

进一步的，该显示基板还包括公共电极，所述触发电极与所述公共电极共用；或者，所述显示基板还包括像素电极，所述触发电极与所述像素电极共用。

可选的，该显示基板还包括像素电极、公共电极以及位于所述像素电极和所述公共电极之间的第二绝缘层；所述热源层与所述第二绝缘层共用。

可选的，构成所述热源层的材料为4-羟基偶氮苯聚合物材料；其中，构成所述4-羟基偶氮苯聚合物材料的单体至少包括4-羟基偶氮苯单体。

可选的，还包括控制开关以及与所述控制开关相连接的脉冲信号源；所述触发电极与所述控制开关相连接，所述控制开关在开启状态下，将所述脉冲信号源提供的热脉冲信号输出至所述触发电极。

本发明实施例的另一方面，提供一种显示装置，包括如上所述的任意一种显示基板。

本发明实施例的又一方面，提供一种用于驱动如上所述的任意一种显示基板的方法，所述方法包括：触发电极接收热脉冲信号，并对热源层进行热触发；热源层吸收光能，并在所述触发电极的热触发作用下进行光热转换，将存储的光能转换为热能进行释放。

进一步的，相邻两图像帧之间具有消隐时间，且所述触发电极与公共电极共用；所述触发电极接收热脉冲信号包括，所述触发电极在所述消隐时间接收所述热脉冲信号。

本发明实施例提供一种显示基板及其驱动方法、显示装置，该显示基板包括显示区域和非显示区域，在显示区域设置有触发电极和热源层。其中，触发电极与热源层相连接，触发电极用于接收热脉冲信号，并对热源层进行热触发。热源层用于吸收光能，并在触发电极的热触发作用下进行光热转换，将存储的光能转换为热能进行释放。

基于此，将上述显示基板应用于液晶显示装置，当需要对液晶显示装置中的液晶进行加热时，触发电极接收热脉冲信号，该热脉冲信号对热源层进行热触发；在热脉冲信号的热触发作用下，热源层进行光热转换，将存储的光能转为热能进行释放。这样一来，由于该热源层设置在显示区域，热源层释放的热能可以对位于显示区域中的液晶进行加热，避免出现液晶冻结的现象。同时由于该热源层集成于显示基板内，从而能够避免在液晶显示装置上增加额外的加热部件导致液晶显示装置的厚度和重量增加的问题，有利于液晶显示装置的轻量化与薄型化。

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为本发明实施例提供的一种显示基板的示意图；

图2为公共电极信号示意图；

图3为本发明实施例提供的一种显示基板的制备方法的流程示意图；

图4a为本发明实施列提供的一种在衬底基板上形成栅极、第一绝缘层、有源层和像素电极的示意图；

图4b-4c为形成图4a中的像素电极的过程示意图；

图5为本发明实施列提供的一种在图4a所示的衬底基板上形成源漏电极的示意图；

图6为本发明实施列提供的一种在图5所示的衬底基板上形成第二绝缘层和公共电极的示意图；

图7a-7c为本发明实施列提供的一种在图6所示的衬底基板上形成热源层的过程示意图；

图8a为本发明实施列提供的一种阵列基板的结构示意图；

图8b为形成图8a所示的阵列基板中的热源层的过程示意图；

图9a为一种框胶掩膜板的结构示意图；

图9b为采用如图9a所示的框胶掩膜板对封框胶进行曝光的示意图；

图10为本发明实施例提供的一种驱动显示基板的方法流程示意图。

附图标记：

01-显示基板；02-像素电极掩膜板；04-框胶掩膜板；10-显示区域；20-非显示区域；11-触发电极；12-热源层；13-导电薄膜；14-光刻胶；15-热源层薄膜；16-封框胶；101-衬底基板；102-栅极；103-第一绝缘层；104-有源层；105-像素电极；106-源漏电极；1061-源极；1062-漏极；107-第二绝缘层；108-公共电极。

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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种如图1所示的显示基板01，该显示基板01包括显示区域10与非显示区域20。其中，在显示区域10内设置有触发电极11和热源层12。其中，触发电极11与热源层12相接触，触发电极11用于接收热脉冲信号，并对该热源层12进行热触发。热源层12用于吸收光能，并在上述触发电极11的热触发作用下进行光热转换，将存储的光能转换为热能进行释放。

需要说明的是，第一，热源层12是一种能够吸收和存储光能的材料，且该材料在热触发作用下会发生光热转换，将存储的光能转换为热能进行释放。优选的，构成上述热源层12的材料可以为4-羟基偶氮苯聚合物材料，4-羟基偶氮苯聚合物材料由4-羟基偶氮苯单体聚合而成，该材料在热触发后释放的热量可以比周围温度高10℃以上，在使用热源层12对显示区域10的液晶进行加热时，该温度可以对液晶进行加热，避免液晶冻结。具体的，4-羟基偶氮苯聚合物材料的制备过程为：以4-羟基偶氮苯为原料，加入2-甲基丙烯酰氯和四氢呋喃，在室温下反应48小时形成4-羟基偶氮苯聚合物材料的单体，然后在上述单体中加入偶氮二异丁腈和四氢呋喃，在60°环境下反应3小时形成4-羟基偶氮苯聚合物材料。

第二，触发电极11为电阻材料，该触发电极11可以接收热脉冲信号以对上述热源层12进行热触发。具体的，热脉冲信号为一短时间内具有较大振幅的电压信号，该电压信号至少大于10V。当接收到上述电压信号后，由于触发电极11为电阻材料，根据焦耳定律W＝U²t/R，触发电极11会产生一定的热量，该热量可以对热源层12进行热触发。为了提高触发电极11对热源层12的热触发作用，优选的，上述触发电极11为纯电阻电极。在接收到热脉冲信号后，触发电极11能够产生较大的热量以对热源层12进行热触发。

基于此，将上述显示基板01应用于液晶显示装置，当需要对液晶显示装置中的液晶进行加热时，触发电极11接收热脉冲信号，该热脉冲信号对热源层12进行热触发；在热脉冲信号的热触发作用下，热源层12进行光热转换，将存储的光能转为热能进行释放。这样一来，由于该热源层12设置在显示区域10，热源层12可以对位于显示区域10中的液晶进行加热，避免出现液晶冻结的现象。同时由于该热源层12集成于显示基板01内，从而能够避免在液晶显示装置上增加额外的加热部件导致液晶显示装置的厚度和重量增加的问题，有利于液晶显示装置的轻量化与薄型化。

在此基础上，可以采用单独的构图工艺在上述显示基板01上制作触发电极11。或者，为了简化制作工艺，优选的，该触发电极11还可以与显示基板01上已有的电极进行共用，从而可以避免单独制作上述触发电极11，导致制作显示基板01的构图工艺步骤增加的问题。

以下，对触发电极11与显示基板01上已有的电极进行共用进行详细的举例说明。

例如：当显示基板01包括公共电极时，该触发电极11可以与公共电极进行共用。

基于此，当该显示基板01为彩膜基板时，由于公共电极制作于彩膜基板上，而像素电极制作于阵列基板上。因此上述彩膜基板和阵列基板对盒后可以构成TN(Twist Nematic，扭曲向列)型液晶显示装置。或者，当该显示基板01为阵列基板时，由于公共电极和像素电极均制作于该阵列基板上，因此该阵列基板可以构成AD-SDS(Advanced-Super Dimensional Switching，简称为ADS，高级超维场开关)型液晶显示装置。

在此基础上，无论显示基板01为阵列基板还是彩膜基板，在触控电极11与公共电极共用的情况下，由于在如图2所示的一图像帧(Frame)内为了实现正常显示，公共电极需要向每一个亚像素提供恒定的公共电压(Vcom)，因此当公共电极与触控电极11共用时，为了避免公共电极接收到热脉冲信号对热源层12进行热触发时，导致向亚像素提供的公共电压发生变化而影响正常显示。优选的，可以在如图2所示的相邻两图像帧的消隐时间T内向公共电极输入热脉冲信号，以使得该公共电极能够作为触发电极11对热源层12进行热触发，而在每个图像帧内向公共电极输入公共电压(Vcom)，以实现正常显示。

需要说明的是，在一图像帧内，栅极驱动电路会对各行栅线逐行扫描，例如从上到下逐行扫描。当扫描结束后，栅极驱动电路从最后一行回到第一行，以在下一图像帧开始时，重新从上到下逐行对栅线进行扫描。因此，栅线在上述相邻两图像帧之间具有一定的反应时间，以使得栅极驱动模块从最后一行回到第一行，该反应时间称为消隐时间T。消隐时间T内亚像素不进行显示，因此此时驱动IC提供给公共电极一个具有较大振幅的脉冲信号来触发热源层12，不会对正常显示造成影响。

或者又例如，当该显示基板01为阵列基板时，上述触发电极11可以与像素电极进行共用。当需要触发热源层12时，在短时间内向原有的像素电极的信号中输入一具有较大振幅的电压信号，即上述热脉冲信号，来触发热源层12。

由于向像素电极输入上述热脉冲信号时，会对亚像素的原有透过率造成影响，使得实际显示的灰阶值与预设灰阶值之间产生较大的差异而对显示效果造成影响，因此，为了减少热脉冲信号对显示效果的影响，优选的，触发电极11与公共电极共用，且在消隐时间T内，驱动IC提供给公共电极一具有较大振幅的脉冲信号，即热脉冲信号，公共电极接收该热脉冲信号以对热源层12进行热触发。这样一来，在触发电极11与公共电极共用时，公共电极在消隐时间T内接收热脉冲信号以对热源层12进行热触发，由于在消隐时间T内，不进行画面显示，因此不影响显示效果。

以下以显示基板01为阵列基板为例，当触发电极11与如图6所示的位于阵列基板上的公共电极108共用时，对上述与触发电极11相接触的热源层12的设置方式以及该阵列基板的制备方法进行详细的举例说明。

实施例一，本实施例中，阵列基板包括多个呈矩阵形式排列的亚像素。在此情况下，上述热源层12与亚像素的透光区域的位置相对应，且热源层12的图案与透光区域的形状一致。以下为该阵列基板的制备方法，如图3所示包括：

步骤S10、如图4a所示，在衬底基板101上通过一次构图工艺处理形成栅极102。

具体的，可先在衬底基板101上制备一层金属薄膜。然后通过一次构图工艺处理形成栅极102。其中，栅极102由金属材料制成，金属材料通常可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或铜等金属，也可以使用上述几种材料薄膜的组合结构。

需要说明的是，在本发明实施例提供的制备方法中，所述构图工艺可以是任意对膜层(由一层或多层薄膜)进行处理以形成具有特定图案的工艺，典型的构图工艺是应用一次掩膜板，通过光刻胶曝光、显影、刻蚀、去除光刻胶的工艺。

步骤S11、如图4a所示，在形成有栅极102的衬底基板101上形成第一绝缘层103。

具体的，可在形成有栅极102的衬底基板101上沉积绝缘薄膜，形成第一绝缘层103。第一绝缘层103的材料通常是氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。

步骤S12、如图4a所示，在形成有第一绝缘层103的衬底基板101上，通过一次构图工艺处理形成有源层104。

具体的，在形成有第一绝缘层103的衬底基板101上沉积有源薄膜，然后，通过一次构图工艺处理形成有源层104。

步骤S13、如图4a所示，在形成有有源层104的衬底基板101上，通过一次构图工艺处理形成像素电极105。

具体的，如图4b所示，在形成有有源层104的衬底基板101上沉积导电薄膜13，导电薄膜13的材料可以采用ITO(Indium Tin Oxides，铟锡氧化物)或IZO(Indium Zinc Oxide，铟锌氧化物)等，并形成光刻胶14。

需要说明的是，上述光刻胶14优选采用曝光精准性更高的正性光刻胶，即所述光刻胶14在曝光前不溶解于显影液，经过紫外线曝光后，曝光区域的所述光刻胶14转变为能够溶解于显影液中的物质。

然后，采用像素电极掩膜板02对光刻胶14进行曝光。其中，像素电极掩膜板02同时具有光线透过区域A和遮光区域B。曝光后，光线透过区域A的光刻胶14转化为易溶解于显影液的物质，遮光区域B的光刻胶14未被照射。显影后，如图4c所示，光线透过区域A的光刻胶14溶解于显影液，遮光区域B的光刻胶14不溶解于显影液保留。接下来，采用刻蚀工艺进行刻蚀，最后将光刻胶14去除形成如图4a所示的像素电极105。

步骤S14、如图5所示，在形成有像素电极105的衬底基板101上，通过一次构图工艺处理形成源漏电极106。

具体的，在形成有像素电极105的衬底基板101上沉积金属薄膜，通过一次构图工艺处理形成源漏电极106，并形成沟道区，所述沟道区使源漏电极106形成源极1061和漏极1062。其中，漏极1062与像素电极105相连。

步骤S15、如图6所示，在形成有源漏电极106的衬底基板101上，通过一次构图工艺处理形成第二绝缘层107。

具体的，可以在形成有源漏电极106的衬底基板101上沉积绝缘薄膜，然后通过一次构图工艺处理形成第二绝缘层107。

步骤S16、如图6所示，在形成有第二绝缘层107的衬底基板101上，通过一次构图工艺形成如图6所示的公共电极108。

具体的，在形成有第二绝缘层107的衬底基板101上沉积透明导电薄膜，该透明导电薄膜的材料与导电薄膜13的材料相同。然后通过一次构图工艺处理形成公共电极108。

步骤S17、在形成有公共电极108的衬底基板101上，通过一次构图工艺处理，如图7a所示，在衬底基板101对应像素电极105的位置形成热源层12。

具体的，如图7b所示，在形成有公共电极108的衬底基板101上沉积热源层薄膜15，并形成光刻胶14。然后采用一次构图工艺处理形成如图7a所示的热源层12。

在此基础下，显示基板01的多个亚像素的透光区域与像素电极105的位置相对应。为了避免购买新的掩膜板对热源层12进行曝光，增加制作成本，优选的，如图7b所示，采用上述像素电极掩膜板02对热源层12进行曝光。具体的，光线透过区域A的热源层薄膜15转化为易溶解于显影液的物质，遮光区域B的热源层薄膜15未被照射。显影后，如图7c所示，光线透过区域A的光刻胶14溶解于显影液，遮光区域B的光刻胶14不溶解于显影液保留。接下来采用刻蚀工艺进行刻蚀，最后将光刻胶14去除形成如图7a所示的热源层12。这样一来，热源层12与亚像素的透光区域的位置相对应，且热源层12的图案与该透光区域的形状一致，无需购买新的掩膜板，只需要多一次曝光显影的工艺就能完成热源层12的设计，降低了显示基板01的制作成本。

实施例二、本实施例中，当显示基板01为阵列基板时，热源层12的图案与显示基板01的显示区域10的形状一致。以下为该阵列基板的制备方法，包括：

如图8a所示，依次在衬底基板101形成栅极102、第一绝缘层103、有源层104、像素电极105、源漏电极106、第二绝缘层107、公共电极108的制备方法与上述步骤S10-步骤S16相同，此处不再赘述。不同的是：在形成有公共电极108的衬底基板101上，通过一次构图工艺形成如图8a所示的热源层12。

在本实施例中，热源层12位于显示区域10且与显示区域10的形状一致。由于封框胶位于显示区域10的四周，因此可以采用制作封框胶的掩膜板制作热源层12。具体的，可以采用如图9a所示的框胶掩膜板04对热源层薄膜15进行曝光，该框胶掩膜板04同时具有光线透过区域C和遮光区域D。框胶掩膜板04用于对显示基板01对盒形成的对盒基板上的如图9b所示的封框胶16进行曝光，以保护在对盒基板中的液晶在曝光时不被紫外光照射而受到损害。如图9b所示，在采用框胶掩膜板04对对盒基板的封框胶16进行紫外光曝光时，遮光区域D对对盒基板内位于显示区域10内的液晶进行遮挡，进而不被紫外光照射；紫外光透过光线透过区域C对封框胶16进行照射，以使得该区域的封框胶16固化。

在此基础上，采用框胶掩膜板04对上述热源层薄膜15进行曝光时，如图8b所示，框胶掩膜板04的遮光区域D对光刻胶14进行遮挡，使得该区域的光刻胶14不被紫外光照射；光线透过区域C的光刻胶14被紫外光曝光后，转换为易溶解于显影液的物质。显影后，遮光区域D的光刻胶14保留。然后采用刻蚀工艺进行刻蚀，并将光刻胶14去除形成如图8a所示的热源层12。这样一来，采用上述框胶掩膜板04对热源层12进行曝光，形成的热源层12的图案与显示基板01的显示区域10的形状一致，无需购买新的掩膜板，只需要多一次曝光显影的工艺就能完成热源层12的设计，降低了显示基板01的制作成本。

在上述实施例一和二中，公共电极108设置在像素电极105上方，当然根据阵列基板结构的不同，也可以为像素电极105设置在公共电极108上方。只要保证热源层12与作为触发电极11的公共电极108相接触即可。

其中，“上”和“下”等方位术语是相对于附图中的像素电极105和公共电极108相对于衬底基板101的示意放置的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清。

进一步的，为了减少显示基板01的制作工艺，上述热源层12与位于该像素电极105和公共电极108之间的第二绝缘层107共用。这样一来，在制作显示基板01时，无需制作第二绝缘层107，减少一次构图工艺。

在此基础上，考虑到在正常温度环境下，液晶显示装置不会出现液晶冻结的现象，即不需要触发上述热源层12释放热能对液晶进行加热。因此为了使得触发电极11在常温下不会触发热源层12，以增加热源层12的使用寿命，优选的，上述显示基板01还包括控制开关以及与控制开关相连接的热脉冲信号源，其中，上述触发电极11与控制开关相连接。

基于此，当液晶显示装置处于常温环境下工作时，液晶显示装置中的背光开启，热源层12吸收和存储背光的光能；当液晶显示装置处于常温环境下不工作时，上述背光熄灭，外部环境光可以通过显示基板01，此时热源层12可以吸收和存储外部环境光的光能。这样一来，该热源层12可以利用背光和外部环境光进行光热转换，无需专门增加光源以提供光线，因此该液晶显示装置具有良好的能量收集和节约能源的效果。

在此基础上，在常温环境下，上述控制开关未开启，因此，触发电极11不会对热源层12进行热触发来释放热能。当液晶显示装置处于低温环境下时，上述控制开关开启，脉冲信号源发出热脉冲信号输出至触发电极11，触发电极11接收热脉冲信号，对热源层12进行热触发；在热触发作用下，热源层12进行光热转换，将存储的光能转换为热能进行释放，以对液晶进行加热。这样一来，避免了在非低温情况下热源层12被热触发释放热量，减少热源层12的使用寿命。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的任意一种显示基板01，具有与前述实施例提供的显示基板01相同的结构和有益效果，由于前述实施例已经对该显示基板01的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。

需要说明的是，上述显示装置可以为液晶面板、液晶电视、液晶电脑等显示装置。

本发明实施例提供一种用于驱动如上所述的任意一种显示基板01的方法，如图10所示，包括：

步骤S20、触发电极11接收热脉冲信号，并对热源层12进行热触发。

步骤S21、热源层12吸收光能，并在触发电极11的热触发作用下进行光热转换，将存储的光能转换为热能进行释放。

需要说明的是，为了减少显示基板01的制作工艺，优选的，当显示基板01包括公共电极时，触发电极11与公共电极共用；或者，当显示基板01包括像素电极时，触发电极11与像素电极共用。

基于此，当需要对液晶显示装置中的液晶进行加热时，触发电极11接收到热脉冲信号，该热脉冲信号对热源层12进行热触发；在热脉冲信号的热触发作用下，热源层12进行光热转换，将存储的光能转为热能进行释放。这样一来，由于该热源层12设置在显示区域10，热源层12可以对位于显示区域10中的液晶进行加热，避免出现液晶冻结的现象。

在此基础上，在触控电极11与公共电极共用的情况下，由于在如图2所示的一图像帧(Frame)内为了实现正常显示，公共电极需要向每一个亚像素提供恒定的公共电压(Vcom)，因此当公共电极与触控电极11共用时，为了避免公共电极接收热脉冲信号，对热源层12进行热触发时，导致向亚像素提供的公共电压发生变化而影响正常显示。优选的，可以在如图2所示的相邻两图像帧的消隐时间T内向公共电极输入热脉冲信号，以使得该公共电极能够作为触发电极11对热源层12进行热触发，而在每个图像帧内向公共电极输入公共电压(Vcom)，以实现正常显示。

这样一来，在触发电极11与公共电极共用时，公共电极在消隐时间T内接收热脉冲信号以对热源层12进行热触发，由于消隐时间T不进行画面显示，因此不影响显示效果。

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所述权利要求的保护范围为准。