本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种固态全反射显示面板及显示装置。
背景技术：
固态显示面板是相对于液晶显示面板而言的，固态显示面板通常包括透射式固态显示面板和反射式固态显示面板，透射式固态显示面板结构与液晶显示面板结构相似，需要背光源从显示面板的背面为显示面板提供照明；而反射式固态显示面板相对于透射式固态显示面板，无需背光源照射，从而能够减薄固态显示面板和固态显示装置的厚度。
如图1所示，为固态全反射显示面板的工作原理结构示意图；固态全反射显示面板通常包括反射镜01、位于反射镜01表面的透明谐振腔02、位于透明谐振腔02表面的相变材料层03和位于相变材料层03表面的透明覆盖层04，以及控制装置，控制装置用于控制相变材料层03的相变状态。如图1中中间部分的图片所示，相变材料层03在某些情况下为晶化状态(如中间部分的左侧黑色点阵)，某些情况下为非晶化状态(如中间部分的右侧杂乱无章的黑色点)，配合透明谐振腔02的厚度，从而控制部分颜色反射至观察者侧，另一部分颜色被吸收，进而对显示面板的显示颜色进行调制。如图1所示，在其他结构不变的情况下，通过改变相变材料层内部材料晶化状态，即可实现两种颜色的切换，即二色切换。
现有技术中的固态全反射显示面板能在固定的两种颜色中进行相互切换，两种颜色中包括一种亮度比较大的亮色和一种亮度相对而言较小的暗色，例如亮色为蓝色，暗色为深灰色；或者亮色为品红色，暗色为黄色，亮色用于显示，暗色为显示面板的暗态。但是现有技术中，由于暗态通过暗色显示形成，从而造成现有技术中固态全反射显示面板无法实现较好的暗态。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种固态全反射显示面板及显示装置，以解决现有技术中固态全反射显示面板无法实现较好的暗态问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种固态全反射显示面板，包括：
阵列基板，所述阵列基板上包括多条扫描线和多条数据线，所述多条扫描线和多条数据线交叉限定出多个像素单元，每个所述像素单元包括多个子像素；
每个所述子像素包括：
位于所述阵列基板上的加热器；
位于所述加热器上方的反射层；
位于所述反射层上方的谐振腔；
位于所述谐振腔上方的相变材料层，所述相变材料层具有第一状态和第二状态，当所述相变材料层为第一状态时，所述固态全反射显示面板显示第一颜色，当所述相变材料层为第二状态时，所述固态全反射显示面板显示第二颜色，所述第一颜色的亮度大于所述第二颜色的亮度；
位于所述相变材料层上方的透明覆盖层；
所述反射层背离所述阵列基板的一侧还包括：
对所述第二颜色的光进行吸收的彩膜结构。
本发明还提供一种固态全反射显示装置，包括固态全反射显示面板，所述固态全反射显示面板为上面所述的固态全反射显示面板。
经由上述的技术方案可知，本发明提供的固态全反射显示面板包括：阵列基板，阵列基板上的每个子像素均包括加热器、反射层、谐振腔、相变材料层以及透明覆盖层，在反射层背离阵列基板的一侧还包括彩膜结构，所述彩膜结构对所述第二颜色的光进行吸收，其中，第一颜色为亮色，第二颜色为暗色。由于所述彩膜结构能够对第二颜色的光进行吸收，降低了对第二颜色的光的反射率，使得第二颜色的光被进一步过滤掉，从而实现显示面板在第一颜色和近似黑色的第二颜色之间的切换，使得所述固态全反射显示面板具有较好的暗态效果。
本发明还提供一种固态全反射显示装置，包括上面所述的固态全反射显示面板，由于彩膜结构降低了对第二颜色的光的反射率，从而能够使得固态全反射显示装置具有较好的暗态。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中固态反射显示面板的剖面结构及显示原理图；
图2为本发明实施例提供的一种固态全反射显示面板的剖面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种固态全反射显示面板的阵列基板结构示意图；
图4为cie1976色空间颜色图；
图5为本发明实施例提供的第二种固态全反射显示面板的剖面结构示意图；
图6为本发明实施例提供的第三种固态全反射显示面板的剖面结构示意图；
图7为本发明实施例提供的第四种固态全反射显示面板的剖面结构示意图；
图8为本发明实施例提供的第五种固态全反射显示面板的剖面结构示意图；
图9为本发明实施例提供的第六种固态全反射显示面板的剖面结构示意图；
图10为本发明实施例提供的第七种固态全反射显示面板的剖面结构示意图；
图11为本发明实施例提供的第八种固态全反射显示面板的剖面结构示意图；
图12为本发明实施例提供的一种固态全反射显示装置的结构示意图。
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，都属于本发明保护的范围。
由于现有技术中固态全反射显示面板的暗态由显示暗色形成，而固态全反射显示面板的对亮色和暗色光线的反射率均较大，从而造成即使显示暗色，也无法显示近似黑色状态的暗态，也即固态全反射显示面板无法实现较好的暗态。
基于此，请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种固态全反射显示面板的剖面结构示意图，所述固态全反射显示面板，包括：
阵列基板10，请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种固态全反射显示面板的阵列基板结构示意图。阵列基板10上包括多条扫描线(gate1……gaten)和多条数据线(data1……datan)，多条扫描线(gate1……gaten)和多条数据线(data1……datan)交叉限定出多个像素单元，每个像素单元包括多个子像素。本实施例中阵列基板10包括对其他结构起到支撑作用的衬底19，以及形成在衬底19上的薄膜晶体管层18，薄膜晶体管层18中的薄膜晶体管18’组成控制固态显示面板显示不同颜色的控制电路，其中，薄膜晶体管18’的栅极与扫描线相连，源极与数据线相连，漏极与电阻15的一端相连，电阻15的另一端连接常电压(例如也可以是接地)，需要说明的是，电阻15为图2中的加热器，本实施例中可选的，所述电阻为热敏电阻，以便于通过电流实现升温。本发明实施例中通过扫描线和数据线上的信号，控制电阻是否加热，进而控制每个子像素的颜色。
请参见图2和图3，每个子像素，包括：位于阵列基板10上的加热器15；位于加热器15上方的反射层11；位于反射层11上方的谐振腔12；位于谐振腔12上方的相变材料层13，相变材料层13具有第一状态和第二状态，当相变材料层13为第一状态时，固态全反射显示面板显示第一颜色，当相变材料层13为第二状态时，固态全反射显示面板显示第二颜色，第一颜色的亮度大于第二颜色的亮度；位于相变材料层13上方的透明覆盖层14；反射层11背离阵列基板10的一侧还包括：对第二颜色的光进行吸收的彩膜结构16。需要说明的是，如图2中彩膜结构16的位置仅为示例说明，本发明其他实施例中，彩膜结构还可以位于其他层。
请参见图2，本实施例中谐振腔12为光学谐振腔，包括两个相互平行设置的反射镜，两个反射镜的折射率不相同，光波在光学谐振腔的两个折射率不同的反射镜之间来回反射，通过控制光学谐振腔的厚度，从而控制从谐振腔反射出的光的波长，使得谐振腔反射出特定波长。也即，谐振腔12控制特定波长的光反射通过，反射出一定波长的光。在相变材料为晶化状态时，通过改变谐振腔的厚度，改变反射出的亮色的颜色，如是紫色、玫红色还是绿色等。也即谐振腔的厚度决定了固态全反射显示面板具体显示哪种颜色。
请继续参见图2，本实施例中加热器15包括第一电极151、第二电极152和连接在第一电极151和第二电极152之间的电热材料153，第一电极151与阵列基板10的薄膜晶体管层18中的薄膜晶体管(图3中18’)相连，第二电极152连接常电压(例如可以是接地)，通过薄膜晶体管的开关控制第一电极151和第二电极152的导通与否，从而控制对电热材料153的加热与否。需要说明的是，本发明实施例中的相变材料层13为热变换相变材料，即在温度变化时，相变材料在晶化和非晶化之间切换。通过电热材料153的加热与否，改变相变材料层13所处的温度，从而使得相变材料层13在不同温度下，具有第一状态和第二状态，以实现第一状态和第二状态的切换。本实施例中不限定所述第一状态和第二状态的具体状态，第一状态为晶化状态(或非晶化状态)，第二状态为非晶化状态(或晶化状态)，可选的，本实施例中，第一状态为非晶化状态，第二状态为晶化状态。也即，本发明的实施例中，当相变材料为非晶化状态时，显示面板显示亮色，当相变材料为晶化状态时，显示面板显示暗色。
本实施例中，通过谐振腔12确定固态全反射显示面板的固定显示颜色为哪组二色，通过相变材料层的状态变化，控制显示二色中的亮色或暗色，其中，第一颜色为固态全反射显示面板固定二色切换中的亮色，第二颜色为固态全反射显示面板固定二色切换中的暗色，为清楚说明所述亮色与所述暗色，本实施例中定义：在cie1976色空间(cieluv)中，色坐标l表示物体亮度(l＝0生成黑色，而l＝100指示白色)，色坐标u和色坐标v是色度，cie1976色空间于1976年由国际照明委员会cie提出，由ciexyz空间经简单变换得到，具视觉统一性。色坐标l值高的为亮色，l值低的为暗色，l值相同时，则uv坐标距离原点(0，0)远的为亮色，近的为暗色；色坐标l值主要影响光的吸收峰的高度，色坐标u和色坐标v主要影响光的吸收峰的位置。在显示技术领域中，由于色坐标u和色坐标v为色彩变化更为敏感，因此，在显示技术领域中，通常只考虑色坐标u和色坐标v。因此，在显示技术领域中，通过cie1976颜色图来表示颜色。如图4所示，图4为cie1976色空间颜色图，自然的颜色都包含在图4封闭曲线及其围成的区域内，横坐标为色度u，纵坐标为色度v，距离图中原点(0，0)远的为亮色，近的为暗色；此外，图4中曲线上的数值标记为举例说明在位于该点颜色光的波长，相对来说亮色的光波长相对暗色的光波长更长。
本实施例中彩膜结构16位于反射层11背离阵列基板10的一侧，且能够对第二颜色的光进行吸收，从而降低了显示面板对第二颜色的光的反射率，使得固态全反射显示面板显示暗色时，能够显示接近黑色的颜色，进而呈现较好的暗态。
本实施例中对能够吸收第二颜色的光的彩膜结构16不做限定，只要能够使得固态全反射显示面板进行二色切换时对第二颜色的光的反射率降低，能够更加彻底的过滤掉第二颜色的光即可。所述彩膜结构16对第一颜色的光的反射率影响本实施例中不做限定，只要彩膜结构16对第一颜色的光的反射率影响相比于对第二颜色的光的反射率影响小即可，因此彩膜结构16可以对第一颜色的光的反射率可以降低较少，也可以降低较多，具体设置可以根据实际情况进行选择。
为了使得固态全反射显示面板中显示亮色(也即第一颜色)画面时亮度较高，而显示暗色(也即第二颜色)画面时，保持较好的暗态。本实施例中，可选的，所述彩膜结构16的颜色为与固态全反射显示面板二色切换中的亮色接近的颜色，这样在有效降低暗色反射率的同时，能够相对较小程度的降低亮色的反射率，从而保证亮色的显示。本实施例中更加可选的，所述彩膜结构16中彩膜的颜色与所述第一颜色在cieluv色空间中的色坐标距离差值小于0.024。也即在图4中，两个点的坐标差值，当在图4中，两个点的坐标差值的绝对值小于0.024时，即认为该两点所表示的颜色为相近颜色。当采用某一颜色彩膜结构做彩膜层时，能够对与其相近的颜色进行滤光，如红色彩膜层能够对红色相近颜色进行滤光，使得与红色相差较多的颜色被抑制，而使与红色相近颜色的光通过。
本发明实施例中不限定彩膜结构16的具体结构，需要说明的是，彩膜制作过程中需要进行高温过程，避免彩膜制作过程中高温对相变材料层13造成损伤，降低产品良率，可选的，本实施例中彩膜结构16包括基底162和形成在所述基底上的彩膜层161。也即，彩膜层161先制作形成在基底162上，然后通过光学胶等其他结构将彩膜结构制作在固态全反射显示面板上。本实施例中不限定所述基底162的具体材质，只要能够在高温环境下制作形成彩膜层161，且具有较高的光透过率即可。本实施例中可选的，所述基底162为玻璃基板或柔性透明薄膜。
请参见图2，其中，彩膜结构16位于透明覆盖层14背离阵列基板10的一侧，且彩膜结构16包括基底162和位于基底162上的彩膜层161。本实施例中不限定彩膜结构中基底162和彩膜层161的层叠顺序。基底162可以设置在靠近透明覆盖层14的一侧，也即彩膜层161设置在远离透明覆盖层14的一侧，如图2中所示，彩膜层161位于整个固态全反射显示面板的最外侧；另外，基底162也可以设置在远离透明覆盖层14的一侧，此时彩膜层161设置在靠近透明覆盖层14的一侧，具体如图5所示，图5为本发明实施例提供的第二种固态全反射显示面板的剖面结构示意图，基底162位于整个固态全反射显示面板的最外侧。
需要说明的是，由于基底162与阵列基板10中的衬底19形成相对设置的两个基板，其他材料层位于两个基板中间，从而两个基板能够对位于其中间位置的各层材料层形成保护，同时，基底162位于整个固态全反射显示面板的最外侧时，能够对彩膜层161起到保护作用，避免手指或固态全反射显示面板外界的物体划伤彩膜层，因此，本发明实施例中优选地，基底162位于整个固态全反射显示面板的最外侧。
本实施例中不限定彩膜结构16与透明覆盖层14之间的连接方式，彩膜结构16与透明覆盖层14之间具有连接物体17，通过所述连接物形成整体结构。需要说明的是，本发明实施例中提供的相变材料层13为热变换相变材料，即在温度变化时，相变材料在晶化和非晶化之间切换。为了保证相变材料层13的变换效率，本实施例中可选的，所述连接物17的热导率小于所述相变材料层13的热导率，所述连接物17的热导率也小于所述透明覆盖层14的热导率。通过热导率小于透明覆盖层14的热导率和小于相变材料层13热导率的连接物17，对相变材料层13的温度进行保温，使得相变材料层13能够保持一定温度，从而使得其在晶化和非晶化之间进行切换时更加稳定。
需要说明的是，本发明实施例中不限定所述连接物17的具体材质，在本发明的一些实施例中，连接物17可以是透明光学胶层或压敏胶层，例如oca光学胶是将光学亚克力胶做成无基材，然后在上下底层，再各贴合一层离型薄膜，是一种无基体材料的双面贴合胶带，能够减少眩光，减少显示面板发出光的损失，增加显示面板的亮度和提供高的透射率，减少能耗。所以如图2和图5所示，彩膜结构16与透明覆盖层14之间可以还包括光学胶层或压敏胶层作为连接物17。
另外，在本发明的其他实施例中，如图6和图7所示，为本发明另外实施例提供的第三种和第四种固态全反射显示面板的剖面结构示意图，其中，彩膜结构中的基底162与透明覆盖层14之间，或者彩膜结构中的彩膜层161与透明覆盖层14之间的连接物为空气层27，本实施例中空气层27的热导率小于透明覆盖层14的热导率，同时小于相变材料层13的热导率。
本实施例中不限定空气层27的形成方式，可以通过在彩膜结构16和透明覆盖层14之间的边缘部分形成边框，使得边框内部形成空气层，也可以如图6和图7所示，在彩膜结构16和透明覆盖层14之间形成多个间隔柱20，多个间隔柱20支撑所述彩膜结构16和透明覆盖层14，从而形成空气层27。
以上发明实施例中通过在基底上制作彩膜层形成彩膜结构，再通过热导率较低的材料，将彩膜结构形成在固态全反射显示面板的反射层背离阵列基板的一侧，以使得彩膜结构能够对二色切换中的暗色光进行吸收，进而使得固态全反射显示面板在显示暗色时，显示状态接近黑色，呈现更好的暗态效果。
为了减小固态全反射显示面板的厚度，节省彩膜基底的使用，降低材料成本，如图8所示，图8为为本发明实施例提供的第五种固态全反射显示面板的剖面结构示意图，本发明还提供一种固态全反射显示面板，将彩膜层制作在谐振腔表面，固态全反射显示面板包括阵列基板10、位于阵列基板10上方的加热器15、位于加热器15上方的反射层11、位于反射层11表面的谐振腔12，形成在谐振腔12背离阵列基板10一侧的相变材料层13，以及覆盖所述相变材料层13的透明覆盖层14。本实施例中在反射层11背离阵列基板30一侧设置的彩膜结构为与谐振腔12相邻的彩膜层161。
需要说明的是，本实施例中彩膜层161能够吸收第二颜色的光，从而能够使得固态全反射显示面板进行二色切换时的暗色的反射率降低，更加彻底的过滤掉暗色。所述彩膜层161对第一颜色的光的反射率影响本实施例中不做限定。可以对第一颜色的光的反射率降低较少，也可以降低较多，具体设置可以根据实际情况进行选择。
为了使得固态全反射显示面板中显示亮色(也即第一颜色)画面时亮度较高，而显示暗色(也即第二颜色)画面时，保持较好的暗态。本实施例中，可选的，彩膜层161的颜色为与固态全反射显示面板二色切换中的亮色接近的颜色，这样在有效降低暗色反射率的同时，能够相对较小程度的降低亮色的反射率，从而保证亮色的显示。本实施例中更加可选的，所述彩膜层161的颜色与所述第一颜色在cieluv色空间中的色坐标距离差值小于0.024。
本实施例中不限定彩膜层与谐振腔的层叠方式，可选的，如图8中所示，彩膜层161位于谐振腔12朝向阵列基板10的一侧；还可以如图9中所示，图9为本发明实施例提供的第六种固态全反射显示面板的剖面结构示意图，彩膜层161位于谐振腔12背离阵列基板10的一侧，本实施例中对此不做限定。
以上是谐振腔和彩膜层均为单层结构时，固态全反射显示面板的结构。在本发明其他实施例中，谐振腔还可以为包括第一谐振层和第二谐振层的双层结构，此时，如图10所示，图10为本发明实施例提供的第七种固态全反射显示面板的剖面结构示意图，彩膜层16位于第一谐振层121和第二谐振层122之间。
本实施例中相对于上面实施例中所述的固态全反射显示面板而言，将彩膜层形成在谐振腔表面，将谐振腔作为彩膜层的制作基板，节省了彩膜结构基底的使用，能够相对减薄固态全反射显示面板的厚度。同时，彩膜层位于固态全反射显示面板的内部结构中，能够避免彩膜层被手指或外界物体划伤。而将彩膜层设置在两个谐振层之间的话，光在两个谐振层的来回反射过程中能过多次经过夹在中间的彩膜层进行滤光，对暗色的光过滤更加充分。
为了进一步减小固态全反射显示面板的厚度，本发明的另一实施例还提供一种固态全反射显示面板，请参见图11，图11为本发明实施例提供的第八种固态全反射显示面板的剖面结构示意图，所述固态全反射显示面板包括：阵列基板10，阵列基板10上包括多条扫描线和多条数据线，多条扫描线和多条数据线交叉限定出多个像素单元，每个像素单元包括多个子像素。
每个子像素包括：位于阵列基板10上的加热器15；位于加热器15上方的反射层11；位于反射层11上方的谐振腔123；位于谐振腔123上方的相变材料层13，相变材料层13具有第一状态和第二状态，当相变材料层13为第一状态时，固态全反射显示面板显示第一颜色，当相变材料层13为第二状态时，固态全反射显示面板显示第二颜色，第一颜色的亮度大于第二颜色的亮度；位于相变材料层13上方的透明覆盖层14。
需要说明的是，本实施例中谐振腔123为采用彩色有机材料形成的有色谐振腔。也即本发明实施例中位于反射层11背离阵列基板的一侧，且对第二颜色的光进行吸收的彩膜结构为有色谐振腔123。
本实施例中不限定有色谐振腔123形成时在透明谐振腔中增加的彩色有机材料的具体成分，只要所述彩色有机材料的颜色加入到透明谐振腔中形成有色谐振腔123后，能够使得固态全反射显示面板进行二色切换时对暗色的光的反射率降低，使得对暗色的光过滤更加彻底即可。
为了使得固态全反射显示面板中显示亮色(也即第一颜色)画面时亮度较高，而显示暗色(也即第二颜色)画面时，保持较好的暗态。本实施例中，可选的，所述有色谐振腔中加入的彩色有机材料的颜色为与固态全反射显示面板二色切换中的亮色接近的颜色，这样在有效降低暗色反射率的同时，能够相对较小程度的降低亮色的反射率，从而保证亮色的显示。本实施例中更加可选的，所述有色谐振腔中加入的彩色有机材料的颜色中彩膜的颜色与所述第一颜色在cieluv色空间中的色坐标距离差值小于0.024。
本实施例中相对于上一实施例，直接将彩色有机材料形成在谐振腔中制作形成有色谐振腔，避免了彩膜层的使用，从而能够进一步减小固态全反射显示面板的厚度。此外，光在谐振腔的来回反射过程中也能过多次经过有色的谐振腔进行滤光，过滤更加充分，固态全反射显示面板暗态效果更好。
本发明实施例还提供一种固态全反射显示装置，如图12所示，为本发明实施例中提供的固态全反射显示装置的结构示意图，所述固态全反射显示装置包括上面任意一个实施例中所述的固态全反射显示面板。本实施例中对所述固态全反射显示装置不做限定，所述固态全反射显示装置可以是有边框装置，也可以是无边框显示装置，可选的，所述固态全反射显示装置30包括显示区域31和非显示区域32。
由于固态全反射显示面板具有彩膜结构，所述彩膜结构能够对第二颜色的光进行吸收，降低第二颜色光的反射率，从而使得固态全反射显示面板显示暗色时能够接近黑色，进而使得固态全反射显示装置能够显示较好的暗态效果。
本实施例中固态全反射显示面板中的加热器的电极与阵列基板中的薄膜晶体管相连，薄膜晶体管控制加热器的加热与否，需要说明的是，本实施例中所述薄膜晶体管采用低温多晶硅技术形成，从而能够使得薄膜晶体管层的厚度更薄、功耗更低。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。