CN103439846B - 一种显示面板、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示面板和显示装置，属于显示技术领域，其可实现彩色透明显示和黑白透明显示之间可选择性切换。本发明的显示面板和显示装置，包括：用于进行显示的显示单元，所述的显示单元包括多个像素单元；与所述的显示单元的像素单元的位置相对应的变色单元，所述的变色单元由电致变色材料制备；用于控制变色单元颜色变化的颜色控制单元。本发明的显示面板和显示装置采用新型的变色单元，实现了显示面板和显示装置在彩色透明显示和黑白透明显示之间可选择性切换。

Description

一种显示面板、显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示面板和包括该显示面板的显示装置。
背景技术
随着人们对信息显示器需求的日益增加，在平板显示中，利用液晶分子的光学各向异性来显示图像的液晶显示以其优秀的分辨率、色彩显示和图像质量等被广泛应用。
由于显示面板不但能实现图像显示，并且也能使其背面的物体可见，故透明显示成为研究的重点。这种显示面板可以应用到车辆挡风玻璃和住宅玻璃以提供用户所需的信息。
由于图像显示必然涉及到彩色图像的显示，传统显示面板采用彩膜基板实现，这种显示方式不可以进行彩色与黑白选择性切换。因此，需要采用一种新的变色单元能使显示面板在彩色透明显示和黑白透明显示之间选择性切换。
电致变色是指材料在电场作用下光学性能产生稳定可逆变化的现象，与光致变色、热致变色相对应。通常，这种可逆变化是在无色透明态与有色态、或者两种不同的颜色之间进行。电致变色原理主要取决于材料化学组成的能带结构和氧化还原特性，可通过离子、电子的注入和抽去的方法来调制材料在可见光区的吸收特性，或者改变载流子浓度和等离子振荡频率的方法，实现对红外反射特性的调制。电致变色材料分为3大类：过渡金属氧化物、有机低分子化合物以及高分子聚合物，其中对于三氧化钨、紫精的研究报道最多。
发明内容
本发明的目的是实现显示面板在彩色透明显示和黑白透明显示之间选择性切换的问题，提供一种能实现彩色透明显示和黑白透明显示之间选择性切换的显示面板。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示面板，包括：用于进行显示的显示单元，所述的显示单元包括多个像素单元；
与所述的显示单元的像素单元的位置相对应的变色单元，所述的变色单元由电致变色材料制备；
用于控制变色单元颜色变化的颜色控制单元。
优选的，所述的颜色控制单元位于所述的变色单元的出光侧或入光侧。
进一步优选的，所述的颜色控制单元包括：第一阵列基板，及在所述的第一阵列基板一侧依次设置的薄膜晶体管、第一电极、绝缘层、第二电极，所述的薄膜晶体管的漏极与第一电极连接、所述的第二电极能与第一电极间产生电场。
进一步优选的，所述的颜色控制单元包括：第一阵列基板，及设置在第一阵列基板的薄膜晶体管、第一电极、第二电极，所述的第一电极、第二电极在同一层交错分布，所述的薄膜晶体管的漏极与第一电极连接、所述的第二电极能与第一电极间产生电场。
优选的，所述的变色单元设于颜色控制单元的电极之间。
进一步优选的，所述的颜色控制单元包括：第一阵列基板，及在所述的第一阵列基板一侧依次设置的薄膜晶体管、第一电极、第一绝缘层、变色单元、第二绝缘层、第二电极，所述的薄膜晶体管的漏极与第一电极连接、所述的第二电极能与第一电极间产生电场。
优选的，各所述的变色单元之间设有黑矩阵。
进一步优选的，所述的显示单元为液晶显示单元、有机发光二极管显示单元、等离子显示单元中的任意一种。
进一步优选的，所述的液晶显示单元的像素单元包括：第二阵列基板，在该第二阵列基板一侧上依次设置的公共电极、绝缘层、像素电极、液晶层。
优选的，所述的电致变色材料为金属有机螯合物。
优选的，所述的金属有机螯合物为稀土酞花菁，分子结构式如下：
其中，M是镧系金属。
优选的，所述的镧系金属为Lu。
本发明的目的是实现在彩色透明显示和黑白透明显示之间选择性切换的问题，提供一种能实现彩色透明显示和黑白透明显示之间选择性切换的显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，所述的显示装置包括上述的显示面板。
本发明的显示面板和显示装置采用新型的变色单元，实现了显示面板和显示装置在彩色透明显示和黑白透明显示之间的选择性切换。上述的显示面板和显示装置可以应用于高品质透明显示产品中。
附图说明
图1：本发明实施例1中当颜色控制单元设于变色单元出光侧时显示面板的部分结构示意图。
图2：本发明实施例1中当颜色控制单元设于变色单元出入侧时显示面板的部分结构示意图。
图3：本发明实施例1中当第一电极和第二电极均为条状电极时显示面板的部分结构示意图。
图4：本发明实施例1中当变色单元设置于颜色控制单元的电极之间时显示面板的部分结构示意图。
图5：本发明实施例1中所述的金属有机螯合物为稀土酞花菁的分子结构式。
其中：1.玻璃基板；2.第一电极；3.绝缘层；4.第二电极；5.变色单元；6.黑矩阵；7.取向层；8.液晶层；9.像素电极；10.公共电极；11.第一阵列基板；12.第二阵列基板；13.像素单元；14.偏光片；15.颜色控制单元。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供一种显示面板，包括：用于进行显示的显示单元，优选地，所述的显示单元为液晶显示单元、有机发光二极管显示单元、等离子显示单元中的任意一种。本实施例以液晶显示单元为例进行介绍，如图1所示，所述的液晶显示单元（本发明中该液晶显示单元主要提供黑白显示）包括多个像素单元13；所述的像素单元13包括：玻璃基板1，在该玻璃基板1的出光侧（图中三个箭头表示的光的入射方向）依次设置的公共电极10、绝缘层3像素电极9、液晶层8。所述的液晶层8包括位于该液晶层8两侧的取向层7。
所述的显示面板还包括位于所述的液晶显示单元出光侧的、与所述的显示单元的像素单元13的位置相对应的变色单元5（本发明中该变色单元可以提供彩色显示），所述的变色单元5由电致变色材料制备；所述的变色单元5与所述像素单元13的取向层7接触。所述的变色单元5之间设有黑矩阵，防止背景光泄漏，提高显示对比度，防止混色和增加颜色的纯度。
所述的显示面板还包括位于变色单元5出光侧的用于控制变色单元5颜色变化的颜色控制单元15，如图1所示，所述的颜色控制单元15包括薄膜晶体管、第一电极2、第二电极4，所述第一电极2连接薄膜晶体管的漏极，所述第二电极4能与第一电极2间产生电场，所述的薄膜晶体管、第一电极2、第二电极4设置在第一阵列基板11上。所述的颜色控制单元15位于变色单元5的下方，通过该第一阵列基板11控制各变色单元5的各在不同时刻的电压，以达到对每个变色单元5色彩的控制。
当然，如图2所示，也可以将该颜色控制单元15设于变色单元5的入光侧（图中三个箭头表示的光的入射方向），所述的颜色控制单元15包括薄膜晶体管、第一电极2、第二电极4，所述第一电极2连接薄膜晶体管的漏极，所述第二电极4能与第一电极2间产生电场，所述的薄膜晶体管、第一电极2、第二电极4设置在第一阵列基板11上。颜色控制单元15位于变色单元5的上方，通过该第一阵列基板11控制各变色单元5的各在不同时刻的电压，以达到对每个变色单元5色彩的控制。
进一步优选的，所述的颜色控制单元15中的第一电极2、第二电极4排布方式可以为图2所示，第一电极2为板状和设于该板状的第一电极2上的条状的第二电极4，二者间设有绝缘层3，从而可产生驱动电场。当然，其中，也可以是第二电极4板状，而第一电极2为条状。
所述的颜色控制单元15中的第一电极2、第二电极4排布方式也可以为图3所示，第一电极2和第二电极4则均为条状电极，且二者在同一层中交错分布，位于绝缘层3和变色单元5之间，从而产生驱动电场。
优选的，如图4所示，所述的颜色控制单元15包括薄膜晶体管、第一电极2、第二电极4，所述第一电极2连接薄膜晶体管的漏极，所述第二电极4能与第一电极2间产生电场，所述的薄膜晶体管、第一电极2、第二电极4设置在第一阵列基板11上。所述的变色单元5设置于颜色控制单元15的第一电极2、第二电极4之间。通过该第一阵列基板11控制各变色单元5的各在不同时刻的电压，以达到对每个变色单元5色彩的控制。
上述的第一阵列基板11可以根据显示面板的具体应用场景的不同选择相应结构的阵列基板，以达到最优的显示效果。所述的第一阵列基板11可以为现有技术中其它种类的阵列基板，区别在于第一阵列基板11产生的驱动电场不是用于驱动液晶，而是用于改变变色单元5中电致变色材料的颜色。
当然，应当理解，之所以包括颜色控制单元15的第一阵列基板11优选采用以上的形式，是因为各种阵列基板的技术都已经很成熟了，制造工件简单且成本低；但颜色控制单元15也可采用其他的形式，只要其能否控制各变色单元5中的电压即可。
通过对颜色控制单元的控制可以实现对变色单元5的电压的控制，进而实现变色单元5在彩色（R，G，B）与透明之间的转换，如图1所示，变色单元5在某一时刻的不同电压下包括的R、G、B区域。
通过控制液晶显示单元和变色单元5可以实现显示面板在黑白透明显示和彩色透明显示之间选择性切换，具体为当液晶显示单元和变色单元5处于开启状态，则显示面板为彩色透明显示；当显示单元处于开启的状态，变色单元5处于关闭的状态时，显示面板为黑白透明显示。
优选地，在所述的液晶显示单元的包括液晶层8、第二阵列基板12。
所述的第二阵列基板12用于控制显示单元的黑白透明显示。优选地，所述的第二阵列基板12采用与第一阵列基板11结构相似的结构，这样上述的第一阵列基板11和第二阵列基板12可以采用相同阵列基板制作工艺制作。当然，第二阵列基板12可以采用其它的现有技术制备。
当然，作为完整的显示面板，还包括其它必需的组件，例如，位于面板外层的两个的偏光片14等等，在此不再详细描述。
优选的，上述的电致变色材料结构式见图5，其中，M是镧系金属；所述的镧系金属为Lu。
当Lu为三价时，活泼氢就留在络合物中,分子式可简写为MH(Pc)2，Pc表示(C32H16N8)2-。LuH(Pc)2膜在不同的电压下发出不同的颜色：当电压在0.1+0.01V范围内，该LuH(Pc)2膜呈现红色；当电压在0+0.01V范围内，该LuH(Pc)2膜呈现绿色；当电压在-0.8+0.01V范围内，该LuH(Pc)2膜呈现蓝色；当电压在-1.2+0.01V范围内，该LuH(Pc)2膜呈现紫色。
上述的显示面板的工作过程为：同时导通第一阵列基板11和第二阵列基板12，则显示面板为彩色透明显示；第一阵列基板11不导通，第二阵列基板12导通时，显示面板为黑白透明显示。通过对第一阵列基板11和第二阵列基板12的控制实现显示面板在彩色透明显示和黑白透明显示之间选择性切换。
下面以图1所示的阵列基板的制备方法为例介绍述显示面板的制备方法，当然，阵列基板的结构也可以采用现有技术中其它类型的，在此不再一一赘述。
图1所示的显示面板的制备方法，包括以下步骤：
1.制作第一阵列基板。
通过阵列工艺在玻璃基板1上制作第一阵列基板11，该阵列基板包括：薄膜晶体管（图1中未示出）、第一电极2、绝缘层3、第二电极4。其中，薄膜晶体管的制备工艺为现有技术范畴，在此不再一一赘述。
在该第一阵列基板11上采用沉积-光刻法沉积一层电致变色材料LuH(Pc)2形成变色单元5。当然，也可采用喷墨法对完成电致变色材料LuH(Pc)2涂覆，形成变色单元5。接着在该变色单元5之间制备黑矩阵6防止漏光和增加色彩对比度。通过第一阵列基板11控制在不同变色单元5的电压，可以实现彩色（R，G，B）与透明之间的转换。
2.制作取向层。
对步骤1得到的第一阵列基板11进行介电层树脂沉积，并在此基础上进行取向层7的制备工艺，并固化处理。所涂覆的聚酰亚胺（PI）为平行取向层7，PI也可以进行重复印刷来增加PI的厚度，PI厚度增加，可以消除黑矩阵6和电致变色材料之间的段差，之后进行摩擦工艺，得到的第一阵列基板11。
3.制作第二阵列基板。
优选的，该第二阵列基板12制作工艺可选用与步骤1中的第一阵列基板11相同制作工艺（二者结构相同，但作用不同），例如，该第二阵列基板12包括像素电极9、绝缘层3、公共电极10；第一阵列基板11和第二阵列基板12采用相同的制作工艺，这样可以在同一产线上完成显示面板的制作，更为简单、节省成本。
采用与步骤2相同的方法，在该第二阵列基板12上直接转印PI液，进行摩擦工艺，得到第二阵列基板12。
4.液晶注入和对合工艺。
将步骤2和步骤3得到的第一阵列基板11和第二阵列基板12进行液晶注入制程，制备液晶层8；接着进行对合工艺，获得一个ADS模式透明显示液晶盒。
5.显示面板制作。
在上述的透明显示液晶盒的两侧各设一个偏光片14得到显示面板，通过调节上述偏光片14的角度进行光线透过率的调整。
可选地，可继续用该显示面板制备各种类型透明显示装置。
实施例2
本实施例提供一种显示装置，该显示装置包括上述的显示面板。
与实施例1不同的是，两个偏光片14的角度始终为90°
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。

Claims (11)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
用于进行显示的显示单元，所述的显示单元包括多个像素单元；
与所述的显示单元的像素单元的位置相对应的变色单元，所述的变色单元由电致变色材料制备；
所述显示单元和所述变色单元用于实现显示面板在黑白透明显示和彩色透明显示之间转换；
用于控制变色单元颜色变化的颜色控制单元；所述的颜色控制单元位于所述的变色单元的出光侧或入光侧，或者，所述的变色单元设于颜色控制单元的电极之间。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述的颜色控制单元包括：第一阵列基板，及在所述的第一阵列基板一侧依次设置的薄膜晶体管、第一电极、绝缘层、第二电极，所述的薄膜晶体管的漏极与第一电极连接、所述的第二电极与第一电极之间能产生电场。
3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述的颜色控制单元包括：第一阵列基板，及设置在第一阵列基板的薄膜晶体管、第一电极、第二电极，所述的第一电极、第二电极在同一层交错分布，所述的薄膜晶体管的漏极与第一电极连接、所述的第二电极能与第一电极间产生电场。
4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述的颜色控制单元包括：第一阵列基板，及在所述的第一阵列基板一侧依次设置的薄膜晶体管、第一电极、第一绝缘层、变色单元、第二绝缘层、第二电极，所述的薄膜晶体管的漏极与第一电极连接、所述的第二电极能与第一电极间产生电场。
5.如权利要求1-4任一所述的显示面板，其特征在于，各所述的变色单元之间设有黑矩阵。
6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述的显示单元为液晶显示单元、有机发光二极管显示单元、等离子显示单元中的任意一种。
7.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述的液晶显示单元的像素单元包括：第二阵列基板，在该第二阵列基板一侧上依次设置的公共电极、绝缘层、像素电极、液晶层。
8.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述的电致变色材料为金属有机螯合物。
9.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述的金属有机螯合物为稀土酞花菁，分子结构式如下：
其中，M是镧系金属。
10.如权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述的镧系金属为Lu。
11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-10任一所述的显示面板。
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