CN104885002A - 透明显示设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种透明显示设备及其控制方法。该透明显示设备包括：透明显示单元，其包括发射区域和透射区域并且被配置为显示视频；光学传感器，其被配置为测量光的量；以及光屏蔽单元，其被设置在所述透明显示单元的一个表面上并且被配置为基于光的量来调节透射率。

Description

透明显示设备及其控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0157791的优先权，通过引用将其公开的全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及透明显示设备及其控制方法，更具体地讲，涉及一种可通过基于透明显示设备的周围环境的分析屏蔽入射光来改进可见性的透明显示设备及其控制方法。

背景技术

透明显示设备是透明地看到屏幕的背景的显示设备，透明显示设备过去主要通过将视频投影到透明屏幕上来实现。然而，目前已开发出直接包括透明显示装置的显示设备。由于液晶显示器(LCD)使用两个偏振片，所以液晶显示器具有低透射率，因此难以用作透明显示设备。特别是，透明显示设备大部分实现在能够自发光的有机发光显示装置(OLED)中。这种透明显示设备应用于车辆的挡风玻璃或家用玻璃以向用户提供期望的信息。

发明内容

本公开的实施方式涉及一种随着入射在显示器上的外部光改变而调节透射率的透明显示设备。在一个实施方式中，该透明显示设备包括透明显示单元，该透明显示单元具有发光像素元件并且透射入射在所述透明显示设备上的第一光的至少一部分。至少一个传感器生成指示入射在所述透明显示设备上的第二光的照度的至少一个信号。可基于指示所述第二光的照度的所述信号来调节第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。

在一个实施方式中，该透明显示设备包括光控制单元，该光控制单元与所述透明显示单元交叠。所述光控制单元具有针对所述第一光的可调节透射率，并且可通过基于指示所述第二光的照度的所述信号调节所述光控制单元的所述可调节透射率来调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分的量。

在一个实施方式中，第一光与第二光相同。例如，第一光和第二光二者可来自位于显示设备的后表面的外部光。在另一实施方式中，第一光和第二光可不同并且入射在透明显示设备的相反表面上。

在一个实施方式中，所述至少一个传感器包括多个传感器，所述多个传感器生成指示所述透明显示设备的不同位置处的所述第二光的照度的多个信号，并且可基于所述多个信号在与所述透明显示设备的所述不同位置对应的不同区域中调节所述光控制单元的所述可调节透射率。

在一个实施方式中，所述至少一个传感器还测量所述透明显示设备与外部对象之间的接近度，并且可基于所述接近度进一步调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。在一个实施方式中，所述至少一个传感器包括图像传感器。

在一个实施方式中，可基于所述透明显示设备的目标对比度来进一步调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。另外，可基于所述发光像素元件的最大亮度来进一步调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。

在一个实施方式中，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分随着所述第二光的照度增大而减少。在一个实施方式中，当第二光的照度等于或小于第一基准照度值时，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分被调节为最大量，当第二光的照度等于或大于第二基准照度值时，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分被调节为最小量。

在一个实施方式中，所述透明显示设备支持操作的第一模式、第二模式和第三模式中的至少一个。在所述第一模式下，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分被最大化。在所述第二模式下，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分被最小化。在所述第三模式下，可基于指示所述第二光的照度的所述信号来调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。

在一个实施方式中，可基于指示第二光的照度的信号来调节发光像素元件的最大亮度。例如，对透明显示单元的伽马电压可被调节以调节发光像素元件的最大亮度。

在一个实施方式中，当所述第二光的照度在预定时段内改变超过预定次数时，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分维持恒定。

在一个实施方式中，公开了一种透明显示设备中的操作的方法。该方法包括以下步骤：生成指示入射在所述透明显示设备上的所述外部光的照度的至少一个信号；以及基于指示所述外部光的照度的所述信号来调节外部光中的透射穿过所述透明显示单元的部分。在一个实施方式中，非瞬时性计算机可读介质存储指令，所述指令在被处理器执行时使得所述处理器执行所述方法。

附图说明

本发明的以上和其它方面、特征和其它优点将从结合附图进行的以下详细描述更清楚地理解，附图中：

图1是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的示意图；

图2a是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的示意性横截面图；

图2b和图2c是示出入射到根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备上的光的示意图；

图2d是用于描述根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的光控制单元的控制的曲线图；

图3示出根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的光控制单元的示意图；

图4是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的示意图；

图5是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的框图；

图6a是根据本发明的示例性实施方式的光透射率控制装置的框图；

图6b是根据本发明的各种示例性实施方式的光透射率控制装置的框图；

图7a至图9b是根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备的示意图；

图10是用于描述本发明的光学传感器的屏蔽率和测量值的改变的曲线图；

图11是示出根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的控制方法的流程图；以及

图12示出可应用根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的设备的示意图。

具体实施方式

本发明的各种优点和特征及其实现方法将从以下参照附图的实施方式的描述而变得显而易见。然而，本发明不限于本文公开的示例性实施方式，而是将按照各种形式实现。示例性实施方式仅以示例的方式提供，使得本领域普通技术人员可充分理解本发明的公开和本发明的范围。因此，本发明将仅由所附权利要求书的范围来限定。

指示元件或层在其它元件或层“上”包括以下情况：对应元件就在其它元件上并且直接接触其它元件的情况以及对应元件有其它层或元件接介入的情况。

尽管使用第一、第二等来描述各种组件，这些组件不受这些术语的限制。上述术语仅用于将一个组件与另一组件区分。因此，在本发明的技术精神内，下面提及的第一组件可以是第二组件。

在附图中，各个元件的尺寸和厚度仅是为了描述方便而任意示出，本发明无需限于图中所示的那些。

以下，将参照附图描述本发明的示例性实施方式。

图1是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的示意图。根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100包括透明显示单元110、光控制单元120和光学传感器150。

本说明书中的透明显示设备100意指用户所看到的显示设备的屏幕的至少部分区域透明的显示设备。外部光透射通过透明显示设备100，透明显示设备100同时自发光。透明显示设备100的用户同时接收通过外部光发送的信息以及从显示设备本身发送的信息。即，透明显示设备100中的信息性(informativeness)分成显示在透明显示设备100上的视频的信息性和通过外部光的透明显示设备100的后表面上的背景的信息性。

另外，透明显示设备100的可见性分成显示在透明显示设备100上的视频的可见性和透明显示设备100的后表面上的背景的可见性。

就显示的视频的可见性而言，透明显示设备100的后表面上的背景被识别为显示的视频的干扰或噪声。即，就显示的视频的可见性而言，当从后表面入射的光的量较小时，显示的视频的可见性改进。然而，为了改进显示的视频的可见性，当在透明显示设备100中从后表面入射的光被完全阻挡时，由于透明显示设备100的后表面上的背景的信息性也被阻挡，透明显示设备100的主要功能丢失。

根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100被配置为在改进透明显示设备100中显示的视频的可见性的同时，维持透明显示设备100的后表面上的背景的信息性。

投影到透明显示设备100的周围环境具有各种照度(brightness)环境。照度意指通过照明传感器测量的光的量(单位为lux(勒克斯))。例如，办公室中的照度为约200lux至500lux，建筑物的阴影处或白天的森林中的照度为约20,000lux至30,000lux，白天太阳光下的照度为约50,000lux至100,000lux。由于这种照度环境，存在入射到透明显示设备100上的光的照度中涉及的各种变量。

用户的眼睛根据照度环境而变化。例如，用户的眼睛能够在200lux的低照度环境下清楚地看到具有低亮度(luminance)的视频，但是无法在30,000lux的照度环境下清楚地看到具有低亮度的视频。通过根据照度环境张大或收缩瞳孔，用户的眼睛能够清楚地看到具有少量光的视频，或者无法清楚地看到具有高亮度光的视频。

传统显示设备包括用于对应于照度环境抑制显示设备的表面反射的配置，但是这种配置仅考虑从显示设备的前表面反射的光而设计。在根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100中，除了从前表面反射的光以外，还考虑入射在后表面上的光。另外，由于入射在透明显示设备100的后表面上的光不是噪声，而是包括用户需要的信息，所以需要在各种照度条件下平衡由透明显示设备显示的视频的亮度和入射在后表面上的光。即，通过适当地维持显示的视频与入射在后表面上的光的强度之间的平衡，可实现显示的视频和背景视频的最佳可见性。

根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100利用光学传感器150测量从光源140入射的光的特性，并且基于测量的光的特性来调节光控制单元120的光透射率，使得可使显示在透明显示单元110上的对象130的可见性和透明显示设备100的后表面上的背景的信息性最大化。

根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100可包括各种透明显示单元110。

根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的透明显示单元110可以是透明有机发光显示装置。透明有机发光显示装置包括发射显示光的发射区域以及入射光透射穿过有机发光显示装置的透射区域。本说明书中的透明有机发光显示装置意指透明有机发光显示装置具有至少20％或更高的透射率的显示装置。由于发射区域与透射区域相邻，所以当入射在透射区域上的光过亮时，透射区域中的光的强度相对弱。因此，透明显示设备的用户仅能够看到透射区域中的光。因此，在环境光条件下的环境对比度或者在环境光条件下的伽马曲线特性可根据透射区域的照度而不同地改变。因此，通过调节透明有机发光显示装置的透射区域的照度或者入射在透明有机发光显示装置的后表面上的光的强度，可控制对比度。

光控制单元120被配置为通过透射、散射、吸收或屏蔽光来改变入射在光控制单元120上的光的路径，或者改变光的特性。本说明书中的光控制单元120可用作屏蔽单元、光屏蔽单元、主动屏蔽膜、电动快门单元、主动遮光层或光透射单元。

光控制单元120可通过与透明显示设备100的透射区域对应地完全或选择性地控制入射在透明显示设备100上的外部光的照度，来生成与对象对应的区域以改进对象的可见性。

入射在透明显示设备100上的光的透射率的控制与有多少入射光被吸收或透射通过透明显示设备密切相关。当光控制单元120的光学反射率较高时，来自后表面的光可被阻挡。然而，由于光控制单元具有高反射率，所以从前表面入射的光被反射，使得透明显示设备100的可见性下降。因此，根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的光控制单元120可具有1％至90％的光透射率，并且光控制单元120的反射率可为10％或更低。光控制单元120的光透射率可被表示成多个灰度级(gradationlevel)。

另外，根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的光控制单元120可以是MEMS(微电子机械系统)装置。MEMS装置包括基板、薄膜层、空气层和反射膜层。在MEMS装置中，根据打开状态和塌陷状态这两种状态来显示画面。在MEMS装置中，当没有施加电压时，薄膜层分离，从而可进行选择性反射。当施加低电压以生成静电力时，反射膜层移动以吸收光。

此外，根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的光控制单元120可以是电润湿装置或电致变色装置。然而，为了描述方便，下面将描述透明显示设备100的光控制单元120是由带电粒子确定光透射率的光控制单元120的情况。

本说明书中的透明显示设备100的前表面和后表面根据从透明显示设备100发射的光来定义。在本说明书中，透明显示设备100的前表面意指从透明显示设备100发射光的表面，透明显示设备100的后表面意指与从透明显示设备100发射光的表面相反的表面。透明显示设备100包括透明显示单元110和光控制单元120，光控制单元120可设置在透明显示单元110的前表面或后表面上，并且与透明显示单元110交叠。光控制单元120优选设置在透明显示单元110的后表面上以控制来自后表面的光。

参照图1，为了描述方便，尽管透明显示单元110和光控制单元120彼此远离，但是透明显示单元110和光控制单元120可通过粘合剂或胶水结合，或者可彼此充分靠近地定位以作为至少一个透明显示设备100来驱动。

由于光控制单元120和透明显示单元110具有相同的分辨率，所以由透明显示单元110显示的区域和由光控制单元120控制的区域基本上相同。另选地，透明显示单元110和光控制单元120可具有不同的分辨率。例如，光控制单元120的分辨率可低于透明显示单元110的分辨率。在这种情况下，可进一步提供使得透明显示单元110的分辨率与光控制单元120的分辨率能够兼容的驱动算法。否则，光控制单元120可作为整体来控制。换言之，光控制单元120的整个区域可作为一个像素来控制。

根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的光学传感器150是检测入射光的特性并且将检测到的光的特性转换成指示检测到的光的特性的电信号的装置。光学传感器150可以是光导效应光学传感器或光伏效应光学传感器。光导效应光学传感器包括CdS(硫化镉)光导电池和PbS(硫化铅)光导电池，光伏效应光学传感器可包括光电二极管、光电晶体管和LASCR(光激SCR)。光学传感器150可包括光发射部和光接收部。

根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的光学传感器150可根据功能来分类。即，光学传感器150包括用于测量光的照度的照明传感器、用于测量色温的色温传感器、用于测量距离的距离测量传感器以及检测物体的光电断路器。

参照图1，在根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100中，光学传感器150设置在光控制单元120的一个表面上。对象130显示在透明显示单元110上，观看者位于透明显示单元110的前表面上。在图1中，光源140位于光控制单元120的后表面上，在以下描述中利用箭头来说明入射外部光。

光源140意指所有类型的光源，其中通过发射或反射光来使得光能够入射到根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100上。光源140可以是太阳，可包括发射光的所有类型的灯具。另外，光源140可包括反射光的所有物体。光源140不受限制，而是可包括入射到透明显示设备100上的光的所有光源140。另外，光源140可发射具有任何波长的光。以下将说明发射具有可见区域的光的情况。

根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的透明显示单元110显示对象130，光学传感器150测量从光源140入射的光的特性，并且基于所测量的光的特性来调节光控制单元120的光透射率。通过调节光控制单元120的光透射率，调节穿过透明显示单元110的那部分外部光。透明显示设备100允许光控制单元120为透明的或不透明的，以便实现所调节的光透射率。图1示出控制光以成为所调节的光透射率的光控制单元120。在根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100中，通过传感器来测量入射到透明显示设备100上的光的特性，基于所测量的光的特性来调节透明显示单元110或光控制单元120。因此，实现了在较少受外部环境影响的同时具有改进的可见性的透明显示设备100。

可利用(例如)视频的对比度来测量透明显示设备100中的可见性。除了对比度以外，透明显示设备100中的可见性的确定标准可根据诸如亮度、颜色敏感度和分辨率的各种条件而不同，或者可根据用户而不同。以下将描述确定标准为对比度的情况。然而，根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备不应解释为限于对比度，而是可根据不同的确定标准来表示可见性的改进。

对比度意指透明显示设备中的最大亮度与最小亮度之比。最大亮度通常是当输入全白色视频时测量的亮度。随着对比度变高，通常可实现更优异的质量。对比度分成动态对比度、静态对比度、暗室对比度和环境对比度。以下解释为，对比度意指静态对比度和环境对比度，但是动态对比度和暗室对比度也可用作根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备中的对比度。

透明显示设备100中的对比度受照度环境影响。入射在透明显示设备100的前表面上的光由于从透明显示设备100反射然后被用户看到而使透明显示设备100的对比度降低，从而使对比度减小。入射在透明显示设备100的后表面上的光由于穿过透明显示设备100的透射区域被用户看到而使透明显示设备100的对比度降低。

入射在透明显示设备100的前表面上的光被反射至少1％至5％，当仅考虑透明显示设备100的自光透射率时，入射在透明显示设备100的后表面上的光被透射(例如)20％。即，透明显示设备100中的对比度取决于周围照度环境，具体地讲，取决于入射在后表面上的光。

表1

[表1]

表1示出在200lux和2000lux的照度环境下入射在前表面上的光的1.5％被反射的显示设备以及入射在后表面上的光的20％被透射的透明显示设备100的白色/黑色亮度和对比度。

参照表1，透明显示设备100中的对比度受入射在前表面上的光和入射在后表面上的光二者影响。然而，当仅考虑200lux的照度环境时，与由入射在前表面上的光的反射引起的对比度的降低相比，由入射在后表面上的光引起的对比度的降低更明显。因此，透明显示设备100控制入射在后表面上的光的量以改进对比度。

以下将描述根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的具体配置。

图2a是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的示意性横截面图。图2a示出透明显示单元210和光控制单元230。透明显示单元210可以是显示视频的透明有机发光显示装置，光控制单元230可以是控制光透射率的带电粒子控制装置。

透明显示单元210包括发射区域EA和透射区域TA。发射区域EA也被称作发射部，透射区域TA也被称作透射部。发射区域EA是实现实际图像的区域，透射区域TA是来自透明显示设备200的后表面的外部光的至少一部分被透射的区域。因此，当透明有机发光显示装置未被驱动时，用户能够看到透过透射区域TA的背景，即，透明显示设备200的后表面的对象。此外，当透明显示设备200被驱动时，用户能够同时看到发射区域EA的视频和透过透射区域TA的背景。尽管图2a中示出了子像素区域的透射区域TA的面积大于发射区域EA的面积，但是子像素区域中的发射区域EA与透射区域TA的面积比可根据可见性和透射率来各种各样地设定。

以下，将描述透明显示设备200的具体配置。首先描述透明显示单元210的配置，并且描述光控制单元230的配置。

参照图2a，透明显示单元210包括第一基板21、有源层212、栅绝缘膜213、栅电极214、层间绝缘膜215、源电极216b、漏电极216a、覆盖层217、反射层218、阳极219、有机发光层220、阴极221和堤层222。有源层212、栅绝缘膜213、栅电极214、层间绝缘膜215、源电极216b和漏电极216a构成薄膜晶体管，阳极219、有机发光层220和阴极221构成有机发光二极管。有机发光二极管包括密封部223、滤色器224和第二基板225。图2a示出透明显示单元210为顶部发射型有机发光显示装置的情况。

下面描述光控制单元230的具体配置。

参照图2a，光控制单元230包括第三基板231、有源层232、栅绝缘膜233、栅电极234、层间绝缘膜235、源电极236b、漏电极236a、覆盖层237、第一电极238、第二电极240、保护层241和242、包括带电粒子245的流体244以及间隔壁243。

光控制单元230附接到透明显示单元210。参照图2a，透明有机发光显示装置利用透明粘合剂或透明粘合剂层来设置在光控制单元230上。在图2a中，尽管示出了光控制单元230被设置在透明显示单元210下面，但是光控制单元230可形成在透明显示单元210上。透明显示设备200的光控制单元230和透明显示单元210可被独立地驱动，并且可选择性地控制入射光。

图2b是示出入射到根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备上的光的示意图。图2b示出入射在透明显示设备200的后表面的一个光接收点上的光。尽管未具体地提及，本说明书中的“入射的光或入射光”意指入射在透明显示设备200的一个表面上的光。入射在透明显示设备200的一个表面上的光可通过被包括在透明显示设备200的不发射光的区域中的照明传感器或者为测量入射光而设置的任何传感器来测量。

参照图2b，入射在透明显示设备200的一个表面上的光可包括相对于基板以0度至180度的角度入射的所有类型的光以及垂直入射到透明显示设备200上的光。然而，为了描述方便，尽管描述了由于以直角入射到透明显示设备200上或者由于在透明显示设备200中被折射而具有正交分量的入射光，但是不具有正交分量的入射光可类似于以直角进入的入射光来描述。

图2c示出根据光控制单元230a、230b和230c的光控制而入射到根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备200上的光。另外，透明显示设备200包括光控制单元230a、230b和230c，光控制单元230a、230b和230c根据电压的施加持续时间或者电压的强度而具有不同的光透射率值。

透明显示设备200通过控制光控制单元230a、230b和230c来选择性地屏蔽透明显示设备200的入射光，以调节透明显示设备200的对比度。

对比度可被定义为通过将视频的最大亮度除以最小亮度而获得的值。本说明书中的透明显示设备200的对比度被计算为包括除了来自外部光的透明显示单元的表面反射亮度以外，进入透明显示设备200的后表面并被透射的光的亮度。因此，透明显示设备200中的对比度是通过将(视频的最大亮度+透射的后表面光的亮度)除以(视频的最小亮度+透射的后表面光的亮度)而获得的值。

其中，Lmax是最大亮度，Lmin是最小亮度，Lback是透明显示设备的后表面光的照度，Tself是透明显示设备的自光透射率并且通常为归因于透明显示设备上的可能阻挡光的元件(OLED、金属线、材料中的瑕疵等)的固定值，Tvar是透明显示设备的光控制单元230a、230b和230c的光透射率。

最大亮度意指透明显示设备能够表示的最高亮度，并且被假设为例如400nit。最小亮度是透明显示设备200能够表示的最低亮度，并且被假设为例如0.01nit。

“透射的后表面光”意指进入透明显示设备200的后表面并且穿过透明显示设备200的光，透射的后表面光的亮度是应用透明显示设备200的自光透射率的亮度。即，透射的后表面光的亮度是Tself和Tvar组合地应用于Lback的亮度。

假设入射在后表面上的光的照度为200lux，自光透射率为0.4(40％)，但是自光透射率可根据透明显示设备200的配置而变化。

由于包括光控制单元230a、230b和230c的透明显示设备200可控制入射在后表面上的穿过透明显示单元210的光的亮度，所以光控制单元的透射率作为变量作用于后表面上的入射光的亮度。这里，光透射率是通过透明显示设备200的光控制单元230a、230b和230c控制的光透射率，并且被表示为归一化的值0至1。

在图2c的(a)、(b)和(c)中，假设在发射部中发射具有相同强度的光线，并且入射到透明显示设备200上的光线恒定。在图2c的(a)中，光控制单元230a被控制以使得所有入射光线能够被透射。当光控制单元230a被控制以使得所有入射光线能够被透射时，用户看到从发射部发射的光和从透明显示设备200的后表面入射的光二者。

此时，当假设光控制单元230a的透射率为100％时，可利用上述对比度公式来计算对比度。100％的透射率是理想值，本发明中的100％的透射率意指光控制单元能够实现的实质最大透射率。在一个实施方式中，当通过所述一个或更多个光学传感器测量的外部光的照度为500lux或更小时，透明显示设备的环境对比度至少为6:1。

在图2c的(b)中，光控制单元230b被控制以使得一部分入射光能够被透射。当光控制单元230b被控制以使得一部分入射光能够被透射时，由于与图2c的(a)相比，用户能够更清楚地看到发射的光，所以透明显示设备的可见性相对改进。

假设参照图2c的(a)中的值，光控制单元230b的透射率为50％，并且计算对比度。

在图2c的(c)中，光控制单元230c被控制以进一步减小入射光的透射率。当光控制单元230c被控制以进一步屏蔽入射光时，由于与图2c的(a)和(b)相比，用户能够更清楚地看到发射的光，所以透明显示设备的可见性改进，但是可能难以看到透明显示设备200的后表面上的对象。

假设参照图2c的(a)中的值，光控制单元230c的透射率为10％，并且计算对比度。

参照图2c的(a)、(b)和(c)以及对比度，可以看出透明显示设备200中的对比度取决于透明显示设备200的最大亮度、透明显示设备200的自透射率以及光控制单元230a、230b和230c的透射率，由于与入射光的亮度差，最小亮度不影响对比度的变化。

根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备200利用上述对比度公式来实现所需的对比度。透明显示设备200被配置为实现由用户设定或者由透明显示设备200确定的目标对比度。

目标对比度可以是透明显示设备200中看到视频所需的最小对比度。另选地，目标对比度可以是使得后表面上的背景的信息性和视频的信息性能够最佳平衡的对比度。

在透明显示设备200设定目标对比度之后，透明显示设备200通过调节上述公式中的可控制变量来实现目标对比度。Lmin、Lmax和Tself通常被视为显示器的前景特性。入射光缘自透明显示单元210的自光透射率，Tself缘自透明显示单元210的特性。透明显示设备200通过诸如照明传感器的光学传感器来连续测量Lback(入射在后表面上的光的量)。同时，如上所述，透明显示设备200通过控制Tvar(光控制单元230a、230b和230c的透射率)来实现目标对比度。例如，当透明显示设备200的目标对比度为6:1时，透明显示设备200从光学传感器连续更新Lback并且基于更新的Lback连续调节Tvar，使得透明显示设备200的对比度被维持为近似于目标对比度。

另外，在各种示例性实施方式中，通过调节透明显示设备200的伽马电压，可调节作为最大亮度的Lmax。最大亮度由包括在显示设备中的伽马电压生成单元来确定。伽马电压生成单元将数字输入视频转换为模拟电压，并且将转换的电压施加到发射区域EA的有机发光层220。伽马电压生成单元利用多个寄存器生成与输入视频对应的伽马电压。可通过控制与输入视频对应的伽马电压的最大值来调节最大亮度。透明显示设备200增加伽马电压以使透明显示单元210的亮度增大或减小，使得透明显示设备可实现目标对比度。

在根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备200中，通过控制光控制单元230a、230b和230c的透射率，可极大地改进对比度，并且可控制透明显示设备200以从透明显示设备200的用户的视角增强可见性。

图2d是用于描述根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的光控制单元的控制的曲线图。该曲线图中的X轴表示入射在后表面上的光的照度(Lux)，屏蔽率表示光控制单元的遮光程度。屏蔽率与透射率成反比。即，随着透射率增大，屏蔽率减小，随着屏蔽率增大，透射率减小。当目标对比度被设定为2:1时，曲线图中的线X表示根据照度所需的光控制单元的屏蔽率。屏蔽率利用下式来计算。

$T_{\mathrm{var}}=\frac{\left(\frac{L_{\max }}{CR}-L_{\min }\right)}{L_{back-T_{self}}\left(1-\frac{1}{CR}\right)}\≈\frac{\left(\frac{L_{\max }}{CR}\right)}{L_{back-T_{self}}\left(1-\frac{1}{CR}\right)}$

这里，通过从1减去屏蔽率来获得光控制单元的透射率Tvar。Lmax、Lmin、Lback和Tself是与图2c中的值相同的值。CR表示目标对比度。通过针对Tvar排列图2c中的对比度公式来获得Tvar的公式。由于Lmin是较小值，所以为了计算方便，可省略Lmin。图2d的(a)是表示当CR被设定为2，Tself被设定为0.2，Lmax被设定为400时Lback与Tvar之间的关系的曲线图。

用于确定区域A、区域B和区域C的基准照度值从之前的公式推导。例如，区域A和区域B的基准照度值对应于当屏蔽率从0改变为0或更大的值时的照度值，区域B和区域C的基准照度值对应于当屏蔽率改变为0.9或更大的值时的照度值。

线X意指根据Tvar公式的屏蔽率。以下描述集中于线X。区域A和区域B的基准照度值为1200lux，并且在照度在0至1200lux的范围内的区域A中，即使当光控制单元的屏蔽率为0时，也可维持2或更大的CR。即，在区域A中，即使在透明状态下操作光控制单元，由于实现了所需的对比度，光控制单元在透明状态下操作以使穿过显示设备的光的量最大化。在一个实施方式中，区域A和区域B之间的基准照度值介于300lux至1500lux之间。

此外，区域B和区域C的基准照度值为8400lux，并且在照度在1200Lux至8400Lux的范围内的区域B中，光控制单元的屏蔽率根据照度而变化，从而可维持2或更大的CR。当入射在后表面上的光的照度对应于区域B时，光控制单元在半透明状态下操作。在一个实施方式中，区域B和区域C之间的基准照度值介于6000lux至15000lux之间。

在照度为8400Lux或更大的区域C中，光控制单元的屏蔽率为0.9或更大。当屏蔽率为0.9或90％或更大时，确定半透明状态的效果在边缘，光控制单元基本上处于屏蔽状态。因此，在区域C中，光控制单元优选在屏蔽状态下操作。即，当屏蔽率为90％或更大时，光控制单元的后表面的信息性下降，对比度也减小。为了使这种现象最小化，当屏蔽率为90％或更大时，光控制单元被实现为在屏蔽率为100％的状态下操作，以使穿过显示设备的光的量最小化。90％或更大的屏蔽状态是呈现通过实验结果证实的实质屏蔽效果的值，该屏蔽状态自然可被设定为更高的值。

当光控制单元在区域B中在半透明状态下操作时，光控制单元的屏蔽率可如线X所示连续变化。光控制单元可通过根据屏蔽率调节施加的电压的大小或宽度来改变屏蔽率。

线Y是由通过重复的实验的结果设定的查找表值。光控制单元的屏蔽率可根据通过光学传感器测量的光的照度按照多个步骤来变化，使得对于诸如线Y的恒定区域，光控制单元具有恒定屏蔽率。尽管与线X相比，线Y根据照度简化了屏蔽率，但是该实现方式简单，并且可呈现类似的屏蔽效果。

此外，随着所设定的目标对比度变化，应用透明状态、半透明状态和屏蔽状态的照度值的范围变化。例如，当目标对比度增大时，应用透明状态的最大照度减小，应用屏蔽状态的最小照度也减小。因此，为了一个或更多个目标对比度，查找表优选被实现为存储关于多个目标对比度的信息的查找表。

图2d的(b)是示出当目标对比度为7:1时Lback和Tvar之间的关系的曲线图。当与图2d的(a)相比时，图2d的(b)示出了屏蔽率为0时的照度和屏蔽率大约为1.0时的照度相对低于目标对比度为2:1时的那些值。最终，光控制单元的状态基准以及光控制单元的屏蔽率根据目标对比度而变化。

图3示出根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的光控制单元的示意图。在图3的(a)和(b)中，第三基板310、第四基板320、第一电极330、第二电极340、间隔壁360、保护层350和流体380与图2a中所述的第三基板231、第四基板239、第一电极238、第二电极240、间隔壁243、保护层241和242以及流体244相同。因此，不再呈现其多余的描述。

在图3的(a)中，入射到光控制单元300上的光穿过第三基板310，到达黑色带电粒子370，然后被黑色带电粒子370吸收。由于入射光因黑色带电粒子370的排列而被屏蔽，所以透明显示设备的这种状态被称为屏蔽状态。

在图3的(b)中，入射在光控制单元300上的光顺序地穿过第三基板310、第二电极340和第四基板320。黑色带电粒子375按照不阻挡光的方式排列。光控制单元300的这种状态被称为透射状态或透明状态。

另选地，在黑色带电粒子之间仅透射一部分入射光。由于透射的那部分光透射穿过透射区域，所以可在透明显示设备的上部看到透明显示设备的后表面上的对象。入射光的剩余部分到达黑色带电粒子并被黑色带电粒子吸收。由于入射光因黑色带电粒子370和375的散布而被透射或屏蔽，所以光控制单元300的这种状态被称为半透明状态。

在仅一部分入射光被透射的半透明状态下，根据对光控制单元300的第一电极330或第二电极340施加的电压的施加时间或施加大小来不同地控制透射率。

图4是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的示意图。透明显示设备400包括处理单元410、透明显示单元定时控制器421、透明显示单元面板420、透明显示单元数据驱动单元422、透明显示单元扫描驱动单元423、光控制单元定时控制器431、光控制单元面板430、光控制单元数据驱动单元432和光控制单元扫描驱动单元433。

定时控制器421和431可形成在一个集成电路上或者可在面板上图案化，定时控制器421和431以及数据驱动单元422和432可按照诸如COG(玻璃上芯片)、COF(膜上芯片)、PCB和FPCB(柔性电路板)的各种形式提供。

处理单元410将视频数据提供给透明显示单元定时控制器421，将光控制数据提供给光控制单元定时控制器431。光控制数据可以是用于选择性地屏蔽入射光的数据，并且可与数据信号一起被提供给光控制单元定时控制器431，或者可被单独地提供给光控制单元定时控制器。

处理单元410可生成同步信号，并且将所生成的同步信号提供给透明显示单元定时控制器421和光控制单元定时控制器431，以使得透明显示单元和光控制单元能够时间同步。同步信号可被生成为与具有透明显示单元和光控制单元的慢响应速度的面板同步。

透明显示单元包括透明显示单元定时控制器421、透明显示单元面板420、透明显示单元数据驱动单元422、透明显示单元扫描驱动单元423和电源单元424。

透明显示单元定时控制器421可被称作透明显示单元驱动单元，透明显示单元驱动单元基于视频来生成扫描控制信号以控制透明显示单元扫描驱动单元423，并且生成数据信号以控制透明显示单元数据驱动单元422。

透明显示单元数据驱动单元422从透明显示单元定时控制器421接收数据信号。透明显示单元数据驱动单元422将数据信号转换为对应伽马电压，并且确定在有机发光二极管的阳极和阴极中流动的电流的量以控制对应像素的发射程度。当伽马电压被调节时，由于透明显示设备400的最大亮度变化，所以透明显示设备400的对比度变化。透明显示设备400可调节伽马电压以实现目标对比度，并且可连续地维持伽马电压以维持目标对比度。

透明显示单元扫描驱动单元423操作以使得扫描线被驱动并且数据信号被输入到与扫描线对应的子像素。透明显示单元扫描驱动单元423可将用于选择扫描线或多条扫描线的一个扫描线信号或多个扫描线信号提供给透明显示单元面板420。

电源单元424供应透明显示单元数据驱动单元422、透明显示单元扫描驱动单元423以及透明显示单元面板420的阳极和阴极中所需的各种电压。电源单元424供应ELVDD、ELVSS、VDD和VSS。透明显示单元面板420包括多条扫描线、多条数据线和多个透明显示单元子像素。

为了通过输入数据信号的视频信息使有机发光层发射，使用开关薄膜晶体管T1和驱动薄膜晶体管T2。

描述了根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备400中的光控制单元的驱动。光控制单元可按照无源矩阵来配置和驱动。光控制单元可整体打开/关闭，或者可针对各条线来控制。另选地，光控制单元可按照有源矩阵来驱动。光控制单元定时控制器431如上所述从处理单元410接收光控制数据。光控制数据是用于控制光透射率以实现透明显示设备400的目标对比度的数据。光控制数据由透明显示设备400的光控制单元定时控制器431或处理单元410来确定。

光控制单元扫描驱动单元433操作以使得扫描线被驱动并且数据信号被输入到与扫描线对应的像素。光控制单元数据驱动单元432将数据信号转换为对应电压，并且将电压和脉冲供应给光控制单元以控制黑色带电粒子的散布。换言之，透明显示设备400利用光控制数据来调节施加到光控制单元的电压或脉冲，使得光控制单元的光透射率可被调节。结果，可实现目标对比度。

电源单元供应光控制单元数据驱动单元432和光控制单元扫描驱动单元433中所需的电压。

当从扫描布线施加扫描控制信号时，开关薄膜晶体管T3将来自数据线的光控制数据信号发送给光控制单元的电极以控制施加到电极的电压，通过所施加的电压来控制分布在流体中的黑色带电粒子的移动。

图5是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的框图。透明显示设备500包括处理单元510、控制单元515、透明显示单元和光控制单元。透明显示单元包括透明显示单元面板540和透明显示单元面板驱动单元520，光控制单元包括光控制单元面板550和光控制单元面板驱动单元530。透明显示单元面板540和光控制单元面板550包括多个像素和子像素。

控制单元515控制透明显示设备500的系统的操作。控制单元515可响应于用户的命令来操作系统，并且根据预设操作来操作系统。例如，控制单元515基于来自光学传感器的光特性来控制处理单元510以减小光透射率，以便改进显示在透明显示设备500上的视频的可见性并且操作透明显示设备500的各种模式。

透明显示设备500的控制单元515包括系统。所述系统包括OS(操作系统)。OS还包括向用户提供本发明的效果的各种模式。所述模式在必要时由用户来选择，特别是，第三模式积极地适应周围环境以被选择为最佳模式。

第一模式将光控制单元设定为透射状态。第一模式使透明效果最大化，从而使透射的光最大化。然而，没有解决关于外部环境的可见性。

第二模式将光控制单元设定为屏蔽状态。第二模式使屏蔽效果最大化，从而使透射的光最小化。在第二模式下尽可能地增强可见性。然而，存在由于整个屏幕的透射区域被屏蔽，没有呈现透明显示效果的问题。

第三模式是基于来自光学传感器的光特性来调节透明显示设备500的光透射率的模式。处于第三模式的透明显示设备500使随着外部照度环境和外部环境的改变的可见性的降低最小化。在第三模式下，在维持透明效果的同时维持输入视频的可见性。

第四模式是光控制模式，第四模式通过光控制单元的分辨率来显示视频。通过阻挡有机发光装置的电源，有机发光装置以低功率驱动。第四模式专用于室外环境下，在外部光相当亮时有效。在第四模式下，通过屏蔽来实现视频。第四模式可由用户在非常高的照度的环境下选择，或者可通过设置第四模式进入基准照度来操作。

通过系统上的输入单元560来选择控制单元515的操作。例如，透明显示设备500包括输入单元560，每当输入信号通过输入单元560输入时顺序地改变所述多个模式。这种物理输入单元560可有效地用在透明显示设备500的可见性快速减小时。当可见性快速减小时，由于用户难以看到显示在透明显示单元上的菜单，所以可能难以选择必要模式。

图6a是根据本发明的示例性实施方式的光透射率控制装置的框图。根据本发明的示例性实施方式的光透射率控制装置600包括光学传感器610以及包括光透射率确定单元632的处理单元630。

光透射率控制装置600意指连接到透明显示设备中的光控制单元和/或透明显示单元，从光学传感器610接收光特性，分析所接收到的光特性，并且基于光特性的分析来确定光控制单元的光透射率的装置。根据本发明的示例性实施方式的光透射率控制装置600通过光学传感器610感测光的量，通过处理单元630基于所感测到的光的量来计算对比度，将所计算出的对比度与目标对比度进行比较，并且通过光透射率确定单元632来确定光控制单元的透射率以实现目标对比度。

光学传感器610测量入射在透明显示设备的一个表面上的光的特性。光学传感器610测量光的量、光的亮度、光的分布以及对象是否接近。光学传感器610将测量的光的特性作为模拟值输出，输出值被ADC(模数)转换器转换成数字值。转换的值被输入至包括光透射率确定单元632的处理单元630。例如，光透射率控制装置600通过将从光学传感器610感测的光的量代入预先存储的查找表来计算光的量的预定透射率。

光透射率确定单元632基于测量的光的特性来确定光控制单元的光透射率。如上所述，由透明显示设备的光控制单元通过光控制数据信号来控制光透射率。即，基于所确定的透射率来生成光控制数据信号。通过将光透射率代入预先存储的查找表来计算光控制数据信号。

特别是，考虑目标对比度来确定透明显示设备的光透射率。通过实现目标对比度，可在确保视频的可见性的同时维持透明显示设备的透照度。另外，如上所述，除了目标对比度以外，还可考虑包括亮度、色温和色度的各种特性来确定根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的光透射率。

图6b是根据本发明的各种示例性实施方式的光透射率控制装置的框图。参照图6b，光透射率控制装置600包括光学传感器610以及包括光透射率确定单元632的处理单元630。光学传感器610可以是前照明传感器611、后照明传感器612、多个照明传感器614和接近传感器615。另外，可使用图像传感器613，以代替照明传感器。在图6b中，尽管示出了光学传感器610包括多个不同的传感器，但是光学传感器610可以是上述传感器当中的独立传感器。光学传感器可以是前照明传感器611、后照明传感器612、多个照明传感器614和接近传感器615当中的至少一个传感器。

光学传感器610可以是设置在透明显示设备的前表面上的前照明传感器611。前照明传感器611测量入射在透明显示设备的前表面上的光的照度。当从透明显示设备的界面生成反射光时，类似于光从透明显示设备的后表面进入的情况，对比度减小。具体地讲，由太阳光或照明引起的入射光由于从透明显示设备的界面反射而可能使所显示的视频的亮度降低或者可能使所显示的视频的可见性降低。另外，对比度可能减小。进入透明显示设备的前表面并且被反射的光可能未被控制，而入射在透明显示设备的后表面上的光可由光控制单元控制。当入射在前表面上的光的亮度较高，因此可能由于反射光而导致可见性降低时，透明显示设备被配置为增大所显示的视频的最大亮度。另外，当入射光的亮度较低以实现良好的可见性时，透明显示设备可被配置为减小视频的最大亮度以节省驱动功率。

光学传感器610可以是位于透明显示设备的后表面上的后照明传感器612。位于透明显示设备的后表面上的后照明传感器612测量入射在透明显示设备的后表面上的光的照度。光的照度可如上所述以lux为单位来测量。

以下将描述根据本发明的示例性实施方式的光透射率控制装置600的示例操作。如果所测量的入射在后表面上的光的量为0lux，则光控制单元的透射率被设定为100％。此时，当通过透明显示设备的后照明传感器612在透明显示设备的后表面上感测的照度为200lux时，透射率变化。

在根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备中，当目标对比度被设定为例如10:1时，透明显示设备的光透射率确定单元632基于所测量的光的亮度来确定光控制单元的透射率，使得透明显示设备具有目标对比度10:1。

[式1]

通过式1确定的透射率A可为约55％。

另外，除了通过后照明传感器612测量的光的照度改变为400lux的情况以外，当其它条件相同时，为实现目标对比度10:1而确定的光控制单元的透射率A为约28％。在这种情况下，考虑透明显示设备的自透射率和光控制单元的可变透射率，整个透明显示设备的总透射率为11％。

当通过后照明传感器612测量的入射在后表面上的光的照度增大时，光透射率控制装置600通过降低光控制单元的透射率从而减少入射在后表面上的外部光的穿过透明显示单元的那部分，来维持所设定的对比度。与上述示例相反，当入射在后表面上的光的照度减小时，光透射率控制装置600被动态地控制以通过增大光控制单元的透射率来维持目标对比度。当目标对比度被维持时，作为在维持足够的可见性的同时具有合适的透射率的透明显示设备来驱动光透射率控制装置600。

另外，可通过考虑视频的平均亮度来确定光的透射率。不考虑所显示的视频的对比度。根据本发明的示例性实施方式的光透射率控制设备600可通过考虑所显示的视频的最大亮度和最小亮度或者平均亮度来确定光控制单元的光透射率。

光学传感器610可以是位于透明显示设备的一个表面上的多个照明传感器614。多个照明传感器614测量在透明显示设备的一个表面上的不同位置入射的光的照度。例如，多个照明传感器614可分别布置在具有矩状的透明显示设备的拐角处。另选地，多个照明传感器614不限于上述示例，而是可形成在透明显示设备的各种区域中。例如，多个照明传感器614可按照特定距离适当地布置。另外，多个照明传感器614可布置在最佳位置以与透明显示设备的元件的布置方式对应。例如，当非透明元件布置在特定区域中时，多个照明传感器614可布置在布置有非透明元件的所述区域处。多个照明传感器614可测量不同入射光线的照度值。即，多个照明传感器可测量布置有相应照明传感器的相应位置处的入射光线的照度值。通过多个照明传感器614测量的多个位置处的光线的照度值被输入至光透射率确定单元632。

光透射率确定单元632可基于通过多个照明传感器614测量的光线的照度值以及多个照明传感器614的位置来确定多个照明传感器614所在的区域中的光透射率值。透明显示设备可被应用于大尺寸透明显示设备，例如，设置在户外的大尺寸透明显示设备。在设置在户外的透明显示设备中，由于太阳光的入射位置随着太阳的移动而改变，所以透明显示设备可能被建筑物和树遮光。因此，随着入射光的位置改变，透明显示设备的可见性可能被显著影响。根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的光透射率确定单元632可基于所测量的多个位置处的外部光的照度来调节所述位置处的光透射率，以增强所显示的视频的亮度或对比度的均匀性。

光学传感器610可以是位于透明显示设备的前表面和后表面上的多个照明传感器614。位于前表面上的照明传感器测量入射在透明显示设备的前表面上的光的照度，位于后表面上的照明传感器测量入射在透明显示设备的后表面上的光的照度。

为了实现目标对比度，光透射率确定单元632利用来自位于透明显示设备的前表面和后表面上的多个照明传感器614的值以及下式来确定光控制单元的光透射率。

其中，Lmax是最大亮度，Lmin是最小亮度，Lfront是入射在透明显示设备的前表面上的光的亮度，Lback是入射在透明显示设备的后表面上的光的亮度，Treflect是透明显示设备的光反射率，Tself是透明显示设备的自透射率，Tvar是光控制单元的光透射率。位于前表面上的照明传感器和位于后表面上的照明传感器感测Lfront和Lback以将所感测到的Lfront和Lback供应给光透射率确定单元632。

当多个照明传感器614是位于前表面和后表面上的照明传感器时，光透射率确定单元632通过进一步考虑入射在前表面上的光来实现所设定的目标对比度。光透射率确定单元632从多个照明传感器614接收Lfront和Lback的值，并且利用上述公式确定Tvar以实现目标对比度。此外，光透射率确定单元632可被控制以调节Lmax的值以实现目标对比度。即，除了调节光控制单元的光透射率以外，通过调节透明显示单元的最大亮度，可实现目标对比度。光透射率确定单元632连续接收Lfront和Lback的值以维持目标对比度并且当所述值改变时调节Tvar和Lmax以对应于改变的值。

图7b是描述根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备中的光学传感器的位置以及根据光学传感器的位置的透明显示设备的驱动的概念图。参照图7b，透明显示设备720包括设置在透明显示设备720的前表面上的前照明传感器722和设置在后表面上的后照明传感器723。透明显示设备720中的粗箭头指示透明显示设备720在观看者的方向上显示视频。前照明传感器722设置在透明显示单元的非显示区域中。前光源724朝着透明显示设备720的前表面发射光。入射在透明显示设备720的前表面上的光可被称为直射光。直射光的一部分穿过透明显示设备720，直射光的剩余部分在如图7b所示的前表面方向上从透明显示设备720的界面反射。

后表面上的光源725朝着透明显示设备720的后表面发射光。入射在透明显示设备720的后表面上的光可被称为背光。背光的一部分可在后表面方向上从透明显示设备720的界面反射，但是背光按照透射率的水平穿过透明显示设备720。

参照图7b，直射光和背光从透明显示设备720反射或穿过透明显示设备720，直射光和背光与显示在透明显示单元上的视频一起被用户看到。在背光中，为了在维持后表面上的对象的信息性的同时补偿对比度的变化或减小，透明显示设备720基于通过设置在后表面上的后照明传感器723测量的照度来控制入射到透明显示设备720上的光的透射率。此外，透明显示设备720被配置为通过根据入射的直射光的照度增加所显示的视频的亮度来确保透明显示设备720的可见性。

当位于前表面和后表面上的多个照明传感器722和723均被使用时，透明显示设备720可通过以更高的精度检测周围照度环境来实现所设定的目标对比度。另外，透明显示设备720可向用户提供视频的信息性和背景的信息性。

返回参照图6b，图像传感器613意指获得二维视频的传感器。由于图像传感器613设置在透明显示设备的后表面上，所以可获得能够透过透明显示设备看到的后表面上的图像。

光透射率确定单元632可基于所获得的图像来确定光透射率。光透射率确定单元632可将所获得的图像分成多个区域，并且确定各个划分的区域的光透射率。

光学传感器610可包括设置在透明显示设备的后表面上的接近传感器615。接近传感器615意指使用红外线来感测距离并且根据所反射的红外线的量来测量对象是否接近透明显示设备的传感器。光透射率控制装置600可基于位于透明显示设备的后表面上的对象是否接近透明显示设备来控制透明显示设备的光透射率。例如，当通过接近传感器615确定用户的手接近透明显示设备时，通过光控制单元使光透射率减小。此外，当确定用户的手没有接近透明显示设备时，维持光透射率，并且接近传感器615可用作用于操纵光控制单元的输入单元。

图7a是描述根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备710中的光学传感器716的位置的示意图。根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备710包括透光显示区域712和非显示区域714。

在根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备710中，光学传感器716的位置不受限制。光学传感器716可设置在任何位置，只要光学传感器被设置在透明显示设备710的一个表面上以测量入射到光学传感器716的光即可。在根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备710中，光学传感器716可设置在透明显示设备710的前表面、后表面或侧表面上。例如，当透明显示设备710包括多个传感器时，所述多个光学传感器716可被独立地驱动，并且透明显示设备710可识别光学传感器716的位置信息项。具体地讲，光学传感器716优选设置在后表面上。从透明显示设备710的后表面入射的光影响设备的对比度。另外，由于透明显示设备710通过控制从后表面入射的光来维持目标对比度，所以光学传感器716优选被设置为感测从后表面入射的光。

在图7a中，透明显示设备710的光学传感器716被设置在透明显示设备710的一个表面上的非显示区域714中。为了以更高精度测量入射到透明显示设备710上的光，光学传感器716可被设置在透明显示设备710的中心。

图8是根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备的示意图。参照图8，透明显示设备810包括设置在透明显示设备810的后表面上的图像传感器820。图像传感器820获得透明显示设备810的后表面上的图像。通过图像传感器820获得的图像830被透明显示设备810识别并处理。然而，为了描述方便，图8示出了通过图像传感器820获得的图像830对应于透明显示设备810。

透明显示设备810可分析所获得的图像830并且将该图像分成多个区域L1、L2和L3。所获得的图像830包括多个区域L1、L2和L3，所述多个区域具有不同的照度值。例如，区域L1可具有最小的照度值，区域L2可具有平均照度值，区域L3可具有最大照度值。区域L1、L2和L3中描绘的箭头表示相对照度值。根据本发明的透明显示设备810控制与所获得的图像830所分成的区域对应的透明显示设备810的区域的光透射率。参照图8，透明显示设备可确定光透射率，使得透明显示设备810的与区域L1对应的区域具有最大光透射率，透明显示设备810的与区域L2对应的区域具有中等光透射率，与区域L3对应的区域具有最小光透射率。

另外，透明显示设备810从图像传感器820获得具有时滞的多个图像，将所获得的多个图像彼此比较，并且检测透明显示设备810在移动或者透明显示设备810的位置改变。当检测到透明显示设备810的位置改变时，透明显示设备810可调节光透射率以确保可见性。

当图像传感器820通过测量光特性来控制光透射率时，预测入射到图像传感器820上的光的分布，而不使用多个照明传感器。另外，尽管在图8中说明了由图像传感器820测量光的分布，但是光的分布可由其它光学传感器来测量。

图9a和图9b是根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备的示意图。

参照图9a，透明显示设备910包括设置在透明显示设备910的后表面上的接近传感器912。接近传感器912包括光发射部和光接收部。接近传感器912意指使用红外线来感测距离或者对象是否接近传感器并且根据所反射的红外线的量来测量距离或者对象是否接近传感器的传感器。接近传感器912的光发射部在一个方向上发射光。光到达对象916，从对象反射，然后进入接近传感器912的光接收部。光接收部可将所测量的光的量与发射的光的量进行比较，并且测量对象是否位于接近传感器912与对象916之间的一定距离或者预定的接近距离内。透明显示设备910基于对象916是否接近透明显示设备910的后表面来控制透明显示设备910的光透射率。

图9a的接近传感器912测量对象916的距离，并且图9a示出透明显示设备910与对象916之间的距离在特定距离内。例如，当透明显示设备910利用包括光发射部和光接收部的接近传感器912确定透明显示设备910的后表面上的对象916位于特定距离内时，透明显示设备可通过调节光控制单元的光透射率来增大光透射率。

参照图9b，透明显示设备920的接近传感器912测量对象的距离，图9b示出透明显示设备920与对象926之间的距离在特定距离之外。例如，当透明显示设备920利用包括光发射部和光接收部的接近传感器912确定透明显示设备920的后表面上的对象926位于特定距离内时，透明显示设备可通过调节光控制单元的光透射率来减小或增大光透射率。

图9a和图9b所示的接近传感器912可与测量不同光线的特性的光学传感器组合使用。例如，接近传感器912可通过连接到测量照度的照明传感器来使用。例如，当包括透明显示设备的智能电话装置被置于桌子上时，当照明传感器测量到低照度并且接近传感器检测到高接近度时，可确定透明显示设备的光透射率将减小。即使在相同的照度水平下，透明显示设备910和920也可确定光透射率值，使得假定为光源的对象916或926远离透明显示设备时的光透射率值和对象靠近透明显示设备时的光透射率值彼此不同。

图10是用于描述本发明的光学传感器的屏蔽率的改变和测量值的曲线图。根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备中的光学传感器所测量的光的特性随时间而变化。当测量的光特性连续变化时(即，当检测到预定数量的可变频率达第一预定时段时)，根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备可将透明显示设备的透射率或屏蔽率设定为恒定的预定水平达第二时间。透明显示设备优选将屏蔽率维持在高水平。以下，描述与照度环境的快速改变对应地操作的根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的操作。

参照图10，x轴是时间轴，y轴是光控制单元的光屏蔽率和光学传感器所测量的照度的轴。该曲线图示出针对各个测量时间划分的区域A、B、C和D。测量的照度的实线曲线可以是测量的入射在根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的后表面上的光的照度。虚线曲线可以是入射在根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备中的后表面上的光的屏蔽率。

在区域A中，测量的照度维持为较低，并且屏蔽率恒定地维持以对应于所测量的照度。当在区域B的起始时间处测量的照度快速增加时，增大屏蔽率以确保视频的可见性。当在区域B的结束时间处测量的照度减小时，屏蔽率减小。然而，就在测量的照度变化的区域B结束之后，在区域C的起始时间处测量的照度快速增加，并且在区域C中测量的照度连续变化。当屏蔽率随所测量的照度的变化一起连续变化时，可能难以维持所显示的视频的可见性。因此，当所测量的照度连续变化达第一时间时(例如，在区域C的起始处)，根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备即使照度环境快速改变也可通过增大并维持透明显示设备的屏蔽率达第二时间(例如，在区域C的结束处)来维持视频的可见性。

在图10中，尽管示出了测量的光特性是入射在后表面上的光的照度，但是可由根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备测量的光特性不受限制。除了所述照度以外，所述光特性可以是后表面与对象之间的距离以及入射在前表面上的光的照度。

图11是示出根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的控制方法的流程图。为了描述方便，参照透明显示设备的光学传感器、透明显示器和光学控制单元来描述控制透明显示设备的方法。另外，所有步骤可独立地执行，但是为了描述方便，在以下描述中被描述为一个过程。

透明显示设备的光学传感器测量入射光的特性(S100)。入射光的特性被光学传感器转换成模拟电信号，转换的模拟信号被ADC转换器转换成数字信号。转换的数字信号被输入至处理单元。光学传感器可以是用于测量光的照度、光的分布以及距后表面上的对象的距离的光学传感器。可根据光学传感器的位置测量光的方向。

处理单元基于测量的光的特性来确定透明显示设备的光透射率(S110)。处理单元可根据光特性确定光透射率以改进透明显示设备的可见性。透明显示设备可确定光透射率以实现目标对比度，或者可确定光透射率以近似于目标照度环境。

透明显示设备控制光控制单元以实现所确定的光透射率(S120)。为了实现所确定的光透射率，可改变光的特性的黑色带电粒子由于电场而移动，并且黑色带电粒子被收集或散布，使得光控制单元可透射或屏蔽入射光。

图12示出适用根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的设备的示意图。

图12的(a)示出根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备附接到透明装置3100的情况。透明装置3100可包括透明显示设备3110、控制单元3120和输入单元3130。透明显示设备3110可被形成为使得在透明显示设备3110的至少一个表面上没有形成边框或者在所述至少一个表面上形成最小数量的边框。透明装置3100可包括用于由控制单元3120利用通过透明显示设备3110的增强现实功能或者透明显示设备3110的其它功能的应用。透明装置3100可利用单独的输入单元3130(例如，按钮)来选择用于控制透明显示设备3110的各种模式。用于控制透明显示设备3110的模式可包括透射模式、屏蔽模式、电子书模式和光透射率自动控制模式。当透明显示设备3110的可见性由于周围照度环境而快速改变并且难以选择显示在透明显示设备3110上的控制窗口时，可使用单独的输入单元3130。

图12的(b)示出根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备用作透明装置3200或屏幕的显示设备的情况。透明装置3200可被配置为识别通过透明显示设备3210的视频以及透明显示设备3210的后表面上的对象，或者可被配置为用作双面显示器。即，根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备3210可通过附接到另一显示设备来使用。

在这种情况下，透明显示设备的设计可根据另一显示设备的类型而部分地改变。例如，当另一显示设备是透明有机发光显示设备时，为了使透明显示设备3210成为双面显示设备，透明显示设备3210可被配置为允许输入多个视频。另外，当双面显示设备被驱动时，透明显示设备可被驱动以在光控制单元屏蔽入射光的屏蔽模式下操作。透明装置3200可被配置为显示控制窗口3220，该控制窗口3220能够选择用于控制透明显示设备3210的各种模式。用于控制透明显示设备3210的模式可包括透射模式、屏蔽模式、电子书模式和光透射率自动控制模式。用户可通过适当地选择用于控制透明显示设备3210的模式来实现使用透明显示设备3210的目的。

图12的(c)示出根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备用作透明移动装置3300的显示设备的情况。图12的(c)示出根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备3310被包括在透明移动装置3300中，但是透明显示设备可被设置在诸如智能电话、蜂窝电话、平板PC、PDA的移动装置或小尺寸装置处。当透明显示设备被设置在小尺寸装置处时，由于使用内置电池而不使用外部电源，透明显示设备3310的元件可被设计为适合于电池的有限容量。当透明显示设备3310用作透明移动装置3300的显示设备时，透明显示设备可包括用于透明移动装置3300的用户输入的触摸屏。触摸屏可形成在透明显示设备3310上，或者可形成为内嵌型。另外，由于透明显示设备3310的后表面可被识别，所以触摸屏可被配置为感测透明显示设备3310的两侧的触摸。另外，移动装置3300可包括接近传感器，并且移动装置的操作可根据用户或对象是否靠近或者靠近程度而改变。

图12的(d)示出根据本发明的各个示例性实施方式的透明显示设备用作智能眼睛3400的显示设备的情况。智能眼睛3400包括透明显示设备3410和控制单元3420。当根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备3410用在智能眼睛3400中时，透明显示设备可被切成矩状或椭圆状，并且适合于各种形状的布线和驱动单元可被设定在透明显示设备中。此外，由于用户的观看侧变得靠近透明显示设备3410，所以可对透明显示设备3410适当地执行光学涂布工艺，或者可适当地选择视频的驱动分辨率。

图12的(e)示出根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备被包括在冰箱3500中的情况。透明显示设备3510可用作冰箱的门3520的一部分。当透明显示设备3510用作冰箱的门3520时，透明显示设备3510可包括吸收光或能量的装置以外的反射能量的装置。例如，黑色带电粒子以外的白色带电粒子可用作透明显示设备3510的光控制单元的带电粒子。另外，为了容易地在透明显示设备3510的后表面上看到冰箱3500内的对象，可对透明显示设备3510执行除湿涂布工艺。

图12的(f)示出根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备用作公交车站的广告显示设备3600的情况。图12的(f)示出根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备3610被包括在公交车站的广告显示设备3600中，但是透明显示设备可被设置在诸如电视或公告牌的固定装置或大尺寸装置处。由于从外部电源供电，所以薄膜晶体管的元件可被设计为由于稳定的电源而实现透明显示设备3610的更高的分辨率。另外，公交车站的广告显示设备可包括能够与行人交互的运动传感器。例如，运动传感器可包括TOF(飞行时间)红外传感器。

当根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备用作智能窗时，透明显示设备可包括用作至少智能窗的支撑构件，该支撑构件可包括所有类型的膜，例如可用在智能窗中的膜和保护膜。此外，透明显示设备的设计可根据智能窗所设置的地方而部分地改变。例如，当透明显示设备被设置在高湿度的地方(例如，厕所、洗脸池、淋浴室或厨房)时，光控制单元可利用防潮元件来设计。

另外，当智能窗被设置在容易暴露于外部冲击的地方(例如，建筑物的外墙、建筑物的窗玻璃或者车辆的窗玻璃)时，透明显示设备可利用容易吸收冲击或者具有抗冲击性的元件来设计。

另外，当透明显示设备用作智能窗时，用于增强光学和/或物理特性的各种光学膜可附接到透明显示设备。可使用反射膜、漫射膜、棱镜膜、透镜图案复合膜、双增亮膜、非反射涂布膜、防紫外线膜或防红外线膜以增强光学和/或物理特性。根据增强的特性附接至透明显示设备的智能窗可用作车窗、智能门、投影墙或智能镜。

本发明的各种实施方式的组件可部分地或全部地彼此结合或组合，并且可按照本领域普通技术人员可充分理解的各种方式在技术上互联和操作，实施方式可彼此独立地实现或者关联地实现。

所附框图的各个方框和流程图的各个步骤的组合可通过由固件、软件或硬件构成的算法或计算机程序指令来实现。由于这些算法或计算机程序指令可被安装在通用计算机、专用计算机或者其它可编程数据处理设备的处理器中，通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的所述指令生成用于实现框图的各个方框或者流程图的各个步骤中描述的功能的装置。由于算法或计算机程序指令可被存储在能够定向计算机或其它可编程数据处理设备以按照特定方案实现功能的可用计算机或计算机可读存储器中，存储在可用计算机或计算机可读存储器中的指令可生成涉及执行框图的各个方框或者流程图的各个步骤中描述的功能的指令装置的项。由于计算机程序指令可安装在计算机或其它可编程数据处理设备中，在计算机或其它可编程数据处理设备中执行一系列操作步骤，以创建由计算机执行的进程，使得实现计算机或其它可编程数据处理设备的指令可提供用于实现框图的各个方框或流程图的各个步骤中描述的功能的步骤。

另外，各个方框或各个步骤可指示模块、片段或代码的一部分，其包括用于实现特定逻辑功能的一个或更多个可执行指令。另外，应该注意的是，在一些另选实施方式中，方框或步骤中描述的功能可不按顺序产生。例如，连续示出的两个方框或步骤可被同时实现，或者所述方框或步骤可根据对应功能按照相反顺序实现。

结合本说明书中公开的实施方式描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、由处理器执行的软件模块中或者这两者的组合中具体实现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质连接至处理器，使得处理器可从存储介质读取信息以及将信息写到存储介质。否则，存储介质可与处理器集成。处理器和存储介质可驻留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可驻留在用户终端中。否则，处理器和存储介质可作为分立的组件驻留在用户终端中。

以下，将描述本发明的透明显示设备的各种特性。

根据本发明的另一特性，所述第一光是所述第二光。

根据本发明的另一特性，第一光和第二光入射在透明显示设备的相反表面上。

根据本发明的另一特性，透明显示设备还包括与透明显示单元交叠的光控制单元，该光控制单元具有针对第一光的可调节透射率，透射穿过透明显示单元的那部分第一光的量可通过基于指示第二光的照度的信号调节光控制单元的可调节透射率来调节。

根据本发明的另一特性，所述至少一个传感器包括多个传感器，所述多个传感器生成指示透明显示设备的不同位置处的第二光的照度的多个信号，并且其中，可基于所述多个信号在与透明显示设备的不同位置对应的不同区域中调节光控制单元的可调节透射率。

根据本发明的另一特性，所述至少一个传感器还测量透明显示设备与外部对象之间的接近度，并且其中，可基于所述接近度来进一步调节透射穿过透明显示单元的那部分第一光。

根据本发明的另一特性，所述至少一个传感器包括图像传感器。

根据本发明的另一特性，可基于透明显示设备的目标对比度来进一步调节透射穿过透明显示单元的那部分第一光。

根据本发明的另一特性，可基于发光像素元件的最大亮度来进一步调节透射穿过透明显示单元的那部分第一光。

根据本发明的另一特性，透射穿过透明显示单元的那部分第一光随着第二光的照度增大而减少。

根据本发明的另一特性，透明显示设备支持第一模式、第二模式和第三模式，其中，在第一模式下，透射穿过透明显示单元的那部分第一光被最大化，在第二模式下，透射穿过透明显示单元的那部分第一光被最小化，并且在第三模式下，可基于指示第二光的照度的信号来调节透射穿过透明显示单元的那部分第一光。

根据本发明的另一特性，当第二光的照度在预定时段内改变超过预定次数时，透射穿过透明显示单元的那部分第一光维持恒定。

以下，将描述本发明的透明显示设备控制方法的各种特性。

根据本发明的另一特性，透射穿过透明显示单元的那部分外部光随着外部光的照度增大而减少。

根据本发明的另一特性，透明显示设备包括与透明显示单元交叠的光控制单元，该光控制单元具有针对外部光的可调节透射率，并且其中，调节透射穿过透明显示单元的那部分外部光的步骤包括基于指示外部光的照度的信号来调节光控制单元的可调节透射率。

根据本发明的另一特性，基于透明显示设备的目标对比度来进一步调节透射穿过透明显示单元的那部分外部光。

参照附图更详细地描述了本发明的示例性实施方式，但是本发明不限于所述示例性实施方式。对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的技术精神的情况下，可进行各种修改。因此，本发明中公开的示例性实施方式并非用于限制，而是用于描述本发明的技术精神，本发明的技术精神不限于所述示例性实施方式。因此，上述示例性实施方式在所有方面均被视为例示性的，而非限制性的。本发明的保护范围必须通过所附权利要求书来解释，应该理解，其等同范围内的所有技术精神被包括在本发明的所附权利要求书中。

Claims (17)

1.一种透明显示设备，该透明显示设备包括：

透明显示单元，该透明显示单元具有发光像素元件并且透射入射在所述透明显示设备上的第一光的至少一部分；以及

至少一个传感器，所述至少一个传感器生成指示入射在所述透明显示设备上的第二光的照度的至少一个信号，

其中，能够基于指示所述第二光的照度的所述信号来调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。

2.根据权利要求1所述的透明显示设备，其中，所述第一光是所述第二光。

3.根据权利要求1所述的透明显示设备，其中，所述第一光和所述第二光入射在所述透明显示设备的相反表面上。

4.根据权利要求1所述的透明显示设备，该透明显示设备还包括：

光控制单元，该光控制单元与所述透明显示单元交叠，该光控制单元具有针对所述第一光的可调节透射率，其中，能够通过基于指示所述第二光的照度的所述信号调节所述光控制单元的所述可调节透射率来调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分的量。

5.根据权利要求4所述的透明显示设备，其中，所述至少一个传感器包括多个传感器，所述多个传感器生成指示所述透明显示设备的不同位置处的所述第二光的照度的多个信号，并且其中，能够基于所述多个信号在与所述透明显示设备的所述不同位置对应的不同区域中调节所述光控制单元的所述可调节透射率。

6.根据权利要求1所述的透明显示设备，其中，所述至少一个传感器还测量所述透明显示设备与外部对象之间的接近度，并且其中，能够基于所述接近度进一步调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。

7.根据权利要求1所述的透明显示设备，其中，所述至少一个传感器包括图像传感器。

8.根据权利要求1所述的透明显示设备，其中，能够基于所述透明显示设备的目标对比度来进一步调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。

9.根据权利要求1所述的透明显示设备，其中，能够基于所述发光像素元件的最大亮度来进一步调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。

10.根据权利要求1所述的透明显示设备，其中，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分随着所述第二光的照度增大而减少。

11.根据权利要求1所述的透明显示设备，其中，所述透明显示设备支持第一模式、第二模式和第三模式，其中，

在所述第一模式下，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分被最大化，

在所述第二模式下，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分被最小化，并且

在所述第三模式下，能够基于指示所述第二光的照度的所述信号来调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。

12.根据权利要求1所述的透明显示设备，其中，当所述第二光的照度在预定时段内改变超过预定次数时，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分维持恒定。

13.一种透明显示设备中的操作的方法，该透明显示设备包括透明显示单元，该透明显示单元具有发光像素元件并且透射入射在所述透明显示设备上的外部光中的至少一部分，所述方法包括以下步骤：

生成指示入射在所述透明显示设备上的所述外部光的照度的至少一个信号；以及

基于指示所述外部光的照度的所述信号来调节所述外部光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述外部光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分随着所述外部光的照度增大而减少。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述透明显示设备包括与所述透明显示单元交叠的光控制单元，该光控制单元具有针对所述外部光的可调节透射率，并且其中，调节所述外部光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分的步骤包括以下步骤：

基于指示所述外部光的照度的所述信号来调节所述光控制单元的所述可调节透射率。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，基于所述透明显示设备的目标对比度来进一步调节所述外部光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。

17.一种计算机可读介质，该计算机可读介质存储有用于透明显示设备的操作的指令，该透明显示设备包括透明显示单元，该透明显示单元具有发光像素元件并且透射入射在所述透明显示设备上的外部光的至少一部分，所述指令在被处理器执行时使得该处理器执行方法，该方法包括以下步骤：

生成指示入射在所述透明显示设备上的所述外部光的照度的至少一个信号；以及

基于指示所述外部光的照度的所述信号来调节所述外部光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。