CN105974668A - 透明显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例涉及透明显示装置及其制造方法。该透明显示装置包括能够提供准直偏振光的透明背光系统以及透明显示面板，所述透明显示面板包括上基板与下基板以及位于所述上基板与所述下基板之间的液晶层，所述透明显示面板被划分为包括多个像素，每个像素包括透光区和显示区，所述显示区包括设置在所述上基板或所述下基板上的多个控制电极，用于向所述显示区中的液晶施加控制电压以形成液晶棱镜，所述液晶棱镜能够在所述透明显示装置的有效显示区域内无偏振器的情况下实现灰阶显示。
Description
技术领域
本发明的实施例一般地涉及显示技术领域，特别涉及一种透明显示装置及其制造方法。
背景技术
透明显示装置作为最近几年出现的新型应用备受人们关注，其中使用的透明显示技术大大扩展了显示应用的场景和范围，也为人们的生活提供了便利。
现有的液晶透明显示技术以原有显示面板技术为基础。图1示出了传统的液晶透明显示装置的示意图。图中以箭头代表透射光，通过箭头的宽度变化示意出透光率的变化。如图1所示，在传统的液晶透明显示装置中，从背光单元1出射的光传输经过第一偏振器2、TFT阵列和液晶3、可选的用于彩色显示的彩膜5、以及其吸收轴与第一偏振器2的吸收轴垂直交叉的第二偏振器4，来实现彩色或黑白透明显示。然而，鉴于双层偏振器2和4以及彩膜5的自身结构，传统的液晶透明显示装置的透光率很低。假设从背光单元1出射的光的透光率为100％，最终从第二偏振器4出射的光的透光率可能仅有6％。虽然可以通过调整偏振器雾度(haze)以及减薄彩膜基板上彩膜胶的厚度等来达到增加透明度的效果，但传统的液晶透明显示装置的透光率仍不高于15％，透明显示效果不佳。
发明内容
本发明的实施例提供一种新型的透明显示模式，能够在透明显示装置的有效显示区域(active area)内不使用偏振器的情况下实现高透光率的透明显示。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种透明显示装置，其包括：
能够提供准直偏振光的透明背光系统；以及
透明显示面板，其包括上基板与下基板以及位于所述上基板与所述下基板之间的液晶层，所述透明显示面板被划分为包括多个像素，
每个像素包括透光区和显示区，所述显示区包括设置在所述上基板或所述下基板上的多个控制电极，用于向所述显示区中的液晶施加控制电压以形成液晶棱镜，
所述液晶棱镜能够在所述透明显示装置的有效显示区域内无偏振器的情况下实现灰阶显示。
根据该方面，透明显示装置的透明显示面板包括位于每个像素内的透光区和显示区，透光区的存在提高了透明显示装置的透光率；并且，本发明实施例的该第一方面在像素的显示区中利用液晶棱镜实现像素的显示，并且在有效显示区域内可以没有偏振器，从而可以进一步提高透明显示装置的透光率，实现高透光率的显示。
此外，当所有控制电极都没有对显示区中的液晶进行电压控制时，除了透光区之外，本发明实施例的透明显示装置的显示区也是透明的，即，整个透明显示装置为透明的。从而，通过对控制电极的电压施加的控制，本发明实施例的透明显示装置可以实现在透明与显示之间的转换。
根据本发明的示例性实施例，所述透明背光系统包括位于所述有效显示区域内的透明集成导光板以及位于所述透明集成导光板侧面且位于所述有效显示区域外围的光源和偏振器，从所述光源出射的光透过所述偏振器入射到所述透明集成导光板上，并通过所述透明集成导光板而以准直或类准直光入射到所述透明显示面板上。根据该实施例，偏振器位于透明集成导光板侧面且位于有效显示区域外围，而非有效显示区域下方，因此，偏振器不再对该透明显示装置的透光率有不利影响，进一步提高透明显示装置的透光率。
根据本发明的示例性实施例，所述透明背光系统包括背光准直化结构。根据该实施例，背光准直化结构可以使得透明背光系统发出的光经过准直而提供显示用的准直背光或类准直背光，减小背光的发散角度，提高整个显示装置的效率；并且，发散角度小的背光在进入显示区之后使相邻像素区不容易发生串扰，从而可以提高透明显示装置的对比度。
根据本发明的示例性实施例，所述背光准直化结构包括下述中的至少一者：背光准直膜材；以及位于所述显示区中的黑矩阵狭缝。根据该实施例，背光准直膜材和/或位于所述显示区中的黑矩阵狭缝能够高效地提供显示用的准直背光或类准直背光。
根据本发明的示例性实施例，所述透明显示装置还包括设置在所述液晶棱镜与所述上基板或所述下基板之间的彩膜。根据该实施例，透明显示面板中彩膜的添加可以使本公开的透明显示装置实现高透明度的彩色显示。
根据本发明的示例性实施例，所述透明显示装置还包括设置在所述透明背光系统中的分光膜。根据该实施例，透明背光系统中的分光膜的添加可以使本公开的透明显示装置实现高透明度的彩色显示。
根据本发明的示例性实施例，所述透明背光系统中的光源为有机发光二极管或场序制彩色发光二极管。根据该实施例，有机发光二极管或场序制彩色发光二极管能够提供彩色背光，从而使本公开的透明显示装置实现彩色显示。
根据本发明的示例性实施例，所述透光区仅包括所述上基板、所述下基板以及位于所述上基板与所述下基板之间的液晶。透光区中的包括控制电极等膜层的省略可以提高透光区的透光率，从而使本公开的透明显示装置的透光率进一步提高。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种透明显示装置的制造方法，其包括：
制备能够提供准直偏振光的透明背光系统；
制备透明显示面板，所述透明显示面板包括上基板与下基板以及位于所述上基板与所述下基板之间的液晶层，所述透明显示面板被划分为包括多个像素；以及
将所述透明背光系统与所述透明显示面板组装在一起，
其中所述多个像素的制备包括：
将每个像素划分为透光区和显示区；
在所述显示区中，在所述上基板或所述下基板上形成多个控制电极，用于向所述显示区中的液晶施加控制电压以形成液晶棱镜，使得未施加控制电压的区域形成所述透光区，所述液晶棱镜能够在所述透明显示装置的有效显示区域内无偏振器的情况下实现灰阶显示。
根据该制造方法形成的透明显示装置的透明显示面板包括位于每个像素内的透光区和显示区，透光区的存在提高了透明显示装置的透光率；并且，本发明实施例的该制造方法在像素的显示区中形成液晶棱镜而实现像素的显示，并且在有效显示区域内可以没有偏振器，从而可以进一步提高透明显示装置的透光率，实现高透光率的显示。
此外，当所有控制电极都没有对显示区中的液晶进行电压控制时，除了透光区之外，本发明实施例的透明显示装置的显示区也是透明的，即，整个透明显示装置为透明的。从而，通过对控制电极的电压施加的控制，本发明实施例的透明显示装置可以实现在透明与显示之间的转换。
根据本发明的示例性实施例，所述透明背光系统包括位于所述有效显示区域内的透明集成导光板以及位于所述透明集成导光板侧面且位于所述有效显示区域外围的光源和偏振器，从所述光源出射的光透过所述偏振器入射到所述透明集成导光板上，并通过所述透明集成导光板而以准直或类准直光入射到所述透明显示面板上。根据该实施例，偏振器位于透明集成导光板侧面且位于有效显示区域外围，而非有效显示区域下方，因此，偏振器不再对该透明显示装置的透光率有不利影响，进一步提高所形成的透明显示装置的透光率。
根据本发明的示例性实施例，所述背光透明背光系统包括背光准直化结构。根据该实施例，形成背光准直化结构以使得透明背光系统发出的光经过准直而提供显示用的准直背光或类准直背光，减小背光的发散角度，提高整个显示装置的效率；并且，发散角度小的背光在进入显示区之后使相邻像素区不容易发生串扰，从而可以提高所形成的透明显示装置的对比度。
根据本发明的示例性实施例，所述背光准直化结构包括下述中的至少一者：背光准直膜材；以及位于显示区中的黑矩阵狭缝。根据该实施例，背光准直膜材和/或位于显示区中的黑矩阵狭缝能够高效地提供显示用的准直背光或类准直背光。
根据本发明的示例性实施例，所述制造方法还包括在所述液晶棱镜与所述上基板或所述下基板之间形成彩膜。根据该实施例，透明显示面板中彩膜的添加可以使所形成的透明显示装置实现彩色显示。
根据本发明的示例性实施例，所述制造方法还包括在所述透明背光系统中形成分光膜。根据该实施例，透明背光系统中的分光膜的添加可以使所形成的透明显示装置实现彩色显示。
根据本发明的示例性实施例，所述透明背光系统中的光源为有机发光二极管或场序制彩色发光二极管。根据该实施例，有机发光二极管或场序制彩色发光二极管能够提供彩色背光，从而使所形成的透明显示装置实现彩色显示。
根据本发明的示例性实施例，所述透光区中仅包括所述上基板、所述下基板以及位于所述上基板与所述下基板之间的液晶。透光区中的包括控制电极等膜层的省略可以提高透光区的透光率，从而使本公开的透明显示装置的透光率进一步提高。
由上述技术方案可知，本发明实施例所实现的透明显示装置可以实现显示与透明的切换，并且可以提升透明显示的透光率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是传统的液晶透明显示装置的示意图；
图2示意性示出根据本发明实施例的透明显示装置的概念图；
图3示意性示出根据本发明的实施例一的透明显示装置；
图4示意性示出根据本发明的实施例二的透明显示装置；
图5示意性示出根据本发明的实施例三的透明显示装置；
图6示意性示出根据本发明的实施例四的透明显示装置；以及
图7是示出根据本发明的示例性实施制造透明显示装置的方法的图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
图2示意性示出根据本发明实施例的透明显示装置的概念图。如图2所示，本发明实施例的透明显示装置包括透明显示面板20以及能够提供准直偏振光的透明背光系统10。该透明显示面板20包括上基板24与下基板22以及位于上基板24与下基板22之间的液晶层23。透明显示面板20被划分为包括多个像素。每个像素包括透光区30和显示区40。显示区40包括设置在上基板24或下基板22上的多个控制电极(未示出)，用于向显示区40中的液晶施加控制电压以形成液晶棱镜26。通过改变对位于显示区40中的多个控制电极施加的电压而使所形成的梯度电场的梯度不同，实现液晶棱镜26的角度变化，使得入射到人眼的光能量密度发生变化，从而能够在该透明显示装置的有效显示区域内无偏振器的情况下实现高透光率的灰阶显示。
本发明实施例的透明显示装置的透明显示面板20包括位于每个像素内的透光区30和显示区40，透光区30的存在提高了透明显示装置的透光率；并且，在像素的显示区40中利用液晶棱镜26实现像素的显示，并且在有效显示区域内可以没有偏振器，从而可以进一步提高透明显示装置的透光率。
此外，当所有控制电极都没有对显示区中的液晶进行电压控制时，除了透光区之外，本发明实施例的透明显示装置的显示区也是透明的，即，整个透明显示装置为透明的。从而，通过对控制电极的电压施加的控制，本发明实施例的透明显示装置可以实现在透明与显示之间的转换。
实施例一
图3示意性示出根据本发明的实施例一的透明显示装置。如图3所示，本实施例中，该透明显示装置包括透明显示面板20以及能够提供准直偏振光的透明背光系统10。
在该实施例中，透明背光系统10包括位于有效显示区域内的透明集成导光板16以及位于透明集成导光板16侧面且位于有效显示区域外围的光源12和偏振器14，从光源12出射的光透过偏振器14入射到透明集成导光板16上，并通过透明集成导光板16而以准直或类准直光入射到透明显示面板20上，以为透明显示面板20提供背光。
对透明集成导光板16不进行具体限制，只要其可以将从光源出射的光导引到透明显示面板20而为透明显示面板20提供准直或类准直光即可。例如，透明集成导光板16可以为使用Multiview或Nanotech的透明集成导光板。
本实施例一中的透明显示面板20包括上基板24与下基板22以及位于上基板24与下基板22之间的液晶层23。透明显示面板20被划分为包括多个像素。每个像素包括透光区30和显示区40。每个显示区40包括设置在上基板24或下基板22上的多个控制电极(未示出)，用于向显示区40中的液晶施加控制以形成液晶棱镜26，而透光区30中的液晶未受到控制电极的电压控制而保持透明状态。如上所述，液晶棱镜26能够在透明显示装置的有效显示区域内无偏振器的情况下实现灰阶显示。
根据本实施例，由于在透明背光系统10中，偏振器14位于透明集成导光板16侧面且位于有效显示区域外围，而非有效显示区域下方，因此，偏振器14不再对该透明显示装置的透光率有不利影响，从而进一步提高透明显示装置的透光率。
实施例二
图4示意性示出根据本发明的实施例二的透明显示装置。如图4所示，本实施例中，该透明显示装置包括透明显示面板20和能够提供准直偏振光的透明背光系统10。透明背光系统10包括背光准直化结构50。
对背光准直化结构50不进行具体限制，只要其对从光源出射的光进行准直而向透明显示面板20提供准直或类准直的背光即可。如图4所示，在本实施例中，背光准直化结构50可以包括背光准直膜材52和位于显示区40中的黑矩阵狭缝54。然而，本发明不限于此。例如，背光准直化结构50也可以包括背光准直膜材52或者位于显示区40中的黑矩阵狭缝54。也就是，背光准直化结构50可以包括下述中的至少一者：背光准直膜材52；以及位于显示区40中的黑矩阵狭缝54。
本实施例二中的透明显示面板20包括上基板24与下基板22以及位于上基板24与下基板22之间的液晶层23。透明显示面板20被划分为包括多个像素。每个像素包括透光区30和显示区40。每个显示区40包括设置在上基板24或下基板22上的多个控制电极(未示出)，用于向显示区40中的液晶施加控制以形成液晶棱镜26，而透光区30中的液晶未受到控制电极的电压控制而保持透明状态。如上所述，液晶棱镜26能够在透明显示装置的有效显示区域内无偏振器的情况下实现灰阶显示。
本实施例二中的背光源可以为例如OLED基板。
根据本实施例二，背光准直化结构50可以使得从光源发出的光经过准直而提供显示用的准直背光或类准直背光，减小背光的发散角度，提高整个显示装置的效率；并且，发散角度小的背光在进入显示区40之后使相邻像素区不容易发生串扰，从而可以提高透明显示装置的对比度。
实施例三
图5示意性示出根据本发明的实施例三的一种透明显示装置。如图5所示，该透明显示装置包括透明显示面板20和能够提供准直偏振光的透明背光系统10，还包括被设置在液晶棱镜26与上基板24或下基板22之间的彩膜60。在图5中，示出了彩膜60位于液晶棱镜26与下基板22之间的情况。然而，本公开不限于此。例如，彩膜60也可以位于例如液晶棱镜26与上基板24之间。
图5是以实施例一为基础，在液晶棱镜26与上基板24或下基板22之间进一步设置彩膜60。在这种情况下，除了彩膜60之外，本实施例三的其他结构与实施例一相似，在此不进行赘述。
然而，实施例三不限于以实施例一为基础，其也可以以上述实施例二或其他实施例为基础，在液晶棱镜26与上基板24或下基板22之间进一步设置彩膜60。
根据该实施例，透明显示面板20中彩膜60的添加可以使本公开的透明显示装置实现高透明度的彩色显示。
实施例四
图6示意性示出根据本发明的实施例四的一种透明显示装置。如图6所示，该透明显示装置包括透明显示面板20和能够提供准直偏振光的透明背光系统10，还包括被设置在透明背光系统10中的分光膜18。在图6中，示出了分光膜18位于透明集成导光板16上的情况。然而，本公开不限于此，分光膜18可以位于透明背光系统10中的其他位置处。
图6是以实施例一为基础，在透明集成导光板16上进一步设置分光膜18。在这种情况下，除了分光膜18之外，本实施例四的其他结构与实施例一相似，在此不进行赘述。
然而，实施例四不限于以实施例一为基础，其也可以以上述实施例二或其他实施例为基础，在透明背光系统10中进一步设置分光膜18。
根据该实施例，透明背光系统10中分光膜18的添加可以使本公开的透明显示装置实现高透明度的彩色显示。
此外，在本发明的实施例中，透明背光系统10中的光源可以为有机发光二极管或场序制彩色发光二极管。由此，有机发光二极管(OLED)或场序制彩色(FSC)发光二极管能够提供彩色背光，从而使本公开的透明显示装置实现彩色显示。
根据本发明的示例性实施例，透光区30可以仅包括上基板24、下基板22以及位于上基板与下基板之间的液晶，而不包括例如控制电极和用于使控制电极彼此绝缘的绝缘层。例如，可以将透光区30中的除了液晶、上基板24、下基板22之外的材料层去除。透光区30中这些膜层的省略可以提高透光区的透光率，从而使本公开的透明显示装置的透光率进一步提高。
另外，本申请实施例提供一种透明显示装置的制造方法。如图7所示，该透明显示装置的制造方法包括：
制备能够提供准直偏振光的透明背光系统(步骤S1)；
制备透明显示面板，该透明显示面板包括上基板与下基板以及位于上基板与下基板之间的液晶层，透明显示面板被划分为包括多个像素(步骤S2)；以及
将透明背光系统与透明显示面板组装在一起(步骤S3)，
其中所述多个像素的制备包括：
将每个像素划分为透光区和显示区(步骤S21)；以及
在显示区中，在上基板或下基板上形成多个控制电极，用于向显示区中的液晶施加控制电压以形成液晶棱镜，使得未施加控制电压的区域形成透光区，液晶棱镜能够在透明显示装置的有效显示区域内无偏振器的情况下实现灰阶显示(步骤S22)。
根据该制造方法形成的透明显示装置的透明显示面板包括位于每个像素内的透光区和显示区，透光区的存在提高了透明显示装置的透光率；并且，本发明实施例的该制造方法在像素的显示区中形成液晶棱镜而实现像素的显示，并且在有效显示区域内可以没有偏振器，从而可以进一步提高透明显示装置的透光率，实现高透光率的显示。
此外，当所有控制电极都没有对显示区中的液晶进行电压控制时，除了透光区之外，本发明实施例的透明显示装置的显示区也是透明的，即，整个透明显示装置为透明的。从而，通过对控制电极的电压施加的控制，本发明实施例的透明显示装置可以实现在透明与显示之间的转换。
由上述技术方案可知，本发明实施例所实现的透明显示装置可以实现显示与透明的切换，并且可以提升透明显示的透光率。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (16)
1.一种透明显示装置，其特征在于，包括：
能够提供准直偏振光的透明背光系统；以及
透明显示面板，其包括上基板与下基板以及位于所述上基板与所述下基板之间的液晶层，所述透明显示面板被划分为包括多个像素，
每个像素包括透光区和显示区，所述显示区包括设置在所述上基板或所述下基板上的多个控制电极，用于向所述显示区中的液晶施加控制电压以形成液晶棱镜，
所述液晶棱镜能够在所述透明显示装置的有效显示区域内无偏振器的情况下实现灰阶显示。
2.根据权利要求1所述的透明显示装置，其特征在于，所述透明背光系统包括位于所述有效显示区域内的透明集成导光板、以及位于所述透明集成导光板侧面且位于所述有效显示区域外围的光源和偏振器，从所述光源出射的光透过所述偏振器入射到所述透明集成导光板上，并通过所述透明集成导光板而以准直或类准直光入射到所述透明显示面板上。
3.根据权利要求1所述的透明显示装置，其特征在于，所述透明背光系统包括背光准直化结构。
4.根据权利要求3所述的透明显示装置，其特征在于，所述背光准直化结构包括下述中的至少一者：背光准直膜材；以及位于所述显示区中的黑矩阵狭缝。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的透明显示装置，其特征在于还包括设置在所述液晶棱镜与所述上基板或所述下基板之间的彩膜。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的透明显示装置，其特征在于还包括设置在所述透明背光系统中的分光膜。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的透明显示装置，其特征在于，所述透明背光系统中的光源为有机发光二极管或场序制彩色发光二极管。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的透明显示装置，其特征在于，所述透光区仅包括所述上基板、所述下基板以及位于所述上基板与所述下基板之间的液晶。
9.一种透明显示装置的制造方法，其特征在于，包括：
制备能够提供准直偏振光的透明背光系统；
制备透明显示面板，所述透明显示面板包括上基板与下基板以及位于所述上基板与所述下基板之间的液晶层，所述透明显示面板被划分为包括多个像素；以及
将所述透明背光系统与所述透明显示面板组装在一起，
其中所述多个像素的制备包括：
将每个像素划分为透光区和显示区；以及在所述显示区中，在所述上基板或所述下基板上形成多个控制电极，用于向所述显示区中的液晶施加控制电压以形成液晶棱镜，使得未施加控制电压的区域形成所述透光区，所述液晶棱镜能够在所述透明显示装置的有效显示区域内无偏振器的情况下实现灰阶显示。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述透明背光系统包括位于所述有效显示区域内的透明集成导光板以及位于所述透明集成导光板侧面且位于所述有效显示区域外围的光源和偏振器，从所述光源出射的光透过所述偏振器入射到所述透明集成导光板上，并通过所述透明集成导光板而以准直或类准直光入射到所述透明显示面板上。
11.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述透明背光系统包括背光准直化结构。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述背光准直化结构包括下述中的至少一者：背光准直膜材；以及位于显示区中的黑矩阵狭缝。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的制造方法，还包括在所述液晶棱镜与所述上基板或所述下基板之间形成彩膜。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的制造方法，其特征在于还包括在所述透明背光系统中形成分光膜。
15.根据权利要求9至12中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述透明背光系统中的光源为有机发光二极管或场序制彩色发光二极管。
16.根据权利要求9至12中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述透光区仅包括所述上基板、所述下基板以及位于所述上基板与所述下基板之间的液晶。
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