CN107305903B - 一种透明显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种透明显示装置，包括：透明基板，具有背向透明显示装置出光方向的第一表面和朝向透明显示装置出光方向的第二表面；光致变色层，设置于所述透明基板的第一表面上，所述光致变色层的材料为正性光致变色材料；薄膜晶体管，设置于所述透明基板的第二表面上；显示模块，设置于所述薄膜晶体管上并电性连接所述薄膜晶体管；以及透明封装结构，设置于所述显示模块上。通过在透明显示器的下表面上设置由正性光致变色材料制备的光致变色层，提高透明显示装置的对比度和显示效率。

Description

一种透明显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体地说，涉及一种透明显示装置。
背景技术
透明显示器一般是指能够形成透明显示状态，观看者能够看到显示器显示的影像及显示器背面景象的显示器。与传统的显示器相比，透明显示器突破常规，更增添了产品的趣味性，带给消费者前所未有的视觉冲击。近年来，随着显示技术的不断发展完善，透明显示器逐渐崭露头角，有望应用于手表、手机、平板电脑、笔记本电脑、电视显示屏、广告显示屏、办公显示等多种产品中。
有机电致发光显示器(OLED)由于其自发光，不需要背板，更是透明显示器的首选。目前，透明显示器还存在一些缺陷，例如，存在室外显示亮度低、对比度差等问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明一种透明显示装置，包括：
透明基板，具有背向透明显示装置出光方向的第一表面和朝向透明显示装置出光方向的第二表面；
光致变色层，设置于所述透明基板的第一表面上，所述光致变色层的材料为正性光致变色材料；
薄膜晶体管，设置于所述透明基板的第二表面上；
显示模块，设置于所述薄膜晶体管上并电性连接所述薄膜晶体管；以及
透明封装结构，设置于所述显示模块上。
优选地，所述正性光致变色材料为无机正性光致变色材料。
优选地，所述无机正性光致变色材料包含正性光致变色金属氧化物。
优选地，所述正性光致变色金属氧化物为二氧化钛。
优选地，所述无机正性光致变色材料中，除了所述正性光致变色金属氧化物以外，还含有0.1wt％～0.5wt％的掺杂物质，以所述无机正性光致变色材料的总重量为基准，所述掺杂物质选自Mo6+、Ru3+、Os3+、V4+、Rh3+、Rh5+或前述物质的组合。
优选地，所述光致变色层的厚度为100～1000埃。
优选地，所述光致变色层采用溅射、化学气相沉积或溶胶凝胶方法制备。
优选地，所述透明基板为玻璃基板、石英基板或有机聚合物基板。
优选地，所述显示模块为有机发光二极管。
优选地，所述透明封装结构为封装基板或封装薄膜。
与现有技术相比，本发明的透明显示装置至少具有以下有益效果：通过在透明显示器的下表面上设置由正性光致变色材料制备的光致变色层，提高透明显示装置的对比度和显示效率。
附图说明
图1为本发明实施例的透明显示装置的结构示意图；
其中，附图标记说明如下：
1：透明显示装置
11：光致变色层
12：透明基板
121：第一表面
122：第二表面
13：薄膜晶体管
14：显示模块
15：透明封装结构
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
本发明内所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。
光致变色现象是指某种化合物在受到一定波长和强度的光照射后，发生了特定的化学反应，产生另一种产物，由于产物的结构不同而导致其吸收光谱发生明显的变化，表现为颜色发生变化。而在另一波长的光照射下或热的作用下，产物又能恢复到化合物的形式，这种在光的作用下能发生可逆颜色变化的化合物，称之为光致变色材料。
光致变色现象通常分为正性光致变色和逆光致变色。正性光致变色是指在光照射下，光致变色材料的颜色由无色或浅色转变为深色，能够表现出正性光致变色现象的材料称之为正性光致变色材料；与之相反，逆光致变色是指在光照射下，光致变色材料的颜色由深色转变为无色或浅色，能够表现出逆光致变色现象的材料称之为逆光致变色材料。
发明人在研发过程中意外发现将正性光致变色现象应用于透明显示装置中，能够显著提高其显示效率和对比度。
具体地说，请参照图1，本发明的透明显示装置1包括：透明基板12，具有背向透明显示装置1出光方向的第一表面121和朝向透明显示装置出光方向的第二表面122；光致变色层11，设置于透明基板12的第一表面121上，光致变色层11的材料为正性光致变色材料；薄膜晶体管13，设置于透明基板12的第二表面122上；显示模块14，设置于薄膜晶体管13上并电性连接薄膜晶体管13；以及透明封装结构15，设置于显示模块14上。
通过在透明显示装置1的第一表面121上设置由正性光致变色材料制备的光致变色层11，当透明显示装置1所处环境的光照增强时，光致变色层11的材料由无色或浅色转变为深色，其透光率下降，进而提高透明显示装置1的对比度。
此外，当透明显示装置1所处环境的光照增强时，为了能够看清楚显示的影像，通常的做法是提高透明显示装置1的显示亮度。采用本发明的透明显示装置1，由于对比度提高，在原有显示亮度下即能够看清楚显示的影像，因而提高了透明显示装置1的显示效率。
上述光致变色层11的变色过程不需要人工控制，由光致变色层11根据环境的光照强弱自动调节透光率，透光率的改变大小与光致变色层11的材料和厚度相关，可根据需要进行设置。
透明基板12可采用透明的玻璃基板、石英基板、有机聚合物基板等。
薄膜晶体管13可采用低温多晶硅薄膜晶体管，包括有源层、栅极、栅极绝缘层、源极、漏极、钝化层、平坦化层等结构和功能层，可采用现有技术中的材料、结构及制备工艺(沉积、光刻等工艺)形成。
显示模块14可采用有机发光二极管，有机发光二极管包括透明的阳极、阴极、以及位于阳极与阴极之间的有机功能层，有机功能层至少包括一发光层。在一个实施例中，有机发光二极管的阳极电性连接至薄膜晶体管13的漏极。
有机功能层可以进一步包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一层或多层。阳极、阴极、有机功能层可采用已知材料和制备方法形成。
透明封装结构15用于与透明基板12一起将薄膜晶体管13和显示模块14封装于一密闭空间中，阻隔环境中的水汽和氧气进入密闭空间中，使薄膜晶体管13和显示模块14的材料免遭腐蚀，延长透明显示装置1的使用寿命。
透明封装结构15可采用封装基板，例如，采用透明的玻璃基板、石英基板等进行封装，也可采用封装薄膜，例如，采用有机聚合物或金属氧化物等进行封装。
光致变色层11的材料为正性光致变色材料，正性光致变色材料可采用无机正性光致变色材料或有机正性光致变色材料，无机正性光致变色材料可以举出的示例包括卤化银、卤化锌、卤化铜、二氧化钛(TiO2)等变色材料，有机正性光致变色材料可以举出的示例包括螺吡喃类、螺吩噁类、偶氮化合物类、嗪染料类等变色材料。
作为优选方案，光致变色层11的材料采用无机正性光致变色材料。无机正性光致变色材料优选包含正性光致变色金属氧化物。正性光致变色金属氧化物具有变色反应速率快、抗老化性能强、变色持续时间长、热稳定性高等诸多优点，是光致变色层11的理想材料。
正性光致变色金属氧化物通常为过渡金属氧化物，作为示例，可以举出包括二氧化钛(TiO2)、三氧化钨(WO3)、三氧化钼(MoO3)、二氧化锌(ZnO2)、五氧化二矾(V2O5)、五氧化二铌(Nb2O5)等化合物，优选二氧化钛，也可以采用前述金属氧化物的组合，如三氧化钨-二氧化钛组合材料。
为进一步提高正性光致变色金属氧化物的变色效果，特别是变色速率，无机正性光致变色材料中，除了正性光致变色金属氧化物以外，以无机正性光致变色材料的总重量为基准，还含有0.1wt％～0.5wt％的掺杂物质，该掺杂物质选自Mo6+、Ru3+、Os3+、V4+、Rh3+、Rh5 +或前述物质的组合。
发明人发现无机正性光致变色材料中掺杂物质的重量百分比为0.1wt％～0.5wt％时，能够显著增强对可见光的吸收，降低光致变色层11的透光率，使得光致变色层11的变色效果更佳。
光致变色层11可采用溅射、化学气相沉积(CVD)、溶胶凝胶等方法制备，制备的光致变色层11的厚度可以在100～1000埃范围内，该厚度的光致变色层11既能够在弱光照条件下具有较高的透光率，不影响透明显示效果，又能够在强光照条件下降低透光率，提高显示对比度和显示效率。
以溶胶凝胶法为例，制备材料为二氧化钛的光致变色层11，包括以下步骤：
S11：室温下，将无水乙醇加入浓盐酸(36.5％)中，向上述溶液中缓慢滴加钛酸酯，室温下搅拌反应并下陈化，得到二氧化钛溶胶。
钛酸酯可举出的示例包括钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、钛酸乙酯。含有掺杂物质时，掺杂物质与钛酸酯一起加入盐酸水溶液中。
S12：将二氧化钛溶胶涂布于透明基板12上，置于电阻炉中，在100℃～200℃下烘烤0.5h～1h，接着于300℃下烘烤10min～15min，最后于500℃下烧结0.5h～1h，得到材料为二氧化钛的光致变色层11。光致变色层11的厚度可通过二氧化钛溶胶的涂布量进行控制。
上述由溶胶凝胶制备光致变色层11的制备方法为示例性方法，根据需要还可以采用其他方法，如将含有掺杂物质的二氧化钛粉末制成靶材，通过溅射方法在透明基板12上制备光致变色层11。
透明显示装置1的示例性制备方法包括以下步骤：
S21：在透明基板12的第一表面121上制备光致变色层11。
S22：在透明基板11的第二表面122上制备薄膜晶体管13。
S23：在薄膜晶体管13上制备显示模块14。
S24：制备透明封装结构15，透明封装结构15覆盖薄膜晶体管13和显示模块14。
完成透明显示装置1的制备。
本发明通过在透明显示器的下表面上设置由正性光致变色材料制备的光致变色层，提高透明显示装置的对比度和显示效率。
本发明的透明显示装置1可应用天窗中，如汽车天窗、飞机窗等。具体地说，天窗包括：本体，本体采用本发明的透明显示装置1，用于显示图像和照明；框架，用于固定天窗的本体；以及电源系统，用于为透明显示装置供电。
以汽车天窗为例，白天行驶过程中，光照增强，透明显示装置1中的光致变色层11由无色或浅色转变为深色，透光率下降，起到遮光功能；夜间行驶过程中，光照减弱，透明显示装置1中的光致变色层11由深色转变为无色或浅色，透光率增加，能够看到星空，接通透明显示装置1的电源系统，作为显示器能够显示图像，增添趣味性并具有照明效果。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种透明显示装置，其特征在于，包括：
透明基板，具有背向透明显示装置出光方向的第一表面和朝向透明显示装置出光方向的第二表面；
光致变色层，设置于所述透明基板的第一表面上，所述光致变色层的材料为无机正性光致变色材料；
所述无机正性光致变色材料包含正性光致变色金属氧化物；
所述无机正性光致变色材料中，除了所述正性光致变色金属氧化物以外，还含有0.1wt％～0.5wt％的掺杂物质，以所述无机正性光致变色材料的总重量为基准，所述掺杂物质选自Mo6+、Ru3+、Os3+、V4+、Rh3+、Rh5+或前述物质的组合；
薄膜晶体管，设置于所述透明基板的第二表面上；
显示模块，设置于所述薄膜晶体管上并电性连接所述薄膜晶体管；以及
透明封装结构，设置于所述显示模块上。
2.根据权利要求1所述的透明显示装置，其特征在于，所述正性光致变色金属氧化物为二氧化钛。
3.根据权利要求1或2所述的透明显示装置，其特征在于，所述光致变色层的厚度为100～1000埃。
4.根据权利要求3所述的透明显示装置，其特征在于，所述光致变色层采用溅射、化学气相沉积或溶胶凝胶方法制备。
5.根据权利要求3所述的透明显示装置，其特征在于，所述透明基板为玻璃基板、石英基板或有机聚合物基板。
6.根据权利要求3所述的透明显示装置，其特征在于，所述显示模块为有机发光二极管。
7.根据权利要求3所述的透明显示装置，其特征在于，所述透明封装结构为封装基板或封装薄膜。
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