CN109119034A - 动态调节透明背光源的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动态调节透明背光源的显示装置，根据环境光源的照射强度动态调节画面的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内，其中动态调节透明背光源的显示装置包括：发光二极管；电子控制单元；以及依次层叠设置的薄膜晶体管液晶显示层、液晶层、环境亮度模块获取层、导光板层、可变透光膜层，导光板与发光二极管连接，薄膜晶体管液晶显示层、液晶层、导光板层、可变透光膜层和发光二极管分别与电子控制单元电性连接。其中，薄膜晶体管液晶显示层用于显示画面；液晶层用于使透过的光线呈现常白透光态或高雾透光态。本发明的显示装置可保证画面的亮度为稳定的预设范围，使画面看起来更均匀靓丽，长期观看不容易视觉疲劳。

Description

动态调节透明背光源的显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置，特别是涉及一种根据环境光源的照射强度动态调节画面的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内的动态调节透明背光源的显示装置。
背景技术
随着显示技术的快速发展，透明显示在飞机、高铁、汽车、居家等各个领域都有了广泛的发展与应用。现有技术的透明显示技术因其技术原理的不同，可分为三大类，激光投影透明显示技术、液晶显示器(LCD)透明显示技术、有机发光二极管(OLED)透明显示技术。在这三类透明显示技术中，激光投影透明显示技术属于投影的方法实现，而液晶显示器(LCD)透明显示技术与有机发光二极管(OLED)透明显示技术属于真正意义上的透明显示。
但是由于液晶显示器(LCD)透明显示技术与有机发光二极管(OLED)透明显示技术所使用的透明显示器具有一定程度的光穿透性，透明显示器后侧的背景会干扰透明显示器所显示的画面，例如是当后侧的背景所具有的图案与透明显示器所显示的画面重叠或是呈现相似的颜色时，易造成透明显示器显示的画面不清晰及对比度低的问题，并且还会引起人眼视觉疲劳等负面影响。
另外，液晶显示器(LCD)透明显示技术依靠背景光作为显示背光源，在某些场景如汽车或高铁上，随着时间地点不同环境背景光强度不一致造成显示画面亮度忽明忽暗，造成画质体验较差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种动态调节透明背光源的显示装置，以解决上述技术问题，具体技术方案如下：提供一种动态调节透明背光源的显示装置，根据环境光源的照射强度动态调节画面的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内，其中动态调节透明背光源的显示装置包括：发光二极管；电子控制单元；以及依次层叠设置的薄膜晶体管液晶显示层、液晶层、环境亮度模块获取层、导光板层、可变透光膜层，导光板与发光二极管连接，薄膜晶体管液晶显示层、液晶层、导光板层、可变透光膜层和发光二极管分别与电子控制单元电性连接。其中，薄膜晶体管液晶显示层用于显示画面；液晶层用于使透过的光线呈现常白透光态或高雾透光态；导光板层用于将发光二极管发出的光源扩散成平板状并经液晶层照亮薄膜晶体管液晶显示层中的画面；可变透光膜层用于调节环境光源的照射至薄膜晶体管液晶显示层的亮度；以及环境亮度模块获取层用于获取薄膜晶体管液晶显示层的亮度值。
当亮度值小于预设范围时，环境亮度模块获取层发送第一讯号，控制电子控制单元调节发光二极管发出的光源照射在薄膜晶体管液晶显示层的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内；当亮度值大于预设范围时，环境亮度模块获取层发送第二讯号，控制电子控制单元而控制发光二极管停止发出光源，及控制可变透光膜层调节环境光源的照射至薄膜晶体管液晶显示层的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内。
在一种可能的设计中，还包括触控面板层和内保护玻璃层，触控面板层通过一体化触控工艺将其触控功能制作在内保护玻璃层上，内保护玻璃层叠设于薄膜晶体管液晶显示层的外侧。
在一种可能的设计中，内保护玻璃层为物理化学钢化玻璃，且物理化学钢化玻璃的厚度为2-10mm；和/或内保护玻璃层和触控面板层均为常白透明态，其透过率80％-90％。
在一种可能的设计中，还包括外保护玻璃层，叠设于可变透光膜层的外侧，外保护玻璃层的内表面还设有透明防紫外线涂层，透明防紫外线涂层用于防止薄膜晶体管液晶显示层中的薄膜晶体管受紫外线照射。
在一种可能的设计中，外保护玻璃层的厚度为4-20mm；和/或外保护玻璃层常白透明态，透过率80％-90％。
在一种可能的设计中，液晶层为聚合物分散液晶层或聚合物网络液晶层；和/或当液晶层未加电时，液晶层为常白透光模式，其透过率为85％-95％，光线呈现常白透光态，当液晶层加电时，液晶层为高雾透光模式，其雾度为 80％-95％，光透过率为65％-85％，光线呈现高雾透光态。
在一种可能的设计中，导光板的材质为无机玻璃或有机塑料；和/或导光板层表面设有多个导光板网点；和/或发光二极管为线性条状二极管；和/或当导光板层未加电时，导光板层为常白透明模式，其透过率为80％-90％，当导光板层加电时，导光板层为透明面光源模式，其用于照亮薄膜晶体管液晶显示层显示的画面。
在一种可能的设计中，薄膜晶体管液晶显示层是包含前偏振光片和后偏振光片的组合阵列基板结构；和/或当薄膜晶体管液晶显示层未加电时，薄膜晶体管液晶显示层为常白透明模式，其光学透过率为8％-80％，当薄膜晶体管液晶显示层加电时，薄膜晶体管液晶显示层为显像模式并显示画面。
在一种可能的设计中，可变透光膜层内部为复合染料液晶结构，并且当可变透光膜层未加电时，可变透光膜层为常白透明模式，其透过率为75％-85％，当可变透光膜层加电时，可变透光膜层为可变透明模式，其透过率在 0.01％-85％之间可调。
在一种可能的设计中，当环境光源的照射强度微弱或无照射时，环境亮度模块获取层发送第三讯号，控制电子控制单元调节发光二极管发出的光源照射在薄膜晶体管液晶显示层的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内，并控制可变透光膜层为不透明状态，防止发光二极管发出的光源穿过可变透光膜层照射到外部环境。
本发明与现有技术相比具有的优点有：
1、本发明采用薄膜晶体管液晶显示(Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay,TFT-LCD)层、液晶层、环境亮度模块获取层、导光板层、可变透光膜层这种顺序设置形成的动态透明背光源的显示装置，可变透光膜层可通过环境亮度模块获取层及电子控制单元(Electronic Control Unit， ECU)控制动态调节环境光源入射至薄膜晶体管液晶显示(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)层内部的强度，保证薄膜晶体管液晶显示(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD) 层显示的画面的亮度为稳定的预设范围，使画面看起来更均匀靓丽，长期观看不容易视觉疲劳；
2、本发明的触控面板层通过一体化触控(One glass solution，OGS) 工艺将其触控功能制作在所述内保护玻璃层上，可实现用户触控需求；
3、本发明的外保护玻璃层通过在其内表面涂布透明防紫外线涂层，可实现防紫外线及防鸟石撞击；
4、本发明的液晶层为聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC)或聚合物网络液晶(Polymer Network Liquid Crystal，PNLC) 层，当其通电时，聚合物液晶微粒的光轴平行于薄膜表面排列，微粒折射率与聚合物的折射率完全不同，发生漫反射，构成了一不透明可透光高雾材料，可遮蔽背后的环境画面投影至薄膜晶体管液晶显示(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)层，避免导致画面的重影问题；
5、本发明的动态调节透明背光源的显示装置在给薄膜晶体管液晶显示层 (ThinFilm Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)层通电时， (Thin FilmTransistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)层提供视频图像源，即显示画面；导光板层作为装置的辅助光源，当环境光源的照射强度不够时，电子控制单元(ElectronicControl Unit，ECU)通过环境亮度获取层获得亮度数据后，判断环境亮度不够后，控制发光二极管(Light Emitting Diode，LED)发光补偿，并通过电流控制发光二极管(LightEmitting Diode，LED)光源补偿强度，发光二极管(Light Emitting Diode， LED)在导光板层中通过导光板网点被均匀的发散形成面光源，透过液晶层照亮薄膜晶体管液晶显示层(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT-LCD)层的画面。
6、本发明的可变透光膜在白天通过电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)允许设定数值强度的光源投射入薄膜晶体管液晶显示层(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)，形成稳定亮度的显示画面；在夜晚，薄膜晶体管液晶显示层(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)画面完全采用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)及导光板层的光源照亮，此时可变透光膜层不允许光线穿透至外部环境，可以防止导光板光源在照亮薄膜晶体管液晶显示层(Thin FilmTransistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)画面的同时，还照亮户外环境而形成环境光污染，在汽车天窗上该技术创新，真正做到了环保节能防污染。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明一实施例的动态调节透明背光源的显示装置在环境光源照度强烈的条件下的工作模式示意图。
图2是本发明一实施例的动态调节透明背光源的显示装置在环境光源照度弱的条件下的工作模式示意图。
图3是本发明一实施例的动态调节透明背光源的显示装置在环境光源照度微弱或无照射的条件下的工作模式示意图。
具体实施方式
本发明揭露一实施例的一种动态调节透明背光源的显示装置1，请参考图1-3，根据环境光源10的照射强度动态调节画面的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内，在本发明中对于该预设范围没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际应用的环境或领域设定对应的预设范围。动态调节透明背光源的显示装置1包括发光二极管2、电子控制单元16和依次层叠设置的薄膜晶体管液晶显示层3、液晶层4、环境亮度模块获取层5、导光板层6、可变透光膜层7，其中：
请参考图1-3所示，发光二极管2与导光板层6连接，本发明中可以通过控制发光二极管2的电流的大小而控制其发出的光源11的强度，对于发光二极管2的选择可以参照本领域的常规选择，例如在本发明中优选发光二极管2为线性条状二极管。导光板层6用于将发光二极管2发出的光源11扩散成平板状并经液晶层4照亮薄膜晶体管液晶显示层3中的画面，本发明中通过在导光板层6表面设置多个导光板网点，使发光二极管2发出的光源11经多个导光板网点射出后扩散成平板状而形成面光源，该导光板网点可以是通过丝网印刷工艺或光刻工艺或钢板印刷工艺将油墨设置在导光板层6上，优选的是通过钢板印刷工艺将油墨设置在导光板层6上，由于钢板比丝网的厚度较厚，可以得到较厚的网点，进而可以阻挡光线。本实施例进一步公开的导光板网点的厚度为大于20微米。
在一优选实施例中，导光板6可以是两面出光，也可以是单面出光，当其为两面出光时，其中一出光面是向薄膜晶体管液晶显示层3侧出光，以作为内显使用，另一出光面是向薄膜晶体管液晶显示层3对面一侧出光，以作为面光源使用；当其为单面出光时，出光面为薄膜晶体管液晶显示层3侧出光，在本发明中导光板6优选为单面出光，以避免向外的面光源可能因使用场景不一样引起的光污染现象。
在一优选实施例中，导光板6的材质为无机玻璃或有机塑料，进一步的，当导光板6为单面出光，可以在无机玻璃或有机塑料的一出光面上涂覆一层银浆，以实现其单面出光，然导光板6的材质并不局限于此，本领域技术人员可以根据本发明的教导选择其他合适材质的导光板6。
在本发明中所指的导光板层6加电是发光二极管2通电而使导光板层6 呈工作态，导光板层6未加电是发光二极管2未通电下的导光板层6的状态。在一优选实施例中，当导光板层6未加电时，导光板层6为常白透明模式，即光线可自由透过导光板层6，其透过率优选为80％-90％，然导光板层6的透过率并不局限于此，本领域技术人员可以根据其应用领域并结合本发明的教导选择其他合适透过率的导光板6。在另一优选实施例中，当导光板层6加电时，导光板层6为透明面光源模式，即发光二极管2通电而发出光源11经导光板层6形成面光源，其用于照亮薄膜晶体管液晶显示层3显示的画面。
电子控制单元16分别与薄膜晶体管液晶显示层3、液晶层4、导光板层6、可变透光膜层7和发光二极管2电性连接，电子控制单元16用于控制薄膜晶体管液晶显示层3、液晶层4、导光板层6、可变透光膜层7和发光二极管2 的加电情况，及接收环境亮度模块获取层5发出的讯号而控制发光二极管2 发出的光源11的强度和可变透光膜层7的透过率。至于电子控制单元16与薄膜晶体管液晶显示层3、液晶层4、导光板层6、可变透光膜层7和发光二极管2的连接电路，不是本申请的保护范围，因此，在此不进行赘述。
薄膜晶体管液晶显示层3用于显示画面，请参考图1-3所示，本实施例公开的薄膜晶体管液晶显示层3是包含前偏振光片14和后偏振光片15的组合阵列基板结构，前偏振光片14起偏振作用，后偏振光片15起检偏作用。
在一优选实施例中，电子控制单元16控制薄膜晶体管液晶显示层3未加电时，薄膜晶体管液晶显示层3为常白透明模式，即光线可自由透过薄膜晶体管液晶显示层3，其光学透过率为8％-80％，然薄膜晶体管液晶显示层3的透过率并不局限于此，本领域技术人员可以根据其应用环境并结合本发明的教导选择其他合适透过率的薄膜晶体管液晶显示层3。在另一优选实施例中，电子控制单元16控制薄膜晶体管液晶显示层3加电时，薄膜晶体管液晶显示层3为显像模式并显示画面。
在本发明中对于薄膜晶体管液晶显示层3材质的选择没有特殊要求，本领域技术人员可以在满足通电时能够显示画面和未通电时为透明状态的情况下选择合适材质的薄膜晶体管液晶显示层3，例如透明玻璃或塑料。
液晶层4用于使透过的光线呈现常白透光态或高雾透光态。其中，液晶层4未加电时，光线呈现常白透光态，即透明状态，光线可自由穿过液晶层4；液晶层4加电时，液晶层4因施加电压，聚合物液晶微粒的光轴平行于薄膜表面排列，微粒折射率与聚合物的折射率完全不同，发生漫反射，构成了一不透明可透光高雾材料，光线呈现高雾透光态，可遮蔽背后的环境画面投影至薄膜晶体管液晶显示层3，避免导致画面的重影问题。
在一优选实施例中，当电子控制单元16控制液晶层4未加电时，液晶层 4为常白透光模式，即光线可自由透过薄膜晶体管液晶显示层3，其透过率为 85％-95％，光线呈现常白透光态。在另一优选实施例中，当电子控制单元16 控制液晶层4加电时，液晶层4为高雾透光模式，其雾度为80％-95％，光透过率为65％-85％，光线呈现高雾透光态。
在一优选实施例中，液晶层4优选为聚合物分散液晶(PDLC)层或聚合物网络液晶(PNLC)层，但并不以此为限，本领域技术人员可以根据本发明的教导选择其他合适的液晶层4。
可变透光膜层7用于调节环境光源10照射至薄膜晶体管液晶显示层3的亮度，对于本领域技术人员而言可以根据需要调节环境光源10照射至薄膜晶体管液晶显示层3的亮度范围对可变透光膜层7的内部结构进行选择，在满足调节亮度范围要求的情况下，选择未加电时透明的液晶结构即可，例如本实施例公开的可变透光膜层7优选的内部为复合染料液晶结构。
在一优选实施例中，当电子控制单元16控制可变透光膜层7未加电时，可变透光膜层7为常白透明模式，光线可自由穿过可变透光膜层7，其透过率为75％-85％。在另一优选实施例中，当电子控制单元16控制可变透光膜层7 加电时，可变透光膜层7为可变透明模式，光线可选择性穿过可变透光膜层7，其透过率在0.01％-85％之间可调；其中可变透光膜层7的透过率的调节可以根据交流电压或频率的变化而调节。
环境亮度模块获取层5用于获取薄膜晶体管液晶显示层3的亮度值，本发明中对于环境亮度模块获取层5的选择可以没有特殊要求，其在满足加电状态时可自动获取亮度信息并根据不同的亮度信息发送对应的讯号给电子控制单元16即可。
本发明的电子控制单元16控制环境亮度模块获取层5加电，当环境亮度模块获取层5获取的亮度值小于预设范围时，环境亮度模块获取层5发送第一讯号，控制电子控制单元16给发光二极管2加电，并通过电子控制单元16 调节电流的大小而控制发光二极管2发出的光源11的强度，从而调节发光二极管2发出的光源11照射在薄膜晶体管液晶显示层3的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内；当环境亮度模块获取层5获取的亮度值大于预设范围时，环境亮度模块获取层5发送第二讯号，控制电子控制单元16停止对发光二极管2加电，从而使发光二极管2停止发出光源11，同时，通过电子控制单元16调节可变透光膜层7的电压或频率而调节可变透光膜层7的透过率，进而调节环境光源10的照射至薄膜晶体管液晶显示层3的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内。
在一优选实施例中，当环境光源10的照射强度微弱或无照射时，环境亮度模块获取层5发送第三讯号，控制电子控制单元16给发光二极管2加电，并通过电子控制单元16调节电流的大小而控制发光二极管2发出的光源11 的强度，从而调节发光二极管2发出的光源11照射在薄膜晶体管液晶显示层 3的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内，同时，通过电子控制单元 16调节可变透光膜层7的电压或频率而调节可变透光膜层7的透过率，使可变透光膜层7为不透明状态，防止发光二极管2发出的光源穿过可变透光膜层7照射到外部环境而形成环境光污染，同时也阻止外部环境的光射入薄膜晶体管液晶显示层3；其中可变透光膜层7的不透明状态即为透过率最低状态，此时的透过率优选为0.01％。
在一优选实施例中，请参考图1-3所示，动态调节透明背光源的显示装置1还包括触控面板层8和内保护玻璃层9，触控面板层8可以通过一体化触控(OGS)工艺将其触控功能制作在内保护玻璃层9上，以实现用户触控需求，但并不以此为限，本领域技术人员可以根据本发明的教导选择其他合适的工艺将触控面板层8制作在内保护玻璃层9上。内保护玻璃层9叠设于薄膜晶体管液晶显示层3的外侧，防止薄膜晶体管液晶显示层3发生碰撞而损坏。
在一优选实施例中，内保护玻璃层9为物理化学钢化玻璃，厚度优选为 2-10mm，其能够为触控面板层8提供刚性支撑并保护薄膜晶体管液晶显示层3，在本发明中对于物理化学钢化玻璃的选择可以没有特殊要求，参照本领域的常规选择即可。在另一优选实施例中，内保护玻璃层9和触控面板层8均为常白透明态，其透过率80％-90％，以使光线可自由穿过内保护玻璃层9和触控面板层8。
在一优选实施例中，请参考图1-3所示，动态调节透明背光源的显示装置1还包括外保护玻璃层12，叠设于可变透光膜层7的外侧，外保护玻璃层 12的内表面还设有透明防紫外线涂层13，透明防紫外线涂层13用于防止薄膜晶体管液晶显示层3中的薄膜晶体管受紫外线照射而老化损坏。
在一优选实施例中，外保护玻璃层10的厚度为4-20mm，以防鸟石撞击，但并不以此为限，本领域技术人员可以根据本发明应用的技术领域选择不同厚度的外保护玻璃层10。在另一优选实施例中，外保护玻璃层10常白透明态，透过率80％-90％，以使光线可自由穿过外保护玻璃层10。
以下将结合具体实施例进一步说明本发明动态调节透明背光源的显示装置1的有益效果。
提供一如上述实施例所述的动态调节透明背光源的显示装置1，并给画面的亮度值设定一预设范围及一预设值；其中该预设范围优选为最适宜人眼观看画面的范围，该预设值为环境光源照度弱和环境光源照度微弱的一个分界点，但并不以此为限，本领域技术人员可以根据本发明的教导将该预设值设置成一个范围。
实施例1
请参考图1所示，在环境光源照度强烈的条件下：电子控制单元16控制环境亮度模块获取层5加电，环境亮度模块获取层5获取的亮度值大于预设范围，环境亮度模块获取层5发送第二讯号，控制电子控制单元16停止对发光二极管2加电，从而使发光二极管2停止发出光源11，同时，通过电子控制单元16调节可变透光膜层7的电压或频率而调节可变透光膜层7的透过率，使不需要的光线全部拦截吸收掉，进而调节环境光源10的照射至薄膜晶体管液晶显示层3的亮度。
此时，若电子控制单元16控制触控面板层8、内保护玻璃9、薄膜晶体管液晶显示层3、液晶层4和导光板层6未加电的情况下，触控面板层8为常白透明态，内保护玻璃9为常白透明态，薄膜晶体管液晶显示层3为常白透明模式，液晶层4为常白透光模式，导光板层6为常白透明模式，本发明的动态调节透明背光源的显示装置1为显示透明状态，可清晰看见外部环境画面。
若电子控制单元16控制触控面板层8、内保护玻璃9、薄膜晶体管液晶显示层3、液晶层4和导光板层6加电的情况下，触控面板层8为常白透明态，内保护玻璃9为常白透明态，薄膜晶体管液晶显示层3为显像模式并显示画面，液晶层4为高雾透光模式，遮蔽背后的环境画面(外部环境画面)，导光板层6为常白透明模式，本发明的动态调节透明背光源的显示装置1为显示画面状态，且看不见外部环境画面。
若电子控制单元16控制触控面板层8、内保护玻璃9和液晶层4加电及薄膜晶体管液晶显示层3和导光板层6未加电的情况下，触控面板层8为常白透明态，内保护玻璃9为常白透明态，薄膜晶体管液晶显示层3为显像模式并显示画面，液晶层4为常白透光模式，导光板层6为常白透明模式，本发明的动态调节透明背光源的显示装置1可同时看见薄膜晶体管液晶显示层 3上显示的画面和外部环境画面重叠的增强现实(AR)效果。
综上，在环境光源照度强烈的条件下，动态调节透明背光源的显示装置1 不需要光源补偿，这时电子控制单元16控制导光板层6未加电。同时，触控面板层8、内保护玻璃9、薄膜晶体管液晶显示层3、液晶层4和导光板层6 同时在不加电的情况下，动态调节透明背光源的显示装置1为透明玻璃状态 (显示透明状态)。
实施例2
请参考图2所示，在环境光源照度弱的条件下：电子控制单元16控制环境亮度模块获取层5加电，环境亮度模块获取层5获取的亮度值小于预设范围并大于预设值时，环境亮度模块获取层5发送第一讯号，控制电子控制单元16给发光二极管2及导光板层6加电，使发光二极管2经导光板层6发出光源11，并通过电子控制单元16调节电流的大小而控制发光二极管2发出的光源11的强度，从而调节发光二极管2发出的光源11照射在薄膜晶体管液晶显示层3的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内。
此时，若电子控制单元16控制触控面板层8、内保护玻璃9、薄膜晶体管液晶显示层3和液晶层4未加电的情况下，触控面板层8为常白透明态，内保护玻璃9为常白透明态，薄膜晶体管液晶显示层3为常白透明模式，液晶层4为常白透光模式，导光板层6为常白透明模式，本发明的动态调节透明背光源的显示装置1为显示透明状态，可清晰看见外部环境画面。
若电子控制单元16控制触控面板层8、内保护玻璃9、薄膜晶体管液晶显示层3和液晶层4加电的情况下，触控面板层8为常白透明态，内保护玻璃9为常白透明态，薄膜晶体管液晶显示层3为显像模式并显示画面，液晶层4为高雾透光模式，遮蔽背后的环境画面(外部环境画面)，导光板层6为常白透明模式，本发明的动态调节透明背光源的显示装置1为显示画面状态，且看不见外部环境画面。
若电子控制单元16控制触控面板层8、内保护玻璃9和液晶层4加电及薄膜晶体管液晶显示层3未加电的情况下，触控面板层8为常白透明态，内保护玻璃9为常白透明态，薄膜晶体管液晶显示层3为显像模式并显示画面，液晶层4为常白透光模式，导光板层6为常白透明模式，本发明的动态调节透明背光源的显示装置1可同时看见薄膜晶体管液晶显示层3上显示的画面和外部环境画面重叠的增强现实(AR)效果。
综上，在环境光源照度弱的条件下，动态调节透明背光源的显示装置1 需要光源补偿，这时电子控制单元16控制导光板层6加电，增加画面亮度，使其亮度值达到预设范围，从而使用户看到完美的图像显示效果。同时，触控面板层8、内保护玻璃9、薄膜晶体管液晶显示层3和液晶层4同时在不加电的情况下，动态调节透明背光源的显示装置1也为透明玻璃状态(显示透明状态)。
实施例3
请参考图3所示，在环境光源照度微弱或无照射时的条件下：电子控制单元16控制环境亮度模块获取层5加电，环境亮度模块获取层5获取的亮度值小于预设值时，环境亮度模块获取层5发送第三讯号，控制电子控制单元16给发光二极管2及导光板层6加电，并通过电子控制单元16调节电流的大小而控制发光二极管2经导光板层6发出的光源11的强度，从而调节发光二极管2发出的光源11照射在薄膜晶体管液晶显示层3的亮度，以使画面的亮度值稳定在预设范围内，同时，通过电子控制单元16调节可变透光膜层7的电压或频率而调节可变透光膜层7的透过率，使可变透光膜层7为不透明状态，防止发光二极管2发出的光源穿过可变透光膜层7照射到外部环境而形成环境光污染，同时也阻止外部环境的光射入薄膜晶体管液晶显示层3。
此时，若电子控制单元16控制触控面板层8、内保护玻璃9、薄膜晶体管液晶显示层3和液晶层4加电的情况下，触控面板层8为常白透明态，内保护玻璃9为常白透明态，薄膜晶体管液晶显示层3为显像模式并显示画面，液晶层4为高雾透光模式，导光板层6为常白透明模式，本发明的动态调节透明背光源的显示装置1为显示画面状态，且看不见外部环境画面。
综上，在环境光源照度微弱或无照射时的条件下，动态调节透明背光源的显示装置1的光源仅由导光板层6提供，这时电子控制单元16控制导光板层6加电，照亮画面并使其亮度值在预设范围内，从而使用户看到完美的图像显示效果，同时，由于可变透光膜层7为不透明状态，也可防止防止发光二极管2发出的光源穿过可变透光膜层7照射到外部环境而形成环境光污染。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动态调节透明背光源的显示装置，根据环境光源的照射强度动态调节画面的亮度，以使所述画面的亮度值稳定在预设范围内，其特征在于，所述动态调节透明背光源的显示装置包括：
发光二极管；
电子控制单元；以及
依次层叠设置的薄膜晶体管液晶显示层、液晶层、环境亮度模块获取层、导光板层、可变透光膜层，所述导光板层与所述发光二极管连接，所述薄膜晶体管液晶显示层、所述液晶层、所述导光板层、所述可变透光膜层和所述发光二极管分别与所述电子控制单元电性连接；
其中，所述薄膜晶体管液晶显示层用于显示所述画面；
所述液晶层用于使透过的光线呈现常白透光态或高雾透光态；
所述导光板层用于将所述发光二极管发出的光源扩散成平板状并经所述液晶层照亮所述薄膜晶体管液晶显示层中的所述画面；
所述可变透光膜层用于调节所述环境光源的照射至所述薄膜晶体管液晶显示层的亮度；以及
所述环境亮度模块获取层用于获取所述薄膜晶体管液晶显示层的所述亮度值，当所述亮度值小于所述预设范围时，所述环境亮度模块获取层发送第一讯号，控制所述电子控制单元调节所述发光二极管发出的光源照射在所述薄膜晶体管液晶显示层的亮度，以使所述画面的亮度值稳定在预设范围内；当所述亮度值大于所述预设范围时，所述环境亮度模块获取层发送第二讯号，控制所述电子控制单元而控制所述发光二极管停止发出光源，及控制所述可变透光膜层调节所述环境光源的照射至所述薄膜晶体管液晶显示层的亮度，以使所述画面的亮度值稳定在预设范围内。
2.根据权利要求1所述的动态调节透明背光源的显示装置，其特征在于，还包括触控面板层和内保护玻璃层，所述触控面板层通过一体化触控工艺将其触控功能制作在所述内保护玻璃层上，所述内保护玻璃层叠设于所述薄膜晶体管液晶显示层的外侧。
3.根据权利要求2所述的动态调节透明背光源的显示装置，其特征在于，所述内保护玻璃层为物理化学钢化玻璃，且所述物理化学钢化玻璃的厚度为2-10mm；和/或所述内保护玻璃层和所述触控面板层均为常白透明态，其透过率80％-90％。
4.根据权利要求1所述的动态调节透明背光源的显示装置，其特征在于，还包括外保护玻璃层，叠设于所述可变透光膜层的外侧，所述外保护玻璃层的内表面还设有透明防紫外线涂层，所述透明防紫外线涂层用于防止所述薄膜晶体管液晶显示层中的薄膜晶体管受紫外线照射。
5.根据权利要求4所述的动态调节透明背光源的显示装置，其特征在于，所述外保护玻璃层的厚度为4-20mm；和/或所述外保护玻璃层常白透明态，透过率80％-90％。
6.根据权利要求1所述的动态调节透明背光源的显示装置，其特征在于，所述液晶层为聚合物分散液晶层或聚合物网络液晶层；和/或当所述液晶层未加电时，所述液晶层为常白透光模式，其透过率为85％-95％，所述光线呈现常白透光态，当所述液晶层加电时，所述液晶层为高雾透光模式，其雾度为80％-95％，光透过率为65％-85％，所述光线呈现高雾透光态。
7.根据权利要求1所述的动态调节透明背光源的显示装置，其特征在于，所述导光板层的材质为无机玻璃或有机塑料；和/或所述导光板层表面设有多个导光板网点；和/或所述发光二极管为线性条状二极管；和/或当所述导光板层未加电时，所述导光板层为常白透明模式，其透过率为80％-90％，当所述导光板层加电时，所述导光板层为透明面光源模式，其用于照亮所述薄膜晶体管液晶显示层显示的所述画面。
8.根据权利要求1所述的动态调节透明背光源的显示装置，其特征在于，所述薄膜晶体管液晶显示层是包含前偏振光片和后偏振光片的组合阵列基板结构；和/或当所述薄膜晶体管液晶显示层未加电时，所述薄膜晶体管液晶显示层为常白透明模式，其光学透过率为8％-80％，当所述薄膜晶体管液晶显示层加电时，所述薄膜晶体管液晶显示层为显像模式并显示所述画面。
9.根据权利要求1所述的动态调节透明背光源的显示装置，其特征在于，所述可变透光膜层内部为复合染料液晶结构，并且当所述可变透光膜层未加电时，所述可变透光膜层为常白透明模式，其透过率为75％-85％，当所述可变透光膜层加电时，所述可变透光膜层为可变透明模式，其透过率在0.01％-85％之间可调。
10.根据权利要求1所述的动态调节透明背光源的显示装置，其特征在于，当所述环境光源的照射强度微弱或无照射时，所述环境亮度模块获取层发送第三讯号，控制所述电子控制单元调节所述发光二极管发出的光源照射在所述薄膜晶体管液晶显示层的亮度，以使所述画面的亮度值稳定在预设范围内，并控制所述可变透光膜层为不透明状态，防止所述发光二极管发出的光源穿过所述可变透光膜层照射到外部环境。
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