CN115903324A - 一种基于变色材料的显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于变色材料的显示屏，包括盖板、电容膜，发光源，变色材料层，所述变色材料层分布在盖板与电容膜之间，所述变色材料层在外加电场作用下可在透明与颜色两个状态之间进行变化。该方案能够根据显示屏的使用状态调整透光率，在不使用时变化为不透明形态，在显示屏使用时变化为高透光率形态。

Description

一种基于变色材料的显示屏

技术领域

本发明涉及电子显示屏，具体设计电子显示屏的透光技术。

背景技术

随着汽车智能化发展加速，车载显示朝着大尺寸、多屏化、高清化、交互性、多形态化发展，对于显示的性能要求也有更高的要求，包括高对比度、低反射率、宽视角、高亮度、触控灵敏以及反馈明显等等。除此之外，车载显示屏细节、结构的新颖设计，同样能对提高产品竞争力起到意想不到的作用。故而，打造新颖、醒目、美观且具有科技感的车载显示效果的IBP技术将会成为创新驱动的主力军。

IBP全称为Integrated Black Panel,即“一体黑”技术。当前大多显示屏的油墨区与视窗区呈现异色，特别是显示屏在息屏状态下，显示区与边缘油墨区存在明显色差界限，视觉效果不佳。随着消费者审美的不断提升，对美感的追求度也越来越高，于是乎，车载显示屏息屏下的静默状态与环境融为一体，提升驾驶座舱高级感的“一体黑”技术应运而生。

所谓的“一体黑”可以实现浑然一体的视觉效果，增加产品的外观欣赏性，高端大气且具有时代科技感，同时打造产品差异化，从而提高消费者购买欲。主要应用于车载显示，其他智能终端也多有使用。“一体黑”的实现，与显示屏的构成组件以及工艺方式密不可分，比如TFT显示屏、偏光片、贴合方式、贴合胶水、边框油墨、镀膜等。多种元素的有效集合使“一体黑”效果得以呈现。

由于LCD屏幕拥有一体式的背光板，只要调节背光层的电压和电流就可以实现整块屏幕亮度的调节，所以LCD屏一般都是采用DC调光。

由于液晶面板本身并不发光，需要依靠背光源提供的光源来实现亮度显示。因此透过率(Transmittance)成为液晶面板的一个重要光学参数，它的大小直接影响着整个显示器的功耗。如果透过率高，对背光源的亮度要求就可以降低，那么整体模组的功耗就下降了。而影响显示器面板透过率的因素有很多，凡是在光源发出的光线传播路径中，起到光线传播介质作用的各个组成部分，都会对透过率产生影响。当光线从背光板发射出来，会依序穿过偏光板、玻璃、液晶、彩色滤光片等等。

TFT LCD液晶显示屏的亮度是背光源亮度和显示屏透过率的乘积，计量单位为cd/m²。通过增加背光源亮度来提高TFT LCD液晶显示屏的亮度是比较常见的做法。这种液晶屏高亮度设计对策的副作用就是增加成本，并且会因为背光源温度的上升带来许多其他品质和信赖性问题。因此，根本上提高液晶显示屏亮度的设计对策，就是提高TFT LCD液晶显示屏的透过率。

提高TFT LCD液晶显示屏的透过率，具体可以从像素开口率、液晶透过效率、偏光板透过率、CF透过率几个方面去提升液晶显示屏的透过率。TFT LCD液晶显示屏的透过率设计就是像素设计和材料设计的综合结果，涉及的面很广，涉及的参数很多。液晶屏高亮度设计的一个主要工作是有效地平衡影响透过率的各个参数之间的关系，最终确定透过率的值。

由此可见提供一种高透光率的显示屏方案为本领域亟需解决的问题。

发明内容

针对现有显示屏在透光率方面所存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于变色材料的显示屏，该方案能够根据显示屏的使用状态调整透光率，在不使用时变化为不透明形态，在显示屏使用时变化为高透光率形态。

为了达到上述目的，本发明提供的基于变色材料的显示屏，包括盖板、电容膜，发光源，其还包括变色材料层，所述变色材料层分布在盖板与电容膜之间，所述变色材料层在外加电场作用下可在透明与颜色两个状态之间进行变化。

进一步地，所述变色材料层独立于盖板和电容膜进行设置，通过粘结方式与盖板和电容膜进行配合设置。

进一步地，所述变色材料层由透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层依次叠加构成。

进一步地，所述电致变色层由第一透明薄膜以及涂覆在其上的纳米级电致变色材料层构成。

进一步地，所述透明导电层为设置在所述电致变色层中的第一透明薄膜外表面上的若干透明导电触点。

进一步地，所述离子存储层由第二透明薄膜以及涂覆在其上的纳米级离子层构成。

进一步地，所述变色材料层直接融合于盖板中。

进一步地，所述发光源为LED发光源。

本发明提供的显示屏方案具有完美的透过率，具有不透明形态以及超高透光率形态，透光率甚至可达100％。

本发明提供的显示屏方案在应用时，可直接使用不采用DC-DC转换器的传统LED灯组作为发光源，降低成本以及降低使用功耗。

本发明提供的显示屏方案在应用时可呈现超高透光的一体黑效果。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明中基于变色材料的显示屏的基本结构截面图；

图2为本发明中变色材料层的构成示例图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明针对液晶显示屏构成方案进行创新改进，在液晶显示屏中引入变色材料来构成相应的透光调节层，并通过变色材料来施加相应的电压来控制变色材料的透明形态，控制透光率。在透光形态时，透光率高，甚至可达100％；在应用时，可直接使用传统LED，无需额外适配DC-DC进行调光，简化电路设计，提高研发效率。

参见图1，其所示为本发明实例中给出的基于变色材料的显示屏的构成示例。

由图可知，该基于变色材料的显示屏100主要包括盖板110、电容膜120，发光源130以及变色材料层140这几部分。

其中，盖板110与电容膜120为构成液晶显示屏常用部件，此处不加以赘述。

在此基础上，这里的变色材料层140分布在盖板110与电容膜120之间，由此来构成相应的透光调节层。同时，该变色材料层140能够在外加电场作用下可在透明与颜色两个状态之间进行变化。

与之配合的，发光源130设置在电容膜120的下方，用于显示屏工作提供相应的背光。

在本发明的一些实施方式中，该变色材料层140由相应的电致变色材料构成，该变色材料层140作为独立构成部件，独立于显示屏盖板110和电容膜120进行设置，通过相应的粘结方式与显示屏盖板110和电容膜120进行配合设置。如此配合盖板110与电容膜120进行设置时，无需对盖板110与电容膜120进行改动，便于实施，成本低；同时变色材料层140可根据实际需求来调整相应的结构形状，使其对显示屏具有更好的适配性。

作为举例，本变色材料层140在具体实现时，在材质上，作为主要基材的电致变色材料，其在-40°～120°呈固态性质，基底作薄膜状态，可卷对卷生产。

参见图2，本变色材料层140在结构构成上，整体上呈多层的薄膜片结构，主要由透明导电层141、电致变色层142、电解质层143、离子存储层144依次叠加构成。

具体的，本变色材料层140中的电致变色层142由微米级的第一透明薄膜142a以及涂覆在其上的纳米级电致变色材料层142b构成。

本变色材料层140中离子存储层144由微米级的第二透明薄膜144a以及涂覆在其上的纳米级离子层144b构成，该纳米级离子层同样由相应的电致变色材料来构成。

由此构成的电致变色层142与离子存储层144之间通过固态电解质层143粘合在一起组成电致变色薄膜片。其中，电致变色层中的电致变色材料层与离子存储层上的纳米级离子层相对分布，同时在两者之间设置固态电解质层来将电致变色层与离子存储层之间通过固态电解质层粘合在一起组成电致变色薄膜片。

在此基础上，进一步在电致变色层中的第一透明薄膜142a外表面设置合适大小的透明导电触点141，由此来构成相应的透明导电层。

据此构成的薄膜片结构的变色材料层140中，作为第一层的透明导电层，由透明导电触点所构成，其裸露在外层，用于与电容膜胶着，保证光线通过的同时，连接外电路，为电致变色层和离子储存层提供均匀的电子供给的作用。

作为第二层的电致变色层，由涂过电致变色材料的薄膜构成，作为整个变色材料层140中最主要的功能层，可根据透明导电触点提供的电子情况进行相应的变色反应。

作为第三层的电解质层，用于粘结电致变色层与离子存储层之外，该层在允许光线通过的同时，还能够用于提供变色离子以及阻隔电子。

作为第四层的离子存储层，构成电致变色薄膜片的对电极，用于为电致变色层提供或消纳变色反应产生的电子或离子。

由此构成的变色材料层140，其中的每层膜层厚度在几百纳米左右，整体厚度为1-2微米，能够很好的与盖板110以及电容膜120进行配合设置，完全不影响盖板110与电容膜120之间的固有设置。

作为举例，本变色材料层140在与盖板110以及电容膜120进行配合设置时，优选采用胶粘的方式与盖板110以及电容膜120进行贴合。

具体的，变色材料层140上通过其上第一层与电容膜胶面进行胶粘贴合，以便于外接电路。具体由变色材料层140上具有透明导电触点的薄膜面与电容膜胶面进行胶粘贴合，其中相应的胶面保留在电容膜上。

与此同时，变色材料层140通过其上的第四层即离子存储层与盖板110进行胶粘贴合，并且胶面保留在离子存储层中的第二透明薄膜上。

由此设置的变色材料层140能够很好的与盖板110以及电容膜120保持贴合，填充在盖板与电容膜之间；能够在基本温度以及高低温情况下保证结构正常，性能不受影响，粘合处的胶不化，仍保持良好贴合；同时能够在输入电压情况下进行选择性变色，适配性能。

在本发明的一些实施方式中，该变色材料层140由相应的电致变色材料构成，可直接融合于显示屏盖板110中，作为显示屏盖板110的一部分来呈现。这样能够提高显示屏盖板110与电容膜120之间安装配合效率以及可靠性。

这里需要说明的，本实例中涉及到的电致变色材料以及相应的透明薄膜的具体构成不加以限定，可根据实际需求而定，只要能够达到上述功能即可。在

本发明的一些实施方式中，本方案中的发光源130由相应的LED模组131设置在PCBA板132构成；无需采用DC-DC转换器，这样能够有效简化电路设计，降低成本与使用时的功耗。

本实例提供的基于变色材料的显示屏方案，创新的在盖板和电容膜之间添加一层变色材料层，通过是否施加电压来控制变色材料的透明形态，控制透过率，可直接使用传统LED模组且无需额外适配DC-DC进行调光，简化电路设计，可有效克服现有液晶显示屏中盖板下设置电容膜，同时LED模组需要采用DC调光来中和由于透过率低导致的低亮度的问题。

本实例提供的基于变色材料的显示屏方案实现集成电压控制功能，在实际应用时，若在睡眠模式下，变色材料层保持不透明，光线通过更少，不耗电；而在唤醒模式下，对变色材料施加一个电压，即会变成透明状态。

作为举例，本实例提供的基于变色材料的显示屏方案应用于一体黑面板中时，将变色材料层完全填充在盖板和Foil电容膜之间，同时变色材料层根据所输入的条件来改变自身的颜色，调节透光率，无需增大LED灯组的电流量来刺激盖板透过率，可有效节省DC-DC电源转换器这一电子元件的使用量或者低功率选型的自由性。

再者，由于变色材料层填充在盖板和Foil电容膜之间，使得盖板和Foil电容膜之间隔开不直接接触，优化了盖板和Foil电容膜的贴合工艺，减少专业工艺的技术资金投入，且该色材料层易填充性也大大解放了生产车间的劳动力，节能省财。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.基于变色材料的显示屏，包括盖板、电容膜，发光源，其特征在于，还包括变色材料层，所述变色材料层分布在盖板与电容膜之间，所述变色材料层在外加电场作用下可在透明与颜色两个状态之间进行变化。

2.根据权利要求1所述的基于变色材料的显示屏，其特征在于，所述变色材料层独立于盖板和电容膜进行设置，通过粘结方式与盖板和电容膜进行配合设置。

3.根据权利要求1所述的基于变色材料的显示屏，其特征在于，所述变色材料层由透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层依次叠加构成。

4.根据权利要求3所述的基于变色材料的显示屏，其特征在于，所述电致变色层由第一透明薄膜以及涂覆在其上的纳米级电致变色材料层构成。

5.根据权利要求4所述的基于变色材料的显示屏，其特征在于，所述透明导电层为设置在所述电致变色层中的第一透明薄膜外表面上的若干透明导电触点。

6.根据权利要求3所述的基于变色材料的显示屏，其特征在于，所述离子存储层由第二透明薄膜以及涂覆在其上的纳米级离子层构成。

7.根据权利要求1所述的基于变色材料的显示屏，其特征在于，所述变色材料层直接融合于盖板中。

8.根据权利要求1所述的基于变色材料的显示屏，其特征在于，所述发光源为LED发光源。

Images