CN204374569U - 一种透明显示膜及采用该显示膜的车载透明显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种透明显示膜，其包括透明电致发光层、透明介电层以及透明电极层，所述透明介电层以及透明电极层均为二个，二个透明电极层分别为行电极层和列电极层；其中，透明电致发光层的上、下侧分别设有一个透明电极层，透明电极层和透明电致发光层之间为一透明介电层。本实用新型还公开了一种由透明显示膜、信息交换接口和显示控制器组成的车载透明显示装置。本实用新型由于透明显示膜采用具有高可靠性的自主发光的电致发光薄膜，无论在强光或弱光环境，均可达到良好的对比度效果，适合于在各种条件下的车辆、船舶及飞行器，并且结构简单、可靠的同时提高了驾驶安全性及信息获取的快捷和方便程度。

Description

一种透明显示膜及采用该显示膜的车载透明显示装置

技术领域

本实用新型涉及车辆、船舶及飞行器仪表显示技术领域，尤其涉及一种透明显示膜及采用该透明显示膜制成的应用于挡风玻璃上的透明显示装置。

背景技术

在车辆、船舶及飞行器的中控台上需要显示各种信息，比如各种监控仪表输出的信息、导航信息等。驾驶人员在观看这些信息时，一般需低头观看位于中控台上的显示装置，致使眼睛离开前方视线，这降低了高速行驶的安全性，也让驾驶人员感到不便。智能手机的普及，让驾驶人员随时收到文字(包括来电号码、短信等)和图像信息。由于驾驶安全性的要求，驾驶人员不能查看手机的信息。在现实的驾车生活中，使用车载导航仪变得越来越简单，但仍旧有许多令人烦恼的问题存在。比如，在高速公路上行驶的时候，试图将GPS导航仪的吸盘重新安上，或者由于观察导航仪的信息的不便利而错过某次转弯。若能在车辆、船舶及飞行器的驾驶室的挡风玻璃上显示这些信息而不影响视线，将可大大提高驾驶安全性及驾驶人员的舒适度。

目前，一般采用平视显示(HUD)技术，利用车载(以下所述的车载，意指置于车辆、船舶及飞行器内部)的投影设备将信息直接投影在挡风玻璃上。投影方式按成像原理主要分为反射式和投射式。投影显示有如下缺点：(1)需复杂的光学成像系统；(2)图像效果差，受环境影响大(例如，当环境光亮度提高时，图像的清晰度变差)；(3)功耗大(为提高图像的清晰度，需使用较高亮度的显示)；(4)抗振动能力差(振动对光学成像影响显著)。要克服这些问题，需要开发与投影显示方式不同的显示技术。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的之一在于提供一种不需要使用复杂的光学系统来成像的透明显示膜，其采用自主发光的电致发光薄膜，无论在强光或弱光环境，均可达到良好的对比度效果，适合于在各种条件下的车辆、船舶及飞行器等上用于车载信息显示。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种透明显示膜，其包括透明电致发光层、透明介电层以及透明电极层，所述透明介电层以及透明电极层均为二个，二个透明电极层分别为行电极层和列电极层；其中，透明电致发光层的上、下侧分别设有一个透明电极层，透明电极层和透明电致发光层之间为一透明介电层，在其中一透明电极层的外侧还贴合一透明绝缘保护层。

所述透明电致发光层为透明的有机或无机的薄膜电致发光(thin film electroluminescence)涂层(例如能带宽度大于1.7eV的磷光体薄膜层)。所述透明介电层选用介电常数大于3的介电材料(例如钛酸钡电介质层)。所述透明电极层为导电性的金属氧化物薄膜层或碳纳米管薄膜层。

透明绝缘保护层所起的作用包括：绝缘、防止空气中的氧、水汽及有害污染物向透明显示膜内部扩散、防止化学腐蚀、防刮等。在某些情形下，其也可起抗反射的作用。因此，可依据具体的要求，选取不同的保护层材料组合，例如，由化学气相沉积法相继沉积二氧化硅和氮化硅层，或者，简单地，透明绝缘保护层由透明的PET膜、涂布于PET膜一面的透明的粘合胶层、以及涂布于PET膜另一面的透明的硬化层(例如二氧化硅涂层)所组成。

本实用新型的另一目的在于提供一种车载透明显示装置，其采用一种不需要使用复杂光学系统来成像的透明显示膜贴合或镀于挡风玻璃的内侧面，该透明显示膜采用自主发光的电致发光薄膜，无论在强光或弱光环境，均可达到良好的对比度效果，适合于在各种条件下的车辆、船舶及飞行器等上用于车载信息显示。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种车载透明显示装置，其包括：

上述的透明显示膜，所述透明显示膜贴于或镀于挡风玻璃的内侧面上；

信息交换接口，用于与车辆、船舶及飞行器内部所载的应用设备(例如，车载仪表、GPS导航系统、移动电话、电子道路收费系统等)进行通信，以获取所述应用设备的图像或/和文字信息；

显示控制器，所述显示控制器的输入端与信息交换接口的输出端相连，该显示控制器的输出端通过柔性印刷电路板与二个透明电极层电线连接，用于对所述应用设备的图像或/和文字信息进行处理并驱动透明显示膜的透明电极层，以使透明电极层中行电极和列电极层的交叉区域激发透明电致光层发光，产生 发光像素。

所述的透明显示膜采用自主发光的方式，因此不需要光学成像系统，图像的清晰度高，功耗低。此外，所述的透明显示膜选用全固态的薄膜结构，因此，抗振动能力强(振动对信息显示无影响)。

所述的显示控制器由如下的全部或部分单元组成：1、控制电路(优选采用具有较强数据处理功能的微控制器(micro-controller))；2、电压转换器(voltage up converter)；3、行列电压扫描驱动电路；4、数据存储单元(非必要)；内置电源或电源接口。

所述的信号交换接口具有有线接口和无线信号接收装置(或二者之一)。有线接口与车载仪表(例如速度表、燃料表、温度传感器等)或车载导航系统相连。无线信号接收装置通过无线方式(例如蓝牙、Wi-Fi)与移动电话或其他应用系统进行通信。信号交换接口具有接收处理模拟信号(例如速度表、燃料表、温度传感器等的模拟信号输出)和数字信号(例如移动电话或导航系统的数字信号输出)能力(或二者之一)。

在另一透明电极层的外侧还贴合一基底层，所述基底层借助于透明的粘合胶层贴于挡风玻璃的内侧面，所述基底层优选地为塑料薄膜(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯PET)。

显示控制器与信号交换接口实际上集成于一体，置于金属或塑料模块盒内，可固定于车内任何适当的位置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、由于透明显示膜采用具有高可靠性的自主发光的电致发光薄膜，显示方式为自主发光，因此，无论在强光或弱光环境，均可达到良好的对比度效果。

2、透明显示膜具有超宽工作温度范围、抗水汽、抗紫外线、抗冲击和振动，适合于在各种条件下的车辆、船舶及飞行器。

3、透明显示膜，不需要使用复杂的光学系统来成像，因此结构简单、可靠。

4、透明显示膜贴合或镀于挡风玻璃的内侧面，可以让驾驶人员在不需要转移前方视线的情况下即可读取应用设备所输出的信息，提高了驾驶安全性及信息获取的快捷和方便程度。

附图说明

下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型透明显示膜的结构示意图。

图2是本实用新型透明显示膜的发光像素的形成原理示意图。

图3是本实用新型透明显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案做进一步描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于对本实用新型保护的范围。

本实用新型的透明显示膜的结构如图1所示。

所述的透明显示膜40为多层薄膜系统。多层薄膜系统由下至上依次包括透明载体41、透明电极层42、透明介电层43、透明电致发光层44、透明介电层45、透明电极层46和透明绝缘保护层47。该多层薄膜系统有二种应用情形：(1)直接镀于挡风玻璃的内侧面；或者，(2)该多层薄膜系统先镀于透明的柔性薄膜载体(即基底层)(优选地，塑料薄膜、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯PET)，借助于透明的粘合胶层贴于挡风玻璃的内侧面。对应于情形(1)，图1中的透明载体41为挡风玻璃本身；对应于情形(2)，图1中的透明载体41为透明的柔性薄膜(优选地，塑料薄膜、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯PET)。

图1中的透明电极层42和46分别为行、列电极(或者列电极、行电极)。所述的透明电极层由透明的导电性的薄膜材料形成。导电性的薄膜材料的一些例子有导电性的金属氧化物(例如ITO)、碳纳米管。依据所采用的导电性的薄膜材料，采用合适的沉积方法(deposition technique)。例如，对ITO，优选地采用磁控溅射法。

图1中的透明介电层43和45，优选，采用高介电常数的介电材料(例如钛酸钡电介质层)。透明介电层43和45的沉积，可以采用原子层沉积法(Atomic Layer Deposition)，或其他方法如磁控溅射法、化学气相沉积法。优选地，采用原子层沉积法。

图1中的透明电致发光层44选用透明的有机或无机的电致发光薄膜(thin film electroluminescence)。优选地，采用无机的电致发光薄膜，例如掺Mn的ZnS磷光体薄膜。透明电致发光层44的沉积，依所选用发光材料，采用合适的沉积方法，例如，涂布法、磁控溅射法。对于掺Mn的ZnS磷光体薄膜，优选采用磁控溅射法。

图1中的透明绝缘保护层47所起的作用包括：绝缘、防止空气中的氧、水汽及有害污染物向透明显示膜40内部扩散、防止化学腐蚀、防刮等。在某些情形下，其也可起抗反射的作用。因此，可依据具体的要求，选取不同的保护层材料组合，例如，由化学气相沉积法相继沉积二氧化硅和氮化硅层，或者，简单地，透明绝缘保护层47由透明的PET膜、涂布于PET膜一面的透明的粘合胶层、以及涂布于PET层另一面的透明的硬化层(例如二氧化硅涂层)所组成。

在透明显示膜40上所显示的图像有很多个发光像素所组成。每一个像素的发光与否由所加在相关的行电极和列电极上的电压所决定。例如，如图2所示，假定透明电极层42为行电极，透明电极层46为列电极。给透明电极层42和46分别施加±100V的电压脉冲49，在透明电极层42和46交叉区域激发电致发光薄膜发光，产生发光像素48。像素48的发光强度随电压脉冲的幅值和频率而增加。

本实用新型透明显示装置主要部分的结构和联接如图3所示。

图3中的显示控制器30由如下的全部或部分单元组成：1、控制电路(优选采用具有较强数据处理功能的微控制器(micro-controller))；2、电压转换器(voltage up converter)；3、行列电压扫描驱动电路；4、数据存储单元(非必要)；内置电源或电源接口。

图3中的信号交换接口20具有有线接口和无线信号接收装置(或二者之一)。有线接口与车载应用系统11(例如速度表、燃料表、温度传感器、车载电脑管理系统或车载导航系统等)相连。无线信号接收装置通过无线方式(例如蓝牙、Wi-Fi)与其它可无线联系的车载应用系统12(例如移动电话)进行通信。信号交换接口具有接收处理模拟信号(例如速度表、燃料表、温度传感器等的模拟信号输出)和数字信号(例如移动电话、导航系统或车载电脑管理系统的数字信号输出)能力(或二者之一)。

显示控制器30与信号交换接口20实际上集成于一体，置于金属或塑料模 块盒60内，可固定于车内任何适当的位置。显示控制器通过柔性印刷电路板联线50(flexible PCB connector)与透明显示膜40连接。

其工作原理是：信号交换接口20作为通信接口，与车载应用设备10(包括无线的车载应用系统和有线的车载应用系统)进行连接，以获取相应的图像和文字信息，当然也可以是音频信息(可在显示控制器30进行音频输出)。获取相应的信息后，将这些信息交由显示控制器30的微处理器进行处理，然后通过其行列电压扫描驱动电路对透明显示膜的行电极和列电极进行驱动，以使透明电致发光层被激发而产生像素，显示控制器30和透明显示膜的配合关系与现有液晶电视的实现原理类似，这里不再赘述。

Claims (10)

1.一种透明显示膜，其特征在于，其包括透明电致发光层、透明介电层以及透明电极层，所述透明介电层以及透明电极层均为二个，二个透明电极层分别为行电极层和列电极层；其中，透明电致发光层的上、下侧分别设有一个透明电极层，透明电极层和透明电致发光层之间为一透明介电层，在其中一透明电极层的外侧还贴合一透明绝缘保护层。

2.根据权利要求1所述的透明显示膜，其特征在于，所述透明电致发光层为透明的有机或无机薄膜电致光涂层。

3.根据权利要求2所述的透明显示膜，其特征在于，所述透明电致发光层为能带宽度大于1.7eV的磷光体薄膜层。

4.根据权利要求1所述的透明显示膜，其特征在于，所述透明介电层的介电常数大于3。

5.根据权利要求1所述的透明显示膜，其特征在于，所述透明电极层为导电性的金属氧化物薄膜层或碳纳米管薄膜层。

6.根据权利要求1所述的透明显示膜，其特征在于，所述透明绝缘保护层为二氧化硅和氮化硅层，或者该透明绝缘保护层由透明的PET膜、涂布于PET膜一面的透明的粘合胶层、以及涂布于PET膜另一面的透明的硬化层所组成。

7.一种车载透明显示装置，其特征在于，其包括：

权利要求1-6任一项所述的透明显示膜，所述透明显示膜贴于或镀于挡风玻璃的内侧面上；

信息交换接口，用于与车载应用设备进行通信，以获取所述应用设备的图像或/和文字信息；

显示控制器，所述显示控制器的输入端与信息交换接口的输出端相连，该显示控制器的输出端通过柔性印刷电路板与二个透明电极层电线连接，用于对所述应用设备的图像或/和文字信息进行处理并驱动透明显示膜的透明电极层，以使透明电极层中行电极和列电极层的交叉区域激发透明电致光层发光，产生发光像素。

8.根据权利要求7所述的车载透明显示装置，其特征在于，所述信息交换接口通过有线或/和无线的方式与应用设备进行通信。

9.根据权利要求7所述的车载透明显示装置，其特征在于，所述透明显示膜进一步包括一基底层，所述基底层的一面与另一透明电极层的外侧面贴合，所述基底层的另一面与挡风玻璃的内侧面贴合，所述基底层为塑料薄膜层。

10.根据权利要求7所述的车载透明显示装置，其特征在于，所述信息交换接口和显示控制器集成于一体并置于一金属或塑料模块盒内。