透明显示面板及其制造方法、以及透明显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明的实施例涉及透明显示面板及其制造方法、以及透明显示装置。该透明显示面板包括层叠的至少两个子面板，每个子面板包括在层叠方向上相对设置的第一透明基板和第二透明基板、位于所述第一透明基板的与所述第二透明基板相对的表面上的多个透明控制电极、以及位于所述多个透明控制电极与第二透明基板之间的电致变色材料，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料发生变化而使得所述区域在不透明与透明之间切换，其中，每个子面板的所述多个透明控制电极与另一子面板的所述多个透明控制电极的垂直投影分别部分重叠或完全不重叠。
【专利说明】
透明显示面板及其制造方法、以及透明显示装置
技术领域
[0001]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面板及其制造方法、以及透明显示装置。
【背景技术】
[0002]透明显示面板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。
[0003]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过率的变化。如图1所示，在传统的液晶透明显示装置中，从背光单元I出射的光传输经过第一偏振片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片2的吸收轴垂直交叉的第二偏振片4，来实现彩色或黑白透明显示。然而，鉴于双层偏振片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过率很低。假设从背光单元I出射的光的透过率为100%，最终从第二偏振片4出射的光的透过率可能仅有6%。虽然可以通过调整偏振片雾度(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过率仍不高于15%，透明显示效果不佳。
【发明内容】
[0004]本发明的实施例提供一种新型的透明显示模式，能够在不使用偏振片的情况下实现高透过率的透明显示。
[0005]根据本发明实施例的第一方面，提供一种透明显示面板，其包括层叠的至少两个子面板，每个子面板包括在层叠方向上相对设置的第一透明基板和第二透明基板、位于所述第一透明基板的与所述第二透明基板相对的表面上的多个透明控制电极以及位于所述多个透明控制电极与第二透明基板之间的电致变色材料，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料发生变化而使得所述区域在不透明与透明之间切换，其中，每个子面板的所述多个透明控制电极与另一子面板的所述多个透明控制电极的垂直投影分别部分重叠或完全不重叠。
[0006]根据该方面，可以根据需要对该透明显示面板的相关透明控制电极的电压施加进行控制，由此控制电致变色材料的光透射量，使得人眼所接收的光能量密度不同而实现灰阶显示。此外，通过各子面板之间透明控制电极的错位设计，可以使最小可调节的光通量减小，从而提高显示灰阶数，并在透明显示模式下实现高透过率。
[0007]根据本发明的示例性实施例，所述透明显示面板还包括彩膜。根据该实施例，彩膜的添加可以使本发明实施例的透明显示面板实现彩色显示。
[0008]根据本发明的示例性实施例，所述第一透明基板和所述第二透明基板包括玻璃或透明塑料。根据该实施例，采用玻璃或透明塑料作为基板的构成材料，可以进一步提高光的透过率。
[0009]根据本发明的示例性实施例，相邻的子面板之间共用透明基板。根据该示例性实施例，相邻子面板之间采用共用的透明基板，这可以减少所用的基板的数量，从而减小透明显示面板整体的厚度并降低生产成本。
[0010]根据本发明的示例性实施例，所述电致变色材料包括电润湿材料，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域，或者该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极所对应的区域。根据该示例性实施例，采用电润湿材料作为电致变色材料，可以容易地实现对光透过量的控制。
[0011]根据本发明的示例性实施例，所述透明显示面板还包括被设置在所述第二透明基板的与所述第一透明基板相对的表面上的公共电极。根据该示例性实施例，通过采用公共电极与相应的透明控制电极对电致变色材料施加电压，电极结构简单。
[0012]根据本发明实施例的第二方面，提供一种透明显示面板的制造方法，其包括:
[0013]形成至少两个子面板，每个子面板的形成包括:
[0014]制备第一透明基板和第二透明基板；
[0015]在所述第一透明基板上形成多个透明控制电极；
[0016]在所述多个透明控制电极上放置电致变色材料，其中当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料发生变化而使得所述区域在不透明与透明之间切换；以及
[0017]将所述第二透明基板与所述第一透明基板对盒；以及
[0018]层叠所述至少两个子面板，以使得每个子面板的所述多个透明控制电极与另一子面板的所述多个透明控制电极的垂直投影分别部分重叠或完全不重叠。
[0019]根据该方面，可以形成这样的透明显示面板:该透明显示面板可以根据需要对相关透明控制电极的电压施加进行控制，由此控制电致变色材料的光透射量，使得人眼所接收的光能量密度不同而实现灰阶显示。此外，通过各子面板之间透明控制电极的错位设计，可以使最小可调节的光通量减小，从而提高显示灰阶数，并在透明显示模式下实现高透过率。
[0020]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显示面板中形成彩膜。根据该实施例，彩膜的添加可以使所形成的透明显示面板实现彩色显示。
[0021]根据本发明的示例性实施例，所述第一透明基板和所述第二透明基板包括玻璃或透明塑料。根据该实施例，采用玻璃或透明塑料作为基板的构成材料，可以进一步提高光的透过率。
[0022]根据本发明的示例性实施例，其中一子面板的所述第二透明基板与相邻的子面板的所述第一透明基板为同一透明基板。根据该示例性实施例，相邻子面板之间采用共用的透明基板，这可以减少所用的基板的数量，从而减小透明显示面板整体的厚度并降低生产成本。
[0023]根据本发明的示例性实施例，所述电致变色材料包括电润湿材料，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域，或者该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极所对应的区域。根据该示例性实施例，采用电润湿材料作为电致变色材料，可以容易地实现对光透过量的控制。
[0024]根据本发明的示例性实施例，所述制造方法还包括在所述第二透明基板的与所述第一透明基板相对的表面上形成公共电极。根据该示例性实施例，通过采用公共电极与相应的透明控制电极对电致变色材料施加电压，电极结构简单。
[0025]根据本发明实施例的第三方面，提供一种透明显示装置，包括上述透明显示面板。
[0026]根据该方面，可以根据需要对该透明显示装置的相关透明控制电极的电压施加进行控制，由此控制电致变色材料的光透射量，使得人眼所接收的光能量密度不同而实现灰阶显示。此外，通过各子面板之间透明控制电极的错位设计，可以使最小可调节的光通量减小，从而提高显示灰阶数，并在透明显示模式下实现高透过率。
[0027]根据本发明的示例性实施例，所述透明显示装置还包括背光单元。
[0028]由上述技术方案可知，本发明实施例所实现的透明显示面板和透明显示装置可以根据需要对其相关透明控制电极的电压施加进行控制，由此控制电致变色材料的光透射量，使得人眼所接收的光能量密度不同而实现灰阶显示。此外，通过各子面板之间透明控制电极的错位设计，可以使最小可调节的光通量减小，从而提高显示灰阶数，并在透明显示模式下实现高透过率。
【附图说明】
[0029]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。
[°03°]图1是传统的液晶透明显示装置的示意图；
[0031]图2示意性示出根据本发明的示例性实施例的透明显示面板的截面图；
[0032]图3示意性示出根据本发明的示例性实施例的透明显示装置的工作原理图；以及
[0033]图4是示出根据本发明的示例性实施制造透明显示面板的方法的图。
【具体实施方式】
[0034]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。
[0035]图2示意性示出根据本发明的示例性实施例的透明显示面板的截面图。如图2所示，该透明显示面板包括层叠的两个子面板10和20。
[0036]如图2所示，子面板10包括:在层叠方向上相对设置的第一透明基板11和第二透明基板12;位于第一透明基板11的与所述第二透明基板12相对的表面上的多个透明控制电极13;以及位于所述多个透明控制电极13与第二透明基板12之间的电致变色材料14，当一透明控制电极13 (例如，图3中的电极131)被施加电压时，位于该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料14发生变化而使得该区域在不透明与透明之间切换。
[0037]子面板20被层叠在子面板10上。该子面板20包括:在层叠方向上相对设置的第一透明基板21和第二透明基板22;位于第一透明基板21的与所述第二透明基板22相对的表面上的多个透明控制电极23;以及位于所述多个透明控制电极23与第二透明基板22之间的电致变色材料24，当一透明控制电极23被施加电压时，位于该透明控制电极23所对应的区域中的电致变色材料24发生变化而使得该区域在不透明与透明之间切换。
[0038]如图2所示，子面板20以这样的方式被层叠在子面板10上:子面板20的所述多个透明控制电极23与子面板10的所述多个透明控制电极13的垂直投影分别部分重叠。即，子面板20的透明控制电极与子面板10的透明控制电极在平行于基板表面的方向上彼此错位。
[0039]在图2所示的实施例中，上下两个子面板的透明控制电极分别部分地重叠。然而，本公开不限于此。不同子面板的透明控制电极的垂直投影也可以分别完全不重合。
[0040]虽然图2仅示例了两个子面板10和20，但可以理解，本公开不限于此，具有三个或更多个子面板的透明显示面板也在本发明的范围之内。
[0041 ]例如，在一个示例性实施例中，除了子面板10和20之外，本公开的透明显示面板可以还包括另一子面板(下文中，也称为第三子面板)。该第三子面板包括:在层叠方向上相对设置的第一透明基板和第二透明基板;位于第一透明基板的与所述第二透明基板相对的表面上的多个透明控制电极；以及位于所述多个透明控制电极与第二透明基板之间的电致变色材料，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料发生变化而使得该区域在不透明与透明之间切换。
[0042]该第三子面板可以以这样的方式被层叠在子面板20上:该第三子面板的所述多个透明控制电极与子面板10的所述多个透明控制电极13、子面板20的所述多个透明控制电极23的垂直投影分别部分重叠或完全不重叠。即，该第三子面板的透明控制电极与子面板10、子面板20的透明控制电极在平行于基板表面的方向上彼此错位。
[0043]以此类推，本公开的透明显示面板可以还包括位于第三子面板上的第四子面板，等等。本公开不限制透明显示面板的子面板的数目，只要其为两个以上即可。
[0044]如上所述，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料发生变化而使得该区域在不透明与透明之间切换。本公开的电致变色材料可以为电致变色材料诸如无机电致变色材料或有机电致变色材料，在外加电场的作用下，其透过率可以发生稳定、可逆的变化，从而能够在不透明与透明之间切换，由此实现对光透过量的方便控制。
[0045]例如，在一个示例性实施例中，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料发生变化而使得该区域从不透明变为透明，而未被施加电压的透明控制电极所对应的区域中的的电致变色材料保持不透明。当所有子面板的全部透明控制电极都被施加电压时，各个子面板的电致变色材料整体变为透明的，从而，透明显示面板呈现高透明态。由此，该实施例的透明显示面板可以实现在显示状态与透明状态之间的切换。
[0046]或者，在另一个示例性实施例中，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料从透明变为不透明，而未被施加电压的透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料保持透明。当所有子面板的全部透明控制电极都未被施加电压时，各个子面板的电致变色材料整体为透明的，从而，透明显示面板呈现高透明态。由此，该实施例的透明显示面板可以实现在显示状态与透明状态之间的切换。
[0047]图3示意性示出了根据本发明的一个示例性实施例的透明显示装置的工作原理图。该透明显示装置包括上述透明显示面板。该透明显示装置还包括背光单元。在图3所示例的实施例中，电致变色材料在被施加电压时从不透明变为透明。然而，本公开不限于该实施例，本领域技术人员可以理解，电致变色材料在被施加电压时从透明变为不透明的实施例也在本公开的范围内。
[0048]如图3所示，当子面板1的多个透明控制电极13当中的一透明控制电极131被施加电压而其他透明控制电极13不被施加电压时，该透明控制电极131所对应的区域C中的电致变色材料14从不透明变为透明，其他区域的电致变色材料14由于未被施加电压而保持为不透明的，从而，从背光单元入射到第一透明基板11的光仅仅能够透射通过子面板10的区域C。同理，当子面板20的多个透明控制电极23当中的一透明控制电极231被施加电压而其他透明控制电极23不被施加电压时，该透明控制电极231所对应的区域B中的电致变色材料24从不透明变为透明，其他区域的电致变色材料24由于未被施加电压而保持为不透明的，从而，入射到子面板20的第一透明基板21的光仅仅能够透射通过子面板20的区域B。当同时对子面板1中的透明控制电极131和子面板20中的透明控制电极231施加电压时，子面板20的区域B和子面板10的区域C变为透明的。结果，从背光单元入射的光仅仅能够透射通过该透明显示装置的位于区域B与区域C重叠的区域A。因此，与仅具有子面板10或子面板20的单层子面板的情况相比，本公开的具有两层以上子面板且其中的透明控制电极彼此错位(即，不同子面板的透明控制电极的垂直投影部分重叠或完全不重叠)的透明显示装置的最小光通量可以被调整，从而控制电致变色材料的光透射量，由此实现灰阶显示并提高灰阶显示的灰阶数。
[0049]类似地，在电致变色材料被施加电压时从透明变为不透明的实施例中，也可以实现上述效果。
[0050]在一个示例性实施例中，本公开的透明显示面板和透明显示装置可以还包括彩膜(未示出)。只要该彩膜位于透明显示面板和透明显示装置中，对彩膜的设置位置没有具体限制。例如，该彩膜可以位于所述至少两个子面板中的一个之上或之下。例如，在图2所示的具有双子面板结构的透明显示面板和图3所示的具有双子面板结构的透明显示装置中，彩膜可以位于子面板10的下方、子面板20的上方、子面板10与子面板20之间、或者其他位置处。彩膜的并入可以使本公开的透明显示面板和透明显示装置实现彩色显示。
[0051]本公开的透明显示面板和透明显示装置中的每个子面板中的两个基板为透明的，不限制各透明基板的构成材料。在一个示例性实施例中，第一透明基板和第二透明基板可以包括玻璃或透明塑料，以进一步提高光的透过率。
[0052]在一个示例性实施例中，相邻的子面板之间共用透明基板。例如，如图3所示，子面板20与子面板10可以共用被标记为12(21)的透明基板，该透明基板用作子面板20的第一透明基板21和子面板10的第二透明基板12。这可以减少所用的基板的数量，从而减小透明显示装置整体的厚度并降低生产成本。
[0053]在一个示例性实施例中，电致变色材料可以包括电润湿材料，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域，或者该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极所对应的区域。在被施加电压的透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域的情况下，该被施加电压的透明控制电极所对应的区域从不透明变为透明。另一方面，在被施加电压的透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该被施加电压的透明控制电极所对应的区域的情况下，该被施加电压的透明控制电极所对应的区域从透明变为不透明。从而，可以容易地实现对光透过量的控制。
[0054]在一个示例性实施例中，本公开的透明显示面板和透明显示装置可以还包括被设置在第二透明基板的与第一透明基板相对的表面上的公共电极，以与相应的透明控制电极一起对电致变色材料施加控制电压。例如，如图2和3所示，在第二透明基板12的与第一透明基板11相对的表面上、以及在第二透明基板22的与第一透明基板21相对的表面上，设置有公共电极15和25。当在一个子面板中在多个透明控制电极当中的某个透明控制电极(例如，图3中的透明控制电极131)与公共电极(例如，图3中的公共电极15)之间施加电压时，该子面板中的该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料从不透明变为透明，或者从透明变为不透明。根据该示例性实施例，通过采用公共电极与相应的透明控制电极对电致变色材料施加电压，电极结构简单。
[0055]然而，本公开并不限于使用公共电极来与透明控制电极一起施加电压而改变电致变色材料的透过率。本公开也预期使用与多个透明控制电极分别对应的反电极来对电致变色材料施加控制电压。
[0056]本发明的实施例还提供上述透明显示面板的制造方法。如图4所示，该制造方法包括形成至少两个子面板(步骤Si)，每个子面板的形成包括:
[0057]制备第一透明基板和第二透明基板(步骤Sll);
[0058]在第一透明基板上形成多个透明控制电极(步骤S12);
[0059]在多个透明控制电极上放置电致变色材料(步骤S13)，其中当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料发生变化而使得该区域在不透明与透明之间切换；以及
[0060]将第二透明基板与第一透明基板对盒(步骤S14);以及
[0061]层叠所述至少两个子面板，以使得每个子面板的多个透明控制电极与另一子面板的多个透明控制电极的垂直投影分别部分重叠或完全不重叠(步骤S2)。
[0062]这里需要注意，本发明的实施例不限制各子面板的形成与层叠的顺序。例如，可以在分别形成至少两个子面板之后，以透明控制电极错位的方式层叠各子面板。或者，可以在形成第一子面板之后，直接在第一个子面板上层叠第二子面板的第一透明基板(在第一子面板与第二子面板之间不共用透明基板的情况下)或者直接在第一子面板上层叠第二子面板的多个透明控制电极(在第一子面板与第二子面板之间共用透明基板的情况下)，其中第一和第二子面板的所述多个透明控制电极的垂直投影分别部分重叠或完全不重叠。
[0063]如上所述，本发明实施例所实现的透明显示面板和透明显示装置可以根据需要对其相关透明控制电极的电压施加进行控制，由此控制电致变色材料的光透射量，使得人眼所接收的光能量密度不同而实现灰阶显示。此外，通过各子面板之间透明控制电极的错位设计，可以使最小可调节的光通量减小，从而提高显示灰阶数，并在透明显示模式下实现高透过率。
[0064]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。
【主权项】
1.一种透明显示面板，其特征在于包括: 层叠的至少两个子面板，每个子面板包括: 在层叠方向上相对设置的第一透明基板和第二透明基板； 位于所述第一透明基板的与所述第二透明基板相对的表面上的多个透明控制电极；以及 位于所述多个透明控制电极与所述第二透明基板之间的电致变色材料，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料发生变化而使得所述区域在不透明与透明之间切换， 其中，每个子面板的所述多个透明控制电极与另一子面板的所述多个透明控制电极的垂直投影分别部分重叠或完全不重叠。2.根据权利要求1所述的透明显示面板，其特征在于，还包括彩膜。3.根据权利要求1所述的透明显示面板，其特征在于，所述第一透明基板和所述第二透明基板包括玻璃或透明塑料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的透明显示面板，其特征在于，相邻的所述子面板之间共用透明基板。5.根据权利要求1至3中任一项所述的透明显示面板，其特征在于，所述电致变色材料包括电润湿材料，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域，或者该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极所对应的区域。6.根据权利要求1至3中任一项所述的透明显示面板，其特征在于，还包括被设置在所述第二透明基板的与所述第一透明基板相对的表面上的公共电极。7.一种透明显示面板的制造方法，其特征在于包括: 形成至少两个子面板，每个子面板的形成包括: 制备第一透明基板和第二透明基板； 在所述第一透明基板上形成多个透明控制电极； 在所述多个透明控制电极上放置电致变色材料，其中当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电致变色材料发生变化而使得所述区域在不透明与透明之间切换；以及 将所述第二透明基板与所述第一透明基板对盒；以及 层叠所述至少两个子面板，以使得每个子面板的所述多个透明控制电极与另一子面板的所述多个透明控制电极的垂直投影分别部分重叠或完全不重叠。8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，还包括在所述透明显示面板中形成彩膜。9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述第一透明基板和所述第二透明基板包括玻璃或透明塑料。10.根据权利要求7至9中任一项所述的制造方法，其特征在于，其中一子面板的所述第二透明基板与相邻的子面板的所述第一透明基板为同一透明基板。11.根据权利要求7至9中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述电致变色材料包括电润湿材料，当一透明控制电极被施加电压时，该透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域，或者该透明控制电极附近的未施加电压的透明控制电极所对应的区域中的电润湿材料移动到该透明控制电极所对应的区域。12.根据权利要求7至9中任一项所述的制造方法，其特征在于，还包括在所述第二透明基板的与所述第一透明基板相对的表面上形成公共电极。13.—种透明显示装置，包括根据权利要求1至6中任一项所述的透明显示面板。14.根据权利要求13所述的透明显示装置，还包括背光单元。
【文档编号】G02F1/163GK105929617SQ201610553340
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】刘冬妮, 陈小川, 杨盛际, 肖丽, 付杰, 王磊, 卢鹏程, 岳晗
【申请人】京东方科技集团股份有限公司