评估透明显示器的显示质量的系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及用于评估透明显示器的显示质量的系统及其方法。具体地，针对在显 示面板后面具有背景视图的同时提供显示视频信息的透明显示器，本公开涉及一种用于评 估透明显示器如何通过显示器同时提示背景信息与显示信息的新的标准（或指标、量度、 标度）和新的系统。
【背景技术】
[0002] 现今，开发了提供包括静止图片、运动图片和/或动画的视频信息的各种平板显 示装置以便克服阴极射线管的诸如重量大和体积大的许多缺点。平板显示装置包括液晶显 示装置（或LCD)、场发射显示器（或FED)、等离子体显示面板（或TOP)和电致发光装置 (或EL)。
[0003] 液晶显示器和有机发光二极管显示器是广泛地应用在包括便携式装置和/或电 视机的各种电器中的代表性平面显示器。然而，这些平板显示器是仅针对显示系统开发的， 但是它们不适用各种应用。例如，需要透明显示器，其中当显示器被激活时它将视频信息显 示在其屏幕上并且当它不工作时用户能够通过显示面板看见位于显示器后面的任何物体。 透明显示器被引入市场，但是针对透明显示器的质量的标准是不清晰的，使得对于用户和/ 或消费者来说非常难以判定哪一种显示器适合于他或她的显示环境和/或目的。
[0004] 详细地，透明显示器在它未被使用时将是玻璃，并且在它被操作时将提示视频信 息。在一些情况下，当透明显示器被激活时，用户仅看见由透明显示器提示的视频信息。在 其它情况下，即使当透明显示器被操作时，用户也可以通过显示面板在具有位于显示面板 后面的背景的场景的情况下看见视频信息。例如，平视显示器（或HUD)是透明显示器的典 型示例。直到现在，透明显示器仅被用在非常昂贵的显示系统在市场中没有价格阻力的情 况下被应用的环境中。然而，在包括广告显示器和家用电器的各种领域中对透明显示器的 要求正在增加。
[0005] 图1是例示了使用液晶显示器的透明显示器的结构的立体图。透明液晶显示器包 括液晶显示面板LCDP、光导LG和光源。
[0006] 液晶显示面板IXDP包括两个偏光片和插入这两个偏光片的液晶面板LCP。液晶 面板LCP包括上基板SU、下基板SL和插入这两个基板SU和SL的液晶层IX。在液晶面板 LCP的上侧和下侧处，分别布置了上偏光片PU和下偏光片PL。即使图中未示出，在上基板 SU和下基板SL的内表面上，多条线和黑底被布置为限定按照矩阵方式布置的多个像素区 域，以及用于驱动液晶层LC的公共电极和像素电极。此外，包括了用于呈现全彩色图片的 滤色器。上偏光片PU被布置在上基板SU的外表面上，并且下偏光片PL被布置在下基板SL 的外表面上。
[0007] 通常，上偏光片的光轴与下偏光片PL的光轴垂直，使得能够确切地再现真实黑 级别。然而，对于透明显示器，如果上偏光片PU和下偏光片PL被布置为像一般液晶显示器 一样，则当它未被激活时，任何光不能够通过液晶显示面板LCDP。上偏光片PU的光轴与下 偏光片PL的光轴垂直的情况被称作为"常黑（或NB)模式"，因为它表示在正常条件（不工 作）下的黑级别。
[0008] 对于透明显示器，当液晶显示器面板IXDP未被激活时显示器可以是透明状态。因 此，优选的是，用于透明显示器的液晶显示面板LCDP按照它在正常条件下表示白级别的 "常白（或NW)模式"制造。与常黑模式不同，不能够通过上偏振片PU和下偏振片PL的光 轴的平行布置获得常白模式。应该考虑用于液晶面板LCP的液晶层LC的偏振特性。
[0009] 对于使用扭曲向列模式液晶层的垂直电场型液晶显示器，即使上偏振片和下 偏振片PL的光轴是垂直的，也能够获得常白模式。相反，对于水平电场型液晶显示器，能够 通过使上偏振片PU的光轴与下偏振片PL的光轴垂直来建立常白模式。
[0010] 在液晶显不面板IXDP下方，布置了光导LG和光源LS。光源LS被布置在光导LG 的一个侧面处以提示光导LG中的光。光导LG在光导LG的整个内部空间中扩散来自光源 LS的光，并且使光折射到面对着液晶显示面板LCDP的上表面。为此，在光导LG的后表面 (或底表面）上，布置了反射图案。具体地，光导LG应该确保透明条件，使得反射图案将是 棱镜图案、柱状透镜图案或微透镜图案中的一个。
[0011] 如以上所提到的，当透明显示器未被激活时，它像玻璃一样在透明条件下。相反， 当供应了电力以便用作显示装置时，透明显示器能够在显示器后面具有场景的情况下提示 视频信息。
[0012] 此外，与通常的液晶显示器不同，透明显示器应该包括背光单元从而确保透明特 性。因此，不应该在透明显示器中包括用在通常的液晶显示器中以增强背光的亮度的光学 片。
[0013] 在下文中，参照图2和图3,我们将关于根据现有技术的使用有机发光二极管显示 器的透明显示器进行说明。图2是例示了透明有机发光二极管显示器的结构的平面图。图 3是例示了沿着图2的切割线1-1'的底部发光型透明有机发光二极管显示器的结构的截面 图。根据现有技术的底部发光型透明有机发光二极管显示器包括开关薄膜晶体管ST、连接 至该开关薄膜晶体管ST的驱动薄膜晶体管DT和连接至该驱动薄膜晶体管DT的有机发光 二极管OLE。
[0014] 透明有机发光二极管显示器的一个像素区域包括用于表示视频信息的发光区域 LEA和用于穿透或透射背景场景的透明区域TRA。例如，像素区域由扫描线SL、数据线DL和 驱动电流线VDD限定，并且像素区域被划分为发光区域LEA和透明区域TRA。此外，像素区 域包括不提示用于表示视频信息并且来自背景场景的任何光的非发光区域。
[0015] 形成了扫描线SL和数据线DL交叉的开关薄膜晶体管ST。开关薄膜晶体管ST行 动以便选择连接至该开关薄膜晶体管ST的像素。开关薄膜晶体管ST包括从扫描线SL分 支的栅电极SG、与栅电极SG交叠的半导体沟道层SA、源电极SS和漏电极SD。驱动薄膜晶 体管DT行动以便驱动布置在由开关薄膜晶体管ST选择的像素处的有机发光二极管0LE的 阳电极AN0。驱动薄膜晶体管DT包括连接至开关薄膜晶体管ST的漏电极SD的栅电极DG、 半导体沟道层DA、连接至驱动电流线VDD的源电极DS、以及漏电极DD。
[0016] 驱动薄膜晶体管DT的漏电极DD连接至有机发光二极管0LE的阳电极AN0。有机 发光层0L被插入在阳电极AN0与阴电极CAT之间。阴电极CAT连接至基极电压（或接地 电压）VSS。在驱动薄膜晶体管DT的栅电极DG与驱动电流线VDD之间或者在驱动薄膜晶体 管DT的栅电极DG与驱动薄膜晶体管DT的漏电极DD之间布置有存储电容Cst。
[0017] 鉴于截面结构，在透明有机发光二极管显示器的基板SUB上，分别形成了开关薄 膜晶体管ST的栅电极SG和驱动薄膜晶体管DT的栅电极DG。在栅电极SG和DG上，沉积了 栅绝缘体GI。在与栅电极SG和DG交叠的栅绝缘体GI上，分别形成了半导体层SA和DA。 在半导体层SA和DA上，形成了彼此面对和分离的源电极SS和DS以及漏电极SD和DD。开 关薄膜晶体管ST的漏电极SD经由穿透栅绝缘体GI的漏接触孔DH连接至驱动薄膜晶体管 DT的栅电极DG。钝化层PAS被沉积在具有开关薄膜晶体管ST和驱动薄膜晶体管DT的基 板SUB上。
[0018] 在一些情况下，在钝化层PAS上，还布置了滤色器CF。在这些情况下，优选的是， 滤色器CF形成在发光区域LEA内。例如，能够在将稍后形成阳电极AN0情况下形成滤色器 CF。为了表示全彩色，滤色器CF可以包括红色颜料、绿色颜料和蓝色颜料中的任何一种。包 括红色滤色器R、绿色滤色器G和蓝色滤色器B的滤色器CF集合按照矩阵方式排列。
[0019] 如以上所提到的，具有薄膜晶体管ST和DT的基板SUB具有不平表面和水平差，因 为存在许多元件。有机发光层0L优选形成在平坦表面上以在有机发光层0L的整个区域上 确保均匀发光分布。因此，为了使基板SUB的表面变得平滑，覆盖层0C(或平面层）被沉积 在基板SUB上方。
[0020] 在覆盖层0C上，形成了有机发光二极管OLE的阳电极AN0。这里，阳电极AN0经由 形成在覆盖层0C和钝化层PAS处的接触孔连接至驱动薄膜晶体管DT的漏电极DD。具体 地，优选的是，阳电极AN0形成在发光区域LEA内。发光区域LEA和透明区域TRA的比未被 限制地限制。能够根据针对显示器的亮度和显示的目的的规格在各种比值当中进行选择。
[0021] 对于表示全彩色的底部发射型有机发光二极管显示器的情况，阳电极包括诸如铟 锡氧化物（或IT0)或铟锌氧化物（或IZ0)的透明导电材料。堤BN形成在具有阳电极AN0 的基板SUB上。优选的是，堤BN使发光区域LEA和透明区域TRA分离并且具有分别暴露各 个区域的孔径。如果需要，堤BN具有暴露发光区域LEA和透明区域TRA的一个孔径。另外， 堤BN具有用于暴露发光区域LEA而不暴露透明区域TRA的图案。阳电极AN0通过堤BN的 暴露部分将是实际发光区域。
[0022] 在从堤BN暴露发光区域LEA的阳电极AN0的基板SUB的表面上，形成了有机发光 层0L。对于滤色器CF被布置在阳电极AN0下方的底部发光型的情况，有机发光层0L可以 包括能够产生白色的有机材料。在有机发光层0L上，形成了阴电极CAT。随后，形成了包括 阳电极AN0、有机发光层0L和阴电极CAT并且由驱动薄膜晶体管DT驱动的有机发光二极管 0LE〇
[0023] 具有以上所提到的结构的透明显示器在它未被激活时像透明玻璃，使得背景场景 能够由位于显示器前面的用户示出。当用户可以接通显示器时，用户能够看见具有背景场 景或没有背景场景的视频信息。这可以适用各种应用。
[0024] 透明显示器应该具有用于提示视频信息的高质量和用于经由通过显示面板来提 供背景场景的高视觉质量的良好特性。然而，在本领域市场中未清楚地定义用于判定透明 显示器的视觉质量和/或特性的标准（或指标、量度、标度或计量）。直到现在，采用针对像 原玻璃这样的透明基板的测量标准，评估了透明显示器的质量。例如，用于根据现有技术的 透明基板的标准是雾度或透明度。
[0025] 意指光的扩散度的雾度被定义为透射光的百分比，该透射光被散射使得其方 向与入射光束的方向偏离超过指定角度（ASTMD1003)。在该测试方法中，指定角度是 2.5° (0.044rad)。图4是例示了根据现有技术的用于测量雾度的方法的示意图。从光源 LS照射的光IL在通过透明显示器TS之后经由入口ETR进入到测量仪器HMD中。这里，通 过透明显示器TS的光TL被散射。雾度测量仪器HMD能够测量来自出口EXT的光，其中测 量光围绕光入射轴在指定角度（2.5° )内。使用如图4所示的仪器，分别