专利名称：可转换透明显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在两种不同的模式即透明模式和显示模式下工作的显示装置。
背景技术：
显示器技术的发展，主要是由于显示装置变得越来越便宜，人们倾向于购买越来越大的显示屏。这是合乎逻辑发展的，原因在于，用大荧幕上观看电影时可以在更大的尺寸欣赏电影，只要看看去年售出的家庭影院系统的增长数目就可以知道。然而，大显示屏相当笨重，并且，多数用户希望在暂时不使用时即不观看的时，能够尽可能减少占用空间。显示屏被收纳起来并且在使用时拿出来，或者，有足够的空余空间可以用来将显示屏通常为打开地保持在外面。
在美国专利第5,416,617号中揭示了下述的显示屏，它能够在工作模式之外的情况下为透明且允许光通过，并且在工作模式下如同传统显示屏那样进行反射和漫射。该显示屏由下述二个单元组成能够进行漫射的、分散在液晶显示器中的聚合体；以及能够进行吸收和反射的导电材料。在工作模式之外，显示屏为透明，这样能够固定在任何表面上，例如，窗户上。
美国专利第5,416,617号的问题在于，当上述显示屏和图像投影机一起使用时，上述显示屏典型地用作为图像投影的显示屏，其中，所述图像投影机包括光源，所述光源具有CRT或一组由灯照亮的晶体矩阵。它的结果在于，虽然显示屏在不使用时不需要被收纳起来，但是，显示屏还是需要和位于距离它一段距离的投影机联合起来工作。由于显示屏和所附的投影机并不是一个整体，因此，这就提出一种相当笨重的显示器方案。相比之下，它们还不如是两个需要彼此协作的单独的设备。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种解决上述问题且提出一种完整的显示方案的显示装置。本发明另一目的在于，提供一种显示装置，它在不工作的模式下基本上为透明，由此能够将它贴附到窗上或者与窗成为一体。
根据权利要求1，上述目的是由在两个不同模式即透明模式和显示模式下工作的显示装置来实现的。用从属权利要求定义最佳实施方式。
根据本发明的一个方面，显示装置包括透明板，该透明板具有多个光发射装置，其中，各所述光发射装置照亮显示装置的像素区域。各所述光发射装置的区域小于它相应的像素区域。该显示装置还包括由例如液晶材料构成的第一可转换漫射体。该漫射体在透明模式下为透明，并且在显示模式下将从至少部分的光发射装置发射出的光进行漫射。所述至少部分的光发射装置由此在所述显示模式下照射所述相应的像素区域。
本发明的想法在于，透明板例如窗户形式的玻璃板或者挂在墙上的玻璃板，具有多个光发射装置。该光发射装置排列成用于定义显示装置的像素的格子。各光发射装置的区域必须小于它照射的相应的像素的区域。如果与相应的像素区域相比，光发射装置的区域足够小的话，则设有光发射装置的透明板对于人眼将呈现为透明。将第一可转换漫射体设置在所述板的前方。这样，当漫射体在透明模式下工作时，显示装置基本上将呈现为透明，反之，当漫射体在显示模式下工作时，从光发射装置发射出的光将被漫射，结果，均匀地照亮显示装置的像素。
本发明是有优势的，这是因为，它提供了一种包括显示照明装置和实际显示屏的完整的显示器方案。再有，由于该整体的显示器方案的透明特性，能够将显示装置贴附到窗户上，或者将显示装置设置在窗户中。上述显示装置也能够挂在墙上、或者挂在希望在不工作时显示装置为透明的任何适当区域。由于显示装置能够贴附在窗户或者墙上，它不会占用任何有效空间，这样，就不需要在不工作时将它收纳起来。当看不到显示装置时，它对于人眼呈现为透明，因而是“不可见”的。
显示器用户容易有这样的抱怨，显示装置在其不工作的模式下看上去并不美观。而本发明可以消除这个问题。在有面向走廊或其他房间的窗户的会议室中，能够将本发明的显示装置用于将上述窗户变换成不透明的分隔，使所述漫射体为显示模式而不是使光发射装置工作。也可以，使光发射装置工作并且将窗户用作为显示装置以显示希望的图像。能够将计算机和该显示装置连接，能够将该显示装置用作为投影单元放映的另一种方式，例如，头顶上的图像。本发明的优点还在于，能够将窗户用作为广告装置，通过简单地将显示器贴附在窗户上并且使显示装置朝向窗户的外部即可。
根据本发明的实施方式，所述漫射体是由夹在2片导电玻璃之间的、弥散在液晶(PDLC)材料中的聚合体构成。当未在导电玻璃上施加电场时，液晶为任意取向，这构成显示模式。当在导电玻璃上加电场时，液晶排列成与电场平行并且光线通过液晶，构成透明模式。
根据本发明的另一实施方式，所述漫射体由液晶(LC)凝胶材料构成。与PDLC材料相比，该LC凝胶以相反的方式进行工作。当在LC凝胶上未加电场时，光线通过并且为透明模式。当在LC凝胶上加电场时，激活显示模式。
PDLC材料具有这样的优点，它的驱动电压低于LC凝胶材料的驱动电压。LC凝胶材料另一方面具有这样的优点，当电源截止时显示器为其透明模式，这在一些情况下，或许是更好的。关于PDLC材料和LC凝胶材料的选择，人们应该考虑实际情况。
根据本发明的另一实施方式，采用LED类型的光发射装置，例如，常规LED、OLED或PLED材料的贴片(patch)。
根据本发明的又一实施方式，在各光发射装置上设置光学元件。所述光学元件具有使所述各光发射装置均匀照亮所述相应的像素区域的焦距。该实施方式具有这样的优点，能够提高照射到像素区域的光线的均匀度。上述光学元件例如透镜，应该配置在光发射装置的附近并且具有与光发射装置几乎相同的尺寸。
根据本发明的再一实施方式，上述光发射装置在透明板上排列成行和列，设置选址装置以用于对上述光发射装置的行和列选址。这一点的好处在于，能够对显示装置的每一像素单独地进行选址(并从而被照亮)。显示装置能够为无源或有源的，在两种情况下，通过激励相应的行和列来选择所希望的光发射装置。另一方面，假设例如要显示公司标识或其他“固定”信息，则不需要选址装置，这是因为，能够根据本发明的另一实施方式来设置光发射装置的固定的预置图形。
根据本发明的再一实施方式，与第一漫射体平行地并且在透明板的反面设置第二可转换漫射体。上述第二漫射体如上述第一漫射体那样设置为在透明模式工作下为透明并且在显示模式下使从至少部分的光发射装置发射出来的光线发生漫射。上述光发射装置在显示模式下照亮相应的像素区域。
该实施方式的好处在于，能够从两侧观看显示装置。它的好处还在于，照射到贴附在窗户上的显示装置的阳光，至少部分地在第二漫射体将被反射。这样，与仅使用第一漫射体的实施方式相比，将提高相反显示侧即设有第一漫射体的那侧的对比度。该实施方式的好处还在于，第二漫射体防止光发射装置直接向窗外的方向“泄漏”。万一光线向那个方向泄漏，若没有第二漫射体，位于窗外的观看者将会直接看到里面来。结果，观看者会感到不舒服。
通过阅读所附的权利要求和以下的说明，本发明的其他的特征以及优点将会变得明显。本发明的技术人员可以领悟，除了以下说明的之外，能够结合本发明的其他特征来构成实施方式。
图1表示本发明一实施方式的在透明模式和显示模式下工作的显示装置的示意图。
图2说明本发明一实施方式的用于显示标识语或其他预置固定图案的显示装置。
图3表示本发明一实施方式的由液晶材料例如PDLC材料构成的漫射体的横断面图。
图4是表示本发明另一实施方式的位于具有光发射装置的透明板的前方的透镜的作用。
图5表示本发明又一实施方式的与第一漫射体平行排列并且位于透明板的反面侧的第二可转换漫射体。
具体实施例方式
图1表示本发明一实施方式的在透明模式和显示模式下工作的显示装置100的示意图。透明板101具有多个光发射装置102。在透明板的前方设置可转换漫射体103。如下文将要进行说明的那样，该漫射体由液晶材料构成，它进行漫射，由此显示装置在透明模式和显示模式下工作。图1的上部表示透明模式下的显示装置，在透明模式下显示装置呈现为基本上透明。这是由于下述的事实，各光发射装置例如LED、PLED的薄膜或OLED或一些其他适合的光发射装置的区域比各均匀被照亮的显示器的像素104的区域要小。图1的下部表示漫射体在显示模式下工作的显示装置。显示器的深色像素表示相应的光发射装置被激活，反之，明亮像素表示相应的光发射装置未被激活。
这样，能够提供一种整体的显示器方案，它包含显示照明装置和实际的显示屏。显示装置的透明特性可以使得非常容易且方便地将它定位到例如墙上或窗上。由于将它贴附到墙上或窗上时不会占用有效空间，因此，不同于多数现有技术的显示装置那样在不使用的时候，不需要将它收纳起来。在经常考虑到紧凑居住面积问题的现代家庭中，这是一种重要的特性。光发射装置的选址的复杂性是根据应用场合而不同的，如果希望用于观看电影(这是经常的情况)，这种情况下选址必须快。
然而，如图2所示，如果只是需要显示(公司)标识语或者其他一些预置的固定图案，这里是“P”字的情况下，则不需要进行复杂的选址，这是由于不需要显示移动的图像。简而言之，漫射体203在显示模式下工作，并且光发射装置202被选址以在显示装置200上显示一个“P”字。或者，不需要提供所有的光发射装置的矩阵，而仅仅提供形成希望的图像所需的光发射装置。这种情况下，选址是非常简单的，并且仅仅是打开或关闭光发射装置的问题。
如上所述，漫射体能够由液晶材料例如PDLC材料或者LC凝胶材料构成。图3表示PDLC漫射体303的横断面图，其中，图3的上部表示显示模式即光散射模式下的漫射体，图3的下部表示透明模式下的漫射体。该液晶材料305设置在两片透明的导电(玻璃)板306之间。如图3的上部所示，在玻璃板306之间未施加电场的情况下，液晶为任意取向的，构成向多个方向散射的显示模式。当施加电场的情况下，如图3的下部所示，由于电压源307液晶排列成平行于电场并且使光线通过，则构成透明模式。当使用LC凝胶的情况下，当未加电场时液晶排列成行，激活透明模式。当施加电场时，液晶散射光线，激活显示模式。
图4表示本发明一实施方式的透镜408的作用，该透镜408位于具有光发射装置402的板401的前方。各透镜具有使各光发射装置在漫射体304上均匀照亮相应的像素区域404的焦距。这一点的优点在于，能够提高照射到像素区域上的光线的均匀度。它的优点还在于，通过选择适当的透镜，以使得从光发射装置射出的光线发生折射，这样，与未使用透镜的情形相比，可以形成更大的像素区域。应当将上述透镜设置在光发射装置附近，并且基本上具有与光发射装置相同的尺寸，这样就不会破坏透明的特性。
图1和图2中所示的光发射装置如上所述能够由PLED/OLED薄膜构成。如现有技术已知的，能够由透明的氧化铟锡(ITO)电极供给上述PLED/OLED电源。
图5表示本发明另一实施方式，它是在图1和图2所述的基础上进一步设置第二可转换漫射体509，所述第二可转换漫射体509平行于第一漫射体503并且设置在透明板501的反面。上述第二漫射体如同第一漫射体一样，设置为在透明模式下工作时为透明并且在显示模式下工作时散射由至少部分光发射装置502发射出的光线。在显示模式下工作时，上述光发射装置502照亮相应的像素区域504。第二漫射体可以和第一漫射体相同，也可以和第一漫射体不同。
由于能够从两侧观看上述显示装置，因此，本实施方式是有利的。它的优点还在于，照射到贴附在窗上的显示装置上的阳光，至少部分地由第二漫射体509反射。这样，与仅采用一个漫射体的实施方式相比，提高了反面的显示侧即设有第一漫射体503的那侧的对比度。
要注意的是，假设光发射装置不会直接向窗外的方向“泄漏”光线，然而人们也能够从窗的外部看到第一散射体，这是由于，部分的光线从第一漫射体散射到外部。假设，例如将金属阴极用于PLED或OLED材料，则在窗外的方向上就没有光线泄漏。
尽管已经参照详细列举实施方式来对本发明进行了说明，然而，对本发明进行种种不同的变更、修改之类的，对本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此，所描述的实施方式并非用于限定本发明的范围，本发明的范围应由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种显示装置(100)，用于在两个不同模式即透明模式和显示模式下工作，其特征在于，包括透明板(101)，具有多个光发射装置(102)，其中，各所述光发射装置照亮显示装置的像素区域(104)，各所述光发射装置的区域小于相应的像素区域；以及第一可转换漫射体(103)，在所述透明模式下为透明并且在所述显示模式下将从至少部分的光发射装置(102)发射出的光进行漫射，其中，所述至少部分的光发射装置在所述显示模式下照亮所述相应的像素区域。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光发射装置(102)是LED。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光发射装置(102)由PLED或OLED材料制成。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述漫射体(503，509)由排列在两片导电玻璃(306)之间的弥散在液晶中的聚合体(PDLC)材料(305)构成，当在导电玻璃上施加电场时所述漫射体在透明模式下工作，在导电玻璃上未施加电场时所述漫射体在显示模式下工作。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述漫射体(503，509)由排列在两片导电玻璃(306)之间的、液晶(LC)凝胶(305)材料构成，当在导电玻璃上施加电场时所述漫射体在透明模式下工作，在导电玻璃上未施加电场时所述漫射体在显示模式下工作。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括设置在各光发射装置(402)上的光学元件(408)，所述光学元件具有使所述各光发射装置均匀照亮所述相应的像素区域(404)的焦距。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光发射装置(102)在透明板(101)上排列成行和列，所述显示装置进一步包括选址装置，用于选址所述光发射装置的行和列。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述板(201)上的所述光发射装置(202)相互连接，由此，当漫射体(203)在显示模式下工作时，能够在显示装置上显示固定的预置图像。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括第二可转换漫射体(509)，与所述第一漫射体(503)平行设置并且位于所述透明板(501)的反面，其中，所述第二漫射体在透明模式下工作时为透明，并且在显示模式下工作时对从至少部分的光发射装置(502)发射出的光线进行漫射，其中，所述至少部分的光发射装置在显示模式下照亮所述相应的像素区域(504)。
全文摘要
本发明涉及一种用于在两种不同的模式即透明模式和显示模式下工作的显示装置(100)。本发明的想法在于，上述透明板(101)具有多个光发射装置(102)。该光发射装置排列成用于决定显示装置的像素的格子。由于具有光发射装置的板必须对人眼呈现为透明，因此，各光发射装置的区域必须小于它照射到的相应的像素的区域(104)。在板的前方设置第一可转换漫射体(103)。这样，当漫射体在透明模式下工作时，显示装置将呈现为基本上透明，反之，当漫射体在显示模式下工作时，从光发射装置发射出的光将被漫射，结果形成显示装置的均匀像素。
文档编号G09F13/22GK1875391SQ200480032545
公开日2006年12月6日 申请日期2004年11月2日 优先权日2003年11月6日
发明者H·M·R·科坦拉德, M·G·H·希丁克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司