透明显示装置的制作方法

本发明涉及一种其中由显示面板实现的图像显示在由穿过显示面板的光形成的图像上的透明显示装置。

背景技术：

显示装置通常包括实现图像的显示面板。例如，显示装置可以包括具有液晶的液晶面板和/或具有有机发光元件的oled面板。

在显示装置中，朝显示面板移动的光可以穿过显示面板。例如，在显示装置中，由显示面板实现的图像可以显示在由穿过显示面板的光形成的图像上。显示装置可以以例如头戴式装备的方式安装至用户。例如，在显示装置中，光穿过显示面板的路径可以与从显示面板中发出的光的路径相同。

显示面板可以实现立体图像。例如，显示装置可以是实现用于增强现实(ar)的图像的透明显示装置。但是，由于公开的显示面板与用户的距离过近，所以透明显示装置不能充分确保从显示面板中发出的光的路径。因此，在透明显示装置中，由显示面板实现的图像的质量会降低，并且视角会减小。

技术实现要素：

因此，本发明涉及基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题的透明显示装置。

本发明的目的在于提供一种透明显示装置，该透明显示装置能够提高由显示面板实现的并且显示在由穿过显示面板的光形成的图像上的图像的质量。

本发明的另一目的在于提供一种透明显示装置，其中从显示面板中发出的光的路径比穿过显示面板的光的路径长。

本发明的另外的优点、目的和特征将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地将在本领域的普通技术人员查阅以下内容时变得明显，或者可以通过本发明的实践而获知。本发明的目的和其他优点可以通过在书面描述及权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。

如在本文中体现和广泛描述的那样，为了实现这些目的和其他优点，并且根据本发明的目的，提供了一种包括显示面板和目镜的透明显示装置。线性偏振器设置在显示面板与目镜之间。偏振控制单元设置在线性偏振器与目镜之间。目镜沿第一方向的折射率不同于目镜沿垂直于第一方向的第二方向的折射率。

目镜可以包括沿第一方向延伸的多个凸部。

目镜可以包括覆盖多个凸部的覆盖层。覆盖层的折射率可以与目镜沿第二方向的折射率相同。

显示面板可以包括第一显示基板、第二显示基板和位于第一显示基板与第二显示基板之间的发光元件。

偏振控制单元可以包括依次堆叠的第一控制基板、液晶层和第二控制基板。

显示面板可以包括发光区域和透射区域。透射区域中的每个可以设置在各发光区域之间。液晶层可以与发光区域和透射区域交叠。

显示面板可以由显示驱动器驱动。偏振控制单元可以由偏振控制器驱动。偏振控制器可以根据显示面板的操作状态控制偏振控制单元。

显示驱动器可以针对每个帧在第一时间内驱动显示面板。第一时间可以短于在每个帧中显示面板未被驱动的第二时间。

目镜沿第一方向的折射率可以大于目镜沿第二方向的折射率。

在另一实施方式中，透明显示装置包括显示面板。显示面板包括多个像素区域。线性偏振器设置在显示面板上。线性偏振器具有沿第一方向的透射轴。偏振控制单元设置在线性偏振器上。目镜设置在偏振控制单元上。目镜沿第一方向的折射率大于目镜沿垂直于第一方向的第二方向的折射率。多个像素区域中的每个包括发光区域和第一透射区域。

偏振控制单元可以包括第二透射区域和偏振区域。第二透射区域可以设置成与显示面板的发光区域对应。偏振区域可以设置成与显示面板的第一透射区域对应。

偏振控制单元可以包括透明基板和半波图案。半波图案可以设置在透明基板上。半波图案可以与偏振区域交叠。

微透镜阵列可以设置在偏振控制单元与目镜之间。微透镜阵列沿第一方向的折射率可以不同于微透镜阵列沿第二方向的折射率。

附图说明

本发明包括附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1和图2是示意性地示出根据本发明的实施方式的透明显示装置的视图；

图3是图2中的区域p1的放大视图；

图4是图2中的区域p2的放大视图；

图5a和图5b是示出基于根据本发明的实施方式的透明显示装置中的显示面板的操作的偏振状态和光的路径的视图；

图6是示出根据本发明的实施方式的透明显示装置的显示面板的操作时间的图；以及

图7、图8、图9和图10是分别示出根据本发明的另一实施方式的透明显示装置的视图。

具体实施方式

在下文中，参照附图通过以下详细描述将清楚地理解与本发明的实施方式的上述目的、技术配置和操作效果相关的细节，这些附图示出了本发明的一些实施方式。在此，提供本发明的实施方式，以使得本发明的技术精神能够满意地被传达给本领域技术人员，因而本发明可以以其他形式来实施，而不限于下面描述的实施方式。

此外，在整个说明书中，相同或非常相似的元件可以由相同的附图标记指定，并且在附图中，为了方便起见，层和区域的长度和厚度可能被夸大。应当理解，当第一元件被称为在第二元件“上”时，尽管第一元件可以设置在第二元件上以与第二元件接触，但是也可以在第一元件与第二元件之间插入第三元件。

在此，可以使用术语诸如例如“第一”和“第二”来将任何一个元件与另一元件区分。然而，在不脱离本发明的技术精神的情况下，根据本领域技术人员的方便，第一元件和第二元件可以被任意命名。

本发明的说明书中使用的术语仅用于描述具体实施方式，并不意在限制本发明的范围。例如，除非上下文另有明确指出，否则以单数形式描述的元件旨在包括多个元件。此外，在本发明的说明书中，还应当理解，术语“包括(comprise)”和“包括(include)”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。

除非另外限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例性实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，除非在本文中明确定义，否则不应该以理想化或过于正式的意义来解释。

(实施方式)

图1和图2是示意性地示出根据本发明的实施方式的透明显示装置的视图。图3是图2中的区域p1的放大视图。图4是图2中的区域p2的放大视图。

参照图1至图4，根据本发明的实施方式的透明显示装置可以包括显示面板100。显示面板100可以实现特定图像。例如，显示面板100可以包括oled面板，该oled面板包括第一显示基板110、发光元件140和第二显示基板180。

第一显示基板110可以支承发光元件140。第一显示基板110可以包括绝缘材料。第一显示基板110可以包括透明材料。例如，第一显示基板110可以包括玻璃或塑料。

发光元件140可以发出显示特定颜色的光。例如，发光元件140可以包括位于第一显示电极141与第二显示电极143之间的发光层142。从发光元件140发出的光可以显示红色、绿色、蓝色和白色中的一种颜色。

第一显示电极141可以包括导电材料。第一显示电极141可以包括具有高反射率的材料。例如，第一显示电极141可以包括金属，例如铝(al)和银(ag)。第一显示电极141可以具有多层结构。例如，第一显示电极可以具有如下结构，其中由具有高反射率的材料形成的反射电极设置在由透明导电材料如ito和izo形成的透明电极之间。

发光层142可以产生具有与第一显示电极141和第二显示电极143之间的电压差对应的亮度的光。例如，发光层142可以包括具有发光材料的发光材料层(eml)。发光材料可以包括无机材料、有机材料或混合材料。发光层142可以具有多层结构。例如，发光层142还可以包括空穴注入层(hil)、空穴传输层(htl)、电子传输层(etl)和电子注入层(eil)中至少之一。

第二显示电极143可以包括导电材料。第二显示电极143可以包括与第一显示电极141的材料不同的材料。例如，第二显示电极143可以是由透明导电材料如ito和izo形成的透明电极。因此，在发光元件140中，由发光层142产生的光可以通过第二显示电极143发射出去。

薄膜晶体管120可以设置在第一显示基板110与发光元件140之间。薄膜晶体管120可以根据栅极线施加的栅极信号而导通/关断。发光元件140可以由薄膜晶体管120来控制。例如，薄膜晶体管120可以向发光元件140的第一显示电极141施加对应于由数据线施加的数据信号的驱动电流。薄膜晶体管120可以包括半导体图案、栅极绝缘层、栅电极、层间绝缘层、源电极和漏电极。

上覆层130可以设置在薄膜晶体管120与发光元件140之间。上覆层130可以消除由薄膜晶体管120引起的厚度差异。例如，上覆层130的与第一显示基板110相对的上表面可以是平坦表面。发光元件140的第一显示电极141可以与薄膜晶体管120的漏电极电连接。例如，上覆层130可以包括使薄膜晶体管120的漏电极部分地露出的电极接触孔。上覆层130可以包括绝缘材料。例如，上覆层130可以包括有机绝缘材料。

在上覆层130上可以设置有堤绝缘层150。发光元件140可以由堤绝缘层150独立地驱动。例如，堤绝缘层150可以覆盖第一显示电极141的边缘。发光层142和第二显示电极143可以堆叠在第一显示电极141的通过堤绝缘层150露出的部分上。发光层142和/或第二显示电极143可以延伸至堤绝缘层150上。堤绝缘层150可以包括绝缘材料。例如，堤绝缘层150可以包括有机绝缘材料。堤绝缘层150可以包括与上覆层130的材料不同的材料。

在发光元件140上可以设置有上钝化层160。上钝化层可以防止由于外部冲击和湿气而引起的发光元件140的损坏。例如，上钝化层160可以覆盖第二显示电极143的面向第二显示基板180的整个表面。上钝化层160可以包括绝缘材料。上钝化绝缘层160可以具有多层结构。例如，上钝化层160可以具有其中由有机材料形成的有机层设置在由无机材料形成的无机层之间的结构。

在上钝化层160上可以设置有第二显示基板180。第二显示基板180可以包括绝缘材料。第二显示基板180可以包括透明材料。例如，第二显示基板180可以包括玻璃或塑料。因此，从发光元件140发出的光可以通过第二显示基板180发射到外界。

在上钝化层160与第二显示基板180之间可以设置有粘合剂层170。例如，第二显示基板180可以通过粘合剂层170耦接至其中形成有发光元件140的第一显示基板110。粘合剂层170可以具有多层结构。例如，粘合剂层170可以包括依次堆叠的下粘合剂层171和上粘合剂层172。上粘合剂层172可以包括吸湿材料170p。下粘合剂层171可以释放由于吸湿材料170p的膨胀而施加至发光元件140的应力。

显示面板100可以包括多个像素区域px。每个像素区域px包括发光区域ea和透射区域ta。例如，每个透射区域ta可以设置在各发光区域ea之间。发光元件140可以设置在相应的像素区域px的发光区域ea中。由发光元件140产生的光可以在相应的发光区域ea中发射。外部光可以透射通过每个像素区域px的透射区域ta。因此，在每个像素区域px的发光区域ea未通过发光元件140发射光时，透明显示装置对于用户而言可以被视为透明玻璃。另外，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，通过由发光元件140发射的光实现的图像可以显示在由穿过透射区域ta的光实现的图像上。也就是说，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，可以将实际图像和由显示面板100实现的虚拟图像同时提供给用户。

显示面板100可以由显示驱动器200控制。显示驱动器200可以向显示面板100提供用于实现图像的信号。例如，显示驱动器200可以包括数据驱动器210和扫描驱动器220。

数据驱动器210可以向显示面板100提供数据信号。扫描驱动器220可以依次向显示面板100施加扫描信号。由数据驱动器210施加的数据信号可以与扫描驱动器220施加的扫描信号同步。

在显示面板100上可以设置有偏振控制单元300。从显示面板100发出的光可以穿过偏振控制单元300。例如，偏振控制单元300可以设置在显示面板100的第二显示基板180上。

穿过偏振控制单元300的光的偏振方向可以变化。例如，偏振控制单元可以包括依次堆叠的第一控制基板310、第一控制电极320、液晶层330、第二控制电极340和第二控制基板350。

第一控制基板310和第二控制基板350可以包括绝缘材料。第一控制基板310和第二控制基板350可以包括透明材料。例如，第一控制基板310和第二控制基板350可以包括玻璃或塑料。第二控制基板350可以包括与第一控制基板310的材料相同的材料。

第一控制电极320和第二控制电极340可以包括导电材料。第一控制电极320可以沿第一控制基板310的面向第二控制基板350的表面延伸。第二控制电极340可以沿第二控制基板350的面向第一控制基板310的表面延伸。例如，第一控制电极320和第二控制电极340可以是由透明导电材料如ito和izo形成的透明电极。第二控制电极340可以包括与第一控制电极320的材料相同的材料。

液晶层330可以包括根据在第一控制电极320与第二控制电极340之间形成的电场进行旋转的液晶。穿过液晶层330的光的偏振方向可以根据液晶层330中的液晶的旋转状态而变化。例如，当液晶层330中的液晶通过在第一控制电极320与第二控制电极340之间形成的电场进行旋转时，穿过液晶层330的光的偏振方向可以保持。液晶层330中的液晶可以是tn模式或者ecb模式。

液晶层330可以在第一控制电极320与第二控制电极340之间延伸。例如，液晶层330可以与显示面板100的发光区域ea和透射区域ta交叠。因此，在根据本发明实施方式的透明显示装置中，从显示面板100的发光区域ea发出的光的偏振方向和/或穿过显示面板100的透射区域ta的光的偏振方向可以同时变化。

偏振控制单元300可以由偏振控制器400驱动。例如，偏振控制器400可以根据显示面板100的操作状态调整施加至第一控制电极320和第二控制电极340的电压。第一控制电极320与第二控制电极340之间的电场可以根据显示面板100的操作状态来形成。例如，偏振控制器400可以电耦接到提供用于数据驱动器210和扫描驱动器220的操作的信号的时序控制器500。因此，在根据本发明实施方式的透明显示装置中，在显示面板100实现图像时穿过偏振控制单元300的光的偏振方向不同于在显示面板100未实现图像时穿过偏振控制单元300的光的偏振方向。

在显示面板100与偏振控制单元300之间可以设置有线性偏振器600。从显示面板100向偏振控制单元300行进的光可以穿过线性偏振器600。线性偏振器600可以具有沿第一方向的透射轴，第一方向可以是例如平行于显示面板100的表面的方向。例如，入射在偏振控制单元300上的光可以是通过线性偏振器600沿第一方向线性地偏振的光。因此，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，穿过偏振控制单元300的光可以是根据显示面板100的操作状态沿第一方向线性地偏振的光、或者沿垂直于第一方向的第二方向(例如垂直于显示面板100的表面的方向)线性地偏振的光。

在偏振控制单元300上设置有目镜700。穿过偏振控制单元300的光可以通过目镜700提供给用户。目镜700可以是折射率各向异性透镜。例如，目镜700沿第一方向的折射率可以不同于目镜700沿第二方向的折射率。因此，入射在目镜700上的光可以根据光的偏振状态而被折射或矫直。目镜700沿第一方向的折射率可以大于目镜700沿第二方向的折射率。沿第一方向线性地偏振的光的移动方向可以通过目镜700来改变。沿第二方向线性地偏振的光的移动方向可以不变。

图5a是示出在根据本发明的实施方式的透明显示装置中在当显示面板未实现图像时的偏振状态和光的路径。

参照图5a，当显示面板100未实现图像时，入射在偏振控制器300上的光可以是穿过显示面板100的透射区域ta的光。从显示面板100向偏振控制单元300行进的光可以通过线性偏振器600沿第一方向线性地偏振。由于显示面板100未操作，所以在第一控制电极320与第二控制电极340之间未形成电场。因此，通过线性偏振器600沿第一方向线性地偏振的光可以通过偏振控制器300沿第二方向线性地偏振。

通过偏振控制器300沿第二方向线性地偏振的光不会被目镜700折射。因此，穿过显示面板100的透射区域ta的光可以通过距目镜700的最短的距离被提供给用户。也就是说，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，在显示面板100未实现虚拟图像时，可以在不存在由于光的折射而造成的失真的情况下将实际图像提供给用户。

图5b是示出在根据本发明的实施方式的透明显示装置中当显示面板100实现图像时的偏振状态和光的路径的图。

参照图5b，当显示面板100实现图像时，从显示面板100的发光区域ea发出的光可以入射在线性偏振器600上。由于显示面板100被驱动，所以在偏振控制单元300的第一控制电极320与第二控制电极340之间可以形成电场。偏振控制单元300的液晶层330中的液晶可以通过形成在第一控制电极320与第二控制电极340之间的电场进行旋转。因此，通过线性偏振器600沿第一方向线性地偏振的光可以在未改变偏振方向的情况下穿过偏振控制单元300。也就是说，穿过偏振控制单元300之后朝目镜700行进的光可以是沿第一方向线性地偏振的光。

穿过偏振控制单元300的沿第一方向线性地偏振的光可以被目镜700折射。因此，从显示面板100的发光区域ea发出的光可以通过目镜700进行折射并被提供给用户。也就是说，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，从用于实现虚拟图像的显示面板100的发光区域ea发出的光的路径可以比未实现虚拟图像时提供给用户的光的路径长。

因此，根据本发明实施方式的透明显示装置可以相对地增加从显示面板100的发光区域ea发出的光的路径，以使用偏振控制单元300和作为折射率各向异性透镜的目镜700来实现虚拟图像。因此，根据本发明的实施方式的透明显示装置可以充分确保用于实现虚拟图像的光的路径。因此，在根据本发明的实施方案的透明显示装置中，通过显示面板100来实现的图像的质量可以得到改善。此外，在根据本发明的实施方案的透明显示装置中，可以改善虚拟图像的视角。

在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，穿过显示面板100的透射区域ta的光可以连同通过显示面板100实现的虚拟图像一起被提供给用户。也就是说，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，通过由目镜700折射的光来实现的实际图像可以与通过显示面板100实现的虚拟图像一起被提供给用户。如图6中所示，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，在每个帧中将虚拟图像提供给用户的时间d短于在没有虚拟图像的情况下将实际图像提供给用户的时间t。例如，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，显示驱动器200可以调整每个帧的驱动显示面板200的第一时间d，使第一时间d短于每个帧的显示面板100未被驱动的第二时间t。因此，根据本发明的实施方式的透明显示装置可以通过使光与虚拟图像一起被同时提供给用户并通过目镜700被折射来防止实际图像的劣化。因此，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，可以将实际图像和虚拟图像清晰地提供给用户。

根据本发明的实施方式的透明显示装置被描述为目镜700是沿第一方向的折射率不同于沿第二方向的折射率的单透镜。但是，根据本发明的另一实施方式的透明显示装置可以包括具有折射率各向异性的各种类型的目镜700。例如，如图7所示，在根据本发明的另一实施方式的透明显示装置中，目镜700可以包括具有多个凸部710p的双折射透镜710、和覆盖双折射透镜710的多个凸部710p的覆盖层720。多个凸部710p可以沿一个方向延伸。沿多个凸部710b所延伸的方向的折射率可以大于沿与多个凸部710p所延伸的方向垂直的方向的折射率。例如，覆盖层720的折射率可以和与多个凸部710p所延伸的方向垂直的方向的折射率相同。因此，在根据本发明的另一实施方式的透明显示装置中，可以降低形成具有折射率各向异性的目镜700的成本。此外，在根据本发明的另一实施方式的透明显示装置中，可以改善虚拟图像的质量和视角以及生产效率。

根据本发明的实施方式的透明显示装置被描述为穿过线性偏振器600的光的偏振状态同时通过偏振控制单元300改变。但是，如图8所示，在根据本发明的另一实施方式的透明显示装置中，穿过偏振控制单元800的光的偏振状态可以在按区域改变。例如，如图8所示，在根据本发明的另一实施方式的透明显示装置中，显示面板100可以包括发光区域ea和第一透射区域t1，并且偏振控制单元800可以包括第二透射区域t2和偏振区域pa。偏振控制单元800的第二透射区域t2可以设置成与显示面板100的发光区域ea对应。偏振控制单元800的偏振区域pa可以设置成与显示面板100的第一透射区域t1对应。例如，如图9所示，偏振控制单元800可以包括透明基板810和在透明基板810上的半波图案820。半波图案820可以与偏振区域pa交叠。因此，在根据本发明的另一实施方式的透明显示装置中，仅穿过显示面板100的第一透射区域t1的光的偏振状态可以通过偏振控制单元800改变。也就是说，在根据本发明的另一实施方式的透明显示装置中，可以防止与虚拟图像一起提供的实际图像的失真和/或劣化。因此，在根据本发明的另一实施方式的透明显示装置中，可以增加提供给用户的虚拟图像的质量和视角，并且可以简化显示面板100和偏振控制单元300的操作方法。

根据本发明的实施方式的透明显示装置被描述为穿过偏振控制单元300的光入射在目镜700上。但是，根据本发明的另一实施方式的透明显示装置可以使用光场技术来实现立体图像。例如，如图10所示，根据本发明的另一实施方式的透明显示装置还可以包括偏振控制单元300与目镜700之间的微透镜阵列900。微透镜阵列900沿第一方向的折射率可以不同于微透镜阵列900沿垂直于第一方向的第二方向的折射率。例如，微透镜900可以包括多个双折射透镜910和覆盖多个双折射透镜910的钝化层920。钝化层920可以包括绝缘材料。例如，钝化层920可以包括硅氧化物和/或硅氮化物。因此，在根据本发明的另一实施方式的透明显示装置中，提供给用户的虚拟图像的位置可以由多个双折射透镜910的布置和光轴确定。因此，在根据本发明的另一实施方式的透明显示装置中，通过显示面板100来实现并且提供给用户的虚拟图像的位置可以是可变的。

因此，根据本发明的实施方式的透明显示装置可以使用偏振控制单元和目镜选择性地增加从显示面板发出的光的路径。因此，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，从显示面板发出的光的路径可以比穿过显示面板的光的路径长。因此，在根据本发明的实施方式的透明显示装置中，可以改善由显示面板实现的并且实现在由穿过显示面板的光形成的图像上的图像的质量和视角。