背板及其调光方法、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背板及其调光方法、显示装置。

背景技术：

透明显示在近年来也逐渐进入到显示领域中，其可透明显示的特性，极大的拓展了显示的应用场景，使得资讯交流变得更加方便，讯息的呈现量也可以随之增加。

但当下的透明显示面临一大问题便是环境光的影响，当环境光的强度发生不稳定的波动或者显著增强时，受限于显示画面亮度上限的制约，画面的对比度会受到很大影响，导致画质变差，严重的状态会显示失效，例如画面存在，但人眼无法鉴别。对于移动式的透明显示应用，该问题便会更加显著的凸显出来，例如增强现实(augmentedreality)及车载前窗显示屏(前挡风玻璃加载画面显示)，因为这两种情形下，外界的光强度会一直在发生变化，画面的显示品质便无法维持正常的功能运行。

因此，有必要提供一种新的背板及其调光方法、显示装置，以克服现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种背板及其调光方法、显示装置，通过在对应实时透明显示的过程中，背板可随环境光的变化进行透光量的调整，即可实现即时调控显示背景光强，维持显示画面正常显示品质。

为了实现上述目的，本发明提供一种背板，包括相对设置的第一基板和第二基板、电解质层以及驱动电极；具体的，所述电解质层设于所述第一基板和所述第二基板之间，所述电解质层中具有电解液；所述驱动电极分别连接于所述第一基板和所述第二基板；当所述驱动电极未对所述第一基板和所述第二基板施加电压时，所述背板呈全透明状态；当所述驱动电极对所述第一基板和所述第二基板施加第一电压时，所述电解液被电解出金属团聚物，所述金属团聚物附着于所述第一基板的表面，所述背板呈半透明状态；当所述驱动电极对所述第一基板和所述第二基板施加第二电压时，所述电解液被电解出金属颗粒，所述金属颗粒附着于所述第一基板的表面形成金属层，所述背板呈反射态；当所述驱动电极对所述第一基板和所述第二基板施加第三电压时，所述电解液被电解出金属颗粒，所述金属颗粒附着于所述第二基板的表面，所述背板呈暗态。

进一步地，所述第一基板一侧为入光面，所述驱动电极包括阴极和阳极，所述阳极与所述第一基板连接，所述阴极与所述第二基板连接，施加所述第一电压时，所述第一电压初始值为一瞬态的高电压，所述电解液被电解出金属团聚物，在通电一时间后维持一低电压，所述金属颗粒附着于所述第一基板的表面形成团聚物，所述背板呈半透明状态。

进一步地，所述第一基板一侧为入光面，所述驱动电极包括阴极和阳极，所述阳极与所述第一基板连接，所述阴极与所述第二基板连接，施加所述第二电压时，所述电解液被电解出金属颗粒，所述金属颗粒附着于所述第一基板的表面形成金属层，所述背板呈反射态。

进一步地，所述第一基板一侧为入光面，所述驱动电极包括阴极和阳极，所述阳极与所述第一基板连接，所述阴极与所述第二基板连接，施加所述第三电压时，所述电解液被电解出银原子，所述银原子附着于所述第二基板表面的纳米粒子上，所述背板呈暗态。

进一步地，所述电解液包括包括硝酸银(agno3)与氯化铜(cucl2)的混合溶液。

进一步地，所述背板还包括纳米粒子层，设于所述驱动电极背离所述第二基板的一侧。

进一步地，所述背板还包括支撑层，设于所述第一基板和所述第二基板之间。

进一步地，所述背板还包括密封胶，环绕所述第一基板和所述第二基板的边缘设置，用于连接所述第一基板和所述第二基板，并用于密封所述电解质层。

本发明还提供一种背板的调光方法，包括步骤：

提供一背板，所述背板包括相对设置的第一基板和第二基板；在所述第一基板和所述第二基板之间设有电解质层，所述电解质层中具有电解液；一驱动电极分别连接于所述第一基板和所述第二基板；所述第一基板一侧为入光面；

当所述驱动电极未对所述第一基板和所述第二基板施加电压时，所述背板呈全透明状态；

当所述驱动电极对所述第一基板和所述第二基板施加第一电压时，所述电解液被电解出金属团聚物，所述金属团聚物附着于所述第一基板的表面，所述背板呈半透明状态；

当所述驱动电极对所述第一基板和所述第二基板施加第二电压时，所述电解液被电解出金属颗粒，所述金属颗粒附着于所述第一基板的表面形成金属层，所述背板呈反射态；以及

当所述驱动电极对所述第一基板和所述第二基板施加第三电压时，所述电解液被电解出金属颗粒，所述金属颗粒附着于所述第二基板的表面，所述背板呈暗态。

本发明还提供一种显示装置，包括上述背板。

本发明提供了一种背板及其调光方法、显示装置，通过在对应实时透明显示的过程中，背板可随环境光的变化进行透光量的调整，即可实现即时调控显示背景光强，维持显示画面正常显示品质。背板为盒状结构，利用贵金属粒子的表面等离子共振技术(lspr)，可以在低驱动电压下实现对光线不同透光量及穿透波长的调整。搭配实时监测工具，可以电致调控显示的透光量，也可以调整特定波段的吸收频谱，即可实现即时调控显示背景光强，维持显示画面正常显示品质，增强户外显示的品质及体验。并且其轻便低能耗，可以兼容到头戴式现实增强设备或车载前窗显示屏中，结构简单，不需要偏光片，光效率高。

附图说明

附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例中一种背板的结构示意图；

图2是图1中所述第一基板的结构示意图；

图3是图1中所述第二基板的结构示意图；

图4为本发明实施例中所述背板为透明状态时的光路图；

图5为本发明实施例中所述背板为半透明状态时的光路图；

图6为本发明实施例中所述背板为反射状态时的光路图；

图7为本发明实施例中所述背板为暗态时的光路图；

图8是本发明实施例中一种背板的调光方法的流程图。

图中部件标识如下：

1、第一基板，2、电解质层，3、第二基板，4、支撑层，

5、密封胶，6、金属层，10、背板，11、透明基底，

12、驱动电极，13、纳米粒子层。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间惟一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

请参阅图1所示，本发明一实施例中提供一种背板10，包括第一基板1、电解质层2以及第二基板3；具体的，所述第二基板3与所述第一基板1相对设置，且皆为透明基板；所述电解质层2设于所述第一基板1和所述第二基板3之间，所述电解质层中具有电解液，所述电解液中含有银离子；优选所述电解液包括硝酸银(agno3)与氯化铜(cucl2)的混合溶液；所述硝酸银与所述氯化铜的摩尔比优选为(3-7):1，优选为5:1；所述驱动电极12分别连接于所述第一基板1和所述第二基板3；当所述第一基板1和所述第二基板3之间施加不同的电压时，所述电解质层2呈现不同的透光状态。

请参阅图2、图3所示，图2为所述第一基板1的结构示意图，图3为所述第二基板3的结构示意图，所述第一基板1和所述第二基板3均为透明基底，可以为常规的玻璃材质，也可以为柔性基板；所述第一基板1一侧为入光面，所述第二基板3一侧为出光面。所述驱动电极12设于所述第一基板1和所述第二基板3朝向所述电解质层2的一侧表面。所述驱动电极12的材质包括氧化铟锡；所述驱动电极12的厚度在150nm-250nm。

本实施例中，所述电解质层2呈现不同的透光状态包括透明状态、不透光状态、半透明状态以及反射状态。

当所述驱动电极12未对所述第一基板1和所述第二基板3施加电压时，所述背板呈全透明状态；当所述驱动电极12对所述第一基板1和所述第二基板3施加第一电压时，所述电解液被电解出银原子团聚成金属团聚物，所述金属团聚物附着于所述第一基板1的表面，所述背板10呈半透明状态；当所述驱动电极12对所述第一基板1和所述第二基板3施加第二电压时，所述电解液被电解出金属颗粒，所述金属颗粒附着于所述第一基板1的表面并形成金属层，所述背板10呈反射态；当所述驱动电极12对所述第一基板1和所述第二基板3施加第三电压时，所述电解液被电解出金属颗粒，所述金属颗粒附着于所述第二基板3的表面，所述背板10呈暗态。

本实施例优选所述第一电压为脉冲4v并在20ms后切换至1.5v，所述第二电压为2.5v。本实施例在实际使用时更具体的情况如下。

请参阅图4所示，图4为所述背板10为透明状态时的光路图。当所述第一基板1和所述第二基板3之间的电压为0v时，所述电解质层2为透明状态；在透明状态，正常透明显示，不用耗电，光线(图中用箭头表示)可直接穿过所述第一基板1、电解质层2和所述第二基板3。

请参阅图5所示，图5为所述背板10为半透明状态时的光路图。所述驱动电极包括阴极和阳极，所述阳极与所述第一基板1连接，所述阴极与所述第二基板3连接，施加所述第一电压时，所述第一电压初始值为一瞬态的高电压脉冲4v持续20ms，其中，所述瞬态高电压脉冲为-4v电压，此时，所述电解液中的金属ag+离子在极短时间内被还原，并形成银原子的团聚物，在通电一时间20ms后维持一低电压1.5v，其中所述低电压为-1.5v电压，所述ag原子团聚物在低电压的驱动下附着于所述第一基板1的表面，由于在上述电压下沉积于第一基板表面的ag原子团聚物的密度不高，此时，所述背板10呈半透明状态。在半透明状态，为红色的透明态，适当降低外界入射光，并有彩色的显示效果，可以丰富显示效果，减少外界有害波段光线的射入，并能增加视觉体验。其原理为在接通脉冲-4v的电压持续20ms后，以-1.5v进行驱动，该过程在-4v时，银离子会在极短的时间内获得还原，并在所述电解质层2内形成银的团聚物，因为瞬态的高电场使得离子优先发生了聚合，然后再到第一基板1上开始附着生长，故而会形成颗粒。然后在-1.5v的电压驱动下沉积到所述第一基板1的所述驱动电极12上，该层结构致密度不高，故而可以保持一定的透明度，同时银颗粒表面发生表面等离子共振(lspr)效应，由于颗粒较小，仅能吸收部分短波段波长，故而可以显示出红色。

请参阅图6所示，图6为所述背板10为反射状态时的光路图。当所述驱动电极12的阳极与所述第一基板1连接，所述阴极与所述第二基板3连接，施加所述第二电压时，在本实施例中，所述第二电压为-2.5v，所述电解液中的阴离子得到还原而慢慢析出银原子，并在-2.5v电压的驱动下，所述银原子附着于所述第一基板1的表面形成一层致密的金属层6，在本实施例中，所述第一基板1为透明基板，所述金属层6为一层膜，此时，所述背板10的双面均呈反射态，即当光线从所述第一基板1入射时，光线到达所述金属层6后被其反射并从所述第一基板1出射；当光线从所述第二基板3入射时，光线到达所述金属层6后被其反射并从所述第二基板3出射。在反射状态，可以搭配车载显示，实现镜面效果，起到视野拓展或降低外界能量入射的效果，可以利用该功能对后方的视角进行确认，同时也可以将外界的光反射出去，能降低车内温度。其原理为所述第二电压为-2.5v时，在所述电解质层2内的阴离子得到还原，并沉积在所述第一基板1的所述驱动电极12上，由于该银层形成的速度偏慢，较为致密，可以强烈反射外界的光线，进而形成反射的状态。对应的反应公式为

请参阅图7所示，图7为所述背板10为暗态时的光路图。当所述驱动电极12的阳极与所述第一基板1连接，所述阴极与所述第二基板3连接，施加所述第三电压2.5v时，所述电解液的ag+在与阴极发生还原并附着于与所述阴极连接的所述第二基板3表面的纳米粒子上，在本实施例中，由于ag原子附着在第二基板表面的纳米粒子上，从而形成具有ag包覆的纳米粒子，此时，在该表面上会发生等离子体共振效应，使得入射光线被所述ag包覆的纳米粒子吸收，此时所述背板10呈暗态。如附图7所示，当光线从所述第一基板1入射时，光线到达所述纳米粒子后，在其表面的ag发生表面等离子共振(lspr)效应，部分光线被吸收，部分光线被反射并从所述第一基板1出射，从而呈现出暗态。在不透明状态也称暗态，降低外界强入射光，保证画面品质，低能耗；其原理为在所述第三电压为2.5v时，所述电解质层2内的银离子在阴极发生还原反应，并沉积到阴极一侧表面，光线被吸收，呈现出暗态。具体的，如图3所示，所述第二基板3还包括由纳米粒子构成的纳米粒子层13，所述纳米粒子层13的厚度为2um-5um；所述纳米粒子层13中的纳米粒子的粒径为8nm-30nm；银离子在所述第二基板3的所述驱动电极12处发生还原反应，并沉积到所述纳米粒子层13的纳米粒子上，形成包覆银外壳的纳米粒子，此时在该表面发生表面等离子共振(lspr)效应，使得光线被吸收，从而呈现出暗态。由于在不透明状态时为暗态，可应用于外界光太亮时的情况，这时会影响显示使用，因此可依据需求进行图案化设计，在指定区域进行暗态控制，仅需对构成所述第一基板1的所述驱动电极12进行图案化处理即可实现。

请参阅图1所示，本实施例中，所述背板10还包括支撑层4，设于所述第一基板1和所述第二基板3之间。所述支撑层4包括间隔球或支撑柱，用于使所述第一基板1和所述第二基板3之间形成间隙，所述电解质层2填充在所述间隙内。所述支撑层4的厚度为300um-500um。由于所述支撑层4的厚度为300um-500um，因此所述电解质层2的厚度也为300um-500um。

请参阅图1所示，本实施例中，所述背板10还包括密封胶5，环绕所述第一基板1和所述第二基板3的边缘设置，用于连接所述第一基板1和所述第二基板3，并用于密封所述电解质层2。所述密封胶5的材质优选为光固化胶。

可以理解的是，所述第一基板1、所述电解质层2、所述第二基板3、所述支撑层4以及所述密封胶相连接形成类似液晶盒的盒状结构，可调节光线强弱及光谱，以增强透明显示的显示效果及应用范围。

本发明还提供一种背板10的制作方法，包括步骤：

提供第一基板1、第二基板3，在所述第一基板1和所述第二基板3相对的表面制作驱动电极12；所述驱动电极12的材质包括氧化铟锡；所述驱动电极12的厚度在150nm-250nm；

将所述第二基板3与所述第一基板1相对设置并连接，优选采用密封胶5进行连接，并在所述第一基板1和所述第二基板3之间填充电解质溶液形成电解质层2，所述电解质层中具有电解液，所述电解液中含有银离子；优选所述电解液包括硝酸银(agno3)与氯化铜(cucl2)的混合溶液；所述硝酸银与所述氯化铜的摩尔比优选为(3-7):1，优选为5:1；以及

当所述驱动电极12对所述第一基板1和所述第二基板3之间施加不同的电压时，所述电解质层2呈现不同的透光状态，即所述背板10呈现不同的透光状态。

其中，请参阅图3所示，所述制作第二基板3还包括：

在所述驱动电极12背离所述第二基板3的一侧制作纳米粒子层13。

所述纳米粒子层13的厚度为2um-5um；所述纳米粒子层13中的纳米粒子的粒径为8nm-30nm。

在实际处理过程中，所述第二基板3经清洗后先经过氧等离子体的处理(80w，10分钟)，用以增加所述驱动电极12表面的氢键，以增大其与所述纳米粒子的附着力；然后，将所述纳米粒子溶液涂布到基板上，纳米粒子的粒径分布在8nm-30nm，然后烘干120℃，30分钟。所述纳米粒子的材质包括氧化铟锡。

本实施例中，所述的背板10的制作方法还包括：

在所述第一基板1和所述第二基板3之间制作支撑层4。

所述支撑层4包括间隔球或支撑柱，用于使所述第一基板1和所述第二基板3之间形成间隙，所述电解质层2填充在所述间隙内。所述支撑层4的厚度为300um-500um。由于所述支撑层4的厚度为300um-500um，因此所述电解质层2的厚度也为300um-500um。

本实施例中，所述背板10的制作方法还包括：

在环绕所述第一基板1和所述第二基板3的边缘制作密封胶，所述密封胶用于连接所述第一基板1和所述第二基板3，并用于密封所述电解质层2。

所述密封胶的材质优选为光固化胶。

本实施例中，所述制作电解质溶液包括：

将0.5毫摩尔的所述硝酸银溶解在2.5毫摩尔的四丁基溴化铵中制作硝酸银溶液；

将0.1毫摩尔的所述氯化铜溶解在10毫升的二甲亚砜中，并添加10wt％的聚乙烯醇缩丁醛形成氯化铜溶液，所述聚乙烯醇缩丁醛作为主聚合物；以及

将所述硝酸银溶液与所述氯化铜溶液的混合溶液按比例混合并搅拌均匀形成所述电解质溶液。

请参阅图8所示，本发明还提供一种背板的调光方法，包括步骤：

s11、提供一背板10，所述背板10包括相对设置的第一基板1和第二基板3；在所述第一基板1和所述第二基板3之间设有电解质层2，所述电解质层2中具有电解液；一驱动电极12分别连接于所述第一基板1和所述第二基板3；所述第一基板1一侧为入光面；

s12、当所述驱动电极13未对所述第一基板1和所述第二基板3施加电压时，所述背板10呈全透明状态；

s13、当所述驱动电极12对所述第一基板1和所述第二基板3施加第一电压时，所述电解液被电解出金属团聚物，所述金属团聚物附着于所述第一基板1的表面，所述背板10呈半透明状态；

s14、当所述驱动电极12对所述第一基板1和所述第二基板3施加第二电压时，所述电解液被电解出金属颗粒，所述金属颗粒附着于所述第一基板1的表面形成金属层，所述背板10呈反射态；以及

s15、当所述驱动电极12对所述第一基板1和所述第二基板3施加第三电压时，所述电解液被电解出金属颗粒，所述金属颗粒附着于所述第二基板3的表面，所述背板10呈暗态。

所述背板10的调光方法的原理具体可参考上述背板10的原理说明，在此不做赘述。

本发明还提供一种显示装置，包括上述背板10。

本发明提供了一种背板10及其调光方法、显示装置，通过在对应实时透明显示的过程中，背板10可随环境光的变化进行透光量的调整，即可实现即时调控显示背景光强，维持显示画面正常显示品质。背板10为盒状结构，利用贵金属粒子的表面等离子共振技术(lspr)，可以在低驱动电压下实现对光线不同透光量及穿透波长的调整。搭配实时监测工具，可以电致调控显示的透光量，也可以调整特定波段的吸收频谱，即可实现即时调控显示背景光强，维持显示画面正常显示品质，增强户外显示的品质及体验。并且其轻便低能耗，可以兼容到头戴式现实增强设备或车载前窗显示屏中，结构简单，不需要偏光片，光效率高。

本发明的显示装置可适用于各种场合，可与各种器件、结构相结合，既可以是显示面板，也可为带有显示功能的其他设备，例如平板电脑、电视机、显示橱窗、头戴式ar设备和车载前窗显示等。应该理解，为了实现功能，本发明的显示装置带有在本说明书中未示出的其他器件、结构等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。