透明显示设备及其控制方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年12月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2012-0157791的优先权，通过引用将其公开的全部内容并入本文。
技术领域
[0003] 本发明设及透明显示设备及其控制方法，更具体地讲，设及一种可通过基于透明 显示设备的周围环境的分析屏蔽入射光来改进可见性的透明显示设备及其控制方法。
【背景技术】
[0004] 透明显示设备是透明地看到屏幕的背景的显示设备，透明显示设备过去主要通过 将视频投影到透明屏幕上来实现。然而，目前已开发出直接包括透明显示装置的显示设备。 由于液晶显示器（LCD)使用两个偏振片，所W液晶显示器具有低透射率，因此难W用作透 明显示设备。特别是，透明显示设备大部分实现在能够自发光的有机发光显示装置（0LED) 中。该种透明显示设备应用于车辆的挡风玻璃或家用玻璃W向用户提供期望的信息。
【发明内容】
[0005] 本公开的实施方式设及一种随着入射在显示器上的外部光改变而调节透射率的 透明显示设备。在一个实施方式中，该透明显示设备包括透明显示单元，该透明显示单元具 有发光像素元件并且透射入射在所述透明显示设备上的第一光的至少一部分。至少一个传 感器生成指示入射在所述透明显示设备上的第二光的照度的至少一个信号。可基于指示所 述第二光的照度的所述信号来调节第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。
[0006] 在一个实施方式中，该透明显示设备包括光控制单元，该光控制单元与所述透明 显示单元交叠。所述光控制单元具有针对所述第一光的可调节透射率，并且可通过基于指 示所述第二光的照度的所述信号调节所述光控制单元的所述可调节透射率来调节所述第 一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分的量。
[0007] 在一个实施方式中，第一光与第二光相同。例如，第一光和第二光二者可来自位于 显示设备的后表面的外部光。在另一实施方式中，第一光和第二光可不同并且入射在透明 显示设备的相反表面上。
[0008] 在一个实施方式中，所述至少一个传感器包括多个传感器，所述多个传感器生成 指示所述透明显示设备的不同位置处的所述第二光的照度的多个信号，并且可基于所述多 个信号在与所述透明显示设备的所述不同位置对应的不同区域中调节所述光控制单元的 所述可调节透射率。
[0009] 在一个实施方式中，所述至少一个传感器还测量所述透明显示设备与外部对象之 间的接近度，并且可基于所述接近度进一步调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单 元的所述部分。在一个实施方式中，所述至少一个传感器包括图像传感器。
[0010] 在一个实施方式中，可基于所述透明显示设备的目标对比度来进一步调节所述第 一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。另外，可基于所述发光像素元件的最大 亮度来进一步调节所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。
[0011] 在一个实施方式中，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分随着 所述第二光的照度增大而减少。在一个实施方式中，当第二光的照度等于或小于第一基准 照度值时，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分被调节为最大量，当第 二光的照度等于或大于第二基准照度值时，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的 所述部分被调节为最小量。
[0012] 在一个实施方式中，所述透明显示设备支持操作的第一模式、第二模式和第=模 式中的至少一个。在所述第一模式下，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述 部分被最大化。在所述第二模式下，所述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部 分被最小化。在所述第=模式下，可基于指示所述第二光的照度的所述信号来调节所述第 一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分。
[0013] 在一个实施方式中，可基于指示第二光的照度的信号来调节发光像素元件的最大 亮度。例如，对透明显示单元的伽马电压可被调节W调节发光像素元件的最大亮度。
[0014] 在一个实施方式中，当所述第二光的照度在预定时段内改变超过预定次数时，所 述第一光中的透射穿过所述透明显示单元的所述部分维持恒定。
[0015] 在一个实施方式中，公开了一种透明显示设备中的操作的方法。该方法包括W下 步骤；生成指示入射在所述透明显示设备上的所述外部光的照度的至少一个信号；W及基 于指示所述外部光的照度的所述信号来调节外部光中的透射穿过所述透明显示单元的部 分。在一个实施方式中，非瞬时性计算机可读介质存储指令，所述指令在被处理器执行时使 得所述处理器执行所述方法。
【附图说明】
[0016] 本发明的W上和其它方面、特征和其它优点将从结合附图进行的W下详细描述更 清楚地理解，附图中：
[0017] 图1是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的示意图；
[001引图2a是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的示意性横截面图；
[0019] 图化和图2c是示出入射到根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备上的光 的不意图；
[0020] 图2d是用于描述根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的光控制单元的 控制的曲线图；
[0021] 图3示出根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的光控制单元的示意图；
[0022] 图4是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的示意图；
[0023] 图5是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的框图；
[0024] 图6a是根据本发明的示例性实施方式的光透射率控制装置的框图；
[0025] 图化是根据本发明的各种示例性实施方式的光透射率控制装置的框图；
[0026] 图7a至图9b是根据本发明的各种示例性实施方式的透明显示设备的示意图；
[0027] 图10是用于描述本发明的光学传感器的屏蔽率和测量值的改变的曲线图；
[0028] 图11是示出根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的控制方法的流程 图；w及
[0029] 图12示出可应用根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的设备的示意 图。
【具体实施方式】
[0030] 本发明的各种优点和特征及其实现方法将从W下参照附图的实施方式的描述而 变得显而易见。然而，本发明不限于本文公开的示例性实施方式，而是将按照各种形式实 现。示例性实施方式仅W示例的方式提供，使得本领域普通技术人员可充分理解本发明的 公开和本发明的范围。因此，本发明将仅由所附权利要求书的范围来限定。
[0031] 指示元件或层在其它元件或层"上"包括W下情况：对应元件就在其它元件上并且 直接接触其它元件的情况W及对应元件有其它层或元件接介入的情况。
[0032] 尽管使用第一、第二等来描述各种组件，该些组件不受该些术语的限制。上述术语 仅用于将一个组件与另一组件区分。因此，在本发明的技术精神内，下面提及的第一组件可 W是第二组件。
[0033] 在附图中，各个元件的尺寸和厚度仅是为了描述方便而任意示出，本发明无需限 于图中所示的那些。
[0034] W下，将参照附图描述本发明的示例性实施方式。
[0035] 图1是根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备的示意图。根据本发明的示 例性实施方式的透明显示设备100包括透明显示单元110、光控制单元120和光学传感器 150。
[0036] 本说明书中的透明显示设备100意指用户所看到的显示设备的屏幕的至少部分 区域透明的显示设备。外部光透射通过透明显示设备100,透明显示设备100同时自发光。 透明显示设备100的用户同时接收通过外部光发送的信息W及从显示设备本身发送的信 息。即，透明显示设备100中的信息性（informativeness)分成显示在透明显示设备100 上的视频的信息性和通过外部光的透明显示设备100的后表面上的背景的信息性。
[0037] 另外，透明显示设备100的可见性分成显示在透明显示设备100上的视频的可见 性和透明显示设备100的后表面上的背景的可见性。
[0038] 就显示的视频的可见性而言，透明显示设备100的后表面上的背景被识别为显示 的视频的干扰或噪声。即，就显示的视频的可见性而言，当从后表面入射的光的量较小时， 显示的视频的可见性改进。然而，为了改进显示的视频的可见性，当在透明显示设备100中 从后表面入射的光被完全阻挡时，由于透明显示设备100的后表面上的背景的信息性也被 阻挡，透明显示设备100的主要功能丢失。
[0039] 根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100被配置为在改进透明显示设 备100中显示的视频的可见性的同时，维持透明显示设备100的后表面上的背景的信息性。
[0040] 投影到透明显示设备100的周围环境具有各种照度化ri曲tness)环境。照度意指 通过照明传感器测量的光的量（单位为lux(勒克斯））。例如，办公室中的照度为约2001UX 至5001UX，建筑物的阴影处或白天的森林中的照度为约20,OOOlux至30,OOOlux，白天太阳 光下的照度为约50,OOOlux至100,OOOlux。由于该种照度环境，存在入射到透明显示设备 100上的光的照度中设及的各种变量。
[0041] 用户的眼睛根据照度环境而变化。例如，用户的眼睛能够在2001UX的低照度环境 下清楚地看到具有低亮度（luminance)的视频，但是无法在30,OOOlux的照度环境下清楚 地看到具有低亮度的视频。通过根据照度环境张大或收缩瞳孔，用户的眼睛能够清楚地看 到具有少量光的视频，或者无法清楚地看到具有高亮度光的视频。
[0042] 传统显示设备包括用于对应于照度环境抑制显示设备的表面反射的配置，但是该 种配置仅考虑从显示设备的前表面反射的光而设计。在根据本发明的示例性实施方式的透 明显示设备100中，除了从前表面反射的光W外，还考虑入射在后表面上的光。另外，由于 入射在透明显示设备100的后表面上的光不是噪声，而是包括用户需要的信息，所W需要 在各种照度条件下平衡由透明显示设备显示的视频的亮度和入射在后表面上的光。目P，通 过适当地维持显示的视频与入射在后表面上的光的强度之间的平衡，可实现显示的视频和 背景视频的最佳可见性。
[0043] 根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100利用光学传感器150测量从光 源140入射的光的特性，并且基于测量的光的特性来调节光控制单元120的光透射率，使得 可使显示在透明显示单元110上的对象130的可见性和透明显示设备100的后表面上的背 景的信息性最大化。
[0044] 根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100可包括各种透明显示单元 110。
[0045] 根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的透明显示单元110可W是透 明有机发光显示装置。透明有机发光显示装置包括发射显示光的发射区域W及入射光透射 穿过有机发光显示装置的透射区域。本说明书中的透明有机发光显示装置意指透明有机发 光显示装置具有至少20%或更高的透射率的显示装置。由于发射区域与透射区域相邻，所 W当入射在透射区域上的光过亮时，透射区域中的光的强度相对弱。因此，透明显示设备的 用户仅能够看到透射区域中的光。因此，在环境光条件下的环境对比度或者在环境光条件 下的伽马曲线特性可根据透射区域的照度而不同地改变。因此，通过调节透明有机发光显 示装置的透射区域的照度或者入射在透明有机发光显示装置的后表面上的光的强度，可控 制对比度。
[0046] 光控制单元120被配置为通过透射、散射、吸收或屏蔽光来改变入射在光控制单 元120上的光的路径，或者改变光的特性。本说明书中的光控制单元120可用作屏蔽单元、 光屏蔽单元、主动屏蔽膜、电动快口单元、主动遮光层或光透射单元。
[0047] 光控制单元120可通过与透明显示设备100的透射区域对应地完全或选择性地控 制入射在透明显示设备100上的外部光的照度，来生成与对象对应的区域W改进对象的可 见性。
[0048] 入射在透明显示设备100上的光的透射率的控制与有多少入射光被吸收或透射 通过透明显示设备密切相关。当光控制单元120的光学反射率较高时，来自后表面的光可 被阻挡。然而，由于光控制单元具有高反射率，所W从前表面入射的光被反射，使得透明显 示设备100的可见性下降。因此，根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的光 控制单元120可具有1%至90%的光透射率，并且光控制单元120的反射率可为10%或更 低。光控制单元120的光透射率可被表示成多个灰度级（gradationlevel)。
[0049] 另外，根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的光控制单元120可W 是MEMS(微电子机械系统）装置。MEMS装置包括基板、薄膜层、空气层和反射膜层。在MEMS装置中，根据打开状态和塌陷状态该两种状态来显示画面。在MEMS装置中，当没有施加电 压时，薄膜层分离，从而可进行选择性反射。当施加低电压W生成静电力时，反射膜层移动 W吸收光。
[0050] 此外，根据本发明的示例性实施方式的透明显示设备100的光控制单元120可W 是电润湿装置或电致变色