本發(fā)明涉及光電顯示技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及一種透明顯示器。

背景技術(shù)：

隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，液晶顯示裝置件被廣泛的應(yīng)用于從小型信息終端至透射型大型 投影設(shè)備的廣大領(lǐng)域。越來越多的廠商相繼推出了具有透視功能的透明顯示器，使用透明顯示器，在施加電壓時(shí)可以看到顯示屏上的顯示信息，而在不施加電壓時(shí)可以通過顯示屏看到顯示屏背面的物體。透明顯示裝置可用除原有的顯示功能外，更具備提供資訊等未來顯示器特色，因此受到市場(chǎng)關(guān)注，未來可能會(huì)取代部分使用顯示器的市場(chǎng)，預(yù)期大量的現(xiàn)有的顯示器市場(chǎng)將被透明顯示器取代，例如在車輛擋風(fēng)玻璃、廣告屏幕、移動(dòng)電話、筆記本電腦等電子產(chǎn)品中得到了應(yīng)用涉及建筑、廣告和公共信息領(lǐng)域。目前，具有 3D 觀看能力的透明顯示器尚不是可用的。

透明顯示器分為抬頭顯示器、透明液晶顯示器即透明LCD與透明有機(jī)電致發(fā)光顯示器即透明OLED，在這些透明顯示中，抬頭顯示是采用影像投影的方法實(shí)現(xiàn)，而透明LCD與透明OLED屬于真正意義上的透明顯示。

透明顯示器一般包括背光模組、陣列基板、液晶層、透明電極、偏振片或配向膜，通過電場(chǎng)控制來改變液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)或是其他電致變色材料，不同區(qū)域從一側(cè)進(jìn)入的光具有左旋或右旋特性，透過液晶層時(shí)被反射或者透射。那么在另一側(cè)的人眼就能看到顯示屏上的顯示信息，或是顯示屏背面的物體。如公開號(hào)為105242447A，公開日為2016年1月13日的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種透明顯示器，其包括沿影像顯示方向依次層疊設(shè)置的背光模組、陣列基板、液晶層和彩膜基板，所述彩膜基板包括多個(gè)相鄰設(shè)置的像素區(qū)，每個(gè)所述像素區(qū)均包括顯示區(qū)與透明區(qū)，所述顯示區(qū)包括紅色子像素區(qū)、綠色子像素區(qū)和藍(lán)色子像素區(qū)，所述透明區(qū)包括白色子像素區(qū)，所述陣列基板上設(shè)置有多個(gè)呈陣列分布的薄膜晶體管，所述多個(gè)薄膜晶體管與所述彩膜基板的所述紅色子像素區(qū)、所述綠色子像素區(qū)、所述藍(lán)色子像素區(qū)和所述白色子像素區(qū)一一對(duì)應(yīng)。

但是以上述專利文獻(xiàn)為代表的現(xiàn)有透明顯示器存在對(duì)比度低的缺點(diǎn)，其對(duì)比度比普通顯示器低很多。原因在于，由于透明顯示器具有一定程度的光穿透性，透明顯示器后側(cè)的背景會(huì)干擾透明顯示器所顯示的圖像，例如是當(dāng)后側(cè)的背景所具有的圖案與透明顯示器所顯示的圖像重疊或是呈現(xiàn)相似的顏色時(shí)，易造成透明顯示器顯示的圖像清晰度不佳以及人眼視覺疲勞等負(fù)面影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和不足，提供一種透明顯示器，采用本發(fā)明，能在提高顯示器對(duì)比度和透過率的同時(shí)具有較低的能耗和更長(zhǎng)的使用壽命，與一般方案依靠反射光線相比，顯示效果更佳，通透性更好，在現(xiàn)有工藝技術(shù)下，更易于實(shí)施，成本較低。

本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種透明顯示器，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的TFT-LCD層、量子轉(zhuǎn)換層、PDLC或PNLC層、導(dǎo)光板層和液晶變光層，其中：

所述的TFT-LCD層是包含前后偏振片的組合陣列基板結(jié)構(gòu)；

所述的量子轉(zhuǎn)換層用于將光線透射的光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成另一種波長(zhǎng)的光，對(duì)應(yīng)照亮TFT-LCD層處于顯像模式下的成像；

所述的PDLC或PNLC層用于使透過的光線呈現(xiàn)散射態(tài)或透明態(tài)；

所述的導(dǎo)光板層用于將LED強(qiáng)光發(fā)散照亮TFT-LCD層中的成像；

所述的液晶層變光層是具有通電變?yōu)殓R面玻璃或斷電變?yōu)橥该鞑ＡУ膶訝罱Y(jié)構(gòu)。

所述的基板為透明的玻璃基板或塑料基板。

所述的TFT-LCD是薄膜晶體管液晶顯示器。

所述的PDLC是指聚合物分散液晶，所述的PNLC是指聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶。

所述的量子轉(zhuǎn)換層是由量子膜或量子涂層形成的量子層。

所述的導(dǎo)光板層采用導(dǎo)光有機(jī)材料板材制成。

在導(dǎo)光板層內(nèi)設(shè)置有直線式LED燈條。

所述的液晶變光層是由現(xiàn)有的變光液晶窗戶中采用的液晶-聚合物復(fù)合材料制成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果如下：

1、本發(fā)明中，采用TFT-LCD層、量子轉(zhuǎn)換層、PDLC或PNLC層、導(dǎo)光板層和液晶變光層這樣順序設(shè)置形成的透明顯示器，量子轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用，使得色域更廣，通透性更好，圖畫顯示效果好。液晶變光層，當(dāng)處于顯像模式時(shí)，向液晶變光層施加電壓，該層中的材料發(fā)生可逆的變化，導(dǎo)致光學(xué)性能改變，透過率驟降，反射率提高，液晶變光層具有了鏡面特性。而不加電時(shí)，透過率恢復(fù)，呈現(xiàn)出普通透明玻璃材料的特性。本申請(qǐng)中，液晶變光層的使用，使得本申請(qǐng)與一般方案依靠反射光線相比，顯示效果更佳，通透性更好，在現(xiàn)有工藝技術(shù)下，更易于實(shí)施，成本較低。

在TFT-LCD層， PDLC或PNLC層，液晶變光層施加合適的電壓 ，此時(shí)，TFT-LCD層提供視頻圖像源，需要后面的層狀結(jié)構(gòu)提供背光照亮。PDLC或PNLC層因施加電壓，液晶微粒的光軸垂直于薄膜表面排列，即與電場(chǎng)方向一致。微粒之尋常光折射率與聚合物的折射率基本匹配，構(gòu)成了一基本均勻的介質(zhì)，該層薄膜呈透明狀。液晶變光層因施加電壓，材料發(fā)生可逆的變化，導(dǎo)致光學(xué)性能改變，透過率驟降，反射率提高，液晶變光層具有了鏡面特性。此時(shí)導(dǎo)光板層作為裝置的光源，強(qiáng)光在導(dǎo)光板層中被均勻的發(fā)散，靠變光層的一側(cè)光線會(huì)在鏡面的變光層結(jié)構(gòu)全反射，層狀結(jié)構(gòu)密封好，也不會(huì)從兩側(cè)漏光，這一側(cè)的光束得到充分的利用。導(dǎo)光板層靠近液晶層一側(cè)的光線結(jié)合另一側(cè)反射過來的光線幾乎無衰減的透過呈透明狀態(tài)的液晶層，進(jìn)而再透過波長(zhǎng)變換的量子層，光線中不同波長(zhǎng)的成分轉(zhuǎn)換成所需的波長(zhǎng)長(zhǎng)度，最終投射到TFT-LCD層，作為強(qiáng)光面光源，使得TFT-LCD層色彩鮮艷，對(duì)比度高，圖像具有很高的質(zhì)量。人眼就能清晰地觀察到TFT-LCD層中的顯示的圖像。

2、本發(fā)明中，使用直線的LED燈條通過導(dǎo)光板，轉(zhuǎn)換成兩位平面畫面照射使用的背光，可以減少LED燈珠的用量，容易批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。當(dāng)工作在顯像模式下，開啟導(dǎo)光板層，LED強(qiáng)光在導(dǎo)光板層中被均勻的發(fā)散照亮TFT-LCD層中的成像，避免了透過圖像局部產(chǎn)生光斑亮暗不均。

3、本發(fā)明中，PDLC或PNLC層的應(yīng)用，如果施加低頻電壓，液晶分子由于電場(chǎng)的作用，使透過的光線呈現(xiàn)散射態(tài)，去掉低頻電壓后，散射狀態(tài)保持不變，如果施加高頻電壓，液晶分子隨著電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，呈現(xiàn)平行排列，使得液晶層顯示透明態(tài)，同樣去掉高頻電壓后仍可保持透明態(tài)。由于維持在一個(gè)狀態(tài)時(shí)無需持續(xù)加電壓，因此本顯示器的能耗顯著降低。

附圖說明

下面將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記：

1、TFT-LCD層，2、量子轉(zhuǎn)換層，3、PDLC或PNLC層，4、導(dǎo)光板層，5、液晶變光層，6、LED燈條，7、透明工作模式，8、透明顯像模式，9、前偏振片，10、后偏振片，11、透明電極。

具體實(shí)施方式

作為本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，請(qǐng)參閱圖 1，本發(fā)明實(shí)施例提供的透明顯示器包括常白模式的TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）層1 和量子轉(zhuǎn)換層2， PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal)或PNLC (Polymer Network Liquid Crystal)層3，導(dǎo)光板層4，液晶變光層5。

如圖所示， TFT-LCD層1的設(shè)計(jì)是包含前后偏振片的組合陣列基板結(jié)構(gòu)，具有成像和透明兩種狀態(tài)。組合陣列基板結(jié)構(gòu)在圖上是指1，9, 10 三層組合結(jié)構(gòu)，整個(gè)叫陣列基板。其中9 是所述的前偏振片結(jié)構(gòu)，起偏作用。10 后偏振片，檢偏作用。所述基板為透明的玻璃基板或塑料基板，所述的偏振片除了改變傳輸?shù)搅孔訉?的光旋轉(zhuǎn)或延遲，還能夠用來改進(jìn)顯示器的對(duì)比率和減少透射時(shí)的眩光。其工作模式分為常白透明模式7和顯像模式8，當(dāng)發(fā)明處于常白透明模式時(shí)，配合導(dǎo)光板4處于關(guān)閉狀態(tài)，液晶變光層5處于通透狀態(tài)。光線以透明狀態(tài)7無障礙穿過整個(gè)結(jié)構(gòu)，人眼可以清晰地看到發(fā)明之后的景象。

量子轉(zhuǎn)換層2將光線透射的光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成另一種波長(zhǎng)的光，對(duì)應(yīng)照亮TFT-LCD層1處于顯像模式8下的成像，使得畫面顯示有色彩變換效果。該量子轉(zhuǎn)換層是由量子膜或量子涂層形成的量子層，使得色域更廣，生產(chǎn)成本低，圖畫顯示效果好。

PDLC或PNLC層3中包括：高分子聚合物，如果施加低頻電壓，液晶分子由于電場(chǎng)的作用，使透過的光線呈現(xiàn)散射態(tài)，去掉低頻電壓后，散射狀態(tài)保持不變，如果施加高頻電壓，液晶分子隨著電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，呈現(xiàn)平行排列，使得液晶層顯示透明態(tài)，同樣去掉高頻電壓后仍可保持透明態(tài)。由于維持在一個(gè)狀態(tài)時(shí)無需持續(xù)加電壓，因此顯示裝置的能耗顯著降低。驅(qū)動(dòng)液晶所包括的透明電極材料為透明金屬氧化物。

導(dǎo)光板層4按照透光的圖像形狀通過激光切割或者模具注塑成型的方法制作成型。導(dǎo)光板層采用測(cè)發(fā)光原理。可以用具備光擴(kuò)散性的PS（聚苯乙烯）、PC（聚碳酸酯）、PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）材料的薄膜型導(dǎo)光板，具有一定霧度、透光率，能有效的將點(diǎn)或線光源轉(zhuǎn)化為柔和、均勻的面光源，在達(dá)到透光率的前提下，同時(shí)具有良好的光源點(diǎn)陣遮蔽性，且價(jià)格便宜。也可以采用厚度較厚的PMMA（亞克力）材料來制成擴(kuò)散導(dǎo)光板，此種擴(kuò)散導(dǎo)光板通過其表面的微特征結(jié)構(gòu)的陣列排列，使光線向不同方向進(jìn)行折射。PMMA型的導(dǎo)光板材料可以改變微觀結(jié)構(gòu)和排布，調(diào)整擴(kuò)散角度、光場(chǎng)的空間和能量分布。相比傳統(tǒng)導(dǎo)光板，亮度更高，尺寸安定性優(yōu)良，耐久性優(yōu)異，不易黃化。使用直線的LED燈條6通過導(dǎo)光板，轉(zhuǎn)換成兩位平面畫面照射使用的背光，可以減少LED燈珠的用量，容易批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。當(dāng)本發(fā)明工作在顯像模式8下，開啟導(dǎo)光板層，LED強(qiáng)光在導(dǎo)光板層中被均勻的發(fā)散照亮TFT-LCD層1中的成像，避免了透過圖像局部產(chǎn)生光斑亮暗不均。

液晶變光層5，是利用液晶變光窗中的液晶材料。電致變色材料能在外加較低的驅(qū)動(dòng)電壓或電流作用下，發(fā)生可逆的顏色變化，是材料的價(jià)態(tài)和組分發(fā)生可逆的變化，使材料的光學(xué)性能發(fā)生改變或者保持改變。當(dāng)發(fā)明處于顯像模式8，向液晶變光層5施加電壓，該層中的材料發(fā)生可逆的變化，導(dǎo)致光學(xué)性能改變，透過率驟降，反射率提高，液晶變光層5具有了鏡面特性。而不加電時(shí)，透過率恢復(fù)，呈現(xiàn)出普通透明玻璃材料的特性。

液晶變光層可以采用的如 CN202810544U，公開日為 2013年3月20日中所述的變光窗體的結(jié)構(gòu)。

本方案提供的透明顯示器，包括沿影像顯示方向依次層疊設(shè)置的TFT-LCD層1、量子轉(zhuǎn)換層2、PDLC或PNLC層3、導(dǎo)光板層4、液晶變光層5。

當(dāng)本發(fā)明工作在透明工作模式7時(shí)，液晶變光層5不加電，處于通透狀態(tài)可以理解成高透過率透明玻璃，導(dǎo)光板層4不加電，由自然光幾乎無衰減透過，PDLC或PNLC層3也不影響光線通過。量子轉(zhuǎn)換層2可以將光線中不同波長(zhǎng)的成分轉(zhuǎn)換成所需的波長(zhǎng)長(zhǎng)度。只有TFT-LCD層加電，開啟常白模式，使得光線無障礙透射。處于該工作模式下，人眼可以清晰地觀察到發(fā)明之后的景象。

當(dāng)本發(fā)明工作在顯像模式8時(shí)，在TFT-LCD層1， PDLC或PNLC層3，液晶變光層5施加合適的電壓 ，此時(shí)，TFT-LCD層1提供視頻圖像源，需要后面的層狀結(jié)構(gòu)提供背光照亮。PDLC或PNLC層3因施加電壓，液晶微粒的光軸垂直于薄膜表面排列，即與電場(chǎng)方向一致。微粒之尋常光折射率與聚合物的折射率基本匹配，構(gòu)成了一基本均勻的介質(zhì)，該層薄膜呈透明狀。液晶變光層5因施加電壓，材料發(fā)生可逆的變化，導(dǎo)致光學(xué)性能改變，透過率驟降，反射率提高，液晶變光層5具有了鏡面特性。此時(shí)導(dǎo)光板層4作為裝置的光源，強(qiáng)光在導(dǎo)光板層中被均勻的發(fā)散，靠變光層的一側(cè)光線會(huì)在鏡面的變光層結(jié)構(gòu)全反射，層狀結(jié)構(gòu)密封好，也不會(huì)從兩側(cè)漏光，這一側(cè)的光束得到充分的利用。導(dǎo)光板層靠近液晶層一側(cè)的光線結(jié)合另一側(cè)反射過來的光線幾乎無衰減的透過呈透明狀態(tài)的液晶層，進(jìn)而再透過波長(zhǎng)變換的量子層，光線中不同波長(zhǎng)的成分轉(zhuǎn)換成所需的波長(zhǎng)長(zhǎng)度，最終投射到TFT-LCD層，作為強(qiáng)光面光源，使得TFT-LCD層色彩鮮艷，對(duì)比度高，圖像具有很高的質(zhì)量。人眼就能清晰地觀察到TFT-LCD層中的顯示的圖像。