透明显示装置的制作方法

1.本发明涉及一种透明显示装置，特别是指为正面和背面视角提供可读信息的透明显示装置。


背景技术：

2.—般而言，液晶显示器可以大致上区分为穿透式液晶显示器、反射液晶显示器与半穿透半反射液晶显示器。随着显示器的应用领域日趋广泛，透明显示器已经逐渐被开发。透明显示器是指显示器本身具有一定程度的穿透性，能够清楚地显示面板后方的背景。透明显示器适用于建筑物窗户、汽车车窗与商店橱窗等多种应用，除了原有的透明显示功能以外，还具有未来可能作为信息显示器的发展潜力，因而备受市场关注。
3.利用透明显示器的透明特性虽可发展出许多原有非透明显示器所不能做到的应用方式，然其透明特性也有其缺点。例如当使用透明显示器时，其背景可能会影响到使用者的观赏质量，当环境背景的光线太强，或背景颜色、线条太过复杂时，都可能会影响到使用者对显示图像的判读，而大大降低了透明显示器的观赏质量。再者，透明显示器可以显示正面和背面视角的图像。然而，当从透明显示装置的正面阅读文字时，文字被反转并且不容易从背面视角阅读。


技术实现要素：

4.本发明提供一种透明显示装置，包括多个像素单元，其中所述多个像素单元中的一像素单元具有透明区域和显示区域。像素单元包括第一基板，第二基板，显示介质，第一反射材料及第二反射材料。显示介质设置于所述第一基板与所述第二基板之间，第一反射材料设置于所述显示区域且设置于所述第一基板与所述显示介质之间，第二反射材料设置于所述显示区域并设置于所述第二基板与所述显示介质之间。
5.本发明提供另提供一种透明显示装置，包括多个像素单元，其中所述多个像素单元中的一像素单元具有透明区域和显示区域，并包括第一透明显示面板，及第二透明显示面板。所述第一透明显示面板和所述第二透明显示面板重叠。所述第一透明显示面板包括第一反射材料，所述第二透明显示面板包括与所述第一反射材料对应设置的第二反射材料，所述第一反射材料和所述第二反射材料设置在所述显示区域中。
附图说明
6.图1a-图1c是实施例中透明显示装置的示意图。
7.图2a-图2c是图1a中透明显示装置的一些变化实施例的示意图。
8.图3a-图3c是图1a-图1c中透明显示装置包括彩色滤光片的变化实施例的示意图。
9.图4a-图4b是图1a-图1c中透明显示装置的变化实施例的示意图。
10.图5是图1b中透明显示装置的变化实施例的示意图。
11.图6a-图6c是另一个实施例中透明显示装置的示意图。
12.图7a-图7c是图6a-图6c中透明显示装置包括彩色滤光片的变化实施例的示意图。
13.图8a-图8c是图7a-图7c中透明显示装置的变化实施例的示意图。
14.图9a-图9b是图7a-图7c中透明显示装置的变化实施例的示意图。
15.图10a-图10b是图6a-图6c中透明显示装置的变化实施例的示意图。
16.图11是两个显示面板的重叠的示意图。
17.图12是反射材料及导线的示意图。
18.附图标记说明：100,200,300-透明显示装置；200a,200b-透明显示面板；px1,px2-像素单元；r1,r2,r21,r22,r22_1,r22_2,r3,r4-面板区域；r11,r12-透明区域；101,102,101a,101b,102a,102b-基板；110,111,112,113,114,110a,110b,111a,111b-电极；lc,lc1,lc2-显示介质；108,109,108_1,108_2,109_1,109_2,308-反射材料；105,106,205,206-箭头；115_1～115_3,115a_1～115a_3,115b_1～115b_3-彩色滤光片；sb-子像素；gl,gl1,gl2-栅极线；dl,dl1,dl2-数据线；x1,x2,y1-像素间距。
具体实施方式
19.图标的架构、元件数量、层数、位置分布、比例等仅为举例，以助说明及理解实施例，而非用以限制实施例的样态与范围。本文中若有提及第一、第二等序数，仅为用以区隔相异元件，而非限制制程先后或重要性。
20.本发明通篇说明书与权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求书中，“具有”与“包括”等词为开放式词语，因此其应被解释为“包括但不限定为
…”
之意。
21.应了解到，当元件或膜层被定义为设置在另一个元件或膜层“上”或“连接”另一个元件或膜层时，它可以直接在此另一元件或膜层上或直接连接到此另一元件或层，或者两者之间存在有其他插入的元件或膜层(非直接接触)。相反地，当元件被定义为“直接”在另一个元件或膜层“上”或“直接连接”另一个元件或膜层时，两者之间不存在有插入的元件或膜层。
22.术语“大约”、“等于”、“相等”或“基本相同”通常代表落在给定数值或范围的20％范围内，或代表落在给定数值或范围的10％、5％、3％、2％、1％或0.5％范围内。
23.此外，术语“在从第一值到第二值的范围内”表示该范围包括第一值、第二值以及在这两者之间的其他值。尽管诸如第一、第二、第三等术语。可以用来描述不同的组成元素，但这些组成元素不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分说明书中的组成元素和其他组成元素。权利要求可以不使用相同的术语，而是可以使用第一、第二、第三等术语，表示元素被定义的顺序。因此，在以下描述中，第一组成元素可以是权利要求中的第二组成元素。
24.在本发明中，透明显示装置一般包括永久透明区域或开关下的透明区域。在一个实施例中，永久透明区域可以是透明材料。然而，一些材料可能具有非透明状态，但可以通过施加偏压控制下切换到透明状态。换言之，本发明可根据实际设计形成透明区域。
25.此外，透明显示装置的外观可以是矩形、圆形、多边形、边缘弯曲的形状或其他合适的形状。透明显示装置还可以包括驱动系统、控制系统、光源系统、搁架系统等，以及支持透明显示装置的外围系统。
26.须知悉的是，以下所举实施例可以在不脱离本发明的精神或相冲突下，将数个不同实施例中的技术特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。
27.请参考图1a至图1c。图1a是第一实施例中具有像素单元的透明显示装置100的前视图。为了清楚地描述结构，图1a至图1c中示出了一个像素单元px1。在其他实施例中，透明显示装置100可包括多个像素单元，但本发明不以此为限。图1b是图1a沿线1b-1b'的剖视图。图1c是透明显示装置100的后视图。图1a是图1b的从左向右看的示意图。图1c是从右向左观察的图1b的示意图。如图1a至1c所示，像素单元px1具有透明区域r1和显示区域r2。显示区域r2可以包括第一区域r21和第二区域r22。在前视图中，如图1a所示，第一区域r21设置在透明区域r1和第二区域r22之间。在本发明中，例如，显示区域r2可以用于显示图像。在透明区域中，可以从透明显示装置100的一侧看到另一侧的屏幕或物体，但本发明不限于此。
28.在其他实施例中，例如，像素单元px1可以粗略地定义为被两条扫描线和两条数据线包围。在一些实施例中，相邻的两条扫描线为两条具有相同功能的扫描线，并且在两条具有相同功能的扫描线之间不存在与上述两条扫描线具有相同功能的其他扫描线。数据线为两条功能相同的数据线，两条数据线之间不存在与上述两条数据线功能相同的其他数据线，但本发明不以此为限。在本实施例中，像素单元可以是扫描线下边缘、相邻扫描线下边缘、数据线左边缘和相邻数据线左边缘所包围的区域。在其他实施例中，一个像素单元也可以是由沿扫描线x轴方向延伸的中心线、沿相邻扫描线l的x轴方向延伸的中心线、沿扫描线l延伸的中心线围绕的区域、沿数据线y轴方向延伸的中心线，以及沿y轴延伸的相邻数据线的中心线。在其他实施例中，像素单元还可以被扫描线的上边缘、相邻扫描线的上边缘、数据线的右边缘和相邻数据线的右边缘所包围。然而，本发明不限于此。像素单元可以包括部分垂直叠层(或元件)结构，例如至少部分基板101、部分基板102及/或部分显示介质。
29.在图1a至图1c中，透明区域r1可以是透明的，而第一区域r21和第二区域r22都是主动区域。在本实施例中，图1b的像素单元px1包括基板101、基板102以及设置在基板101和基板102之间的显示介质lc。基板101和基板102的材料可以为柔性基板、刚性基板或其组合。例如，基板101和基板102的材料可以包括塑料、玻璃、石英、蓝宝石、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、其他合适的透明基板材料，或者这些材料的组合，但不限于此。在本发明中，基板101上可设置其他元件(例如晶体管及/或导线等)，但不以此为限。上述基板101及/或第二基板102可以与其他像素单元中的基板为同一基板。
30.如图1b的1b-1b’剖面图所示，电极111和电极112设置在基板101上，分别设置在第一区域r21和第二区域r22中。此外，电极111与电极112设置于基板101与显示介质lc之间。电极111和电极112可以是像素电极。在显示区域r2中，反射材料109设置于电极111上且设置于基板101与显示介质lc之间。反射材料109与电极111在基板101表面的方向上(例如z轴方向)至少部分重叠。第一区域r21和第二区域r22中的中的电极111和电极112可以分开控制。电极111与电极112的材质可包括透明导电材料，例如氧化铟锡、氧化铟锌、氧化铟、氧化锌、氧化锡、有机导电材料、其他合适的材料或上述的组合，但本发明不限于此。
31.在图1a至图1c中标记了x轴方向、y轴方向和z轴方向。z轴方向垂直于基板101或基板102的上表面或下表面，x轴方向和y轴方向可平行于基板101或基板102的上表面或下表面。z轴方向可以垂直于x轴方向和y轴方向，x轴方向可以垂直于y轴方向。在图中，可以根据
x轴方向、y轴方向和z轴方向来描述结构中的空间关系。
32.请参考图1b，电极110设置于基板102上，且设置于第一区域r21与第二区域r22中。在显示区域r2的第二区域r22中，反射材料108设置于电极110上并设置于基板102与显示介质lc之间。此外，反射材料108设置在第二区域r22中，并在z方向上可以不与反射材料109重叠。第一区域r21中前视图的内容如箭头105所指，后视图内容由箭头106所指示。反射材料108和反射材料109可以是较高反射率的材料，包括金、金合金、铝及/或铝合金等，但不限于此。在本实施例中，图1a和图1c仅示出了反射材料108和反射材料109的位置，省略了其他部件。
33.图2a至图2c是第一实施例的变化实施例的示意图。图2a至图2c是透明显示装置的第一实施例的前视图及后视图。图2a至图2c示出了反射材料108和反射材料109在一个像素单元px1中的位置。
34.在图2a和图2b中，透明区域r1可以被划分为二个或多个单独的子区域，例如，透明区域r11和透明区域r12。透明区域r12分隔第一区域r21和第二区域r22，换言之，透明区域r12是设置在第一区域r21和第二区域r22之间。在一些实施例中，至少第一区域r21及/或第二区域r22可被划分为两个或更多个区域，或者透明区域r1的延伸部分将第一区域r21及/或第二区域r22分隔开。详细而言，如图2c所示，反射材料108_1与反射材料108_2可设置于基板102上并且分别设置于第二子区域r22_1与第二子区域r22_2。反射材料109_1与反射材料109_2设置于基板101上且分别设置于第一子区域r21_1与第一子区域r21_2中，但不以此为限。
35.图3a至图3c是包括彩色滤光片115_1至115_3的变化实施例的示意图。图3a为透明显示装置100的像素单元px1的前视图。在本实施例中，像素单元px1可包括三个子像素sb(如虚线所示为一个子像素sb)。一个子像素sb的结构可以与图1a所示的像素单元px1相同。图3b是图3a沿线3b-3b'的剖视图。图3c是透明显示装置100的像素单元px1的后视图。图3c是图3b从左到右观察的示意图。
36.图3a至图3c的实施例可包括彩色滤光片115_1至115_3，例如rgb彩色滤光片。彩色滤光片设置于基板102上且设置于第一区域r21与第二区域r22中。此外，彩色滤光片可设置于基板102与电极110(或显示介质lc)之间。详细而言，在本实施例中，反射材料108设置于基板102上，电极110设置于反射材料108上，而彩色滤光片115_1至115_3设置于反射材料108与显示介质lc之间，但实施例不限于这种结构。以此方式，由于反射材料108、反射材料109和彩色滤光片的设置，透明显示装置可正确显示图像颜色、前视角及后视角的可见内容。在一些实施例中，彩色滤光片115_1至115_3可以包括其他颜色及/或彩色滤光片115_1至115_3可以具有相同的颜色，但不限于此。
37.在一些实施例中，电极110可以分为三个部分，分别属于每个子像素sb。在另一实施例中，电极110可以是与一个或多个子像素sb的第一区域r21和第二区域r22重叠的电极，并且可以延伸到透明显示装置100的其他区域中，但不限于此。
38.图4a及图4b为图1b的变化实施例的截面图。根据设计，电极110及/或电极111可以从第一区域r21及/或第二区域r22中延伸到透明区域r1。详细而言，图4a显示电极111延伸至透明区域r1，而图4b显示电极110延伸至透明区域r1，但不以此为限。另外，电极111可设置在第一区域r21和透明区域r1中。
39.如图5示出图1b中第一实施例的变化实施例。图5为透明显示装置100的剖面图。透明显示装置100的像素单元px1还包括电极113和电极114，可设置于透明区域r1。电极113和电极114可以分别设置于基板101和基板102上。实施例中的电极材料可以与前述电极的材料相同或相似，在此不赘述。在本实施例中，电极113设置于基板102上且设置于透明区域r1。电极114设置在基板101上并且设置于透明区域r1。此外，电极113设置于基板102与显示介质lc之间，且电极114设置于基板101与显示介质lc之间。
40.在一些实施例中，若透明区域r1一般为透明状态，可对电极113和电极114两者施加0v或相同的电压，或对电极113和电极114两者施加任何其它电压以使透明区域r1变为漫射状态。若透明区域r1一般为漫射状态，可对电极113和电极114施加0v或相同的电压，使透明区域r1维持漫射状态。也可对电极113和电极114两者施加任何其它电压，以使透明区域r1变为透明状态。
41.图6a至图6c是透明显示装置200的另一实施例的示意图。图6a是透明显示装置200的实施例的前视图。图6b是图6a沿线6b-6b'的剖视图。图6c是透明显示装置200的后视图。图6a是图6b从左向右观察的示意图。图6c是图6b从右向左观察的示意图。在实施例中，观察方向由箭头205和206指示。
42.请参考图6b，在本实施例中，透明显示装置200可包括第一透明显示面板200a和与第一透明显示面板200a重叠的第二透明显示面板200b。透明显示装置200包括像素单元px2，像素单元px2包括透明区域r3和显示区域r4。像素单元px2包括可以如图6a至图6c所示叠在一起的第一透明显示面板200a和第二透明显示面板200b。透明显示装置200可以包括多个像素单元px2。换言之，像素单元px2可以包括第一透明显示面板200a的一部分和第二透明显示面板200b的一部分，但不以此为限。
43.第一透明显示面板200a包括第一基板102a、第二基板101a和第一反射材料108。第二透明显示面板200b包括第三基板101b、第四基板102b和第二反射材料109，第二反射材料109可对应第一反射材料108设置，且第一反射材料108与第二反射材料109设置于显示区域r4。第二基板101a与第三基板101b相邻，且第二基板101a与第三基板101b设置于第一反射材料108与第二反射材料109之间。第一反射材料108与第二反射材料109可以包括金、金合金、铝及/或铝合金，但不限于此。
44.第一透明显示面板200a可包括设置在第一基板102a和第二基板101a之间的第一显示介质lc1。第一反射材料108设置于第一显示介质lc1和第二基板101a之间。第二透明显示面板200b可包括设置在第三基板101b和第四基板102b之间的第二显示介质lc2。第二反射材料109设置于第二显示介质lc2和第三基板101b之间。
45.如图6b的6b-6b'剖面图所示，电极110a设置在基板102a上，电极111a设置在基板101a上，电极111b设置在基板101b上，以及电极110b设置在基板102b上。图中的电极材料与前述电极材料相同或相似，不再赘述。
46.图7a至图7c是图6a至图6c的变化实施例。透明显示装置200还包括彩色滤光片115a_1至115a_3以及彩色滤光片115b_1至115b_3(类似于第一实施例中的彩色滤光片115_1至115_3)，其设置于第一透明显示面板200a和第二透明显示面板200b的显示区域r4。
47.图7a是透明显示装置200的前视图。图7b是图7a沿线7b-7b’的剖面图。图7c是透明显示装置200的后视图。图7a是图7b从左向右观察的示意图。图7c是图7b从右向左观察的示
意图。示意图可以包括透明区域r3和显示区域r4。
48.在第一透明显示面板200a中，彩色滤光片115a_3可设置在基板102a与基板102a的电极110a之间。第一反射材料108可以设置在基板101a的电极111a上。彩色滤光片115b_3可设置在第二透明显示面板200b的基板102b与基板102b的电极110b之间。第二反射材料109可以设置在基板101b的电极111b上。
49.图8a至图8c为图7a至图7c的变化实施例。本实施例的透明显示装置200与图7a至图7c所示的透明显示装置相似。不同之处在于，反射材料108设置于基板101a与电极111a之间。此外，彩色滤光片115a_1至115a_3中的至少一者设置于反射材料108上且设置于反射材料108与电极111a之间。反射材料109设置于基板101b与电极111b之间。此外，彩色滤光片115b_1至115b_3中的至少一者设置于反射材料109上且设置于反射材料109与电极111b之间。
50.图9a至图9b是图7b中实施例的另一变化实施例的示意图。请参考图9a，本实施例的透明显示装置200与图7b所示的透明显示装置类似。不同之处在于，反射材料109设置于基板101b与电极111b之间。此外，彩色滤光片115b_1至115b_3中的至少一者设置于基板101b上且设置于反射材料109与电极111b之间。
51.请参考图9b，本实施例的透明显示装置200与图7b所示的透明显示装置相似。不同之处在于，彩色滤光片115a_1至115a_3中的至少一者设置于反射材料108上且设置于反射材料108与电极111a之间。然而，本发明不限于此，彩色滤光片和反光材料的位置可根据实际设计设置在合适的位置。
52.图10a及图10b为图6b实施例的另一变化实施例的示意图。请参考图10a，本实施例的透明显示装置200与图6b所示的透明显示装置相似。不同之处在于，在本实施例中，电极111a及/或电极111b可根据设计由显示区域r4延伸至透明区域r3，但不以此为限。
53.请参考图10b，本实施例的透明显示装置200与图6b所示的透明显示装置类似。不同之处在于，在本实施例中，电极110a及/或电极110b可根据设计由显示区域r4延伸至透明区域r3，但不以此为限。
54.图11是图7b重叠的两个显示面板的前视图。在图11的左侧图，第一透明显示面板200a的前视图可以包括多条第一导线，例如栅极线gl1和数据线dl1。图11中央图为第二透明显示面板200b的后视图。第二透明显示面板200b包括多条第二导线，例如栅极线gl2和数据线dl2。图11的右侧图标出第一透明显示面板200a和第二透明显示面板200b重叠的示意图。图11中的透明显示面板200包括多个子像素单元sb。当面板重叠黏合时，第一透明显示面板200a中的显示区域r4(包括电极110a、电极111a、彩色滤光片115a_1至115a_3以及反射材料108)与第二透明显示面板200b中的显示区域r4不平行。此外，当面板重叠黏合时，第一透明显示面板200a中的至少一第一导线，例如数据线dl1或栅极线gl1，不平行于第二透明显示面板200b中的至少一第二导线。在一些实施例中，第一透明显示面板200a的至少一第一导线与第二透明显示面板200b的至少一第二导线中所形成的角度可以大于4度。在另一实施例中，两个相邻反射材料之间的空间或间隙可以小于10μm。因此可以达到更好的显示质量。图11仅是帮助理解本发明的示意图，实施例不限于此。
55.图12是透明显示装置300的反射材料及导线的示意图。如图12所示，多条栅极线gl可以彼此平行并与显示器形成一定角度。反射材料308可以设置在栅极线gl的至少一部分
上以防止露出。换言之，第一导线的至少一部分与反射材料308的至少一部分重叠。在图12中，位于反射材料308后面的栅极线gl的部分以虚线示出。
56.在一些实施例中，反射材料308沿一个方向排列，该方向可视为虚拟矩形对角线的延伸方向，虚拟矩形的第一边沿x轴方向延伸，第二边沿y轴方向延伸。在一些实施例中，反射材料308的斜率小于像素间距y1、像素间距x1或小于像素间距y1，子像素间距x2(子像素间距x2小于像素间距y1)。本实施例中的像素间距x1可以定义为上述x轴方向上相邻的两个同色子像素的数据线dl同侧的最小间距。本实施例中的子像素间距x2可以定义为上述x轴方向上相邻两条数据线dl的相同侧边之间的最小距离。本实施例中的像素间距y1可以定义为y轴方向，相邻两条栅线gl的相同侧边之间的距离。因此，这种设计可以实现更好的显示质量。
57.上述实施例解决了现有技术在从透明显示装置的背面观看时文字颠倒或难以辨认的问题，以及可在双面板透明显示装置中减少或消除摩尔纹(moir
é
pattern)，以实现更好的显示质量。
58.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。