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CN102759834A - 显示装置以及操作该显示装置的方法 - Google Patents

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CN102759834A CN2012100120998A CN201210012099A CN102759834A CN 102759834 A CN102759834 A CN 102759834A CN 2012100120998 A CN2012100120998 A CN 2012100120998A CN 201210012099 A CN201210012099 A CN 201210012099A CN 102759834 A CN102759834 A CN 102759834A
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Abstract

显示装置，可包括：第一衬底，由像素区和邻近所述像素区的透射区限定，所述像素区沿着第一方向发光，而且所述透射区透射外部光；第二衬底，面对所述第一衬底，并且对限定在所述第一衬底上的像素进行密封；光学滤波器，设置在所述显示装置的第一侧上，光穿过所述显示装置的第一侧发射，而且所述光学滤波器被配置为使以预定方向旋转的圆偏振光透射；以及光学反射转换装置，设置在所述显示装置与所述第一侧相对的第二侧上，所述光学反射转换装置被配置为根据所述显示装置的操作模式改变外部光的反射率。

Description

显示装置以及操作该显示装置的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年4月25日向韩国知识产权局提交的第10-2011-0038440号韩国专利申请的权益，其公开内容以引用方式整体并入本文。
技术领域
实施方式涉及显示装置。更具体地，实施方式涉及能够根据模式改变光透射率的显示装置，以及操作该显示装置的方法。
背景技术
由于有机发光显示装置的宽视角、高对比度、响应时间短、以及低功耗的特点，因此有机发光装置的应用已经从个人便携式设备(如MP3播放器、移动电话)增加到电视设备。有机发光显示装置具有发射特性。因此，不同于液晶显示装置，有机发光显示装置不要求额外光源。因此，可以减少有机发光装置的厚度和重量。此外，通过在透明型显示装置中形成薄膜晶体管和有机发光装置，并且通过形成与像素区分离的透明区(或透明窗)，有机发光显示装置可以形成在透明显示装置中。
发明内容
根据一个实施方式，显示装置可包括：第一衬底，由像素区和邻近所述像素区的透射区限定，所述像素区沿着第一方向发光，而且所述透射区透射外部光；第二衬底，面对所述第一衬底，并且对限定在所述第一衬底上的像素进行密封；光学滤波器，设置在所述显示装置的第一侧上，光穿过所述显示装置的第一侧发射，而且所述光学滤波器被配置为使以预定方向旋转的圆偏振光透射；以及光学反射转换装置，设置在所述显示装置与所述第一侧相对的第二侧上，所述光学反射转换装置被配置为根据所述显示装置的操作模式改变外部光的反射率。
像素可包括：像素电路单元，位于所述第一衬底上的所述像素区中，所述像素电路单元包含至少一个薄膜晶体管；第一绝缘膜，至少覆盖所述像素电路单元；第一电极，位于所述第一绝缘膜上并且电连接至所述像素电路单元，所述第一电极位于所述像素区中并且不与所述像素电路单元交叠，而且所述第一电极由透明传导材料形成；第二电极，被配置为对沿着朝向所述第一电极的方向发射的光进行反射，而且所述第二电极面对所述第一电极并且位于所述像素区中；以及有机膜，位于所述第一电极与所述第二电极之间，所述有机膜包含发光层。
所述光学滤波器可位于所述第一衬底的外侧，而且所述光学反射转换装置可位于所述第二衬底的外侧。
所述像素可包括所述透射区和多个像素区，所述多个像素区通过在其间插入所述透射区而彼此分离。
显示装置可进一步包括不覆盖所述第一电极的部分的第二绝缘膜，所述第二绝缘膜至少位于所述像素区的像素区部分上以及所述第一绝缘膜上的所述透射区上，其中所述有机膜位于所述第一电极没有被所述第二绝缘膜覆盖的第一电极部分上。
像素可包括：像素电路单元，位于所述第一衬底上的所述像素区中，所述像素电路单元包含至少一个薄膜晶体管；第一绝缘膜，至少覆盖所述像素电路单元；第一电极，位于所述第一绝缘膜上并且电连接至所述像素电路单元，所述第一电极位于所述像素区中并且与所述像素电路单元交叠，而且所述第一电极包括传导材料反射膜；第二电极，面对所述第一电极并且被配置为对待沿着与所述第一电极相反的方向发射的光进行反射；以及有机膜，位于所述第一电极与所述第二电极之间，所述有机膜包含发光层。
所述光学滤波器可位于所述第二衬底的外侧，而且所述光学反射转换装置可位于所述第一衬底的外侧。
所述像素可包括所述透射区和多个像素区，所述多个像素区通过插入所述透射区而彼此分离。
显示装置可进一步包括不覆盖所述第一电极的部分的第二绝缘膜，所述第二绝缘膜至少位于所述像素区的像素区部分上和所述第一绝缘膜的所述透射区上，其中所述有机膜位于所述第一电极不被所述第二绝缘膜覆盖的第一电极部分上。
所述光学滤波器可以是线偏振滤波器和Lambda/4延迟器或圆偏振滤波器的组合。
所述光学反射转换装置可具有所述外部光的反射率与所述外部光的透射率之和为1的限制。
所述光学反射转换装置可以是液晶装置或电致变色装置。
所述电致变色装置可包括：一对透明电极层，功率被施加至所述透明电极层；以及电致变色材料层，位于所述透明电极层之间并且包含电致变色材料，所述电致变色材料的状态由施加至所述透明电极层的功率改变，从而控制所述显示装置的光学反射率。
在第一模式下，所述光学反射转换装置可透射穿过所述光学滤波器和所述显示装置的外部光。
在第二模式下，所述光学反射转换装置可反射穿过所述光学滤波器和所述显示装置的外部光。
在所述第二模式下，被所述光学反射转换装置反射的外部光可不再次透射穿过所述光学滤波器。
在第三模式下，所述光学反射转换装置可反射外部光穿过所述光学滤波器和所述显示装置的部分外部光，并且透射所述外部光的其余外部光部分。
在所述第三模式下，外部光由所述光学反射转换装置反射的部分外部光可不再次透射穿过所述光学滤波器。
根据另一实施方式，操作显示装置的方法，所述显示装置可包括显示器、光学滤波器和光学反射转换装置，所述光学滤波器设置在所述显示装置的第一侧上，光向所述显示装置的第一侧发射，而且所述光学滤波器被配置为使以预定方向旋转的圆偏振光透射，所述光学反射转换装置设置在所述显示装置与所述第一侧相对的第二侧上，所述光学反射转换装置被配置为根据所述显示装置的操作模式改变外部光的反射率，所述方法包括：通过向所述光学反射转换装置施加不同功率来控制透射穿过所述光学滤波器和所述显示设备的外部光的反射率，以实现第一模式、第二模式和第三模式。
实现所述第一模式可包括：将第一功率施加至所述光学反射转换装置；沿着所述第一方向在所述显示设备中显示图像；以及沿着与所述第一方向相反的第二方向使外部光透射穿过所述光学滤波器、所述显示设备和所述光学反射转换装置。
实现所述第二模式可包括：将第二功率施加至所述光学反射转换装置；沿着所述第一方向在所述显示装置中显示图像；沿着与所述第一方向相反的第二方向使外部光透射穿过所述光学滤波器和所述显示设备；由所述光学反射转换装置对沿着所述第一方向透射穿过所述光学滤波器和所述显示设备的外部光进行反射；以及使反射的外部光透射穿过所述显示设备，但不穿过所述光学滤波器。
实现所述第三模式可包括：将第三功率施加至所述光学反射转换装置；沿着所述第一方向在所述显示设备中显示图像；沿着与所述第一方向相反的第二方向使外部光透射穿过所述光学滤波器和所述显示设备；使外部光透射穿过所述光学滤波器和所述显示设备的第一部分沿着所述第一方向被所述光学反射转换装置反射，并且使外部光的第二部分沿着所述第二方向透射穿过所述光学反射转换装置；以及使反射的外部光透射穿过所述显示设备，但不穿过所述光学滤波器。
附图说明
通过结合附图详细描述示例性实施方式，以上和其他特征将变得更加显而易见，在附图中：
图1是根据实施方式的显示装置的示意性剖视图；
图2是示出根据实施方式的、图1的显示装置中所包含的像素的平面图；
图3是示出根据另一实施方式的、图1的显示装置中所包含的像素的平面图；
图4是示出根据实施方式的、图2和图3中描述的多个子像素之一的剖视图；
图5是根据另一实施方式的显示装置的示意性剖视图；
图6是示出根据另一实施方式的、图5的显示装置中所包含的像素的平面图；
图7是示出根据另一实施方式的、图5的显示装置中所包含的像素的平面图；
图8是示出根据另一实施方式的、图6和图7中描述的多个子像素之一的剖视图；
图9至图11是示出根据实施方式的显示装置的每种模式下操作方法的示意图；以及
图12是示出根据实施方式的显示装置中所包含的光学反射转换装置的示意图。
具体实施方式
下文中将参照附图更加全面地描述示例性实施方式；然而，示例性实施方式可以以不同形式实施，而且不应该被解释为受本文所阐明的实施方式的限制。
应该理解，虽然本文中可以使用如第一、第二等术语描述不同元件，但是这些元件不应该受到这些术语的限制。相反，这些术语只是用来彼此区分组成元件。
本文使用的术语仅旨在描述特定的实施方案而非限制示例性实施方式。当用在本文中时，单数形式的“一个(a或an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式，除非上下文中另有明确说明。还可进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”和/或“包含(including)”表示存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
现在将参照示出示例性实施方式的附图来更加全面地描述本实施方式。全文中相同的参考标号用于表示相同元件。
图1是根据实施方式的显示装置100的示意性剖视图。
参照图1，显示装置100包括光学滤波器3和位于透明显示装置10上的光学反射转换装置4，其中外部光可以穿过该透明显示装置10传输。
显示装置10可以是底部发射型有机发光显示装置，并且可以包括第一衬底1、形成在第一衬底1上的显示单元、以及对显示单元进行密封的第二衬底2。显示单元可以被限定为多个像素，而且像素可以包括像素区31和透射区32，其中通过像素区31，光在朝向第一衬底1的方向上发射，而且透射区32邻近像素区31以透射外部光。
光学滤波器3设置在第一衬底1的外侧，显示装置10穿过其发射光。光学滤波器3的一个方面是，光学滤波器3允许以预定方向旋转的圆偏振光穿过其传输。因此，光学滤波器3可以是线偏振光滤波器和Lambda/4延迟器(其是相位改变装置)或圆偏振光滤波器的组合。
光学反射转换装置4设置在第二衬底2的外侧，显示装置10不穿过其发射光。光学反射转换装置4根据模式改变外部光的反射。光学反射转换装置4可以是液晶装置或电致变色装置，液晶装置可以通过施加电场以改变液晶的排列来改变光学透射率或反射率，电致变色装置可以通过施加功率以改变电致变色材料的状态来改变光学透射率或反射率。
光学反射转换装置4具有一个限制，即，反射率和透射率的总和始终满足1(或100％)。显示装置100的对比度表示为以下公式1，而且可以使用光学反射转换装置4来简单控制显示装置100的对比度。如果没有上述限制，那么必须使用两个变量(也就是说，反射率和透射率)来控制显示装置100的对比度。然而，由于光学反射转换装置4具有上述限制，因此可以通过控制透射率和反射率之一来简单控制显示装置100的对比度。
[公式1]
Figure BSA00000659216500061
根据本实施方式，当光学反射转换装置4处于光学透射模式时，位于显现图像一侧的使用者可以通过朝向第一衬底1的外侧透射的第一外部光来观看在第二衬底2的外侧上显示的图像。此外，由于第二外部光透射穿过显示装置100，因此第二外部光不会影响显示装置100的对比度。这里，第一外部光在与图像相同的方向上透射，而且第二外部光在与第一外部光相反的方向上透射。
当光学反射转换装置4处于光学反射模式时，第一外部光不会透射穿过显示设备100。然而，在这种模式下，从第一衬底1的外侧朝向第二衬底2的外侧透射的第二外部光被光学反射转换装置4反射，因此该第二外部光朝向第一衬底1的外侧透射，从而降低显示装置100的对比度。根据本实施方式，为了解决上述问题，通过设置光学滤波器3来防止显示装置100的对比度的降低。下面将参照图9至图11来详细描述根据实施方式的显示装置100的操作。
图2是示出根据实施方式的、图1的显示装置10中所包含的像素的平面图。图3是示出根据另一实施方式的、图1的显示装置10中所包含的像素的另一实施例的平面图。
像素可以包括多个子像素，例如，红色子像素Pr、绿色子像素Pg、和蓝色子像素Pb。
红色子像素Pr、绿色子像素Pg、和蓝色子像素Pb中的每一个都包括像素区31和透射区32。像素区31中的每一个都包括像素电路单元311和发光单元312，其中像素电路单元311和发光单元312彼此相邻设置但并不交叠。这是因为当发光单元312朝向第一衬底1(即，底部发射型显示装置)发光时，光路会被像素电路单元311中断。
透射外部光的透射区32与像素区31相邻设置。
如图2所示，透射区32中的每一个都独立形成在红色子像素Pr、绿色子像素Pg和蓝色子像素Pb中。如图3所示，透射区32中的每一个都可以在整个红色子像素Pr、绿色子像素Pg和蓝色子像素Pb中相互连接。换句话说，将显示单元作为一个整体，像素可以包括彼此分离的多个像素区31，而且在其间插入公共透射区32。在图3的透射区32的情况下，具有增加透射区32的面积的效果，从而可以增加显示单元的整体透射率。
在图3中，透射区32中的红色子像素Pr、绿色子像素Pg和蓝色子像素Pb被描述为相互连接。然而，本实施方式不限于此，红色子像素Pr、绿色子像素Pg和蓝色子像素Pb中任何两个的透射区32都可以相互连接。
图4是图2和图3中描述的红色子像素Pr、绿色子像素Pg和蓝色子像素Pb之一的剖视图。
参照图4，薄膜晶体管TR设置在像素电路单元311中。然而，像素电路单元311可以不必包含一个薄膜晶体管TR，而是可以包括像素电路，该像素电路包含薄膜晶体管TR。像素电路可以进一步包括多个薄膜晶体管和存储电容器，而且可以进一步包括扫描线、数据线以及连接至薄膜晶体管和存储电容器的Vdd线。
有机发光装置EL(其是一种发光装置)被设置在发光单元312中。有机发光装置EL电连接到像素电路单元311的薄膜晶体管TR。
首先，缓冲膜211形成在第一衬底1上，而且具有薄膜晶体管TR的像素电路形成在缓冲膜211上。
半导体活性层212形成在缓冲膜211上。
缓冲膜211防止杂质元素渗透并使表面平坦化。缓冲膜211可以由各种材料形成，例如选自由硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物、铝氧化物、铝氮化物、钛氧化物和钛氮化物构成的组的无机材料，或者选自由聚酰亚胺、聚酯和丙烯基构成的组的有机材料，或者这些材料的叠置层。缓冲膜211不是基本元件，因此如果不需要可以不包含缓冲膜211。
半导体活性层212可以由多晶硅形成，但不限于此。半导体活性层212可以由氧化物半导体形成，即，[(In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c](G-I-Z-O)层(其中a，b，c分别是满足a≥0、b≥0和c＞0的实数)。当半导体有活性层212由氧化物半导体形成时，可以增加像素区31中的像素电路单元311的光学透射率。因此，可以增加整个显示单元的外部光透射率。
覆盖半导体活性层212的栅绝缘膜213形成在缓冲膜211上，而且栅极214形成在栅绝缘膜213上。
覆盖栅极214的层间绝缘膜215形成在栅绝缘膜213上，而且源极216和漏极217形成在层间绝缘膜215上。源极216和漏极217通过接触孔分别连接至半导体活性层212。
薄膜晶体管TR的结构不限于此。也就是说，薄膜晶体管TR可以具有不同类型的结构。
钝化膜218形成为覆盖薄膜晶体管TR。钝化膜218可以是具有平坦化的上表面的单层或多层绝缘膜。钝化膜218可以由无机材料或有机材料形成。钝化膜218形成为覆盖像素区31和透射区32。
如图4所示，与薄膜晶体管TR电连接的有机发光装置EL的第一电极221形成在钝化膜218上。第一电极221在红色子像素Pr、绿色子像素Pg和蓝色子像素Pb中的每个像素中独立地形成为岛型电极。第一电极221定位在像素区31的发光单元312中，并且被设置为不与像素电路单元311交叠。
使用有机绝缘材料和/或无机绝缘材料在钝化膜218上形成像素限定膜219。
像素限定膜219包括第一开口219a，用于覆盖第一电极221的边缘并暴露第一电极221的中央区。在这种情况下，像素限定膜219可以形成为覆盖像素区31。然而，像素限定膜219可以不必覆盖整个像素区31，而是可以覆盖像素区31的至少一部分，即第一电极221的边缘。像素限定膜219未被设置在透射区32中。由于像素限定膜219未被设置在透射区32中，因此可以进一步增加透射区32中外部光的光学透射效率。
有机膜223和第二电极222顺序形成在通过第一开口219a暴露的第一电极221上。第二电极222面对第一电极221，覆盖有机膜223和像素限定膜219，并且位于像素区31中。第二电极222没有设置在透射区32中。
有机膜223可以是低分子量有机膜或聚合物有机膜。当有机膜223是低分子量有机膜时，有机膜223可以形成为单层，或者通过对空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发射层(EML)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)进行叠置而形成为复合层结构，而且有机膜223可以由不同材料形成，这些材料包括酞菁铜(CuPc)、N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基-联苯胺(NPB)或三-8-羟基喹啉铝(Alq3)。低分子量有机膜可以使用蒸发法形成。这时，HIL、HTL、ETL和EIL是公共层，而且可以公共地施加于红色子像素Pr、绿色子像素Pg和蓝色子像素Pb。
第一电极221可以用作阳极，并且第二电极222可以用作阴极。然而，第一电极221和第二电极222的极性可以反转。
根据本实施方式，第一电极221可以是透明电极，而且第二电极222可以是反射电极。第一电极221可以由透明传导材料形成，即，ITO、IZO、ZnO或In2O3。第二电极222可以由金属银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、锂(Li)或钙(Ca)形成。因此，有机发光装置EL是在朝向第一电极221的方向上产生图像的底部发射型有机发光装置。在这种情况下，第二电极222可以形成为具有足够厚度，以防止显示单元的整体压降，从而可足以被应用到大面积显示装置100。
图5是根据另一实施方式的显示装置100的示意性剖视图。
不同于图1的显示装置100，图5的显示装置100可以是顶部发射型有机发光装置，其中显示装置10是顶部发射型装置。因此，光学滤波器3设置在第二衬底2的外侧，显示装置10穿过其发射光。光学反射转换装置4设置在第一衬底1的外侧，显示装置10不穿过其发射光。图5的其余组成元件与图1的组成元件相对应，并且具有与图1的实施方式中所描述的组成元件基本相同或相似的功能。因此，不再重复对图5的其余组成元件的描述。
如图5所示，根据本实施方式，当光学反射转换装置4处于光学透射模式时，位于显现图像一侧的使用者可以由朝向第二衬底2的外侧的方向透射的第一外部光来观看在第一衬底1的外侧上显示的图像。此外，由于第二外部光透射穿过显示装置100，因此第二外部光不影响对比度。
当光学反射转换装置4处于光学反射模式时，第一外部光不会透射穿过显示设备100。然而，在这种模式下，存在的问题是，从第二衬底2的外侧朝向第一衬底1的外侧透射的第二外部光被光学反射转换装置4反射，因此该第二外部光朝向第二衬底2的外侧发射，从而降低显示装置100的对比度。本实施方式的一个方面在于，为了解决上述问题，设置了光学滤波器3以减少对比度的下降。下面将参照图9至图11来详细描述根据本实施方式的显示装置100的操作。
图6是示出根据另一实施方式的、图5的显示装置10中所包含的像素的平面图。图7是示出根据另一实施方式的、图5的显示装置10中所包含的像素的平面图。
不同于图2和图3中的像素，在图6和图7所描述的像素中，像素区31中所包含的像素电路单元311与发光单元312彼此交叠。由于发光单元312在朝向第二衬底2的方向上发光，即，发光单元312是顶部发射型显示装置，因此像素电路单元311与发光单元312的交叠不会影响显示装置100的对比度。此外，由于发光单元312覆盖包含像素电路的像素电路单元311，因此可以避免像素电路引起的光学干涉。图6和图7的其余组成元件与图2和图3的组成元件相对应，并且具有与图2和图3的实施方式中所描述的组成元件基本相同或相似的功能。因此，不再重复对图6和图7的其余组成元件的描述。
如图6所示，透射区32中的每一个都可独立地形成在红色子像素Pr、绿色子像素Pg和蓝色子像素Pb中。而且，如图7所示，透射区32中的每一个都可以在红色子像素Pr、绿色子像素Pg和蓝色子像素Pb上相互连接。
图8是示出根据另一实施方式的、图6和图7中描述的红色子像素Pr、绿色子像素Pg和蓝色子像素Pb之一的剖视图。
参照图8，薄膜晶体管TR设置在像素电路单元311中，而且有机发光装置EL(其是一种发光装置)被设置在发光单元312中。
缓冲膜211形成在第一衬底1上，半导体活性层212形成在缓冲膜211上，栅绝缘膜213、栅极214和层间绝缘膜215形成在半导体活性层212上。源极216和漏极217形成在层间绝缘膜215上。钝化膜218(其是一种绝缘膜)形成为覆盖薄膜晶体管TR。钝化膜218覆盖像素区31和透射区32。
如图8所示，与薄膜晶体管TR电连接的有机发光装置EL的第一电极221形成在钝化膜218上。第一电极221设置在像素区31的发光单元312中，并且第一电极221通过与像素电路单元311交叠来覆盖像素电路单元311。
使用有机绝缘材料和/或无机绝缘材料在钝化膜218上形成像素限定膜219。
像素限定膜219包括第一开口219a，用于覆盖第一电极221的边缘并暴露第一电极221的中央区。在这种情况下，像素限定膜219可以形成为覆盖像素区31。然而，像素限定膜219可以不必覆盖整个像素区31，而是可以覆盖像素区31的至少一部分，即，第一电极221的边缘。像素限定膜219未被设置在透射区32中。由于像素限定膜219未被设置在透射区32中，因此可以增加透射区32中外部光的光学透射效率。
有机膜223和第二电极222顺序叠置在通过第一开口219a暴露的第一电极221上。
根据本实施方式，在图8所描述的子像素中，第一电极221可以以透明导体和反射膜的叠置结构形成，而且第二电极222可以是半反射半透射电极。这里，透明导体可以由具有高功函数的材料形成，该材料例如可以是ITO、IZO、ZnO和In2O3之一。反射膜可以由银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、锂(Li)、钙(Ca)、钼(Mo)中的至少一种金属以及这些金属的合金形成。第一电极221形成于像素区31中。
第二电极222可以由银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、锂(Li)、钙(Ca)、钼(Mo)中的一种金属以及这些金属的合金形成。第二电极222可以形成为薄膜，该薄膜具有范围在约(埃)至(埃)之间的厚度，以具有高透射率。因此，有机发光装置EL是在朝向第二电极222的方向上产生图像的顶部发射型有机发光装置。
图9至图11是示出根据实施方式的显示装置100的每种模式下操作方法的示意图。
显示装置100以三种模式操作。根据光学反射转换装置4的光学反射率区分每种模式，而且根据施加到光学反射转换装置4的功率来确定光学反射率。
参照图9，第一模式是光学反射转换装置4透射所有光的情况。在第一模式下，第一功率被施加至光学反射转换装置4。
图像50沿着D1方向在显示装置10中发射。在这种情况下，由于第一外部光51已经沿着D1方向透射穿过显示装置100，因此位于图像50发射方向上的使用者可以观看到位于光学反射转换装置4的外侧的对象。
第二外部光52可以沿着D2方向透射穿过光学滤波器3、显示装置10和光学反射转换装置4。然而，透射穿过光学滤波器3的第二外部光52’变为以预定方向旋转的圆偏振光。
图10示出了第二模式，在第二模式下，光学反射转换装置4不透射光而是反射光。在第二模式下，不同于第一功率的第二功率被施加至光学反射转换装置4。
图像50沿着D1方向在显示装置10中发射。在这种情况下，位于图像发射方向上的使用者不能观看到位于光学反射转换装置4的外侧的对象。这是因为，由于光学反射转换装置4反射了所有光，因此第一外部光51没有沿着D1方向透射穿过显示装置100。
而且，第二外部光52可以沿着D2方向透射穿过光学滤波器3和显示装置10。而且，透射穿过光学滤波器3的第二外部光52’变为以预定方向旋转的圆偏振光。此外，所有的第二外部光52’被光学反射转换装置4以D1方向反射，并且变为第二外部光52”。以这种方式，被光学反射转换装置4反射的第二外部光52”具有转换的旋转方向，并因此变为以与第二外部光52’旋转方向不同的方向旋转的圆偏振光。因此，第二外部光52”可以透射穿过透明显示装置10，但是不会透射穿过光学滤波器3。
根据本实施方式，由于被光学反射转换装置4反射的第二外部光52”不会透射穿过光学滤波器3，因此第二外部光52”不会到达位于发射图像50一侧的使用者。因此，消除了外部光的反射，从而实现了显示装置100的最大对比度。当使用上述显示装置100时，在没有外部光反射的情况下，可以在明亮环境中清楚显现黑色。
图11示出了第三模式，在第三模式下，光学反射转换装置4透射一部分光，同时反射剩余部分的光。这里，光学反射转换装置4具有一个限制，即，反射率与透射率之和为1。在第三模式下，不同于第一功率和第二功率的第三功率被施加至光学反射转换装置4。
图像50沿着D1方向在显示装置10中发射。在这种情况下，位于图像50发射方向上的使用者可以在一定程度上观看到位于光学反射转换装置4的外侧的对象。这是因为，光学反射转换装置4透射第一外部光51的一部分，并且反射剩余部分的光。透射穿过光学反射转换装置4的第一外部光51’通过在D1方向上行进通过显示装置10和光学滤波器3而到达使用者。第一外部光51”被光学反射转换装置4反射，并且光学反射转换装置4的反射率与透射率的总和必须是1(或100％)。
第二外部光52可以沿着D2方向透射穿过光学滤波器3和显示装置10。透射穿过光学滤波器3的第二外部光52’变为以预定方向旋转的圆偏振光。第二外部光52’的一部分被光学反射转换装置4在D1方向上反射，并且变为第二外部光52”。第二外部光52’的剩余部分变为沿着D2方向透射穿过光学反射转换装置4的第二外部光52’”。这里，由于光学反射转换装置4的反射率与透射率的总和是1(或100％)，因此当第二外部光52”与第二外部光52’”相加时，总和会是第二外部光52’。这里，被光学反射转换装置4反射的第二外部光52”具有转换的旋转方向，并因此是以与第二外部光52’旋转方向不同的方向旋转的圆偏振光。因此，第二外部光52”可以透射穿过显示装置10，但是不会透射穿过光学滤波器3。作为参考，已经透射穿过光学反射转换装置4的第二外部光52’”是以与第二外部光52’的旋转方向相同的方向旋转的圆偏振光。
根据本实施方式，由于被光学反射转换装置4反射的第二外部光52”不能透射穿过光学滤波器3，因此第二外部光52”不会到达位于发射图像方向上的使用者。因此，在光学反射转换装置4为半透明的第三模式下，消除了外部光的反射，因此不会降低显示装置100的对比度。
图12是示出根据实施方式的显示装置100中所包含的光学反射转换装置4的示意图。图12所描述的光学反射转换装置4是一种电致变色装置。然而，根据本实施方式的光学反射转换装置4不限于图12所描述的电致变色装置，而且可以是具有不同结构的电致变色装置。
参照图12，电致变色装置的一个方面是，电致变色装置包括功率施加至其上的一对透明电极层111和112以及插入在这对透明电极层111和112之间的电致变色材料层113。
透明电极层111和112可以由ITO、IZO、ZnO和In2O3的传导材料形成。衬底101和102可以进一步分别包含在透明电极层111和112的外侧。
电致变色材料层113包括电致变色材料。当电流或电压施加到电致变色材料时，电致变色材料的状态改变，从而控制显示装置100的光学反射率。例如，电致变色材料可以是镁(Mg)、镍(Ni)、钯(Pd)、铝(Al)、钽五氧化物(Ta2O5)、六方氢钨青铜(HxWO3)、钨氧化物(WO3)和镍氧化物(NiOxHy)之一。
当预定功率被施加到透明电极层111和112时，电致变色装置的电致变色材料通过与电解质中离子或电子作用而从透明状态变换为镜状态。例如，在第一功率施加到光学反射转换装置4的情况下，光学反射转换装置4是透明的。然而，在施加第二功率的情况下，光学反射转换装置4显示出像不透明镜一样的金属反射特性，当施加第三功率时，光学反射转换装置4呈现半透明镜特性。在制造产品时，可以确定光学反射转换装置4的功率幅值和反射率改变程度。制造光学反射转换装置4的技术是现有技术中公知的。
电致变色装置的结构不限于此，而且包含钯(Pd)的催化剂层、包含铝(Al)的缓冲层以及便于电致变色材料的离子传导的电解质层可以进一步作为附加层114形成在电致变色材料层113上。这些层可以增加电致变色效率或使电致变色装置稳定。
通过总结与回顾，透明显示装置具有固定透射率。因此，透明显示装置的透射率不能由使用者来控制，而且由于外部光的反射而具有降低的对比度。即使可以通过附加在透明显示装置的前表面上的光学滤波器来屏蔽反射光，但是从显示装置的后表面通过透明区进入的外部光降低了显示装置的对比度。因此，需要开发能够降低对比度且具有透明度的显示装置。
实施方式针对透明显示装置，该透明显示装置能够在透明显示装置的每种操作模式下通过设置光学滤波器和光学反射转换装置来降低对比度，实施方式还针对操作该透明显示装置的方法。
本文已经公开了示例性实施方式，而且虽然采用了具体术语，但是这些术语仅旨在一般意义和描述意义上进行解释，而非旨在限制。

Claims (22)

1.显示装置，包括：
第一衬底，由像素区和邻近所述像素区的透射区限定，所述像素区沿着第一方向发光，而且所述透射区透射外部光；
第二衬底，面对所述第一衬底，并且对限定在所述第一衬底上的像素进行密封；
光学滤波器，设置在所述显示装置的第一侧上，光穿过所述显示装置的第一侧发射，而且所述光学滤波器被配置为使以预定方向旋转的圆偏振光透射；以及
光学反射转换装置，设置在所述显示装置与所述第一侧相对的第二侧上，所述光学反射转换装置被配置为根据所述显示装置的操作模式改变外部光的反射率。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中所述像素中的像素包括：
像素电路单元，位于所述第一衬底上的所述像素区中，所述像素电路单元包含至少一个薄膜晶体管；
第一绝缘膜，至少覆盖所述像素电路单元；
第一电极，位于所述第一绝缘膜上并且电连接至所述像素电路单元，所述第一电极位于所述像素区中并且不与所述像素电路单元交叠，而且所述第一电极由透明传导材料形成；
第二电极，被配置为对沿着朝向所述第一电极的方向发射的光进行反射，而且所述第二电极面对所述第一电极并且位于所述像素区中；以及
有机膜，位于所述第一电极与所述第二电极之间，所述有机膜包含发光层。
3.如权利要求2所述的显示装置，其中所述光学滤波器位于所述第一衬底的外侧，而且所述光学反射转换装置位于所述第二衬底的外侧。
4.如权利要求2所述的显示装置，其中所述像素包括所述透射区和多个像素区，所述多个像素区通过在其间插入所述透射区而彼此分离。
5.如权利要求2所述的显示装置，进一步包括不覆盖所述第一电极的部分的第二绝缘膜，所述第二绝缘膜至少位于所述像素区的像素区部分上以及所述第一绝缘膜上的所述透射区上，其中所述有机膜位于所述第一电极没有被所述第二绝缘膜覆盖的第一电极部分上。
6.如权利要求1所述的显示装置，其中所述像素中的像素包括：
像素电路单元，位于所述第一衬底上的所述像素区中，所述像素电路单元包含至少一个薄膜晶体管；
第一绝缘膜，至少覆盖所述像素电路单元；
第一电极，位于所述第一绝缘膜上并且电连接至所述像素电路单元，所述第一电极位于所述像素区中并且与所述像素电路单元交叠，而且所述第一电极包括传导材料反射膜；
第二电极，面对所述第一电极并且被配置为对待沿着与所述第一电极相反的方向发射的光进行反射；以及
有机膜，位于所述第一电极与所述第二电极之间，所述有机膜包含发光层。
7.如权利要求6所述的显示装置，其中所述光学滤波器位于所述第二衬底的外侧，而且所述光学反射转换装置位于所述第一衬底的外侧。
8.如权利要求6所述的显示装置，其中所述像素包括所述透射区和多个像素区，所述多个像素区通过插入所述透射区而彼此分离。
9.如权利要求6所述的显示装置，进一步包括不覆盖所述第一电极的部分的第二绝缘膜，所述第二绝缘膜至少位于所述像素区的像素区部分上和所述第一绝缘膜的所述透射区上，其中所述有机膜位于所述第一电极不被所述第二绝缘膜覆盖的第一电极部分上。
10.如权利要求1所述的显示装置，其中所述光学滤波器是线偏振滤波器和Lambda/4延迟器或圆偏振滤波器的组合。
11.如权利要求1所述的显示装置，其中所述光学反射转换装置具有所述外部光的反射率与所述外部光的透射率之和为1的限制。
12.如权利要求1所述的显示装置，其中所述光学反射转换装置是液晶装置或电致变色装置。
13.如权利要求12所述的显示装置，其中所述电致变色装置包括：
一对透明电极层，功率被施加至所述透明电极层；以及
电致变色材料层，位于所述透明电极层之间并且包含电致变色材料，所述电致变色材料的状态由施加至所述透明电极层的功率改变，从而控制所述显示装置的光学反射率。
14.如权利要求1所述的显示装置，其中，在第一模式下，所述光学反射转换装置透射穿过所述光学滤波器和所述显示装置的外部光。
15.如权利要求1所述的显示装置，其中，在第二模式下，所述光学反射转换装置反射穿过所述光学滤波器和所述显示装置的外部光。
16.如权利要求15所述的显示装置，其中，在所述第二模式下，被所述光学反射转换装置反射的外部光不再次透射穿过所述光学滤波器。
17.如权利要求1所述的显示装置，其中，在第三模式下，所述光学反射转换装置反射外部光穿过所述光学滤波器和所述显示装置的部分外部光，并且透射所述外部光的其余外部光部分。
18.如权利要求17所述的显示装置，其中，在所述第三模式下，外部光由所述光学反射转换装置反射的部分外部光不再次透射穿过所述光学滤波器。
19.操作显示装置的方法，所述显示装置包括显示设备、光学滤波器和光学反射转换装置，所述光学滤波器设置在所述显示装置的第一侧上，光向所述显示装置的第一侧发射，而且所述光学滤波器被配置为使以预定方向旋转的圆偏振光透射，所述光学反射转换装置设置在所述显示装置与所述第一侧相对的第二侧上，所述光学反射转换装置被配置为根据所述显示装置的操作模式改变外部光的反射率，所述方法包括：
通过向所述光学反射转换装置施加不同功率来控制透射穿过所述光学滤波器和所述显示设备的外部光的反射率，以实现第一模式、第二模式和第三模式。
20.如权利要求19所述的方法，其中实现所述第一模式包括：
将第一功率施加至所述光学反射转换装置；
沿着所述第一方向在所述显示设备中显示图像；以及
沿着与所述第一方向相反的第二方向使外部光透射穿过所述光学滤波器、所述显示设备和所述光学反射转换装置。
21.如权利要求19所述的方法，其中实现所述第二模式包括：
将第二功率施加至所述光学反射转换装置；
沿着所述第一方向在所述显示装置中显示图像；
沿着与所述第一方向相反的第二方向使外部光透射穿过所述光学滤波器和所述显示设备；
由所述光学反射转换装置对沿着所述第一方向透射穿过所述光学滤波器和所述显示设备的外部光进行反射；以及
使反射的外部光透射穿过所述显示设备，但不穿过所述光学滤波器。
22.如权利要求19所述的方法，其中实现所述第三模式包括：
将第三功率施加至所述光学反射转换装置；
沿着所述第一方向在所述显示设备中显示图像；
沿着与所述第一方向相反的第二方向使外部光透射穿过所述光学滤波器和所述显示设备；
使外部光透射穿过所述光学滤波器和所述显示设备的第一部分沿着所述第一方向被所述光学反射转换装置反射，并且使外部光的第二部分沿着所述第二方向透射穿过所述光学反射转换装置；以及
使反射的外部光透射穿过所述显示设备，但不穿过所述光学滤波器。
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