透明显示器及透明显示器的调节方法
【专利摘要】本发明公布了一种透明显示器，所述透明显示器包括场序驱动、场序背光及液晶面板，所述场序背光包括红色子场、绿色子场、蓝色子场及背光控制子场，所述背光控制子场为白色子场或黑色子场，依靠场序技术按时间次序切换所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场的打开与关闭状态后插入所述背光控制子场，以使所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场失效，形成全关闭状态帧。本发明还提供了一种透明显示器的调节方法。本发明之液晶面板无需划分显示区域与透光区域，显示图像亮度颜色均匀，无亮暗分界，调节方法简单易操作。
【专利说明】
透明显示器及透明显示器的调节方法
技术领域
[0001]本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种透明显示器及透明显示器的调节方法。
【背景技术】
[0002]随着显示技术的快速发展，近年来具有透明显示能力的显示器也开始受到研究者的关注，透明显示器指一种可提供透明显示状态以使观看者可看到位于其后方景像的显示装置，常见于橱窗或自动贩卖机等需于展示实体物品前呈现显示画面的功用，也应用于小型化显示设备与玻璃上。
[0003]现有技术中，基于LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示技术的透明显示器是显示器实现透明显示的主要手段，将液晶面板的像素结构区分为显示区与透明区两个区域，通过控制不同区域的背光灯开关来达成透明显示的目的，显示区域和透过区域的分隔依赖于侧入式的区域调光技术，而侧入式区域调光对于背光设计来说是一个较为困难的技术，关闭部分显示区域的背光灯后很容易导致剩余的显示区域的亮度颜色不均匀，出现明显的亮暗分界。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种透明显示器，用以解决现有技术中透明液晶面板将像素区域划分成显示区域与透过区域，并依靠侧入式的区域调光技术导致显示区域的亮度颜色不均匀，出现明显的亮暗分界的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种透明显示器，所述透明显示器包括场序驱动、场序背光及液晶面板，所述场序背光包括红色子场、绿色子场、蓝色子场及背光控制子场，所述背光控制子场为白色子场或黑色子场，依靠场序技术按时间次序切换所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场的打开与关闭状态后插入所述背光控制子场使所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场失效，形成全关闭状态帧，所述场序驱动与所述场序背光电连接，所述场序驱动控制所述场序背光的所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场及所述背光控制子场的打开时间长度与打开次序，环境光穿过所述液晶面板在所述液晶面板远离所述场序背光一侧的表面形成图像进入人眼。
[0006]进一步，所述场序背光还包括彩色图像帧，所述场序驱动控制所述场序背光的所述红色子场、所述绿色子场及所述蓝色子场的打开时间长度与打开次序改变所述彩色图像帧的图像，所述彩色图像帧穿过所述液晶面板在所述液晶面板远离所述场序背光一侧的表面形成图像进入人眼。。
[0007]进一步，所述蓝色子场、所述绿色子场及所述红色子场打开的时间长度相等。
[0008]进一步，所述场序背光为侧入式，所述透明显示器还包括透明导光板，所述场序背光的光线通过所述透明导光板导向后形成背光源并穿过液晶面板显示图像或透明显示。
[0009]进一步，所述透明导光板的内部远离所述液晶面板的一端设有多个凹面微结构。
[0010]进一步，所述液晶面板的所述液晶分子为未施加偏置电压时初始状态为水平排布的正性液晶。
[0011 ]进一步，所述液晶面板的所述液晶分子为未施加偏置电压时初始状态为竖直排布的负性液晶。
[0012]进一步，分别点亮蓝色LED灯、红色LED灯及绿色LED灯得到所述蓝色子场、所述红色子场及所述绿色子场。
[0013]本发明还提供一种透明显示器的调节方法，包括:
[0014]提供透明显示器，所述透明显示器包括场序驱动、场序背光及液晶面板，所述场序背光包括红色子场、绿色子场、蓝色子场及背光控制子场，所述背光控制子场为白色子场或黑色子场，所述场序背光或环境光穿过所述液晶面板在所述液晶面板远离所述场序背光一侧的表面形成图像进入人眼，
[0015]按时间次序切换所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场及所述背光控制子场的打开与关闭状态形成全关闭状态帧，
[0016]所述背光控制子场为所述白色子场时，所述全关闭状态帧使所述透明显示器透明显示，使用所述场序驱动控制所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场及所述白色子场的打开次序和打开持续时间调节所述透明显示器的透明度；
[0017]所述背光控制子场为所述黑色子场时，所述全关闭状态帧使所述透明显示器黑屏显示，使用所述场序驱动控制所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场及所述黑色子场的打开次序和打开持续时间调节所述透明显示器的黑色程度。
[0018]进一步，按时间次序切换所述红色子场、所述绿色子场及所述蓝色子场的打开与关闭状态形成彩色图像帧，使用所述场序驱动控制所述红色子场、所述绿色子场及所述蓝色子场的打开次序和打开持续时间改变所述透明显示器显示的彩色图像内容。
[0019]进一步，所述透明显示器还包括像素信号驱动，使用所述像素信号驱动控制所述液晶面板的液晶分子的偏转程度调节所述液晶面板的透过率。
[0020]进一步，分别点亮蓝色LED灯、红色LED灯及绿色LED灯得到所述蓝色子场、所述红色子场及所述绿色子场。
[0021]本发明的有益效果如下:利用场序背光技术，在红色子场、绿色子场及蓝色子场之后插入一个背光控制子场形成全关闭状态帧，全关闭状态帧等同于关闭背光使显示器透明显示，通过调节背光控制子场的打开时间与红色子场、绿色子场及蓝色子场打开时间的长度关系有效控制透明显示器的透明程度，并通过改变全关闭状态帧的像素信号的大小改变液晶面板的液晶分子偏转程度，从而改变环境光线透过率，液晶面板无需划分显示区域与透光区域，透明显示器显示图像亮度颜色均匀，无亮暗分界，调节方法简单易操作。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的明显变形方式。
[0023]图1为本发明实施例提供的透明液晶面板不意图。
[0024]图2为本发明实施例提供的场序背光的工作原理图。
[0025]图3为场序背光的彩色图像帧LED灯的打开关闭时序图。
[0026]图4为场序背光的全关闭状态帧LED灯的打开关闭时序图。
[0027]图5为本发明实施例提供的透明显示器的彩色图像帧的调节方法流程图。
[0028]图6为本发明实施例提供的透明显示器的全关闭状态帧的调节方法流程图。
【具体实施方式】
[0029]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，本领域普通技术人员在没有做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。
[0030]图1为本发明实施例一提供的透明液晶面板示意图，如图所示，透明显示器包括场序驱动10、场序背光20、导光板30、液晶面板40及像素信号驱动50。场序驱动10与场序背光20电连接，场序驱动10驱动控制场序背光20通过场序显示技术显示图像。场序显示技术即将一帧彩色图像分解为多个子场，通过按时间次序高速依次切换各子场，利用人眼的视觉暂留特性来获得彩色的显示。场序背光20通过导光板30导向后穿过液晶面板40在液晶面板40远离场序背光20—侧的表面形成图像进入人眼，其中像素信号驱动50通过改变偏置电压的大小控制液晶分子402的偏转程度从而改变液晶面板40的光线透过率。图2为本发明实施例提供的场序背光20的工作原理图，如图所示，场序背光20依次包括蓝色子场202、绿色子场204、红色子场206及背光控制子场208，场序背光20根据工作模式的不同区分为彩色图像帧与全关闭状态帧，具体工作方式如下:
[0031]彩色图像帧工作模式中，参与工作的场序背光20包括蓝色子场202、绿色子场204及红色子场206，场序驱动10控制场序背光20的蓝色子场202、绿色子场204及红色子场206依次高速切换，控制各基色子场的打开时间与灰度组成一帧彩色画面。同时参考图2与图3，一种实施方式中，三种基色子场的打开时间长度相等，即蓝色子场202、绿色子场204及红色子场206的打开时间均为三分之一帧，第一步打开蓝色子场202三分之一帧的时间后关闭，第二步打开绿色子场204三分之一帧的时间后关闭，第三步打开红色子场206三分之一帧的时间后关闭。对于一般视频而言，每一秒显示25帧图像，即每一帧长度为0.4毫秒，则蓝色子场202、绿色子场204及红色子场206的持续时间约为0.13毫秒，场序驱动10控制场序背光20每隔0.13毫秒切换一个基色子场。场序背光20通过液晶面板40显示进入人眼，连续的彩色图像帧组成连续的彩色图像，由于人眼的视觉暂留特性，人眼看到的是有蓝、绿、红三基色组成的完整流畅的彩色图像，图像清晰明亮，液晶面板40无需彩膜层，从而避免了彩膜层导致的液晶面板40透过率较低的问题，从而降低了背光的能耗。
[0032]全关闭状态帧中，场序背光20在蓝色子场202、绿色子场204及红色子场206后插入了一个背光控制子场208，场序驱动10控制场序背光20的蓝色子场202、绿色子场204及红色子场206及背光控制子场208依次高速切换并组成一帧画面。同时参考图2与图4，一种实施方式中，各子场的打开时间长度相等，即蓝色子场202、绿色子场204、红色子场206及背光控制子场208的打开时间均为四分之一帧，第一步打开蓝色子场202四分之一帧的时间后关闭，第二步打开绿色子场204四分之一帧的时间后关闭，第三步打开红色子场206四分之一帧的时间后关闭，第四步打开背光控制子场208四分之一帧的时间后关闭。背光控制子场208为白色子场或黑色子场，具体由液晶分子402的特性与其偏转状态决定，白色子场使该帧图像前三步打开的蓝色子场202、绿色子场204及红色子场206失效，图像不显示蓝色、绿色、红色部分，相当于场序背光20关闭，无彩色图像产生，仅存在显示器背后的环境光穿过液晶面板40，使显示器透明显示；黑色子场使该帧图像前三步打开的蓝色子场202、绿色子场204及红色子场206失效，图像不显示蓝色、绿色、红色部分，场序背光20显示黑色，遮挡环境光线，无光线穿过液晶面板40，使显示器显示黑色，即显示器不显示彩色图像也不透明显示。对于一般视频而言，每一秒显示25帧图像，即每一帧长度为0.4毫秒，则蓝色子场202、绿色子场204、红色子场206及背光控制子场208的持续时间约为0.1毫秒，场序驱动10控制场序背光20每隔0.1毫秒切换一个子场。通过插入背光控制子场的方法，在不需要单独开关部分显示区域的场序背光20的条件下，即可得到关闭场序背光20的效果，克服了区域调光难度太大的问题，避免了显示颜色亮度不均、出现明显亮暗分界的缺点。
[0033]一段固定的显示时间内，连续的彩色图像帧使显示器显示连续的彩色图像，连续的全关闭状态帧使显示器保持透明显示或黑色显示，若彩色图像帧与全关闭状态帧混合显示，则全关闭状态帧的帧数越多，透明显示的透明度或黑色显示的黑色程度越高。该显示方式灵活，适用于各种显示要求。
[0034]像素信号驱动50与液晶面板40电连接，像素信号驱动50通过控制液晶面板上下电极之间的偏置电压控制液晶分子402的偏转状态。一种实施方式中，液晶分子402为初始状态水平排布的正性液晶，施加偏置电压时，液晶分子402长度方向平行于偏置电压的电场线方向偏转。液晶分子402的偏转状态与背光控制子场208的关系如下:
[0035]对液晶面板40不施加偏置电压时，液晶分子402不发生偏转，液晶分子402水平排布，即液晶分子402的长度方向平行于上下基板，从液晶面板40—侧入射的环境光或场序背光20通过液晶分子402改变偏振状态并从液晶面板40的另一侧出射。场序背光20关闭时，环境光穿过液晶面板40使显示器透明显示;场序驱动10控制场序背光20打开并显示彩色图像帧时，场序背光20穿过液晶面板40使显示器显示彩色图像;场序驱动10控制场序背光20显示全关闭状态帧时，此时的背光控制子场选择黑色子场，黑色子场使蓝、绿、红三基色失效，全关闭状态帧显示黑色图像，场序背光20穿过液晶面板40使显示器显示黑色，即显示器无图像显示也不透明显示，其中黑色程度还受到一个全关闭状态帧的黑色子场打开时间长度影响，黑色子场打开时间越长，显示器黑色程度越高。
[0036]对液晶面板40施加偏置电压时，液晶分子402发生偏转，液晶分子402长度方向平行于偏置电压电场线方向，偏置电压大小决定液晶分子402的偏转程度，偏置电压达到最大值时，电场线方向垂直于上下基板，液晶分子402长度方向垂直于上下基板，即液晶分子402为站立状态，从液晶面板40—侧入射的环境光或场序背光20由于未通过液晶分子402改变偏振状态，无法从液晶面板40的另一侧出射。场序背光20关闭时，环境光无法穿过液晶面板40，显示器显示黑色，即显示器既无彩色图像显示也不透明显示;场序驱动10控制场序背光20显示彩色图像帧时，同时像素驱动50控制液晶分子402偏转，场序背光20穿过液晶面板40使显示器显示彩色图像，彩色图像的亮度由液晶分子402的偏转程度决定，液晶分子402偏转程度越大，液晶面板40透过率越小，显示器亮度越低;场序驱动10控制场序背光20显示全关闭状态帧时，此时的背光控制子场选择白色子场，白色子场使蓝色子场202、红色子场204、绿色子场206的作用失效，全关闭状态帧透明显示，环境光透过显示器，显示器透明显示，其中透明度还受到一个全关闭状态帧的白色子场打开时间长度影响，白色子场打开时间越长，显示器透明度越高。在彩色图像帧中插入背光控制子场，并根据液晶分子402的偏转状态选择黑色子场或白色子场将显示器的显示状态划分为彩色图像显示、透明显示及黑色显示三种状态，并通过改变液晶分子402的偏转程度与全关闭状态帧的背光控制子场打开的时长控制显示器的透过程度。通过场序驱动10控制彩色图像帧和全关闭状态帧的连续显示，显示器可以得到符合需求的透明显示与彩色图像显示，并可在两者之间无间隙的切换，液晶面板40无需划分显示区域与透光区域，显示图像亮度颜色均匀，无亮暗分界。
[0037]另一种实施方式中，液晶分子402为初始状态竖直排布的负性液晶，施加偏置电压时，液晶分子402长度方向垂直于偏置电压的电场线方向偏转。该实施例与上述实施例原理与效果相同，仅白色子场与黑色子场的使用条件相反，因此此处不再赘述。
[0038]参考图1，场序背光20采用侧入式入射方式，光线进入透明导光板30后，在透明导光板内部远离液晶面板4 O—侧的凹面微结构3 O 2的反射下，光线从靠近液晶面板4 O的一侧出射进入液晶面板。侧入式设计的场序背光20不处在显示器透明显示时的环境光线进入透明显示器与射出透明显示器的光路上，不影响显示器的透明显示，保证场序背光20正常进入液晶面板40的同时提高了透明显示的环境光透过率。
[0039]场序背光20的蓝色子场、红色子场及绿色子场分别通过点亮蓝色LED灯、红色LED灯及绿色LED灯实现，LED灯能量损耗小，满足场序背光20的需要的同时最小化能量消耗。
[0040]图5为本发明实施例提供的透明显示器的彩色图像帧的调节方法流程图，结合图1与图5，透明显示器的彩色图像帧的调节方法如下:
[0041 ] 场序驱动10控制蓝色子场202、红色子场204、绿色子场206分别打开，并调节各子场打开持续时间，场序背光20形成彩色图像帧。一种实施方式中，该三种子场的先后次序为蓝色子场202、红色子场204、绿色子场206，并且打开时间均为三分之一帧，得到的彩色图像清晰，色彩丰满。
[0042]通过像素信号驱动50调节施加于液晶面板40两电极的偏置电压的大小从而调节液晶分子402偏转状态，达到改变液晶面板40的透过率的效果。当液晶分子40 2为初始状态为水平的正性液晶时，液晶分子402的偏转程度越大，液晶面板40的透过率越低，显示的彩色图像亮度越小；当液晶分子402为初始状态为竖直的负性液晶时，液晶分子402的偏转程度越大，液晶面板40的透过率越高，显示的彩色图像亮度越大。
[0043]图6为本发明实施例提供的透明显示器的全关闭状态帧的调节方法流程图，结合图1与图6，透明显示器的全关闭状态帧的调节方法如下:
[0044]一帧画面中插入背光控制子场208，场序驱动10控制蓝色子场202、红色子场204、绿色子场206、背光控制子场208分别打开，并调节各子场打开持续时间，场序背光20形成全关闭状态帧。一种实施方式中，该四种子场的先后次序为蓝色子场202、红色子场204、绿色子场206、背光控制子场208。当背光控制子场208为白色子场时，白色子场使蓝色子场202、红色子场204、绿色子场206的显示效果失效，环境光线穿过液晶面板40，透明显示器处于透明显示模式，白色子场打开的持续时间越长，透明显示器透明显示的透明度越高；当背光控制子场208为黑色子场时，黑色子场使蓝色子场202、红色子场204、绿色子场206的显示效果失效，场序背光20整体显示黑色，遮挡环境光线，透明显示器处于黑屏显示模式，黑色子场打开的持续时间越长，透明显示器黑屏显示的黑色程度越高。
[0045]通过像素信号驱动50调节施加于液晶面板40两电极的偏置电压的大小从而调节液晶分子402偏转状态，达到改变液晶面板40的透过率的效果。当液晶分子40 2为初始状态为水平的正性液晶时，液晶分子402的偏转程度越大，液晶面板40的透过率越低，则透明显示的透明度越低，黑屏显示的黑色程度越高；当液晶分子402为初始状态为竖直的负性液晶时，液晶分子402的偏转程度越大，液晶面板40的透过率越高，则透明显示的透明度越高，黑屏显示的黑色程度越低。
[0046]切换彩色图像帧与全关闭状态帧使显示器在彩色图像显示与透明显示之间转换。使用场序驱动10与像素信号驱动50调节透明显示器显示状态与透明度的方法无需将液晶面板40划分显示区域与透光区域，显示图像亮度颜色均匀，无亮暗分界，并且易于操作。
[0047]以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
【主权项】
1.一种透明显示器，其特征在于，所述透明显示器包括场序驱动、场序背光及液晶面板，所述场序背光包括红色子场、绿色子场、蓝色子场及背光控制子场，所述背光控制子场为白色子场或黑色子场，依靠场序技术按时间次序切换所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场的打开与关闭状态后插入所述背光控制子场使所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场失效，形成全关闭状态帧，所述场序驱动与所述场序背光电连接，所述场序驱动控制所述场序背光的所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场及所述背光控制子场的打开时间长度与打开次序，环境光穿过所述液晶面板在所述液晶面板远离所述场序背光一侧的表面形成图像进入人眼。2.根据权利要求1所述的透明显示器，其特征在于，所述场序背光还包括彩色图像帧，所述场序驱动控制所述场序背光的所述红色子场、所述绿色子场及所述蓝色子场的打开时间长度与打开次序改变所述彩色图像帧的图像，所述彩色图像帧穿过所述液晶面板在所述液晶面板远离所述场序背光一侧的表面形成图像进入人眼。3.根据权利要求2所述的透明显示器，其特征在于，所述透明显示器还包括像素信号驱动，所述像素信号驱动与所述液晶面板电连接并控制所述液晶面板的液晶分子的偏转。4.根据权利要求1所述的透明显示器，其特征在于，所述蓝色子场、所述绿色子场及所述红色子场打开的时间长度相等。5.根据权利要求1所述的透明显示器，其特征在于，所述场序背光为侧入式，所述透明显示器还包括透明导光板，所述场序背光的光线通过所述透明导光板导向后形成背光源并穿过液晶面板显示图像或透明显示。6.根据权利要求5所述的透明显示器，其特征在于，所述透明导光板的内部远离所述液晶面板的一端设有多个凹面微结构。7.根据权利要求1所述的透明显示器，其特征在于，所述液晶面板的所述液晶分子为未施加偏置电压时初始状态为水平排布的正性液晶。8.根据权利要求1所述的透明显示器，其特征在于，所述液晶面板的所述液晶分子为未施加偏置电压时初始状态为竖直排布的负性液晶。9.根据权利要求1所述的透明显示器，其特征在于，分别点亮蓝色LED灯、红色LED灯及绿色LED灯得到所述蓝色子场、所述红色子场及所述绿色子场。10.一种透明显示器的调节方法，其特征在于，包括: 提供透明显示器，所述透明显示器包括场序驱动、场序背光及液晶面板，所述场序背光包括红色子场、绿色子场、蓝色子场及背光控制子场，所述背光控制子场为白色子场或黑色子场，所述场序背光或环境光穿过所述液晶面板在所述液晶面板远离所述场序背光一侧的表面形成图像进入人眼， 按时间次序切换所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场及所述背光控制子场的打开与关闭状态形成全关闭状态帧， 所述背光控制子场为所述白色子场时，所述全关闭状态帧使所述透明显示器透明显示，使用所述场序驱动控制所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场及所述白色子场的打开次序和打开持续时间调节所述透明显示器的透明度； 所述背光控制子场为所述黑色子场时，所述全关闭状态帧使所述透明显示器黑屏显示，使用所述场序驱动控制所述红色子场、所述绿色子场、所述蓝色子场及所述黑色子场的打开次序和打开持续时间调节所述透明显示器的黑色程度。11.根据权利要求10所述透明显示器的调节方法，其特征在于，按时间次序切换所述红色子场、所述绿色子场及所述蓝色子场的打开与关闭状态形成彩色图像帧，使用所述场序驱动控制所述红色子场、所述绿色子场及所述蓝色子场的打开次序和打开持续时间改变所述透明显示器显示的彩色图像内容。12.根据权利要求10所述透明显示器的调节方法，其特征在于，所述透明显示器还包括像素信号驱动，使用所述像素信号驱动控制所述液晶面板的液晶分子的偏转程度调节所述液晶面板的透过率。13.根据权利要求10所述透明显示器的调节方法，其特征在于，分别点亮蓝色LED灯、红色LED灯及绿色LED灯得到所述蓝色子场、所述红色子场及所述绿色子场。
【文档编号】G09G3/34GK105976768SQ201610493945
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】陈黎暄
【申请人】深圳市华星光电技术有限公司