[发明专利]环境光干涉式彩色透明显示模块及透明显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及彩色显示技术领域，尤其涉及一种环境光干涉式彩色透明显示模块及透明显示方法。

背景技术

目前的透明显示屏幕普遍采用发光式显示屏，发光式常见的有LCD和OLED显示技术。发光式显示存在一些缺陷，耗电比较严重，不适用于光线比较强的场景。例如，人们常常会发现自己在户外看不清手机屏幕，原因是显示器的亮度没有强大到足以克服环境光的亮度。从显示屏幕中发出的光也会造成眼睛疲劳，特别是眼睛还在发育中的儿童，这种发光式屏幕会对儿童眼睛造成很大的伤害。而且发光式透明显示在发光的部位不透明，因而无法使用在一些需要透明度较高的特殊场景。

以上所有问题无法通过任何现有的发光彩色显示屏技术解决。彻底的解决方案必须来自环境光透明彩色显示技术，利用环境光在透明的介质上显示图像。

环境光透明式彩色显示近年来得到了不少关注，然而由于技术上的限制，市场上至今还没有出现一种能够满足市场要求的环境光透明显示产品。目前，环境光透明彩色显示通常包含电致变色材料构成的光调制器阵列，每个光调制器生成特定的原色，颜色通过RGB颜色的组合来调制混合理想的颜色和灰度，通过调整子像素电致变色材料的状态来实现。

这种电致变色技术在彩色显示上的应用有三个根本问题。第一个问题也是最严重的问题体现在速度缓慢，颜色的改变通常在分钟级的时间尺度上，这种转变速度只能用于静态显示。另一个问题是光效率很低，导致显示图像时穿透率低。另外可以选择的颜色十分有限。

另一种环境光透明彩色显示采用液晶介质。但液晶是通过阻挡偏振光来实现灰度的。由于利用偏振光的特性是以牺牲50％的光能量为代价，因而光效率很低。

以上这些功能上的不足限制了环境光透明彩色显示面板的广泛商业化应用。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种环境光干涉式彩色透明显示模块及透明显示方法，其采用光干涉全光谱的方式实现透明显示，特别是对于大像素的应用场景而言成本低，效果好，耗能极低，而且透光率可以方便地按照要求进行调整制作，全光谱的实现使得显示屏的光效率大大增加。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的环境光干涉式彩色透明显示模块，包括面板、背板、连接面板和背板的多个支撑柱及安装在面板和背板之间的多个移动镜片，面板、背板及移动镜片均为透明材质，面板的背面有一层半透明层构成半透反光面，移动镜片的正面有一层半透反光层构成另一个半透反光面，所述的面板的半透明层的厚度和移动镜片的半透反光层的厚度接近，移动镜片的背面有一层透明导电膜，移动镜片通过弹性拉条和面板或支撑柱相连，背板的正面有多个由透明导电材料制成的电极。由均为透明的面板、背板和按一定规律排列的像素单元移动镜片组装成彩色透明显示模块，整个显示模块呈透明状，再由多个彩色透明显示模块拼接制作成彩色透明显示屏。这是一种能显示全饱和彩色、常规环境和高亮度环境下能高亮度显示的显示器。支撑柱连接背板和面板，通过支撑柱的高度控制两干涉面之间的干涉腔隙深度。支撑柱的尺寸为0.2～0.6毫米，支撑柱的形状可以是三角形、方形、六边形或圆形等等。本发明制作方法简单，使用微装配方法制备，其避免了传统微机电系统(MEMS)的光刻工艺，通过低成本的半导体封装方法进行封装，能够保持大的平行干涉面，通过精确的静电驱动实现彩色透明显示，同时具有高色彩纯度、高透射率的光学精度。由移动镜片构成的像素单元包括且不限于方形、六边形、三角形或任意形状的像素。每个像素都能够实现整个可见光谱连续产生色彩的各个独特的颜色，这样就可以通过模块上像素点的颜色组合显示数字和字母。移动镜片还可排列成7段数码管显示模块结构，或其他特殊图形。本技术方案采用光干涉全光谱的方式实现透明显示，特别是对于大像素的应用场景而言成本低，效果好，耗能极低，而且透光率可以方便地按照要求进行调整制作，全光谱的实现使得显示屏的光效率大大增加。

作为优选，所述的面板的半透明层及移动镜片的半透反光层的材质为铬、铝、汞、钼、镍或其他具有反光特性的金属。

作为优选，所述的移动镜片排列成点阵结构，所述的支撑柱也排列成点阵结构，每个移动镜片的外围设有若干个支撑柱。连接更加牢固，而且不影响移动镜片作垂直移动。