光控制設備及其制造方法以及具有該設備的透明顯示裝置的制造方法
【專利說明】光控制設備及其制造方法以及具有該設備的透明顯示裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年6月27日申請的韓國專利申請N0.10-2014-0079462、2014年6月27日申請的韓國專利申請N0.10-2014-0079800、2014年6月30日申請的韓國專利申請N0.10-2014-0080859以及2015年6月12日申請的韓國專利申請N0.10-2015-0083127的優(yōu)先權，在此為了所有目的通過引用這些申請的全部內容，如同在本文中完整地闡明一樣。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及一種光控制設備，更具體地，涉及一種可實現透明模式和遮光模式的光控制設備及其制造方法，以及具有該光控制設備的透明顯示裝置。
【背景技術】
[0004]近來，隨著信息時代的發(fā)展，用于處理和顯示大量信息的顯示裝置已得到迅速發(fā)展。尤其是，多種不同的顯示裝置已進入人們的視野并引起高度關注。
[0005]顯示裝置的具體例子包括液晶顯示(LCD)裝置，等離子體顯示面板(rop)裝置，場發(fā)射顯示(FED)裝置，電致發(fā)光顯示(ELD)裝置以及有機電致發(fā)光顯示(0LED)裝置。這些顯示裝置通常具有外形薄、重量輕和功耗低的卓越特性，因此其應用領域不斷擴大。具體而言，在大多數電子裝置或移動裝置中，顯示裝置已被用作一種用戶界面。
[0006]同樣，對于透明顯示裝置的研究也在積極進行，用戶可通過透明顯示裝置看見位于相對表面的物體或圖像。
[0007]透明顯示裝置可具有更佳的空間利用以及更好的內部設計等優(yōu)點，并且可具有各種應用領域。透明顯示裝置作為透明電子裝置可以實現信息識別、信息處理和信息顯示的功能，從而消除電子裝置的時間和空間限制。這樣的透明顯示裝置可用于智能窗，也就是智能房屋或智能汽車的窗戶。
[0008]在透明顯示裝置中，采用邊緣形背光可以實現基于IXD的透明顯示裝置。但是，采用LCD技術的透明顯示裝置存在一個問題，其透明度會因用于實現黑色的偏振板而惡化。此外，基于LCD的透明顯示裝置在戶外能見度方面也存在問題。
[0009]基于0LED的透明顯示裝置的功耗高于基于IXD的透明顯示裝置，且在顯示純黑色這一點上存在困難。此外，雖然基于0LED的透明顯示裝置在黑暗環(huán)境中的對比度沒有問題，但在普通環(huán)境中存在對比度惡化的問題。
[0010]因此，為了實現透明模式和遮光模式，已經提出將基于單層聚合物分散液晶(PDLC)的設備作為基于0LED的透明顯示裝置的光控制設備。通過將單體與液晶混合，并通過紫外線硬化將單體變?yōu)榫酆衔?，使聚合物中的液晶處于液滴態(tài)，可以形成單層聚合物分散液晶(PDLC)。
[0011]如果對聚合物分散液晶(PDLC)施加電場，則分布在聚合物中的液晶的布置會變化。因此，聚合物分散液晶(PDLC)層會散射或透射來自外部的入射光。也就是說，即使沒有偏振板，由于基于聚合物分散液晶(PDLC)層的設備能夠散射或透射光，該設備也可用于透明顯示裝置的光控制設備。

【發(fā)明內容】

[0012]因此，本發(fā)明旨在提供一種光控制設備及其制造方法以及具有該光控制設備的透明顯示裝置，其可以基本上消除因現有技術的局限性和缺陷而引起的一個或多個問題。
[0013]本發(fā)明的一個目的是提供一種光控制設備及其制造方法以及具有該光控制設備的透明顯示裝置，其中，與僅使用單個聚合物分散液晶(PDLC)層的情況相比，利用具有TOLC層和賓主型液晶(GHLC)層的多個液晶層，在透明模式下的透射率大增，且在遮光模式下的遮光率也很高。
[0014]本發(fā)明的另一個目的是提供一種光控制設備，可降低GHLC層中的二色性染料的量，從而增加透明模式下的透射率。
[0015]本發(fā)明的另一個目的是提供一種光控制設備，其中，在GHLC層的壁部的多個壩(dam)上，第一取向膜與第二取向膜彼此貼合。
[0016]本發(fā)明的另一個目的是提供一種光控制設備，可以根據二色性染料顯示具體的顏色，使得在遮光模式下看不見后方的背景。
[0017]本發(fā)明的另一個目的是提供一種基于多個液晶層的光控制設備，所述液晶層具有PDLC層和GHLC層，簡化了制造工藝，從而降低了成本。
[0018]本發(fā)明的另一個目的是提供一種透明顯示裝置，其中，GHLC層的壁部的多個壩位于透明顯示面板的發(fā)光區(qū)域中。
[0019]關于本發(fā)明的附加優(yōu)點和特征部分地將在下面的說明書中進行闡述，并且部分地在閱讀說明書之后對于所屬領域技術人員將變得顯而易見，或者可以從本發(fā)明的實踐中獲知。通過書面說明書和權利要求書以及附圖中具體指出的結構可實現和獲得本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點。
[0020]為了實現這些和其它優(yōu)點，并且根據本發(fā)明的意圖，如本文中具體化和廣義化描述的，根據本發(fā)明的一個實施方式的光控制設備包括:彼此相對的第一基板和第二基板；在該第一基板上的第一電極；在該第二基板上的第二電極；以及在所述第一電極和第二電極之間的聚合物分散液晶(PDLC)層和賓主型液晶(GHLC)層，其中，該TOLC層包括具有第一液晶的液滴，該GHLC層包括第二液晶和二色性染料。
[0021]在一個或多個實施方式中，該GHLC層還包括具有多個壩的壁部，且在所述壩之間具有包含第二液晶和二色性染料的多個液晶區(qū)域。
[0022]在一個或多個實施方式中，所述多個液晶區(qū)域之間的第二液晶與二色性染料的比例的差異在1%內。
[0023]在一個或多個實施方式中，所述光控制設備還包括:在該壁部上的第一取向膜，用于布置第二液晶和二色性染料；以及在所述第一取向膜和第二電極之間的第二取向膜，其中，所述第一取向膜和第二取向膜在所述壩上彼此貼合。
[0024]在一個或多個實施方式中，所述光控制設備還包括:在該壁部上的第一取向膜，用于布置第二液晶和二色性染料；以及在所述第一取向膜和H)LC層之間的第二取向膜，其中，所述第一取向膜和第二取向膜在所述壩上彼此貼合。
[0025]在一個或多個實施方式中，所述光控制設備還包括:在該roLC層上的第一取向膜，用于布置第二液晶和二色性染料；以及在所述第一取向膜和第二電極之間的第二取向膜，其中，該壁部粘合到所述第一取向膜和第二取向膜。
[0026]在一個或多個實施方式中，在未對所述第一電極和第二電極施加電壓時，或施加到該第一電極的第一電壓與施加到該第二電極的第二電壓之差小于第一參考電壓時，所述PDLC層和GHLC層實現用于透射入射光的透明模式。
[0027]在一個或多個實施方式中，在未對所述第一電極和第二電極施加電壓時，或施加到該第一電極的第一電壓與施加到該第二電極的第二電壓之差小于第一參考電壓時，以垂直方向布置第一液晶、第二液晶和二色性染料。
[0028]在一個或多個實施方式中，在施加到該第一電極的第一電壓與施加到該第二電極的第二電壓之差大于第二參考電壓時，所述H)LC層和GHLC層實現用于遮蔽入射光的遮光模式。
[0029]在一個或多個實施方式中，在施加到該第一電極的第一電壓與施加到該第二電極的第二電壓之差大于第二參考電壓時，以水平方向布置第一液晶、第二液晶和二色性染料。
[0030]在一個或多個實施方式中，所述光控制設備還包括:位于該第一基板的具有該第一電極的一個表面的相對表面上的第一折射率匹配層，所述第一折射率匹配層的折射率處于該第一基板的折射率和空氣的折射率之間；以及位于該第二基板的具有該第二電極的一個表面的相對表面上的第二折射率匹配層，所述第二折射率匹配層的折射率處于該第二基板的折射率和空氣的折射率之間。
[0031]在一個或多個實施方式中，所述光控制設備還包括:位于所述第一基板和第一電極之間的第一折射率匹配層，所述第一折射率匹配層的折射率處于該第一基板的折射率和該第一電極的折射率之間；以及位于所述第二基板和第二電極之間的第二折射率匹配層，所述第二折射率匹配層的折射率處于該第二基板的折射率和該第二電極的折射率之間。
[0032]在一個或多個實施方式中，所述光控制設備還包括:位于所述第一電極和TOLC層之間的第一折射率匹配層，所述第一折射率匹配層的折射率處于該第一電極的折射率和該roLC層的折射率之間；以及位于所述第二電極和GHLC層之間的第二折射率匹配層，所述第二折射率匹配層的折射率處于該第二電極的折射率和該GHLC層的折射率之間。
[0033]在另一個方面，一種透明顯示裝置包括:具有透射區(qū)域和發(fā)光區(qū)域的透明顯示面板，所述發(fā)光區(qū)域具有用于顯示圖像的像素；以及位于該透明顯示面板的一個表面上的光控制設備，其中，所述光控制設備包括:彼此相對的第一基板和第二基板；在該第一基板上的第一電極；在該第二基板上的第二電極；以及在所述第一電極和第二電極之間的多個液晶層，所述液晶層包括聚合物分散液晶(PDLC)層和賓主型液晶(GHLC)層，其中在未施加電壓時，所述多個液晶層實現用于透射入射光的透明模式；在施加電壓時，所述多個液晶層實現用于遮蔽入射光的遮光模式，以及在所述像素顯示圖像的顯示模式下，所述多個液晶層實現用于遮蔽入射光的遮光模式；在所述像素不顯示圖像的非顯示模式下，所述多個液晶層實現用于透射入射光的透明模式或用于遮蔽入射光的遮光模式。
[0034]在一個或多個實施方式中，該TOLC層還包括具有第一液晶的液滴；以及該GHLC層還包括第二液晶和二色性染料。
[0035]在一個或多個實施方式中，在未施加電壓時，以垂直方向布置第一液晶、第二液晶和二色性染料；在施加電壓時，以水平方向布置第一液晶、第二液晶和二色性染料。
[0036]在一個或多個實施方式中，該GHLC層還包括具有多個壩的壁部；以及在所述壩之間具有包含第二液晶和二色性染料的多個液晶區(qū)域。
[0037]在一個或多個實施方式中，所述壁部的壩位于該發(fā)光區(qū)域中。
[0038]在一個或多個實施方式中，所述多個液晶區(qū)域之間的第二液晶與二色性染料的比例的差異在1%內。
[0039]在又一個方面，一種透明顯示裝置包括:具有下基板和上基板的透明顯示面板；以及光控制設備，位于該透明顯示面板的下基板的下方或該透明顯示面板的上基板上，其中，所述光控制設備包括:第一基板上的第一電極；在該下基板或上基板上的第二電極；以及在所述第一電極和第二電極之間的多個液晶層，所述液晶層包括聚合物分散液晶(PDLC)層和賓主型液晶(GHLC)層，其中在未施加電壓時，所述多個液晶層實現用于透射入射光的透明模式；在施加電壓時，所述多個液晶層實現用于遮蔽入射光的遮光模式，以及在所述像素顯示圖像的顯示模式下，所述多個液晶層實現用于遮蔽入射光的遮光模式；在所述像素不顯示圖像的非顯示模式下，所述多個液晶層實現用于透射入射光的透明模式或用于遮蔽入射光的遮光模式。
[0040]可以理解，本發(fā)明的前面的大體描述和下面的具體描述都是示例性的和解釋性的，旨在對所要求保護的本發(fā)明提供進一步的解釋。
【附圖說明】
[0041]用來提供對本發(fā)明的進一步理解且并入本申請中組成本申請的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施方式，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0042]圖1為示出根據本發(fā)明的一個實施方式的光控制設備的透視圖；
[0043]圖2為示出圖1的光控制設備的詳細示例的截面圖；
[0044]圖3為示出透明模式下的光控制設備的截面圖；
[0045]圖4為示出遮光模式下的光控制設備的截面圖；
[0046]圖5A和5B為示出光控制設備的其他具體示例的截面圖；
[0047]圖6A至6D為示出圖1的光控制設備的其他具體示例的截面圖；
[0048]圖7為示出根據本發(fā)明一個實施方式的光控制設備制造方法的流程圖；
[0049]圖8A至8D為示出根據本發(fā)明一個實施方式的光控制設備制造工藝的截面圖；
[0050]圖9為示出根據本發(fā)明一個實施方式的光控制設備制造工藝的另一截面圖；
[0051]圖10為示出根據本發(fā)明另一個實施方式的光控制設備制造方法的流程圖；
[0052]圖11A至11C為示出根據本發(fā)明另一個實施方式的光控制設備制造工藝的截面圖；
[0053]圖12為示出根據本發(fā)明另一個實施方式的光控制設備制造方法的流程圖；
[0054]圖13A和13B為示出根據本發(fā)明另一個實施方式的光控制設備制造工藝的截面圖；
[0055]圖14為示出根據本發(fā)明一個實施方式的透明顯示裝置的透視圖；
[0056]圖15A為示出圖14的透明顯示面板的下基板示例的截面圖；
[0057]圖15B為示出圖14的透明顯示面板的另一下基板示例的另一截面圖；
[0058]圖16為示出根據本發(fā)明另一個實施方式的透明顯示裝置的透視圖；
[0059]圖17為示出根據本發(fā)明另一個實施方式的透明顯示裝置的截面圖；以及
[0060]圖18為示出根據本發(fā)明另一個實施方式的透明顯示裝置的截面圖。
【具體實施方式】
[0061]現在將詳細參考本發(fā)明的示例性實施方式，其中的多個例子在附圖中圖示。在整個附圖中將使用相同的附圖標記指代相同或相似的部件。
[0062]將通過參照附圖描述的下列實施方式闡明本發(fā)明的優(yōu)點和特征以及其實現方法。然而，本發(fā)明可以以不同的形式實施，不應解釋為限于在此列出的實施方式。而是，提供這些實施方式是為了使本說明書全面和完整，并將本發(fā)明的范圍充分地傳遞給所屬領域技術人員。此外，本發(fā)明僅由權利要求書的范圍限定。
[0063]為了描述本發(fā)明的實施方式而在附圖中公開的形狀、尺寸、比例、角度和數量僅僅是示例，因而本發(fā)明不限于圖示的細節(jié)。相似的參考標記通篇表示相似的元件。在下面的描述中，當確定對相關的已知功能或構造的詳細描述會不必要地使本發(fā)明的重點模糊不清時，將省略該詳細描述。
[0064]在本說明書中使用“包括”、“具有”和“包含”的情況下，可添加其他部件，除非使用了“僅”。
[0065]在解釋一要素時，盡管沒有明確描述，但該要素被解釋為包含誤差范圍。
[0066]在描述本發(fā)明的實施方式時，當結構(例如電極、線、布線或觸點)被描述為形成在另一結構的上部/下部或者另一結構上/下時，此說明應當被解釋為包含結構互相接觸的情況以及在它們之間設置有第三結構的情況。
[0067]在描述時間關系時，例如，當時間順序被描述為“在……之后”、“隨后”、“接下來”和“在……之前”時，可包括不連續(xù)的情況，除非使用了 “正好”或“直接”。
[0068]將理解，盡管在本文中可使用術語“第一”、“第二”等來描述各種元件，但這些元件不應被這些術語限制。這些術語僅僅是用來彼此區(qū)分元件。例如，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，第一元件可以稱為第二元件，類似地，第二元件可以稱為第一元件。
[0069]“X軸方向”，“Y軸方向”和“Z軸方向”不應僅被解釋為嚴格相互垂直的幾何關系，而是可以在本發(fā)明的各個元件可執(zhí)行其功能的范圍內具有更廣的方向性。
[0070]術語“至少一個”應被理解為包括一個或多個相關列舉項的任意和全部組合。例如，“至少一個第一項，第二項和第三項”的意思是第一項、第二項和第三項中的兩個或更多個中提取出的所有項的組合以及第一項，第二項或第三項。