光控制裝置及其制造方法
【專利說明】光控制裝置及其制造方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2014年12月2日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)10-2014-0170655號(hào)和于2015年6月19日提交的10-2015-0087803號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用將其公開內(nèi)容完整并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及光控制裝置(light controlling apparatus)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來，隨著世界進(jìn)入信息時(shí)代，用于處理和顯示信息的顯示設(shè)備領(lǐng)域快速發(fā)展。于是，已經(jīng)開發(fā)出各種顯示設(shè)備并受到關(guān)注。
[0005]顯示設(shè)備的具體實(shí)例包括液晶顯示(IXD)設(shè)備、等離子顯示面板(rop)設(shè)備、場(chǎng)發(fā)射顯示(FED)設(shè)備和有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。這樣的顯示器表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，如纖薄、輕量和低能耗。因此，目前，顯示設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)增長(zhǎng)。特別是，顯示設(shè)備已用作大多數(shù)電子設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備的用戶界面。
[0006]而且，近年來，使用戶能夠通過顯示設(shè)備看到位于相反側(cè)上的對(duì)象或圖像的透明顯示設(shè)備得到了積極研究。
[0007]透明顯示設(shè)備在空間效率、內(nèi)部裝飾和設(shè)計(jì)方面具有優(yōu)點(diǎn)。而且，透明顯示設(shè)備可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域。通過在透明電子設(shè)備中實(shí)現(xiàn)能夠識(shí)別信息、處理信息和顯示信息的顯示設(shè)備，透明顯示設(shè)備可以解決傳統(tǒng)電子設(shè)備的空間和視覺約束。透明顯示設(shè)備可以用于智能窗，而智能窗可以用于智能家庭或智能車輛。
[0008]特別是，IXD可以實(shí)現(xiàn)為使用邊緣型背光的透明顯示設(shè)備，但是采用IXD的透明顯示設(shè)備顯示出非常低的透射率。而且，使用LCD的透明顯示設(shè)備具有以下缺點(diǎn):透明性由于用于實(shí)現(xiàn)黑色的偏光板而降低，并且外部可視性也受到負(fù)面影響。
[0009]另外，使用OLED的透明顯示設(shè)備具有比使用IXD的透明顯示設(shè)備更高的能耗。而且，透明顯示設(shè)備難以表現(xiàn)純黑色，但在陰暗環(huán)境下沒有對(duì)比度的問題。不過，其具有在光正常的環(huán)境中對(duì)比度降低的缺點(diǎn)。
[0010]因此，為了實(shí)現(xiàn)透射模式和遮光模式，已提出在采用OLED的透明顯示設(shè)備的光控制裝置時(shí)使用形成為單層的聚合物分散液晶(PDLC)或聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶(PNLC)的方法。形成為單層的聚合物分散液晶(PDLC)或聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶(PNLC)可以通過混合單體和液晶并向混合物照射紫外(UV)線來形成。
[0011]特別是，聚合物分散液晶(PDLC)具有液晶形成在聚合物中的結(jié)構(gòu)，而聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶(PNLC)具有聚合物分布在液晶上的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)。
[0012]如果向聚合物分散液晶(PDLC)或者聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶(PNLC)施加電場(chǎng)，液晶的取向改變，于是，從外部入射的光可以發(fā)生散射或者透射。也就是說，使用聚合物分散液晶(PDLC)或者聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶(PNLC)的設(shè)備可以在無偏光板的情況下散射或者透射光，因此可以用作透明顯示設(shè)備的光控制裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]有鑒于此，本發(fā)明涉及光控制裝置和包含該裝置的顯示設(shè)備，其基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)所致的一個(gè)或多個(gè)問題。
[0014]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種光控制裝置和包含該裝置的顯示設(shè)備，其在不施加電壓的初始狀態(tài)使從外部入射的光透射而在初始狀態(tài)實(shí)現(xiàn)透明模式，由此可以降低能耗。
[0015]另外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在液晶單元中同時(shí)包含網(wǎng)絡(luò)和壁的光控制
目.ο
[0016]此外，本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種包含壁和網(wǎng)絡(luò)的光控制裝置，該壁和網(wǎng)絡(luò)各自具有使用兩種以上不同單體的兩種聚合物。
[0017]另外，本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種光控制裝置，其通過使用形狀與液晶相似的單體而輔助液晶的垂直取向并且其通過使用具有無規(guī)形狀的單體使液晶無規(guī)取向而具有改善的透射率和高遮光率。
[0018]另外，本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種具有遮光模式的光控制裝置，該遮光模式中，通過遮光或者散射從外部入射的光而顯示顏色或者設(shè)備的背景不可見。
[0019]另外，本發(fā)明的又一個(gè)目的是通過在液晶單元中使用所述壁來防止著色體(coloring member)向特定區(qū)域傾斜并由此防止由著色體在液晶單元中不均勾分布導(dǎo)致的漏光而改善光控制裝置的遮光率。
[0020]另外，本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種可以適用于柔性顯示設(shè)備的光控制裝置。
[0021]本發(fā)明的目的并不局限于上述目的，并且根據(jù)以下說明，上文沒有提及的其他目的對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也是顯而易見的。
[0022]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的一個(gè)方面，提供了一種光控制裝置，其包含:彼此相對(duì)的第一電極單元和第二電極單元；和位于所述第一電極單元和所述第二電極單元之間的液晶單元，所述液晶單元包含:液晶；具有由形狀與所述液晶相似的第一單體聚合得到的第一聚合物和由形狀與所述第一單體不同的第二單體聚合得到的第二聚合物的網(wǎng)絡(luò)；和具有所述第一聚合物和所述第二聚合物的壁。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述光控制裝置還包含位于所述第一電極單元和所述第二電極單元中至少一個(gè)之上的隔離物。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的又一特征，所述第一單體和所述第二單體包括UV硬化性單體。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，用于所述UV硬化性單體的UV波長(zhǎng)包括相同的波長(zhǎng)范圍。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述第一單體包括RM (活性介晶)類單體。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述第二單體包括雙酚A 二甲基丙烯酸酯類單體。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述第一單體輔助所述液晶的垂直取向，并且所述第二單體輔助所述液晶的無規(guī)取向。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，如果所述液晶包含負(fù)型液晶或DFLC (雙頻率液晶)中的一種，則所述第一電極單元和所述第二電極單元各自包含公共電極。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，如果所述液晶包含所述負(fù)型液晶，則所述第一電極單元和所述第二電極單元各自被配置為向所述液晶單元施加垂直電場(chǎng)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述光控制裝置在未施加電壓時(shí)借助處于垂直狀態(tài)的所述液晶表現(xiàn)透明模式，并且所述光控制裝置在施加電壓時(shí)借助處于無規(guī)狀態(tài)的所述液晶表現(xiàn)遮光模式。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，如果所述液晶包含正型液晶或DFLC (雙頻率液晶)中的一種，則所述第一電極單元和所述第二電極單元中的至少一個(gè)包括多個(gè)圖案化電極。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，如果所述液晶包含正型液晶或DFLC (雙頻率液晶)中的一種，則所述第一電極單元和所述第二電極單元中的至少一個(gè)包括多個(gè)圖案化電極。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述光控制裝置在未施加電壓時(shí)借助處于垂直狀態(tài)的所述液晶表現(xiàn)透明模式，并且所述光控制裝置在施加電壓時(shí)借助處于無規(guī)狀態(tài)的所述液晶表現(xiàn)遮光模式。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，如果所述液晶包含正型液晶或DFLC中的一種，則所述第一電極單元和所述第二電極單元中的至少一個(gè)包括多個(gè)圖案化電極和公共電極。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，向所述圖案化電極和所述公共電極施加水平電場(chǎng)。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述光控制裝置在未施加電壓時(shí)借助處于垂直狀態(tài)的所述液晶表現(xiàn)透明模式，并且所述光控制裝置在施加電壓時(shí)借助處于無規(guī)狀態(tài)的所述液晶表現(xiàn)遮光模式。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述光控制裝置還包含被配置為使所述液晶以垂直狀態(tài)取向的取向單元。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述取向單元位于所述液晶單元之上或之下。
[0040]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的另一方面，提供了一種制造光控制裝置的方法，其包括:將第一電極單元層疊到第二電極單元；在所述第一電極單元與所述第二電極單元之間形成液晶單元，所述液晶單元包含具有第一單體、第二單體和液晶的混合液晶；通過聚合所述第一單體和所述第二單體而形成與所述第一電極單元上或所述第二電極單元上的掩模圖案相對(duì)應(yīng)的壁；和通過采用比形成所述壁更低的照射能量聚合所述第一單體和所述第二單體而形成網(wǎng)絡(luò)。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述方法還包括在所述第一電極單元和所述第二電極單元中的至少一個(gè)之上設(shè)置隔離物。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的又一特征，所述第一單體和所述第二單體用具有相同波長(zhǎng)范圍的光摩人
口 ο
[0043]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，形成所述壁和形成所述網(wǎng)絡(luò)的步驟各自包括通過用紫外線照射來聚合所述第一單體和所述第二單體。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述第一單體包括RM (活性介晶)類單體。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述第二單體包括雙酚A 二甲基丙烯酸酯類單體。
[0046]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的又一方面，提供了一種存在液晶、第一單體和第二單體的混合液晶，其中，所述第一單體的形狀與所述液晶相似，所述第二單體的形狀與所述第一單體不同，并且其中，所述第一單體和所述第二單體被配置為在光控制裝置中同時(shí)具有網(wǎng)絡(luò)和壁。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述光控制裝置在未施加電壓時(shí)借助處于垂直狀態(tài)的所述液晶表現(xiàn)透明模式，并且所述光控制裝置在施加電壓時(shí)借助處于無規(guī)狀態(tài)的所述液晶表現(xiàn)遮光模式。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的又一特征，所述第一單體和所述第二單體以相同波長(zhǎng)范圍的UV照射固化。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述第一單體包括RM (活性介晶)類單體。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述第二單體包括雙酚A 二甲基丙烯酸酯類單體。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述第一單體和所述第二單體通過用紫外線照射而聚入口 ο
[0052]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述液晶包括正型液晶、負(fù)型液晶或DFLC (雙頻率液晶)中的一種。
[0053]根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的又一方面，提供了一種顯示設(shè)備，其包含:顯示面板；和與所述顯示面板附接的至少一個(gè)光控制裝置。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所述顯示面板是OLED面板。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的又一特征，所述光控制裝置附接至所述顯示面板的正面。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的再一特征，所述光控制裝置附接至所述顯示面板的背面。
[0057]其他示例性實(shí)施方式的詳細(xì)情況將包含在本發(fā)明的詳細(xì)說明和附圖中。
[0058]本發(fā)明可以提供通過在不施加電壓的情況下使從外部入射的光透射而可以表現(xiàn)出透明模式的光控制裝置。
[0059]另外，由于本發(fā)明的光控制裝置的液晶在初始狀態(tài)具有透射從外部入射的光的狀態(tài)，因而可以在初始狀態(tài)實(shí)現(xiàn)透明模式。因此，能夠降低能耗。
[0060]而且，本發(fā)明可以提供這樣一種光控制裝置，通過排列由具有顏色的染料形成的著色體從而表現(xiàn)黑色或者黑色以外的其他顏色，其可以表現(xiàn)出使光控制裝置的背景不可見的遮光模式。
[0061]本發(fā)明還可以提供在液晶單元中使用兩種以上不同單體而同時(shí)包含網(wǎng)絡(luò)和壁的光控制裝置。
[0062]此外，由于液晶因位于液晶單元中的網(wǎng)絡(luò)所致而可以具有更無規(guī)的圖案的狀態(tài)，本發(fā)明可以改善散射從外部入射的光的效果。
[0063]另外，本發(fā)明通過在液晶單元中使用所述壁來抑制著色體向特定區(qū)域傾斜并由此防止由著色體在液晶單元中不均勻分布導(dǎo)致的漏光而可以改善光控制裝置的遮光率。
[0064]因?yàn)橐壕卧性O(shè)置了所述壁而可以吸收從外部施加的沖擊，本發(fā)明還可以用于柔性顯示設(shè)備。
[0065]而且，本發(fā)明通過在光控制裝置中設(shè)置能夠補(bǔ)償部件之間的折射率差異的折射率匹配層而降低了折射率差異。于是，改善了透射率。
[0066]此外，本發(fā)明通過借助所述壁或所述折射率匹配層來防止光控制裝置中發(fā)生短路而可以提高驅(qū)動(dòng)可靠性。
[0067]本發(fā)明還可以改善光控制裝置的透射率，因?yàn)槠淇梢跃哂惺挂壕Т怪庇陔姌O單元的垂直狀態(tài)。
[0068]本發(fā)明的效果并不局限于上述效果，各種其他效果包含在以下說明中。
【附圖說明】
[0069]根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明，將會(huì)更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他方面、特征和其他優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0070]圖1是描繪本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的光控制裝置的透明模式的截面圖。
[0071]圖2是描繪圖1所示的光控制裝置的遮光模式的截面圖。
[0072]圖3是本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式的光控制裝置的截面圖。
[0073]圖4是本發(fā)明的又一示例性實(shí)施方式的光控制裝置的截面圖。
[0074]圖5是本發(fā)明的再一示例性實(shí)施方式的光控制裝置的截面圖。
[0075]圖6是圖5所示的電極單元的另一示例性實(shí)施方式的光控制裝置的截面圖。
[0076]圖7是圖5所示的電極單元的又一示例性實(shí)施方式的光控制裝置的截面圖。
[0077]圖8是本發(fā)明的再一示例性實(shí)施方式的光控制裝置的截面圖。
[0078]圖9是本發(fā)明的再一示例性實(shí)施方式的光控制裝置的截面圖。
[0079]圖1OA?圖1OF是本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的光控制裝置的制造方法的示意性流程圖。
[0080]圖1lA是為描述應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的光控制裝置的顯示設(shè)備而提供的示意性平面圖。
[0081]圖1lB是沿圖1lA的線X1-XI’截取的顯示設(shè)備的截面圖。
[0082]圖1lC和圖1lD是本發(fā)明的各示例性實(shí)施方式的顯示設(shè)備的截面圖。
[0083]圖12A是為描述應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的光控制裝置的顯示設(shè)備而提供的示意性平面圖。
[0084]圖12B是沿圖12A的線XI1-XII’截取的顯示設(shè)備的截面圖。
[0085]圖12C是本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式的顯示設(shè)備的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0086]根據(jù)下文參照附圖描述的示例性實(shí)施方式將會(huì)更清楚地理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征及其實(shí)現(xiàn)方法。不過，本發(fā)明并不局限于以下示例性實(shí)施方式，而是可以按各種不同形式實(shí)施。提供示例性實(shí)施方式僅僅是為了完全披露本發(fā)明和向本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分提供本發(fā)明的范疇，本發(fā)明將由所附權(quán)利要求所限定。
[0087]用于描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的附圖中顯示的形狀、尺寸、比率、角度、數(shù)字等僅僅是示例，本發(fā)明并不限于此。在本說明書中相同的附圖標(biāo)記通常指代相同的要素。而且，在以下說明中，可能略去了已知的相關(guān)技術(shù)的詳細(xì)說明以避免使本公開的主題不必要地模糊。
[0088]本文使用的如“包含”、“具有”和“含有”等術(shù)語(yǔ)通常意圖是允許加入其他成分，除非這些術(shù)語(yǔ)與術(shù)語(yǔ)“僅”一起使用。對(duì)單數(shù)形式的任何提及可以包括復(fù)數(shù)形式，除非另有明確規(guī)定。
[0089]即使沒有明確規(guī)定，成分也應(yīng)解釋為包括通常的誤差范圍。
[0090]當(dāng)使用如“上”、“上方”、“下方”、“靠近”等術(shù)語(yǔ)來描述兩個(gè)部分之間的位置關(guān)系時(shí)，在這兩個(gè)部分之間可以設(shè)置一個(gè)以上部分，除非這些術(shù)語(yǔ)與術(shù)語(yǔ)“緊鄰”或者“直接”一起使用。
[0091]當(dāng)使用如“之后”、“隨后”、“接著”、“之前”等術(shù)語(yǔ)來描述時(shí)間順序關(guān)系時(shí)，可以包括不連續(xù)的關(guān)系，除非這些術(shù)語(yǔ)與術(shù)語(yǔ)“即刻”或者“直接”一起使用。
[0092]雖然術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等用于描述各種成分，但這些成分并不受這些術(shù)語(yǔ)約束。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用于將一種成分與其他成分區(qū)分開。因此，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思中，下述的第一成分可能為第二成分。
[0093]“X軸方向”、“Y軸方向”和“Z軸方向”不應(yīng)僅僅理解為處于這些方向相互垂直的幾何關(guān)系，而是在本發(fā)明的構(gòu)造可以功能性適用的范圍內(nèi)可以具有更寬泛的方向性。
[0094]術(shù)語(yǔ)“至少一個(gè)”應(yīng)理解為包括由一個(gè)以上相關(guān)項(xiàng)目可以想到的所有可能的組合。例如，“第一項(xiàng)目、第二項(xiàng)目和第三項(xiàng)目中的至少一個(gè)”可以是第一項(xiàng)目、第二項(xiàng)目或第三項(xiàng)目中的每一個(gè)，也可以是由兩個(gè)以上的第一項(xiàng)目、第二項(xiàng)目和第三項(xiàng)目中可以想到的所有可能的組合。
[0095]本發(fā)明的各種實(shí)施方式的特征可以部分或者完全地相互層疊或者組合，可以按照本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠完全理解的各種技術(shù)方式聯(lián)鎖和操作，并且該實(shí)施方式可以彼此獨(dú)立或者彼此結(jié)合地實(shí)施。
[0096]下面，將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。
[0097]用作透明顯示設(shè)備的光控制裝置的聚合物分散液晶(PDLC)和聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶(PNLC)具有不同的單體和液晶的混合比。通常，I3DLC比PNLC具有更高百分比的單體。因此，PDLC在不施加電壓的初始狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了初始遮光模式，其中入射光經(jīng)無規(guī)取向的液晶和聚合單體散射。PDLC還在施加電壓并由此使液晶垂直取向時(shí)通過使入射光透射但不散射而實(shí)現(xiàn)了透明模式。如果TOLC用作透明顯示設(shè)備的光控制裝置，需要連續(xù)施加電壓以在待機(jī)時(shí)實(shí)現(xiàn)透明模式。
[0098]因此，本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)PNLC進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閱误w的百分比較低，其可以有利地在不施加電壓的初始狀態(tài)實(shí)現(xiàn)透明模式。不過，PNLC具有比TOLC更低百分比的聚合單體，因而對(duì)于外部沖擊的抵抗力較低。因此，需要抵抗外部沖擊的壁。不過，認(rèn)識(shí)到如果形成壁，就難以形成網(wǎng)絡(luò)。如果形成網(wǎng)絡(luò)，就難以形成壁。
[0099]因此，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)識(shí)到上述問題，并發(fā)明出一種光控制裝置，其具有其中形成有壁和網(wǎng)絡(luò)從而實(shí)現(xiàn)透明模式和遮光模式的新結(jié)構(gòu)。
[0100]將參照以下示例性實(shí)施方式來詳細(xì)說明其細(xì)節(jié)。
[0101]圖1是描繪本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的光控制裝置的透明模式的截面圖，圖2是描繪圖1所示的光控制裝置的遮光模式的截面圖。
[0102]如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的光控制裝置100包括電極單元110、液晶單元120、取向單元130、壁140、網(wǎng)絡(luò)150和隔離物。
[0103]電極單元110包括設(shè)置為彼此相對(duì)的第一電極單元111和第二電極單元112，液晶單元120設(shè)置在第一電極單元111與第二電極單元112之間。第一