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调光装置、显示装置以及配向方法

文献发布时间:2023-06-19 16:09:34



技术领域

本申请涉及显示技术领域,尤其涉及一种调光装置、显示装置以及配向方法。

背景技术

在快速发展的信息时代,人们开始越来越注重个人信息的保护,因此,具有防窥功能的显示器应运而生,这类显示器可以仅让正视角的用户具有显示内容可读性,而对在侧面的旁观者则无法看见显示内容,有效保护了用户的信息隐私性。

目前,防窥组件多为一层防窥保护膜,但是该防窥保护膜无法自动进行防窥和正常显示的切换,而另一类具有防窥和切换的显示技术则是对显示器本身进行设计,例如对基板上的电极层进行特殊的图案化设计,但这类显示器中,往往需要对液晶分子施加电压维持显示装置的防窥状态或者正常显示状态,持续施加电压会造成能源上的浪费。

发明内容

本申请实施例提供一种调光装置、显示装置以及配向方法,该调光装置中,不需要施加电压就能形成第一液晶分子以及第二液晶分子的双畴结构,该双畴结构具有自补偿作用,更好地实现防窥效果,也避免能源的浪费。

本申请实施例提供一种调光装置,具有沿第一方向交替设置的至少一个第一区域和至少一个第二区域,所述第一方向与所述调光装置的厚度方向垂直,所述调光装置包括层叠设置的第一配向层、调光液晶层以及第二配向层,所述第一配向层以及所述第二配向层的材质均为带有侧链的第一聚合物;

所述调光液晶层包括位于第一区域的第二聚合物、分布于所述第二聚合物之间的第一液晶分子、位于第二区域的第三聚合物以及分布于所述第三聚合物之间的第二液晶分子;

在所述第一区域内,所述第一配向层的第一聚合物的侧链与所述第二配向层的第一聚合物的侧链沿第二方向排布,能够使得所述第二聚合物以及所述第一液晶分子沿所述第二方向排布;

在所述第二区域内,所述第一配向层的第一聚合物的侧链与所述第二配向层的第一聚合物的侧链沿第三方向排布,能够使得所述第三聚合物以及所述第二液晶分子沿所述第三方向排布,所述第二方向与所述第三方向相异。

在一些实施例中,调光装置还包括基板以及PAA层,所述基板设置于所述第一配向层远离所述调光液晶层的一侧,所述PAA层设置在所述基板以及所述第一配向层之间,所述PAA层被配置为粘附所述第一配向层以及所述基板。

在一些实施例中,所述侧链为含酯键型侧链或者含醚键型侧链。

在一些实施例中,所述调光装置还包括:

第一电极层,设置于所述第一配向层远离所述调光液晶层的一侧;

第二电极层,设置于所述第二配向层远离所述调光液晶层的一侧;

当所述第一电极层与所述第二电极层向所述调光液晶层加载电压时,分布于所述第二聚合物之间的至少部分所述第一液晶分子的长轴在沿所述第二方向设置向沿第四方向切换,且使分布于所述第三聚合物中的至少部分所述第二液晶分子的长轴在沿所述第三方向设置向沿第五方向切换。

在一些实施例中,当所述调光装置处于第一显示模式时,分布于所述第二聚合物中的所述第一液晶分子的长轴沿所述第二方向设置,分布于所述第三聚合物中的所述第二液晶分子的长轴沿所述第三方向设置;

当所述调光装置处于第二显示模式时,分布于所述第二聚合物中的至少部分所述第一液晶分子的长轴沿所述第四方向设置,分布于所述第三聚合物中的至少部分所述第二液晶分子的长轴沿所述第五方向设置,所述第四方向与所述第二方向和所述第三方向均不同,所述第五方向与所述第二方向和所述第三方向均不同,所述第一显示模式的可视视角小于所述第二显示模式的可视视角。

在一些实施例中,所述第二方向或所述第三方向与所述第一配向层所形成的角度为30度至70度。

在一些实施例中,所述第二方向与所述第三方向关于所述厚度方向对称。

在一些实施例中,所述调光装置还包括第一偏光层以及第二偏光层,所述第一偏光层设置于所述第一配向层远离所述调光液晶层的一侧,所述第二偏光层设置于所述第二配向层远离所述调光液晶层的一侧,所述第一偏光层的光轴与所述第二偏光层的光轴平行,所述第二方向相对于所述第一偏光层的法线倾斜,所述第三方向相对于所述第一偏光层的法线倾斜,所述第二方向与所述第三方向分别指向所述第一偏光层的法线的相对两侧。

本申请实施例还提供一种显示装置,包括:

背光组件;

显示面板,设置在所述背光组件上;

上述的调光装置,设置在所述显示面板靠近所述背光组件的一侧或者设置在所述显示面板远离所述背光组件的一侧。

本申请实施例还提供一种配向方法,用于形成上述调光装置中的所述第一配向层或者所述第二配向层,所述配向方法包括:

提供一基板;

在所述基板上形成配向材料层;

在所述配向材料层沿第一方向交替划分至少一个第一区域以及至少一个第二区域;

对所述第一区域设置第一曝光光罩,并采用线偏振紫外光对所述第一区域进行光照以使得所述第一聚合物的侧链沿所述第二方向排布;

对所述第二区域设置第二曝光光罩,并采用线偏振紫外光对所述第二区域进行光照以使得所述第一聚合物的侧链沿所述第三方向排布。

本申请实施例提供的调光装置,通过对调光装置中的第一配向层以及第二配向层中的第一聚合物进行改进,第一聚合物的侧链在第一区域和第二区域的排布方向不同,使得第一区域内的第二聚合物和第一液晶分子的排布方向与第二区域内的第三聚合物和第二液晶分子的排布方向不同,该调光装置中,不需要施加电压就能形成第一液晶分子以及第二液晶分子的双畴结构,该双畴结构具有自补偿作用,更好地实现防窥效果,也避免能源的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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附图。

图1为本申请实施例提供的调光装置的第一种结构示意图。

图2为本申请实施例提供的调光装置的原理图。

图3为本申请实施例提供的调光装置的第二种结构示意图。

图4为本申请实施例提供的调光装置的第三种结构示意图。

图5为本申请实施例提供的调光装置的第四种结构示意图。

图6为本申请实施例提供的调光装置的第五种结构示意图。

图7为本申请实施例提供的显示装置的第一种结构示意图。

图8为本申请实施例提供的显示装置的第二种结构示意图。

图9为本申请实施例提供的配向方法的流程示意图。

图10为本申请实施例提供的第一配向层的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

本申请提供一种调光装置、显示装置以及配向方法,该调光装置在正视角上正常显示的同时,具有更好地实现防窥效果。以下结合附图进行具体地说明。

请参阅图1以及图2,图1为本申请实施例提供的调光装置的第一种结构示意图,图2为本申请实施例提供的调光装置的原理图。

本申请提供一种调光装置10,具有沿第一方向交替设置的至少一个第一区域11和至少一个第二区域12,第一方向与调光装置10的厚度方向垂直。调光装置10包括层叠设置的第一配向层13、调光液晶层14以及第二配向层15,第一配向层13以及第二配向层15的材质均为带有侧链113的第一聚合物;调光液晶层14包括位于第一区域11的第二聚合物141、分布于第二聚合物141之间的第一液晶分子142、位于第二区域12的第三聚合物143以及分布于第三聚合物143之间的第二液晶分子144;在第一区域11内,第一配向层13的第一聚合物的侧链113与第二配向层15的第一聚合物的侧链113沿第二方向w1排布,能够使得第二聚合物141以及第一液晶分子142沿第二方向w1排布;在第二区域12内,第一配向层13的侧链113与第二配向层15的侧链113沿第三方向w2排布,能够使得第三聚合物143以及第二液晶分子144沿第三方向w2排布,第二方向w1与第三方向w2相异。

请继续参阅图2,以第二配向层15以及第二液晶分子144为例,该第二配向层15中的第一聚合物的侧链113沿第三方向w2排布,使得第二液晶分子144能够沿着第三方向w2排布。

其中,该第一方向与y轴平行,该厚度方向与z轴平行,y轴和z轴垂直。该第二方向w1与第三方向w2均平行于zOy平面。例如,第二方向w1与第一配向层13之间的夹角为30度至70度,例如20度、30度、40度、50度、60度、70度,第三方向w2与第一配向层13之间的夹角为30度至70度,例如20度、30度、40度、50度、60度、70度。可选的,该第二方向w1与第一配向层13之间的夹角为50度至60度,该第三方向w2与第一配向层13之间的夹角为50度至60度。在一些实施例中,第二方向w1与第三方向w2关于厚度方向对称。该厚度方向与z轴平行。可以理解的是,第二方向w1与第三方向w2关于z轴平行,呈现左右对称的防窥效果,用户使用体验好。

可以理解的是,第二方向w1与第三方向w2也可以分别与第一方向与调光层的厚度方向所定义的zOy平面之间的夹角大于0度且小于90度,例如为30度、40度、50度或者60度。

当第一区域11与第二区域12的数目均为多个时,多个第一区域11与多个第二区域12在y轴方向上交替地设置,第一区域11与第二区域12在第一方向上的尺寸可以相同。

本申请实施例提供的调光装置10,通过对调光装置10中的第一配向层13以及第二配向层15中的第一聚合物进行改进,第一聚合物的侧链113在第一区域11和第二区域12的排布方向不同,使得第一区域11内的第二聚合物141和第一液晶分子142的排布方向与第二区域12内的第三聚合物143和第二液晶分子144的排布方向不同,该调光装置10中,不需要施加电压就能形成第一液晶分子142以及第二液晶分子144的双畴结构,该双畴结构具有自补偿作用,在保证装配有该调光装置10显示装置在正视角上正常显示的同时,更好地实现防窥效果。

在一些实施例中,该带有侧链113的第一聚合物可以是带有侧链113的聚酰亚胺(Polyimide,PI),该聚酰亚胺的侧链113能够影响取向性,即能够调节位于调光液晶层14之中的聚合物和液晶分子的排布方向。聚酰亚胺因其优良的耐热性能、耐化学腐蚀性能、机械性能、介电性能,该聚酰亚胺能够使液晶分子产生均匀有序的取向。液晶是一种外观为流动性的浑浊液体,同时又有各向异性所特有的双折射性,即在某个温度范围内兼有液体和晶体两者特点的介晶形态。具有液晶性的大多是物质,一般是呈细长棒状或偏平状分子结构。

实际状态下,靠近第一配向层13以及第二配向层15被导向的第一液晶分子142或者第二液晶分子144并不完全平行于玻璃表面取向,而是与其成一定的角度,这一角度被称为预倾角(Pretiltangle)。本申请实施例中,该第一配向层13以及第二配向层15不仅能够导向第一液晶分子142以及第二液晶分子144,还能够导向第二聚合物141以及第三聚合物143,以使得第二聚合物141以及第一液晶分子142与第一配向层13成一定角度均匀的取向,以及第三聚合物143以及第二液晶分子144与第二配向层15成一定角度均匀的取向。

在一些实施例中,请参阅图3,图3为本申请实施例提供的调光装置的第二种结构示意图。该调光装置10还包括基板以及PAA层。其中,该基板(记作第一基板161)设置于第一配向层13远离调光液晶层14的一侧,PAA层(记作第二PAA层172)设置在第一基板161与第一配向层13之间,第一PAA层171被配置为粘附第一配向层13以及第一基板161。该第一PAA层171的材质可以是聚丙烯酸(Polyacrylic acid,PAA)。该第二基板162设置于第二配向层15远离调光液晶层14的一侧,PAA层(记作第二PAA层172)设置在第二基板162与第二配向层15之间,第二PAA层172被配置为粘附第二配向层15以及第二基板162。该第一PAA层171以及第二PAA层172可以影响密着性、提高电性以及配向层对基板的黏附性。

在一些实施例中,该侧链113可以是含酯键型侧链113或者含醚键型侧链113。与此同时,该侧链113的长度和大小对预倾角也有影响。

在一些实施例中,请参阅图4,图4为本申请实施例提供的调光装置的第三种结构示意图。该调光装置10包括第一电极层18,设置于第一配向层13远离调光液晶层14的一侧;第二电极层19,设置于第二配向层15远离调光液晶层14的一侧;当第一电极层18与第二电极层19向调光液晶层14加载电压时,分布于第二聚合物141之间的至少部分第一液晶分子142的长轴在沿第二方向w1向沿第四方向切换,且使分布于第三聚合物143中的至少部分第二液晶分子144的长轴在沿第三方向w2设置向沿第五方向切换。在一些实施例中,该第四方向、第五方向以及y轴相互平行。

在一些实施例中,调光装置10具有第一显示模式和第二显示模式,第一显示模式的可视视角小于第二显示模式的可视视角,第一显示模式为窄视角对应的防窥模式,第二显示模式为宽视角对应的正常模式或者分享模式。

当调光装置10处于第一显示模式时,请继续参阅图1,分布于第二聚合物141中的第一液晶分子142的长轴沿第二方向w1设置,分布于第三聚合物143中的第二液晶分子144的长轴沿第三方向w2设置;当调光装置10处于第二显示模式时,分布于第二聚合物141中的至少部分第一液晶分子142的长轴沿第四方向设置,分布于第三聚合物143中的至少部分第二液晶分子144的长轴沿第五方向设置,第四方向与第二方向w1和第三方向w2均不同,第五方向与第二方向w1和第三方向w2均不同,第一显示模式的可视视角小于第二显示模式的可视视角。

当调光装置10处于第一显示模式时,请继续参阅图1以及图4,第一电极层18与第二电极层19均未加载电压,第一电极层18与第二电极层19之间就不会产生电场,分布于第二聚合物141之间的第一液晶分子142只受第一聚合物以及第二聚合物141的定向作用力,使得分布于第二聚合物141之间的第一液晶分子142的长轴沿第二方向w1设置,且此时由于第二方向w1均平行于第一方向与调光层的厚度方向所定义的zOy平面,分布于第三聚合物143之间的第二液晶分子144只受第一聚合物以及第三聚合物143的定向作用力,使得分布于第三聚合物143之间的第二液晶分子144的长轴沿第三方向w2设置,且此时由于第三方向w2均平行于第一方向与调光层的厚度方向所定义的zOy平面。

当调光装置10处于第二显示模式时,请继续参阅图4,第一电极层18与第二电极层19之间加载电压,第一电极层18与第二电极层19之间的电压对应的电场对调光液晶层14中的第一液晶分子142和第二液晶分子144施加电场力,使得分布于第二聚合物141之间的至少部分第一液晶分子142的长轴沿第四方向,且使分布于第三聚合物143中的至少部分第二液晶分子144的长轴沿第五方向。

在一些实施例中,请参阅图5,图5为本申请实施例提供的调光装置的第四种结构示意图,该调光装置10还包括第一偏光层110以及第二偏光层111,第一偏光层110设置于第一配向层13远离调光液晶层14的一侧,第二偏光层111设置于第二配向层15远离调光液晶层14的一侧,第一偏光层110的光轴与第二偏光层111的光轴平行,第二方向w1相对于第一偏光层110的法线倾斜,第三方向w2相对于第一偏光层110的法线倾斜,第二方向w1与第三方向w2分别指向第一偏光层110的法线的相对两侧。该第一偏光层110或者第二偏光层111的法线与z轴平行。其中,第一偏光层110的光轴方向与第二偏光层111的光轴方向平行。本申请实施例中,该第一偏光层110的光轴方向与第二偏光层111的光轴方向皆平行于y轴。

当调光装置10处于第一显示模式时,第一电极层18与第二电极层19均未加载电压,第一电极层18与第二电极层19之间就不会产生电场,分布于第二聚合物141之间的第一液晶分子142只受第一聚合物以及第二聚合物141的定向作用力,使得分布于第二聚合物141之间的第一液晶分子142的长轴沿第二方向w1设置,且此时由于第二方向w1均平行于第一方向与调光层的厚度方向所定义的zOy平面,使得分布于第二聚合物141之间的第一液晶分子142的长轴在第一偏光层110上的正投影与第一偏光层110的光轴平行;分布于第三聚合物143之间的第二液晶分子144只受第一聚合物以及第三聚合物143的定向作用力,使得分布于第三聚合物143之间的第二液晶分子144的长轴沿第三方向w2设置,且此时由于第三方向w2均平行于第一方向与调光层的厚度方向所定义的zOy平面,使得分布于第三聚合物143之间的第二液晶分子144的长轴在第一偏光层110上的正投影与第一偏光层110的光轴平行。

请继续参阅图5,当调光装置10处于第一显示模式时,第一光线L1与第二光线L2均在xOz平面内传播,且第一光线L1沿第二偏光层111的法线方向(z轴方向)射入调光液晶层14中,第二光线L2沿倾斜于第二偏光层111的法线方向射入调光液晶层14中。

该第一光线L1入射该第二偏光层111之前,该第一光线L1的偏振方向为y轴方向,由于第一光线L1沿第二偏光层111的法线方向入射,在调光液晶层14内,第一光线L1与第一液晶分子142或者第二液晶分子144处于同一平面内,第一光线L1的偏振方向只通过第一液晶分子142或者第二液晶分子144的长轴,因此,第一光线L1到达第一偏光层110时,该第一光线L1的偏振方向依然为y轴方向,可以通过该第一偏光层110。

由于第二光线L2沿倾斜于第二偏光层111的法线方向射入调光液晶层14中,在调光液晶层14内,该第二光线L2的偏振方向与第一液晶分子142或者第二液晶分子144的长轴呈一定的角度,因此,第二光线L2通过调光液晶层14后将发生相位差,即第二光线L2偏振方向发生改变,无法直接通过第一偏光层110。此时,用户在正视角度下可以正常观看装配有该调光装置10的显示装置,而在其他视角下,该调光装置10的显示亮度会变暗,以起到防窥的作用。

请参阅图6,图6为本申请实施例提供的调光装置的第五种结构示意图,当调光装置10处于第二显示模式时,调光液晶层14包括靠近第二聚合物141且长轴沿第二方向w1设置的少量第一液晶分子142、靠近第三聚合物143且长轴沿第三方向w2设置的少量第二液晶分子144、远离第二聚合物141且长轴沿第四方向设置的大量第二液晶分子144以及远离第三聚合物143且长轴沿第五方向设置的大量第二液晶分子144,调光液晶层14对穿过其的光不进行相位调节,调光液晶层14的折射率具有不均一性,调光液晶层14对穿过第一光线L1、第二光线L2进行散射处理,使得调光装置10发出的光具有扩散效果,从而顺利通过第一偏光层110,使得调光装置10在第二显示模式下能提供较好的广视角显示效果。

请参阅图7以及图8,图7为本申请实施例提供的显示装置的第一种结构示意图,图8为本申请实施例提供的显示装置的第二种结构示意图。

本申请实施例提供一种显示装置100,该显示装置100包括背光组件30、显示面板20以及上述调光装置10,该显示装置100设置在背光组件30上,如图7,调光装置10设置在显示面板20靠近背光组件30的一侧,或者,如图8,设置在显示面板20远离背光组件30的一侧。值得说明的是,本申请中,对显示装置100中的背光组件30、显示面板20以及调光装置10的具体位置不作限制,只需该调光装置10能够作用该背光组件30产生的光线,使得当该显示装置100至少具有第一显示模式或者第二显示模式,第一显示模式的可视视角小于第二显示模式的可视视角,第一显示模式为窄视角对应的防窥模式,第二显示模式为宽视角对应的正常模式或者分享模式。

请参阅图9以及图10,图9为本申请实施例提供的配向方法的流程示意图,图10为本申请实施例提供的第一配向层的工艺流程示意图。

本申请实施例还提供一种配向方法,用于形成上述调光装置10中的第一配向层13或者第二配向层15,配向方法包括:

S1、提供一基板16。

S2、在基板16上形成配向材料层112。

S3、在配向材料层112沿第一方向交替划分至少一个第一区域11以及至少一个第二区域12。

S4、对第一区域11设置第一曝光光罩40,并采用线偏振紫外光对第一区域11进行光照以使得第一聚合物的侧链113沿第二方向w1排布。

S5、对第二区域12设置第二曝光光罩50,并采用线偏振紫外光对第二区域12进行光照以使得第一聚合物的侧链113沿第三方向w2排布。

其中,该配向材料层112可以为带有侧链113的聚酰亚胺薄膜。该带有侧链113的聚酰亚胺薄膜的制备方法可以是先将带有侧链113的聚酰亚胺溶于溶液中,例如溶液为甲醇、乙醇、石油醚、丙酮或者氯仿,在基板16上浇铸该聚酰亚胺溶液,再通过高于溶剂的沸点的温度烘烤,以使得溶液蒸发,从而在基板16上形成聚酰亚胺薄膜。

其中,该第一方向与y轴平行,该基板16与第一配向层13或者第二配向层15的厚度方向与z轴平行,y轴和z轴垂直。该第二方向w1与第三方向w2均平行于zOy平面。例如,第二方向w1与第一配向层13或者第二配向层15之间的夹角为30度至70度,例如20度、30度、40度、50度、60度、70度,第三方向w2与第一配向层13或者第二配向层15之间的夹角为30度至70度,例如20度、30度、40度、50度、60度、70度。可选的,该第二方向w1与第一配向层13或者第二配向层15之间的夹角为50度至60度,该第三方向w2与第一配向层13或者第二配向层15之间的夹角为50度至60度。在一些实施例中,第二方向w1与第三方向w2关于第一配向层13的法线对称。该第一配向层13的法线与z轴平行。

当第一区域11与第二区域12的数目均为多个时,多个第一区域11与多个第二区域12在y轴方向上交替地设置,第一区域11与第二区域12在第一方向上的尺寸可以相同。

本申请实施例还提供一种显示装置的制备方法,用于形成上述显示装置100,显示装置的制备方法包括:首先按照上述配向方法制备第一配向层13或者第二配向层15,在第一配向层13或者第二配向层15上滴入聚合物以及液晶,使得液晶能够按照第一配向层13以及第二配向层15中的第一聚合物的侧链113的排布方向形成第二聚合物141、分布于第二聚合物141中的第一液晶分子142、第三聚合物143以及分布于第三聚合物143中的第二液晶分子144。其中,在第一区域11内,该第二聚合物141以及第一液晶分子142沿第二方向w1排布;在第二区域12内,该三聚合物以及第二液晶分子144沿第三方向w2排布。

本申请实施例提供的调光装置10,通过对调光装置10中的第一配向层13以及第二配向层15中的第一聚合物进行改进,第一聚合物的侧链113在第一区域11和第二区域12的排布方向不同,使得第一区域11内的第二聚合物141和第一液晶分子142的排布方向与第二区域12内的第三聚合物143和第二液晶分子144的排布方向不同,该调光装置10中,不需要施加电压就能形成第一液晶分子142以及第二液晶分子144的双畴结构,该双畴结构具有自补偿作用,在保证装配有该调光装置10显示装置在正视角上正常显示的同时,更好地实现防窥效果。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

以上对本申请实施例提供的调光装置、显示装置以及配向方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

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