CN103353689B - 光阀器件、红外显示装置、专用眼镜及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光阀器件、红外显示装置、专用眼镜及系统。用以实现一种裸眼者看到的显示屏是无信息的黑画面，配戴眼镜者能看到有效的图像信息，图像显示更加隐蔽。所述光阀器件包括相对放置的第一液晶盒和第二液晶盒；所述第一液晶盒和第二液晶盒均由两个基板对盒形成，所述两个基板的内侧分别形成有取向方向平行或反平行的取向膜；而且，所述第一液晶盒和第二液晶盒分别填充有排列旋转方向相反的胆甾液晶。

Description

光阀器件、红外显示装置、专用眼镜及系统
技术领域
本发明显示技术领域，尤其涉及一种光阀器件、红外显示装置、专用眼镜及系统。
背景技术
随着显示技术的不断提高，便携式显示屏不断涌现。目前市场上存在多种款式的便携式显示屏，人们可随时随地使用显示屏。然而，在公共场合使用显示屏，信息很容易被别人偷窥而外泄。
目前，具有防窥功能的显示系统通过分离显示屏上入光侧的第一偏光片和出光侧的第二偏光片，仅在入光侧设置第一偏光片，在眼镜的镜片上设置第二偏光片，实现防偷窥的功能。所述第一偏光片和所述第二偏光片的偏振方向相互垂直。
入射光线经过显示屏后会有不同偏振方向的光线，若没有第二偏光片，人裸眼只能看到显示屏的全部白态，无法看到有效的图像信息。
将常规显示屏的所述第二偏光片加到眼镜上，左右镜片的偏光片光轴的偏振方向一致。通过借用具有所述第二偏光片的眼镜，才可正常观看到屏上的显示信息，从而起到对信息高度保密的作用，防止其它人员的使用或偷窥或远程拍摄等。人裸眼时只看到全白画面,戴着眼镜在白屏前观看，会让周边人察觉，显示不够隐蔽。
发明内容
本发明实施例提供了一种光阀器件、红外显示装置、专用眼镜及系统。用以实现裸眼者看到的显示屏是无信息的黑画面，配戴眼镜者能看到有效的图像信息，图像显示更加隐蔽。
本发明实施例提供一种光阀器件，包括：
相对放置的第一液晶盒和第二液晶盒；所述第一液晶盒和第二液晶盒均由两个基板对盒形成，所述两个基板的内侧分别形成有取向方向平行或反平行的取向膜；
而且，所述第一液晶盒和第二液晶盒分别填充有排列旋转方向相反的胆甾液晶。
进一步地，所述第一液晶盒包括相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和第二基板之间的胆甾液晶分子、分别位于所述第一基板和第二基板上用于控制所述第一液晶盒内的液晶分子偏转的第一导电电极和第二导电电极，以及分别位于所述第一导电电极和第二导电电极上的第一取向膜和第二取向膜；
所述第二液晶盒包括相对设置的第三基板和第四基板、位于所述第三基板和第四基板之间的胆甾液晶分子、分别位于所述第三基板和第四基板上用于控制所述第二液晶盒内的液晶分子偏转的第三导电电极和第四导电电极，以及分别位于所述第三导电电极和第四导电电极上的第三取向膜和第四取向膜；
其中，所述第一液晶盒内填充有左旋向胆甾液晶分子，所述第二液晶盒内填充有右旋向胆甾液晶分子；或者所述第一液晶盒内填充有右旋向胆甾液晶分子，所述第二液晶盒内填充有左旋向胆甾液晶分子；
所述第一取向膜和第二取向膜的取向平行或反平行，所述第三取向膜和第四取向膜的取向平行或反平行。
较佳地，所述第二基板和第三基板为同一基板，该基板为公共基板；所述第二导电电极和所述第三导电电极分别位于所述公共基板的两侧。
本发明实施例还提供一种红外显示装置，包括：显示面板和与该显示面板固定连接的红外背光模组；所述显示面板包括光阀器件；
所述光阀器件包括相对放置的第一液晶盒和第二液晶盒；所述第一液晶盒和第二液晶盒均由两个基板对盒形成，所述两个基板的内侧分别形成有取向方向平行或反平行的取向膜；所述第一液晶盒和第二液晶盒分别填充有排列旋转方向相反的胆甾液晶；
在所述第一液晶盒和第二液晶盒中还设置有一一对应的像素阵列，用以控制每一像素的光线透过率。
进一步地，所述第一液晶盒包括相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和第二基板之间的胆甾液晶分子、分别位于所述第一基板和第二基板上用于控制所述第一液晶盒内的液晶分子偏转的第一导电电极和第二导电电极，以及分别位于所述第一导电电极和第二导电电极上的第一取向膜和第二取向膜；
所述第二液晶盒包括相对设置的第三基板和第四基板、位于所述第三基板和第四基板之间的胆甾液晶分子、分别位于所述第三基板和第四基板上用于控制所述第二液晶盒内的液晶分子偏转的第三导电电极和第四导电电极，以及分别位于所述第三导电电极和第四导电电极上的第三取向膜和第四取向膜；
其中，所述第一液晶盒内填充有左旋向胆甾液晶分子，所述第二液晶盒内填充有右旋向胆甾液晶分子；或者所述第一液晶盒内填充有右旋向胆甾液晶分子，所述第二液晶盒内填充有左旋向胆甾液晶分子；所述第一取向膜和第二取向膜的取向平行或反平行，第三取向膜和第四取向膜的取向平行或反平行。
较佳地，所述第一液晶盒和第二液晶盒中的每一像素包括一个控制该像素开启或关闭的开关器件；
而且，在所述第一液晶盒的每一像素内，所述第一导电电极为公共电极，该公共电极与供电电源相连，第二导电电极为像素电极，该像素电极通过开关器件与显示信号控制端电性连接；
在所述第二液晶盒的每一像素内，所述第四导电电极为公共电极，该公共电极与供电电源相连，第三导电电极为像素电极，该像素电极通过开关器件与显示信号控制端电性连接。
较佳地，所述第二基板和所述第三基板为同一个基板，该基板为公共基板，所述第一液晶盒内的开关器件和所述第二液晶盒内的开关器件分别位于所述公共基板的两侧。
较佳地，所述红外背光模组包括红外光源；而且，所述红外背光模组采用直下式或侧入式的红外光源结构。
本发明实施例提供一种用于红外显示装置的专用眼镜，该专用眼镜的镜片为将红外光转换为可见光的光转换片。
较佳地，所述光转换片为由上转换发光材料制成的上转换片；或者，所述光转换片为由光学倍频晶体制成的光学倍频晶体片。
本发明实施例提供一种显示系统，包括上述红外显示装置和专用眼镜。
本发明实施例提供另一种红外显示装置，包括显示面板，所述显示面板包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
位于所述第一基板上靠近所述第二基板的一侧的像素阵列；
设置于所述第一基板上各像素区域与各像素一一对应相连的红外发光器件。
较佳地，每一像素包括一个控制该像素开启或关闭的开关器件、以及与所述开关器件相连的像素电极；
所述红外发光器件的阴极和阳极的其中之一与所述像素电极相连，另一与供电电源相连。
较佳地，所述红外发光器件为至少一个相互串联的红外有机发光二极管或红外无机发光二极管。
较佳地，还包括位于所述红外发光器件出光面上的微透镜。
本发明实施例提供另一种显示系统，包括上述另一种红外显示装置，以及上述专用眼镜。
本发明实施例提供一种红外显示装置和用于该红外显示装置的专用眼镜。该专用眼镜可将来自红外显示装置的红外显示图像转化为能够被人眼观看到的可见光图像，对于裸眼观看者只能看到红外显示装置的显示屏为普通黑屏，使得红外显示装置显示的图像更加隐蔽。
附图说明
图1为本发明实施例提供的显示系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的上转换发光材料的能级图之一；
图3为本发明实施例提供的上转换发光材料的能级图之二；
图4为本发明实施例提供的上转换发光材料的能级图之三；
图5为本发明实施例一提供的红外显示装置截面示意图；
图6为本发明实施例一提供的胆甾液晶光阀器件不通电时的截面示意图；
图7为图6所示的光阀器件具有亚像素单元的结构示意图；
图8为本发明实施例一提供的胆甾液晶光阀器件通电时的截面示意图；
图9为本发明实施例二提供的红外显示装置截面示意图；
图10为本发明实施例三提供的红外显示装置截面示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种光阀器件、红外显示装置、专用眼镜及系统。用以实现裸眼者看到的显示屏是无信息的黑画面，配戴眼镜者能看到有效的图像信息，图像显示更加隐蔽。
本发明利用基于红外技术的红外显示装置实现红外显示图像。本发明还提供一种用于所述红外显示装置的专用眼镜。该专用眼镜可将来自红外显示装置的红外显示图像转化为能够被人眼观看到的可见光图像，对于裸眼观看者看到红外显示装置的显示屏为普通黑屏，使得红外显示装置显示的图像更加隐蔽。
以下结合附图对本发明实施例提供的显示系统、专用眼镜，以及红外显示装置逐一进行说明。
参见图1，本发明提供的显示系统，包括：
可显示红外图像的红外显示装置1，以及与红外显示装置1配合使用的专用眼镜2。
本发明提供的专用眼镜2为可将红外光转换为可见光的专用眼镜。
图1中带箭头的线段表示光线，红外显示装置1出光侧的光线为红外光，透过专用眼镜2的光线为可见光。
以下将具体说明本发明提供的专用眼镜。
本发明提供的专用眼镜的镜片为将红外光转换为可见光的光转换片。
在本发明实施例中，上述光转换片可以有但不限于以下两种实现方式：
方式一：
较佳地，图1所示的专用眼镜2的镜片21为上转换片。所述上转换片可将红外光转换为可见光。
在具体实施过程中，所述上转换片由上转换发光材料制作而成。上转换发光材料在长波长光（例如红外光）的激发下，可持续发射波长比激发波长短的光（例如可见光）。
较佳地，所述上转换发光材料主要为掺杂稀土元素的固体化合物，利用稀土元素的亚稳态能级特性，可以吸收多个低能量的长波辐射，从而可使人眼看不见的红外光转换成可见光。
以下将结合上转换发光材料的能级图，具体说明所述上转换发光材料将红外光转换为可见光的基本原理。
如图2至图4所示，上转换发光材料的能级至少包括基态GS、第一激发态ES1和第二激发态ES2。基态GS与第一激发态ES1之间的能带宽度，与第一激发态ES1和第二激发态ES2之间的能带宽度基本相同。图2至图4箭头表示光子的跃迁方向。
如图2所示，为基态吸收光子(GSA)和激发态吸收光子(EAS)的过程。具体地，处于基态GS的上转换发光材料的离子吸收一个来自红外光的光子到亚稳激发态（第一激发态）ES1，处于第一激发态ES1的离子再吸收一个光子到更高一级激发态（第二激发态）ES2。
如图3所示，为基态吸收光子(GSA)和能量转移上转换(ETU)的过程。具体地，两个处于亚稳激发态ES1的离子通过非辐射藕合，以交叉弛豫的方式进行能量转移，一个离子回到基态GS，另一个离子跃迁到第二激发态ES2。此过程经常存在电和磁偶极子的跃迁以及多声子的弛豫。
如图4所示，为光子雪崩上转换（PhotonAvalancheUpconversion）过程。具体地，这一过程的特点是上转换发光材料的离子没有对泵浦光的基态吸收，但有激发态的吸收以及离子间的交叉弛豫，导致中间长寿命的亚稳激发态ES1的布居数增加，产生有效的上转换，经过多次上转换后的红外光变为可见光。
较佳地，上转换发光材料包括卤化物材料体系、氧化物材料体系、含硫化合物材料体系等。
所述卤化物材料体系中，优选地可采用含氟F化合物。所述含氟F化合物体系中，较佳地，上转换发光材料可采用稀土掺杂。例如铒Er3+:氟氧化物玻璃(氧化铝A12O3,氟化镉CdF2,氟化铅PbF2,氟化钇YF3)在激发源为975nm的红外光激发下，可发出545nm、660nm及800nm的可见光。
在除了含氟F化合物之外的其他卤化物材料体系中，较佳地，上转换发光材料可采用Cs3（RE）2X9类化合物，Cs3（RE）2X9类化合物可将红外光上转换至可见光。其中，Cs为铯，RE代表稀土离子，X代表氯Cl、溴Br、碘I等。
较佳地，Cs3（RE）2X9类化合物可以为铒离子（Er3+）、镱离子（Yb3+）掺杂的卤化物如Er3+:Cs3Lu2Br9或Yb3+:Cs3(RE)2X9。Er3+:Cs3Lu2Br9（掺铒溴化镥铯）可将激发波长为980nm的红外光上转换至波长约为500nm的可见光；Yb3+:Cs3(RE)2X9可将激发波长为1500nm的红外光上转换至可见光，其中Lu为镥元素，RE代表稀土离子，X代表氯Cl、溴Br、碘I等。
此外，溶胶-凝胶法制得的铕Eu3+和镱Yb3+共掺杂的多组分硅酸玻璃材料，可将973nm的近红外光上转换成桔黄色可见光；溶胶-凝胶法制得的掺Tm3+(铥离子)的硅酸盐玻璃能将红外光转换成蓝光。Nd2(WO4)3（钨酸钕）晶体，在室温条件下可将激发波长为808nm的红外光上转换成波长为457nm和657nm的可见光。Er3+:YVO4（掺铒钒酸钇）单晶，在室温条件下可将激发波长为808nm的红外光上转换成波长为550nm的可见光；Sm3+:Y3A15O12（掺钐钇铝石榴石）晶体，在室温条件下可将激发波长为925～950nm的红外光上转换至可见光。
方式二：
较佳地，图1所示的专用眼镜2的镜片21为光学倍频晶体片。所述光学倍频晶体片可将红外光转换为可见光。
在具体实施过程中，所述光学倍频晶片由光学倍频晶体制作而成。光学倍频现象又称光学二次谐波，是指由于光与非线性媒质（一般是晶体）相互作用使频率为ω的基频光转变为频率为2ω的倍频光的现象。这种光学倍频现象是一种二阶非线性光学效应。
激发波长为红外光波段的光通过所述光学倍频晶片可以变为可见光。
较佳地，所述光学倍频晶片可以由磷酸钛氧钾（kTP）晶体制作而成。激发波长为1064nm的红外光通过磷酸钛氧钾（kTP）晶体制成的光学倍频晶片，可以转换为波长约为532nm的可见光（绿光）。
对于近红外的基频光，常用的制作光学倍频晶片的光学倍频晶体有磷酸二氢铵（ADP）、磷酸二氢钾（KDP）、磷酸二氘钾（DKDP）、砷酸二氘铯（DCDA）、砷酸二氢铯（CDA）等晶体，光转换效率可高达30%～50%。
以上介绍的是本发明图1所示的显示系统中的专用眼镜2，以下将介绍本发明提供的红外显示装置。
图1所示的红外显示装置1为包括红外背光模组的红外显示装置；或者为不包括红外背光模组的红外显示装置；不包括红外背光模组的红外显示装置通过主动发光的红外显示器件发光以实现显示图像。
以下通过不同的实施例说明本发明提供的红外显示装置。
实施例一：红外显示装置为包括红外背光模组的红外显示装置。
为了能够很好地控制红外光线的透过量，在本实施例中首先提供了一种光阀器件，该光阀器件至少包括：相对放置的第一液晶盒和第二液晶盒；所述第一液晶盒和第二液晶盒均由两个基板对盒形成，所述两个基板的内侧分别形成有取向方向平行或反平行的取向膜；而且，所述第一液晶盒和第二液晶盒分别填充有排列旋转方向相反的胆甾液晶。
其次，本实施例还提供了一种包含上述光阀器件的红外显示装置。在红外显示装置中包含显示面板和红外背光模组，显示面板包含上述光阀器件；在红外显示装置的光阀器件中，所述第一液晶盒和第二液晶盒中还设置有一一对应的像素阵列，用以控制每一像素的光线透过率。
具体地，参见图5，为实施例一提供的红外显示装置的截面示意图，包括：
显示面板3，位于显示面板3正下方与显示面板3固定连接的红外背光模组4；
显示面板3包括光阀器件；所述光阀器件包括相对放置的第一液晶盒和第二液晶盒；所述第一液晶盒中设置有像素阵列；所述第二液晶盒中设置有与所述第一液晶盒中的像素阵列相对应的像素阵列；所述第一液晶盒中设置有像素阵列；所述第二液晶盒中设置有与所述第一液晶盒中的像素阵列相对应的像素阵列。图3中未示出像素阵列和光阀器件。
需要说明的是本发明提到的像素为与每一亚像素单元对应的像素。
以下将具体介绍上述光阀器件和像素阵列。
参见图6，本发明实施例提供的光阀器件包括：相对放置的第一液晶盒7和第二液晶盒8；
第一液晶盒7包括相对设置的第一基板71和第二基板72、位于第一基板71和第二基板72之间的液晶分子73、分别位于第一基板71和第二基板72上靠近液晶分子73的一侧用于控制第一液晶盒7内的液晶分子73偏转的第一导电电极74和第二导电电极75，以及分别位于第一导电电极74和第二导电电极75上的第一取向膜76和第二取向膜77；
第二液晶盒8包括相对设置的第三基板81和第四基板82、位于第三基板81和第四基板82之间的胆甾液晶分子83、分别位于第三基板81和第四基板82上靠近液晶分子83的一侧用于控制第三液晶盒8内的液晶分子83偏转的第三导电电极84和第四导电电极85，以及分别位于第三导电电极84和第四导电电极85上的第三取向膜86和第四取向膜87。
其中，第一液晶盒7内填充有左旋向胆甾液晶分子，第二液晶盒8内填充有右旋向胆甾液晶分子；或者第一液晶盒7内填充有右旋向胆甾液晶分子，第二液晶盒8内填充有左旋向胆甾液晶分子；
第一取向膜76和第二取向膜77的取向平行或反平行，第三取向膜86和第四取向膜87的取向平行或反平行。
需要说明的是，第一取向膜76和第二取向膜77的取向平行即第一取向膜76和第二取向膜77的摩擦方向平行；第一取向膜76和第二取向膜77的取向反平行即第一取向膜76和第二取向膜77的摩擦方向反向平行。
所述显示面板中的光阀器件的大小与所述红外背光模组相比拟。
较佳地，为了降低显示面板的厚度且节约成本，第一液晶盒7内的第二基板72和第二液晶盒8内靠近第二基板72的第三基板81为同一基板，该基板为公共基板。
以下说明包括上述光阀器件与像素阵列的显示面板。
参见图7，在本实施例中的显示面板中，第一液晶盒7和第二液晶盒8内分别设置有像素阵列，（对应图7中的多个亚像素单元79和多个亚像素单元89）。
第一液晶盒7内的像素阵列可以设置在第一基板71上也可以设置在第二基板72上；第二液晶盒8内的像素阵列可以设置在第三基板81上也可以设置在第四基板82上。
具体地，第一液晶盒7内的像素阵列可以设置在第一导电电极74和第一取向膜76之间，或者可以设置在第二导电电极75和第二取向膜77之间。
第二液晶盒8内的像素阵列可以设置在第三导电电极84和第三取向膜86之间，或者可以设置在第四导电电极85和第四取向膜87之间。
为了方便像素阵列的布线，位于不同液晶盒内的像素阵列尽量距离近一些。较佳地，参见图7，第一液晶盒7内的像素阵列设置在第二基板72上，第二液晶盒8内的像素阵列设置在第三基板81上；
在具体实施过程中，当第二基板72和第三基板81为同一公共基板时，所述像素阵列可以设置在所述公共基板的两侧。
较佳地，所述第一液晶盒和第二液晶盒中的每一像素包括一个控制该像素开启或关闭的开关器件，例如薄膜晶体管（TFT）；
在第一液晶盒的每一个像素内，所述第一导电电极为公共电极，该公共电极与供电电源相连，所述第二导电电极为像素电极，该像素电极通过开关器件与显示信号控制端相连。在具体实施过程中，在所述像素电极和公共电极之间施加电压V1，形成电场控制第一液晶盒内的液晶分子的偏转。
在第二液晶盒的每一个像素内，所述第四导电电极为公共电极，该公共电极与供电电源相连，所述第三导电电极为像素电极，该像素电极通过开关器件与显示信号控制端相连。在具体实施过程中，在所述像素电极和公共电极之间施加电压V2，形成电场控制第二液晶盒内的液晶分子的偏转。
参见图7，较佳地，第一液晶盒7中的亚像素单元79与第二液晶盒8中的亚像素单元89在垂直方向的投影重叠，即第一液晶盒7中的亚像素单元79与第二液晶盒8中的亚像素单元89所在的位置相应。
在具体实施过程中，以开关器件为TFT为例，像素电极的电压可以由与TFT的源极相连的数据信号线提供，公共电极的电压由供电电源提供。
需要说明的是，所述电压V1和电压V2的值可以相等也可以不等，具体视情况而定。
实施例一提供的光阀器件为胆甾液晶光阀器件。
以下说明所述胆甾液晶光阀器件控制来自红外背光模组的红外光光透过率的原理。
具体以第一液晶盒7内填充有左旋向胆甾液晶分子，第二液晶盒8内填充有右旋向胆甾液晶分子为例进行说明。
如图7所示，当第一液晶盒7两侧的各导电电极之间未施加电压时，且第二液晶盒8两侧的各导电电极之间未施加电压时，第一液晶盒7内填充的左旋向胆甾液晶分子和第二液晶盒8内填充的右旋向胆甾液晶分子的长轴沿与第一液晶盒7和第二液晶盒8平行的方向排列。来自红外背光模组的右旋偏振光通过第二液晶盒8后被右旋向胆甾液晶分子全反射，来自红外背光模组的左旋偏振光通过第二液晶盒8完全透射，该左旋偏振光经过第一液晶盒7的左旋向胆甾液晶分子全反射。即第一液晶盒7和第二液晶盒8两侧的各导电电极未施加电压时，第一液晶盒7和第二液晶盒8内的液晶分子不发生偏转，来自红外背光模组的光线被全部反射回去。
如图8所示，当在第三导电电极84和第四导电电极85之间施加一定电压，第二液晶盒8内的液晶分子发生偏转；当在第一导电电极74和第二导电电极75之间施加一定电压，第一液晶盒7内的液晶分子发生偏转。如果第三导电电极84和第四导电电极85之间施加的电压以及第一导电电极74和第一导电电极75之间施加的电压足够大，使得第一液晶盒7和第二液晶盒8内的液晶分子的长轴与第一液晶盒7和第二液晶盒8的基板垂直，此时，来自红外背光模组的光线可以完全通过液晶分子透射到红外显示装置的出光侧。
通过控制光阀器件中液晶分子的偏转程度控制通过光阀器件的红外光的光透过率。
较佳地，所述第一导电电极和第二导电电极覆盖整个第一液晶盒，所述第三导电电极和第四导电电极覆盖整个第二液晶盒。
较佳地，所述第一导电电极、第二导电电极、第三导电电极和第四导电电极为透明导电膜层。例如可以为铟锡氧化物ITO或铟锌氧化物IZO等透明导电膜层。
在具体实施过程中，可以通过控制胆甾相液晶的螺距，控制胆甾相液晶对红外光的反射。以下具体说明通过控制胆甾相液晶的螺距，控制胆甾相液晶对红外光的反射的原理。
胆甾相液晶在入射光的照射下，会选择性反射某些波长的光。实验表明，这种光线的反射遵守晶体衍射的布拉格（Bragg）公式，这种反射也称布拉格反射。
所述选择性反射的波长λ满足以下公式（1）：
λ=Δn*p（1）
其中，Δn为胆甾相液晶分子的双折射率，p为胆甾相液晶的螺距。当胆甾相液晶分子的双折射率和螺距确定，则胆甾相液晶在入射光的照射下，会选择性反射某一确定波长的光。
胆甾相液晶分子的双折射率为固定值，通过改变胆甾相液晶的螺距改变胆甾相液晶对不同波长的光的反射。
较佳地，螺距p的大小可通过胆甾相液晶中手性添加剂的浓度C来调节。螺距p与手性添加剂的浓度C的关系满足以下公式（2）：
P=1/(HTP*C)（2）
其中，HTP为液晶固有的扭曲能量常数（HTP，HelicalTwistingPowerofthechiraldopant）。
通过向胆甾相液晶分子中添加一定浓度的手性添加剂，确定螺距p的大小，以实现胆甾相液晶对与所述确定的螺距p对应的红外波长范围内的光的反射。
根据上述原理，通过在所述胆甾相液晶层的不同区域设置不同浓度的所述手性添加剂，可以使所述胆甾相液晶层中不同区域的液晶分子的螺距呈梯度值分布，进而可以实现对预定波长范围内的光进行反射。这样，通过设置所述胆甾相液晶层选择反射的光的波长范围大于所述光源发出的光的波长范围，可以提高对光源发出的光的利用率。
其中，在所述胆甾相液晶层的不同区域设置不同浓度的所述手性添加剂的可以采用紫外光照射掺杂所述手性添加剂的液晶分子、可聚合单体、紫外光吸收剂以及光引发剂的混合物形成，由于所述手性添加剂在不同的紫外光强度下其分子扩散速度不同，可以使靠近紫外光源处的液晶分子中所述手性添加剂的浓度较高，远离紫外光源处的液晶分子中所述手性添加剂的浓度较低，并通过可聚合单体的聚合将不同区域的胆甾相液晶的螺距进行固定，从而形成了较为稳定的不同区域的液晶螺距梯度分布。胆甾相液晶螺距梯度分布的形成也有其它制备方式，在此不再赘述。
通过在每一个光阀器件中的胆甾相液晶中形成不同螺距梯度的液晶，实现每一个光阀器件中的胆甾相液晶对一定范围的红外宽波的反射。
当所述光阀器件中各液晶盒中的胆甾相液晶分子的螺距确定，显示面板的出光侧的红外光的光波长就确定。通过调节螺距大小，可控制反射光的波长范围，使其包含我们所用的红外光源波段范围。本发明第一液晶盒和第二液晶盒中的液晶分子的类型不同。
第一液晶盒中填充左旋向胆甾液晶分子时，左旋向胆甾液晶分子只对红外背光模组发射出的左旋偏振光进行反射，右旋偏振光发生透射。当第二液晶盒中填充右旋向胆甾液晶分子时，右旋向胆甾液晶分子只对红外背光模组发射出的右旋偏振光进行反射，位于显示面板下方的红外背光模组发射出的与所述螺距对应的一定波长范围的红外光经过第一液晶盒和第二液晶盒出射到显示面板的出光侧。
需要说明的是，本发明包括第一液晶盒和第二液晶盒的胆甾液晶光阀器件，其第一液晶盒或第二液晶盒包括对盒而置的两个基板，以及位于所述两个基板之间的胆甾液晶。第一液晶盒和第二液晶盒叠加时，第一液晶盒和第二液晶盒优选地可通过三个基板实现。即第一液晶盒和第二液晶盒距离最近的基板可以通过同一个基板实现。
此外，本发明实施例一提供的上述红外显示面板（如图5）不包括彩膜滤光片，因此第一液晶盒上方也可以设置一个与基板3相对放置的另一基板，该基板可以更加有效地起到保护整个显示装置的作用。
以下将具体介绍本发明实施例一（即图5所示）提供的红外显示装置中的红外背光模组4。红外背光模组4至少包括可发射红外光的红外光源。
较佳地，所述红外光源的设置方式为直下式或侧入式。
较佳地，所述红外背光模组中的红外光源为红外有机发光二极管(简称红外OLED)或红外无机发光二极管（简称红外LED）。
所述红外光源包括红外LED或红外OLED的设置个数根据实际需求而定。
所述无机发光二极管LED为点光源，所述有机发光二极管OLED为面光源。由红外LED或红外OLED构成的红外光源可以采取直下式或侧入式的设置方式。
较佳地，当所述红外光源为一个或者一组红外OLED时，红外光源采用直下式设置方式。红外OLED覆盖的区域不小于红外显示装置的显示区域，以实现整个背板光强均匀的面光源。
较佳地，所述红外LED由红外辐射效率较高的材料制成，例如可用红外辐射效率较高的砷化镓GaAs材料制成一个PN结，外加正向偏压向该PN结注入电流激发该PN结发出红外光。
红外LED的波长一般在850nm左右，若近距离观察，红外灯会发出暗红色的光。但是因为850nm跟可见光波长很近，850nm投射灯常会产生少量可见光成份，看到的是红色的，会有轻微的红暴现象。
较佳地，可设置红外LED的波长约为940nm。采用940nm的红外LED，LED没有任何光亮，无红暴，显示图像更加隐蔽。例如，砷化镓的红外发光二极管，其峰值发光波长为940～950nm，人眼不能看到的光波长约在900nm以上。
所述红外OLED为多层式结构。其至少包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的发光层。阳极、发光层和阴极依次叠加在一起形成面光源。
较佳地，红外OLED的发光层为发光材料为发射红外光的有机发光层。
较佳地，所述有机发光层可以为Alq3:CuPc/DCM的多层结构。整个OLED器件的结构可以为：ITO（阳极）/NPB(35nm)/Alq3:CuPc(32nm)/BCP(15nm)/Alq3(20nm)/Al(阴极)，在该OLED器件中，CuPc的近红外电致发光forster（福斯特）能量转移机制为主要机制，载流子俘获机制和Dexter（德克斯特）能量转移机制为次要机制。
其中，Alq3为8-羟基喹啉铝，CuPc为酞菁蓝，DCM为二氯甲烷，NPB为空穴传输层，BCP为空穴阻挡层，DCM为红色荧光染料。较佳地，所述有机发光层由发红光的稀土元素配合物制作而成。例如，三阶稀土铒离子（Er3+）配合物由于在近红外区具有发光特性，其和环类有机物的配体发生反应，可生成一系列稀土有机配合物，其和有机化合物及高分子等材料具有较好的相容性，适合红外发光显示应用，以Phen（1,10-phenanthroline1,10-菲罗啉）和BMA（甲基丙烯酸丁酯）为有机配体的Er(BMA)3(Phen)配合物，其荧光发射强度峰值在1536nm。
较佳地，所述有机发光层还可以由红外有机非离子型发光材料制作而成。红外有机非离子型发光材料主要是通过调控其中电子给体、受体和连接基团的结构，可使分子的最长吸收波长达到1.1微米以上，光致发射波长达到1.5微米左右。
以上整个实施例一介绍了图5所示的红外显示装置中的显示面板3和红外背光模组4。
需要说明的是，本发明实施例一提供的红外显示装置无需任何偏光片实现红外图像的显示。并且，本发明实施例一提供的红外显示装置无需彩膜滤光片，可实现单一颜色的图像显示。
较佳地，本发明提供的红外显示装置不限于实施例一提供的显示装置。还可以是下述实施例二提供的无红外背光模组的红外LED或红外OLED主动发光的红外显示装置。
实施例二：红外显示装置包括一个可以主动发红外光的显示面板。
参见图9，该显示面板包括：
相对设置的第一基板37和第二基板36；
位于第一基板37上靠近第二基板36的一侧的像素阵列（图9所示的截面图中未体现像素阵列）；
设置于第一基板37上各像素区域与各像素一一对应相连的红外发光器件310。
较佳地，每一像素包括一个控制该像素开启或关闭的开关器件（例如晶体管TFT）、以及与所述开关器件相连的像素电极；
红外发光器件310包括阴极和阳极，阴极和阳极的其中之一与所述像素电极相连，另一与供电电源相连。
在具体实施过程中，每一像素中的红外发光器件对应一个像素驱动电路，该像素驱动电路在栅极扫描线和数据信号线提供的信号电压的作用下驱动所述红外发光器件发光。
较佳地，所述红外发光器件为至少一个相互串联的上述实施例一中所述的红外LED；或者所述红外发光器件为至少一个相互串联的上述实施例一中所述的红外OLED。
较佳地，每一像素的发光亮度由所述红外发光器件的亮度控制。所述红外LED的发光亮度可通过其电流大小控制。同理，所述红外OLED的发光亮度可通过其电流大小控制。显示装置像素的分辨率由红外发光器件的个数决定。具体实施过程中，所述红外发光器件的亮度由图像信号电压独立控制，以便正确显示信息。
较佳地，参见图9，本发明实施例二提供的红外显示装置，还包括：
位于每一红外发光器件310的出光面上的微透镜311，例如微凸透镜；该微透镜311可以增强光的垂直指向性（该垂直指向性为红外显示装置出光侧的光的指向性）。该微透镜311可以是与红外发光器件310固定连接。
实施例三：
本发明提供的显示装置还可以是如图10所示的红外显示装置。
红外显示装置包括：
相对设置的显示面板3和红外背光模组4；
显示面板3包括：第一基板37和与第一基板37相对设置的第二基板36；
位于第一基板37和第二基板36之间的液晶层31；
位于第一基板37上的多个亚像素单元（图10所示的截面图中未体现各亚像素单元），每一亚像素单元设置有起像素开关作用的薄膜晶体管TFT；以及
位于第二基板36上远离液晶的一侧的第二红外偏光片33，位于第一基板37上远离液晶的一侧的第一红外偏光片32；第一红外偏光片32和第二红外偏光片33的光轴的方向相互垂直。
该显示面板也包括像素电极和公共电极，像素电极和公共电极之间施加电压形成电场，控制所述液晶分子发生偏转。所述液晶层、像素电极和公共电极与现有显示面板的设置方式类似，这里不再赘述。
实施例三提供的显示面板，通过像素电极和公共电极控制液晶分子发生偏转控制光线的光透过率。所述第一红外偏光片和第二红外偏光片控制来自红外背光模组的光线通过所述显示面板出射到显示面板的出光侧。
较佳地，液晶层31中的液晶为适用于TFT-LCD的多种显示模式的液晶。
TFT-LCD的显示模式主要包括扭曲向列（TwistedNematic，TN）模式、垂直取向（VerticalAlignment，VA）模式、平面方向转换（In-Plane-Switching，IPS）模式和高级超维场转换技术（ADvancedSuperDimensionSwitch，ADSDS，简称ADS）模式等。
需要说明的是，当TFT-LCD的显示模式为TN模式或VA模式时，所述显示面板的第二基板上还设置有公共电极，该公共电极与亚像素单元中的像素电极形成的电场控制液晶分子偏转以实现对光透过率的控制。当TFT-LCD的显示模式为IPS模式或ADS模式时，所述公共电极设置在第一基板上，第一基板上位于不同层的公共电极和像素电极形成在横向电场或者多维电场控制液晶分子偏转以实现对光透过率的控制。
如图10所示的显示装置，来自红外背光模组4的红外光经过第一红外偏光32片后，与第一红外偏光片32的光轴的透过轴方向一致的偏振光通过，该偏振光通过液晶层31的液晶分子调整其偏振形态及偏振方向，从而有效控制其通过第二红外偏光片33后光透过率的大小，并从红外显示装置的出光侧出射。
较佳地，本发明实施例一提供的光阀器件还可以通过可导电的黑色粒子实现，黑色粒子在电场的作用下可以移动，黑色粒子之间的缝隙大小决定光线的通过量。
本发明实施例通过提供一种红外显示装置和用于该红外显示装置的专用眼镜。该专用眼镜可将来自红外显示装置的红外显示图像转化为能够被人眼观看到的可见光图像，对于裸眼观看者只能看到红外显示装置的显示屏为普通黑屏，使得红外显示装置显示的图像更加隐蔽。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种光阀器件，其特征在于，包括：
相对放置的第一液晶盒和第二液晶盒；所述第一液晶盒和第二液晶盒均由两个基板对盒形成，所述两个基板的内侧分别形成有取向方向平行或反平行的取向膜；
而且，所述第一液晶盒和第二液晶盒的出光方向一致，所述第一液晶盒和第二液晶盒分别填充有排列旋转方向相反的胆甾液晶；
其中，所述第一液晶盒和第二液晶盒的出光方向为红外光的出光方向。
2.根据权利要求1所述的光阀器件，其特征在于，
所述第一液晶盒包括相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和第二基板之间的胆甾液晶分子、分别位于所述第一基板和第二基板上用于控制所述第一液晶盒内的液晶分子偏转的第一导电电极和第二导电电极，以及分别位于所述第一导电电极和第二导电电极上的第一取向膜和第二取向膜；
所述第二液晶盒包括相对设置的第三基板和第四基板、位于所述第三基板和第四基板之间的胆甾液晶分子、分别位于所述第三基板和第四基板上用于控制所述第二液晶盒内的液晶分子偏转的第三导电电极和第四导电电极，以及分别位于所述第三导电电极和第四导电电极上的第三取向膜和第四取向膜；
其中，所述第一液晶盒内填充有左旋向胆甾液晶分子，所述第二液晶盒内填充有右旋向胆甾液晶分子；或者所述第一液晶盒内填充有右旋向胆甾液晶分子，所述第二液晶盒内填充有左旋向胆甾液晶分子；
所述第一取向膜和第二取向膜的取向平行或反平行，所述第三取向膜和第四取向膜的取向平行或反平行。
3.根据权利要求2所述的光阀器件，其特征在于，所述第二基板和第三基板为同一基板，该基板为公共基板；所述第二导电电极和所述第三导电电极分别位于所述公共基板的两侧。
4.一种红外显示装置，其特征在于，包括：显示面板和红外背光模组；所述显示面板包括光阀器件；
所述光阀器件包括相对放置的第一液晶盒和第二液晶盒；所述第一液晶盒和第二液晶盒均由两个基板对盒形成，所述两个基板的内侧分别形成有取向方向平行或反平行的取向膜；所述第一液晶盒和第二液晶盒的出光方向一致，所述第一液晶盒和第二液晶盒分别填充有排列旋转方向相反的胆甾液晶；
在所述第一液晶盒和第二液晶盒中还设置有一一对应的像素阵列，用以控制每一像素的光线透过率。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
所述第一液晶盒包括相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和第二基板之间的胆甾液晶分子、分别位于所述第一基板和第二基板上用于控制所述第一液晶盒内的液晶分子偏转的第一导电电极和第二导电电极，以及分别位于所述第一导电电极和第二导电电极上的第一取向膜和第二取向膜；
所述第二液晶盒包括相对设置的第三基板和第四基板、位于所述第三基板和第四基板之间的胆甾液晶分子、分别位于所述第三基板和第四基板上用于控制所述第二液晶盒内的液晶分子偏转的第三导电电极和第四导电电极，以及分别位于所述第三导电电极和第四导电电极上的第三取向膜和第四取向膜；
其中，所述第一液晶盒内填充有左旋向胆甾液晶分子，所述第二液晶盒内填充有右旋向胆甾液晶分子；或者所述第一液晶盒内填充有右旋向胆甾液晶分子，所述第二液晶盒内填充有左旋向胆甾液晶分子；所述第一取向膜和第二取向膜的取向平行或反平行，第三取向膜和第四取向膜的取向平行或反平行。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一液晶盒和第二液晶盒中的每一像素包括一个控制该像素开启或关闭的开关器件；
而且，在所述第一液晶盒的每一像素内，所述第一导电电极为公共电极，该公共电极与供电电源相连，第二导电电极为像素电极，该像素电极通过开关器件与显示信号控制端电性连接；
在所述第二液晶盒的每一像素内，所述第四导电电极为公共电极，该公共电极与供电电源相连，第三导电电极为像素电极，该像素电极通过开关器件与显示信号控制端电性连接。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二基板和所述第三基板为同一个基板，该基板为公共基板，所述第一液晶盒内的开关器件和所述第二液晶盒内的开关器件分别位于所述公共基板的两侧。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述红外背光模组中包括红外光源；而且，所述红外背光模组采用直下式或侧入式的红外光源。
9.一种用于如权利要求4所述红外显示装置的专用眼镜，其特征在于，该专用眼镜的镜片为将红外光转换为可见光的光转换片。
10.根据权利要求9所述的专用眼镜，其特征在于，所述光转换片为由上转换发光材料制成的上转换片；或者，
所述光转换片为由光学倍频晶体制成的光学倍频晶体片。
11.一种显示系统，其特征在于，包括权利要求4-8任一项所述的红外显示装置，以及权利要求9-10任一项所述的专用眼镜。
12.一种红外显示装置，其特征在于，包括显示面板，所述显示面板包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
位于所述第一基板上靠近所述第二基板的一侧的像素阵列；
设置于所述第一基板上各像素区域与各像素一一对应相连的红外发光器件；
所述红外发光器件位于所述像素阵列与所述第二基板之间。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，每一像素包括一个控制该像素开启或关闭的开关器件、以及与所述开关器件相连的像素电极；
所述红外发光器件的阴极和阳极的其中之一与所述像素电极相连，另一与供电电源相连。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述红外发光器件为至少两个相互串联的红外有机发光二极管或红外无机发光二极管。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括位于所述红外发光器件出光面上的微透镜。
16.一种用于如权利要求12所述红外显示装置的专用眼镜，其特征在于，该专用眼镜的镜片为将红外光转换为可见光的光转换片。
17.一种显示系统，其特征在于，包括权利要求12-15任一项所述的红外显示装置，以及权利要求16所述的专用眼镜。
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