CN104570463B - 带镜子功能的显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带镜子功能的显示装置，包括：液晶显示面板，具有设置在出光侧的偏光片；具有胆甾相液晶特性的镜子面板，设置在液晶显示面板的出光侧，其中：所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分。本发明还涉及一种制造带镜子功能的显示装置的方法，包括步骤：提供液晶显示面板，所述液晶显示面板具有设置在出光侧的偏光片；提供镜子面板；和将所述镜子面板设置在所述液晶显示面板的出光侧以覆盖所述偏光片，所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分。

Description

带镜子功能的显示装置及其制造方法
技术领域
本发明的实施例涉及液晶显示技术领域，尤其涉及带镜子功能的显示装置及其制造方法。
背景技术
液晶显示器的显示面板可以具有镜子功能。不过，现有的显示面板只能在镜子功能、显示功能和全透视功能之间切换。
市场中还存在对同一时刻同时满足显示功能和镜子功能这样的显示装置的需求。
发明内容
为了提供允许用户清楚地看到显示内容的同时也可以作为镜子使用的显示装置，提出本发明。
根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种带镜子功能的显示装置，包括：显示面板，所述显示面板的出射光包括圆偏振光；镜子面板，设置在所述显示面板的出光侧，所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分。
可选地，所述镜子面板包括：所述镜子面板包括：彼此相对设置的第一透明基板和第二透明基板；分别设置在第一透明基板和第二透明基板的相对的内侧表面上的透明电极层；电源和电源控制部分，所述电源与两个透明电极层电连接；设置在第一透明基板和第二透明基板之间的胆甾相液晶层，其中，所述电源控制部分适于控制电源以输出低频交流电压，基于施加的所述电压信号，所述胆甾相液晶层允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，同时反射环境光的一部分。
可选地，所述显示面板为液晶显示面板，且包括位于出光侧的偏光片，第一透明基板覆盖所述偏光片。
可选地，显示装置还包括设置在显示面板的出光侧的1/4波长片。
进一步可选地，所述电源控制部分还适于控制电源以输出高频交流电压，基于施加的高频交流电压，所述胆甾相液晶层呈螺距梯度分布以阻止来自显示面板的光线通过，同时反射环境光。
或者进一步可选地，所述电源控制部分适于切断电源，从而所述胆甾相液晶层保持透明状态以允许来自显示面板的全部偏振光透射通过。
可选地，所述镜子面板包括：彼此相对设置的第三透明基板和第四透明基板；和设置在第三透明基板和第四透明基板的内侧表面之间的宽波反射高分子液晶层，所述显示装置还包括设置在出光侧的1/4波长片，所述宽波反射高分子液晶层允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分。
进一步可选地，所述显示面板为液晶显示面板且包括位于出光侧的偏光片，所述1/4波长片覆盖所述偏光片，且所述偏光片的透过轴和1/4波长片的光轴的夹角为45度。
进一步可选地，所述宽波高分子液晶为扭曲晶界相和胆甾相共存薄膜的形式。
根据本发明的实施例的另一方面，一种制造带镜子功能的显示装置的方法，包括步骤：
提供显示面板，所述显示面板的出射光包括圆偏振光；
提供镜子面板；和
将所述镜子面板设置在所述显示面板的出光侧，所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分。
可选地，提供镜子面板的步骤包括：提供彼此相对设置的第一透明基板和第二透明基板，在第一透明基板和第二透明基板的相对的内侧表面上设置有透明电极层；在第一透明基板和第二透明基板之间施加负性液晶，负性液晶中添加有手性离子液体；提供电源和电源控制部分，所述电源与两个透明电极层电连接；和利用电源控制部分控制电源输出低频交流电压，基于施加的低频交流电压，使得所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，同时反射环境光的一部分。
可选地，提供镜子面板的步骤包括：提供彼此相对设置的第三透明基板和第四透明基板；在第三透明基板和第四透明基板的内侧表面之间提供宽波反射高分子液晶层，所述宽波反射高分子液晶层具有胆甾相液晶层的特性；和在显示面板的出光侧与镜子面板之间设置1/4波长片。进一步地，提供宽波反射高分子液晶层的步骤包括：将光引发剂加入到光可聚合基团液晶性单体；在高于液晶的负性胆甾相和近晶A相转变温度以上10度以内进行紫外光照射，获得宽波反射高分子液晶层。
利用本发明的技术方案，显示装置在同一时刻同时具有显示功能(即基于透射过的圆偏振光可以看见显示面板的显示内容)和镜子功能(即基于反射的一部分环境光可以例如看到用户自己的反射像)。
附图说明
图1是本发明的一个示例性实施例的显示带有镜子功能的显示装置的结构的示意性截面图。
图2为本发明的另一个示例性实施例的显示带有镜子功能的显示装置的结构的示意性截面图。
图3为没有施加电压时添加有手性离子液体的负性液晶的液晶织构示意图，图3显示了透视状态。
图4为施加了高频交流电源之后的添加有手性离子液体的负性液晶的液晶平面织构的示意图，图4示出了镜面反射状态。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的带有镜子功能的显示装置及其制造方法进行详细地说明。
附图中各部件的大小和形状不反映带有镜子功能的显示装置的真实比例，目的只是示意说明本发明的内容。
胆甾相液晶同其它液晶态物质一样，既有液体的流动性、形变性、粘性，又具有晶体的光各向异性，是一种优良的非线性光学材料。由于胆甾相液晶特殊的分子结构以及光学的各向异性，决定了它具有晶体的旋光性、偏振光二色性和它本身特有的选择性光散射等性质。胆甾相液晶的螺距对其光学性质的影响非常重要，光透射和选择性光散射的特性主要由其螺距决定。例如，对于螺距与入射光波长相近的右旋胆甾相液晶，若左旋光入射时，则产生光透射；若右旋光入射时，则产生与Bragg反射相同的光散射。
基于胆甾相液晶特性提出本发明。
如图1-2所示，本发明提出了一种带有镜子功能的显示装置，包括：
具有胆甾相液晶特性的液晶显示面板10，具有设置在出光侧的偏光片14；
镜子面板20/30，设置在液晶显示面板10的出光侧，
其中：
所述镜子面板20/30允许来自显示面板10的偏振光的一部分透射通过，且同时反射环境光的一部分。
需要指出的是，本发明中的显示面板不限于液晶显示面板。
利用本发明的技术方案，镜子面板基于胆甾相液晶特性，可以仅允许来自显示面板10的偏振光的一部分透射通过，且同时反射环境光的一部分。如此，使得显示装置在同一时刻同时具有显示功能(即基于透射过的圆偏振光可以看见显示面板的显示内容)和镜子功能(即基于反射的一部分环境光可以例如看到用户自己的反射像)。
下面参见图1描述根据本发明的一个实施例的带镜子功能的显示装置。
如图1所示，该液晶显示面板10例如包括：下侧基板11，透明电极19的薄膜晶体管(TFT)形成在下侧基板11上；与下侧基板11相对设置的上侧基板12，上侧基板的下侧还设置有彩膜13；置于下侧基板11和上侧基板12之间的液晶层18；置于上侧基板12的上侧的上偏光片14；置于下侧基板11下侧的下偏光片15和背光源16。
如图1所示，该镜子面板20包括：
彼此相对设置的第一透明基板21和第二透明基板22，第二透明基板22覆盖上偏光片14；
分别设置在第一透明基板21和第二透明基板22的相对的内侧表面上的透明电极层23；
电源24(参见图4)和电源控制部分(未示出)，所述电源与两个透明电极层电连接；
设置在第一透明基板21和第二透明基板22之间的胆甾相液晶层25，更具体地，该胆甾相液晶层由负性液晶252和添加在负性液晶252中的手性离子液体251组成，
其中，所述电源控制部分适于控制电源24输出低频交流电压，基于施加的低频交流电压，所述镜子面板20允许来自显示面板10的圆偏振光透射通过、同时反射环境光的一部分。
利用该技术方案，通过控制液晶显示面板10和镜子面板20，可以同时提供良好的显示效果和镜子效果。
在图1的示例中，可以在显示面板的出光侧设置1/4波长片，也可以不设置，只是设置1/4波长片时来自显示面板的光会更多地透射过镜子面板。
可以使用任意实现“镜子面板20允许来自显示面板的圆偏振光透射通过、同时反射环境光的一部分”的功能的低频交流电压。例如，该低频交流电压可以是100-200赫兹的低频交流电压。
所述电源控制部分还适于控制电源24输出高频交流电压，例如8000赫兹以上的高频交流电压，基于施加的高频交流电压，镜子面板20阻止来自显示面板10的光线透射通过，同时反射环境光。镜子面板20的透明电极层23被施加了高频交流电压的情形。在图4中，负性液晶252为平面织构，由于手性离子液体251的分布集中在电极侧，出现负性液晶252的螺距阶梯分布，而显示出镜面反射状态。在这种情况下，镜子面板20仅提供镜子功能，用户完全看不到来自显示面板10的内容。
可选地，所述电源控制部分还适于切断电源，从而镜子面板20保持透明状态以允许来自显示面板的全部偏振光透射通过。图3中示出了切断电源之后的负性液晶252的状态，此时显示完全透射状态。在此情况下，用户可以选择观看显示面板的显示内容，镜子面板20不提供镜子功能。
可见，利用本发明的图1中示出的镜子面板20，不仅可以实现镜子面板20允许来自显示面板的偏振光的一部分透射通过、同时反射环境光的一部分”(即同时满足显示功能和镜子功能)，而且可以实现仅观看显示面板的显示内容的完全透视功能和仅作为镜子的完全镜子功能。
下面参照图2说明根据本发明的另一个实施例的带镜子功能的显示装置。如图2所示，显示面板10的结构与图1中的显示面板10的结构相同，镜子面板30包括：彼此相对设置的第三透明基板31和第四透明基板32；和设置在第三透明基板31和第四透明基板32的内侧表面之间的宽波反射高分子液晶层33，所述宽波反射高分子液晶层具有胆甾相液晶层的特性，即宽波反射高分子液晶层允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分。
如图2所示，显示装置还包括覆盖在第四透明基板32的外侧的1/4波长片34，1/4波长片34覆盖上偏光片14。在显示面板不是液晶显示面板的情况下，可以不设置偏光片，则1/4波长片34可以直接设置在显示面板的出光侧。
1/4波长片34也可以是镜子面板30的一个组成部分。
宽波反射高分子液晶具有非常宽的反射波长范围，而它具有胆甾相液晶的特性，因此只有跟胆甾相液晶不一样螺旋方向的光线才通过宽波反射高分子液晶(它的反射率大致为50％、透射率大致为50％)。因此宽波反射高分子液晶带有偏振性。宽波反射高分子液晶层为由具有左旋手性离子液体的向列相液晶，可聚合单体和引发剂而组成的宽波反射液晶层。宽波反射高分子液晶是通过将光引发剂加入到带有光可聚合基团液晶的单体后，在高于液晶的胆甾相和近晶A相转变温度以上10度以内进行紫外光照射，光可聚合基团液晶性单体随聚合的进行向着紫外光源的一侧扩散，导致远离紫外光源的一侧的胆甾相与近晶A相转变温度升高，后得到扭曲晶介相和胆甾相共存薄膜，从而得到宽波反射特性的高分子液晶。
利用宽波反射高分子液晶层不需要胆甾相从而不需要施加电压，宽波反射高分子液晶层会保持约50％的镜面效果。
例如，在宽波反射高分子液晶层上侧来的外部光线中的左旋光被反射，因此可以实现镜子效果。在显示图像的时候(亮态)，从上POL出来的光线通过1/4波长片34以后变成右旋圆偏光，因此可以通过宽波反射液晶层而显示图像。
为了提高光效率，上偏光片14的透过轴和1/4波长片34的光轴的夹角为+45度。
本发明的实施例还涉及一种制造带镜子功能的显示装置的方法，包括步骤：
提供显示面板10，所述显示面板10出射光包括圆偏振光；
提供镜子面板20/30；和
将所述镜子面板设置在显示面板的出光侧，所述镜子面板允许来自显示面板10的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分。
可选地，上述方法中，提供镜子面板20的步骤包括：
提供彼此相对设置的第一透明基板21和第二透明基板22，在第一透明基板21和第二透明基板22的相对的内侧表面上设置有透明电极层23；
在第一透明基板21和第二透明基板22之间施加负性液晶252，负性液晶252中添加有手性离子液体251；
提供电源24和电源控制部分，所述电源与两个透明电极层电连接；和
利用电源控制部分控制电源输出低频交流电压，基于施加的低频交流电压，使得所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过、同时反射环境光的一部分。
如此，提供一种基于胆甾相液晶层的镜子面板。
可选地，上述方法中，提供镜子面板30的步骤包括：提供彼此相对设置的第三透明基板31和第四透明基板32；在第三透明基板和第四透明基板的内侧表面之间提供宽波反射高分子液晶层33，所述宽波反射高分子液晶层具有胆甾相液晶层的特性；和在显示面板的出光侧与镜子面板之间设置1/4波长片。
如此，提供具有胆甾相液晶层特性的宽波反射高分子液晶层，且同时提供良好的显示效果和镜子效果的显示装置。
进一步地，提供宽波反射高分子液晶层33的步骤包括：将光引发剂加入到光可聚合基团液晶性单体；以及在高于液晶的负性胆甾相和近晶A相转变温度以上10度以内进行紫外光照射，获得宽波反射高分子液晶层。该光可聚合基团液晶性单体随着聚合的进行向着紫外光源的一侧扩散，使得远离紫外光源的一侧胆甾相与近晶A相转变温度升高，以得到扭曲晶界相和胆甾相共存薄膜，从而获得宽波反射高分子液晶层。
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 (11)

1.一种带镜子功能的显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板的出射光包括圆偏振光；和
镜子面板，设置在所述显示面板的出光侧，所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分，其中：
所述镜子面板包括：
彼此相对设置的第一透明基板和第二透明基板；
分别设置在第一透明基板和第二透明基板的相对的内侧表面上的透明电极层；
电源和电源控制部分，所述电源与两个透明电极层电连接；和
设置在第一透明基板和第二透明基板之间的胆甾相液晶层，
其中，所述电源控制部分适于控制电源以输出低频交流电压，基于施加的所述低频交流电压，所述胆甾相液晶层允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，同时反射环境光的一部分。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中：
所述显示面板为液晶显示面板，且包括位于出光侧的偏光片，第一透明基板覆盖所述偏光片。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，还包括：
设置在显示面板的出光侧的1/4波长片。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中：
所述电源控制部分还适于控制电源以输出高频交流电压，基于施加的高频交流电压，所述胆甾相液晶层呈螺距梯度分布以阻止来自显示面板的光线通过，同时反射环境光。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中：
所述电源控制部分还适于切断电源，从而所述胆甾相液晶层保持透明状态以允许来自显示面板的全部偏振光透射通过。
6.一种带镜子功能的显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板的出射光包括圆偏振光；和
镜子面板，设置在所述显示面板的出光侧，所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分，其中：
所述镜子面板包括：
彼此相对设置的第三透明基板和第四透明基板；和
设置在第三透明基板和第四透明基板的内侧表面之间的宽波反射高分子液晶层，
所述宽波反射高分子液晶层允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中：
所述显示装置还包括设置在显示面板的出光侧的1/4波长片，且
所述显示面板为液晶显示面板且包括位于出光侧的偏光片，所述1/4波长片覆盖所述偏光片，且所述偏光片的透过轴和1/4波长片的光轴的夹角为+45度。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其中：
所述宽波高分子液晶为扭曲晶界相和胆甾相共存薄膜的形式。
9.一种制造带镜子功能的显示装置的方法，包括步骤：
提供显示面板，所述显示面板的出射光包括圆偏振光；
提供镜子面板；和
将所述镜子面板设置在所述显示面板的出光侧，所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分，其中：
提供镜子面板的步骤包括：
提供彼此相对设置的第一透明基板和第二透明基板，在第一透明基板和第二透明基板的相对的内侧表面上设置有透明电极层；
在第一透明基板和第二透明基板之间施加负性液晶，负性液晶中添加有手性离子液体；
提供电源和电源控制部分，所述电源与两个透明电极层电连接；和
利用电源控制部分控制电源输出低频交流电压，基于施加的所述低频交流电压，使得所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，同时反射环境光的一部分。
10.一种制造带镜子功能的显示装置的方法，包括步骤：
提供显示面板，所述显示面板的出射光包括圆偏振光；
提供镜子面板；和
将所述镜子面板设置在所述显示面板的出光侧，所述镜子面板允许来自显示面板的圆偏振光透射通过，且同时反射环境光的一部分，其中：
提供镜子面板的步骤包括：
提供彼此相对设置的第三透明基板和第四透明基板；
在第三透明基板和第四透明基板的内侧表面之间提供宽波反射高分子液晶层，所述宽波反射高分子液晶层具有胆甾相液晶层的特性；和
在显示面板的出光侧与镜子面板之间设置1/4波长片。
11.根据权利要求10所述的方法，其中：
提供宽波反射高分子液晶层的步骤包括：
将光引发剂加入到光可聚合基团液晶性单体；和
在高于液晶的负性胆甾相和近晶A相转变温度以上10度以内进行紫外光照射，获得宽波反射高分子液晶层。
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