CN105319757B - 遮光装置及其制造方法以及包括遮光装置的透明显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种遮光装置及其制造方法以及包括遮光装置的透明显示装置，其中所述遮光装置通过使用多个PDLC层透射或遮蔽光。所述遮光装置可包括：彼此面对的第一基板和第二基板；位于所述第一基板上的第一电极；位于所述第二基板上的第二电极；和位于所述第一电极与所述第二电极之间的第一聚合物分散型液晶层和第二聚合物分散型液晶层，其中所述第一聚合物分散型液晶层包括具有第一液晶的第一液滴，且所述第二聚合物分散型液晶层包括具有第二液晶和第一二色性染料的第二液滴。

Description

遮光装置及其制造方法以及包括遮光装置的透明显示装置
本申请要求2014年5月29日提交的韩国专利申请No.10-2014-0065085和2015年4月28日提交的韩国专利申请No.10-2015-0060036的优先权，为了所有目的在此援引这些专利申请作为参考，如同在这里完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种可实现透明模式和遮光模式的遮光装置、遮光装置的制造方法、以及包括遮光装置的透明显示装置。
背景技术
近来，随着信息时代的发展，用于处理并显示大量信息的显示装置得到快速发展。特别是，各种平板显示(FPD)装置被提出并成为焦点。
平板显示装置的具体例子包括液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(PDP)装置、场发射显示(FED)装置、电致发光显示(ELD)装置、以及有机发光显示(OLED)装置。平板显示装置一般具有薄外形、轻重量和低功耗的出色特性，因而它们的应用领域持续增加。特别是，在大部分电子装置或移动装置中，已使用平板显示装置作为用户界面。
此外，已积极进行了对透明显示装置的研究，其中用户可通过透明显示装置看到位于相对侧的物体或图像。透明显示装置可具有更好的空间利用、内部装饰和设计的优点，并可具有各种应用领域。透明显示装置可通过作为透明电子装置实现信息识别、信息处理和信息显示的功能来解决现有电子装置的空间和时间的限制。这种透明显示装置可用于智能窗户，智能窗户可用作智能家居或智能汽车的窗户。
在透明显示装置中，可通过应用边光型背光实现基于LCD技术的透明显示装置。然而，应用LCD技术的透明显示装置具有透明度由于用于实现黑色的偏光板而降低的问题。此外，基于LCD技术的透明显示装置在户外可视性方面存在问题。
基于OLED技术的透明显示装置具有高于LCD技术的功耗并在显示纯黑色方面具有困难。此外，尽管基于OLED技术的透明显示装置在暗环境下对比度没有问题，但在正常环境下出现对比度劣化的问题。
发明内容
因此，为了实现透明模式和遮光模式，可使用基于聚合物分散型液晶(之后称为“PDLC”)的装置作为基于OLED技术的透明显示装置的遮光装置。可通过混合单体与液晶、通过紫外光(之后称为“UV”)硬化将单体变为聚合物并使液晶在聚合物内处于液滴状态来形成PDLC。
如果向PDLC施加电场，则布置在聚合物内的液晶的排列发生变化。因此，PDLC可散射或透射外部入射的光。就是说，即使没有偏振板，基于PDLC的装置也可散射或透射光，可将该装置应用于透明显示装置的遮光装置。
本发明旨在提供一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的遮光装置、遮光装置的制造方法、以及包括遮光装置的透明显示装置。
本发明实施方式的一个优点是提供一种其中设置有多个PDLC层，从而与单个PDLC层相比，在透明模式中获得较高的透光率且在遮光模式中获得较高的遮光率的遮光装置、遮光装置的制造方法、以及包括遮光装置的透明显示装置。
本发明实施方式的另一个优点是提供一种通过控制多个PDLC层中液滴的尺寸来提高透明模式中的透光率且提高遮光模式中的遮光率的遮光装置。
本发明实施方式的再一个优点是提供一种可减少多个PDLC层中包含的二色性染料的量，以提高透明模式中的透光率的遮光装置。
本发明实施方式的进一步优点是提供一种可根据二色性染料显示具体颜色，以防止后方背景被看到的遮光装置。
本发明实施方式的进一步优点是提供一种包括多个PDLC层，以通过简化制造工艺来降低成本的遮光装置。
在下面的描述中将部分列出本发明的附加优点和特征，这些优点和特征的一部分根据下面的解释对于所属领域技术人员将变得显而易见或者可通过本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
为了实现这些和其他优点并根据本发明的意图，如在此具体化和概括描述的，根据本发明一个实施方式的遮光装置可包括：彼此面对的第一基板和第二基板；位于所述第一基板上的第一电极；位于所述第二基板上的第二电极；和位于所述第一电极与所述第二电极之间的第一聚合物分散型液晶层和第二聚合物分散型液晶层，其中所述第一聚合物分散型液晶层包括具有第一液晶的第一液滴，且所述第二聚合物分散型液晶层包括具有第二液晶和第一二色性染料的第二液滴。
优选地，在不向所述第一电极和第二电极的每一个施加电压或者施加给所述第一电极的第一电压与施加给所述第二电极的第二电压之间的电压差小于第一阈值电压时，所述第一聚合物分散型液晶层和第二聚合物分散型液晶层被实现为用于遮蔽入射光的遮光模式。
优选地，在施加给所述第一电极的第一电压与施加给所述第二电极的第二电压之间的电压差大于第二阈值电压时，所述第一聚合物分散型液晶层和第二聚合物分散型液晶层被实现为用于透射入射光的透明模式。
优选地，所述第二液滴具有大于所述第一液滴的尺寸。
优选地，所述第二液滴具有小于所述第一液滴的尺寸的五倍的尺寸。
优选地，所述遮光装置还包括位于所述第一电极与所述第二电极之间的第三聚合物分散型液晶层。
优选地，所述第三聚合物分散型液晶层包括具有第三液晶和第二二色性染料的第三液滴。
优选地，所述第三液滴具有大于所述第一液滴的尺寸。
优选地，所述第三聚合物分散型液晶层包括具有第三液晶的第三液滴。
优选地，所述第三液滴具有小于所述第二液滴的尺寸。
优选地，所述遮光装置还包括：位于所述第一基板的与具有所述第一电极的一个表面相对的表面上的第一折射率匹配层，所述第一折射率匹配层具有介于所述第一基板的折射率和空气的折射率之间的折射率；和位于所述第二基板的与具有所述第二电极的一个表面相对的表面上的第二折射率匹配层，所述第二折射率匹配层具有介于所述第二基板的折射率和空气的折射率之间的折射率。
优选地，所述遮光装置还包括：位于所述第一基板与所述第一电极之间的第一折射率匹配层，所述第一折射率匹配层具有介于所述第一基板的折射率和所述第一电极的折射率之间的折射率；和位于所述第二基板与所述第二电极之间的第二折射率匹配层，所述第二折射率匹配层具有介于所述第二基板的折射率和所述第二电极的折射率之间的折射率。
优选地，所述遮光装置还包括：位于所述第一电极与所述第一聚合物分散型液晶层之间的第一折射率匹配层，所述第一折射率匹配层具有介于所述第一电极的折射率和所述第一聚合物分散型液晶层的折射率之间的折射率；和布置在所述第二电极与所述第二聚合物分散型液晶层之间的第二折射率匹配层，所述第二折射率匹配层具有介于所述第二电极的折射率和所述第二聚合物分散型液晶层的折射率之间的折射率。
优选地，所述遮光装置还包括将所述第一聚合物分散型液晶层和第二聚合物分散型液晶层彼此组合的透明粘结层。
在本发明的另一个方面，提供一种透明显示装置，可包括：透明显示面板，所述透明显示面板包括透射区域和非透射区域且在所述非透射区域中设置有显示图像的像素；和位于所述透明显示面板的一个表面上的遮光装置，其中所述遮光装置包括多个液晶层，所述多个液晶层中的至少一个包括第一二色性染料，其中在不施加电压时所述多个液晶层被实现为用于遮蔽入射光的遮光模式，且在施加电压时所述多个液晶层被实现为用于透射入射光的透明模式，且在实现其中所述像素显示图像的显示模式时，所述多个液晶层被实现为遮光模式，且在实现其中所述像素不显示图像的非显示模式时，所述多个液晶层被实现为透明模式或遮光模式。
优选地，所述多个液晶层包括：包括具有第一液晶的第一液滴的第一聚合物分散型液晶层；和包括具有第二液晶和第一二色性染料的第二液滴的第二聚合物分散型液晶层。
在本发明的再一个方面，提供一种遮光装置的制造方法，所述方法可包括：在第一基板上形成第一电极并在第二基板上形成第二电极；通过在所述第一电极上涂布第一液晶材料并在所述第一液晶材料上照射UV来形成第一聚合物分散型液晶层，所述第一液晶材料具有第一单体和第一液晶的混合物；通过在所述第一聚合物分散型液晶层上涂布第二液晶材料并在所述第二液晶材料上照射UV来形成第二聚合物分散型液晶层，所述第二液晶材料具有第二单体、第一二色性染料和第二液晶的混合物，且形成所述第二聚合物分散型液晶层时照射的UV具有比形成所述第一聚合物分散型液晶层时照射的UV小的能量；和通过向所述第二聚合物分散型液晶层上照射UV将所述第二聚合物分散型液晶层组合到所述第一聚合物分散型液晶层。
优选地，所述第一液晶材料中的第一单体和第一液晶的混合比率以及所述第二液晶材料中的第二单体和第二液晶的混合比率位于40wt％：60wt％到20wt％：80wt％的范围中，且所述第二液晶材料中的第一二色性染料位于0.5wt％到5wt％的范围中。
优选地，通过形成所述第一聚合物分散型液晶层时照射的UV与形成所述第二聚合物分散型液晶层时照射的UV之间的能量差来使所述第一聚合物分散型液晶层的液滴的尺寸和所述第二聚合物分散型液晶层的液滴的尺寸不同。
优选地，通过形成所述第一聚合物分散型液晶层时照射的UV与形成所述第二聚合物分散型液晶层时照射的UV之间的能量差，所述第一聚合物分散型液晶层的液滴的尺寸小于所述第二聚合物分散型液晶层的液滴的尺寸。
在本发明的又一个方面，提供一种显示装置，可包括：显示面板；和贴附到所述显示面板的至少一个上述遮光装置。
优选地，所述显示面板为OLED面板。
优选地，所述遮光装置贴附到所述显示面板的前表面。
优选地，所述遮光装置贴附到所述显示面板的后表面
在本发明的另一个方面中，一种透明显示装置，可包括：透明显示面板，所述透明显示面板包括透射区域和非透射区域且在所述非透射区域中设置有显示图像的像素；和位于所述透明显示面板的一个表面上的遮光装置，其中所述遮光装置包括多个液晶层，所述多个液晶层中的至少一个包括第一二色性染料，如果不施加电压，则所述多个液晶层实现用于遮蔽入射光的遮光模式，且如果施加电压，则所述多个液晶层实现用于透射光的透明模式，并且如果实现其中所述像素显示图像的显示模式，则所述多个液晶层实现所述遮光模式，且如果实现其中所述像素不显示图像的非显示模式，则所述多个液晶层实现所述透明模式或所述遮光模式。
在本发明的再一个方面中，一种遮光装置的制造方法，所述方法可包括：在第一基板上形成第一电极并在第二基板上形成第二电极；通过在所述第一电极上涂布第一液晶材料并在所述第一液晶材料上照射UV来形成第一聚合物分散型液晶层，所述第一液晶材料具有第一单体和第一液晶的混合物；通过在所述第一聚合物分散型液晶层涂布第二液晶材料并在所述第二液晶材料上照射UV来形成第二聚合物分散型液晶层，所述第二液晶材料具有第二单体、第一二色性染料和第二液晶的混合物，且所述UV具有比形成所述第一聚合物分散型液晶层时照射的UV小的能量；和通过在所述第二聚合物分散型液晶层上照射UV将所述第二聚合物分散型液晶层组合到所述第一聚合物分散型液晶层。
应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
给本发明提供进一步理解并且并入本申请组成本申请一部分的附图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是图解根据本发明一个实施方式的遮光装置的透视图；
图2是图解图1的遮光装置的详细示例的剖面图；
图3是第二PDLC层的第二液滴的示例图；
图4是图解遮光模式的遮光装置的示例的剖面图；
图5是图解透明模式的遮光装置的示例的剖面图；
图6A和6B是图解图1的遮光装置的另一详细示例的剖面图；
图7A到7D是图解图1的遮光装置的再一详细示例的剖面图；
图8是图解根据本发明一个实施方式的遮光装置的制造方法的流程图；
图9A到9E是图解根据本发明一个实施方式的遮光装置的制造工艺的剖面图；
图10是图解根据本发明一个实施方式的遮光装置的另一制造工艺的剖面图；
图11是图解根据本发明另一个实施方式的遮光装置的制造方法的流程图；
图12A到12F是图解根据本发明另一个实施方式的遮光装置的其他制造工艺的剖面图；
图13是图解根据本发明一个实施方式的透明显示装置的透视图；
图14是图解图13的透明显示面板的下基板的详细示例的剖面图；以及
图15是图解根据本发明另一个实施方式的透明显示装置的透视图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的示例性实施方式，在附图中图示了这些实施方式的一些例子。尽可能地在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或类似的部分。
将通过参照附图描述的下列实施方式阐明本发明的优点和特征以及其实现方法。然而，本发明可以以不同的形式实施，不应解释为限于在此列出的实施方式。而是，提供这些实施方式是为了使本说明书全面和完整，并将本发明的范围充分地传递给所属领域技术人员。此外，本发明仅由权利要求书的范围限定。
为了描述本发明的实施方式而在附图中公开的形状、尺寸、比例、角度和数量仅仅是示例，因而本发明不限于图示的细节。相似的参考标记通篇表示相似的元件。在下面的描述中，当确定对相关的已知功能或构造的详细描述会不必要地使本发明的重点模糊不清时，将省略该详细描述。
在本说明书中使用“包括”、“具有”和“包含”的情况下，可添加其他部件，除非使用了“仅”。单数形式的术语可包括复数形式，除非有相反指示。
在解释一要素时，尽管没有明确描述，但该要素被解释为包含误差范围。
在描述本发明的实施方式时，当描述一结构(例如电极、线、配线、层或接触部件)形成在另一结构的上部/下部或其他结构上/下时，该描述应当解释为包括这些结构彼此接触的情形以及在它们之间设置第三结构的情形。
在描述时间关系时，例如当时间顺序描述为“在……之后”、“随后”、“接下来”和“在……之前”时，可包括不连续的情况，除非使用了“正好”或“直接”。
将理解，尽管在本文中可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅仅是用来彼此区分元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可能被称为第二元件，类似地，第二元件可能被称为第一元件。
“X轴方向”、“Y轴方向”和“Z轴方向”不应仅解释为相互垂直关系的几何关系，其可在本发明的元件起功能性作用的范围内具有更宽的方向性。
术语“至少一个”应当理解为包括一个或多个相关所列项的任意和全部组合。例如，“第一项、第二项和第三项中的至少一个”的含义表示第一项、第二项和第三项中两个或以上的所有项目的组合以及第一项、第二项或第三项。
所属领域技术人员能够充分理解，本发明各实施方式的特征可彼此部分或整体地结合或组合，且可在技术上彼此进行各种互操作和驱动。本发明的实施方式可彼此独立实施，或者以相互依赖的关系共同实施。
下文，将参照附图详细描述本发明的实施方式。
在用于透明显示装置的遮光装置的聚合物分散型液晶(PDLC)中，在不施加电压时，入射光被以初始状态随机排列的液晶和聚合物散射，由此实现白色遮光模式，如果通过施加电压使液晶垂直排列，则入射光透射而不被散射，由此实现透明模式。
在这方面，本申请的发明人通过多个实验发明了一种新结构的遮光装置，其中可使用聚合物分散型液晶PDLC实现透明模式和遮光模式。在下面的实施方式中将描述新结构的遮光装置。
[遮光装置]
将参照图1到5，6A，6B和7A到7D详细描述根据本发明实施方式的遮光装置。
图1是图解根据本发明一个实施方式的遮光装置的透视图。图2是图解图1的遮光装置的详细示例的剖面图。参照图1和2，根据本发明一个实施方式的遮光装置100包括第一基板110、第一电极120、多个液晶层130、第二电极140和第二基板150。该实施方式和其他实施方式中的遮光装置的所有组件可操作性地结合并配置。
第一基板110和第二基板150的每一个可以是透明玻璃基板或塑料膜。例如，第一基板110和第二基板150的每一个可以是包括诸如TAC(三醋酸纤维素)或DAC(二乙酰基纤维素)之类的纤维素树脂、诸如降冰片烯衍生物之类的COP(环烯烃聚合物)、COC(环烯烃共聚物)、诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)之类的亚克力树脂、诸如PC(聚碳酸酯)，PE(聚乙烯)或PP(聚丙烯)之类的聚烯烃、诸如PVA(聚乙烯醇)，PES(聚醚砜)，PEEK(聚醚醚酮)，PEI(聚醚酰亚胺)，PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)和PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)之类的聚酯、PI(聚酰亚胺)、PSF(聚砜)或氟化物树脂的片或膜，但并不限于此。
第一电极120设置于第一基板110上，第二电极140设置于第二基板150上。第一电极120和第二电极140的每一个可以是透明电极。例如，第一电极120和第二电极140的每一个可以是银氧化物(例如AgO或Ag2O或Ag2O3)、铝氧化物(例如Al2O3)、钨氧化物(例如WO2或WO3或W2O3)、镁氧化物(例如MgO)、钼氧化物(例如MoO3)、锌氧化物(例如ZnO)、锡氧化物(例如SnO2)、铟氧化物(例如In2O3)、铬氧化物(例如CrO3或Cr2O3)、锑氧化物(例如Sb2O3或Sb2O5)、钛氧化物(例如TiO2)、镍氧化物(例如NiO)、铜氧化物(例如CuO或Cu2O)、钒氧化物(例如V2O3或V2O5)、钴氧化物(例如CoO)、铁氧化物(例如Fe2O3或Fe3O4)、铌氧化物(例如Nb2O5)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、掺杂铝的氧化锌(ZAO)、氧化铝锡(TAO)或氧化锑锡(ATO)，但并不限于此。
尽管可通过由单层构成的PDLC层实现透明模式和遮光模式，通过遮光模式中的光散射呈现白色遮光模式，然而本申请的发明人认识到，鉴于可视性或对比度，可对透明显示装置的遮光装置实现黑色的遮光模式，而不是白色的遮光模式。
因此，本申请的发明人进行了各种实验来改善PDLC的遮光状态。此外，本申请的发明人对包括染料来实现黑色的遮光模式的PDLC进行了测试，并确认可通过染料的光吸收实现黑色的遮光模式。然而，如果实现透明模式，本发明人确认与不包括染料的PDLC相比，透射率由于染料的光吸收而劣化。此外，为了提高透明模式的透射率，可增加PDLC的液滴尺寸，以减少液滴表面的染料或液滴外部的染料。然而，本发明人认识到，如果液滴尺寸变大则光散射增加，所以很难实现遮光模式。
在这方面，本申请的发明人认识到前述问题并发明了一种新结构的遮光装置，其在透明模式中可使染料的光吸收最少化并在遮光模式中实现黑色的遮光模式。
如图1中所示，设置于第一基板110与第二基板150之间的多个液晶层130可包括第一聚合物分散型液晶层131(之后称为“PDLC层”)和第二PDLC层132。尽管图1显示出多个液晶层130仅包括第一和第二PDLC层131和132，但不限于图1的示例，多个液晶层130可包括三个或以上的PDLC层。
第一PDLC层131包括第一聚合物131a和第一液滴131b。多个第一液晶131c可包含在每个第一液滴131b中。就是说，第一液晶131c可通过第一聚合物131a分散到多个第一液滴131b中。第一液晶131c可以是其排列通过第一和第二电极120和140的垂直(y轴方向)电场而变化的向列液晶，但并不限于此。第二PDLC层132设置于第一PDLC层131上。第二PDLC层132包括第二聚合物132a和第二液滴132b。将参照图2描述第二PDLC层132。
如图2中所示，为了实现黑色的遮光模式，第二PDLC层132的每个第二液滴132b包括多个第二液晶132c和第一二色性染料132d。如果第二液滴132b不包括第一二色性染料132d，则入射到第二PDLC层132上的光仅被散射，由此实现白色的遮光模式。如果根据本发明实施方式的遮光装置应用于透明显示装置且透明显示装置显示图像，则更优选实现黑色的遮光模式，以与白色的遮光模式相比提高透明显示装置的图像质量。因此，如果根据本发明实施方式的遮光装置应用于透明显示装置，则优选第二液滴132b包括第一二色性染料132d，以提高遮光效率和透明显示装置的图像质量。
多个液晶132c和第一二色性染料132d可通过第二聚合物132a分散到多个第二液滴132b中。可通过第一二色性染料132d的光吸收实现遮光模式的黑色状态。就是说，外部光穿过第一PDLC层131，由此光被散射，且通过第二PDLC层132的散射和第一二色性染料132d的光吸收实现遮光模式。此外，因为穿过第一PDLC层131而被散射的光通过较长的光路径穿过第二PDLC层132，所以可提高遮光效率。
第二液晶132c可以是通过第一和第二电极120和140的垂直电场而排列的向列液晶，但并不限于此。第一二色性染料132d的排列可以以与第二液晶132c相同的方式通过第一和第二电极120和140的垂直电场而变化。
第一二色性染料132d可以是吸收光的染料。例如，第一二色性染料132d可以是吸收可见光波长范围的每种光的黑色染料或者吸收除确定颜色(例如红色)波长之外的其他光并将该确定颜色(例如红色)波长的光反射的染料。在本发明的实施方式中，第一二色性染料132d可以是(但并不限于)黑色染料，以提高遮光效率。此外，第一PDLC层131也可包含二色性染料。在此情形中，二色性染料的量优选地以在透明模式中穿过第一PDLC层131的光的透射率不劣化的范围包含在第一PDLC层131中。
图3是图解根据本发明实施方式的第二PDLC层的第二液滴的示例图。
如图3中所示，第二液滴132b在内部对应于液体状态，且由于第二聚合物132a而在外部对应于固体状态。因为第二液滴132b的表面sf上的第一二色性染料132d可粘附到第二聚合物132a，所以它们的排列不被第一和第二电极120和140的垂直电场改变。如果第二液滴132b的尺寸变小，则在第二液滴132b的表面sf上粘附到第二聚合物132a的第一二色性染料132d增加。因为如上粘附的第一二色性染料132d的排列不被垂直电场改变，所以未粘附到第二聚合物132a的第一二色性染料132d排列在垂直方向(y轴方向)上，而粘附到第二聚合物132a的第一二色性染料132d可排列在水平方向(x轴方向)上。因此，本申请的发明人认识到在透明模式中穿过多个液晶层130的光的透射率劣化的问题。此外，可增大液滴的尺寸来减少液滴的表面sf上的第一二色性染料132d，由此可提高透明模式的透射率。然而，如果液滴的尺寸变大，则光的散射增加，由此很难实现遮光模式。因此，优选第二PDLC层132的第二液滴132b的尺寸相比第一PDLC层131的第一液滴131b的尺寸增加，以减小第二液滴132b的表面面积，由此减少粘附到第二聚合物132a的第一二色性染料132d的量。然而，如果第二液滴132b的尺寸变得过大，会出现穿过多个液晶层130的光的遮光效率在遮光模式中降低的问题。因此，优选第二液滴132b的尺寸不超过第一液滴131b的尺寸的五倍。
此外，由于聚合物131a和131b，第一和第二PDLC层131和132对于除液滴131b和132b之外的其他部分来说处于固体状态。因此，即使没有衬垫料或壁，第一和第二PDLC层131和132的每一个仍可保持第一基板110与第二基板150之间的单元间隙。结果，在本发明的实施方式中，可简化制造工艺，并可降低制造成本。
根据本发明实施方式的遮光装置100可通过控制施加给第一和第二电极120和140的电压实现为遮光的遮光模式和透射光的透明模式。下文，将参照图4和5详细描述遮光装置100的透明模式和遮光模式。
图4是图解根据本发明实施方式的遮光模式的遮光装置的示例的剖面图，图5是图解根据本发明实施方式的透明模式的遮光装置的示例的剖面图。
如图4和5中所示，遮光装置100可进一步包括用于向第一和第二电极120和140的每一个提供预定电压的电压供给单元160。遮光装置100可通过根据施加给第一和第二电极120和140的电压控制多个液晶层130的液晶和二色性染料，实现遮蔽入射光的遮光模式和透射入射光的透明模式。
如图4中所示，如果不向第一和第二电极120和140施加电压或者施加给第一电极120的第一电压与施加给第二电极140的第二电压之间的电压差小于第一阈值电压，则第一PDLC层131的第一液晶131c以及第二PDLC层132的液晶132c和第一二色性染料132d随机排列。
此时，入射到第一PDLC层131上的光被第一液晶131c散射。被第一液晶131c散射的光被第二PDLC层132的第二液晶132c散射或者被第一二色性染料132d吸收。因此，遮光装置可在遮光模式中遮蔽入射光。例如，如果第一二色性染料132d为黑色染料，则遮光装置可在遮光模式中通过显示基于黑色的颜色来遮蔽入射光。就是说，在本发明的实施方式中，遮光装置100可通过根据第一二色性染料132d显示确定颜色来使其后方背景不被显示。
特别是，入射到第一PDLC层131上的光被第一液晶131c散射。因此，散射光具有较长的路径。路径变长的散射光入射到第二PDLC层132上。入射到第二PDLC层132上的散射光可被第二液晶132c散射或者被第一二色性染料132d吸收。因此，如果以与本发明实施方式相同的方式，遮光装置100包括多个PDLC层131和132，则与使用一个PDLC层进行遮光的效率相比，可进一步提高遮光效率。这将在后面参照图7描述。
图5是图解根据本发明实施方式的透明模式的遮光装置的示例的剖面图。
如图5中所示，如果施加给第一电极120的第一电压与施加给第二电极140的第二电压之间的电压差大于第二阈值电压，则第一PDLC层131的第一液晶131c以及第二PDLC层132的第二液晶132c和第一二色性染料132d通过第一电极120与第二电极140之间形成的垂直电场而在垂直方向(y轴方向)上排列。此时，第二阈值电压可大于或等于第一阈值电压。
此时，第一液晶131c排列在光的入射方向上，第一PDLC层131的第一聚合物131a和第一液晶131c之间的折射率被最小化，由此入射到第一PDLC层131上的光的散射被最小化。此外，第二液晶132c和第一二色性染料132d也排列在光的入射方向上，第二PDLC层132的第二聚合物132a和第二液晶132c之间的折射率被最小化，由此入射到第二PDLC层132上的光的散射和吸收被最小化。因此，入射到遮光装置100上的大部分光可穿过多个液晶层130。
如参照图4和5所述，在本发明的实施方式中，包括第一液晶131c的第一PDLC层131可在透明模式中透射光并在遮光模式中遮蔽光。包括第二液晶132c和第一二色性染料132d的第二PDLC层132可在透明模式中透射光并在遮光模式中散射并吸收光。因此，遮光装置100可在透明模式中透射光并在遮光模式中遮蔽光。
同时，如果遮光装置100包括包含二色性染料的一个PDLC层，则应当在一个PDLC层中包含许多二色性染料，以吸收光。在此情形中，出现了遮光装置100的透射率在透明模式中降低的问题。
如参照图1到4所述，根据本发明实施方式的遮光装置100包括多个PDLC层131和132。在此情形中，入射到第一PDLC层131上的光被第一液晶131c散射。因此，散射光具有较长路径。路径变长的散射光入射到第二PDLC层132上。入射到第二PDLC层132上的散射光可被第二PDLC层132的第二液晶132c散射或者被第一二色性染料132d吸收。就是说，如果以与本发明实施方式相同的方式，遮光装置100包括多个PDLC层131和132，则入射光被多个PDLC层散射和吸收。因此，如果遮光装置包括多个PDLC层131和132而不是一个PDLC层130，则二色性染料的量可相对减少。因此，可使透明模式中经由二色性染料的光吸收最小化，由此可提高光的透射率。
图6A是图解图1的遮光装置的另一详细示例的剖面图。
如图6A中所示，根据本发明另一个实施方式的遮光装置200包括第一基板210、第一电极220、多个液晶层230、第二电极240和第二基板250。
图6A的第一基板210、第一电极220、第二电极240和第二基板250与参照图1和2描述的第一基板110、第一电极120、第二电极140和第二基板150大致相同。因此，将省略对图6A的第一基板210、第一电极220、第二电极240和第二基板250的详细描述。
如图6A中所示，多个液晶层230包括第一到第三PDLC层231，232和233。图6A的第一和第二PDLC层231和232与参照图1和2描述的第一和第二PDLC层131和132大致相同。因此，将省略对图6A的第一和第二PDLC层231和232的详细描述。
第三PDLC层233设置于第二PDLC层232上。第三PDLC层233包括第二聚合物233a和第三液滴233b。可在每个第三液滴233b中包含多个第三液晶233c。就是说，第三液晶233c可通过第三聚合物233a分散到多个第三液滴233b中。第三液晶233c可以是其排列通过第一和第二电极220和240的垂直(y轴方向)电场而变化的向列液晶，但并不限于此。尽管第三PDLC层233可包含二色性染料，但优选第三PDLC层233中包含的二色性染料的量不会降低在透明模式中穿过第一PDLC层231的光的透射率。
第三PDLC层233可散射穿过第二PDLC层232而没有被第二PDLC层232的二色性染料232d吸收的光。因此，在本发明的实施方式中，可更加提高遮光模式中的遮光效率。
同时，排列于第二液滴232b表面上的第一二色性染料232d可粘附到第二聚合物232a。因此，第一二色性染料232d的排列不被第一和第二电极220和240的垂直电场改变。如果第二液滴232b的尺寸变小，则在第二液滴232b的表面上粘附到第二聚合物232a的第一二色性染料232d增加。因为如上粘附的第一二色性染料232d的排列不被垂直电场改变，所以存在在透明模式中穿过多个液晶层230的光的透射率降低的问题。因此，优选第二PDLC层232的第二液滴232b的尺寸相比第一PDLC层231的第一液滴231b的尺寸或第三PDLC层233的第三液滴233b的尺寸增加，以减小第二液滴232b的表面面积，由此减少粘附到第二聚合物232a的第一二色性染料232d的量。然而，如果第二液滴232b的尺寸变得过大，会出现穿过多个液晶层230的光的遮光效率在遮光模式中降低的问题。因此，优选第二液滴232b的尺寸不超过第一液滴231b的尺寸或第三液滴233b的尺寸的五倍。
图6B是图解图1的遮光装置的另一详细示例的剖面图。如图6B中所示，根据本发明另一个实施方式的遮光装置300包括第一基板310、第一电极320、多个液晶层330、第二电极340和第二基板350。
图6B的第一基板310、第一电极320、第二电极340和第二基板350与参照图1和2描述的第一基板110、第一电极120、第二电极140和第二基板150大致相同。因此，将省略对图6B的第一基板310、第一电极320、第二电极340和第二基板350的详细描述。
如图6B中所示，多个液晶层330包括第一到第三PDLC层331，332和333。图6B的第一和第二PDLC层331和332与参照图1和2描述的第一和第二PDLC层131和132大致相同。因此，将省略对图6B的第一和第二PDLC层331和332的详细描述。
第三PDLC层333设置于第二PDLC层332上。第三PDLC层333包括第二聚合物333a和第三液滴333b。可在每个第三液滴333b中包含多个第三液晶333c和第二二色性染料333d。就是说，第三液晶333c和第二二色性染料333d可通过第三聚合物333a分散到多个第三液滴333b中。第三液晶333c可以是通过第一和第二电极320和340的垂直(y轴方向)电场而排列的向列液晶，但并不限于此。因为第二二色性染料333d与第一二色性染料131d大致相同，所以将省略其详细描述。
第三PDLC层333可吸收穿过第二PDLC层332而没有被第二PDLC层332的二色性染料332d吸收的光。因此，在本发明的实施方式中，可更加提高遮光模式中的遮光效率。
同时，排列于第三液滴333b的表面上的第二二色性染料333d可粘附到第三聚合物333a。因此，第二二色性染料333d的排列不被第一和第二电极320和340的垂直电场改变。如果第三液滴333b的尺寸变小，则在第三液滴333b的表面上粘附到第三聚合物333a的第二二色性染料333d增加。因此，因为如上粘附的第二二色性染料333d的排列不被垂直电场改变，所以出现了在透明模式中穿过多个液晶层330的光的透射率降低的问题。因此，优选第三PDLC层333的第三液滴333b的尺寸相比第一PDLC层331的第一液滴331b的尺寸增加，以减小第三液滴333b的表面面积，由此减少粘附到第三聚合物333a的第二二色性染料333d的量。然而，如果第三液滴333b的尺寸变得过大，会出现穿过多个液晶层330的光的遮光效率在遮光模式中降低的问题。因此，优选第三液滴333b的尺寸不超过第一液滴331b的尺寸的五倍。
尽管在图6A和6B中多个液晶层仅包括第一到第三PDLC层，但不限于图6A和6B的示例，多个液晶层可包括四个或更多的PDLC层。
图7A是图解图1的遮光装置的再一详细示例的剖面图。如图7A中所示，根据本发明再一实施方式的遮光装置400包括第一基板410、第一电极420、多个液晶层430、第二电极440、第二基板450、第一折射率匹配层460和第二折射率匹配层470。
图7A的第一基板410、第一电极420、多个液晶层430、第二电极440和第二基板450与参照图1和2描述的第一基板110、第一电极120、多个液晶层130、第二电极140和第二基板150大致相同。因此，将省略对图7A的第一基板410、第一电极420、多个液晶层430、第二电极440和第二基板450的详细描述。
第一折射率匹配层460可设置于第一基板410的与上面设置有第一电极420的一个表面相对的表面上。就是说，第一电极420可设置于第一基板410的一个表面上，第一折射率匹配层460可设置于另一表面上，该另一表面对应于第一基板410的所述一个表面的相对表面。
由于空气和第一基板410之间的折射率差，会产生菲涅尔反射。例如，如果在空气和第一基板410之间具有折射率差，则经由空气进入第一基板410的光会由于空气和第一基板410之间的折射率差而被反射。因此，第一折射率匹配层460可具有介于空气和第一基板410之间的折射率，以减小空气和第一基板410之间的折射率差。例如，如果空气的折射率为1且第一基板410的折射率为1.6，则第一折射率匹配层460可具有介于1.1和1.5之间的折射率，以减小空气和第一基板410之间的折射率差。
第二折射率匹配层470可设置于第二基板450的与上面设置有第二电极440的一个表面相对的表面上。就是说，第二电极440可设置于第二基板440的一个表面上，第二折射率匹配层470可设置于另一表面上，该另一表面对应于第二基板450的所述一个表面的相对表面。
由于空气和第二基板450之间的折射率差，会产生菲涅尔反射。例如，如果在空气和第二基板450之间具有折射率差，则穿过第二基板450的光在进入空气时会由于空气和第二基板450之间的折射率差而被部分反射。因此，第二折射率匹配层470可具有介于空气和第二基板450之间的折射率，以减小空气和第二基板450之间的折射率差。例如，如果空气的折射率为1且第二基板450的折射率为1.6，则第二折射率匹配层470可具有介于1.1和1.5之间的折射率，以减小空气和第二基板450之间的折射率差。
第一和第二折射率匹配层460和470的每一个可由诸如光学透明粘结剂(OCA)之类的透明粘结膜、能热硬化或UV硬化的有机化合物粘结剂等形成。
图7B是图解图1的遮光装置的再一详细示例的剖面图。如图7B中所示，根据本发明再一实施方式的遮光装置500包括第一基板510、第一电极520、多个液晶层530、第二电极540、第二基板550、第一折射率匹配层560和第二折射率匹配层570。
图7B的第一基板510、第一电极520、多个液晶层530、第二电极540和第二基板550与参照图1和2描述的第一基板110、第一电极120、多个液晶层130、第二电极140和第二基板150大致相同。因此，将省略对图7B的第一基板510、第一电极520、多个液晶层530、第二电极540和第二基板550的详细描述。
第一折射率匹配层560可设置在第一基板510与第一电极520之间。由于第一基板510和第一电极520之间的折射率差，会产生菲涅尔反射。例如，如果在第一基板510和第一电极520之间具有折射率差，则穿过第一基板510的光在进入第一电极520时会由于第一基板510和第一电极520之间的折射率差而被部分反射。因此，第一折射率匹配层560可具有介于第一基板510和第一电极520之间的折射率，以减小第一基板510和第一电极520之间的折射率差。例如，如果第一基板510的折射率为1.6且第一电极520的折射率为2，则第一折射率匹配层560可具有介于1.7和1.9之间的折射率，以减小第一基板510和第一电极520之间的折射率差。
第二折射率匹配层570可设置在第二基板550与第二电极540之间。由于第二基板550和第二电极540之间的折射率差，会产生菲涅尔反射。例如，如果在第二基板550和第二电极540之间具有折射率差，则穿过第二电极540的光在进入第二基板550时会由于第二基板550和第二电极540之间的折射率差而被部分反射。因此，第二折射率匹配层570可具有介于第二基板550和第二电极540之间的折射率，以减小第二基板550和第二电极540之间的折射率差。例如，如果第二基板550的折射率为1.6且第二电极540的折射率为2，则第二折射率匹配层570可具有介于1.7和1.9之间的折射率，以减小第二基板550和第二电极540之间的折射率差。
第一和第二折射率匹配层560和570的每一个可由诸如光学透明粘结剂(OCA)之类的透明粘结膜、能热硬化或UV硬化的有机化合物粘结剂等形成。
图7C是图解图1的遮光装置的再一详细示例的剖面图。如图7C中所示，根据本发明再一实施方式的遮光装置600包括第一基板610、第一电极620、多个液晶层630、第二电极640、第二基板650、第一折射率匹配层660和第二折射率匹配层670。
图7C的第一基板610、第一电极620、多个液晶层630、第二电极640和第二基板650与参照图1和2描述的第一基板110、第一电极120、多个液晶层130、第二电极140和第二基板150大致相同。因此，将省略对图7C的第一基板610、第一电极620、多个液晶层630、第二电极640和第二基板650的详细描述。
第一折射率匹配层660可设置在第一电极620与第一PDLC层631之间。由于第一电极620和第一PDLC层631之间的折射率差，会产生菲涅尔反射。例如，如果在第一电极620和第一PDLC层631之间具有折射率差，则穿过第一电极620的光在进入第一PDLC层631时会由于第一电极620和第一PDLC层631之间的折射率差而被部分反射。因此，第一折射率匹配层660可具有介于第一电极620和第一PDLC层631之间的折射率，以减小第一电极620和第一PDLC层631之间的折射率差。
第二折射率匹配层670可设置在第二电极640与第二PDLC层632之间。由于第二电极640与第二PDLC层632之间的折射率差，会产生菲涅尔反射。例如，如果在第二电极640与第二PDLC层632之间具有折射率差，则穿过第二PDLC层632的光在进入第二电极640时会由于第二电极640与第二PDLC层632之间的折射率差而被部分反射。因此，第二折射率匹配层670可具有介于第二电极640与第二PDLC层632之间的折射率，以减小第二电极640与第二PDLC层632之间的折射率差。
第一和第二折射率匹配层660和670的每一个可由诸如光学透明粘结剂(OCA)之类的透明粘结膜、能热硬化或UV硬化的有机化合物粘结剂等形成。
图7D是图解图1的遮光装置的再一详细示例的剖面图。如图7D中所示，根据本发明再一实施方式的遮光装置700包括第一基板710、第一电极720、多个液晶层730、第二电极740、第二基板750和透明粘结层760。
图7D的第一基板710、第一电极720、多个液晶层730、第二电极740和第二基板750与参照图1和2描述的第一基板110、第一电极120、多个液晶层130、第二电极140和第二基板150大致相同。因此，将省略对图7D的第一基板710、第一电极720、多个液晶层730、第二电极740和第二基板750的详细描述。
透明粘结层760可设置在多个液晶层730之间。就是说，透明粘结层760可设置在第一PDLC层731与第二PDLC层732之间。此时，透明粘结层760可以是用于将第一PDLC层731和第二PDLC层732彼此粘附或组合的诸如光学透明粘结剂(OCA)之类的透明粘结膜。透明粘结层760可具有介于第一PDLC层731和第二PDLC层732之间的折射率，以防止由于第一PDLC层731和第二PDLC层732之间的折射率差而产生菲涅尔反射。
[遮光装置的制造方法]
图8是图解根据本发明一个实施方式的遮光装置的制造方法的流程图。图9A到9E是图解根据本发明一个实施方式的遮光装置的制造工艺的剖面图。之后，将参照图8和图9A到9E描述根据本发明一个实施方式的遮光装置的制造方法。
首先，如图9A中所示，在第一基板110上形成第一电极120，并在第二基板150上形成第二电极140。第一基板110和第二基板150的每一个可以是玻璃基板或塑料膜。第一和第二电极120和140的每一个可以是透明电极(图8的步骤S101)。
第二，如图9B中所示，将第一单体m1与第一液晶LC1混合，由此制备液体状态的第一液晶材料LM1。此时，第一液晶材料LM1内的第一单体m1和第一液晶LC1的混合比率可在40wt％：60wt％到20wt％：80wt％的范围内。如果第一液晶材料LM1内的第一单体m1的比率为20wt％或以下，则基于第一液晶材料LM1的光散射的遮光效率降低。此外，如果第一液晶材料LM1内的第一单体m1的比率为40wt％或以上，则第一液晶材料LM1的光透射率降低。因此，通过考虑到遮光效率或光透射效率，可在上述范围内适当设置第一单体m1和第一液晶LC1的混合比率。第一液晶材料LM1可进一步包括光引发剂。
此外，将第二单体m2与第二液晶LC2和第一二色性染料DD混合，由此制备液体状态的第二液晶材料LM2。此时，第二液晶材料LM2内的第二单体m2和第二液晶LC2的混合比率可在40wt％：60wt％到20wt％：80wt％的范围内。如果第二液晶材料LM2内的第二单体m2的比率为20wt％或以下，则由第二液晶材料LM2导致的光散射和吸收的遮光效率降低。此外，如果第二液晶材料LM2内的第二单体m2的比率为40wt％或以上，则第二液晶材料LM2的光透射率降低。因此，通过考虑到遮光效率或光透射效率，可在上述范围内适当设置第二单体m2和第二液晶LC2的混合比率。第二液晶材料LM2可进一步包括光引发剂。
此外，可在第二液晶材料LM2中包含0.5wt％到5wt％范围的第一二色性染料DD。为了在遮光模式中通过第一二色性染料DD实现遮光效率，优选在第二液晶材料LM2中包含0.5wt％或以上范围的第一二色性染料DD。同时，因为如果照射紫外光(之后称为“UV”)，则第一二色性染料DD吸收UV，所以第二液晶材料LM2中包含的单体会被部分硬化成聚合物。就是说，如果第一二色性染料DD的量增加，则由于第一二色性染料DD的UV吸收，第二PDLC层132中剩余的单体的量增加。非硬化的聚合物仍为单体，因而在第一基板110与第二基板150之间的单元间隙内作为流动材料存在，并且当施加电压时会影响第二PDLC层132的移动。因此，会出现由于剩余的单体，第二PDLC层132的透光率在透明模式中降低的问题。结果，优选在第二液晶材料LM2中包含0.5wt％或以下范围的第一二色性染料DD(图8的步骤S102)。
第三，如图9C中所示，在第一电极120上涂布第一液晶材料LM1，并向第一液晶材料LM1照射UV，由此形成第一PDLC层131。为了形成第一PDLC层131而照射的UV的波长范围可位于10nm到400nm的范围中，优选位于320nm到380nm的范围中。UV的照射时间可以是10秒到60分钟。在此情形中，UV强度可位于10mW/cm2到50mW/cm2的范围中，优选位于10mW/cm2到20mW/cm2的范围中(图8的步骤S103)。
第四，如图9D中所示，在第一PDLC层131上涂布第二液晶材料LM2，并照射具有小于为了形成第一PDLC层131而照射的UV的能量的UV，以形成第二PDLC层132。就是说，为了形成第二PDLC层132而照射的UV具有小于为了形成第一PDLC层131而照射的UV的能量。
可保持UV照射时间并可降低UV强度，由此可减小UV能量。例如，为了形成第二PDLC层132而照射的UV的强度可位于10mW/cm2到50mW/cm2的范围中，优选位于10mW/cm2到20mW/cm2的范围中。可选择地，可保持UV强度并可减少UV照射时间，由此可减小UV能量。如果用于形成第二PDLC层132的UV照射时间短于用于形成第一PDLC层131的UV照射时间，则可减小UV能量。例如，用于形成第二PDLC层132的UV照射时间可以是10秒到30分钟。
结果，第一PDLC层131的UV照射能量和第二PDLC层132的UV照射能量可设置为彼此不同，由此第二PDLC层132的液滴的尺寸可不同于(优选地大于)第一PDLC层131的液滴的尺寸。因此，可通过第一PDLC层131的光散射以及第二PDLC层132的染料的光吸收实现遮光。如果第二PDLC层132的液滴的尺寸不同于第一PDLC层131的液滴的尺寸，则在透明模式中染料的光吸收可最小化，可提高透射率(图8的步骤S104)。
第五，如图9E中所示，将第二基板150的第二电极140布置在第二PDLC层132上，并照射UV，以将第二PDLC层132粘附到包括第二电极140的第二基板150。在此情形中，用于粘附而照射的UV可具有小于为了形成第二PDLC层132而照射的UV的能量。
可保持UV强度并可减少UV照射时间，由此可减小UV能量。例如用于粘附的UV照射时间可以是10秒到10分钟。可选择地，可保持UV照射时间并可降低UV强度，由此可减小UV能量。例如，用于粘附而照射的UV的强度可位于10mW/cm2到50mW/cm2的范围中，优选位于10mW/cm2到20mW/cm2的范围中(图8的步骤S105)。
同时，可通过图10中所示的辊对辊方式(Roll to Roll manner)执行图8的步骤S103到S105。参照图10，首先，通过辊R移动设置有第一电极120的第一基板110，并且第一液晶材料注入装置LD1将第一液晶材料LM1涂布在第一电极120上。第一UV照射装置UVD1向涂布于第一电极120上的第一液晶材料LM1照射UV，由此形成第一PDLC层131。为了形成第一PDLC层131而照射的UV能量与参照图9C所述的相同。
第二，通过辊R移动设置有第一PDLC层131的第一基板110，并且第二液晶材料注入装置LD2将第二液晶材料LM2涂布在第一PDLC层131上。第二UV照射装置UVD2向涂布在第一PDLC层131上的第二液晶材料LM2照射UV，由此形成第二PDLC层132。优选通过控制UV能量半硬化来形成第二PDLC层132。为了形成第二PDLC层132而照射的UV能量与参照图9D所述的相同。
第三，通过辊R移动设置有第一PDLC层131和第二PDLC层132的第一基板110，并可将其接合到设置有第二电极140的第二基板150，如图10中所示。此时，第三UV照射装置UVD3可在第一基板110和第二基板150彼此接合之后通过照射UV完全硬化PDLC层132。用于粘附而照射的UV能量与参照图9E所述的相同。
第四，可切割彼此接合的第一和第二基板110和150，由此可制造出遮光装置100。
如上所述，可按照图8、图9A到9E或图10中所示的根据本发明一个实施方式的制造方法完成图2中所示的遮光装置100。此外，可按照图8、图9A到9E或图10中所示的根据本发明一个实施方式的制造方法制造图6A和6B以及图7A到7D中所示的根据其他实施方式的遮光装置200，300，400，500，600和700。
此外，在本发明的实施方式中，不是在第一基板110与第二基板150之间注入液晶材料，而是液晶材料涂布在第一基板110或第二基板150上并使用UV将液晶材料硬化。因此，在本发明的实施方式中，可简化制造工艺，并可降低成本。
图11是图解根据本发明另一个实施方式的遮光装置的制造方法的流程图。图12A到12F是图解根据本发明另一个实施方式的遮光装置的其他制造工艺的剖面图。下文，将参照图11和图12A到12F描述根据本发明另一个实施方式的遮光装置的制造方法。
首先，如图12A中所示，在第一基板110上形成第一电极120，并在第二基板150上形成第二电极140。第一基板110和第二基板150的每一个可以是玻璃基板或塑料膜。第一和第二电极120和140的每一个可以是透明电极，但并不限于此(图11的步骤S201)。
第二，如图12B中所示，将第一单体m1与第一液晶LC1混合，由此制备液体状态的第一液晶材料LM1。此时，第一液晶材料LM1内的第一单体m1和第一液晶LC1的混合比率可在40wt％：60wt％到20wt％：80wt％的范围内。如果第一液晶材料LM1内的第一单体m1的比率为20wt％或以下，则第一液晶材料LM1散射光，由此遮光效率降低。此外，如果第一液晶材料LM1内的第一单体m1的比率为40wt％或以上，则第一液晶材料LM1的光透射率降低。因此，通过考虑到遮光效率或光透射效率，可在上述范围内适当设置第一单体m1和第一液晶LC1的混合比率。第一液晶材料LM1可进一步包括光引发剂。
此外，将第二单体m2与第二液晶LC2和第一二色性染料DD混合，由此制备液体状态的第二液晶材料LM2。此时，第二单体m2和第二液晶LC2的混合比率可在40wt％：60wt％到20wt％：80wt％的范围内。如果第二液晶材料LM2内的第二单体m2的比率为20wt％以下，则基于第二液晶材料LM2的光散射和吸收的遮光效率降低。此外，如果第二液晶材料LM2内的第二单体m2的比率为40wt％以上，则第二液晶材料LM2的光透射率降低。因此，通过考虑到遮光效率或光透射效率，可在上述范围内适当设置第二单体m2和第二液晶LC2的混合比率。第二液晶材料LM2可进一步包括光引发剂。
此外，可在第二液晶材料LM2中包含0.5wt％到5wt％范围的第一二色性染料DD。为了在遮光模式中通过第一二色性染料DD实现遮光效率，优选在第二液晶材料LM2中包含0.5wt％或以上范围的第一二色性染料DD。同时，因为如果照射紫外光(之后称为“UV”)，则第一二色性染料DD吸收UV，所以单体会被部分硬化成聚合物。如果第一二色性染料DD的量增加，则由于第一二色性染料DD的UV吸收，第二PDLC层132中剩余的单体的量增加。非硬化的聚合物仍为单体，因而在第一基板110与第二基板150之间的单元间隙内作为流动材料存在，并且当施加电压时会影响第二PDLC层132的移动。因此，会出现由于剩余的单体，第二PDLC层132的透光率在透明模式中降低的问题。结果，优选在第二液晶材料LM2中包含5wt％或以下范围的第一二色性染料DD(图11的步骤S202)。
第三，如图12C中所示，在第一电极120上涂布第一液晶材料LM1，并向第一液晶材料LM1照射UV，由此形成第一PDLC层131。UV的波长范围可位于10nm到400nm的范围中，优选位于320nm到380nm的范围中。UV的照射时间可以是10秒到60分钟。在此情形中，UV强度可位于10mW/cm2到50mW/cm2的范围中，优选位于10mW/cm2到20mW/cm2的范围中(图11的步骤S203)。
第四，如图12D中所示，在第二电极140上涂布第二液晶材料LM2，并照射UV以形成第二PDLC层132。UV波长范围可位于10nm到400nm的范围中，UV照射时间可以是10秒到30分钟。在此情形中，UV强度可位于10mW/cm2到50mW/cm2的范围中，优选位于10mW/cm2到20mW/cm2的范围中。为了以小于为了形成第一PDLC层131而照射的UV的能量照射UV，可降低UV强度或减少UV照射时间。
可保持UV照射强度并可减少UV照射时间，由此可减小UV能量。因此，用于第二PDLC层132的UV照射时间短于用于第一PDLC层131的UV照射时间，由此与照射到第一PDLC层131的UV能量相比，可减小照射到第二PDLC层132的UV能量。例如，用于第二PDLC层132的UV照射时间可以是10秒到30分钟。可选择地，可保持UV照射时间并可降低UV强度，由此可减小UV能量。因此，与用于第一PDLC层131的UV强度相比，用于第二PDLC层132的UV强度降低，由此与照射到第一PDLC层131的UV能量相比，可减小照射到第二PDLC层132的UV能量。
因此，第一PDLC层131的UV照射能量和第二PDLC层132的UV照射能量可设置为彼此不同，由此第二PDLC层132的液滴的尺寸可大于第一PDLC层131的液滴的尺寸。结果，可通过第一PDLC层131的光散射以及第二PDLC层132的染料的光吸收实现遮光。如果第二PDLC层132的液滴的尺寸不同于第一PDLC层131的液滴的尺寸，则在透明模式中染料的光吸收可最小化，可提高透射率(图11的步骤S204)。
第五，如图12E中所示，通过透明粘结层760将第一PDLC层131和第二PDLC层132彼此接合。在此情形中，透明粘结层760可以是诸如OCA(光学透明粘结剂)之类的透明粘结膜或第一液晶材料LM1和第二液晶材料LM2中包含的单体。如果透明粘结层760为诸如OCA之类的透明粘结膜，则优选在真空状态的腔室中进行第一PDLC层131和第二PDLC层132的粘附。如果透明粘结层760为单体，则优选在第一PDLC层131上涂布单体且将第二PDLC层132布置在涂布的单体上之后通过向第二PDLC层132上照射UV将第一PDLC层131和第二PDLC层132彼此接合(图11的步骤S205)。
同时，可如图12F中所示彼此接合第一PDLC层131和第二PDLC层132。为此，在步骤S203通过UV照射将第一PDLC层131半硬化，且在步骤S204通过UV照射将第二PDLC层132半硬化。在步骤S205，通过UV照射将半硬化的第一PDLC层131和半硬化的第二PDLC层132硬化。由此，可如图12F中所示不用透明粘结层760就可将第一PDLC层131和第二PDLC层132彼此接合。在此情形中，第一PDLC层131的半硬化是指，当将第二PDLC层132布置于第一PDLC层131上时第一PDLC层131在第一PDLC层131的材料不会渗透到第二PDLC层132中的范围内被硬化。第二PDLC层132的半硬化是指，当将第一PDLC层131布置于第二PDLC层132上时第二PDLC层132在第二PDLC层132的材料不会渗透到第一PDLC层131中的范围内被硬化。
此外，可通过参照图8和10所述的辊对辊方式执行图11和图12C到12F的步骤S203到S205。
如上所述，可按照图11和图12A到12F中所示的根据本发明另一个实施方式的制造方法完成图2中所示的遮光装置100。此外，可按照图11和图12A到12F中所示的根据本发明另一个实施方式的制造方法制造图6A和6B以及图7A到7D中所示的根据其他实施方式的遮光装置200，300，400，500，600和700。
此外，在本发明的实施方式中，不是在第一基板110与第二基板150之间注入液晶材料，而是液晶材料涂布在基板上并使用UV将液晶材料硬化。因此，在本发明的实施方式中，可简化制造工艺，由此可降低成本。
[透明显示装置]
本发明的透明显示装置可包括：透明显示面板，透明显示面板包括透射区域和非透射区域且在非透射区域中设置有显示图像的像素；和位于透明显示面板的一个表面上的遮光装置，其中遮光装置包括多个液晶层，多个液晶层中的至少一个包括第一二色性染料，其中在不施加电压时多个液晶层被实现为用于遮蔽入射光的遮光模式，且在施加电压时多个液晶层被实现为用于透射入射光的透明模式，且在实现其中像素显示图像的显示模式时，多个液晶层被实现为遮光模式，且在实现其中像素不显示图像的非显示模式时，多个液晶层被实现为透明模式或遮光模式。优选地，多个液晶层包括：具有第一液晶的第一液滴的第一聚合物分散型液晶层；和包括具有第二液晶和第一二色性染料的第二液滴的第二聚合物分散型液晶层。
图13是图解根据本发明一个实施方式的透明显示装置的透视图。参照图13，透明显示装置包括遮光装置1000、透明显示面板1100和粘结层1200。本实施方式和其他实施方式中的透明显示装置的所有组件可操作性地结合并配置。
遮光装置1000可由参照图1，2，6A，6B和图7A到7D所述的根据本发明实施方式的遮光装置100，200，300，400，500，600和700中的任意一个实现。因此，遮光装置1000可在遮光模式中遮蔽入射光并在透明模式中透射入射光。遮光装置1000可通过根据二色性染料显示确定颜色来使其后方背景不被显示，由此除了遮光功能之外，遮光装置1000还可被实现为向用户提供审美感觉。
如图14中所示，透明显示面板1100包括透射区域TA和非透射区域NTA。显示图像的像素P设置于非透射区域NTA中。如图14中所示，每个像素P可设置有晶体管装置T、阳极电极AND、有机层EL和阴极电极CAT。
晶体管装置T包括设置于下基板1101上的有源层ACT、设置于有源层ACT上的第一绝缘膜I1、设置于第一绝缘膜I1上的栅极电极GE、设置于栅极电极GE上的第二绝缘膜I2、以及设置于第二绝缘膜I2上并通过第一和第二接触孔LNT1和LNT2与有源层ACT连接的源极电极SE和漏极电极DE。尽管在图14中以顶栅型形成晶体管装置T，但不限于顶栅型，可以以底栅型形成晶体管装置T。
阳极电极AND通过第三接触孔LNT3与晶体管装置T的漏极电极DE连接，其中第三接触孔LNT3穿过设置于源极电极SE和漏极电极DE上的层间电介质ILD。在彼此相邻的阳极电极AND之间设置有屏障W，由此彼此相邻的阳极电极AND可电绝缘。
有机层EL设置于阳极电极AND上。有机层EL可包括空穴传输层、有机发光层和电子传输层。
阴极电极CAT设置于有机EL层和屏障W上。如果向阳极电极AND和阴极电极CAT施加电压，则空穴和电子经由空穴传输层和电子传输层移动到有机发光层并在有机发光层中彼此组合，以发射光。
尽管在图14中以顶部发光型形成透明显示面板1100，但不限于顶部发光型，可以以底部发光型或双侧发光型形成透明显示面板1100。如果以顶部发光型形成透明显示面板1100，则优选遮光装置1000设置于下基板1101的下方。如果以底部发光型形成透明显示面板1100，则优选遮光装置1000布置于上基板上。
粘结层1200将遮光装置1000和透明显示面板1100彼此接合。粘结层1200可以是诸如光学透明粘结剂(OCA)之类的透明粘结膜。粘结层1200的一个表面可接合到透明显示面板1100的下基板1101下方的表面或者接合到上基板上，粘结层1200的另一个表面可接合到遮光装置1000。如果由诸如OCA之类的透明粘结膜实现粘结层1200，则粘结层1200可具有介于1.4和1.9之间的折射率。
此外，透明显示面板1100的下基板1101或上基板可以是遮光装置1000的第二基板140。在此情形中，遮光装置1000的第二基板140可设置于透明显示面板1100的下基板1101或上基板上。
透明显示面板1100可被实现为像素P显示图像的显示模式和像素P不显示图像的非显示模式。如果透明显示面板1100被实现为像素P显示图像的显示模式，则遮光装置1000可被实现为用于遮蔽通过透明显示面板1100的后表面入射的光的遮光模式，以提高图像质量。
在像素P不显示图像的非显示模式中，遮光装置1000可被实现为遮光模式或透明模式。在像素P不显示图像的非显示模式中，如果遮光装置1000被实现为遮光模式，则用户看到透明显示装置为黑色。在像素P不显示图像的非显示模式中，如果遮光装置1000被实现为透明模式，则透明显示装置被实现为透明，由此用户可通过透明显示装置看到透明显示装置的后方背景。
图15是图解根据本发明另一个实施方式的透明显示装置的透视图。参照图15，透明显示装置包括第一遮光装置1000a、第二遮光装置1000b、透明显示面板1100、第一粘结层1200和第二粘结层1300。
第一和第二遮光装置1000a和1000b的每一个可由参照图1，2，6A，6B和图7A到7D所述的根据本发明实施方式的遮光装置100，200，300，400，500，600和700中的任意一个实现。因此，第一和第二遮光装置1000a和1000b的每一个可在遮光模式中遮蔽入射光并在透明模式中透射入射光。除遮光功能之外，第一和第二遮光装置1000a和1000b的每一个还可根据二色性染料被实现为向用户提供审美效果。
透明显示装置1100与参照图13和14所述的大致相同。因此，将省略对图15的透明显示装置1100的详细描述。
第一粘结层1200将第一遮光装置1000a和透明显示面板1100彼此接合。第一粘结层1200可以是诸如光学透明粘结剂(OCA)之类的透明粘结膜。第一粘结层1200的一个表面可接合到透明显示面板1100的下基板1101下方的表面或者接合到上基板上，第一粘结层1200的另一个表面可接合到第一遮光装置1000a。如果由诸如OCA之类的透明粘结膜实现第一粘结层1200，则第一粘结层1200可具有介于1.4和1.9之间的折射率。
第二粘结层1300将第二遮光装置1000b和透明显示面板1100彼此接合。第二粘结层1300可以是诸如光学透明粘结剂(OCA)之类的透明粘结膜。第二粘结层1300的一个表面可接合到透明显示面板1100的下基板1101下方的表面或者接合到上基板上，第二粘结层1300的另一个表面可接合到第二遮光装置1000b。如果由诸如OCA之类的透明粘结膜实现第二粘结层1300，则第二粘结层1300可具有介于1.4和1.9之间的折射率。
透明显示面板1100可被实现为像素P显示图像的显示模式和像素P不显示图像的非显示模式。假定用户通过第二遮光装置1000b观看图像。在此情形中，如果透明显示面板1100被实现为像素P显示图像的显示模式，则第一遮光装置1000a可被实现为用于遮蔽通过透明显示面板1100的后表面入射的光的遮光模式，以提高图像质量，且第二遮光装置1000b优选被实现为透明模式。
在像素P不显示图像的非显示模式中，第一和第二遮光装置1000a和1000b可被实现为遮光模式或透明模式。在像素P不显示图像的非显示模式中，如果第一和第二遮光装置1000a和1000b被实现为遮光模式，则用户看到透明显示装置为黑色。在像素P不显示图像的非显示模式中，如果第一和第二遮光装置1000a和1000b被实现为透明模式，则透明显示装置被实现为透明，由此用户可通过透明显示装置看到透明显示装置的后方背景。
同时，透明显示面板1100可被设置为可在双方向上显示图像的双透明显示面板。在双透明显示面板在双方向上显示图像的显示模式中，如果第一和第二遮光装置1000a和1000b被实现为透明模式，则用户可在双方向上观看图像。此外，在双透明显示面板在双方向上显示图像的显示模式中，如果第一和第二遮光装置1000a和1000b中的任意一个被实现为遮光模式，则相应的遮光装置可防止用户在双方向的任意一个方向上观看图像。
本发明的显示装置可包括显示面板和上述遮光装置，其中显示面板可以为OLED面板，遮光装置可贴附到显示面板的前表面或后表面。
如上所述，根据本发明的一个或多个实施方式，可获得下面的优点。
在本发明的一个或多个实施方式中，设置多个聚合物分散型液晶(PLDC)层，从而与单个聚合物分散型液晶(PLDC)层相比，在透明模式中获得更高的透光率并在遮光模式中获得更高的遮光效率。
此外，在本发明的一个或多个实施方式中，通过控制多个聚合物分散型液晶(PLDC)层中包含的液滴的尺寸，可在透明模式中提高透光率并在遮光模式中提高遮光效率。此外，第二PDLC层的液滴的尺寸相比第一PDLC层的液滴的尺寸增加，由此可提高透明模式中的透光率。
此外，在本发明的一个或多个实施方式中，因为设置多个PDLC层，所以与单个PDLC层中包含的二色性染料的量相比，多个PDLC层中包含的二色性染料的量可减少，由此可提高透明模式中的透光率。
此外，在本发明的一个或多个实施方式中，因为遮光装置可根据二色性染料显示具体颜色，从而其后方背景不被看到，所以除了遮光功能之外还可向用户提供审美效果。
此外，在本发明的一个或多个实施方式中，因为多个PDLC层的除液滴之外的其他部分处于固体状态，所以即使没有衬垫料或壁也可保持单元间隙。因此，可简化制造工艺，并可降低制造成本。
此外，在本发明的一个或多个实施方式中，因为不是在第一基板与第二基板之间注入液晶材料，而是液晶材料涂布在基板上并使用UV将液晶材料硬化，所以可简化制造工艺，由此可降低成本。
此外，在本发明的一个或多个实施方式中，包括多个PDLC层以在透明模式中实现高透光率并在遮光模式中实现高遮光效率的遮光装置可应用于透明显示装置。此外，在透明显示面板的像素显示图像的显示模式中，如果遮光装置被实现为用于遮蔽入射到透明显示面板的后表面上的光的遮光模式，则可提高透明显示面板显示的图像的质量。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可进行各种修改和变化，这对于所属领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书范围及其等同范围内的对本发明的所有修改和变化。

Claims (22)

1.一种遮光装置，包括：
彼此面对的第一基板和第二基板；
位于所述第一基板上的第一电极；
位于所述第二基板上的第二电极；和
位于所述第一电极与所述第二电极之间的第一聚合物分散型液晶层和第二聚合物分散型液晶层，
其中所述第一聚合物分散型液晶层包括具有第一液晶的第一液滴，且所述第二聚合物分散型液晶层包括具有第二液晶和第一二色性染料的第二液滴，
其中通过在第一液晶材料上照射UV来形成所述第一聚合物分散型液晶层，所述第一液晶材料具有第一单体和第一液晶的混合物，
其中通过在第二液晶材料上照射UV来形成所述第二聚合物分散型液晶层，所述第二液晶材料具有第二单体、第一二色性染料和第二液晶的混合物，
其中所述第一液晶材料中的第一单体和第一液晶的混合比率以及所述第二液晶材料中的第二单体和第二液晶的混合比率位于40wt％：60wt％到20wt％：80wt％的范围中，且所述第二液晶材料中的第一二色性染料位于0.5wt％到5wt％的范围中。
2.根据权利要求1所述的遮光装置，其中在不向所述第一电极和第二电极的每一个施加电压或者施加给所述第一电极的第一电压与施加给所述第二电极的第二电压之间的电压差小于第一阈值电压时，所述第一聚合物分散型液晶层和第二聚合物分散型液晶层被实现为用于遮蔽入射光的遮光模式。
3.根据权利要求1所述的遮光装置，其中在施加给所述第一电极的第一电压与施加给所述第二电极的第二电压之间的电压差大于第二阈值电压时，所述第一聚合物分散型液晶层和第二聚合物分散型液晶层被实现为用于透射入射光的透明模式。
4.根据权利要求1所述的遮光装置，其中所述第二液滴具有大于所述第一液滴的尺寸。
5.根据权利要求4所述的遮光装置，其中所述第二液滴具有小于所述第一液滴的尺寸的五倍的尺寸。
6.根据权利要求2所述的遮光装置，还包括位于所述第一电极与所述第二电极之间的第三聚合物分散型液晶层。
7.根据权利要求6所述的遮光装置，其中所述第三聚合物分散型液晶层包括具有第三液晶和第二二色性染料的第三液滴。
8.根据权利要求7所述的遮光装置，其中所述第三液滴具有大于所述第一液滴的尺寸。
9.根据权利要求6所述的遮光装置，其中所述第三聚合物分散型液晶层包括具有第三液晶的第三液滴。
10.根据权利要求9所述的遮光装置，其中所述第三液滴具有小于所述第二液滴的尺寸。
11.根据权利要求1所述的遮光装置，还包括：
位于所述第一基板的与具有所述第一电极的一个表面相对的表面上的第一折射率匹配层，所述第一折射率匹配层具有介于所述第一基板的折射率和空气的折射率之间的折射率；和
位于所述第二基板的与具有所述第二电极的一个表面相对的表面上的第二折射率匹配层，所述第二折射率匹配层具有介于所述第二基板的折射率和空气的折射率之间的折射率。
12.根据权利要求1所述的遮光装置，还包括：
位于所述第一基板与所述第一电极之间的第一折射率匹配层，所述第一折射率匹配层具有介于所述第一基板的折射率和所述第一电极的折射率之间的折射率；和
位于所述第二基板与所述第二电极之间的第二折射率匹配层，所述第二折射率匹配层具有介于所述第二基板的折射率和所述第二电极的折射率之间的折射率。
13.根据权利要求1所述的遮光装置，还包括：
位于所述第一电极与所述第一聚合物分散型液晶层之间的第一折射率匹配层，所述第一折射率匹配层具有介于所述第一电极的折射率和所述第一聚合物分散型液晶层的折射率之间的折射率；和
布置在所述第二电极与所述第二聚合物分散型液晶层之间的第二折射率匹配层，所述第二折射率匹配层具有介于所述第二电极的折射率和所述第二聚合物分散型液晶层的折射率之间的折射率。
14.根据权利要求1所述的遮光装置，还包括将所述第一聚合物分散型液晶层和第二聚合物分散型液晶层彼此组合的透明粘结层。
15.一种透明显示装置，包括：
透明显示面板，所述透明显示面板包括透射区域和非透射区域且在所述非透射区域中设置有显示图像的像素；和
位于所述透明显示面板的一个表面上的遮光装置，
其中所述遮光装置包括多个液晶层，
所述多个液晶层包括第一聚合物分散型液晶层和第二聚合物分散型液晶层，所述第一聚合物分散型液晶层包括具有第一液晶的第一液滴，所述第二聚合物分散型液晶层包括具有第二液晶和第一二色性染料的第二液滴，
其中通过在第一液晶材料上照射UV来形成所述第一聚合物分散型液晶层，所述第一液晶材料具有第一单体和第一液晶的混合物，
其中通过在第二液晶材料上照射UV来形成所述第二聚合物分散型液晶层，所述第二液晶材料具有第二单体、第一二色性染料和第二液晶的混合物，
其中所述第一液晶材料中的第一单体和第一液晶的混合比率以及所述第二液晶材料中的第二单体和第二液晶的混合比率位于40wt％：60wt％到20wt％：80wt％的范围中，且所述第二液晶材料中的第一二色性染料位于0.5wt％到5wt％的范围中，
其中在不施加电压时所述多个液晶层被实现为用于遮蔽入射光的遮光模式，且在施加电压时所述多个液晶层被实现为用于透射入射光的透明模式，
在实现其中所述像素显示图像的显示模式时，所述多个液晶层被实现为遮光模式，且在实现其中所述像素不显示图像的非显示模式时，所述多个液晶层被实现为透明模式或遮光模式。
16.一种遮光装置的制造方法，所述方法包括：
在第一基板上形成第一电极并在第二基板上形成第二电极；
通过在所述第一电极上涂布第一液晶材料并在所述第一液晶材料上照射UV来形成第一聚合物分散型液晶层，所述第一液晶材料具有第一单体和第一液晶的混合物；
通过在所述第一聚合物分散型液晶层上涂布第二液晶材料并在所述第二液晶材料上照射UV来形成第二聚合物分散型液晶层，所述第二液晶材料具有第二单体、第一二色性染料和第二液晶的混合物，且形成所述第二聚合物分散型液晶层时照射的UV具有比形成所述第一聚合物分散型液晶层时照射的UV小的能量；和
通过向所述第二聚合物分散型液晶层上照射UV将所述第二聚合物分散型液晶层组合到所述第一聚合物分散型液晶层，
其中所述第一液晶材料中的第一单体和第一液晶的混合比率以及所述第二液晶材料中的第二单体和第二液晶的混合比率位于40wt％：60wt％到20wt％：80wt％的范围中，且所述第二液晶材料中的第一二色性染料位于0.5wt％到5wt％的范围中。
17.根据权利要求16所述的方法，其中通过形成所述第一聚合物分散型液晶层时照射的UV与形成所述第二聚合物分散型液晶层时照射的UV之间的能量差来使所述第一聚合物分散型液晶层的液滴的尺寸和所述第二聚合物分散型液晶层的液滴的尺寸不同。
18.根据权利要求16所述的方法，其中通过形成所述第一聚合物分散型液晶层时照射的UV与形成所述第二聚合物分散型液晶层时照射的UV之间的能量差，所述第一聚合物分散型液晶层的液滴的尺寸小于所述第二聚合物分散型液晶层的液滴的尺寸。
19.一种显示装置，包括：
显示面板；和
贴附到所述显示面板的至少一个根据权利要求1所述的遮光装置。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中所述显示面板为OLED面板。
21.根据权利要求19所述的显示装置，其中所述遮光装置贴附到所述显示面板的前表面。
22.根据权利要求19所述的显示装置，其中所述遮光装置贴附到所述显示面板的后表面。
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