CN105652550B - 液晶混合物、光截止部件及其制备方法和显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶混合物及其制备方法、光截止部件及其制备方法和显示装置。所述液晶混合物包括：液晶分子；以及一定浓度的手性添加剂；其中，所述手性添加剂混合于所述液晶分子之间，所述液晶分子呈胆甾相，以使所述液晶混合物反射位在反射波长范围内的光波。本公开的实施例通过液晶结构的设计控制光波反射波段，从而直接有效地减少该反射波段内的光波的通过。例如，本公开的实施例可以控制反射的蓝光的波段，从而直接有效地减少蓝光的通过，降低蓝光对眼睛造成的可能性伤害。

Description

液晶混合物、光截止部件及其制备方法和显示装置
技术领域
本公开的实施例涉及一种液晶混合物及其制备方法、光截止部件及其制备方法、可穿戴显示装置及其他显示装置。
背景技术
蓝光是一种高能可见光，可对眼睛的视网膜造成光化学损伤。蓝光广泛存在于人造光源中。在液晶显示面板中，背光结构趋于轻薄化，目前主要是采用LED背光设计，其中的LED芯片发出大量蓝光。在移动产品和智能穿戴产品中，为了提高户外可读性，往往采用高亮背光结构，该背光结构所发出的蓝光强度更高。因此，需要减少背光中的蓝光对眼睛造成的可能性伤害。
在现有技术中，常采用长波通截止滤光片来减少蓝光对眼睛的伤害。如图1所示，该长波通截止滤光片包括设置于衬底102上的介质膜组104。该介质膜组104包括几层到几十层不同折射率和不同厚度的按照设计要求组合起来的介质薄膜。例如，一层介质薄膜为高折射率层，另一层介质薄膜为低折射率层，高折射率层和低折射率层交替叠合而形成该介质膜组104。当光入射到高折射率层时，反射光没有相移；而当光入射到低折射率层时，反射光经历了360°的相移。经历低折射率层反射的光与经历高折射率层反射的光相叠加，这样，在中心波长附近，经历各层反射的光叠加在一起。因此，现有技术利用这种特定波长选择特性的光学膜层将不同的波长分离或者合并起来。
介质膜层104的多层材料在生产线工艺上可以采用等离子增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapour deposition，PECVD)工艺在基板上进行薄膜沉积。例如，高折射率材料选用氮化硅(silicon nitride,SiNx)，低折射率材料选用二氧化硅(silicon dioxide,SiO2)。然而，介质膜层104需要的叠层数量至少为10多层，且每层厚度均需严格控制，否则反射光的波长范围难以控制。
发明内容
本公开的实施例提供了一种液晶混合物的制备方法，其包括：
获取所述液晶混合物的反射波长范围；以及
在液晶分子中添加一定浓度的手性添加剂来形成所述液晶混合物，以使所述液晶混合物反射所述反射波长范围内的光波。
本公开的实施例还提供了一种光截止部件的制备方法，其包括：
上述的液晶混合物的制备方法；以及
固化所述液晶混合物形成液晶层，所述液晶层反射所述反射波长范围内的光波。
本公开的实施例还提供了一种液晶混合物，其包括：
液晶分子；以及
一定浓度的手性添加剂；
其中，所述手性添加剂混合于所述液晶分子之间，所述液晶分子呈胆甾相，以使所述液晶混合物反射位在反射波长范围内的光波。
本公开的实施例还提供了一种光截止部件，其包括：上述的液晶混合物形成的液晶层，其中，所述液晶层反射位于所述反射波长范围内的所述光波。
本公开的实施例还提供了一种可穿戴显示装置，其包括：
上述的光截止部件；
四分之一波片；以及
可穿戴显示器件，其中，所述可穿戴显示器件包括上偏振片、显示面板和下偏振片，所述光上偏振片和四分之一波片的旋光特性与所述光截止部件的液晶层的液晶分子的旋光结构相一致。
本公开的实施例还提供了一种显示装置，其包括：
上述的光截止部件；
四分之一波片；以及
显示器件，其中，所述显示器件包括上偏振片、显示面板和下偏振片，所述上偏振片和四分之一波片的旋光特性与所述光截止部件的液晶层的液晶分子的旋光结构相一致。
本公开的实施例提供的一种液晶混合物及其制备方法、光截止部件及其制备方法、显示装置和可穿戴显示装置，通过在液晶分子中添加手性添加剂使得液晶分子的取向发生扭转，形成具有一定螺距的呈胆甾相的液晶分子。通过调整手性添加剂在液晶混合物的浓度，可以调整液晶分子的螺距，从而可以调整被反射或被截止的光波的波长范围。因此，本公开的实施例提供了一种精确控制反射光波波段的方式，可以通过液晶结构的设计控制光波反射波段，从而直接有效地减少该反射波段内的光波的通过。例如，本公开的实施例提供了一种控制反射蓝光波段的方法，可以通过液晶结构的设计控制蓝光反射波段，从而直接有效地减少蓝光的通过，降低蓝光对眼睛的伤害。本公开实施例提供的技术，可以使用于户外用可穿戴产品、虚拟现实可穿戴产品或其他具有高亮显示的产品中。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为现有技术中的一种长波通截止滤光片的结构示意图；
图2为一种示例性的呈胆甾相的液晶分子层示意图；
图3为一种示例性的呈胆甾相的液晶分子的光透过率示意图；
图4A为本公开实施例提供的一种液晶混合物的制备方法的流程图之一；
图4B为本公开实施例提供的一种液晶混合物的制备方法的流程图之二；
图5为本公开实施例提供的一种确定液晶分子的螺距和光折射指数的方法的流程图；
图6A为本公开实施例提供的一种显示装置的结构示意图；
图6B为本公开实施例提供的图6A所示的显示装置的光反射和透射示意图；以及
图7为本公开实施例提供的一种可穿戴显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
胆甾相是液晶分子的一种重要相态。如图2所示，在胆甾相内，液晶分子呈层状排布，并具有连续的螺旋结构。呈胆甾相的液晶分子可以选择性地反射入射光(类似晶体的布拉格反射(Bragg reflection))，例如，胆甾相液晶分子反射与其旋向相同的圆偏振光而使与其旋向相反的圆偏振光通过，所通过的圆偏振光再经过四分之一波片后成为线偏振光。四分之一波片为一定厚度的双折射单晶薄片，当光法向入射透过时，寻常光(o光)和非寻常光(e光)之间的位相差为π/2或π/2的奇数倍。
呈胆甾相的液晶分子可以为左旋向液晶分子或者右旋向液晶分子。以左旋向液晶分子为例，在平面织构状态下，不同平面内的液晶分子分别平行排列于各自的平面内，但相邻平面中的液晶分子的取向方向发生变化并沿平面的法线方向作螺旋状变动。如图2所示，液晶分子的螺距202为液晶分子的取向方向经历360°变化时的距离。当入射光入射到左旋向液晶分子时，左旋向液晶分子将部分入射光进行布拉格反射，而另一部分入射光将透过液晶分子。其中，被反射的光为某一波长或波长范围内的左旋圆偏振光，该波长范围可以被称为反射波长范围或截止波长范围；而透射光为右旋圆偏振光或非反射波长范围内的左旋圆偏振光。又例如，当呈胆甾相的液晶分子为右旋向液晶分子时，右旋向液晶分子将部分入射光进行布拉格反射，而另一部分入射光将透过液晶分子。其中，被反射的光为某一波长范围内的右旋圆偏振光；而透射光为左旋圆偏振光或非反射波长范围内的右旋圆偏振光。因此，呈胆甾相的液晶分子可以实现选择性反射。例如，如图3所示，波长范围在Δλ内的光波通过呈胆甾相的液晶分子的透过率为大约50％，即在波长范围Δλ内的部分光波被呈胆甾相的液晶分子反射或截止通过。
本公开的实施例提供了一种液晶混合物的制备方法，通过在液晶分子中添加手性添加剂使得液晶分子的取向发生扭转，形成具有一定螺距的呈胆甾相的液晶分子。呈胆甾相的液晶分子可以反射某一波长范围内的光波(即截止该光波通过液晶分子)，该反射波长范围与液晶分子的螺距相关，通过改变该螺距可以改变液晶分子的反射波长范围。通过调整手性添加剂在液晶混合物的浓度，可以调整液晶分子的螺距(例如，手性添加剂的浓度越大，液晶分子的扭曲越容易)；因此，通过调整手性添加剂在液晶混合物的浓度，可以调整被反射或被截止的光波的波长范围。因此，本公开的实施例提供了一种控制反射光波波段的方法，可以通过液晶结构的设计控制光波反射波段，从而直接有效地减少该反射波段内的光波的通过。例如，本公开的实施例提供了一种控制反射蓝光波段的方法，可以通过液晶结构的设计控制蓝光反射波段，从而直接有效地减少蓝光的通过，降低蓝光对眼睛的伤害。
图4A示出了本公开实施例提供的一种液晶混合物的制备方法的流程图之一。该液晶混合物的制备方法包括：
步骤S402：获取所述液晶混合物的反射波长范围；以及
步骤S404：在液晶分子中添加一定浓度的手性添加剂来形成所述液晶混合物，以使所述液晶混合物反射所述反射波长范围内的光波。
例如，在所述液晶混合物中，所述液晶分子为呈胆甾相的液晶分子，所述手性添加剂均匀混合于所述液晶分子之间。
例如，被反射的所述光波为蓝光，蓝光波长范围为400nm(纳米，nanometer)到480nm，半波宽峰范围为435nm到450nm，半波宽中心波长为440nm。由于波长越短，能量越大，在步骤S402中，可以选择400nm到440nm之间的范围为所述反射波长范围，从而减少高能量的蓝光的通过。本公开的实施例也可以选择其他反射波长范围，使得液晶混合物反射位于其他反射波长范围内的光波，本公开在此不作限制。
图4B示出了本公开实施例提供的一种液晶混合物的制备方法的流程图之二。该液晶混合物的制备方法包括：
步骤S422：获取所述液晶混合物的反射波长范围；
步骤S424：基于所述反射波长范围以及在所述反射波长范围内的最小波长和最大波长，确定所述液晶分子的螺距、寻常光折射指数以及非寻常光折射指数；
步骤S426：根据所述液晶分子的所述螺距来确定所述手性添加剂在所述液晶混合物中的浓度；以及
步骤S428：在所述液晶分子中添加所述浓度的手性添加剂来形成所述液晶混合物，以使所述液晶混合物反射所述反射波长范围内的光波。
例如，图4B所示的步骤S422和S428分别与图4A所示的步骤S402和S404相似。
在本公开的实施例中，反射波长范围Δλ为：
Δλ＝λmax-λmin， (1)
其中，λmax为反射波长范围内的最大波长，λmin为反射波长范围内的最小波长。
波长λ、液晶分子的光折射指数n和液晶分子的螺距P之间的关系为：
λ＝nP (2.1)
其中，最小波长λmin、液晶分子的寻常光折射指数no和液晶分子的螺距P之间的关系为：
λmin＝noP (2.2)
最大波长λmax、液晶分子的非寻常光折射指数ne和液晶分子的螺距P之间的关系为：
λmax＝neP (3)
液晶分子的双折射率Δn、非寻常光折射指数ne和寻常光折射指数no之间的关系为：
Δn＝ne-no (4)
反射波长范围Δλ、液晶分子的双折射率Δn和螺距P之间的关系为：
Δλ＝(ne-no)P＝ΔnP (5)
在步骤S424中，所述液晶分子的螺距P、寻常光折射指数no以及非寻常光折射指数ne的确定将参照下面的图5进行详细的说明。
在步骤S426中，基于所述液晶分子的螺距P，所述手性添加剂在液晶混合物中的浓度C可以被确定为：
C＝1/(P×HTP) (6)
其中，HTP为所述液晶分子固有的扭曲能量常数。
结合步骤S424和步骤S426可知，根据反射波长范围Δλ(Δλ＝λmax-λmin)可以确定液晶分子的螺距P；而根据液晶分子的螺距P，可以由上述公式(6)得到所述手性添加剂在液晶混合物的浓度C。依据手性添加剂的浓度C配比液晶混合物中的液晶分子和手性添加剂，可以使得液晶混合物反射某一波长范围内的光波，从而屏蔽该光波通过所述液晶混合物。此外，通过调整手性添加剂在液晶混合物的浓度C，可以实现调整呈胆甾相液晶分子的螺距P，而通过改变该螺距P可以改变液晶分子的反射波长范围Δλ；因此，通过调整手性添加剂在液晶混合物的浓度C，可以实现调整被反射或被截止的光波的波长范围Δλ。
图5示出了本公开实施例提供的一种确定液晶分子的螺距P和光折射指数ne和no的方法的流程图。所述方法包括：
步骤S501：基于所述反射波长范围Δλ，确定所述液晶分子的螺距范围；
步骤S502：基于所述液晶分子的螺距范围，确定所述液晶分子的双折射率范围；
步骤S504：在所述双折射率范围内选择所述液晶分子的双折射率Δn；
步骤S506：基于所述双折射率Δn和所述反射波长范围Δλ，确定所述液晶分子的所述螺距P；
步骤S508：基于所述螺距P和所述反射波长范围Δλ的最小波长λmin，确定所述液晶分子的所述寻常光折射指数no；以及
步骤S510：基于所述螺距P和所述反射波长范围的最大波长λmax，确定所述液晶分子的所述非寻常光折射指数ne。
下面将以反射位于400nm和440nm之间的蓝光为例，对图5的步骤S501、S502、S504、S506、S508和S510进行详细的说明。由于需要反射位于400nm和440nm之间的蓝光，反射波长范围为Δλ＝440nm-400nm＝40nm，最小波长为λmin＝400nm，最大波长为λmax＝440nm。并且，no,min≤寻常光折射指数no<非寻常光折射指数ne≤ne,max，其中，no,min为寻常光折射指数no的可能最小值，ne,max为非寻常光折射指数ne的可能最大值。例如，液晶分子的折射率位于1.5～1.9之间，即no,min＝1.5≤寻常光折射指数no<非寻常光折射指数ne≤ne,max＝1.9。
在步骤S501中，由上述公式(2.1)可得到液晶分子的第一可能螺距范围为:(λmin/ne,max)≤P≤(λmin/no,min)。例如，当最小波长λmin＝400nm，no,min＝1.5,ne,max＝1.9，由上述公式(2.1)可得到液晶分子的第一可能螺距范围为：
(λmin/1.9)≤P≤(λmin/1.5),即，210.5nm≤P≤266.7nm。 (7)
相似地，可得到液晶分子的第二可能螺距范围为:(λmax/ne,max)≤P≤(λmax/no,min)。例如，当最大波长λmax＝440nm，no,min＝1.5,ne,max＝1.9，由上述公式(2.1)可得到液晶分子的第二可能螺距范围为：
(λmax/1.9)≤P≤(λmax/1.5),即，231.6nm≤P≤293.3nm。 (8)
所述液晶分子的螺距范围可以被确定为所述第一可能螺距范围和所述第二可能螺距范围的重合部分。所述液晶分子的螺距范围可以表示为Pmin≤P≤Pmax。因此，由上式(7)和(8)的范围的重合部分可以得到螺距P的螺距范围为：
231.6nm≤P≤266.7nm， (9)
即最小螺距为Pmin＝231.1nm，最大螺距为Pmax＝266.7nm。
在步骤S502中，当反射波长范围为Δλ＝40nm，由上述公式(5)以及上式(9)的螺距范围可得液晶分子的双折射率范围为：
(Δλ/Pmax)≤Δn≤(Δλ/Pmin),
即0.15≤Δn≤0.17或0.15≤ne-no≤0.17。 (10)
在步骤S504中，在上式(10)所示的双折射率范围内选择所述液晶分子的双折射率Δn。例如，为了描述的方便，可以选择双折射率Δn＝0.16。当然，双折射率Δn也可以选择其他数值。
在步骤S506中，例如，双折射率Δn＝0.16，由上式(5)可以得到螺距P为：
P＝Δλ/Δn＝40nm/0.16＝250nm。
在步骤S508中，由上式(2)可以得到寻常光折射指数no约为：
no＝λmin/P＝400nm/250nm＝1.6。
在步骤S510中，由上式(3)可以得到非寻常光折射指数ne约为：
ne＝λmax/P＝440nm/250nm＝1.76。
因此，可以选择液晶分子的螺距P为250nm，寻常光折射指数no约为1.6，非寻常光折射指数ne约为1.76。
另外，由于液晶分子固有的扭曲能量常数与液晶分子的材料、结构或其他属性相关，当液晶分子的材料和结构已知时，可以测量液晶分子固有的扭曲能量常数。根据得到的螺距P和上式(6)，可以得到手性添加剂的浓度C。另外，根据上式(9)得到的螺距P的范围以及上式(6)，也可以得到液晶分子反射位于400nm和440nm之间的蓝光时的手性添加剂的浓度的范围。例如，手性添加剂的浓度C的范围为1/(Pmax×HTP)C和1/(Pmin×HTP)之间。
当然，根据步骤S504选择的双折射率Δn的不同数值，也可以得到与之相对应的螺距P、寻常光折射指数no和非寻常光折射指数ne的数值。
需要说明的是，图5所示的方法只是确定液晶分子的螺距P和光折射指数ne和no的一个示例性的方法。液晶分子的螺距P和光折射指数ne和no也可以根据其他方式得到，本公开对此不作限定。
本公开的实施例还提供了一种光截止部件的制备方法，其包括：
如图4A、图4B和/或图5所述的液晶混合物的制备方法；以及
固化所述液晶混合物形成液晶层，所述液晶层反射所述反射波长范围内的光波。
在所述光截止部件的制备方法中，可以通过曝光液晶混合物或其他常用方式来固化所述液晶混合物，本公开在此不再赘述。
本公开实施例还提供了一种光反射液晶混合物，例如，蓝光反射液晶混合物。所述液晶混合物包括：
液晶分子；以及
一定浓度的手性添加剂；
其中，所述手性添加剂混合于所述液晶分子之间，所述液晶分子呈胆甾相，以使所述液晶混合物反射位在反射波长范围内的光波。
在一些实施方式中，结合图5，所述液晶分子的螺距P、寻常光折射指数no以及非寻常光折射指数ne可以由所述反射波长范围、所述反射波长范围内的最小波长和最大波长来确定。例如，所述液晶分子的第一可能螺距范围为:(λmin/ne,max)≤第一可能螺距范围≤(λmin/no,min)；所述液晶分子的第二可能螺距范围为:(λmax/ne,max)≤第二可能螺距范围≤(λmax/no,min)；以及所述液晶分子的螺距P的范围为所述第一可能螺距范围和所述第二可能螺距范围的重合部分，其中，no,min为所述寻常光折射指数no的可能最小值，ne,max为所述非寻常光折射指数ne的可能最大值，λmin为所述反射波长范围的最小波长，λmax为所述反射波长范围的最大波长。
例如，所述液晶分子的螺距P的范围满足：Pmin≤P≤Pmax，其中，Pmin表示所述螺距P的最小值，Pmax表示所述螺距P的最大值。
例如，所述液晶分子的双折射率的范围满足：(Δλ/Pmax)≤Δn≤(Δλ/Pmin)，其中，Δn表示所述液晶分子的双折射率，Δλ表示所述反射波长范围。
例如，所述液晶分子的螺距P还满足：P＝Δλ/Δn。
例如，所述液晶分子的寻常光折射指数no满足：no＝λmin/P，其中，no表示所述寻常光折射指数。
例如，所述液晶分子的非寻常光折射指数满足：ne＝λmax/P，其中，ne表示所述非寻常光折射指数。
例如，所述手性添加剂在所述液晶混合物中的浓度C可以由所述液晶分子的所述螺距P来确定。例如，所述手性添加剂在所述液晶混合物中的浓度和所述液晶分子的螺距的关系为：
C＝1/(P×HTP)，
其中，C为所述手性添加剂在所述液晶混合物中的浓度，HTP为所述液晶分子固有的扭曲能量常数。
例如，被反射的所述光波为蓝光，所述反射波长范围为400nm到440nm之间的范围。所述反射波长范围也可以为其他波长范围，本公开在此不作限定。
本公开实施例还提供了一种光截止部件，包括：如上所述的液晶混合物形成的液晶层，其中，所述液晶层反射位于所述反射波长范围内的所述光波。
本公开实施例还提供了一种用于宽波反射的光截止部件，其包括：多组液晶混合物形成的多个液晶层，其中，所述多个液晶层分别反射位于多个反射波长范围内的光波，每个液晶层反射一个反射波长范围内的光波。所述多个液晶层可以层叠设置，形成用于宽波反射的所述光截止部件。
例如，所述光截止部件包括：由第一液晶混合物形成的第一液晶层，其中，所述第一液晶层反射位于第一反射波长范围内的光波；以及由第二液晶混合物形成的第二液晶层，其中，所述第二液晶层反射位于第二反射波长范围内的光波。所述第一液晶混合物经过固化形成所述第一液晶层，所述第二液晶混合物经过固化形成所述第二液晶层。所述第一液晶层可以设置于所述第二液晶层之上。因此，所述光截止部件可以反射位于所述第一反射波长范围和第二反射波长范围内的光波。
例如，液晶分子的双折射率Δn的范围受到液晶材料的限制，目前，双折射率Δn的范围为0.1～0.4之间。根据多个反射波长范围Δλ1，Δλ2,…,ΔλN与相应的螺距P1，P2…PN之间的关系可得：
Δλ1＝Δn P1，Δλ2＝Δn P2，…,ΔλN＝Δn PN，
即，Δλ1+Δλ2+…+ΔλN＝＝Δn(P1+P2+…+PN)。
因此，可以在光截止部件中形成具有不同的螺距梯度的液晶层来实现宽波反射。
图6A示出了本公开实施例提供的一种显示装置的结构。所述显示装置包括：光截止部件610；四分之一波片608；以及显示器件。所述显示器件包括上偏振片606、显示面板604和下偏振片602。所述显示器件可以为显示屏或带显示功能的其他器件。由于光截止部件610可以反射至少某一波长范围内的光波，所以四分之一波片608也可以使用相应的宽波设计技术来实现，本公开在此不作限制。
所述上偏振片606和四分之一波片608的旋光特性与所述光截止部件610的液晶层的液晶分子的旋光结构相一致。例如，上偏振片606、四分之一波片608和光截止部件610在光学特性上相匹配，并且光截止部件610的液晶层的液晶分子的螺距还与反射波长范围相匹配，实现选择性的反射。
如图6B所示，经过上偏振片606的光为线偏振光。为了实现上偏振片606、四分之一波片608和光截止部件610在光学特性上相匹配，当从上偏振片606出射的线偏振光经过四分之一波片608后为左旋偏振光时，所述光截止部件610的液晶层的液晶分子需为左旋向液晶分子并具有与反射波长范围相匹配的螺距，使得所述光截止部件610反射位于所述反射波长范围内的左旋圆偏振光614，而位于其余波长范围内的左旋圆偏振光612则透过所述光截止部件610。例如，位于400nm～440nm之间的左旋圆偏振蓝光可以被光截止部件反射，而其余波长的左旋圆偏振光将通过该光截止部件，从而实现防蓝光设计。
或者，当从上偏振片606出射的线偏振光经过四分之一波片608后为右旋偏振光时，所述光截止部件610的液晶层的液晶分子需为右旋向液晶分子并具有与反射波长范围相匹配的螺距，使得所述光截止部件反射位于所述反射波长范围内的右旋圆偏振光，而位于其余波长范围内的右旋圆偏振光则透过所述光截止部件。例如，位于400nm～440nm之间的右旋圆偏振蓝光可以被光截止部件反射，而其余波长的右旋圆偏振光将通过该光截止部件，从而实现防蓝光设计。
在一些实施方式中，光截止部件610也可以实现如上所述的宽波反射，用于反射位于多个反射波长范围内的光波。
图7示出了本公开实施例提供的一种可穿戴显示装置的结构示意图。所述可穿戴显示装置包括：光截止部件704；四分之一波片706；以及可穿戴显示器件708。例如，所述可穿戴显示器件708包括上偏振片、显示面板和下偏振片等。所述上偏振片和四分之一波片706的旋光特性与所述光截止部件704的液晶层的液晶分子的旋光结构相一致。
例如，所述可穿戴显示器件708为可穿戴虚拟现实眼镜，所述四分之一波片706和光截止部件704位于所述虚拟现实眼镜的内侧。
经过可穿戴显示器件708的上偏振片的光为线偏振光。为了实现上偏振片、四分之一波片706和光截止部件704在光学特性上相匹配，当从上偏振片出射的线偏振光经过四分之一波片706后为左旋偏振光时，所述光截止部件704的液晶层的液晶分子需为左旋向液晶分子并具有与反射波长范围相匹配的螺距，使得所述光截止部件704反射位于所述反射波长范围内的左旋圆偏振光，而其余波长的左旋圆偏振光则透过所述光截止部件704。例如，位于400nm～440nm之间的左旋圆偏振蓝光可以被光截止部件反射，而其余波段的左旋圆偏振蓝光和其他波长的左旋圆偏振光将通过该光截止部件，从而实现防蓝光设计。
或者，当从上偏振片出射的线偏振光经过四分之一波片706后为右旋偏振光时，所述光截止部件704的液晶层的液晶分子需为右旋向液晶分子并具有与反射波长范围相匹配的螺距，使得所述光截止部件反射位于所述反射波长范围内的右旋圆偏振光，而其余波长的右旋圆偏振光则透过所述光截止部件。例如，位于400nm～440nm之间的右旋圆偏振蓝光可以被光截止部件反射，而其余波段的右旋圆偏振蓝光和其他波长的右旋圆偏振光将通过该光截止部件，从而实现防蓝光设计。
在一些实施方式中，光截止部件704也可以实现如上所述的宽波反射，用于反射位于多个反射波长范围内的光波。
所述可穿戴显示装置可以为防蓝光的健康穿戴装置，通过液晶结构设计来控制反射的蓝光波段，从而直接减少蓝光通过所述可穿戴显示装置到达人的眼镜，降低蓝光对眼睛的伤害。所述可穿戴显示装置可以使用于户外用可穿戴产品、虚拟现实可穿戴产品或其他具有高亮显示的产品中。
本公开的实施例提供了一种液晶混合物及其制备方法、光截止部件及其制备方法、显示装置和可穿戴显示装置。在液晶混合物中，通过在液晶分子中添加手性添加剂使得液晶分子的取向发生扭转，形成具有一定螺距的呈胆甾相的液晶分子。通过调整手性添加剂在液晶混合物的浓度，可以调整液晶分子的螺距，从而可以调整被反射或被截止的光波的波长范围。因此，本公开的实施例提供了一种控制反射光波波段的方法，可以通过液晶结构的设计控制光波反射波段，从而直接有效地减少该反射波段内的光波的通过。例如，本公开的实施例提供了一种控制反射蓝光波段的方法，可以通过液晶结构的设计控制蓝光反射波段，从而直接有效地减少蓝光的通过，降低蓝光对眼睛的伤害。又例如，本公开的实施例提供的液晶混合物及其制备方法、光截止部件及其制备方法、显示装置和可穿戴显示装置，可以通过反射高能量的蓝光来阻止其通过，降低高能量的蓝光对眼睛造成的伤害，同时保留部分低能量的蓝光通过以及其他颜色的光波的通过来实现显示的功能。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种液晶混合物的制备方法，包括：
获取所述液晶混合物的反射波长范围；
在液晶分子中添加一定浓度的手性添加剂来形成所述液晶混合物，以使所述液晶混合物反射所述反射波长范围内的光波，其中，所述手性添加剂的浓度的确定方法包括：
根据所述反射波长范围确定所述液晶分子的螺距范围；
根据所述螺距范围确定所述液晶分子的双折射率范围；
在所述双折射率范围内选择所述液晶分子的双折射率值，根据所述双折射率值和所述反射波长范围确定所述液晶分子的螺距，从而确定所述手性添加剂的浓度。
2.根据权利要求1所述的液晶混合物的制备方法，其中，所述液晶分子呈胆甾相，所述手性添加剂混合于所述液晶分子之间。
3.根据权利要求1所述的液晶混合物的制备方法，其中，根据所述反射波长范围确定所述液晶分子的螺距范围包括：
确定所述液晶分子的第一可能螺距范围为:(λmin/ne,max)≤第一可能螺距范围≤(λmin/no,min)；
确定所述液晶分子的第二可能螺距范围为:(λmax/ne,max)≤第二可能螺距范围≤(λmax/no,min)；以及
确定所述液晶分子的螺距范围为所述第一可能螺距范围和所述第二可能螺距范围的重合部分，
其中，所述螺距范围为Pmin≤P≤Pmax，P表示所述液晶分子的螺距，Pmin为所述螺距P的最小值，Pmax为所述螺距P的最大值，no,min为所述液晶分子的寻常光折射指数no的可能最小值，ne,max为所述液晶分子的非寻常光折射指数ne的可能最大值，λmin为所述反射波长范围的最小波长，λmax为所述反射波长范围的最大波长。
4.根据权利要求3所述的液晶混合物的制备方法，其中，基于所述液晶分子的螺距范围，确定所述液晶分子的双折射率范围，包括：
确定所述液晶分子的双折射率范围为：(Δλ/Pmax)≤Δn≤(Δλ/Pmin)，其中，Δn表示所述液晶分子的双折射率，Δλ表示所述反射波长范围。
5.根据权利要求4所述的液晶混合物的制备方法，其中，
基于所述双折射率和所述反射波长范围，确定所述液晶分子的所述螺距，包括：确定所述螺距P为P＝Δλ/Δn；
基于所述螺距和所述反射波长范围的最小波长，确定所述液晶分子的所述寻常光折射指数，包括：确定所述寻常光折射指数no为no＝λmin/P；以及基于所述螺距和所述反射波长范围的最大波长，确定所述液晶分子的所述非寻常光折射指数，包括：确定所述非寻常光折射指数ne为ne＝λmax/P。
6.根据权利要求1所述的液晶混合物的制备方法，其中，被反射的所述光波为蓝光，所述反射波长范围为400nm到440nm。
7.一种光截止部件的制备方法，包括：
根据权利要求1-6任一项所述的液晶混合物的制备方法；以及
固化所述液晶混合物形成液晶层，其中，所述液晶层反射所述反射波长范围内的光波。
8.一种液晶混合物，包括：
液晶分子；以及
一定浓度的手性添加剂；
所述手性添加剂混合于所述液晶分子之间，所述液晶分子呈胆甾相，以使所述液晶混合物反射位在反射波长范围内的光波，其中，所述手性添加剂的浓度的确定方法包括：
根据所述反射波长范围确定所述液晶分子的螺距范围；
根据所述螺距范围确定所述液晶分子的双折射率范围；
在所述双折射率范围内选择所述液晶分子的双折射率值，根据所述双折射率值和所述反射波长范围确定所述液晶分子的螺距，从而确定所述手性添加剂的浓度。
9.根据权利要求8所述的液晶混合物，其中，
根据所述反射波长范围确定所述液晶分子的螺距范围包括：
确定所述液晶分子的第一可能螺距范围为:(λmin/ne,max)≤第一可能螺距范围≤(λmin/no,min)；
确定所述液晶分子的第二可能螺距范围为:(λmax/ne,max)≤第二可能螺距范围≤(λmax/no,min)；以及
确定所述液晶分子的螺距P的范围为所述第一可能螺距范围和所述第二可能螺距范围的重合部分，
其中，所述螺距范围为Pmin≤P≤Pmax，P表示所述液晶分子的螺距，Pmin为所述螺距P的最小值，Pmax为所述螺距P的最大值，no,min为所述液晶分子的寻常光折射指数no的可能最小值，ne,max为所述液晶分子的非寻常光折射指数ne的可能最大值，λmin为所述反射波长范围的最小波长，λmax为所述反射波长范围的最大波长。
10.根据权利要求9所述的液晶混合物，其中，所述手性添加剂的浓度的确定方法还包括：基于所述液晶分子的螺距范围，确定所述液晶分子的双折射率范围为：(Δλ/Pmax)≤Δn≤(Δλ/Pmin)，其中，Δn表示所述液晶分子的双折射率，Δλ表示所述反射波长范围。
11.根据权利要求10所述的液晶混合物，其中，所述手性添加剂的浓度的确定方法还包括：基于所述双折射率和所述反射波长范围，确定所述液晶分子的所述螺距，P为P＝Δλ/Δn。
12.一种光截止部件，包括：根据权利要求8-11任一项所述的液晶混合物形成的液晶层，其中，所述液晶层反射位于所述反射波长范围内的所述光波。
13.一种显示装置，包括：
如权利要求12所述的光截止部件；
四分之一波片；以及
显示器件，
其中，所述显示器件包括上偏振片、显示面板和下偏振片，所述上偏振片和四分之一波片的旋光特性与所述光截止部件的液晶层的液晶分子的旋光结构相一致。
14.如权利要求13所述的显示装置，其中，所述显示器件为可穿戴虚拟现实眼镜，所述四分之一波片和所述光截止部件位于所述虚拟现实眼镜的内侧。
15.根据权利要求13或14所述的显示装置，其中，
经过上偏振片的光为线偏振光；
经过四分之一波片的光为左旋偏振光；
所述光截止部件的液晶层的液晶分子为左旋向液晶分子；以及
所述光截止部件反射位于所述反射波长范围内的左旋圆偏振光。
16.根据权利要求13或14所述的显示装置，其中，
经过上偏振片的光为线偏振光；
经过四分之一波片的光为右旋偏振光；
所述光截止部件的液晶层的液晶分子为右旋向液晶分子；以及
所述光截止部件反射位于所述反射波长范围内的右旋圆偏振光。
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