CN111936920B - 具有交替的聚合物分散的液晶条带的屏幕防窥装置 - Google Patents

具有交替的聚合物分散的液晶条带的屏幕防窥装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111936920B
CN111936920B CN201880092266.XA CN201880092266A CN111936920B CN 111936920 B CN111936920 B CN 111936920B CN 201880092266 A CN201880092266 A CN 201880092266A CN 111936920 B CN111936920 B CN 111936920B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid crystal
polymer dispersed
crystal compound
screen
dispersed liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880092266.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111936920A (zh
Inventor
谢信弘
张吉昊
安·亚历杭德罗·威利盖斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hewlett Packard Development Co LP
Original Assignee
Hewlett Packard Development Co LP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Development Co LP filed Critical Hewlett Packard Development Co LP
Publication of CN111936920A publication Critical patent/CN111936920A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111936920B publication Critical patent/CN111936920B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1323—Arrangements for providing a switchable viewing angle
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0257—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties creating an anisotropic diffusion characteristic, i.e. distributing output differently in two perpendicular axes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1334—Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/70—Protecting specific internal or peripheral components, in which the protection of a component leads to protection of the entire computer
    • G06F21/82—Protecting input, output or interconnection devices
    • G06F21/84—Protecting input, output or interconnection devices output devices, e.g. displays or monitors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

在根据本公开的一个实例中，描述了屏幕防窥装置。该屏幕防窥装置包括聚合物分散的液晶(PDLC)化合物的第一条带。这些第一条带具有第一光散射性质。屏幕防窥装置还包括PDLC化合物的第二条带，该第二条带具有第二光散射性质。在本实例中，第二光散射性质与第一光散射性质不同，并且第一条带和第二条带沿着屏幕防窥装置尺寸的方向交替。

Description

具有交替的聚合物分散的液晶条带的屏幕防窥装置
背景技术
电子装置包括显示屏幕以向用户展示信息。显示屏幕的实例包括液晶显示器、发光二极管显示器、视频显示单元等等。这样的装置在全世界被用于专业和日常生活的许多领域。这些电子装置和相应的显示屏幕用于访问和显示各种各样的信息。
附图说明
附图示出了本文所述原理的各种实例并且是本说明书的一部分。所示的实例仅出于举例说明的目的给出，而不是限制权利要求书的范围。
图1是根据本文所述原理的实例的具有交替的聚合物分散的液晶(PDLC)条带的屏幕防窥装置的截面图。
图2A和图2B是根据本文所述原理的实例的具有交替PDLC条带的屏幕防窥装置的截面图。
图3A和图3B是根据本文所述原理的另一实例的具有交替PDLC条带的屏幕防窥装置的截面图。
图4是示出了根据本文所述原理的实例的PDLC化合物的部分聚合区、完全聚合区和超量区的表格。
图5是形成根据本文所述原理的实例的具有交替PDLC条带的屏幕防窥装置的方法的流程图。
图6A-图6C是形成根据本文所述原理的实例的具有交替PDLC条带的屏幕防窥装置的图示。
图7A和图7B是根据本文所述原理的实例的具有交替PDLC条带的屏幕防窥装置的显示装置的图示。
在全部附图中，确定的参考数字指代相似的但不一定相同的元件。附图不一定是合比例的，可将一些部分的尺寸放大以更清楚地显示所示的实例。而且，附图提供与所描述一致的实例和/或实施方案，然而，该描述不限于附图中所提供的实例和/或实施方案。
具体实施方式
如上所述，电子装置在当今社会是很平常的。随着这些装置的持续发展，其在社会中的用途也将持续增加。用于公共用途的放置于公共场所的电子装置是电子装置的用途正在增加的一个实例。例如，通常在公共场使用所信息亭向公众提供服务。尽管使用这样的电子装置为社会带来了巨大效益，但一些特性限制了其更广泛应用。
具体而言，在一些情形中，显示给用户的信息可以是隐私的或秘密的，只想针对特定个人或人群。例如，医院的信息亭可以展示或提示输入某些保密的医疗信息。例如当电子装置在公共区域时，可能很难保持这样的信息的私密性。
当已进行了具体参考信息以在医院设置中使用时，这样的公共装置可以用于其他场合。另一个这样的实例是自动柜员机(“ATM”)，用户向其中输入金融信息比如用户的账户的存取码。在这些情形下，所显示的信息有可能被未经授权的人看到，他可能使用该信息对一个或多个与该信息有关的人不利。
可以存在期望使电子装置上显示的信息保持私密性的其他情形。例如，可以在拥挤的公共区域比如机场、火车站或其他公共区域使用笔记本电脑或平板电脑。这样的装置可以用于可能涉及敏感或其他保密信息的个人事项(比如写信)或者从事专业事务。当用于这些区域时，无法保证此类信息将保持私密或保密，因为路人可能能够看到电子装置屏幕并且看清其中的信息。更具体地，普遍担心的是附近的人，比如坐在相邻飞机座位上的人，可以读取笔记本电脑或平板电脑上的信息。如果以这种方式使用电脑或其他电子装置，敏感数据会被窃取或以其他方式陷入风险。在许多情况下，当笔记本电脑的使用特别方便时，这种担心会使许多人无法使用笔记本电脑。
因此，本说明书描述了用于增加显示屏幕私密性水平的装置。具体地，本说明书描述了依赖于聚合物分散的液晶(PDLC)来增加显示屏幕的私密性的屏幕防窥装置。在PDLC化合物中，液晶可以是错位排列或定向排列的。当错位排列时，从显示屏幕发出的光以不同角度散射。如此，相比于原始光源，光能够以更大角度分散。施加于PDLC化合物的电压使液晶定向排列从而使得光相对不散射地通过。如此，发出的光就保持了原始的角分布。由此，PDLC化合物改变了显示屏幕上信息的私密性水平。
具体地，本说明书描述了屏幕防窥装置。屏幕防窥装置包括聚合物分散的液晶(PDLC)化合物的第一条带。该第一条带具有第一光散射性质。屏幕防窥装置还包括PDLC化合物的第二条带。该第二条带具有第二光散射性质。在本实例中，第二光散射性质与第一光散射性质不同，并且第一条带和第二条带沿屏幕防窥装置的尺寸交替。
本说明书还描述了形成屏幕防窥装置的方法。根据该方法，向PDLC化合物施加第一聚合处理。然后将掩模施加于PDLC化合物的交替条带。向PDLC化合物的未掩蔽部分施加第二聚合处理以形成具有不同的光散射性质的PDLC化合物的交替条带。
本说明书还描述了显示装置。该显示装置至少包括：1)产生可视输出的屏幕和2)设置于该屏幕上的屏幕防窥装置。该屏幕防窥装置包括被划分为交替条带的PDLC化合物。当施加电压时，相邻条带具有不同的光散射性质。该显示装置还包括电极对和控制器，电极对设置在PDLC化合物的相对表面上以横跨该PDLC化合物选择性施加电压电势，控制器将电压传递至电极对从而在共享模式和私密模式之间选择性切换该PDLC化合物。
总之，利用这样的防窥屏装置：1)提供在显示屏幕上呈现的隐私或秘密信息的增强的安全性；2)提供单层的私密性，得到更薄且更成本有效的屏幕防窥装置；3)以降低的能耗水平提供屏幕私密性；4)当处于共享模式时，提供更大的视角；以及5)易于制造。然而，本文公开的装置可以解决许多技术领域中的其他问题和不足。
如在本说明书和所附权利要求书中使用的，术语“观看区域”和类似术语广义地是指个人就坐时可以看到显示屏幕的相应部分的区域。由于PDLC被激活，在该观看区域之外的用户不能看到显示屏幕的该相应部分。
进一步，如在本文说明书和所附权利要求书中使用的，术语“关”和“开”是指是否向PDLC化合物施加电压并影响PDLC散射光或使光不散射地通过的能力。
进一步，如在本文说明书和所附权利要求书中使用的，术语“光散射性质”是指PDLC化合物散射从显示屏幕发出光的含量如何。例如，完全聚合的PDLC化合物可以由其光散射性质来定义，其中在不施加电压时其在各个方向上散射光，而施加电压时其使光不散射地通过。相较之下，超量的PDLC化合物可以具有这样的光散射性质：在不施加电压时在各个方向上散射光，并且类似地在施加电压时在各个方向上散射光。该光散射性质可以基于所施加的电压来指示该PDLC化合物如何变化，并且可以指示设置在聚合物基质中的液晶的排列。
仍进一步，如在本说明书和所附权利要求书中使用的，术语“完全聚合的”是指PDLC化合物的折射率已饱和，意为其不会随着进一步暴露于紫外光而发生改变，但在施加的电压的存在下其中的液晶仍然旋转。
相较之下，如在本说明书和所附权利要求书中使用的，术语“部分聚合的”是指PDLC化合物的折射率未饱和，意为其随着进一步暴露于紫外光而发生改变。
仍进一步，如在本说明书和所附权利要求书中使用的，术语“超量的”是指PDLC化合物的折射率已饱和且已过度暴露于紫外光以使得在施加的电压的存在下液晶不再旋转。
现在参考附图，图1是根据本文所述原理的实例的具有交替的聚合物分散的液晶(PDLC)条带(102)的屏幕防窥装置(100)的截面图。在图1中，屏幕防窥装置(100)被描绘成显示屏幕位于屏幕防窥装置(100)下方且观看者正在从上方观看。
如上所述，屏幕防窥装置(100)可以通过设置在显示屏幕上方或下方的屏幕防窥装置(100)来改变光的传播为电子装置的使用者提供私密性。在此位置，屏幕防窥装置(100)控制显示屏幕的可视性。换言之，屏幕防窥装置(100)是通过限制视角从而在电子装置(比如笔记本电脑或其他电子装置)的使用期间提供私密性的防窥过滤器/屏幕，其中可以通过该视角观察电子装置的显示屏幕以使得只有坐在该屏幕正前方的人可以读到写在其上的数据。在一个实例中，可以通过横跨电子装置显示屏幕的前方放置屏幕防窥装置(100)来减小这个角度，从而通过私密性装置来观察该电子装置显示屏幕。
通过屏幕防窥装置(100)中所包括的聚合物分散的液晶(PDLC)化合物来实现显示屏幕视角的选择性减小。也就是说，可以通过PDLC化合物中的液晶来控制(例如，增加或减少)与屏幕防窥装置(100)造成的显示器可视性相关的视角。例如，PDLC化合物可以在透明状态和光散射状态之间电切换。在光散射状态时，由于来自屏幕像素的光击中错位排列的液晶并且在各个角度上发生散射从而产生了光的宽视角分布，因此屏幕的视角可以增加。相较之下，当处于透明状态时，PDLC化合物使得光不经散射地传播。换言之，成角度的光分布没有发生变化。
如上所述，PDLC化合物包括聚合物基质中的液晶。当不向该PDLC化合物施加电压时，液晶不是彼此定向排列的。然而，当向该PDLC化合物施加电压时，液晶彼此定向排列。当液晶彼此不是定向排列时，它们各自在不同方向上反射光，由此使光发生散射并使显示屏幕的视角增加。相较之下，当液晶彼此定向排列时，其在相同方向上反射光。这种在相同方向上反射光用以使得光相对不改变地通过显示屏幕入射或射出。
固体聚合物基质可以由包括玻璃或塑料的任何适合的材料形成。可以用作固体聚合物基质的玻璃的实例包括钙钠玻璃、碱玻璃、硼硅玻璃、无碱金属硅酸铝玻璃和熔融石英玻璃，以及其他玻璃。可以用作固体聚合物基质的塑料的实例包括光学基材，比如聚(甲基丙烯酸甲酯)(“PMMA”)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、环烯烃共聚物(“COC”)、聚碳酸酯和聚酰亚胺；透明塑料；以及透明塑料复合材料。
用于形成PDLC化合物的聚合处理的特性能够影响PDLC化合物的光散射性质。例如，如果施加紫外光的时间太短，则PDLC化合物的折射率可能不饱和。相较之下，通过施加更长时间的紫外光，PDLC化合物的折射率可以饱和。相比于完全饱和的PDLC化合物，不饱和的PDLC化合物可以具有不同的折射率，并由此具有不同的光散射性质。
作为又另一实例，施加太长时间的紫外光可使其中的液晶固定化。也就是说，如上所述，当向PDLC化合物施加电压时，光散射性质基于其中液晶的旋转而发生改变。当液晶被固定时，其不再旋转，并因此不会促使显示屏幕的观看区域选择性减小。
本屏幕防窥装置(100)利用这些不同的光散射性质在观看显示屏幕时为使用者提供私密性。也就是说，该屏幕防窥装置(100)包括单层的PDLC化合物，但其被分成交替条带(102)，具有不同的光散射性质的PDLC化合物在每个条带(102)上。
注意，在图1中，通过其中的填充来确定不同的条带(102)。也就是说，交叉平行线填充指代的条带为具有第一光散射性质的第一条带(102-1)之一，而无填充指代的条带为具有第二光散射性质的第二条带(102-2)之一。也就是说，本屏幕防窥装置(100)包括PDLC化合物的第一条带(102-1)。这些第一条带(102-1)中的PDLC化合物具有第一光散射性质。该屏幕防窥装置(100)还包括PDLC化合物的第二条带(102-2)。这些第二条带(102-2)中的PDLC化合物具有第二光散射性质。如上所述，该第一条带(102-1)的光散射性质和第二条带(102-2)的光散射性质彼此不同。
而且，如图1中所描绘的，第一条带(102-1)和第二条带(102-2)沿着屏幕防窥装置(100)的尺寸交替。也就是说，该屏幕防窥装置(100)可以具有与显示屏幕对齐的形状因数(form factor)。在本实例中，条带(102)可以在一个方向上排布(即，垂直地)并且可以沿着另一个方向延伸(即，水平地)。在其他实例中，条带(102)排布的方向可以多种多样。
注意，尽管图1示出了两组条带，即，第一条带(102-1)和第二条带(102-2)。但根据本文所述的原理，任意数目的PDLC化合物的条带(102)都可以实现，每个条带(102)具有不同的光散射性质。注意，在这些实例中，存在PDLC化合物的单层，但每个条带(102)具有不同的光散射性质。
如本文所述的屏幕防窥装置(100)增强了用户在观看显示屏幕时可以预期的私密性，并以有效的方式做到了这一点。也就是说，不同于具有多层来提供私密性(即，百叶窗膜和PDLC层)，屏幕防窥装置(100)经由单层提供私密性。这样做使得屏幕防窥装置(100)更薄且更轻，其使用还有制造更不复杂。
而且，在本实例中，能够将屏幕防窥装置(100)置于显示屏幕顶部，而不是置于显示屏幕的下方或显示屏幕的各层之间。而且，相比于其他私密性装置，当处于共享模式时，屏幕防窥装置(100)提供了增强的视角。
图2A和图2B是根据本文所述原理的实例的具有交替PDLC条带(102)的屏幕防窥装置(100)的截面图。具体地，图2A是不向屏幕防窥装置(100)施加电压时的截面图，图2B是向该屏幕防窥装置(100)施加电压时的截面图。
如上所述，聚合物基质中规定液晶(204)的取向决定了视角。也就是说，如果液晶(204)彼此定向排列，则从显示屏幕入射和射出的光相对不反射地通过。相较之下，如果液晶(204)不是彼此定向排列的，则从屏幕入射和射出的光碰撞到这些液晶，并且由于其不同的角度，液晶(204)在不同方向上散射光，从而提供较宽的视野。出于简化的目的，在随后的附图中，用一个参考数字指代液晶(204)的单种情况。
如上所述，PDLC化合物的不同条带(102)可以具有不同的光散射性质。在一个实例中，这意指不同条带(102)中的液晶(204)可以响应于所施加的电压呈现不同的反应。在图2A和图2B中所示的一个具体实例中，第一条带(102-1)可以是完全聚合的，而第二条带(102-2)可以是超量的。
完全聚合的条带(102)指代其中的PDLC化合物已饱和的条带(102)。也就是说，在聚合期间，液态PDLC化合物暴露于充足紫外光能量，使折射率稳定化并且不会由于进一步的暴露而改变。完全聚合的条带(102)中的PDLC材料也未暴露于充足量的紫外光能量以破坏其中的液晶(204)。
超量条带(102)指代其中的PDLC化合物已饱和并且其中的液晶(204)对所施加电压不再有响应的条带(102)。也就是说，当向其施加电压时，液晶(204)不会旋转。
参见图2A，如图中所示，当不向屏幕防窥装置(100)施加电压时，第一条带(102-1)和第二条带(102-2)中的液晶(204)彼此不是定向排列的。具有非定向排列的液晶s(204)的两个条带(102-1,102-2)的屏幕防窥装置(100)可以说是处于第一模式，或共享模式。也就是说，不定向排列的液晶(204)由于其不同的角度，在不同角度上反射光，从而提供了相比于私密模式更宽的视角。
图2B示出了其中向屏幕防窥装置(100)施加电压的状态。在本实例中，电压的施加使得第一条带(102-1)中的液晶(204)定向排列。然而，由于第二条带(102-2)包括超量的PDLC化合物并且因此具有无响应的液晶(204)，因此超量的第二条带(102-2)中的液晶(204)保持非定向排列。仅有具有不定向排列的液晶(204)的超量的第二条带(102-2)，屏幕防窥装置(100)可以说是处于第二模式，或私密模式。也就是说，不定向排列的液晶(204)由于其不同的角度，以各个角度反射光。然而，由于第一条带(102-1)液晶(204)现在是定向排列的并且光通过这些条带反射，因此提供了相比于第一条带(102-1)和第二条带(102-2)均具有不定向排列液晶(204)时更窄的视角。因此，本屏幕防窥装置(100)提供了通过使屏幕防窥装置(100)中的一部分液晶(204)定向排列同时使其他部分液晶(204)保持非定向排列来提供视野的选择性收窄。
图3A和图3B是根据本文所述原理的实例的具有交替PDLC条带(102)的屏幕防窥装置(100)的截面图。具体地，图3A是不向屏幕防窥装置(100)施加电压时的截面图，图3B是向屏幕防窥装置(100)施加电压时的截面图。
如上所述，PDLC化合物的不同条带(102)可以具有不同的光散射性质。在一个实例中，这意味着尽管不同条带(102)中的液晶(204)对所施加的电压有类似的反应，但基于聚合物基质的构成会发生不同的光散射。如图3A和图3B中所示的一个具体实例，第一条带(102-1)可以是完全聚合的，而第二条带(102-2)可以是部分聚合的。
如上所述，完全聚合的条带(102)表明条带(102)中的PDLC化合物已经饱和。也就是说，在聚合期间，液态PDLC化合物暴露于足以使折射率稳定并且不会由于进一步暴露而发生改变的紫外光能量。完全聚合的条带(102)中的PDLC材料又未暴露于足以破坏其中液晶(204)的量的紫外光能量。
相较之下，在部分聚合的条带(102)中，条带(102)中的PDLC化合物尚未饱和。也就是说，如果PDLC化合物暴露于更多的紫外光能量，折射率就会发生变化。在图3A和图3B中，第二条带(102-2)的部分聚合状态由虚线来表示。在部分聚合的条带(102)中，液晶(204)仍可发生旋转，但由于聚合物基质的不同的物理性质会提供不同的折射率。
回到图3A，如图中所示，当不向屏幕防窥装置(100)施加电压时，第一条带(102-1)和第二条带(102-2)中的液晶(204)均不是彼此定向排列的。由于具有两条非定向排列的液晶(204)的条带(102-1,102-2)，该屏幕防窥装置(100)可以说是处于第一模式，或共享模式。也就是说，不定向排列的液晶(204)由于其不同的角度，在各个角度上反射光，从而提供相比于私密模式更宽的显示屏幕视角。
图3B示出了向屏幕防窥装置(100)施加电压的状态。在本实例中，施加电压使第一条带(102-1)中的液晶(204)定向排列。施加电压也使第二条带(102-2)中的液晶(204)定向排列。然而，由于第二条带(102-2)包括部分聚合的PDLC化合物，折射率不同于第一条带(102-1)并且因此持续散射光至不同角度。然而，由于第一条带(102-1)中的液晶(204)现在定向排列，屏幕防窥装置(100)的总体光散射减少，从而产生了相比于图3A中所示的共享模式更窄的显示屏幕视野。
当仅有在多个角度上反射光的部分聚合的第二条带(102-2)(即，完全聚合的第一条带(102-1)在相同角度上反射光)时，该屏幕防窥装置(100)可以说是处于第二模式，或私密模式。也就是说，由于第一条带(102-1)液晶(204)现在是定向排列的，并且光通过那些条带反射，因此相比于第一条带(102-1)和第二条带(102-2)均具有非定向排列的液晶(204)的情形，能够为显示屏幕提供更窄的视角。因此，本屏幕防窥装置(100)提供了显示屏幕视野的选择性收窄。进一步，由于第一条带(102-1)和第二条带(102-2)之间的折射率不同，因此在第一条带(102-1)和第二条带(102-2)的界面上，光会在更宽的角度上被折射，从而提供更窄的视野。
图4是指出根据本文所述原理的实例针对特定PDLC化合物的部分聚合区(412)、完全聚合区(414)和超量区(416)的表格(406)。如上所述，PDLC化合物可以被部分聚合、完全聚合、或过度聚合，其各自对PDLC化合物的光散射性质造成影响。表格(406)的x-轴(408)为表示暴露于紫外光能量的紫外剂量。y-轴(410)表示所得到的折射率。如图4中的表格(406)所示，在聚合的初始阶段期间，即，在部分聚合区(412)中，随着聚合物基质从液态变为固态，折射率也发生变化。如果聚合在该部分聚合区(412)中结束，则所得到的PDLC化合物可以被称作部分聚合的PDLC化合物。
一旦达到阈值剂量，即表示完全聚合的区(414)的开始，折射率稳定化，或者饱和。这可以是由于整体聚合物基质的固化。如果聚合在完全聚合区(414)中结束，则所得到的PDLC化合物可以被称作完全聚合的PDLC化合物。
如果紫外剂量增加至超过阈值剂量的预定量，即，在超量区(416)中，则PDLC化合物中的液晶(图2,204)可能不发生运动。例如，超量界限可以是超过阈值剂量1.5倍。如果聚合在该超量区(416)中结束，则所得到的PDLC化合物可以被称作超量的PDLC化合物。
图5是用于形成根据本文所述原理的实例的具有交替PDLC条带(图1,102)的屏幕防窥装置(图1,100)的方法(500)的流程图。
根据该方法(500)，将第一聚合处理施加(方框501)于PDLC化合物。也就是说，PDLC化合物可以设置在表面上并且可以暴露于紫外光能量或者使PDLC化合物变硬和/或使PDLC化合物的物理性质发生其他变化的任何其他能量。第一聚合处理的特征可以指示PDLC化合物聚合的程度。例如，第一聚合处理可以部分聚合该PDLC化合物。在本实例中，可使PDLC化合物暴露于紫外光一段时间以部分地且不完全地聚合PDLC化合物。
在另一实例中，第一聚合处理可以使PDLC化合物完全聚合。在本实例中，PDLC化合物可以暴露于紫外光更长一段时间以使得PDLC化合物完全聚合。也就是说，完全聚合与部分聚合PDLC化合物之间的区别可以是该PDLC化合物暴露于紫外光的时间的量。在另一实例中，该区别可以是PDLC化合物暴露的紫外光的波长和/或温度。作为施加(方框501)第一聚合处理的结果，PDLC化合物的整个表面发生类似的聚合，并且具有相似的光散射性质。
然后将掩模施加(方框502)至PDLC化合物的交替条带。该掩模可以是在聚合中使用的紫外光或其他能量不能透过的。施加掩模(方框502)以使得第二聚合处理仅影响未掩蔽的条带(图1,102)。
然后向该未掩蔽的PDLC化合物施加第二聚合处理(方框503)。由此，那些被掩模覆盖的部分不会继续发生聚合，因为在第二聚合处理期间其未暴露于所施加的紫外光或其他能量(方框503)。然而，那些未掩蔽的部分通过紫外光或其他能量继续发生聚合。因此，这种方法(500)产生了具有已发生不同程度聚合以使其具有不同光散射性质的相邻条带(图1,102)的交替条带(图1,102)。从而产生了每一相邻条带(图1,102)具有不同光散射性质的具有条带的PDLC屏幕防窥装置(图1,100)。
图6A-图6C是形成根据本文所述原理的实例的具有交替的PDLC条带(图1,102)的屏幕防窥装置(图1,100)的图示。具体地，图6A示出了将第一聚合处理施加于PDLC化合物(618)的应用。也就是说，紫外光或其他能量源(620)辐照改变PDLC化合物(618)的组成的能量束。例如，紫外光可导致聚合物基质变硬。该处理可具有可影响PDLC化合物(618)的光散射性质的各种特征。PDLC化合物(618)暴露于能量源(620)的时长是特征的一个实例。
在一个实例中，第一聚合处理可以部分聚合PDLC化合物(618)。也就是说，暴露时间可以不足以使折射率饱和。在另一实例中，第一聚合处理完全聚合PDLC化合物(618)。在本实例中，暴露时间可以比部分聚合的时间长，并且可以使PDLC基质的折射率饱和。不论哪种情况，第一聚合处理可以被定义为其使PDLC化合物(618)发生聚合的程度小于第二聚合处理。当特别提到作为能量处理的特征的暴露时间时，也存在其他特征，包括能量源(620)的强度、波长和/或温度。
在第一聚合处理之后，如图6B中所示，将掩模(622)放置于PDLC化合物(618)的交替区上。该掩模(622)可由通过能量源(620)发射的光束不能透过的材料形成，从而位于该掩模(622)正下方的PDLC化合物(618)随后不发生聚合。
然后，如图6C中所示，实施第二聚合处理。鉴于被掩模(622)覆盖的部分不受来自能量源(620)的能量束的进一步影响，而那些暴露的部分受能量束的进一步影响，第二聚合处理后的结果是由虚线表示的条带状PDLC化合物(618)，其中相邻条带中的PDLC化合物(618)具有不同的光散射性质。
在第一聚合处理使PDLC化合物(618)发生部分聚合的情形中，第二聚合处理可以完全聚合暴露的条带(图1,102)。在第一聚合处理使PDLC化合物(618)发生完全聚合的实例中，第二聚合处理可以超量暴露条带(图1,102)。不论哪种情况，结果可以是较少聚合或者已暴露于减少剂量的能量源(620)的PDLC化合物(618)的条带(图1,102)，更多聚合的或者已暴露于更高剂量的能量源(620)的交替条带(图1,102)。
在一些实例中，第一聚合处理和第二聚合处理之间可以存在差异。也就是说，特征可以是不同的。在第一聚合处理和第二聚合处理之间可以不同的特征的实例包括暴露时间、暴露强度、暴露波长、暴露温度和/或能量源(620)的类型。
图7A和图7B是根据本文所述原理的实例的具有交替的PDLC条带(图1,102)的屏幕防窥装置(100)的显示装置(724)的图示。具体地，图7A示出了设置在屏幕(726)上的屏幕防窥装置(100)，图7B示出了位于屏幕(726)下方的屏幕防窥装置(100)。注意，图7A和图7B中所示的元件并不是按比例绘制的，并且放大了一些组件以供参考。
为了产生视频输出，显示装置(724)包括屏幕(726)。屏幕(726)可以包括允许向用户(例如，观看者)电传输和输出信息的任何装置或其部件。信息可以是视频或音频，以及其他形式的信息呈现。在一个实例中，屏幕(726)具有至少显示视频信号的能力。在一个实例中，屏幕(726)是电子可视显示器。屏幕(726)可以是电子装置的一部分。如本说明书和所附权利要求书中所使用的，本文的电子装置是指包括电路的任何装置。电子装置可以是是消费者电子装置。电子装置的实例包括便携/可移动电子装置、电视、电脑、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和游戏机等其他电子装置。电子装置的屏幕可以是指监示器、液晶显示器(“LCD”)、有机发光二极管(“OLED”)显示器、聚合物发光二极管(“PLED”)显示器、等离子体显示器、电润湿显示器和双稳态显示器。双稳态显示器的实例包括电泳显示器、胆甾相液晶显示器和基于MEMS的显示器。也可以包括其他类型的电子显示器。
如本文所述的屏幕防窥装置(100)设置在屏幕(726)的顶部或下方，其中PDLC化合物(图6,618)被划分成条带(图1,102)，不同条带(图1,102)中的PDLC化合物(图6,618)具有不同的光散射性质。如上所述，在电压电势的施加下，屏幕防窥装置(100)改变了PDLC化合物(图6,618)的光散射模式。因此，显示装置(724)包括设置在PDLC化合物(图6,618)的相对表面上的电极对(730-1,730-2)，从而横跨屏幕防窥装置(100)选择性施加电压电势。
电极(730)可以包括透明导电膜。透明导电膜可由无有机材料、有机材料或二者形成。无机材料的实例包括透明导电氧化物，比如氧化铟锡、氟掺杂氧化锡和掺杂氧化锌以及其他透明导电氧化物。有机材料的实例包括碳纳米管、石墨烯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)。在一个实例中，电极(730)包括In2O3:Sn和SnO2:F中的至少一种。导电性电极(730)可以提供适合的电极以用于横跨屏幕防窥装置(100)施加电压。
显示装置(724)包括控制器(728)，以将电压传递至电极对(730)从而在共享模式和私密模式之间选择性切换屏幕防窥装置(100)。也就是说，当不施加电压时，屏幕防窥装置(100)可以说是处于共享模式，其中液晶(图2,204)不是定向排列的，因此在多个方向上散射从屏幕(726)发出的光。相较之下，控制器(728)可以通过例如向一个电极(730-1)传递第一电压并同时使另一个电极(730-2)保持接地来在电极(730)之间选择性产生电压电势。这样的电压电势使屏幕防窥装置(100)处于私密模式，其中液晶(图2,204)是定向排列的并且在相同角度反射全部光，从而减小屏幕(726)的整体视角。
在一些实例中，不同的电压可将屏幕防窥装置(100)设置成不同程度的透明度。例如，一种值的电压可将屏幕防窥装置(100)设置成更透明的状态，而第二值的电压可将屏幕防窥装置(100)设置成不太透明的状态。换句话说，一种值的电压可以通过将液晶(图2,204)设置为特定的倾斜角来实现较大的隐私控制，并且不同值的电压可通过将液晶(图2,204)设置为带来不同程度私密性控制的不同倾斜角来实现较少的隐私控制。
总而言之，利用这样的防窥屏装置：1)提供在显示屏幕上呈现的隐私或保密信息的增强的安全性；2)提供单层的私密性，得到更薄且更成本有效的屏幕防窥装置；3)以降低的能耗水平提供屏幕私密性；4)当处于共享模式时，提供更大的视角；以及5)易于制造。然而，本文公开的装置可以解决许多技术领域中的其他问题和不足。

Claims (6)

1.一种屏幕防窥装置，包含：
聚合物分散的液晶化合物的第一条带，所述第一条带具有第一光散射性质；和
所述聚合物分散的液晶化合物的第二条带，所述第二条带具有第二光散射性质，
其中：
所述第二光散射性质与所述第一光散射性质不同；且
所述第一条带和所述第二条带沿所述屏幕防窥装置的尺寸交替，
其中，当不向所述屏幕防窥装置施加电压时，所述第一条带和所述第二条带中的液晶均是非定向排列的，并且
其中，当向所述屏幕防窥装置施加所述电压时：
所述第一条带中的液晶是定向排列的；且
所述第二条带中的液晶是非定向排列的。
2.一种屏幕防窥装置，包含：
聚合物分散的液晶化合物的第一条带，所述第一条带具有第一光散射性质；和
所述聚合物分散的液晶化合物的第二条带，所述第二条带具有第二光散射性质，
其中：
所述第二光散射性质与所述第一光散射性质不同；且
所述第一条带和所述第二条带沿所述屏幕防窥装置的尺寸交替，
其中，当不向所述屏幕防窥装置施加电压时：
所述第一条带和所述第二条带中的液晶均是非定向排列的；且
所述第二条带中的所述聚合物分散的液晶化合物是部分聚合的，并且
其中，当向所述屏幕防窥装置施加所述电压时：
所述第一条带和第二条带中的液晶是定向排列的；且
所述第二条带中的所述聚合物分散的液晶化合物是部分聚合的。
3.一种用于形成屏幕防窥装置的方法，包括：
向聚合物分散的液晶化合物施加第一聚合处理；
向所述聚合物分散的液晶化合物的交替条带施加掩模；以及
向未掩蔽的聚合物分散的液晶化合物施加第二聚合处理以形成所述聚合物分散的液晶化合物的交替条带，所述交替条带具有不同的光散射性质，
其中：
所述第一聚合处理使所述聚合物分散的液晶化合物完全聚合；
所述第二聚合处理使所述聚合物分散的液晶化合物的暴露的条带超量，并且
所述第二聚合处理具有与所述第一聚合处理不同的特征。
4.一种用于形成屏幕防窥装置的方法，包括：
向聚合物分散的液晶化合物施加第一聚合处理；
向所述聚合物分散的液晶化合物的交替条带施加掩模；以及
向未掩蔽的聚合物分散的液晶化合物施加第二聚合处理以形成所述聚合物分散的液晶化合物的交替条带，所述交替条带具有不同的光散射性质，
其中：
所述第一聚合处理使所述聚合物分散的液晶化合物部分聚合；
所述第二聚合处理使所述聚合物分散的液晶化合物的暴露的条带完全聚合，并且
所述第二聚合处理具有与所述第一聚合处理不同的特征。
5.一种显示装置，包含：
屏幕，以产生可视输出；
设置在所述屏幕上的屏幕防窥装置，所述屏幕防窥装置包含被划分为交替条带的聚合物分散的液晶化合物，其中当施加电压时，相邻条带具有不同的光散射性质；
设置在所述聚合物分散的液晶化合物的相对面上的电极对，以横跨所述聚合物分散的液晶化合物选择性施加电压电势；以及
控制器，将电压传递至所述电极对，从而在第一模式和第二模式之间选择性切换所述聚合物分散的液晶化合物，
其中：
第一条带是完全聚合的条带；且
第二条带是超量的，
其中：
当处于所述第一模式时：
所述完全聚合的条带中的液晶彼此不是定向排列的；且
所述超量条带中的液晶彼此不是定向排列的；以及
当处于第二模式时，
所述完全聚合的条带中的液晶是彼此定向排列的；且
所述超量条带中的液晶彼此不是定向排列的。
6.一种显示装置，包含：
屏幕，以产生可视输出；
设置在所述屏幕上的屏幕防窥装置，所述屏幕防窥装置包含被划分为交替条带的聚合物分散的液晶化合物，其中当施加电压时，相邻条带具有不同的光散射性质；
设置在所述聚合物分散的液晶化合物的相对面上的电极对，以横跨所述聚合物分散的液晶化合物选择性施加电压电势；以及
控制器，将电压传递至所述电极对，从而在第一模式和第二模式之间选择性切换所述聚合物分散的液晶化合物，
其中：
第一条带是完全聚合的条带；
第二条带是部分聚合的，并且
当在所述第一模式中所述完全聚合的条带和所述部分聚合的条带中的液晶彼此错位排列时；并且
当在所述第二模式中所述完全聚合的条带和所述部分聚合的条带中的液晶彼此定向排列时，
所述部分聚合的条带与所述完全聚合的条带具有不同的折射率。
CN201880092266.XA 2018-07-02 2018-07-02 具有交替的聚合物分散的液晶条带的屏幕防窥装置 Active CN111936920B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2018/040638 WO2020009693A1 (en) 2018-07-02 2018-07-02 Screen privacy devices with alternating polymer-dispersed liquid crystal bands

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111936920A CN111936920A (zh) 2020-11-13
CN111936920B true CN111936920B (zh) 2023-09-01

Family

ID=69059775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880092266.XA Active CN111936920B (zh) 2018-07-02 2018-07-02 具有交替的聚合物分散的液晶条带的屏幕防窥装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11009728B2 (zh)
EP (1) EP3743767A4 (zh)
CN (1) CN111936920B (zh)
WO (1) WO2020009693A1 (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102707481A (zh) * 2012-03-15 2012-10-03 京东方科技集团股份有限公司 液晶显示面板及其制作方法、液晶显示器
WO2015185083A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-10 Vertu Corporation Limited Dynamic privacy filter
CN106019688A (zh) * 2016-07-15 2016-10-12 深圳市华星光电技术有限公司 视角控制元件及制造方法、液晶显示装置
CN106154604A (zh) * 2016-08-19 2016-11-23 京东方科技集团股份有限公司 防窥膜及防窥系统、显示基板及显示装置
CN106802499A (zh) * 2016-08-30 2017-06-06 苏州汉朗光电有限公司 防窥显示器
CN107636521A (zh) * 2015-07-30 2018-01-26 惠普发展公司，有限责任合伙企业 具有聚合物分散液晶的设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1175639A4 (en) 1999-04-06 2006-04-19 Reveo Inc ELECTRO-OPTICAL GLAZING STRUCTURES HAVING DIFFUSION AND TRANSPARENCY OPERATING MODES
JP3999206B2 (ja) * 2004-02-05 2007-10-31 シャープ株式会社 視野角制御素子およびそれを用いた映像表示装置
US20060044290A1 (en) 2004-08-24 2006-03-02 Hurwitz Roger A Electronic privacy filter
JP4382791B2 (ja) * 2006-05-16 2009-12-16 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 光線方向制御素子の製造方法
US20080107830A1 (en) * 2006-11-03 2008-05-08 Motorola, Inc. Image-providing apparatus and method for communication device
US9229261B2 (en) 2011-09-30 2016-01-05 3M Innovative Properties Company Electronically switchable privacy film and display device having same
CN105074543B (zh) 2013-03-13 2018-10-23 3M创新有限公司 电子可切换的保密装置
WO2016137453A1 (en) 2015-02-25 2016-09-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electronic displays
WO2016140996A1 (en) * 2015-03-03 2016-09-09 Corning Incorporated Privacy filter
US20170269400A1 (en) 2016-03-17 2017-09-21 Polytronix, Inc. Polymeric Dispersed Liquid Crystal Light Shutter Device and System and Method for Forming the Same
CN107632334B (zh) * 2016-07-18 2019-08-02 北京灵犀微光科技有限公司 聚合物分散液晶全息光栅的制备系统及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102707481A (zh) * 2012-03-15 2012-10-03 京东方科技集团股份有限公司 液晶显示面板及其制作方法、液晶显示器
WO2015185083A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-10 Vertu Corporation Limited Dynamic privacy filter
CN107636521A (zh) * 2015-07-30 2018-01-26 惠普发展公司，有限责任合伙企业 具有聚合物分散液晶的设备
CN106019688A (zh) * 2016-07-15 2016-10-12 深圳市华星光电技术有限公司 视角控制元件及制造方法、液晶显示装置
CN106154604A (zh) * 2016-08-19 2016-11-23 京东方科技集团股份有限公司 防窥膜及防窥系统、显示基板及显示装置
CN106802499A (zh) * 2016-08-30 2017-06-06 苏州汉朗光电有限公司 防窥显示器

Also Published As

Publication number Publication date
CN111936920A (zh) 2020-11-13
EP3743767A4 (en) 2021-08-11
US11009728B2 (en) 2021-05-18
WO2020009693A1 (en) 2020-01-09
US20200400980A1 (en) 2020-12-24
EP3743767A1 (en) 2020-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106292030B (zh) 一种显示面板、其制作方法及显示装置
JP3271695B2 (ja) バックライト光源および液晶表示装置
CN101498872B (zh) 以光散射模式工作的液晶设备
WO2017215546A1 (en) Light guide plate, backlight assembly, display apparatus, and control method thereof
JP2018021974A (ja) 表示装置
KR20130037600A (ko) 스마트 윈도우 디스플레이
CN107632727B (zh) 触摸显示屏及其制备方法、显示装置和驱动方法
US11796843B2 (en) Viewing angle control device and display apparatus
CN107636521B (zh) 具有聚合物分散液晶的设备
WO2014206018A1 (zh) 半透半反显示面板及其制备方法、显示装置
TW202134754A (zh) 顯示裝置
CN108983447B (zh) 显示设备
CN204101759U (zh) 一种透光膜、显示面板及显示器
CN111936920B (zh) 具有交替的聚合物分散的液晶条带的屏幕防窥装置
JP4946754B2 (ja) 圧力書き込み型表示装置
JP4363225B2 (ja) 表示装置
CN112005163A (zh) 具有成角度聚合物分散液晶通道的屏保密性设备
CN113272726B (zh) 显示面板、显示装置及显示面板制造方法
TW201839470A (zh) 主動式防窺裝置
JP2003195362A (ja) 電気泳動表示装置および電子機器
JP2007047206A (ja) 光学シート、電界制御型パネル、照明装置、液晶表示装置、および光学シートの製造方法
TWI834309B (zh) 調光裝置
CN113126353B (zh) 隐私保护膜和包括该隐私保护膜的液晶显示装置
US20240126133A1 (en) Light path control device
KR102668417B1 (ko) 협시야각 및 광시야각의 조절이 가능한 시야각제어부 및 이를 구비한 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant