CN208367392U - 光学元件、显示器件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光学元件，包括有透明基板和设置于所述透明基板上的电致变色层及导电电极，所述导电电极与所述电致变色层连接，所述电致变色层包括多条在平行于所述透明基板表面的平面上间隔设置的电致变色线条，所述电致变色线条由电致变色材料制成，所述电致变色线条在不通电时透明，在通电时为半透明或者不透明；该光学元件能够在电场的作用下改变电致变色线条的颜色，从而改变该光学元件的视角，且不会出现颜色不均匀的现象，可以给用户更好的使用体验。本申请还提供一种显示器件和电子设备。

Description

光学元件、显示器件及电子设备

技术领域

本实用新型涉及光学元件，特别涉及一种可以改变视角大小的光学元件、显示器件及电子设备。

背景技术

现如今，各种电子设备充斥在人们的生活中，如电脑、手机等已经成为人们生活中必不可少的工具。但是现有的手机、电脑等电子设备的显示屏的视角一般比较广，从显示屏的侧面也可以看到显示屏上面的内容。而有些用户比较看重个人隐私，自己手机或者电脑上的内容有时候不希望别人看到，而有些时候又需要方便别人看到自己手机或者电脑上的内容，因此我们需要设计一种可以调节视角的元件，并将其应用到电子设备上。

现有技术中，已经有可以调节视角的光学元件，该光学元件包括一层透明基膜，在透明基膜上设置多个条状的储存单元，在储存单元内有电泳液以及悬浮在电泳液中的黑色带电粒子(也可以是其他颜色)，在储存单元的两端设置导电薄膜，通过给导电薄膜施加定向电压，使带电粒子移动聚集在储存单元的一端，而光学元件的其他位置呈透明状，此时，光学元件的视角较大，使用该光学元件的手机或者电脑的视角也大；通过给两端的导电薄膜施加交变电压，使带电粒子均匀的分散于储存单元内，此时条状的储存单元呈现黑色，可以阻隔一定范围内的斜射光线，从而使该光学元件的视角变小，进而改变使用该光学元件的手机、电脑等电子设备的视角，使其视角可以调整大小。

虽然使用电泳原理制造的光学元件的视角可以调整，然而使带电粒子均匀分散的交变电压的大小和接通时间却不好控制，如果电压的大小以及施加电压的时间控制不好，容易出现带电粒子在条状的储存单元内分布不均匀的情况，影响该光学元件的性能。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种性能好的光学元件，以及使用该光学元件的显示器件和电子设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种光学元件，包括有透明基板和设置于所述透明基板上的电致变色层及导电电极，所述导电电极与所述电致变色层连接，所述电致变色层包括多条在平行于所述透明基板表面的平面上间隔设置的电致变色线条，所述电致变色线条由电致变色材料制成，所述电致变色线条在不通电时透明，在通电时为半透明或者不透明。

优选地，所述电致变色材料为有机电致变色材料或无机电致变色材料。

优选地，所述电致变色线条的厚度为10-100um；和/或，所述电致变色线条的宽度为10-100um；和/或，所述两个相邻电致变色线条之间的间距为10-500um。

优选地，所述多条电致变色线条平行设置或者呈网格状分布。

优选地，所述电致变色线条的厚度与所述相邻电致变色线条之间的间距之比为1:50-10:1；和/或，所述电致变色线条的宽度与所述相邻电致变色线条之间的间距之比为1:50-10:1。

优选地，所述导电电极包括第一透明导电薄膜和第二透明导电薄膜，所述透明基板、第一透明导电薄膜、电致变色层和第二透明导电薄膜依次层叠连接。

优选地，所述第一透明导电薄膜和第二透明导电薄膜之间还设置有位于所述电致变色层周侧的支撑块。

优选地，至少部分电致变色线条的两端分别连接有导电电极。

优选地，还包括透明保护层，所述透明基板、电致变色层和透明保护层依次层叠连接，所述透明保护层和透明基板之间还设置有位于所述电致变色层周侧的支撑块。

优选地，所述电致变色层包括透明封装结构，所述透明封装结构内形成有多个间隔设置的凹槽，所述凹槽内填充有所述电致变色材料，形成所述电致变色线条。

本实用新型还提供一种显示器件，包括显示层以及上述光学元件，所述光学元件设置于所述显示层的观察侧、并覆盖所述显示层。

本实用新型还提供一种电子设备，包括上述显示器件和控制器、控制开关，所述控制器与所述控制开关、显示器件及导电电极连接，所述控制开关用于控制所述导电电极通断电。

优选地，所述导电电极通电状态时，所述电子设备的最大显示视角为60-100度之间，所述导电电极断电状态时，所述电子设备的最大显示视角为120-180度之间

本实用新型提供的光学元件利用电致变色材料在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，通过给导电电极通断电从而使电致变色材料在透明和半透明或者不透明的状态下的转换，从而改变该光学元件的视角；由于电致变色材料在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应，得失电子，从而使材料的颜色发生变化，该反应稳定、可逆，不会存在颜色不均匀的现象，光学效果更好。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型优选实施例更具体说明，本实用新型上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。

图1为本实用新型的光学元件的优选实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的光学元件的另一优选实施例的结构示意图；

图3为本实用新型的光学元件的优选实施例的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的光学元件的另一优选实施例的俯视结构示意图；

图5和图6为本实用新型的光学元件的其他优选实施例的俯视结构示意图；

图7为本实用新型的显示器件的结构示意图；

图8为本实用新型的光学元件改变显示器件的视角的原理图；

图9为本实用新型的电子设备的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1-9所示，本实用新型实施例提供一种光学元件，包括有透明基板1和设置于透明基板1上的电致变色层3及导电电极2，导电电极2与电致变色层3连接。电致变色层3包括多条在平行于透明基板1表面的平面上间隔设置的电致变色线条31，电致变色线条31由电致变色材料制成，电致变色线条31在不通电时透明，在通电时为半透明或者不透明。例如，电致变色线条31可以在通电时呈黑色、绿色或者其他颜色，其透光率优选地在0-40％之间。导电电极2用于与其他电路连接，用于在电致变色层3上施加电信号。需要说明的是，如果通过导电电极2在电致变色线条31上施加连续的脉冲信号，相邻脉冲信号之间的时间间隔很短，则两个脉冲信号之间的时间段电致变色线条31依然是半透明或者不透明的状态，因此电致变色线条31在两个连续脉冲信号之间的时间也被视为处于通电状态，下述通电状态与此处的通电状态相同。该光学元件可以安装在显示设备的观察侧，当光学元件处于通电状态时，使得观察者能够看到显示设备的视角变得较小，而当不通电时，则观察视角与显示设备自身的视角相同。

电致变色材料为有机电致变色材料或无机电致变色材料，在优选实施例中，电致变色材料为三氧化钨，在其他优选实施例中，电致变色材料也可以为五氧化二钒、聚噻吩类及其衍生物、紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物等电致变色材料中的一种或几种。

如图3所示，在优选实施例中，多条电致变色线条31呈网格状分布，且电致变色线条31重叠处的厚度不增加，厚度均匀使电致变色线条31的颜色更加均匀，效果更好，给导电电极2通电，网格状分布的电致变色线条31在电场的作用下由无色透明变为半透明或者不透明，可以阻隔斜射出的光线，减小光学元件各个方向的视角；给导电电极2断电，电致变色线条31恢复无色透明，光学元件的视角恢复正常。

如图4所示，在另一优选实施例中，多条电致变色线条31平行设置，且电致变色线条31为直线，给导电电极2通电，电致变色线条31在电场的作用下由透明变成半透明或者不透明，可以阻隔一部分斜射出的光线，减小垂直于电致变色线条31方向上的视角；给导电电极2断电，电致变色线条31恢复透明状态，光学元件的视角恢复正常。

在优选实施例中，电致变色线条31的厚度与两个相邻电致变色线条31之间的间距之比为1:50-10:1。当该比值过大时(例如两个相邻电致变色线条31之间的间距很小)，会导致位于电致变色线条31下面的部分显示层的光线被完全阻挡，该部分显示层无法被人眼看到，人眼看到的显示层会不完整；而当该比值过小时(例如两个相邻电致变色线条31之间的间距很大)，电致变色线条31对改变视角的作用不大，即使电致变色线条31为半透明或者不透明，该光学元件的视角依然很大。

在优选实施例中，所述电致变色线条的厚度为10-100um，电致变色线条31的宽度为10-100um，两个相邻电致变色线条31之间的间距为为10-500um。当电致变色线条31的宽度过大、而两个相邻电致变色线条31之间的距离过小时，会导致位于电致变色线条31下面的部分显示层的光线被完全阻挡，该部分显示层无法被人眼看到，人眼看到的显示层会不完整；当电致变色线条31的宽度过小、而两个相邻电致变色线条31之间的距离过大时，电致变色线条31对改变视角的作用不大，即使电致变色线条31为半透明或者不透明，该光学元件的视角依然很大。

在优选实施例中，电致变色线条31的宽度与相邻电致变色线条31之间的间距之比为1:50-10:1。当该比值过大时(例如电致变色线条31的宽度很大)，会导致位于电致变色线条31下面的部分显示层的光线被完全阻挡，该部分显示层无法被人眼看到，人眼看到的显示层会不完整；而当该比值过小时(例如相邻电致变色线条31之间的间距很大)，电致变色线条31对改变视角的作用不大，即使电致变色线条31为半透明或者不透明，该光学元件的视角依然很大。

如图1所示，在优选实施例中，导电电极2包括第一透明导电薄膜21和第二透明导电薄膜22，透明基板1、第一透明导电薄膜21、电致变色层3和第二透明导电薄膜22依次层叠连接。在优选实施例中，电致变色层3包括透明封装结构32，透明封装结构32内形成有多个间隔设置的凹槽，凹槽内填充有电致变色材料，形成电致变色线条31，透明封装结构32保护电致变色线条31。第一透明导电薄膜21和第二透明导电薄膜22与电致变色线条31接触形成电连接。如图2所示，在另一优选实施例中，在第一透明导电薄膜21和第二透明导电薄膜22之间设置支撑块4，支撑块4环绕电致变色线条31的外周设置，支撑块4的厚度大于或者等于电致变色线条31的厚度，起到保护电致变色线条31的作用，避免电致变色线条31被压坏。如此，透明封装结构32可以有效保护电致变色线条31，避免电致变色线条31损坏。由于电致变色层3的厚度很小，第一透明导电薄膜21和第二透明导电薄膜22又与电致变色层3直接接触，给第一透明导电薄膜21和第二透明导电薄膜22施加电信号，可以使电致变色层3瞬间变色，相对现有技术，变色速度更快。

如图2所示，在另一优选实施例中，光学元件还包括透明保护层5，透明基板1、电致变色层3和透明保护层5依次层叠连接。导电电极2位于透明基板1和透明保护层5之间。透明保护层5和透明基板1之间还设置有位于电致变色层3周侧的支撑块4，支撑块4位于导电电极2的外部，保护导电电极2和电致变色层3，至少部分电致变色线条31的两端分别连接有导电电极2。请参考图4，当电致变色线条31平行设置时，该光学元件具有两个导电电极2，两个导电电极2分别设置于多个电致变色线条31的两端，每个导电电极2均与全部电致变色线条31的一端连接。请参考图5，当电致变色线条31呈网格状设置时，导电电极3设置设置有两个，两个导电电极3位于电致变色线条31的两侧。请参考图6，当电致变色线条31呈网格状设置时，导电电极3设置有四个，四个导电电极3位于电致变色线条31的四周，且连接正电的导电电极2和连接负电的导电电极2之间绝缘。

电致变色线条31采用化学氧化法、电化学沉积法或者旋涂法形成在透明基板1上。

如图7所示，本实用新型实施例还提供一种显示器件，包括显示层30以及上述任意实施例所述的光学元件10，光学元件10设置于显示层30的观察侧、并覆盖所述显示层30。具体来说，光学元件10可以贴附于显示层30的观察侧表面上。在优选实施例中，显示层30可以为OLED显示层、电泳显示层、电润湿显示层、液晶显示层等。在另一优选实施例中，显示器件还包括触摸控制层20，光学元件10、触摸控制层20及显示层30层叠连接，触摸控制层20可以位于光学元件10与显示层30之间，也可以位于光学元件10的观察侧，使该显示器件具有触摸控制功能。

如图8所示，假设显示层30上发光点B距离其两侧的电致变色线条31的垂直距离相同，且电致变色线条31处于不透明或者半透明的状态。当光学元件10上相邻两个电致变色线条31之间的距离为a、电致变色线条31的宽度为b、电致变色线条31的厚度为c时，该显示器件的显示层的最大视角为55°，由此说明，电致变色线条31可以改变显示器件的视角；当相邻两个电致变色线条31之间的距离为a、电致变色线条31的宽度为b、电致变色线条31的厚度为c/2时，该显示器件的显示层的最大视角为75°，由此说明，电致变色线条的厚度越小，该显示器件的视角越大；当相邻两个电致变色线条31之间的距离为3a+2b、电致变色线条31的宽度为b、电致变色线条31的厚度为c时，该显示器件的显示层的最大视角为124°，由此说明，相邻电致变色线条之间的距离越大，该显示器件的视角就越大。当断电电致变色线条31变为无色时，该显示器件的显示层的视角恢复正常。

如图9所示，本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括上述任意实施例所述的显示器件100和控制器200、控制开关300，控制器200与控制开关300、显示器件100及导电电极2连接，控制开关300用于控制导电电极2通断电。控制开关300可以为实体的开关、也可以为触摸屏上的滑动开关，给导电电极2通电时，电致变色线条31由无色透明变为半透明或者不透明，此时该电子设备的显示器件100的视角变小；给导电电极2断电时，电致变色线条31恢复无色透明的状态，此时电子设备的显示器件100恢复正常的视角，通过给导电电极2通断电实现改变电子设备的视角。在优选实施例中，导电电极2通电状态时，电子设备的最大显示视角为60-100度之间，导电电极2断电状态时，电子设备的最大显示视角为120-180度之间。

本实用新型提供的光学元件利用电致变色材料在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，通过给导电电极通断电从而使电致变色材料在透明和半透明或者不透明的状态下的转换，从而改变该光学元件的视角；由于电致变色材料在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应，得失电子，从而使材料的颜色发生变化，该反应稳定、可逆，不会存在颜色不均匀的现象，光学效果更好。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种光学元件，其特征在于，包括有透明基板和设置于所述透明基板上的电致变色层及导电电极，所述导电电极与所述电致变色层连接，所述电致变色层包括多条在平行于所述透明基板表面的平面上间隔设置的电致变色线条，所述电致变色线条由电致变色材料制成，所述电致变色线条在不通电时透明，在通电时为半透明或者不透明。

2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述电致变色材料为有机电致变色材料或无机电致变色材料。

3.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述电致变色线条的厚度为10-100um；和/或，所述电致变色线条的宽度为10-100um；和/或，所述两个相邻电致变色线条之间的间距为10-500um。

4.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述多条电致变色线条平行设置或者呈网格状分布。

5.如权利要求4所述的光学元件，其特征在于，所述电致变色线条的厚度与所述相邻电致变色线条之间的间距之比为1:50-10:1；和/或，所述电致变色线条的宽度与所述相邻电致变色线条之间的间距之比为1:50-10:1。

6.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述导电电极包括第一透明导电薄膜和第二透明导电薄膜，所述透明基板、第一透明导电薄膜、电致变色层和第二透明导电薄膜依次层叠连接。

7.如权利要求6所述的光学元件，其特征在于，所述第一透明导电薄膜和第二透明导电薄膜之间还设置有位于所述电致变色层周侧的支撑块。

8.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，至少部分电致变色线条的两端分别连接有导电电极。

9.如权利要求8所述的光学元件，其特征在于，还包括透明保护层，所述透明基板、电致变色层和透明保护层依次层叠连接，所述透明保护层和透明基板之间还设置有位于所述电致变色层周侧的支撑块。

10.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述电致变色层包括透明封装结构，所述透明封装结构内形成有多个间隔设置的凹槽，所述凹槽内填充有所述电致变色材料，形成所述电致变色线条。

11.一种显示器件，其特征在于，包括显示层以及根据权利要求1至10中任一项所述的光学元件，所述光学元件设置于所述显示层的观察侧、并覆盖所述显示层。

12.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求11中所述的显示器件和控制器、控制开关，所述控制器与所述控制开关、显示器件及导电电极连接，所述控制开关用于控制所述导电电极通断电。

13.如权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述导电电极通电状态时，所述电子设备的最大显示视角为60-100度之间，所述导电电极断电状态时，所述电子设备的最大显示视角为120-180度之间。