CN209746322U - 基于液晶光阀的顶部显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于液晶光阀的顶部显示器，所述顶部显示器悬置于显示区域顶部，包括显示屏、防窥装置、液晶光阀控制装置。本实用新型通过在液晶光阀两侧设置两对不同形态的电极，实现显示隐私态和共享态的快速切换，根据观看显示屏的人数动态调整防窥状态，使视频观看人员尽可能多地聚集在显示屏正下方，便于其他人员快速通过显示区域和管理人员有效引流视频观看人员。

Description

基于液晶光阀的顶部显示器

技术领域

本实用新型涉及液晶光阀技术领域，具体而言涉及一种基于液晶光阀的顶部显示器。

背景技术

现有的防窥技术主要分为可动态切换防窥技术和不可动态防窥技术两种。

不可动态切换防窥技术有3M防窥膜，该技术只能固定在隐私态下使用，如果要切换为共享态，需要手工移除3M防窥膜，不方便，另外，该技术的显示屏在隐私态下会损失40％左右的显示屏亮度。

很多场合下会布设顶部显示器，例如博物馆、科技馆等。目前，前述区域的顶部显示器对显示区域人群完全开放，使得观看显示屏的人们分散在显示区域内，影响其他人员的通行。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种基于液晶光阀的顶部显示器，通过在液晶光阀两侧设置两对不同形态的电极，显示隐私态和共享态的快速切换，本实用新型所提及的基于液晶光阀的顶部显示器在共享态时的可视角度和亮度与未安装防窥装置时的可视角度和亮度几乎相同，在隐私态的下又能够得到很窄的可视角度；本实用新型能够根据观看显示屏的人数动态调整防窥状态，使视频观看人员尽可能多地聚集在显示屏正下方，便于其他人员快速通过显示区域和管理人员有效引流视频观看人员。

为达成上述目的，结合图1、图2，本实用新型提出一种基于液晶光阀的顶部显示器，所述顶部显示器悬置于显示区域顶部，包括显示屏、防窥装置、液晶光阀控制装置。

所述防窥装置安装、并且完全覆盖在显示屏正前方，其与显示屏之间设置有中间层。

所述防窥装置包括：

相对设置的第一基底板和第二基底板，第一基底板和第二基底板之间具有间隙。

朝向第二基底板、依次沉积在第一基底板上的第一导电电极层、第一绝缘层、第三导电电极层。

朝向第一基底板、依次沉积在第二基底板上的第二导电电极层、第二绝缘层、第四导电电极层。

夹在第一基底板和第二基底板之间的间隙内的PSCT液晶层。

所述第一导电电极层和第二导电电极层均为整面导电电极层。

所述第一基底板、第二基底板、第一导电电极层、第一绝缘层、第三导电电极层、第二导电电极层、第二绝缘层、第四导电电极层均采用透明材质制成。

所述第三导电电极层和第四导电电极层上蚀刻有栅状电极，所述第三导电电极层和第四导电电极层的栅状电极相对设置，具有以下特性：

由显示屏边缘至显示屏中心方向，第三导电电极层和第四导电电极层的导电区的宽度逐渐增加，以及

所述第三导电电极层和第四导电电极层的蚀刻区的宽度X和PSCT液晶层的厚度H满足以下关系：H/X>5，第三导电电极层和第四导电电极层的导电区的宽度W和PSCT液晶层的厚度H满足以下关系：H/W>1.5，W>X。

所述液晶光阀控制装置分别与第一导电电极层、第二导电电极层、第三导电电极层、第四导电电极层电连接，根据外部指令以调整第一导电电极层、第二导电电极层、第三导电电极层、第四导电电极层上的电压值。

以PSCT液晶层保持磨砂态不需要通电，保持清空态需要通电、显示屏横向显示为例。

1)当第一导电电极层、第二导电电极层、第三导电电极层、第四导电电极层上均未施加电信号，PSCT液晶层处于散射态，显示屏完全被遮挡。

2)当第一导电电极层和第二导电电极层上施加有电信号，整个PSCT液晶层被驱动至清空态，此时顶部显示器处于共享态，其可视角和普通显示屏相当。

3)当第三导电电极层和第四导电电极层上施加有电信号，未被蚀刻掉的区域变成清空态，而被蚀刻掉的区域仍保持散射态，形成百叶窗式的光栅，在两条光栅之间一定小角度内出射的光保持它原有的方向不变，画面清晰，而大于一定角度内出射的光被强烈散射，从而无法看清画面，从而将视角限定在一个窄视角内。

例如，当视频观看人数较少时，在第三导电电极层和第四导电电极层施加电信号，使顶部显示器的可视角局限在一个窄视角内，视频观看人员为了观看完整视频，将会被引导至顶部显示器正下方。

当视频观看人数较多时，在第一导电电极层和第二导电电极层上施加电信号，整个PSCT液晶层被驱动至清空态，此时顶部显示器处于共享态，其可视角和普通显示屏相当，整个显示区域的人员均可以观看到完整视频。

通过前述原理，根据视频观看人数，动态调整顶部显示器的可视角，使视频观看人员尽可能地聚集在顶部显示器正下方。

以上本实用新型的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于：

1)通过在液晶光阀两侧设置两对不同形态的电极，显示隐私态和共享态的快速切换。

2)在共享态时的可视角度和亮度与未安装防窥装置时的可视角度和亮度几乎相同，在隐私态的下又能够得到很窄的可视角度。

3)本实用新型还能够根据视频观看人数动态调整显示器的防窥状态，使视频观看人员尽可能地聚集在顶部显示器正下方。

4)结合环形栅状电极，实现顶部显示屏的多角度隐私显示。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是本实用新型的基于液晶光阀的顶部显示器的结构示意图。

图2是本实用新型的防窥装置的结构示意图。

图3是本实用新型的其中一种环状电极的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1，本实用新型提出一种基于液晶光阀的顶部显示器，所述顶部显示器悬置于显示区域顶部，包括显示屏300、防窥装置100、液晶光阀控制装置。

所述防窥装置100安装、并且完全覆盖在显示屏300正前方，其与显示屏300之间设置有中间层200。

本实用新型所提及的防窥装置100可直接应用在现有的宽视角显示器上，能够方便地在隐私态和共享态下进行快速切换。

结合图2，所述防窥装置100包括以下几个部分：

1)相对设置的第一基底板11和第二基底板19，第一基底板11和第二基底板19之间具有间隙。

2)朝向第二基底板19、依次沉积在第一基底板11上的第一导电电极层12、第一绝缘层13、第三导电电极层14。

3)朝向第一基底板11、依次沉积在第二基底板19上的第二导电电极层18、第二绝缘层17、第四导电电极层16。

4)夹在第一基底板11和第二基底板19之间的间隙内的PSCT液晶层15，PSCT液晶层15具有两种工作状态：透明状态和磨砂状态。

所述第一导电电极层12和第二导电电极层18均为整面导电电极层。

所述第一基底板11、第二基底板19、第一导电电极层12、第一绝缘层13、第三导电电极层14、第二导电电极层18、第二绝缘层17、第四导电电极层16均采用透明材质制成。

第一基底板11和第二基底板19可以采用玻璃、PET、PC、PMMA或其它任何有机和无机透明的材质，基底板厚度可以采用0-10mm。

第一导电电极层12、第二导电电极层18、第三导电电极层14、第四导电电极层16可以是纳米银线、碳纳米管、ITO、TZO等任何导电材料，优选的，导电电极层方阻可以采用0-1000Ω。

第一绝缘层13、第二绝缘层17可以是氧化硅、氮化硅等绝缘材料，透光性越高显示效果越佳，绝缘层厚度在0-20um。

PSCT液晶层15为向列相液晶、手性剂、可聚合液晶单体、引发剂的混合物经聚合反应后得到的一层物质，PSCT层厚度可以采用0-500um。

由前述可知，整个防窥装置100的厚度约为20mm左右，以及由于第一基底板11、第二基底板19、第一导电电极层12、第一绝缘层13、第三导电电极层14、第二导电电极层18、第二绝缘层17、第四导电电极层16均采用透光率较高的透明材质制成，当PSCT液晶层15处于透明状态时，防窥装置100的透光率极高，对显示屏300的显示效果影响极微。

结合图3，所述第三导电电极层14和第四导电电极层16上蚀刻有栅状电极，所述第三导电电极层14和第四导电电极层16的栅状电极具有以下特性：

由显示屏边缘至显示屏中心方向，第三导电电极层14和第四导电电极层16的导电区的宽度逐渐增加，以及

所述第三导电电极层14和第四导电电极层16的蚀刻区141的宽度X和PSCT液晶层的厚度H满足以下关系：H/X>5，第三导电电极层14和第四导电电极层16的导电区142的宽度W和PSCT液晶层的厚度H满足以下关系：H/W>1.5，W>X。

所述液晶光阀控制装置分别与第一导电电极层12、第二导电电极层18、第三导电电极层14、第四导电电极层16电连接，根据外部指令以调整第一导电电极层12、第二导电电极层18、第三导电电极层14、第四导电电极层16上的电压值。

该防窥装置100可以通过调整PSCT液晶层15的工作状态来设置两种工作模式：第一种工作模式，在保持隐私态时持续通电，在共享态时不需要通电；第二种工作模式，在保持共享态时持续通电，在隐私态时不需要通电，用户根据自身需求选择不同模式的防窥装置100，以降低能耗，例如，用户在共享态的使用时间长，则可以选用断电透明通电磨砂的PSCT液晶层15。

所述栅状电极为依次套接的若干个环状电极，相邻的环状电极之间如果通过ITO等方阻较大的导电材料连接，由于连接处的电极面积较小，容易发生局部电流过大、电极电火花等问题，因此，优选的，相邻的环状电极之间通过金属电极143连接。

环状电极可以适应360°防窥能力。优选的，环形电极可以采用矩形、圆形、椭圆形等电极，以适应不同的显示器形状和防窥需求。

以PSCT液晶层15保持磨砂态不需要通电，保持清空态需要通电、显示屏300横向显示为例。

1)当第一导电电极层12、第二导电电极层18、第三导电电极层、第四导电电极层16上均为施加电信号，PSCT液晶层15处于散射态，显示屏300完全被遮挡。

2)当第一导电电极层12和第二导电电极层18上施加有电信号，整个PSCT液晶层15被驱动至清空态，此时顶部显示器处于共享态，其可视角和普通显示屏300相当。

3)当第三导电电极层14和第四导电电极层16上施加有电信号，未被蚀刻掉的区域变成清空态，而被蚀刻掉的区域仍保持散射态，形成百叶窗式的光栅，在两条光栅之间一定小角度内出射的光保持它原有的方向不变，画面清晰，而大于一定角度内出射的光被强烈散射，从而无法看清画面，从而将视角限定在一个窄视角内。

例如，当视频观看人数较少时，在第三导电电极层14和第四导电电极层16施加电信号，使顶部显示器的可视角局限在一个窄视角内，视频观看人员为了观看完整视频，将会被引导至顶部显示器正下方。

当视频观看人数较多时，在第一导电电极层12和第二导电电极层18上施加电信号，整个PSCT液晶层15被驱动至清空态，此时顶部显示器处于共享态，其可视角和普通显示屏相当，整个显示区域的人员均可以观看到完整视频。

通过前述原理，根据视频观看人数，动态调整顶部显示器的可视角，使视频观看人员尽可能地聚集在顶部显示器正下方。

至于视频观看人数的统计方式，本申请提出以下两种方式：

第一种方式

所述顶部显示器包括一红外传感器，用于探测显示区域范围内的人员数量。通过红外传感器探测显示区域阀内的人员数量，将探测的人员数量与一设定的人数阈值相比对，如果人员数量小于设定的人数阈值时，在第三导电电极层14和第四导电电极层16上施加电信号，使视频观看人员聚集在顶部显示器正下方区域，如果人员数量大于等于设定的人数阈值时，在第一导电电极层12和第二导电电极层18上施加电信号，使顶部显示器的可视角增大，便于整个显示区域内的人员均能观察到完整的视频。

第二种方式

所述顶部显示器包括一拍摄装置，用于拍摄显示区域的视频图像。通过分析采集的视频图像，来统计显示区域范围内的人员数量，进而实现视频观看人员的引流。引流方式同前，在此不做赘述。

优选的，还可以通过红外传感器、拍摄装置进一步分析视频观看人员的分布位置，结合分布位置和人员数量智能调整可视角范围。例如，显示区域内的人员数量小于设定人数阈值，但此时该部分人员已经全部集中在顶部显示器正下方，此时无需调整顶部显示器的防窥状态等等。

栅状电极的导电区142的分布规律是多样的，可以等间距分布，也可以在所述第三导电电极层14和第四导电电极层16的中心位置设置有一完全显示区域144，所述完全显示区域144中的电极层均设置成导电区。

当第三导电电极层14和第四导电电极层16的中心位置设置有一完全显示区域144时，显示屏外围区域的可视角被局限在很小的范围内，但中心位置的可视角仍然较大，可以使远处的人员也能够观察到一部分显示区域，以决定是否行至显示器正下方继续观察完整视频。

共享态时，防窥装置100的可视角和防窥装置100的厚度关系较大，防窥装置100的透光率和多层材质的整体透光率相关，由于第一基底板11和第二基底板19占据了防窥装置100绝大部分的厚度比例，因此采用较薄材质的基底板有利于提高防窥装置100的可视角，另外，选用较薄材质的基底板也有利于提高整体防窥装置100的透光率；同样的，在确保各沉积层作用的前提下，选用透光率越高的沉积层材质和沉积层参数，越有利于提高防窥装置100的整体透光率。而隐私态和半隐私态时的可视角跟PSCT液晶层15的厚度相关性较大，PSCT液晶层15的厚度越厚，隐私态时的可视角越小，防窥效果越好。

同时由于PSCT液晶层15越厚、导电电极层方阻越大，需要的驱动电压也越高，能耗越大，因此，用户可以根据自身需求，结合能耗以及响应速度，选择适当参数的顶部显示器。

优选的，所述防窥装置100与显示屏300平行设置。所述中间层200包括气体层、透明胶黏剂层。

防窥装置100和显示屏300中间隔开一定距离，即设置一个中间层200，中间层200可以是空气或者其他透明气体，也可以是透明胶水等透明粘结剂。一方面有利于调节显示屏300的可视角，通过设置中间层200，使得显示屏300发出的光束折射后进入防窥装置100，斜射入防窥装置100的光线被防窥装置100反射、并且在中间层200中来回传输后被PSCT光阀进一步散射，使得光束更加偏离原路径，防窥效果更好，另一方面，防窥装置100作为一个保护装置，有助于保护显示屏300的安全，使显示屏300不易受损。

所述顶部显示器具有一通讯装置。

所述通讯装置与液晶光阀控制装置电连接，使用户能够通过遥控等手段远程调节液晶光阀的防窥特性。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种基于液晶光阀的顶部显示器，其特征在于，所述顶部显示器悬置于显示区域顶部，包括显示屏、防窥装置、液晶光阀控制装置；

所述防窥装置安装、并且完全覆盖在显示屏正前方，其与显示屏之间设置有中间层；

所述防窥装置包括：

相对设置的第一基底板和第二基底板，第一基底板和第二基底板之间具有间隙；

朝向第二基底板、依次沉积在第一基底板上的第一导电电极层、第一绝缘层、第三导电电极层；

朝向第一基底板、依次沉积在第二基底板上的第二导电电极层、第二绝缘层、第四导电电极层；

夹在第一基底板和第二基底板之间的间隙内的PSCT液晶层；

所述第一导电电极层和第二导电电极层均为整面导电电极层；

所述第一基底板、第二基底板、第一导电电极层、第一绝缘层、第三导电电极层、第二导电电极层、第二绝缘层、第四导电电极层均采用透明材质制成；

所述第三导电电极层和第四导电电极层上蚀刻有栅状电极，所述第三导电电极层和第四导电电极层的栅状电极相对设置，具有以下特性：

由显示屏边缘至显示屏中心方向，第三导电电极层和第四导电电极层的导电区的宽度逐渐增加，以及

所述第三导电电极层和第四导电电极层的蚀刻区的宽度X和PSCT液晶层的厚度H满足以下关系：H/X>5，第三导电电极层和第四导电电极层的导电区的宽度W和PSCT液晶层的厚度H满足以下关系：H/W>1.5，W>X；

所述液晶光阀控制装置分别与第一导电电极层、第二导电电极层、第三导电电极层、第四导电电极层电连接，根据外部指令以调整第一导电电极层、第二导电电极层、第三导电电极层、第四导电电极层上的电压值。

2.根据权利要求1所述的基于液晶光阀的顶部显示器，其特征在于，所述第三导电电极层和第四导电电极层的中心位置设置有一完全显示区域，所述完全显示区域中的电极层均设置成导电区。

3.根据权利要求1所述的基于液晶光阀的顶部显示器，其特征在于，所述栅状电极的导电区包括依次套接的若干个环状电极。

4.根据权利要求3所述的基于液晶光阀的顶部显示器，其特征在于，所述环状电极呈矩形、圆形或者椭圆形。

5.根据权利要求1所述的基于液晶光阀的顶部显示器，其特征在于，相邻的环状电极之间通过金属电极连接。

6.根据权利要求1所述的基于液晶光阀的顶部显示器，其特征在于，所述顶部显示器包括一红外传感器，用于探测显示区域范围内的人员数量。

7.根据权利要求1所述的基于液晶光阀的顶部显示器，其特征在于，所述顶部显示器包括一拍摄装置，用于拍摄显示区域的视频图像。

8.根据权利要求1所述的基于液晶光阀的顶部显示器，其特征在于，所述防窥装置与显示屏平行设置。

9.根据权利要求1所述的基于液晶光阀的顶部显示器，其特征在于，所述中间层包括气体层、透明胶黏剂层。

10.根据权利要求1所述的基于液晶光阀的顶部显示器，其特征在于，所述顶部显示器具有一通讯装置；

所述通讯装置与液晶光阀控制装置电连接。