CN210488182U - 一种智能玻璃及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能玻璃及显示装置，包括：层叠设置的雾/透盒、液晶透镜盒和透射/反射盒；其中，透射/反射盒包括间隔设置的透射区和反射区，所述透射区和反射区可分别进行变色控制，以分别对入射至所述透射区和所述反射区的光线进行调整，呈现透明状态或镜面状态；所述液晶透镜盒用于将所述雾/透盒在透明态下透射出的光线进行调节，将光线入射至所述透射/反射盒的透射区或反射区，以解决目前智能玻璃无法实现透明状态、镜面状态以及雾态三种状态自由切换的问题。

Description

一种智能玻璃及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，特别是涉及一种智能玻璃及显示装置。

背景技术

随着显示行业的迅速发展，智能玻璃在建筑，商务，住宅，医疗，智能家居等领域的应用越来越广泛。目前的智能玻璃，无法实现镜面态，并且目前的镜面显示技术，大多采用单向透光玻璃，对玻璃两侧光强亮度差要求高，或采用特殊偏光片处理，成本高，并且易受到透过光的影响导致镜面显示效果不佳。

发明内容

本实用新型提供了一种智能玻璃及显示装置，以解决目前智能玻璃无法实现镜面态以及目前智能玻璃无法实现透明状态、镜面状态以及雾态三种状态自由切换的问题。

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种智能玻璃，包括：

层叠设置的雾/透盒、液晶透镜盒和透射/反射盒；

其中，透射/反射盒包括间隔设置的透射区和反射区，所述透射区和反射区可分别进行变色控制，以分别对入射至所述透射区和所述反射区的光线进行调整，呈现透明状态或镜面状态；

所述液晶透镜盒用于将所述雾/透盒在透明态下透射出的光线进行调节，将光线入射至所述透射/反射盒的透射区或反射区。

可选的，所述透射/反射盒包括：

第一基板，以及与所述第一基板相对设置的第二基板；

在所述第一基板朝向所述第二基板的方向上设置有第一电极；

在所述第二基板朝向所述第一基板的方向上间隔设置有所述透射区和所述反射区；

在所述透射区上覆盖有第二电极；

在所述反射区上覆盖有金属膜层；

在所述金属膜层背离第二基板的一侧覆盖有第三电极；

在所述第二电极和所述第三电极上覆盖有电致变色层。

可选的，所述透射/反射盒与第一控制组件耦接；

所述第一控制组件分别与所述第一电极、所述第二电极及各所述第三电极耦接，用于在所述透射/反射盒为透明状态下，所述透射区的电致变色层变为透明，反射区的电致变色层为黑色；在透射/反射盒为镜面状态下，所述反射区的电致变色层为透明，所述透射区的电致变色层变为黑色。

可选的，所述液晶透镜盒包括：

设置在所述第一基板背离所述第二基板一侧的第四电极；

与所述第一基板相对设置的第三基板；

所述第三基板在朝向所述第一基板的一侧设置有第五电极，所述第五电极为条状狭缝电极；

所述第一基板与所述第三基板之间填充有液晶。

可选的，所述液晶透镜盒与第二控制组件耦接；

所述第二控制组件分别与所述第四电极和第五电极耦接，用于控制液晶的折射率将入射光调节到所述透射区和所述反射区。

可选的，所述第三控制组件与所述雾/透盒耦接，用于控制所述雾/透盒呈雾态或者透明态。

可选的，所述液晶为向列相液晶。

可选的，所述金属膜层材料为铝或者银。

可选的，所述电致变色层为紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物中的任意一种。

为了解决上述问题，本实用新型还公开了一种显示装置，包括上述所述的智能玻璃。

与现有技术相比，本实用新型包括以下优点：

首先，本实用新型通过设置透射/反射盒，该透射/反射盒包括间隔设置的透射区和反射区，所述透射区和反射区可分别进行变色控制，以分别对入射至所述透射区和所述反射区的光线进行调整，呈现透明状态或镜面状态，从而实现了智能玻璃的镜面状态显示，与现有技术相比，成本低廉。

其次，通过控制组件分别对雾/透盒、液晶透镜盒和透射/反射盒的控制，可以实现智能玻璃的镜面状态，雾态和透明状态的自由切换，操作简单且成本低廉。

当然，实施本实用新型的任一产品不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例一所述一种智能玻璃的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二所述一种智能玻璃呈现雾态的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二所述一种智能玻璃呈现透明态的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二所述一种智能玻璃呈现镜面状态的结构示意图；

图5是本实用新型所述一种智能玻璃调整入射光的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1，其示出了本实用新型实施例一所述一种智能玻璃的结构示意图，具体包括：

层叠设置的雾/透盒1、液晶透镜盒2和透射/反射盒3。

其中，透射/反射盒3包括间隔设置的透射区4和反射区5，所述透射区 4和反射区5可分别进行变色控制，以分别对入射至所述透射区4和所述反射区5的光线进行调整，使透射/反射盒3呈现透明状态或镜面状态。

所述液晶透镜盒2用于将所述雾/透盒1在透明态下透射出的光线进行调节，将光线入射至所述透射/反射盒3的透射区4或反射区5。

需要说明的是，本实用新型的智能玻璃可以应用于智能家居，也可以应用楼宇，还可以应用于其他应用场景，例如：酒店，对此本实用新型不做具体限制。

本实施例，通过设置透射/反射盒，该透射/反射盒包括间隔设置的透射区和反射区，所述透射区和反射区可分别进行变色控制，以分别对入射至所述透射区和所述反射区的光线进行调整，呈现透明状态或镜面状态，从而实现了智能玻璃的镜面状态显示，与现有技术相比，成本低廉。

实施例二

结合图2、图3、图4详细说明了本实用新型实施例二所述一种智能玻璃的结构示意图，具体包括：

层叠设置的雾/透盒1、液晶透镜盒2和透射/反射盒3。

其中，所述透射/反射盒3包括：

第一基板31，以及与所述第一基板31相对设置的第二基板32。

在所述第一基板31朝向所述第二基板32的方向上设置有第一电极6。

在所述第二基板32朝向所述第一基板31的方向上间隔设置有所述透射区4和所述反射区5。

在所述透射区4上覆盖有第二电极7。

在所述反射区5上覆盖有金属膜层8。

在所述金属膜层8背离第二基板32的一侧覆盖有第三电极9。

在所述第二电极7和所述第三电极9上覆盖有电致变色层10。

具体的，电致变色层10将第二电极7和第三电极全部覆盖。

具体制作透射/反射盒3的方法如下：

在所述第一基板31朝向所述第二基板32的方向上形成有第一电极6。

在所述第二基板32朝向所述第一基板31的方向上间隔设置有所述透射区4和所述反射区5。

在所述透射区4上覆盖有第二电极7。

在所述反射区5上覆盖有金属膜层8。

在所述金属膜层8背离第二基板32的一侧覆盖有第三电极9。

在所述第二电极7和所述第三电极9上覆盖有电致变色层10。

在具体应用中，金属膜层和第三电极可以制作为两层，即在反射区上先形成金属膜层，然后在金属膜层背离第二基板的一侧形成有第三电极。

金属膜层和第三电极也可以制作成一层，即在反射区上形成电极层，该电极层既具有金属膜层的功能，又具有第三电极的功能。

金属膜层一般采用高反射率的材料，例如铝或者银，也可以为其他材料，对此本实用新型不做具体限制。

电致变色层可以为紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物中的任意一种。

进一步的，所述透射/反射盒3与第一控制组件11耦接。

所述第一控制组件11分别与所述第一电极6、所述第二电极7及各所述第三电极9耦接，用于在所述透射/反射盒3为透明状态下，所述透射区4 的电致变色层变为透明，反射区5的电致变色层为黑色；在透射/反射盒3 为镜面状态下，所述反射区5的电致变色层为透明，所述透射区4的电致变色层变为黑色。

具体的，第一控制组件的两端分别与第一电极和第二电极的电连接，当第一控制组件对所述第一电极和第二电极之间施加压差，使所述透射区的电致变色层变为透明，反射区的电致变色层为黑色，光线无法透过，使所述透射/反射盒呈现透明状态，如图3所示。

第一控制组件的两端分别与第一电极和第三电极的电连接，当第一控制组件对所述第一电极和第三电极之间施加压差，所述反射区的电致变色层为透明，所述透射区4的电致变色层变为黑色，使所述透射/反射盒3呈现镜面态，如图4所示。

所述液晶透镜盒2包括：

设置在所述第一基板31背离所述第二基板32一侧的第四电极12。

与所述第一基板31相对设置的第三基板21。

所述第三基板21在朝向所述第一基板31的一侧设置有第五电极13，所述第五电极为条状狭缝电极。

所述第一基板31与所述第三基板21之间填充有液晶14。

具体制作液晶透镜盒的方法如下：

在第一基板背离所述第二基板一侧形成第一电极。

所述第三基板在朝向所述第一基板的一侧形成多个条状狭缝电极第五电极，并在第一基板和第三基板之间封装液晶，形成了可调节入射光方向的液晶透镜盒。

所述液晶透镜盒封装的液晶，为向列相液晶，通过所述多条狭缝电极ITO Slit，精确调试每个电极的电压值，形成均匀梯度变化电场，控制液晶有不同折射率，形成液晶透镜，调节入射光的方向。该液晶透镜，具有周期性，因此可准确将入射光方向调节至透射/反射盒3相对应的透射区和反射区内。

所述液晶透镜盒2与第二控制组件15耦接。

所述第二控制组件15分别与所述第四电极12和第五电极13耦接，用于控制液晶的折射率，形成液晶透镜，所述液晶透镜将入射光调节到所述透射区和所述反射区。

所述第三控制组件16与所述雾/透盒1耦接，用于控制所述雾/透盒呈雾态或者透明态。

在实际应用中，雾/透盒1包括：

设置在所述第三基板21背离所述第一基板31一侧的第六电极17。

与所述第三基板21相对设置的第四基板19。

所述第四基板19在朝向所述第三基板21的一侧设置有第七电极18。

所述第三基板21与所述第四基板11之间填充有液晶。

雾/透盒具体的制作方法可以参照常规调光玻璃即可，对此本实用新型不做详细介绍。

参见图2，详细说明本实用新型的智能玻璃实现雾态的控制过程如下：

第三控制组件16与所述雾/透盒1耦接，用于对所述雾/透盒1提供电源，当在第三控制组件16未上电时，第三基板21和第四基板19之间的正性 PNLC液晶(正性液晶+聚合物)、上下ITO电极处于未加电状态，因此PNLC 液晶分子处于散乱状态，入射光偏振方向上的液晶折射率与PNLC液晶折射率差异较大，光在液晶与PNLC液晶交界处发生折射，因此所述雾/透盒1 内的液晶呈现散射态，因此智能玻璃呈现雾态。

在实际应用中，也可以在第三控制组件处于上电时，也可以实现智能玻璃呈现雾态，具体实现方法如下：负性PNLC液晶(负性液晶+聚合物)、上下ITO电极、VA型配向膜(无摩擦取向)，加电状态时，液晶分子受电场力与配向膜的锚定力共同作用，液晶分子发生偏转且偏转方向不一致。入射光偏振方向上的液晶折射率与聚合物折射率差异较大，光在液晶与聚合物交界处发生折射，因此所述雾/透盒内的液晶呈现散射态，因此智能玻璃呈现雾态。

参照图4，详细说明本实用新型的智能玻璃实现镜面状态的控制过程如下：

第三控制组件16与所述雾/透盒1耦接，所述第三控制组件16的两极分别与第六电极17和第七电极18电连接，当在第三控制组件16上电时，使雾/透盒1工作在透明状态。

在雾/透盒1处于在透明状态时，第二控制组件15的两极分别与第四电极12和第五电极13耦接，然后通过控制液晶透镜盒2内的第四电极12和多条第五电极13的电压，控制不同位置液晶的折射率，形成液晶透镜，使用液晶透镜盒2将入射光调节到所述透射区4和所述反射区5。

所述第一控制组件11的两极分别与第一电极6和第二电极电7连接，并对所述第一电极6和第二电极7之间施加压差，使透射区4的电致变色层由无色变为黑色，光线无法透过。

所述第一控制组件11的两极分别与第一电极6和第三电极9电连接，并对所述第一电极6和第三电极9之间不施加压差，使反射区5的电致变色层由无色变为透明，这样光线可以透过，并反射。

参照图3，详细说明本实用新型的智能玻璃实现透明状态的控制过程如下：

第三控制组件16与所述雾/透盒1耦接，所述第三控制组件16的两极分别与第六电极17和第七电极18电连接，当在第三控制组件16上电时，使雾/透盒1工作在透明状态。

在雾/透盒1处于在透明状态时，第二控制组件15的两极分别与第四电极12和第五电极13耦接，然后通过控制液晶透镜盒2内的第四电极12和多条第五电极13的电压，控制不同位置液晶的折射率，形成液晶透镜，使用液晶透镜盒2将入射光调节到所述透射区4和所述反射区5。

所述第一控制组件11的两极分别与第一电极6和第二电极7电连接，并对所述第一电极6和第二电极7之间不施加压差，使透射区4的电致变色层由无色变为透明状态，光线可以透过。

所述第一控制组件11的两极分别与第一电极6和第三电极9电连接，并对所述第一电极6和第三电极9之间施加压差，使反射区5的电致变色层由无色变为黑色，这样光线无法透过。

参见图5详细说明本申请将入射光调节到透射区4和反射区5的过程，具体如下：

假设：雾/透盒1的液晶折射率为n1，液晶透镜盒2的液晶折射率为n2。

透射/反射盒3在反射状态(镜面状态)下，液晶透镜盒2对应的透射/ 反射盒3的反射区的上下电极均不加电，此时，n1的折射率约等于n2(反射区)的折射率为1.0，与空气折射率相近，入射光通过液晶透镜盒2直接进入到透射/反射盒3的反射区。

此时，液晶透镜盒2对应透射/反射盒3的透射区的上下电极施加驱动电压，使得上下电极对应的液晶层(透射区的液晶层)折射率发生改变，从而将入射光折射至反射区内。

根据折射率定律，n1*sinθ1＝n2(透射区)*sinθ2

在本方案中，θ2＝arctan((d2+d3)/p)，其中，d2为液晶透镜盒2的厚度， d3为透射/反射盒3的厚度，为了最大程度减小透射/反射盒3折射率的影响，要求d2大于等于10d3，P为反射区以及透射区的像素宽度。

其中，由于n1为盒1不加电时的折射率，n1约等于1.0与空气近似，在自然光照射状态下，θ1约等于90，因此n2(透射区)＝ n1*sinθ1/sinθ2＝1/sin(arctan((d2+d3)/p))。

根据不同液晶折射率与电压的关系，可由阿贝折射仪测量所得，因此，可以根据所需n2，在调整液晶对应电极对应的电极驱动电压。

需要说明的是，实现透射区(透明状态)的方法，与反射区的方法一致，液晶透镜盒2对应的透射区的上下电极均不加电，光直接透过，液晶透镜盒 2对应的反射区的上下电极施加驱动电压，使得电极对应的液晶层(发射区的液晶层)折射率发生改变，从而将入射光折射至透射区内。

本实施例，通过控制组件分别对雾/透盒、液晶透镜盒和透射/反射盒的电压控制，从而实现智能玻璃的镜面状态，雾态和透明状态的自由切换，操作简单且成本低廉。

实施例三

本实用新型还公开了一种显示装置，包括实施例一和实施例二所述的智能玻璃。

所述显示装置具有上述实施例中智能玻璃的所有优点，在此不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域技术人员易于想到的是：上述各个实施例的任意组合应用都是可行的，故上述各个实施例之间的任意组合都是本实用新型的实施方案，但是由于篇幅限制，本说明书在此就不一一详述了。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

以上对本实用新型所提供的一种智能玻璃及显示装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种智能玻璃，其特征在于，包括：

层叠设置的雾/透盒、液晶透镜盒和透射/反射盒；

其中，透射/反射盒包括间隔设置的透射区和反射区，所述透射区和反射区可分别进行变色控制，以分别对入射至所述透射区和所述反射区的光线进行调整，呈现透明状态或镜面状态；

所述液晶透镜盒用于将所述雾/透盒在透明态下透射出的光线进行调节，将光线入射至所述透射/反射盒的透射区或反射区。

2.根据权利要求1所述的智能玻璃，其特征在于，所述透射/反射盒包括：

第一基板，以及与所述第一基板相对设置的第二基板；

在所述第一基板朝向所述第二基板的方向上设置有第一电极；

在所述第二基板朝向所述第一基板的方向上间隔设置有所述透射区和所述反射区；

在所述透射区上覆盖有第二电极；

在所述反射区上覆盖有金属膜层；

在所述金属膜层背离第二基板的一侧覆盖有第三电极；

在所述第二电极和所述第三电极上覆盖有电致变色层。

3.根据权利要求2所述的智能玻璃，其特征在于，所述透射/反射盒与第一控制组件耦接；

所述第一控制组件分别与所述第一电极、所述第二电极及各所述第三电极耦接，用于在所述透射/反射盒为透明状态下，所述透射区的电致变色层变为透明，反射区的电致变色层为黑色；在透射/反射盒为镜面状态下，所述反射区的电致变色层为透明，所述透射区的电致变色层变为黑色。

4.根据权利要求2所述的智能玻璃，其特征在于，所述液晶透镜盒包括：

设置在所述第一基板背离所述第二基板一侧的第四电极；

与所述第一基板相对设置的第三基板；

所述第三基板在朝向所述第一基板的一侧设置有第五电极，所述第五电极为条状狭缝电极；

所述第一基板与所述第三基板之间填充有液晶。

5.根据权利要求4所述的智能玻璃，其特征在于，所述液晶透镜盒与第二控制组件耦接；

所述第二控制组件分别与所述第四电极和第五电极耦接，用于控制液晶的折射率将入射光调节到所述透射区和所述反射区。

6.根据权利要求1所述的智能玻璃，其特征在于，第三控制组件与所述雾/透盒耦接，用于控制所述雾/透盒呈雾态或者透明态。

7.根据权利要求4所述的智能玻璃，其特征在于，所述液晶为向列相液晶。

8.根据权利要求2所述的智能玻璃，其特征在于，所述金属膜层材料为铝或者银。

9.根据权利要求2所述的智能玻璃，其特征在于，所述电致变色层为紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物中的任意一种。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的智能玻璃。

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