一种聚合物分散液晶光导照明显示装置和照明显示设备的制作方法

本发明涉及显示
技术领域：
，尤其涉及一种聚合物分散液晶光导照明显示装置和照明显示设备。
背景技术：
：目前聚合物分散液晶薄膜作为环境光的单像素光阀，即调光玻璃应用于建筑行业。由于单一驱动方式的局限，无法实现高分辨率多像素的显示，更无法实现其他光电效果。技术实现要素：针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种聚合物分散液晶光导照明显示装置和照明显示设备，使得在外部环境的光线较强的情况下，该显示装置为透明显示装置，在外部环境的光线较暗的情况下，该显示装置为能够作为显示灯，为用户提供观赏和照明的功能，提高了用户体验。第一方面，本发明提供了一种聚合物分散液晶光导照明显示装置，包括：第一玻璃基板、第二玻璃基板、聚合物分散液晶微滴薄膜、LED光源、光电传感器、透明导电层和导电驱动层；所述聚合物分散液晶微滴薄膜位于所述透明导电层和导电驱动层之间，所述LED光源位于所述第一玻璃基板的至少一侧面，所述光电传感器与所述LED光源和所述导电驱动层均相连，所述聚合物分散液晶微滴薄膜、透明导电层和导电驱动层位于所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板之间；所述光电传感器，用于在外部环境光线的光照强度大于等于预设光照强度时，向所述LED光源发送关闭信号，以在所述导电驱动层驱动所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的至少一个液晶微滴开启透明状态 时，所述液晶微滴将所述外部环境光线散射到所述第一玻璃基板和/或所述第二玻璃基板上，以使所述第一玻璃基板和/或所述第二玻璃基板显示图像；所述光电传感器，还用于在外部环境光线的光照强度小于预设光照强度时，向所述LED光源发送开启信号，以在所述导电驱动层驱动所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的至少一个液晶微滴开启透明状态时，所述液晶微滴将所述LED光源发出的光线散射到所述第一玻璃基板和/或所述第二玻璃基板上，以使所述第一玻璃基板和/或所述第二玻璃基板显示图像。可选的，所述导电驱动层位于所述第一玻璃基板和所述聚合物分散液晶微滴薄膜之间，所述透明导电层位于所述聚合物分散液晶微滴薄膜和所述第二玻璃基板之间，且所述透明导电层和所述第二玻璃基板之间包括中空腔。可选的，所述导电驱动层位于所述聚合物分散液晶微滴薄膜和所述第二玻璃基板之间，且所述导电驱动层和所述第二玻璃基板之间包括中空腔，所述透明导电层位于所述第一玻璃基板和所述聚合物分散液晶微滴薄膜之间。可选的，所述透明导电层包括导电层和导电聚酯薄膜，所述导电层覆盖在所述聚合物分散液晶微滴薄膜上，所述导电聚酯薄膜覆盖在所述导电层上。可选的，所述装置还包括胶合层，所述胶合层位于所述第一玻璃基板和所述透明导电层之间。可选的，所述透明导电层和所述第一玻璃基板一体成型。可选的，所述装置还包括胶合层、第三玻璃基板、第一反射型偏振片和第二反射型偏振片，且第一反射型偏振片和第二反射型偏振片的极性相反，所述第一反射型偏振片覆盖所述LED光源的出光面，所述第二反射性偏振片位于所述中空腔内且贴合所述第二玻璃基板，所述第三玻璃基板位于所述中空腔和所述透明导电层之间且通过所述胶 合层覆盖在所述透明导电层上。可选的，所述装置还包括第三玻璃基板、第一反射型偏振片和第二反射型偏振片，且第一反射型偏振片和第二反射型偏振片的极性相反，所述第一反射型偏振片覆盖所述LED光源的出光面，所述第二反射性偏振片位于所述中空腔内且贴合所述第二玻璃基板，所述第三玻璃基板与所述透明导电层一体成型。可选的，所述装置还包括第三玻璃基板、第一反射型偏振片和第二反射型偏振片，且第一反射型偏振片和第二反射型偏振片的极性相反，所述第一反射型偏振片覆盖所述LED光源的出光面，所述第二反射性偏振片位于所述中空腔内且贴合所述第二玻璃基板，所述第三玻璃基板位于所述中空腔和所述导电驱动层之间且覆盖在所述导电驱动层。可选的，所述导电驱动层为薄膜晶体管有源矩阵电路层或无源矩阵导电层。可选的，在所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的液晶微滴的第一折光指数no均与所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的聚合物的折光指数np、第一玻璃基板的折光指数ng均相同时，所述液晶微滴开启透明状态；所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的液晶微滴的第二折光指数ne，且满足ne>>np＝ng时，所述液晶微滴关闭透明状态。第二方面，本发明还提供了一种照明显示设备，包括上述的聚合物分散液晶光导照明显示装置。由上述技术方案可知，本发明提供一种聚合物分散液晶光导照明显示装置和照明显示设备，通过光电传感器获取外部环境光线的光照强度，并根据光照强度与预设光照强度进行比较，判断是否开启LED光源，在液晶微滴开启透明状态时，LED光源或外部环境光线会散热到第一玻璃基板和/或第二玻璃基板上，以在第一玻璃基板和/或第二玻璃基板上显示图像，为用户提供观赏和照明的功能，提高了用户体验。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。图1为本发明一实施例提供的具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶双向照明显示装置示意图；图2为本发明另一实施例提供的具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶双向照明显示装置示意图；图3为本发明另一实施例提供的具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶双向照明显示装置示意图；图4为本发明一实施例提供的具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图；图5为本发明另一实施例提供的具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图；图6为本发明另一实施例提供的具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图；图7为本发明另一实施例提供的具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图；图8为本发明一实施例提供的无源矩阵聚合物分散液晶双向照明显示装置示意图；图9为本发明一实施例提供的无源矩阵聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图；图10为本发明另一实施例提供的无源矩阵聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图；图11为本发明另一实施例提供的无源矩阵聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明一实施例提供的一种聚合物分散液晶光导照明显示装置，包括：第一玻璃基板、第二玻璃基板、聚合物分散液晶微滴薄膜、LED光源、光电传感器、透明导电层和导电驱动层；所述聚合物分散液晶微滴薄膜位于所述透明导电层和导电驱动层之间，所述LED光源位于所述第一玻璃基板的至少一侧面，所述光电传感器与所述LED光源和所述导电驱动层均相连，所述聚合物分散液晶微滴薄膜、透明导电层和导电驱动层位于所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板之间；所述光电传感器，用于在外部环境光线的光照强度大于等于预设光照强度时，向所述LED光源发送关闭信号，以在所述导电驱动层驱动所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的至少一个液晶微滴开启透明状态时，所述液晶微滴将所述外部环境光线散射到所述第一玻璃基板和/或所述第二玻璃基板上，以使所述第一玻璃基板和/或所述第二玻璃基板显示图像；所述光电传感器，还用于在外部环境光线的光照强度小于预设光照强度时，向所述LED光源发送开启信号，以在所述导电驱动层驱动所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的至少一个液晶微滴开启透明状态时，所述液晶微滴将所述LED光源发出的光线散射到所述第一玻璃基板和/或所述第二玻璃基板上，以使所述第一玻璃基板和/或所述第二玻璃基板显示图像。上述装置通过光电传感器获取外部环境光线的光照强度，并根据光照强度与预设光照强度进行比较，判断是否开启LED光源，在液晶 微滴开启透明状态时，LED光源或外部环境光线会散热到第一玻璃基板和/或第二玻璃基板上，以在第一玻璃基板和/或第二玻璃基板上显示图像，为用户提供观赏和照明的功能，提高了用户体验。下面针对附图对上述装置进行详细说明。其中图1-图7的导电驱动层为薄膜晶体管有源矩阵电路层，图8-图11的导电驱动层为无源矩阵导电层。图1为本发明一实施例提供的具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶双向照明显示装置示意图，如图1所示，该装置包括：第一玻璃基板21、第二玻璃基板1、聚合物分散液晶微滴薄膜41、LED光源5、光电传感器6、透明导电层和导电驱动层44；所述聚合物分散液晶微滴薄膜位于所述透明导电层和导电驱动层之间，所述LED光源位于所述第一玻璃基板的至少一侧面，其长度与第一玻璃基板的侧面长度基本相等，其厚度小于或等于第一玻璃基板和聚合物分散液晶微滴薄膜41组合体的厚度。或者LED灯可有1～4支灯条组成，分别位于第一玻璃基板的1～4个边缘，所述光电传感器与所述LED光源和所述导电驱动层均相连，所述聚合物分散液晶微滴薄膜、透明导电层和导电驱动层位于所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板之间；所述光电传感器，用于在外部环境光线的光照强度大于等于预设光照强度时，向所述LED光源发送关闭信号，以在所述导电驱动层驱动所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的至少一个液晶微滴开启透明状态时，所述液晶微滴将所述外部环境光线散射到所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板上，以使所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板显示图像；所述光电传感器，还用于在外部环境光线的光照强度小于预设光照强度时，向所述LED光源发送开启信号，以在所述导电驱动层驱动所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的至少一个液晶微滴开启透明状态 时，所述液晶微滴将所述LED光源发出的光线散射到所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板上，以使所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板显示图像。其中，所述导电驱动层44位于所述第一玻璃基板21和所述聚合物分散液晶微滴薄膜41之间，所述透明导电层位于所述聚合物分散液晶微滴薄膜41和所述第二玻璃基板1之间，且所述透明导电层和所述第二玻璃基板1之间包括中空腔。所述透明导电层包括导电层43和导电聚酯薄膜42，所述导电层覆盖在所述聚合物分散液晶微滴薄膜41上，所述导电聚酯薄膜42覆盖在所述导电层43上。由于第一玻璃基板21、第二玻璃基板1、聚合物分散液晶微滴薄膜41、LED光源5、光电传感器6、透明导电层和导电驱动层44形成了完整的光导体，且在所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的液晶微滴的第一折光指数no(寻常光指数)均与所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的聚合物的折光指数np、第一玻璃基板的折光指数ng均相同(匹配)时，所述液晶微滴开启透明状态；所以LED光源发出的光束在第一玻璃基板21和导电聚酯薄膜42的内表面形成全反射。如果LED光束与未导通的液晶微滴单元相遇，所述聚合物分散液晶微滴薄膜中的液晶微滴的第二折光指数ne(非寻常光指数)，且满足ne>>np＝ng时，所述液晶微滴关闭透明状态。此时全反射条件被破坏，光线便以相遇点为中心向四周散射，第一玻璃基板上下两表面便形成亮点。在TFT电路的源极电压施加于聚合物分散液晶微滴薄膜41上，其脉冲波形与电位决定了液晶微滴的开关状态。一般情况下，电压VLCD＜3V，液晶微滴处于关闭散射态；电压VLCD＞18V液晶微滴处于导通透明态；3V＜VLCD＜18V时液晶微滴处于半透明的过渡态。液晶微滴的大小分布在0.5～20微米之间，最佳结构的大小在2～5微米之间。在强外环境光下，光电传感器6使LED5关闭，导电驱动层也即薄膜晶体管矩阵电路使聚合物分散液晶微滴薄膜的至少一个液晶微滴 开启在透明导通状态，从而形成以外部光线照明的显示图像；同理在弱外环境光下，光电传感器使LED开启，导电驱动层也即薄膜晶体管矩阵电路使聚合物分散液晶微滴薄膜的至少一个液晶微滴开启在透明状态，从而形成以内部光线照明的显示图像。薄膜晶体管(TFT)源极电压一般为0～30V，最佳为18～25V，矩阵点阵数取决于聚合物分散液晶的薄膜大小与用途。该装置具有广泛的用途，譬如调光膜、透明显示屏幕、明暗可调LED面光灯、机载车载窗灯、动态显示照明广告、电子书阅读器等。其中，各层的结构以及尺寸可以参照表1，但是本实施例并不对其具体的尺寸进行限定。详细结构见表1。表1图2示出了本发明实施例提供了具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶双向照明显示装置示意图，如图2所示，其与图1的区别在于，导体驱动层和透明导电层的位置，具体的，所述导电驱动层42位于所述聚合物分散液晶微滴薄膜41和所述第二玻璃基板1之间，且所述导电驱动层42和所述第二玻璃基板1之间包括中空腔，所述透明导电层位于所述第一玻璃基板2和所述聚合物分散液晶 微滴薄膜41之间。所述装置还包括胶合层5，所述胶合层5位于所述第一玻璃基板2和所述透明导电层之间。所述透明导电层包括导电层45和导电聚酯薄膜43。其中，各层的结构以及尺寸可以参照表2，但是本实施例并不对其具体的尺寸进行限定。详细结构见表2。表2序号名称厚度折光指数1第二玻璃基板3～6mm1.5～1.62第一玻璃基板2～5mm1.5～1.630中空腔2～12mm1.031密真封空腔胶//41聚合物分散液晶微滴薄膜20μm1.6～1.742导电驱动层(TFT层)0.4mm1.5～1.643导电聚酯薄膜(PET层)0.12mm1.5～1.5545导电层(ITO等)10μm5胶合层(EVA/PVB或其他胶0.2～1mm1.45～1.486LED光源/7光电传感器/图3示出了本发明实施例提供了具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶双向照明显示装置示意图，如图3所示，其与图2的区别在于，所述透明导电层和所述第一玻璃基板一体成型。其中，各层的结构以及尺寸可以参照表3，但是本实施例并不对其具体的尺寸进行限定。详细结构见表3。表3序号名称厚度折光指数1第二玻璃基板3～6mm1.5～1.62第一玻璃基板2～5mm1.5～1.630中空腔2～12mm1.031密封胶/41聚合物分散液晶微滴薄膜20μm1.6～1.742导电驱动层(TFT层)0.4mm1.5～1.644导电层(ITO等)10μm5LED光源/6光电传感器/图4示出了本发明一实施例提供的具有薄膜晶体管(TFT)矩阵玻璃基板的聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图，该装置与图1类似，在图1的基础上还包括胶合层51、第三玻璃基板3、第一反射型偏振片82和第二反射型偏振片81，且第一反射型偏振片和第二反射型偏振片的极性相反，所述第一反射型偏振片覆盖所述LED光源的出光面，所述第二反射性偏振片位于所述中空腔内且贴合所述第二玻璃基板，所述第三玻璃基板位于所述中空腔和所述透明导电层之间且通过所述胶合层覆盖在所述透明导电层上。其中第一反射型偏振片82直接与LED光源耦合，使LED的入射光无损耗的转变为平行偏振光，此平行偏振光在全发射条件下仍能较好的保持，以至于通过第三玻璃基板3后的分量仍具有较高的偏振分量。此分量向上的一部分与第二反射型偏振片81相遇后，相同极性的分量被反射回玻璃基片，继而通过聚合物分散液晶微滴薄膜41、透明导电层42和导电驱动层43，最后穿过第一玻璃基板2；此分量的向下的另一部分直接以散射中心出发，经由第一玻璃基板2出射，最终两部分光汇合一起给内环境提供照明。应特别指出的是第一反射型偏振片82与第二反射型偏振片81的极性相反。譬如若选用线性偏振片作单向光导，第一反射型偏振片82应为水平反射型，第二反射型偏振片81应为垂直反射型。再如，若选用圆型偏振片作单向光导，第二反射型偏振片81应为右(左)旋反射型圆偏振片，第一反射型偏振片82应为左(右)旋反射型圆偏振片。其中，各层的结构以及尺寸可以参照表4，但是本实施例并不对其具体的尺寸进行限定。详细结构见表4。表4图5和图6分别与上述的图2和图3类似，只不过是适用于单向照明装置，如图5所示，所述装置还包括第三玻璃基板3、第一反射型偏振片82和第二反射型偏振片81，且第一反射型偏振片和第二反射型偏振片的极性相反，所述第一反射型偏振片覆盖所述LED光源的出光面，所述第二反射性偏振片位于所述中空腔内且贴合所述第二玻璃基板，所述第三玻璃基板位于所述中空腔和所述导电驱动层之间且覆盖在所述导电驱动层。其中，各层的结构以及尺寸可以参照表5，但是本实施例并不对其具体的尺寸进行限定。详细结构见表5。表5图6中的各层的结构以及尺寸可以参照表6，但是本实施例并不对其具体的尺寸进行限定。详细结构见表6。表6图7在与上述的图1类似，只不过是适用于单向照明装置，如图7所示，所述装置还包括第三玻璃基板3、第一反射型偏振片82和第二反射型偏振片81，且第一反射型偏振片和第二反射型偏振片的极性相反，所述第一反射型偏振片覆盖所述LED光源的出光面，所述第二反射性偏振片位于所述中空腔内且贴合所述第二玻璃基板，所述第三玻 璃基板与所述透明导电层44一体成型。图7中的各层的结构以及尺寸可以参照表7，但是本实施例并不对其具体的尺寸进行限定。详细结构见表7。表7上述图1-图3中的装置在白天或强外环境光照下具有如下功能性视窗：全部单元开启的透明视窗；全部单元关闭的白色屏幕；部分单元开启的画面显示屏；半开半关状态的调光膜。在于夜间或弱外环境光照下，该装置具有如下LED显示照明功能：均匀柔和的静态照明；动画显示照明；明暗可调光源。图8是一种无源矩阵聚合物分散液晶双向照明显示装置示意图。其中导电驱动层为无源矩阵导电层，无源矩阵导电层即无源矩阵导电玻璃电极43与透明导电层即无源矩阵导电聚酯(PET)薄膜电极42呈正交方式排列并将聚合物分散液晶微滴薄膜40夹层于其中。众所周知，液晶微滴即胆甾液晶具有零场双稳态特点，即其光学开关状态一经驱动便可长期保存，无需电场作用。在强外环境光作用下，光电传感器使LED关闭，无源矩阵电路使聚合物分散液晶微滴薄膜开启在光学开态，外部光线给内环境提供照 明；又当外环境光较弱时，LED开启无源矩阵电路将聚合物分散液晶微滴薄膜驱动为特定的图案，从而形成了LED光源的散射图形，即一种均匀柔和的面光源，其结构说明详见表8。表8序号名称厚度折光指数1第二玻璃基板3～6mm1.5～1.62第一玻璃基板2～5mm1.5～1.630中空腔2～12mm1.031密真封空腔胶//40聚合物分散液晶微滴薄膜20μm1.6～1.741导电聚酯薄膜(PET层)0.12mm1.5～1.5543导电层(ITO等)10μm5LED光源/6光电传感器/图9是第一种无源矩阵聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图，其结构说明详见表9。表9序号名称厚度折光指数1第二玻璃基板3～6mm1.5～1.62第一玻璃基板2～5mm1.5～1.630中空腔2～12mm1.031密真封空腔胶//41聚合物分散液晶微滴薄膜20μm1.6～1.742/43导电聚酯薄膜(PET层)0.12mm1.5～1.5544/45导电层(ITO等)10μm5胶合层(EVA/PVB或其他0.2～1mm1.45～1.486LED光源/7光电传感器/图10是第二种无源矩阵聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图。其结构说明详见表10。表10序号名称厚度折光指数1第二玻璃基板3～6mm1.5～1.62第一玻璃基板2～5mm1.5～1.63第三玻璃基板3～6mm1.5～1.630中空腔2～12mm1.09密封胶//41聚合物分散液晶微滴薄膜20μm1.6～1.742/43导电聚酯薄膜(PET层)0.12mm1.5～1.5544/45导电层(ITO等)10μm51/52胶合层(EVA/PVB或其他0.2～1mm1.45～1.486LED光源/7光电传感器/图11是第三种无源矩阵聚合物分散液晶单向照明显示装置示意图。其结构说明详见表11。表11序号名称厚度折光指数1第二玻璃基板3～6mm1.5～1.62第一玻璃基板2～5mm1.5～1.63第三玻璃基板3～6mm1.5～1.630中空腔2～12mm1.09密封胶//41聚合物分散液晶微滴薄膜20μm1.6～1.744/45导电层(ITO等)10μm6光源/7包边材料/应该强调的是无源矩阵采用的双稳态液晶体系亦可以采用有源矩阵驱动，即采用薄膜晶体管(TFT)矩阵电路驱动，这里不再详述。本发明还提供了一种照明显示设备，包括上述的聚合物分散液晶 光导照明显示装置。上述照明显示设备可以为立式设计的照明显示装置、水平设计的照明显示装置、平板照明显示装置、曲面照明显示装置、飞机窗户照明显示装置、机动车辆的窗户照明显示装置灯，应用广泛，本实施例不再一一举例说明。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页1 2 3