CN103345016A - 导光板及其制作方法、背光源及透明显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导光板及其制作方法、背光源及透明显示装置，为解决现有的透明显示装置采用灯箱进行照明造成的体积大、携带不便等问题而设计。本发明导光板，包括相对设置的第一透明基板与第二透明基板；所述第一透明基板与所述第二透明基板在相对面上均设有透明电极，且两透明基板之间设有高分子稳定胆甾相材料层。本发明所述的导光板及其制作方法、背光源及透明显示装置，具有结构简单、制作使用方便、且体积小、质量小、光的有效利用率高、亮度均一性好等多重优点。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种导光板及其制作方法、背光源及透明显示装置。
背景技术
透明显示装置，施加电压时在显示屏上显示图像，在未施加电压时透过显示屏可以看到显示屏背面的物体，一般是高透过率的LCD或OLED来制备透明显示器。
目前透明显示装置，是依靠位于显示屏上方的灯箱来提供显示图像所需光线，通常灯箱的体积大、重量大，无法制作出体积小，便于携带的透明显示器。
发明内容
（一）发明目的
针对上述问题，本发明旨在提供一种可用于减小透明显示装置体积且透射率高的导光板及其制作方法、背光源及透明显示装置。
（二）技术方案
为达上述目的，本发明导光板，包括相对设置的第一透明基板与第二透明基板；所述第一透明基板与所述第二透明基板在相对面上均设有透明电极，且两透明基板之间设有高分子稳定胆甾相材料层。
优选地，所述高分子稳定胆甾相材料层包括手性离子液体、液晶以及可聚合单体；
其中，所述液晶为向列相液晶或近晶相液晶。
优选地，所述可聚合单体为丙烯酸酯或环氧树脂。
为达上述目的，本发明背光源，包括如上所述的导光板以及与所述导光板相适配的驱动。
进一步地，还包括位于所述导光板侧面的光源以及位于所述导光板与所述光源之间的隔热透明板。
进一步地，所述隔热透明板为包括聚甲基丙烯酸甲酯的光学板。
进一步地，在所述光源未朝向所述导光板的出光侧向均设有反射板。
为达上述目的，本发明透明显示装置，包括如上所述的背光源。
具体地，还包括位于所述背光源出光侧的透明显示面板；
进一步地，所述显示面板所在区域为显示区域，所述导光板从背光源的出光侧完全覆盖所述显示区域。
为达上述目的，本发明导光板的制作方法，包括以下制作步骤：
步骤1：在第一透明基板以及第二透明基板的相对面上均形成透明电极；
步骤2：在所述第一透明基板与所述第二透明基板之间形成高分子稳定胆甾相材料层；
步骤3：密封所述高分子稳定胆甾相材料层。
具体地，所述步骤2包括
步骤2.1：向所述第一透明基板与所述第二透明基板之间填充手性离子液体、液晶以及可聚合单体；
步骤2.2：采用紫外线固化所述手性离子液体、液晶以及可聚合单体，使所述液晶分子间形成高分子网络，从而形成高分子稳定胆甾相材料层。
（三）本发明导光板及其制作方法、背光源及透明显示装置的有益效果
第一：本发明导光板相对于传统的导光板，在未施加电压呈透明状，在施加了电压后可以提供所需的白色背景，从而可以用于组成透明显示装置，从而增加了用于组成透明显示装置的结构；
第二：本发明所述的导光板，通过透射和散射在施加电压时起到了传统导光板的改变光线传输方向的作用，进而引导光线，为透明显示装置提供高透射率且均匀性好的光源；相对于传统的透明显示装置为了保证光源的均一性而采用辐射面积大、体积大的灯箱，具有体积小、结构简单轻便的优点。
第三：采用本发明提供的导光板制作的背光源，由于高分子稳定胆甾相材料层的散射，在工作时具有光透过率高，均一性好的优点。
综合上述，本发明导光板的制作方法所制作的导光板、本发明导光板、本发明背光源均具有透过率高、体积小，结构简单轻便的优点，从而由本发明导光板所制作的透明显示装置，具有体积小、重量轻，携带方便，满足了现在透明显示装置，薄型化、轻量化以及便携化的发展趋势。
附图说明
图1为本发明实施例一所述的导光板的侧面结构示意图；
图2为本发明实施例六所述的透明显示装置的侧面结构示意图；
图3为本发明图2所述的透明显示装置的俯视剖面图；
图4为本发明实施例八所述的导光板的制作方法的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及实施例对本发明导光板及其制方法、背光源及透明显示装置做进一步的说明。
高分子稳定胆甾相材料（PSCT，Polymer Stabilized CholestericTexture）：
PSCT为在液晶中加入手性离子液体与可聚合单体的混合物；固化以后液晶里形成有高分子网络，从而实现电场控制的透射态和散射态。在直流电场作用下，手性离子液体向电极迁移，出现焦锥织构，显示散射态。在没施加电场时候，显示透射状态。所加电压不同，手性离子液体的扩散程度不同，从而反射波宽也不同，透过率也不同。通过调节施加电场的强度，可以调节负性液晶的透过率，从而显示出任何颜色。
实施例一：
如图1所示，本实施例导光板，包括相对设置的第一透明基板1与第二透明基板2；所述第一透明基板1与所述第二透明基板2在相对面上均设有透明电极，且两透明基板之间设有PSCT层3。
所述第一透明基板1的下表面、所述第二透明基板2的上表面均设有透明电极；在工作时，使所述第一透明基板1上的透明电极与第二透明基板2上的透明电极之间产生电压差，从而达到向所述PSCT层施加电压的目的，从而改变PSCT层的透过率，实现光线的传导。于此同时，在未向所述透明电极施加电压或第一透明基板上透明电极与第二透明基板上透明电极施加同样的电压值时，所述PSCT层呈透明状，透过所述PSCT层可看见其背后的物体，且具有透光率高的优点。在具体的实施过程中所述透明电极可为ITO（氧化铟锡）电极、IZO（氧化铟锌）电极等。采用ITO电极，具有技术成熟、使用简便、取材方便等优点。
所述透明电极均可为一整体的电极，铺设在所述第一透明基板1与第二透明基板2的相对面，也可是由若干个小的透明导电单元构成的电极矩阵。具体的实施过程中，根据需要进行配置。
本实施例所述的导光板，在光源的配合下通过散射（如向透明显示装置提供白色背景）提供亮度均一性好的背光，在无需显示时通过透射保持良好的透明性，从而能取代传统的体积大、面积大、质量大的灯箱，且具有体积小，结构紧凑灵巧，易于携带的优点。
实施例二：
本实施例导光板，包括相对设置的第一透明基板与第二透明基板；所述第一透明基板与所述第二透明基板在相对面上均设有透明电极，且两透明基板之间设有PSCT层。通常所述PSCT层包括手性离子液体、液晶以及可聚合单体；而在本实施例中，所述液晶优选为向列相液晶或近晶相液晶。
选用向列相液晶或近晶相液晶，有利于提高光透过率。
作为本实施例的进一步的改进，所述可聚合单体优选为丙烯酸酯或环氧树脂。采用丙烯酸酯或环氧树脂，进一步的有利于提高光透过率。
实施例三：
本实施例背光源，包括光源、如实施例一或实施例二任一所述的导光板以及与所述导光板相适配的驱动。
本实施例所述的背光源采用本发明所述的导光板，由于本发明所述的导光板是否呈现散射状态以及散射状态的程度，是由加在PSCT层上下的电压决定的，故本实施例所述的背光源在采用了本发明所述的导光板的同时，还配置了与本发明所述的背光源相适配的驱动；
所述驱动可以是简单的驱动电路，还可是包括电源的驱动电路，还可以是包括外电源接入电路、变压器、控制器等电路连接而集成驱动电路。通过向所述导光板供电与否可以决定是否使所述导光板工作在散射状态，从而为与其配合工作的显示屏提供白色背景与光源。
本实施例所述的背光源可以是侧入式背光（即光源设置在所述导光板的侧面），也可是直下式背光取代传统的导光板应用在非透明显示装置中，如现有的液晶电视、平板电脑、电子书等显示装置中。应用在非透明显示装置的背光源中的导光板在显示装置工作时施加电压，呈现散射状态，为显示装置提供均一性良好的背光源。
实施例四：
本实施例背光源，包括光源、如实施例一或实施例二任一所述的导光板以及与所述导光板相适配的驱动。
所述光源可以是CCFL（冷阴极灯管）或LED（发光二级管）；
所述光源位于所述导光板的侧面，且在所述导光板与所述光源之间设有隔热透明板。光源工作时易形成高温，温度过高或高温持续时间过长，将导致PSCT层中的液晶失去液晶相而变成各向同性，从而导致PSCT层的工作不良，为了解决上述问题，在本实施例中引入了透明隔热板，透明隔热板防止了光源的热直接向所述导光板传导，同时采用透明板有利于光源发出的光线的传输，保持良好的光透过率。
作为本实施例进一步的改进，所述隔热透明板为包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的光学板。PMMA俗称有机玻璃，是现有的导光板的主要材质，采用包括PMMA的光学板，可以尽可能的将光源射出的光线向本发明所述的导光板传递，从而保证了较高的光源利用率。
实施例五：
本实施例在实施例三或实施例四的基础上，做出了进一步的改进，具体如下，在所述光源未朝向所述导光板的出光侧（即光线发散方向）均设有反射板。
如所述光源为LED光源时，LED光源包括灯条以及固定在灯条上的LED，LED背离所述灯条方向为其光线发散的方向，而当其位于所述导光板侧面的时候，即与所述导光板位于同一水平面时，其上下两个侧面就会形成漏光，从而降低了光源的有效利用率，故为了保证光源的光的有效利用率，在光源未朝向所述导光板的光线发散侧均设置反射板，通过反射板将光源反射回光源处，并最终从所述导光板向外传导。
所述反射板可以是每个方向上的单独设置的多块分离的反射板，也可以相互连接形成反射弧面或曲面。尤其是当所述光源为CCFL时可以采用一侧开口的反射弧面，所述开口与所述导光板相对设置。
综合上述，本发明所述的背光源，在未向导光板施加电压时呈透明状，施加电压后开启光源可以提供白色背景，用于组成透明装置时，具有体积小，质量轻，便于携带的优点，且其本身具有结构简单，制作使用方便的优点。
实施例六：
本实施例透明显示装置，包括如实施例三至实施例五任一所述的背光源。
如图2-图3所示，所示背光源包括导光板12、位于导光板侧面的光源13（且本实施例所述的光源由若干LED组成）、位于光源13上下两个侧面防止光线泄露的反射板151、152以及透明隔热板14。其中标号11为显示面板。
本实施例所述的透明显示装置，采用本发明所述的背光源取代了传统的灯箱，具有结构简单、体积小、质量轻便于携带的优点。
实施例七：
本实施例在上一实施例的基础上，进行了进一步的改进，所述显示面板11位于所述背光源的出光侧；
所述透明显示面板11从上至下依次包括上偏光板、上透明基板、液晶层、下透明基板以及下偏光板；
所述上偏光板与所述下偏光板之间的偏振角度相差90°；
所述上透明基板与所述下透明基板的相对面均设有透明电极；在显示屏工作时，向上下透明基板上的透明电极施加不同的电压使相对的透明电极之间产生电压差，从而可以驱动液晶层呈现不同工作状态。
所述上透明基板下表面还依次间隔分布有多种不同颜色的透明彩膜。通常，不同颜色的透明彩膜为R/G/B即红/绿/蓝三色透明彩膜，通过三种原色的混合可以在显示时形成任意颜色的显示图案。在具体的实施过程中所述三色透明彩膜还可以设置在所述下透明基板上。当然，不同颜色的透明彩膜不仅仅限于R/G/B透明彩膜，可以根据生产或者设计的需要，为其他颜色或包括其他颜色例如透明色、黄色等透明彩膜。
进一步地，所述显示面板所在的区域为显示区域，所述导光板从背光源的出光面完全覆盖所述显示区域，即所述导光板的面积不小于所述显示区域的面积，且完全覆盖住了所述显示区域，这样就能保证显示区域的任何一点均在显示时接收到来自导光板的光线。
综合上述本发明所述的透明显示装置，采用了本发明所述的导光板及背光源，在不工作状态下保持了透明显示装置的透明特性，在工作状态下，采用本发明所述的背光源提供背光，具有光透过率高，从而具有亮度高、显示效果佳，均一性好的优点，且体积小、质量小、结构简单且便于携带。
实施例八：
如图4所示，本实施例导光板的制作方法，包括以下制作步骤：
步骤1：在第一透明基板以及第二透明基板的相对面上均形成透明电极；
在第一透明基板以及第二透明基板的相对面上形成透明电极，可以采用现有技术常规成熟的工艺，若透明电极为一整层无图案结构，可以将用于制作透明电极的透明导电材料例如ITO、IZO等直接采用沉积、涂覆、溅射等方式形成电极层即可；若透明电极为图案化结构，可以将用于制作透明电极的透明导电材料例如ITO、IZO等采用构图工艺（构图工艺通常包括光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺）形成要求的图案；
步骤2：在所述第一透明基板与所述第二透明基板之间形成PSCT层；
具体的，所述步骤2又分为步骤2.1与步骤2.2；
所述步骤2.1为向所述第一透明基板与所述第二透明基板之间填充手性离子液体、液晶以及可聚合单体；
更具体的，可以采用滴注工艺或者喷墨工艺将手性离子液体、液晶以及可聚合单体填充到第一透明基板与所述第二透明基板之间；
所述步骤2.2为采用紫外线固化所述手性离子液体、液晶以及可聚合单体，使所述液晶分子间形成高分子网络，从而形成PSCT层；
其中，采用紫外线进行固化，快速便捷且固化均匀。
步骤3：密封所述PSCT层。
所述密封可以采用框胶对所述第一透明基板与第二透明基板的侧面进行密封，也可以采用密封条与密封胶的组合方式对所述PSCT层进行密封；
其中，所述第一透明基板与所述第二透明基板的相对面上均设有透明电极，通过在第一透明基板与第二透明基板上的透明电极施加不同电压值从而可以产生电压差，从而改变PSCT的透射或散射状态。
本发明所述的导光板的制作方法，具有步骤简便，实现简单的优点，且制作的导光板具有本发明所述导光板所具有的特征与优点。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (12)
1.一种导光板，其特征在于，包括相对设置的第一透明基板与第二透明基板；所述第一透明基板与所述第二透明基板在相对面上均设有透明电极，且两透明基板之间设有高分子稳定胆甾相材料层。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述高分子稳定胆甾相材料层包括手性离子液体、液晶以及可聚合单体；
其中，所述液晶为向列相液晶或近晶相液晶。
3.根据权利要求1或2所述的导光板，其特征在于，所述可聚合单体为丙烯酸酯或环氧树脂。
4.一种背光源，其特征在于，包括如权利要求1-3任一所述的导光板以及与所述导光板相适配的驱动。
5.根据权利要求4所述的背光源，其特征在于，还包括位于所述导光板侧面的光源以及位于所述导光板与所述光源之间的隔热透明板。
6.根据权利要求5所述的背光源，其特征在于，所述隔热透明板为包括聚甲基丙烯酸甲酯的光学板。
7.根据权利要求5或6所述的背光源，其特征在于，在所述光源未朝向所述导光板的出光侧均设有反射板。
8.一种透明显示装置，其特征在于，包括如权利要求4-7任一所述的背光源。
9.根据权利要求8所述的透明显示装置，其特征在于，还包括位于所述背光源出光侧的透明显示面板。
10.根据权利要求9所述的透明显示装置，其特征在于，所述显示面板所在区域为显示区域，所述导光板从背光源的出光侧完全覆盖所述显示区域。
11.一种导光板的制作方法，其特征在于，包括以下制作步骤：
步骤1：在第一透明基板以及第二透明基板的相对面上均形成透明电极；
步骤2：在所述第一透明基板与所述第二透明基板之间形成高分子稳定胆甾相材料层；
步骤3：密封所述高分子稳定胆甾相材料层。
12.根据权利要求11所述的导光板的制作方法，其特征在于，所述步骤2包括
步骤2.1：向所述第一透明基板与所述第二透明基板之间填充手性离子液体、液晶以及可聚合单体；
步骤2.2：采用紫外线固化所述手性离子液体、液晶以及可聚合单体，使所述液晶分子间形成高分子网络，从而形成高分子稳定胆甾相材料层。
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