CN105388658B - 光控制装置以及制造该光控制装置的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种光控制装置以及制造该光控制装置的方法。所述光控制装置包括：彼此面对的第一电极单元和第二电极单元；液晶单元，该液晶单元位于所述第一电极单元和所述第二电极单元之间，所述液晶单元包括：液晶；壁，所述壁具有从第一单体聚合的第一聚合物，所述第一单体具有比第二单体更高的扩散速度；以及网络，所述网络具有从所述第二单体聚合的第二聚合物，所述第二单体具有比所述第一单体更低的扩散速度。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年8月29日在韩国专利局提交的韩国专利申请第10-2014-0114174号和于2015年6月19日在韩国专利局提交的韩国专利申请第10-2015-0087771号的优先权，通过引用将所述韩国专利申请的公开全部并入本文。
技术领域
本发明涉及一种使用具有聚合物的液晶的光控制装置以及制造该光控制装置的方法。
背景技术
近年来，随着世界进入了信息时代，用于处理和显示信息的显示设备的领域迅速增长。因此，各种显示设备已被开发并且已经得到注意。
显示设备的具体示例包括液晶显示器(LCD)装置、等离子体显示面板(PDP)装置、场发射显示器(FED)装置以及有机发光二极管(OLED)。这些显示器展示了优异的性能、诸如变薄、重量变轻和低功耗。因此，目前，显示设备的应用领域继续增加。特别地，显示设备已经被用作大多数的电子设备或移动设备中的用户界面。
此外，近年来，使得用户能够通过显示设备看到位于相反侧的物体或者图像的透明显示设备已被积极地研究。
透明显示设备在空间利用效率、室内装修和设计方面具有优势。此外，透明显示装置可以应用于各种领域。透明显示设备可以通过在透明电子设备中实现能够识别信息、处理信息并且显示信息的显示设备，解决传统电子设备的空间和视觉约束。透明显示设备可以在智能窗口中使用，并且智能窗口可适用于在智能家居或智能车辆中使用。
特别地，LCD可以使用边缘型背光而被实现为透明显示设备，但是使用LCD的透明显示设备呈现出非常低的透射率。此外，使用LCD的透明显示设备具有的缺点是：由于用于实现黑色的偏光片而使透明度降低并且外部能见度也受到负面影响。
此外，使用OLED的透明显示设备比使用LCD的透明显示设备具有更高的功耗。另外，透明显示设备在表达真正的黑色方面有困难，但是对比度在黑暗的环境中没有问题。然而，它具有在有光的正常环境中对比度降低的缺点。
因此，为了实现透明模式和遮光模式，提出了一种与使用OLED的透明显示设备的光控制装置一起形成到一个单层的聚合物分散液晶(PDLC)或聚合物网络液晶(PNLC)的方法。聚合物分散液晶(PDLC)或聚合物网络液晶(PNLC)可以通过混合单体和液晶以及将紫外(UV)线照射到混合物形成。
具体地，聚合物分散液晶(PDLC)具有在聚合物内形成液晶的结构，并且聚合物网络液晶(PNLC)具有聚合物以网络结构分布在液晶上的结构。
如果将电场施加到聚合物分散液晶(PDLC)或聚合物网络液晶(PNLC)，则液晶的对准被改变，并且因此，从外部入射的光可被散射或透射。即，是使用聚合物分散液晶(PDLC)或聚合物网络液晶(PNLC)的设备可以在不使用偏光片的情况下对光进行散射和透射，并且因此，可以用作透明显示设备的光控制装置。
发明内容
因此，本发明针对一种光控制装置和包括该光控制装置的显示设备，其基本消除了由于现有技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种光控制装置和包括该光控制装置的显示设备，该光控制装置可以通过在没有施加电压的初始状态下透射从外部入射的光并且因此在初始状态下实现透明模式来减少功耗。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种光控制装置和包括该光控制装置的显示设备，该光控制装置能够通过遮蔽或者散射从外部入射的光或者保持设备的背景可见来显示颜色。
此外，本发明的又一个目的在于提供一种光控制装置，该光控制装置在液晶单元中包括网络和壁二者。
另外，本发明的再一个目的在于提供一种与透明显示设备组合的光控制装置，通过提供透明模式或遮光模式，该光控制装置具有高图像可见度，在遮光模式中，外部光被阻挡。
另外，本发明的再一个目的在于提供一种光控制装置，该光控制装置可以应用于柔性显示设备。
本发明的目的不限于前述目的，并且根据以下描述，上面没有提到的其它目的对本领域技术人员而言将显而易见。
根据用于实现上述目的的本发明的一个方面，提供了一种光控制装置，所述光控制装置包括：彼此面对的第一电极单元和第二电极单元；液晶单元，该液晶单元位于所述第一电极单元和所述第二电极单元之间，所述液晶单元包括：液晶；壁，所述壁具有从第一单体聚合的第一聚合物，所述第一单体具有比第二单体更高的扩散速度；以及网络，所述网络具有从所述第二单体聚合的第二聚合物，所述第二单体具有比所述第一单体更低的扩散速度。
根据本发明的另一个特征，所述光控制装置还包括位于所述第一电极单元与所述第二电极单元中的至少一个上的间隔件。
根据本发明的又一个特征，所述第一聚合物和所述第二聚合中的每一个均从UV可固化单体、聚二甲基硅氧烷、RM(反应性液晶基元)基单体、NOA(诺兰光学粘合剂)基单体、双酚A二甲基丙烯酸酯基单体以及光致抗蚀剂中的至少一种单体聚合。
根据本发明的再一个特征，如果所述第一单体在第一固化条件下被固化，则所述第二单体在与所述第一固化条件不同的第二固化条件下被固化。
根据本发明的再一个特征，如果所述第一单体通过UV固化被固化，则所述第二单体通过热固化被固化。
根据本发明的再一个特征，如果所述第一单体通过UV固化被固化，则所述第二单体通过波长范围与所述第一单体不同的UV固化被固化。
根据本发明的再一个特征，如果所述液晶包括负型液晶或者DFLC(双频液晶)中的一个，则所述第一电极单元和所述第二电极单元中的每一个均包括公共电极。
根据本发明的再一个特征，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直(homeotropic)状态的透明模式，并且其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
根据本发明的再一个特征，如果所述液晶包括正型液晶或者DFLC(双频液晶)中的一种，则所述第一电极单元和所述第二电极单元中的至少一个电极单元包括至少一个图案化电极。
根据本发明的再一个特征，将水平电场施加到所述图案化电极。
根据本发明的再一个特征，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，并且其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
根据本发明的再一个特征，如果所述液晶包括正型液晶或者DFLC(双频液晶)中的一种，则所述第一电极单元和所述第二电极单元中的至少一个电极单元包括至少一个图案化电极和公共电极。
根据本发明的再一个特征，水平电场被施加到所述图案化电极和所述公共电极。
根据本发明的再一个特征，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，并且其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
根据本发明的再一个特征，该光控制装置还包括对准构件，该对准构件在所述液晶单元中并且被配置为垂直对准所述液晶，其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现透明模式。
根据用于实现上述目的的本发明的另一个方面，提供了一种制造光控制装置的方法，所述方法包括以下步骤：将第一电极单元层压到第二电极单元；在所述第一电极单元与所述第二电极单元之间形成混合液晶单元，所述混合液晶单元具有混合液晶，并且所述混合液晶具有第一单体、第二单体和液晶；将具有图案的掩模定位在所述第一电极单元或者所述第二电极单元上；通过由所述混合液晶的初次固化聚合所述第一单体在与所述图案对应的区域中形成壁，所述第一单体具有比所述第二单体更高的扩散速度；以及通过由所述混合液晶的二次固化聚合所述第二单体形成网络，所述第二单体具有比所述第一单体的扩散速度更低的扩散速度。
根据本发明的另一个特征，该方法还包括以下步骤：在所述第一电极单元与所述第二电极单元中的至少一个上设置间隔件。
根据本发明的另一个特征，所述初次固化的波长包括在360nm至380nm的范围内，并且所述二次固化的波长包括在330nm至360nm的范围内。
根据本发明的再一个特征，所述初次固化包括UV照射，并且所述二次固化包括热处理。
根据本发明的再一个特征，所述初次固化包括UV照射，并且所述二次固化的波长范围与所述初次固化的波长范围不同。
根据用于实现上述目的的本发明的另一个方面，提供了一种混合液晶，在该混合液晶中分散有液晶、第一单体和第二单体，所述混合液晶包括：所述第一单体，由于比所述第二单体的扩散速度更高的扩散速度，该第一单体被配置为通过初始固化被聚合，从而形成用于光控制装置的壁；以及所述第二单体，由于比所述第一单体的扩散速度更低的扩散速度，该第二单体被配置为通过随后的固化被聚合，从而形成用于所述光控制装置的网络。
根据本发明的另一个特征，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，并且所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
根据本发明的又一个特征，所述第一单体和所述第二单体通过在不同波长范围的UV照射被固化。
根据本发明的又一个特征，所述第一单体与所述第二单体的比包括1:1至1:1.25或者1:1至2.5:1。
根据本发明的再一个特征，所述第一单体包括UV可固化单体并且所述第二单体包括UV可固化单体或热可固化单体。
根据本发明的再一个特征，所述液晶包括正型液晶、负型液晶和DFLC(双频液晶)中的一种。
根据用于实现上述目的的本发明的另一个方面，提供了一种显示设备，所述显示设备包括：显示面板；以及附接到该显示面板的至少一个光控制装置。
根据本发明的另一个特征，所述显示面板是OLED面板。
根据本发明的另一个特征，所述光控制装置附接到所述显示面板的前表面。
根据本发明的再一个特征，所述光控制装置附接到所述显示面板的后表面。
其它示例性实施方式的细节将包括在本发明的详细说明书和附图中。
本发明可以提供一种能够通过透射从外部入射的光线而不施加电压在透明模式中驱动的光控制装置。
此外，由于本发明的光控制装置具有状态对准，因此可以在初始状态中实现透明模式，所述状态对准在初始状态中透射从外部入射的光。因此，可以提供功耗减少的光控制装置。
此外，本发明可以提供能够在遮光模式中实现的光控制装置，从而表达黑色或者除了黑色以外的其它颜色，在遮光模式中，通过包括着色构件使光控制装置的背景不可见，该着色构件包括具有颜色的染料。
另外，本发明可以提供使用两个或更多不同的单体在遮光单元中包括壁和网络二者的光控制装置。
此外，本发明可以通过使用液晶单元中的网络来提高对从外部入射的光进行散射的效果。
此外，本发明可以通过使用液晶单元中的壁提高光控制装置的遮光率以抑制着色构件倾斜到特定区域并且因此抑制由于在液晶单元中以不均匀方式分布的着色构件导致的漏光。
另外，由于使用液晶单元中的壁可以吸收从外部施加的冲击，因此本发明可以应用于柔性显示设备。
此外，本发明可以通过减少折射率差而在于透明模式中被驱动的同时提高光控制装置的透射率。可以使用设置在对准构件与液晶单元之间或者电极单元与液晶单元之间的折射率匹配层。
此外，本发明可以通过凭借壁或折射率匹配层防止在光控制装置中发生短路来提高驱动可靠性。
本发明的效果不限于上述效果，并且其它各种效果被包括在下面的描述中。
附记1、一种光控制装置，所述光控制装置包括：
彼此面对的第一电极单元和第二电极单元；
液晶单元，该液晶单元位于所述第一电极单元和所述第二电极单元之间，所述液晶单元包括：
液晶；
壁，所述壁具有从第一单体聚合的第一聚合物，所述第一单体具有比第二单体更高的扩散速度；以及
网络，所述网络具有从所述第二单体聚合的第二聚合物，所述第二单体具有比所述第一单体更低的扩散速度。
2、根据附记1所述的光控制装置，所述光控制装置还包括位于所述第一电极单元和所述第二电极单元中的至少一个上的间隔件。
3、根据附记1所述的光控制装置，其中，所述第一聚合物和所述第二聚合中的每一个均从UV可固化单体、聚二甲基硅氧烷、反应性液晶基元RM基单体、诺兰光学粘合剂NOA基单体、双酚A二甲基丙烯酸酯基单体以及光致抗蚀剂中的至少一种单体聚合。
4、根据附记1所述的光控制装置，其中，如果所述第一单体在第一固化条件下被固化，则所述第二单体在与所述第一固化条件不同的第二固化条件下被固化。
5、根据附记1所述的光控制装置，其中，如果所述第一单体通过UV固化被固化，则所述第二单体通过热固化被固化。
6、根据附记1所述的光控制装置，其中，如果所述第一单体通过UV固化被固化，则所述第二单体通过波长范围与所述第一单体不同的UV固化被固化。
7、根据附记1所述的光控制装置，其中，如果所述液晶包括负型液晶或者双频液晶DFLC中的一种，则所述第一电极单元和所述第二电极单元中的每一个均包括公共电极。
8、根据附记7所述的光控制装置，其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，并且其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
9、根据附记1所述的光控制装置，其中，如果所述液晶包括正型液晶或者双频液晶DFLC中的一种，则所述第一电极单元和所述第二电极单元中的至少一个电极单元包括至少一个图案化电极。
10、根据附记9所述的光控制装置，其中，水平电场被施加到所述图案化电极。
11、根据附记10所述的光控制装置，其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，并且其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
12、根据附记1所述的光控制装置，其中，如果所述液晶包括正型液晶或者双频液晶DFLC中的一种，则所述第一电极单元和所述第二电极单元中的至少一个电极单元包括至少一个图案化电极和公共电极。
13、根据附记12所述的光控制装置，其中，水平电场被施加到所述图案化电极和所述公共电极。
14、根据附记13所述的光控制装置，其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，并且其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
15、根据附记1所述的光控制装置，该光控制装置还包括对准构件，该对准构件在所述液晶单元中并且被配置为垂直对准所述液晶，其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现透明模式。
16、一种制造光控制装置的方法，所述方法包括以下步骤：
将第一电极单元层压到第二电极单元；在所述第一电极单元与所述第二电极单元之间形成混合液晶单元，所述混合液晶单元具有混合液晶，并且所述混合液晶具有第一单体、第二单体和液晶；
将具有图案的掩模定位在所述第一电极单元或者所述第二电极单元上；
通过由所述混合液晶的初次固化聚合所述第一单体在与所述图案对应的区域中形成壁，所述第一单体具有比所述第二单体更高的扩散速度；以及
通过由所述混合液晶的二次固化聚合所述第二单体形成网络，所述第二单体具有比所述第一单体的扩散速度更低的扩散速度。
17、根据附记16所述的制造光控制装置的方法，该方法还包括以下步骤：
在所述第一电极单元与所述第二电极单元中的至少一个上设置间隔件。
18、根据附记16所述的制造光控制装置的方法，
其中，所述初次固化的波长包括在360nm至380nm的范围内，并且所述二次固化的波长包括在330nm至360nm的范围内。
19、根据附记16所述的制造光控制装置的方法，
其中，所述初次固化包括UV照射，并且所述二次固化包括热处理。
20、根据附记16所述的制造光控制装置的方法，
其中，所述初次固化包括UV照射，所述二次固化包括UV照射，并且所述二次固化的波长范围与所述初次固化的波长范围不同。
21、一种混合液晶，在该混合液晶中分散有液晶、第一单体和第二单体，所述混合液晶包括：
所述第一单体，由于比所述第二单体的扩散速度更高的扩散速度，该第一单体被配置为通过初始固化被聚合，从而形成用于光控制装置的壁；以及
所述第二单体，由于比所述第一单体的扩散速度更低的扩散速度，该第二单体被配置为通过随后的固化被聚合，从而形成用于所述光控制装置的网络。
22、根据附记21所述的混合液晶，
其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，以及
其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
23、根据附记21所述的混合液晶，其中，所述第一单体和所述第二单体通过在不同波长范围的UV照射被固化。
24、根据附记21所述的混合液晶，其中，所述第一单体与所述第二单体的比包括1:1至1:1.25或者1:1至2.5:1。
25、根据附记21所述的混合液晶，其中，所述第一单体包括UV可固化单体并且所述第二单体包括UV可固化单体或热可固化单体。
26、根据附记21所述的混合液晶，其中，所述液晶包括正型液晶、负型液晶和双频液晶DFLC中的一种。
27、一种显示设备，所述显示设备包括：
显示面板；以及
附接到该显示面板的根据附记1所述的至少一个光控制装置。
28、根据附记27所述的显示设备，其中，该显示面板是OLED面板。
29、根据附记27所述的显示设备，其中，所述光控制装置附接到所述显示面板的前表面。
30、根据附记27所述的显示设备，其中，所述光控制装置附接到所述显示面板的后表面。
附图说明
根据结合附图的下述详细描述，本发明的以上及其它方面、特征和其它优点将被更加清楚地理解，在附图中：
图1是例示根据本发明的示例性实施方式的光控制装置的横截面图。
图2是例示图1所示的光控制装置的透明模式的横截面图。
图3是例示图1所示的光控制装置的遮光模式的横截面图。
图4A至图4D是例示电极单元的各种示例性实施方式的横截面图。
图5是例示电极的另一个示例性实施方式的横截面图。
图6A至图6D是根据本发明的示例性实施方式的光控制装置的制造处理的各个步骤的横截面图。
图7A至图7D是根据本发明的示例性实施方式的光控制装置的制造处理的各个步骤的横截面图。
图8是根据本发明的另一个示例性实施方式的光控制装置的横截面图。
图9A是用于描述根据本发明的示例性实施方式的光控制装置所适用的显示设备的示意性平面图。
图9B是沿着图9A的线IX-IX’截取的显示设备的横截面图。
图9C和图9D是根据本发明的各种示例性实施方式的显示设备的横截面图。
图10A是用于描述根据本发明的示例性实施方式的光控制装置所适用的显示设备的示意性平面图。
图10B是沿着图10A的线X-X’截取的显示设备的横截面图。
图10C是根据本发明的另一个示例性实施方式的显示设备的横截面图。
具体实施方式
根据下面参照附图描述的示例性实施方式，本发明的优点和特征以及实现本发明的方法将被更清楚地理解。然而，本发明并不限于下述示例性实施方式，而是可以以各种不同的形式实现。示例性实施方式仅被提供以完成本发明的公开并且为本发明所属的本领域普通技术人员充分提供本发明的类别，并且本发明将通过所附权利要求限定。
在用于描述本发明的示例性实施方式的附图中示出的形状、尺寸、比例、角度、数字等仅仅是示例，并且本发明不限于此。在整个本说明书中，相同的附图标记一般表示相同的元件。此外，在以下说明书中，已知的现有技术的详细说明可被省略以避免不必要地混淆本公开的主题。
在本文中使用的诸如“包括”、“具有”和“包含”的术语一般旨在允许添加其它元件，除非该术语使用术语“仅”。任何单数标记可以包括复数，除非明确说明。
即使没有明确说明，元件也被解释为包括正常的误差范围。
当两个部件之间的位置关系使用术语诸如“在…上”、“在…以上”、“在…以下”、“在…之后”等术语来描述时，一个或更多个部件可以位于这两个部件之间，除非该术语使用术语“立即”或“直接”。
当使用诸如“在..之后”、“随后”、“在…旁边”、“在…之前”等的术语来描述按照时间顺序的关系时，可以包括不连续的关系，除非该术语使用术语“立即”或“直接”。
虽然术语“第一”、“第二”等用于描述各种元件，但是这些元件并不受这些术语的限制。这些术语仅用于使一个元件与其它元件相区别。因此，在本发明的技术概念中，下面将要提到的第一元件可能是第二元件。
不应当将“X-轴方向”、“Y-轴方向”和“Z-轴方向”仅解释为在这些方向相互垂直的几何关系中，而是可以在能够在功能上应用本发明的配置的范围中具有较宽的方向性。
术语“至少一个”应当被理解为包括可以从一个或更多个相关术语想到的所有可能的组合。例如，“第一项、第二项和第三项中的至少一项”的含义可以是第一项、第二项或第三项中的每一项，并且也可以是能够从第一项、第二项和第三项中的两个或更多个想到的所有可能的组合。
本发明的各个实施方式的特征可以部分或全部层压或相互组合，并且可以以本领域的普通技术人员能够充分理解的技术上的各种方式互锁和操作，并且这些实施方式可以相互独立或者相互关联地实现。
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方式。
用作透明显示设备的光控制装置的聚合物分散液晶(PDLC)和聚合物网络液晶(PNLC)具有单体和液晶的不同混合比。一般来说，PDLC具有比PNLC具有更高百分比的单体。因此，在没有施加电压的初始状态下，PDLC实现遮光模式，在遮光模式中，入射光通过随机对准的液晶和聚合的单体被散射。此外，在施加电压时，PDLC通过透射入射光而没有散射来实现透明模式，并且因而液晶垂直对准。如果使用PDLC作为透明显示设备的光控制装置，则需要连续施加电压以实现待机下的透明模式。
因此，本发明的发明人对PNLC进行了实验，由于单体的百分比相对低，因此PNLC在没有施加电压的初始状态中实现透明模式方面是有利的。然而，PNLC比PDLC具有更低比例的聚合单体，并且，因而，对于外部冲击具有更低的抵抗力。因此，需要用于抵抗外部冲击的壁。然而，人们认识到，如果形成壁，则难以形成网络。如果形成网络，则难以形成壁。
因此，本发明的发明人认识到上述问题，并且发明了具有新结构的光控制装置，在该新结构中，形成了壁和网络从而实现透明模式和遮光模式。
将参照下述示例性实施方式描述其细节。
图1是例示根据本发明的示例性实施方式的光控制装置的横截面图，图2是例示图1所示的光控制装置的透明模式的横截面图，并且图3是例示图1所示的光控制装置的遮光模式的横截面图。如图1所示，根据本发明的示例性实施方式的光控制装置100包括第一电极单元110、第二电极单元120、液晶单元130、着色构件140、对准单元150、壁160、网络170、折射率匹配层180和间隔件。
参照图1，第一电极单元110包括第一基板111和第一电极112。更加具体地说，第一电极单元110包括由透明材料形成的第一基板111和位于第一基板111上的第一电极112。第一基板111可以使用(而非限制)在一般显示设备或者柔性显示设备中所使用的基板。具体地说，第一基板111可以由基于玻璃的透明材料和基于塑料的透明材料形成。具有诸如TAC(三乙酰纤维素)或DAC(二乙酰纤维素)的纤维素树脂、诸如降冰片烯衍生物的COP(环烯烃聚合物)、COC(环烯烃共聚物)，诸如PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯)的丙烯酸类树脂、诸如PC(聚碳酸酯)，PE(聚乙烯)或PP(聚丙烯)的聚烯烃、诸如PVA(聚乙烯醇)，PES(聚醚砜)，PEEK(聚醚醚酮)，PEI(聚醚酰亚胺)，PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)，或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的聚酯、PI(聚酰亚胺)、PSF(聚砜)或者氟化树脂的片材或膜可以用作第一基板111，但本发明不限于此。
第一电极112被设置在第一基板111的一个表面上，并且具有无图案的形状。第一电极112可以由具有导电性并且还透射外部光的透明导电材料形成。例如，第一电极112可以由以下材料中的至少一种材料形成：银氧化物(例如；AgO或Ag2O或Ag2O3)、铝氧化物(例如；Al2O3)、钨氧化物(例如；WO2或WO3或W2O3)、镁氧化物(例如；MgO)、钼氧化物(例如；MoO3)、锌氧化物(例如；ZnO)、锡氧化物(例如；SnO2)、铟氧化物(例如；In2O3)、铬氧化物(例如；CrO3或Cr2O3)、锑氧化物(例如；Sb2O3或Sb2O5)、钛氧化物(例如；TiO2)、镍氧化物(例如；NiO)、铜氧化物(例如；CuO或Cu2O)、钒氧化物(例如；V2O3或V2O5)，钴氧化物(例如；CoO)、铁氧化物(例如；Fe2O3或Fe3O4)、铌氧化物(例如；Nb2O5)、铟锡氧化物(例如；氧化铟锡，ITO)、铟锌氧化物(例如；铟锌氧化物，IZO)、铝掺杂的锌氧化物(例如；铝掺杂的锌氧化物，ZAO)、铝掺杂的锡氧化物(例如；铝锡氧化物，TAO)和锑锡氧化物(例如；锑锡氧化物，ATO)，但不限于此。
第二电极单元120包括第二基板121和第二电极122。更具体地说，第二电极单元120包括由透明材料形成的第二基板121和位于第二基板121上的第二电极122。第二电极单元120的第二基板121和第二电极122的形状和材料可以与第一电极单元110的第一基板111和第一电极112的形状和材料相同。
对准构件150被配置为对准在作为初始状态的垂直状态(homeotropic state)下的液晶单元130，并且由垂直对准材料形成。在本说明书中，垂直状态指代液晶130a被垂直地对准到第一电极单元110和电极单元120的状态。
对准构件150可以位于液晶单元130上或下。具体地说，对准构件150可以包括第一对准膜和第二对准膜，第一对准膜形成在构成第一电极单元110的第一电极112中，第二对准膜形成在构成第二电极单元120的第二电极122中。
对准构件150可以由聚酰亚胺基材料和磷脂酰胆碱(PPC)基材料中的至少一种形成，但不限于此。此外，对准件150可以通过在诸如异丙醇(IPA)的溶剂中混合HTAB(三甲基十六烷基溴化铵)或CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)形成。然后，对准单元130可以通过在第一电极112和第二电极122上涂敷混合物并且然后将溶剂蒸发而形成。
虽然图1例示了对准构件150被定位在液晶单元130上或下，但是对准构件150也可以被定位在位于液晶单元130上或液晶单元130下当中的任何一个上。
折射率匹配层180被设置在光控制装置100内。即，参照图1，折射率匹配层180被设置在对准部件150与液晶单元130之间。另外，折射率匹配层180可以被设置在第一电极单元110与对准构件150之间以及第二电极单元120与对准构件150之间。
折射率匹配层180可以由聚合物、作为光学透明粘合剂中的一种的OCA(光学透明粘合剂)以及诸如热或UV可固化有机聚合物化合物的有机聚合物化合物中的任何一种形成，并且具有1.3到1.9的折射率。构成本发明的光控制装置100的第一电极单元110和第二电极单元120可以具有1.6到1.8的范围内的折射率。此外，液晶单元130可以具有1.3到1.6的范围内的折射率。
在本文中，如果折射率匹配层180不设置在光控制装置100内，则当光入射到光控制装置100中时，由于第一电极110和第二电极120与液晶单元130之间的折射率差可能发生菲涅尔反射。
更具体地说，如果光控制装置100在光进入到光控制装置100时呈现透明模式，则当通过第二电极单元120的光入射到液晶单元130中时，相当大量的光可被反射到液晶单元130的外部。然后，当通过液晶单元130的光再次通过第一电极单元110时，由于第一电极单元110与液晶单元130之间的折射率差，导致相当大量的光可被再次反射到液晶单元130的内部。如此，如果光控制装置100呈现透明模式，则相当大量的光不能穿过光控制装置100，而是可能由于菲涅尔反射被反射。因此，透明度可以降低。
同时，如果根据本发明的示例性实施方式将折射率匹配层180设置在对准构件150与液晶单元130之间，则在光穿过光控制单元110时，菲涅耳反射几乎不会发生。即，第一电极单元110与液晶单元130之间的折射率差和第二电极单元120与液晶单元130之间的折射率差可以通过折射率匹配层180减小。
因此，在光控制装置100处于透明模式中时，从外部入射的光线能够穿过控制装置100的内部而没有任何损失。因此，可以为用户提供高透明度。
此外，如上所述，由于折射率匹配层180可以由聚合物、作为光学透明粘合剂中的一种的OCA(光学透明粘合剂)以及诸如热或UV可固化有机聚合物化合物的有机聚合物化合物中的任何一种形成，所以可以防止可能在光控制装置100中发生的短路。更具体地说，如果物理压力施加到光控制装置100，则第一电极单元110和第二电极单元120开始彼此接触。因此，可能在光控制装置100中发生短路。此外，在光控制装置100的制造处理中生成的微杂质可能与液晶器130中的液晶单元130a混合。杂质可以用作使第一电极单元110与第二电极单元120之间的电连接能够在液晶单元130中进行的导体。因此，在光控制装置100中的第一电极单元110与第二电极单元120之间可能会出现短路。
然而，由于根据本发明的示例性实施方式的折射率匹配层180由上述材料形成，因此该折射率匹配层180可以用作绝缘体。因此，折射率匹配层180可以防止光控制装置100内发生短路并且因此可以提高光控制装置100的可靠性。
然而，折射率匹配层180不一定被包括在光控制装置100中，而是可以有选择地在光控制装置100中使用。
液晶单元130位于第一电极110与第二电极120之间。具体地说，参照图1，液晶单元130位于多个折射率匹配层180之间。
液晶单元130包括：液晶130a、壁160和网络170。液晶单元130可以是负型液晶或DFLC(双频液晶)中的至少一种。根据液晶130a的种类的光控制装置100的驱动方法将在后面描述。
着色构件140位于液晶单元130中并且与液晶单元130中的液晶130a混合。如果将电场施加到液晶单元130并且液晶130a的状态改变，则根据与该着色构件140相邻的液晶130a的状态的改变，着色构件140的对准也会改变。
着色构件140可以由具有黑、红、绿、蓝和黄或其组合中的至少一种颜色的染料形成。例如，如果光控制装置100与构成显示设备的透明显示面板的后表面相组合，则在实现图像时，为了提高图像可见度，需要遮蔽从后表面入射的光。在这种情况下，着色构件140可以由黑色的染料形成。另外，要在着色构件140中保持的颜色可以根据使用光控制装置100的地点或目的而选择性地改变。因此，可以为用户提供美学效果。
如图1所示，壁160位于第一电极单元110与第二电极单元120之间，即在液晶单元130内。壁160在光控制装置100内的位置可以自由地改变。
壁160可以由UV可固化单体形成，该UV可固化单体由透光的透明材料形成。更具体地说，如果壁160由UV可固化单体形成，则UV可固化单体可以是在330nm至360nm的UV波长范围或360m至380nm的UV波长范围反应的单体。或者，壁160可以由从例如由透光的透明材料形成的光致抗蚀剂、聚二甲基硅氧烷、UV可固化单体、RM(反应性液晶基元)基单体、NOA(诺兰光学粘合剂)基单体以及双酚A二甲基丙烯酸酯基单体中的至少一个单体被聚合的聚合物，但不限于此。然而，如果稍后将要描述的网络170由UV可固化单体形成，则形成壁160的UV可固化单体是在与形成网络170的UV可固化单体不同的波长范围反应的单体。即，形成壁160的UV可固化单体在与形成网络170的UV可固化单体不同的波长范围被固化。在本文中，RM(反应性液晶基元)基单体可以是具有棒状液晶态的材料。RM(反应性液晶基元)基单体的端基可以利用紫外(UV)线或热被聚合。可以利用UV聚合的端基可以是丙烯酸酯、乙烯、乙炔和苯乙烯中的至少一种，但不限于此。此外，可以利用热聚合的端基可以是氧杂环丁烷(oxetane)或环氧(epoxy)中的至少一种，但不限于此。
由UV可固化单体形成的壁160可以保护液晶单元130的内部抵抗外力。因此，包括上述壁160的光控制装置100可以应用于柔性透明显示设备。另外，壁160可以防止由于第一电极单元110与第二电极单元120之间的接触导致的短路。此外，壁160可以分离空间，并且液晶130a可以在由壁160限定的每个空间中形成。
由于壁160在液晶单元130内形成，因此可以防止包括在液晶单元130中的颜色250到特定区域的浓度。更具体地说，液晶单元130的内部通过壁160被划分成多个部分(或区域)，并且位于每个部分中的着色构件140不能移动到另一部分。如果在液晶单元130中不存在壁160，则根据外部压力或者光控制装置100的位置的状态，着色构件140可以在液晶单元130中自由地移动。因此，在着色构件140在液晶单元130中没有均匀分布的状态下，如果光控制装置100呈现遮光模式，则在一些区域可能发生漏光。然而，如在本发明的示例性实施方式中描述的，一种结构，在该结构中，壁160被设置在液晶单元130中并且着色构件140位于由壁160形成的部分中，着色构件140的运动是非常有限的。另外，光控制装置100在遮光模式中可以以整体均匀的方式呈现。因此，在光控制装置100的遮光模式中，可以提高遮光率。
该着色构件140的重量比可以根据应用光控制装置100的显示设备的种类确定。例如，如果光控制装置100是放置在室内的透明显示设备，则光控制装置100在透明模式中具有高透射率是重要的。因此，优选地，着色构件140可以具有相对低的重量比。此外，如果光控制装置100是放置在室外的透明显示设备中，则光控制装置100在遮光模式中具有高遮光率是重要的。因此，优选地，着色构件140可以具有相对高的重量比。在一些示例性实施方式中，着色构件140可以具有1wt％的重量比，但不限于此。
网络170以聚合物网络形式位于液晶单元130中。网络170由UV可固化单体或热可固化单体形成，UV可固化单体由透明材料形成，热可固化单体由透光的透明材料形成。
如果网络170是由UV可固化单体形成的，则该UV可固化单体可以是在330nm至360nm的UV波长范围或360m至380nm的UV波长范围反应的单体。或者，网络170可以由例如从由透光的透明材料形成的光致抗蚀剂、聚二甲基硅氧烷、UV可固化单体、RM(反应性液晶基元)基单体、NOA(诺兰光学粘合剂)基单体以及双酚A二甲基丙烯酸酯基单体中的至少一个单体被聚合的聚合物形成，但不限于此。
然而，如果壁160是由UV可固化单体的，则形成壁160的单体和形成网络170的单体可以在不同的波长范围对光作出反应。例如，壁160可以使用在360nm至380nm的UV波长范围固化的UV可固化单体形成，并且网络170可以是使用在330nm至360nm的UV波长范围固化的UV可固化单体形成。
同时，如果网络170由热可固化单体形成同时壁160由UV可固化单体形成，则形成网络170的单体可以是对由诸如热板的制造装置所提供的热作出反应的单体。单体可以使用例如在室温(20℃±5℃)至50℃或50℃至80℃热固化的单体，但不限于此。
此外，为了使由折射率的差异导致的失真最小化，形成网络170的UV可固化单体或热可固化单体需要具有与液晶单元130中的液晶130a的短轴方向上的折射率在相同范围内的折射率。例如，如果液晶单元130包括具有1.4的折射率的液晶130a，则可以选择具有1.4的折射率的UV可固化单体，以用作网络170的材料。
在液晶单元130内以聚合物网络形式由UV可固化单体或热可固化单体形成的网络170可以通过在稍后将要参照图3描述的遮光模式中随机对准液晶130a来提高散射效应。
形成壁160的单体具有低聚合速率，并且形成壁160的单体具有比形成网络170的单体更高的扩散速度。因此，可以很容易发生相分离。另一方面，形成网络170的单体具有高聚合速率，并且形成网络170的单体具有比形成壁160的单体更低的扩散速度。因此，不容易发生相分离。在整个光控制装置100中，壁160的数量小于网络170的数量。此外，在光控制装置100中多个壁160以在所述多个壁160之间具有预定空间来形成，但是在光控制装置100中形成大量的网络170。因此，在形成壁160的固化处理期间，形成壁160的单体需要被快速地移动到应当形成壁160的位置。然而，在形成网络170的固化处理期间，需要在整个光控制装置100中形成网络170。因此，形成网络170的单体需要具有比形成壁160的单体更低的扩散速度。即，可以使用聚合速率和扩散速度彼此不同的单体来制造包括壁160和网络170二者的光控制装置100。
此外，在液晶单元130中，网络170具有网状结构。因此，该网络170可以用作第一电极单元110与第二电极单元120之间的支撑结构。
虽然在图1中未示出，但是间隔件可以位于第一电极单元110与第二电极单元120之间。更具体地说，间隔物可以被设置在第一电极单元110、第二电极单元120或第一电极单元110与第二电极单元120二者上。间隔件可以具有球形或细长形，但是间隔件的形状不限于此。间隔物分散在液晶单元中并且确定液晶单元130的单元间隙且还支撑单元间隙。间隔件可以由二氧化硅(SiO2)基材料形成。
更具体地说，在光控制装置100的制造处理期间，在第一电极单元110和第二电极单元120彼此层压后，在第一电极单元110与第二电极单元120之间形成液晶单元130。此外，间隔件位于第一电极单元110与第二电极单元120之间，以保持液晶单元130的单元间隙。然后，第一电极单元110和第二电极单元120彼此层压。此时，光控制装置100的单元间隙被确定并且上述壁160的高度也根据隔离件的尺寸(高度)和数量被确定。
在下文中，将参照图2和图3描述光控制装置100和透明模式和遮光模式的驱动方法。
如图2所示，光控制装置100的液晶单元130中的液晶130a处于作为初始状态的垂直状态。因此，在透明模式中驱动光控制装置100，在该透明模式中，从外部入射的光L被透射。这里，初始状态包括：在完成光控制装置100的制造处理之后没有将电压施加到第一电极单元110和第二电极单元120的状态；在第一电极单元110和第二电极单元120之间没有形成电场的状态；或者第一电极单元110和第二电极单元120之间没有电压差的状态。
换句话说，由于液晶单元130中的液晶130a通过由垂直材料形成的对准构件150在垂直状态中被固化，因此液晶单元130中的液晶130a可以在初始状态中保持垂直状态。
因此，由于光控制装置100在初始状态中具有透射从外部入射的光L的状态对准，因此可以在初始状态中实现透明模式。因此，可以降低光控制装置100的功耗。
如图3所示，由于液晶单元130的液晶130a处于作为初始状态的垂直状态，因此为了使液晶单元130具有随机状态，有必要使第一电极110与第二电极单元120之间具有电压差并且将电场施加到液晶单元130。在本说明书中，随机状态指代液晶单元130中的液晶130a相对于第一电极单元110和第二电极单元120或者第一基板111和第二基板121被随机地对准，如图3所示。换句话说，液晶130a被随机对准的状态指代液晶130a在图3所示的坐标系的基础上根据电场位于X方向或Z方向的状态。
具体地说，如果液晶器130a是负液晶，则液晶130a的短轴在到电场的方向上移动。因此，当通过提供电压到第一电极单元110和第二电极单元120形成垂直电场时，液晶130a可改为从垂直状态对准到随机状态。这里，施加到第一电极单元110和第二电极单元120的电压差是5V或更大，但不限于此。
此外，如果液晶器130a是使用频率转换状态的DFLC，则具有预定频率的电压被施加到第一电极单元110和第二电极单元120。例如，当提供具有10KHz到1MHz的频率的特定驱动电压时，液晶器130a可改为从垂直状态对准到随机状态。然而，频率并不局限于此。
因此，液晶单元130可以具有能够使从外部入射的光散射的随机状态。此外，如图3所示，在对准的处理中，着色构件140也根据液晶对准130a改变。更具体地说，如果光在液晶单元130不包括着色构件140的状态下被散射，则显示不透明的乳白色，例如基于不透明白色或灰色的颜色。结果，从外部入射的光可以被散射。此外，从外部入射的光还可以通过网络170被散射。然而，根据本发明的示例性实施方式的光控制装置100包括液晶单元130中的着色构件140，该着色构件140可以由具有颜色的染料形成。因此，在液晶单元130中散射的光的一部分可以出去到光控制装置100的外部，但是大部分光最终会被着色构件140散射和吸收。因此，液晶单元130显示在着色构件140中保持的颜色。因此，从外部入射的光可以被遮蔽。
将光控制装置100的遮光模式转换成图2所示的透明模式的方法如下。如果液晶单元130中的液晶器130a是负型液晶，则当提供给光控制装置100的第一电极单元110和第二电极单元120的电压被阻挡时，液晶单元130中的液晶器130a会从随机状态改变到垂直状态。因此，光控制装置100被转换成透明模式。
此外，如果液晶单元130是DFLC，则当提供给光控制装置100的第一电极单元110和第二电极单元120的电压被阻挡或者提供具有预定频率的电压时，液晶单元130中的液晶器130a从随机状态改变到垂直状态。因此，光控制装置100被转换成透明模式。
图4A至图4D是例示光控制装置的电极单元的各种示例性实施方式的横截面图。在本示例性实施方式中，与上述示例性实施方式相同或相应的部件有关的描述将被省略。
如图4A至图4D所示，第一电极单元110和第二电极单元120中的至少一个可以包括多个图案化电极。即，第一电极单元110的第一电极112a和第二电极单元120的第二电极122b中的至少一个可以包括多个图案化电极。
如果第一电极单元110的第一电极112a包括多个图案化电极或者第二电极单元120的第二电极122b包括多个图案化电极，则液晶单元130可以是正型液晶。如果液晶单元130中的液晶器130a是正型液晶，则液晶130a的长轴在到电场的方向上移动。因此，需要通过将电压提供给第一电极单元110和第二电极单元120形成水平电场。然而，如图1到图3所示，如果第一电极单元110和第二电极单元120包括多个电极，则不能形成水平电场。因此，如果液晶单元130是正型液晶，则光控制装置100的第一电极单元110或第二电极单元120需要包括如图4A和图4D所示的多个图案化电极。
这里，为了使液晶单元130从垂直状态中的透明模式转换成随机状态中的遮光模式，可以通过将电压提供给包括第一电极单元110和第二电极单元120中的图案化电极的电极单元形成水平电场。即，水平电场被施加到图案化电极。例如，如图4A所示，如果第一电极单元110的第一电极112a包括多个图案化电极，则每个图案电极112a被配置为施加有与相邻的图案化电极112a具有不同极性的电压。例如，如果正(+)电压被施加到任何一个图案化电极，则负(-)电压可被施加到与该图案化电极相邻的图案化电极。即，奇数图案化电极112a被施加有与奇数图案化电极112a相同的电压，并且偶数图案化电极112a被施加有与偶数图案化电极112a相同的电压。因此，在多个彼此相邻的图案化电极112a之间形成电压差。因此，可以形成水平电场。这里，施加到相邻的图案化电极的电压差是5V或更大，但不限于此。此外，第二电极单元120的第二电极122可以施加有与多个图案化电极112a中的一个相同的电压。如图4B所示，即使第二电极单元120的第二电极122b包括多个图案化电极，也可以按照与上述相同的方式施加电压。
另外，为了使液晶单元130从随机状态中的遮光模式转换成垂直状态中的透明模式，可以不在第一电极单元110与第二电极单元120之间施加电压。
这里，如图4C所示，如果第一电极112a和第二电极122b二者都包括图案化电极，则当水平电场被施加到第一电极112a和第二电极122b时，会生成可以改变液晶130a的状态的电场。因此，如图4A和图4B所示，与图案化电极只形成在一侧上的情况相比，即使低电压被施加，也可以容易地从垂直状态改变成随机状态。将水平电场施加到第一电极112a和第二电极122b的方法与上述参照图4A描述的相同，并且因此，其详细描述将被省略。因此，如果第一电极112a和第二电极122b两者都包括图案化电极，则可以以低电压驱动光控制装置100并且可以更容易地改变状态，并且，可以减少用于转换状态的时间。
另外，如图4D中所示，第一电极单元110可以包括第一基板111，并且第二电极单元120的第二电极122b可包括图案化电极。即，当电极不形成在一个基板上并且图案化电极形成在另一个基板上时，可以使用另一个基板上的图案化电极来生成可以改变液晶130a的状态的电场。虽然图4D例示了第一电极单元110包括第一基板111并且第二电极单元120的第二电极122b包括图案化电极，但是第一电极单元120的第二电极可以包括图案化电极并且第二电极单元120可以包括第二基板121。
图5是例示光控制装置的电极单元的另一个示例性实施方式的横截面图。在本示例性实施方式中，与上述示例性实施方式相同或相应的部件有关的描述将被省略
如图5所示，根据本发明的另一个示例性实施方式的光控制装置200包括：第一电极单元210、第二电极单元220、液晶单元230、着色构件240、对准构件250、壁260、网络270和间隔件。
此外，构成光控制装置200的液晶单元230、着色构件240、对准构件250、壁260、网络270和间隔件与上面参照图1描述的构成光控制装置100的液晶单元130、着色构件140、对准构件150、壁160、网络170和间隔件分别相同。
然而，参照图5，第一电极单元210包括：第一基板211、作为多个图案化电极的第一电极212a、公共电极213和绝缘层214。在这种情况下，公共电极213位于第一基板211上，绝缘层214位于公共电极213上，并且第一电极212a位于绝缘层214上。如图5所示，公共电极213可以形成在第一基板211的整个区域上，或者可以被图案化为特定区域的单元(unit)。因此，公共电极213可以被设置为与多个图案化的第一电极212a交叠。此外，在平面图中第一电极212a可以具有直线形或锯齿形。锯齿形意味着多个第一电极212a中的至少一个包括弯曲部分，并且锯齿形可以包括至少一个弯曲部分。
绝缘层214可以由诸如包括SiNx、SiOx等的硅氮化物或硅氧化物的无机绝缘材料形成，但不一定限于此。此外，绝缘层214可以由诸如感光亚克力(photo acryl)或苯并环丁烯(BCB)的有机绝缘材料形成。
此外，第二电极单元220包括：第二基板221、作为多个图案化电极的第二电极222b、公共电极223和绝缘层224。在此情况下，公共电极223位于第二基板221上，绝缘层224位于公共电极223上，并且第二电极222b位于绝缘层224上。第二电极单元220的绝缘层224可以由与第一电极单元210的绝缘层214相同的材料形成。如图5所示，公共电极223可形成在第二基板221的整个区域上，或者可以被图案化作为特定区域的单元。因此，公共电极223可以被设置为与多个图案化的第二电极222b交叠。此外，在平面图中第二电极222b可以形成为具有直线形或锯齿形。锯齿形意味着多个第二电极222b中的至少一个包括弯曲部分，并且锯齿形可以包括至少一个弯曲部分。
另外，由于第一电极212a位于公共电极213上并且第二电极222b位于公共电极223上，因此不仅水平电场而且垂直电场可以被施加到液晶单元230。
在下文中，将描述根据图5中所示的本示例性实施方式的光控制装置200的透明模式和遮光模式的驱动方法。
光控制装置200的液晶单元230中的液晶230a处于作为初始状态的垂直状态。因此，在透明模式中驱动光控制装置200，在该透明模式中，从外部输入的光线被透射。
然后，如果通过将电压提供给光控制装置200的第一电极单元210和第二电极单元220来将电场施加到液晶单元230，则液晶单元230中的液晶230a从垂直状态改变为随机状态，该随机状态包括具有随机倾斜角的平面状态。
具体地说，如果液晶单元230中的液晶230a是正型液晶，则液晶230a的长轴在到电场的方向上移动。因此，当通过将电压提供给第一电极单元210和第二电极单元220来形成水平电场时，液晶230a可改为从垂直状态对准到随机状态，该随机状态包括具有随机倾斜角的平面状态。具体而说，第一电极单元210的第一电极212a和公共电极213被配置为施加有具有不同极性的电压，并且第二电极单元220的第二电极222b和公共电极223被配置为施加有具有不同极性的电压。因此，水平电场被施加到第一电极212a和公共电极213。同样，水平电场被施加到第二电极222b和公共电极223。例如，如果正(+)电压被施加到第一电极212a和第二电极222b，则负(-)电压可以被施加到公共电极213和223。相应地，通过在第一电极单元210的第一电极212a和公共电极223之间形成电压差，可以将水平电场施加到液体晶单元230。此外，通过在第二电极单元220的第二电极222b与公共电极223之间形成电压差，可以将水平电场施加到液晶单元230。此外，彼此面对的第一电极212a和第二电极222b可以被构成为施加相同的电压。
此外，如果液晶单元230中的液晶230a是使用频率转换状态的DFLC，则具有预定频率(Hz)的电压被施加到第一电极单元210和第二电极单元220。例如，当提供具有10KHz到1MHz的驱动频率的特定驱动电压时，液晶230a可以改为从垂直状态对准到随机状态，该随机状态包括具有随机倾斜角的平面状态。然而，电压的频率不限于此。
因此，液晶单元230可以具有能够散射从外部入射的光的随机状态。另外，根据与着色构件240相邻的液晶230a改变着色构件240的对准。因此，在液晶单元230中散射的光的一部分可以出去到光控制装置200的外部，但是大部分光最终会被着色构件20散射和吸收。因此，液晶单元230显示在着色构件240中保持的颜色。因此，从外部入射的光可以被遮蔽。
同时，从遮光模式返回到透明模式的方法与参照图2和图3描述的相同。
虽然图5例示了第一电极单元210和第二电极单元220两者包括多个图案化电极和公共电极，但是可以仅第一电极单元210和第二电极单元220中的一个包括多个图案化电极和公共电极。
图6A至图6D是根据本发明的示例性实施方式的光控制装置100的制造处理的各个步骤的横截面图。下面将参照图6A至图6D描述根据本发明的示例性实施方式的光控制装置100的制造方法。
如图6A所示，通过在第一基板111上形成第一电极112制备第一电极单元110，第一基板111可以由基于玻璃或基于塑料的材料形成。此外，通过在第二基板121上形成第二电极122制备第二电极单元120，第二基板121可以由基于玻璃或基于塑料的材料形成。当在第一基板111上形成第一电极112并且在第二基板121上形成第二电极122时，可以使用溅射、图案化、CVD(化学汽相沉积)和涂敷方法。
此外，在该处理期间，由垂直对准材料形成的对准构件150形成在第一电极112和第二电极122上。即，可以通过在第一电极112和第二电极122上旋涂或者压印基于聚酰亚胺或基于磷脂酰胆碱(PPC)的材料中的至少一种形成对准构件150。
此外，可以通过在诸如异丙醇(IPA)的溶剂中混合HTAB(三甲基十六烷基溴化铵)或CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)形成对准单元构件150。然后，可以通过在第一电极单元121和第二电极单元122上涂敷混合物并且随后将溶剂蒸发来形成对准单元构件150。
然后，在形成对准件150的状态下，在混合的液晶(下文称为“mlc”)被设置在第一电极单元110与第二电极单元120之间，如果有必要可以在对准构件150上形成折射率匹配层180。除了制备第一电极单元110与第二电极单元120的步骤之外，还可以执行形成折射率匹配层180的步骤。例如，在第一电极112形成在第一基板111上或者第二电极122形成在第二基板121上之后，可以在第一电极112和第二电极122上形成折射率匹配层180。或者，在折射率匹配层180形成在第一基板111上或者折射率匹配层180形成在第二基板121上之后，可以在相应的折射率匹配层180上形成第一电极112和第二电极122。
然后，将间隔件定位在第一电极单元110和第二电极单元120中的至少一个上，并且第一电极单元110和第二电极单元120彼此层压，在第一电极单元110和第二电极单元120之间具有间隔件。
然后，如图6B所示，通过混合液晶130a、由染料形成的着色构件140以及多个固化构件160a和170a制备混合的液晶mlc。图6B中的多个固化构件160a和170a的形状不限图6B中的例示并且可以是各种形状。例如，如果第一单体160a是RM(反应性液晶基元)，则固化构件160a可以具有液晶形状。
这里，多个固化构件160a和170a用于通过后续工艺形成壁160或网络170。
更具体地说，混合的液晶mlc包括多个固化构件160a和170a，并且所述多个固化构件160a和170a由用于形成壁160的第一单体160a和用于形成网络170的第二单体170a来形成。第一单体160a和第二单体170a可以是由透明材料形成的UV可固化单体或者可以是由UV可固化单体和热可固化单体的组合形成，该UV可固化单体由透明材料形成，该热可固化单体由透明材料形成。这里，可以使用诸如UV照射方法的光固化方法，并且可以使用诸如热板法的热固化方法。
如果第一单体160a和第二单体170a仅由UV可固化单体形成，则用于形成壁160的第一单体160a和用于形成网络170的第二单体170a可以在与如上所述的不同的波长范围被固化。例如，如上所述，如果作为用于形成壁160的第一单体160a的UV可固化单体是在360nm至380nm的UV波长范围反应的单体，则优选地，作为用于形成网络170的第二单体170a的UV可固化单体可以是在330nm至360nm的UV波长范围反应的单体。
这里，液晶130a与固化构件160a和170a的比可以80:20到95:5。如果液晶130a小于混合的液晶mlc的80wt％，则由液晶130a导致的光的散射可能不会很好地发生。如果液晶130a大于混合的液晶mlc的95wt％，则由液晶130a导致的光的散射可能过度发生，这可能导致透明模式不能很好地实现。因此，液晶130a与固化构件160a和170a的比可以80:20到95:5。此外，第一单体160a与第二单体170a的比可以是未被视为液晶130a与固化构件160a和170a的比的1:1到1:2.5。另选地，如果需要广泛地形成壁160，则第一单体160a与第二单体170a的比可以是1:1到2.5:1。
另外，由于与液晶130a以及固化部件160a和170a相比，着色构件140在量方面相对较小，并且着色构件140的量不影响固化部件160a和170a的比，因此，不管着色构件140的存在或不存在，固化部件160a和170a的比与上面描述的相同。
然后，包括混合的液晶mlc的混合的液晶单元形成在第一电极单元110与第二电极单元120之间。如果第一电极单元110和第二电极单元120被层压并彼此组合，则可以通过使用毛细现象(capillary phenomenon)的注入方法在第一电极单元110与第二电极单元120之间注入混合的液晶mlc。
另外，如果第一电极单元110和第二电极单元120使用辊到辊工艺被层压到彼此，则可以通过使用挤压方法在第一电极单元110与第二电极单元120之间形成混合的液晶mlc，在该挤压方法中，在第一电极单元110和第二电极单元120被层压到彼此的同时注入混合的液晶mlc。
然后，如图6C所示，通过对混合的液晶mlc照射诸如UV(紫外)线来执行初次固化，并且第一单体160a通过初次固化被固化，从而可以形成壁160。
例如，为了将第一单体160a固化为用于形成壁160的UV可固化单体，照射对第一单体160a反应的UV波长范围的光。更具体地说，在具有图案PT的掩模M被定位在第一电极单元110或第二电极单元120中的至少一个上之后，将UV线照射到掩模M。换句话说，在具有孔状图案PT的掩模M被定位在第一电极单元110上之后，照射UV线。例如，可以通过以50mW/cm2到300mW/cm2的强度照射具有波长为360nm到380nm的UV线1分钟到60分钟来执行初次固化处理。
更具体地说，用于形成在照射UV线的区域(即，与掩模M的图案PT相对应的区域)中存在的壁160的第一单体160a具有比用于形成网络170的第二单体170a更低的聚合速率，并且用于形成壁160的第一单体160a具有比用于形成网络170的第二单体170a更高的扩散速度。因此，第一单体160a在从混合液晶mlc被相分离的同时被固化。随着固化处理的进行，单体在照射UV线的区域(即，与掩模M的图案PT相对应的区域)中被转换成聚合物。随着初次固化处理的进行，在没有照射UV线的区域中存在的第一单体160a在混合液晶mlc中移动到所述聚合物。因此，遍及混合液晶mlc分散的第一单体160a在照射UV线的区域中被集中。最终，在混合液晶mlc中形成被聚合的壁160。
因此，壁160可以把混合液晶mlc的内部划分成多个部分，并且还限制着色构件140不移动到另一个部分。另外，由于壁160形成在第一电极110和第二电极120之间，因此该壁160可以用作能够支撑光控制装置100的内部的结构。然后，如图6D所示，可以通过使诸如UV线的光照射到混合液晶mlc执行二次固化。更具体地讲，使UV线照射到其中形成有壁160的整个混合液晶mlc。
这里，为了使包括在混合液晶mlc中的第二单体170a固化，可以通过以10mW/cm2到100mW/cm2的强度照射具有波长为330nm到360nm的UV线10分钟到300分钟来执行二次固化处理。另外，可以以比初次固化处理更小的UV能量执行二次固化处理。可以通过调整UV强度或UV照射时间来调节UV能量。因此，用于固化第一单体160a的UV能量可能与用于固化第二单体170a的UV能量不同。
用于形成网络170的第二单体170a具有比第一单体160a更高的聚合速率，并且第二单体170a具有比第一单体160a更低的扩散速度，并且，因此，第二单体170a的相分离不会发生。因此，在初次固化处理之后在混合液晶mlc中剩余的用于形成网络170的第二单体170a在二次固化处理中被固化。即，在照射UV线的混合液晶mlc的整个区域中存在的用于形成网络170的第二单体170a被固化，从而在混合液晶mlc中以聚合物网络形式形成网络170。
此外，下面将参照图7A至图7D描述根据本发明的另一个示例性实施方式的制造光控制装置300的方法，图7A至图7D示出光控制装置的制造处理的各个步骤的横截面图。在图7A至图7D中，将描述这样一种情况，其中，在混合液晶mlc的多个固化构件160a和170a中，用于形成壁160的第一单体160b是UV可固化单体，并且用于形成网络170的第二单体170b是热可固化单体。
此外，图7A、图7B和图7C中所示的步骤与图6A、图6B和图6C中所示的步骤相同，因此，其描述将被省略。
如图7D所示，在形成壁160之后，对混合液晶mlc执行二次固化处理。该二次固化处理是通过热处理进行的热固化处理。
如果第二单体170b是可以在室温到50℃被固化的热可固化单体，则混合液晶mlc被定位于在室温到50℃的范围内具有热的热板H上，然后，执行热固化，直到在混合液晶mlc内形成聚合物网络形状的网络170为止。另外，如果第二单体170b是可以在50℃到80℃的范围内被固化的热可固化单体，则混合液晶mlc被定位于在50℃到80℃的范围内具有热的热板H上，然后，执行热固化，直到在混合液晶mlc内形成聚合物网络形状的网络170为止。通过执行这种热固化处理，第一单体160a和第二单体170a可以彼此单独地被固化，并且可以形成壁160和网络170。
图8是根据本发明的另一个示例性实施方式的光控制装置的横截面图。在本示例性实施方式中，与上述示例性实施方式相同或相应的部件有关的描述将被省略。在下文中，参照图8，将描述根据本示例性实施方式的光控制装置。
如图8所述，根据本发明的另一个示例性实施方式的光控制装置300包括：第一电极单元310、第二电极单元320、液晶单元330、着色构件340、对准构件350、壁360、网络370以及间隔件。
此外，构成光控制装置300的第一电极单元310、第二电极单元320、液晶单元330、着色构件340、壁360、网络370以及间隔件分别与上面参照图1描述的构成光控制装置100的第一电极单元110、第二电极单元120、液晶单元130、着色构件140、壁160、网络170以及间隔件相同。
然而，参照图8，根据本示例性实施方式的对准构件350被形成为与液晶单元330混合。即，在作为制造处理中的一个处理的UV固化之后，对准构件350与液晶单元330混合，并且是一种以垂直状态(即液晶330a与第一电极310和第二电极320垂直的状态)垂直地对准液晶单元330中的液晶330a的材料。更具体地说，对准构件350可以由HTAB(三甲基十六烷基溴化铵)、CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)、POSS(多面体低聚倍半硅氧烷)、枝化聚合物(dendronized polymer)、树状聚合物(dendrimer)或其混合物形成，但不限于此。此外，在根据本示例性实施方式的光控制装置300中将透明模式转换成遮光模式的处理和将遮光模式转换成透明模式的处理分别与上面参照图2和图3描述的光控制装置10的驱动方法相同。
图9是用于描述根据本发明的示例性实施方式的光控制装置所适用的显示设备的示意性平面图。图9B是沿着图9A的线IX-IX’截取的显示设备的横截面图。参照图9A和图9B，显示设备900包括显示面板990和光控制装置100。出于方便描述的目的，图9A仅例示了显示设备900的多个像素P中的一些并且仅例示了显示设备900的黑底940和壁160。
显示面板990是用于显示图像的面板，并且例如可以是有机发光显示面板。具体地说，显示面板990可以是包括透射区TA的透明有机发光显示面板或者透明柔性有机发光显示面板，如图9所示。然而，显示面板990不限于此，并且可以以各种方式显示图像。参照图9B，显示面板990是顶部发光有机发光显示面板，在该顶部发光有机发光显示面板中，从有机发光元件930发出的光朝着上基板915发射。此外，显示面板990是包括透射区TA的透明有机发光显示面板。
参照图9A和图9B，显示面板990包括多个像素P，并且每个像素P均包括透射区TA、发光区EA和电路区CA。透射区TA指代从显示面板990的外部入射的外部光被透射的区域。通过透射区TA，用户可以看到背景，即显示设备900的背景。发光区EA指代从有机发光元件930发出的光发射的区域并且还指代通过有机发光元件930显示图像的区域。电路区CA指代设置有用于驱动有机发光元件930的各种电路的区域，并且可以与发光区EA交叠。
参照图9B，在显示面板990的下基板911上设置薄膜晶体管920。具体地说，薄膜晶体管920被设置在电路区CA中，并且包括栅极、有源层、源极和漏极。此外，设置栅绝缘层912，该栅绝缘层912被配置为使栅极与有源层绝缘。在薄膜晶体管920上设置平坦化层913，该平坦化层913被配置为对薄膜晶体管920的上部进行平坦化，并且在平坦化层913上设置有机发光元件930。有机发光元件930被设置在发光区EA中，并且包括阳极931、有机发光层932和阴极933，阳极931用于将空穴提供给有机发光层932、阴极933用于将电子提供给有机发光层932。阳极931与薄膜晶体管920通过平坦化层913中的接触孔电连接。如上所述，由于显示面板990是顶部发光有机发光显示面板，因此阳极931例如至少包括由透明导电氧化物(TCO)形成的透明导电层和在该透明导电层下面设置的反射层，并且被配置为将从有机发光元件930发出的光发射到显示面板990的上部。然而，阳极931可以被限定为仅包括透明导电层，并且反射层可以被限定为与阳极931分离的部件。在阳极931上设置限定发光区EA的堤914，并且可以在阳极931和堤914上设置有机发光层932和阴极933。有机发光层932可以发出特定颜色的光，例如，白色、红色、绿色和蓝色中的任何一种颜色的光。在下面的描述中，将有机发光层932描述为发出白光。在有机发光层932上设置阴极933。如上所述，由于显示面板990是顶部发光有机发光显示面板990，因此阴极933可以由透明导电材料或金属材料形成。如果阴极933由金属材料形成，则该阴极933形成为具有非常小的厚度，允许从有机发光层932发出的光穿过阴极933。
黑底940设置在显示面板990的上基板915上。黑底940设置在多个像素P之间的边界处以及透射区TA与发光区EA之间的边界处。此外，在显示面板990的上基板915上在发光区EA中设置滤色器950。滤色器950可以是红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器中的一种，但不限于此，并且可以是透射另一种颜色的光的滤色器。上基板915和下基板911通过粘合层960彼此接合。虽然在图9B中没有示出，但是显示面板990还可以包括用于保护发光元件930免受来自外界的湿气或氧气的影响的密封层。
光控制装置100可与显示面板990组合。因此，光控制装置100可以向用户提供遮光模式和透明模式。更具体地，光控制装置100可接合到显示面板990的后表面，显示面板990的后表面与作为显示面板990的发光表面的显示面板990的前表面相对。这里，虽然在图9B中没有例示，但是如果使用粘合构件(例如，作为光学透明粘合剂中的一种的OCA(光学透明粘合剂))将光控制装置100接合或者装配到透明显示器面板990的后表面并且对其执行层压工艺。光控制装置100最终可以与显示面板990组合。此外，OCA可以具有范围从1.4到1.9的折射率。
光控制装置100的壁160被设置为与显示面板990的黑底940对应。即，如图9A和图9B所示，光控制装置100的壁160被设置为与显示面板990的黑底940交叠，并且被设置在显示面板990的多个像素P之间的边界和透射区TA与发光区EA之间的边界中的所有边界。这里，壁160的宽度WA可以等于或小于黑底940的宽度WB。如果光控制装置100的壁160如上所述地设置，则壁160在如图9A所示的平面图中可以以网状结构设置。
另外，虽然未示出，但是壁160可以以条纹结构设置从而与黑底940的一部分交叠。
如上所述的光控制装置100的壁160可以通过与参照图6C描述的相同的方法制造。也就是说，为了在与显示面板990的黑底940对应的位置形成壁160，可以通过用具有与显示面板990的黑底940对应的图案PT的掩模M照射UV线来形成壁160。
在下文中，将参照提供图像的显示设备900描述光控制装置100的透明模式和遮光模式的驱动方法。
在显示面板990不提供图像时，在透明模式中驱动光控制装置100。如上所述，由于光控制装置100的液晶单元130中的液晶130a处于作为初始状态的垂直状态，因此在没有将电压施加到光控制装置100时，在透明模式中驱动光控制装置100，在该透明模式中，从外部入射的光线被透射。
此外，在显示面板990提供图像时，光控制装置100被驱动以遮蔽从后表面入射的光，所述后表面是与作为显示面板990的发光表面的前表面相对的表面。具体地说，当显示面板990提供图像中，将电压施加到光控制装置100的第一电极单元110和第二电极单元120，使得在第一电极单元110与第二电极单元120之间存在电压差，并且因此，液晶单元130中的液晶130a以无序设置。因此，液晶单元130对从外部入射的光线进行散射，并且光控制装置100阻挡从外部入射的光通过显示面板990的后表面被看到。因此，图像的质量可以得到提高。
此外，通过显示着色构件140的颜色，光控制装置100可以为用户提供具有颜色的背景图像。因此，除了遮蔽功能之外，如果需要，显示面板990还可以为用户提供一种美学效果。
虽然图9B例示了光控制装置100的壁160被设置在显示面板990的多个像素P之间的边界和透射区TA与发光区EA之间的边界中的所有边界，但是壁160也可以被设置为仅与被设置在显示面板990的多个像素P之间的边界处的黑底940交叠。
此外，由于显示面板990的发光区EA是发光的区域而不是能够透射外部光的区域，因此，光控制装置100的与发光区EA对应的部分在遮光模式和透明模式中可能无法实现。即，光控制装置100的与发光区EA对应的所述部分可能连续处于透明模式中。在这方面，虽然图9B例示了第一电极单元110的第一电极112和第二电极单元120的第二电极122被设置为与发光区EA和透射区TA中的所有区域对应，但是第一电极112和第二电极122可以被设置为仅在透射区TA中。
虽然图9B例示了使用图1至图3所示的光控制装置100作为光控制装置100，但是光控制装置100不限于此。图4A至图4D和图5所示的光控制装置100和200可以用作与显示面板990组合。另外，虽然图9B例示了光控制装置100的第一电极单元110与显示面板990的下基板911接触，但是控制装置100的第二电极单元120也可以与显示面板990的下基板911接触。
此外，显示面板990的下基板911可以是构成光控制装置100的第一电极单元110或第二电极单元120的基板中的一个。例如，如果构成光控制装置100的第一电极单元110的第一电极112或第二电极单元120的第二电极122形成在显示面板990的下基板911的后表面上，则显示面板990的下基板911与构成第一电极单元110或第二电极单元120的基板111和121起到相同的作用。因此，下基板911、第一电极单元110的第一电极112、或者二电极单元120的第二电极122可以具有与如上所述的第一电极单元110或第二电极单元120相同的配置。
图9C是根据本发明的另一个示例性实施方式的显示设备的横截面图。在本示例性实施方式中，与上述示例性实施方式相同或相应的部件有关的描述将被省略。在下文中，将参照图9C描述根据本示例性实施方式的显示设备。
参照图9C，光控制装置100的壁160可以被配置为与显示面板990的黑底940交叠并且也可以被设置在显示面板990的发光区EA中。这里，与黑底940交叠的壁160宽度WA1仅等于黑底940的宽度WB而小于与黑底940和发光区EA交叠的壁160的宽度WA2。由于显示面板990的发光区EA是发光的区域而不是能够透射外部光的区域，因此用于遮蔽或透射外部光的液晶130a和着色构件140可不被设置在光控制装置100的与发光区EA对应的部分中。因此，如图9C所示，光控制装置100的壁160可以被形成为与整个发光区EA对应。
光控制装置100的壁160可以通过与参照图6C描述的相同的方法制造。即，可以通过在与显示面板990的黑底940对应的位置和与发光区EA对应的位置用具有图案PT的掩模M照射UV线来形成壁160。
与显示面板990组合的光控制装置100的驱动方法与上面参照图9B描述的相同，并且因此，对其多余的描述将被省略。
虽然图9C例示了壁160被形成为与整个发光区EA对应，但是壁160也可以被形成为仅与发光区EA的部分区域对应。
图9D是根据本发明的另一个示例性实施方式的显示设备的横截面图。在本示例性实施方式中，与上述示例性实施方式相同或相应的部件有关的描述将被省略。在下文中，将参照图9D描述根据本示例性实施方式的显示设备。
参照图9D，光控制装置100可以接合到作为显示面板990的发光表面的前表面。在这种情况下，虽然在图9D中没有例示，但是如果使用粘合构件(例如，作为光学透明粘合剂中的一种的OCA)将光控制装置100接合或者装配到透明显示器面板990的后表面并且对其执行层压工艺。光控制装置100最终可以与显示面板990组合。
光控制装置100的壁160被设置为与显示面板990的黑底940对应。即，如图9D所示，光控制装置100的壁160被设置为与显示面板990的黑底940交叠从而被设置在显示面板990的多个像素P之间的边界以及透射区TA与发光区EA之间的边界中的所有边界。这里，壁160的宽度WA可以等于或小于黑底940的宽度WB。如果光控制装置100的壁160如上所述地设置，则壁160在平面图中可以以网状结构设置。另外，虽然未示出，但是壁160可以以条纹结构设置从而与黑底940的部分交叠。
如上所述的光控制装置100的壁160可以通过与参照图6C描述的相同的方法制造。也就是说，为了在与显示面板990的黑底940对应的位置形成壁160，可以通过用具有与显示面板990的黑底940对应的图案PT的掩模M照射UV线来形成壁160。
由于光控制装置100被设置在显示面板990的前表面上，因此第一电极单元110的第一电极112和第二电极单元120的第二电极122形成为仅与透射区TA对应。在光控制装置100的制造处理期间，液晶1130a和着色构件140被设置在光控制装置100的整个区域上。即，如图6B至图6D所示，光控制装置100是通过在将混合液晶mlc设置在光控制装置100的整个区域上的状态下对壁160和网络170进行固化来制造的。因此，在处理期间难以不在光控制装置100的与发光区EA对应的部分中设置液晶130a和着色构件140以留下空的对应空间。
因此，如果第一电极112和第二电极122被设置在发光区EA中，则光控制装置100也可以在发光区EA中被驱动。因此，从发光区EA发出的光可能会被光控制装置100阻挡。因此，如图9D所示，第一电极112和第二电极122被设置为仅与透射区TA对应，从而光控制装置100的仅与透射区TA对应的部分被驱动并且光控制装置100的与发光区EA对应的部分在透明模式中被连续地保持。
在下文中，将参照提供图像的显示设备900描述光控制装置100的透明模式和遮光模式的驱动方法。
在显示面板990不提供图像时，在透明模式中驱动光控制装置100。即，在没有将电压施加到光控制装置100时，在从外部入射的光被透射的透明模式中实现光控制装置100。
在显示面板990提供图像时，光控制装置100被实现为阻挡从后表面入射的光。具体地说，在显示面板990提供图像时，将电压施加到光控制装置100的第一电极单元110和第二电极单元120，并且因此，液晶单元130中的液晶130a以无序设置。因此，液晶单元130对从外部入射的光进行散射，并且光控制装置100阻挡从外部入射的光通过透射区TA被看到。因此，图像的质量可以得到提高。在这种情况下，由于在光控制装置100的与发光区EA对应的部分中没有形成第一电极112和第二电极122，因此仍然在透明模式中实现光控制装置100，并且因此，用户可以通过发光区EA看到图像。
虽然图9D例示了光控制装置100的壁160被设置在显示面板990的多个像素P之间的边界和透射区TA与发光区EA之间的边界中的所有边界，但是壁160也可以被设置为仅与在显示面板990的多个像素P之间的边界上设置的黑底940交叠。
此外，显示面板990的上基板915可以是构成光控制装置100的第一电极单元110或第二电极单元120的基板中的一个。例如，如果构成光控制装置100的第一电极单元110的第一电极112或第二电极单元120的第二电极122形成在显示面板990的上基板915的前表面上，则显示面板990的上基板915与构成第一电极单元110或第二电极单元120的基板111和121起到相同的作用。因此，上基板915、第一电极单元110的第一电极112或者第二电极单元120的第二电极122可以具有与上述第一电极单元110或第二电极单元120相同的配置。
此外，当光控制装置100接合到作为显示面板990的发光表面的前表面时，也可以在发光区EA中形成壁160。即，如图9C所示，分隔壁160的一部分可以仅与黑底940交叠并且其另一部分可以与黑底940和发光区EA交叠。如上所述，由于壁160由UV固化单体(该UV固化单体由能够透光的透明材料形成)形成，因此为了使光控制装置100的与发光区EA对应的部分连续地透光，壁160可以形成为与整个发光区EA对应。
虽然图9A至图9D例示了显示面板900是顶部发光型或底部发光型的有机发光显示面板，但是显示面板900也可以是双发光型有机发光显示面板。即，显示面板900可以通过显示面板的前表面和后表面显示图像。在这种情况下，光控制装置100可以仅被设置在显示面板900的前表面和后表面中的一个上，或者可以被设置在显示面板900的前表面和后表面二者上。即，至少一个光控制装置100可以被附接到显示面板900。
图10A是用于描述根据本发明的示例性实施方式的光控制装置所适用的显示设备的示意性平面图。图10B是沿着图10A的线X-X’截取的显示设备的横截面图。参照图10A和图10B，显示设备100包括显示面板1090和光控制装置100。出于方便描述的目的，图10A仅例示了显示设备1000的多个像素P中的一些并且仅例示了显示设备1000的黑底1040和壁160。在本示例性实施方式中，与上述示例性实施方式相同或相应的部件有关的描述将被省略。在下文中，将参照图10A描述根据本示例性实施方式的显示设备1000。
参照图10B，显示面板1090可以是底部发光有机发光显示面板，其中，从有机发光元件1030发出的光朝着下基板1011被释放。此外，显示面板1090是包括透射区TA的透明有机发光显示面板。
参照图10A和图10B，显示面板1090包括多个像素P，并且每个像素P均包括透射区TA、发光区EA和电路区CA。与上面参照图9A和图9B描述的显示设备900相比，图10A和图10B所示的显示面板1090是底部发光有机发光显示面板，并且因此，发光区EA不与电路区CA交叠。即，由于从发光区EA发出的光需要穿过下基板1011从而被释放到外部，因此其中设置有各种电路的电路区CA不与发光区EA交叠。
参照图10B，在显示面板1090的下基板1011上设置薄膜晶体管1020。具体地说，薄膜晶体管1020被设置在电路区CA中。此外，设置栅绝缘层1012，该栅绝缘层1012被配置为使栅极与有源层绝缘。在薄膜晶体管1020上设置平坦化层1013，该平坦化层1013被配置为对薄膜晶体管1020的上部进行平坦化，并且在平坦化层1013上设置有机发光元件1030。有机发光元件1030被设置在发光区EA中，并且包括阳极1031、有机发光层1032和阴极1033，阳极931用于将空穴提供给有机发光层1032，阴极1033用于将电子提供给有机发光层1032。阳极1031与薄膜晶体管1020通过平坦化层1013中的接触孔电连接。如上所述，由于显示面板1090是底部发光有机发光显示面板，因此阳极1031包括由透明导电氧化物(TCO)形成的透明导电层。在阳极1031上设置限定发光区EA的堤1014，并且在阳极1031和堤1014上设置有机发光层1032和阴极1033。有机发光层1032可以发出特定颜色的光，例如，白色、红色、绿色和蓝色中的任何一种颜色的光。在下面的描述中，将有机发光层1032描述为发出白光。在有机发光层1032上设置阴极1033。如上所述，由于显示面板1090是底部发光有机发光显示面板，因此阴极1033可以由金属材料形成。上基板1015和下基板1011通过粘合层1060彼此接合。虽然在图10B中没有示出，但是显示面板1090还可以包括用于保护发光元件1030免受来自外界的湿气或氧气的影响的密封层。
黑底1040设置在显示面板1090的下基板1011上。黑底1040被设置在多个像素P之间的边界处、发光区EA与电路区CA之间的边界处、透射区TA与发光区EA之间的边界处以及在电路区CA中。此外，在发光区EA中在显示面板1090的下基板10111上设置滤色器1050。滤色器1050可以是红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器中的一个，但不限于此，并且可以是透射另一种颜色的光的滤色器。在滤色器1050上设置用于平坦化该滤色器1050的上部的涂敷层1016，并且在该涂敷层1016上设置薄膜晶体管1020。
通过与显示面板1090组合，光控制装置100可以具有遮光板的功能。具体地说，参照图10B，光控制装置100可以接合到显示面板1090的前表面，该显示面板1090的前表面与作为显示面板1090的发光表面的该显示面板1090的后表面的相对。在这种情况下，虽然在图10B中没有例示，但是如果使用粘合构件(例如，作为光学透明粘合剂中的一种的OCA)将光控制装置100接合或者装配到透明显示器面板1090的前表面并且对其执行层压工艺。光控制装置100可最终与显示面板1090组合。
光控制装置100的壁160被设置为与显示面板1090的黑底1040对应。即，如图10B所示，光控制装置100的壁160被设置在多个像素P之间的边界处、发光区EA与电路区CA之间的边界处、透射区TA与发光区EA之间的边界处以及在电路区CA中。这里，被设置在多个像素P之间的边界处的壁160的宽度WA1可以等于或小于被设置在多个像素P之间的边界处的黑底1040的宽度WB1。被设置在电路区CA中的壁160的宽度可以等于或小于被设置在电路区CA中的黑底1040的宽度WB2。如果光控制装置100的壁160如上所述地设置，则壁160在如图10A所示的平面图中可以以网状结构设置。另外，虽然未示出，但是壁160可以以条纹结构设置从而仅与黑底1040的部分交叠。
如上所述的光控制装置100的壁160可以通过与参照图6C描述的相同的方法制造。即，为了在与显示面板1090的黑底1040对应的位置形成壁160，可以通过用具有与显示面板1090的黑底1040对应的图案PT的掩模M照射UV线来形成壁160。
在下文中，将参照提供图像的显示设备1000描述光控制装置100的透明模式和遮光模式的驱动方法。
在显示面板1090不提供图像时，在透明模式中驱动光控制装置100。如上所述，由于光控制装置100的液晶单元130中的液晶130a处于作为初始状态的垂直状态，因此在没有将电压施加到光控制装置100时，在透明模式中驱动光控制装置100，在该透明模式中，从外部入射的光被透射。
此外，在显示面板1090提供图像时，光控制装置100被驱动以阻挡从前表面入射的光，该前表面与作为显示面板1090的发光表面的后表面的相对。具体地说，当显示面板1090提供图像时，将电压施加到光控制装置100的第一电极单元110和第二电极单元120，使得在第一电极单元110与第二电极单元120之间存在电压差，并且因此，液晶单元130中的液晶130a以无序设置。因此，液晶单元130对从外部入射的光进行散射，并且光控制装置100抑制从外部入射的光通过显示面板1090的后表面被看到。因此，图像的质量可以得到提高。
此外，除了遮蔽功能之外，如果需要，显示面板1090还可以为用户提供一种美学效果。例如，通过显示构成光控制装置100的着色构件140的颜色，光控制装置100可以为用户提供有颜色的壁纸或背景图像。
虽然图10B例示了光控制装置100的壁160被设置在多个像素P之间的边界、发光区EA与电路区CA之间的边界、透射区TA与电路区CA之间的边界以及在电路区CA中的所有位置，但是壁160也可以被设置为仅与被设置在显示面板1090的多个像素P之间的边界处的黑底1040交叠。
此外，光控制装置100的壁160也可以被设置在发光区EA中。由于壁160由UV固化单体(该UV固化单体由能够透光的透明材料形成)形成，因此为了使得光控制装置100的与发光区EA对应的部分连续地发光，壁160可以形成为与整个发光区EA对应。在这种情况下，可以不在电路区CA中设置壁160。
此外，虽然图10B例示第一电极单元110的第一电极112和第二电极单元120的第二电极122被设置为与发光区EA和透射区TA中的所有区域对应，但是第一电极112和第二电极122也可以仅被设置在透射区TA中。即，由于显示面板1090的发光区EA是用于发光的区域而不是能够透射外部光的区域，因此光控制装置100的与发光区域EA对应的部分可能不能在遮光模式和透明模式中被驱动。即，光控制装置100的与发光区域EA对应的部分可以连续地处于透明模式中。因此，可以仅在透射区TA中设置第一电极112和第二电极122。
虽然图10B例示了使用图1至图3所示的光控制装置100作为光控制装置100，但是光控制装置100不限于此。图4A至图4D和图5所示的光控制装置100和200可以通过与显示面板1090组合来使用。另外，虽然图10B例示了光控制装置100的第一电极单元110与显示面板1090的上基板1015接触，但是控制装置100的第二电极单元120也可以与显示面板1090的上基板1015接触。
此外，显示面板1090的上基板1015可以是构成光控制装置100的第一电极单元110或第二电极单元120的基板中的一个。例如，如果构成光控制装置100的第一电极单元110的第一电极112或第二电极单元120的第二电极122形成在显示面板1090的上基板1015的前表面上，则显示面板1090的上基板1015与构成第一电极单元110或第二电极单元120的基板111和121起到相同的作用。因此，上基板1015、第一电极单元110的第一电极112、或者二电极单元120的第二电极122可以具有与如上所述的第一电极单元110或第二电极单元120相同的配置。
虽然图10A和图10B例示了在一个像素P中顺序地设置透射区TA、电路区CA和发光区EA，但是透射区TA、电路区CA和发光区EA在一个像素P中的顺序不限于此。
图10C是根据本发明的另一个示例性实施方式的显示设备的横截面图。在本示例性实施方式中，与上述示例性实施方式相同或相应的部件有关的描述将被省略。在下文中，将参照图10C描述根据本示例性实施方式的显示设备。
参照图10C，光控制装置100可以接合到显示面板1090输出图像的该显示面板1090的后表面。这里，虽然在图10C中没有例示，但是如果使用粘合构件(例如，作为光学透明粘合剂中的一种的OCA)将光控制装置100接合或者装配到透明显示器面板990的后表面并且对其执行层压工艺。光控制装置100最终可以与显示面板1090组合。
光控制装置100的壁160被设置为与显示面板1090的黑底1040对应。即，如图10C所示，由于光控制装置100的壁160被设置为与显示面板1090的黑底1040交叠，因此光控制装置100的壁160被设置在显示面板1090的多个像素P之间的边界、发光区EA与电路区CA之间的边界、透射区TA与电路区CA之间的边界以及电路区CA中的所有位置。
如上所述的光控制装置100的壁160可以通过与参照图6C描述的相同的方法制造。也就是说，为了在与显示面板1090的黑底1040对应的位置形成壁160，可以通过用具有与显示面板1090的黑底1040对应的图案PT的掩模M照射UV线来形成壁160。
由于光控制装置100被设置在显示面板1090的后表面上，因此第一电极单元110的第一电极112和第二电极单元120的第二电极122形成为仅与透射区TA对应。在光控制装置100的制造处理期间，液晶1130a和着色构件140被设置在光控制装置100的整个区域上。即，如图6B至图6D所示，光控制装置100是通过在将混合液晶mlc设置在光控制装置100的整个区域上的状态下对壁160和网络170进行固化来制造的。因此，在处理期间难以在光控制装置100的与发光区EA对应的部分中不设置液晶130a和着色构件140以留下空的对应空间。因此，如果第一电极112和第二电极122被设置在发光区EA中，则光控制装置100也可以在发光区EA中被驱动。因此，从发光区EA发出的光可能会被光控制装置1100阻挡。因此，如图10C所示，第一电极112和第二电极122被设置为仅与透射区TA对应，从而光控制装置100的仅与透射区TA对应的部分被驱动并且光控制装置100的与发光区EA对应的部分连续地保持在透明模式中。
在下文中，将参照提供图像的显示设备1000描述光控制装置100的透明模式和遮光模式的驱动方法。
在显示面板1090不提供图像时，在透明模式中驱动光控制装置100。即，在没有将电压施加到光控制装置100时，在从外部入射的光被透射的透明模式中实现光控制装置100。
在显示面板1090提供图像时，光控制装置100被实现为阻挡从后表面入射的光。具体地说，在显示面板1090提供图像时，将电压施加到光控制装置100的第一电极112和第二电极122，并且因此，液晶单元130中的液晶130a以无序设置并且液晶单元130对从外部入射的光进行散射。因此，光控制装置100阻挡从外部入射的光通过显示面板1090的透射区TA被看到。因此，图像的质量可以得到提高。在这种情况下，由于在光控制装置100的与发光区EA对应的部分中没有形成第一电极112和第二电极122，因此仍然在透明模式中实现光控制装置100，并且因此，用户可以通过发光区EA看到图像。
虽然图10C例示了光控制装置100的壁160被设置在多个像素P之间的边界、发光区EA与电路区CA之间的边界、透射区TA与电路区CA之间的边界以及电路区CA中的所有位置，但是壁160也可以被设置为仅与在显示面板1090的多个像素P之间的边界上设置的黑底1040交叠。
此外，光控制装置100的壁160也可以被设置在发光区EA中。由于壁160由UV固化单体(所述UV固化单体由能够透光的透明材料形成)形成，因此为了使得光控制装置100的与发光区EA对应的部分连续地发光，壁160可以形成为与整个发光区EA对应。在这种情况下，可以不在电路区CA中设置壁160。
显示面板1090的下基板1011可以是构成光控制装置100的第一电极单元110或第二电极单元120的基板中的一个。例如，如果构成光控制装置100的第一电极单元110的第一电极112或者第二电极单元120的第二电极122形成在显示面板1090的下基板1011的前表面上，则显示面板1090的下基板1011与构成第一电极单元110或第二电极单元120的基板111和121起到相同的作用。因此，下基板1011、第一电极单元110的第一电极112、或者二电极单元120的第二电极122可以具有与如上所述的第一电极单元110或第二电极单元120相同的配置。
虽然上面参照具体示例性实施方式描述了本发明，但是提供这些示例性实施方式仅仅是出于例示的目的而非旨在限制根据本发明的光控制装置、包括该光控制装置的显示设备以及制造该光控制装置的方法。很明显，在本发明的技术构思内可以由本领域的普通技术人员对这些示例性实施方式作出修改或改进。
本发明的所有简单修改和改变都包含在本发明的范围内，并且本发明的保护范围根据所附权利要求将会被更加清楚地理解。
Claims (30)
1.一种光控制装置，所述光控制装置包括：
彼此面对的第一电极单元和第二电极单元；
液晶单元，该液晶单元位于所述第一电极单元和所述第二电极单元之间，所述液晶单元包括：
液晶；
壁，所述壁具有从第一单体聚合的第一聚合物，所述第一单体具有比第二单体的扩散速度更高的扩散速度以及比所述第二单体的聚合速率更低的聚合速率；以及
网络，所述网络具有从所述第二单体聚合的第二聚合物，所述第二单体具有比所述第一单体的扩散速度更低的扩散速度以及比所述第一单体的聚合速率更高的聚合速率。
2.根据权利要求1所述的光控制装置，所述光控制装置还包括位于所述第一电极单元和所述第二电极单元中的至少一个上的间隔件。
3.根据权利要求1所述的光控制装置，其中，所述第一聚合物和所述第二聚合中的每一个均从UV可固化单体、聚二甲基硅氧烷、反应性液晶基元RM基单体、诺兰光学粘合剂NOA基单体、双酚A二甲基丙烯酸酯基单体以及光致抗蚀剂中的至少一种单体聚合。
4.根据权利要求1所述的光控制装置，其中，如果所述第一单体在第一固化条件下被固化，则所述第二单体在与所述第一固化条件不同的第二固化条件下被固化。
5.根据权利要求1所述的光控制装置，其中，如果所述第一单体通过UV固化被固化，则所述第二单体通过热固化被固化。
6.根据权利要求1所述的光控制装置，其中，如果所述第一单体通过UV固化被固化，则所述第二单体通过波长范围与所述第一单体不同的UV固化被固化。
7.根据权利要求1所述的光控制装置，其中，如果所述液晶包括负型液晶或者双频液晶DFLC中的一种，则所述第一电极单元和所述第二电极单元中的每一个均包括公共电极。
8.根据权利要求7所述的光控制装置，其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，并且其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
9.根据权利要求1所述的光控制装置，其中，如果所述液晶包括正型液晶或者双频液晶DFLC中的一种，则所述第一电极单元和所述第二电极单元中的至少一个电极单元包括至少一个图案化电极。
10.根据权利要求9所述的光控制装置，其中，水平电场被施加到所述图案化电极。
11.根据权利要求10所述的光控制装置，其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，并且其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
12.根据权利要求1所述的光控制装置，其中，如果所述液晶包括正型液晶或者双频液晶DFLC中的一个，则所述第一电极单元和所述第二电极单元中的至少一个电极单元包括至少一个图案化电极和公共电极。
13.根据权利要求12所述的光控制装置，其中，水平电场被施加到所述图案化电极和所述公共电极。
14.根据权利要求13所述的光控制装置，其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，并且其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
15.根据权利要求1所述的光控制装置，该光控制装置还包括对准构件，该对准构件在所述液晶单元中并且被配置为垂直对准所述液晶，其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现透明模式。
16.一种制造光控制装置的方法，所述方法包括以下步骤：
将第一电极单元层压到第二电极单元；
在所述第一电极单元与所述第二电极单元之间形成混合液晶单元，所述混合液晶单元具有混合液晶，并且所述混合液晶具有第一单体、第二单体和液晶；
将具有图案的掩模定位在所述第一电极单元或者所述第二电极单元上；
通过由所述混合液晶的初次固化聚合所述第一单体在与所述图案对应的区域中形成壁，所述第一单体具有比所述第二单体的扩散速度更高的扩散速度以及比所述第二单体的聚合速率更低的聚合速率；以及
通过由所述混合液晶的二次固化聚合所述第二单体形成网络，所述第二单体具有比所述第一单体的扩散速度更低的扩散速度以及比所述第一单体的聚合速率更高的聚合速率。
17.根据权利要求16所述的制造光控制装置的方法，该方法还包括以下步骤：
在所述第一电极单元与所述第二电极单元中的至少一个上设置间隔件。
18.根据权利要求16所述的制造光控制装置的方法，
其中，所述初次固化的波长包括360nm至380nm的范围内，并且所述二次固化的波长包括330nm至360nm的范围内。
19.根据权利要求16所述的制造光控制装置的方法，
其中，所述初次固化包括UV照射，并且所述二次固化包括热处理。
20.根据权利要求16所述的制造光控制装置的方法，
其中，所述初次固化包括UV照射，所述二次固化包括UV照射，并且所述二次固化的波长范围与所述初次固化的波长范围不同。
21.一种混合液晶，在该混合液晶中分散有液晶、第一单体和第二单体，所述混合液晶包括：
所述第一单体，由于比所述第二单体的扩散速度更高的扩散速度以及比所述第二单体的聚合速率更低的聚合速率，该第一单体被配置为通过初始固化被聚合，从而形成用于光控制装置的壁；以及
所述第二单体，由于比所述第一单体的扩散速度更低的扩散速度以及比所述第一单体的聚合速率更高的聚合速率，该第二单体被配置为通过随后的固化被聚合，从而形成用于所述光控制装置的网络。
22.根据权利要求21所述的混合液晶，
其中，所述光控制装置在没有施加电压时呈现所述液晶处于垂直状态的透明模式，以及
其中，所述光控制装置在施加了电压时呈现所述液晶处于随机状态的遮光模式。
23.根据权利要求21所述的混合液晶，其中，所述第一单体和所述第二单体通过在不同波长范围的UV照射被固化。
24.根据权利要求21所述的混合液晶，其中，所述第一单体与所述第二单体的比包括1:1至1:1.25或者1:1至2.5:1。
25.根据权利要求21所述的混合液晶，其中，所述第一单体包括UV可固化单体并且所述第二单体包括UV可固化单体或热可固化单体。
26.根据权利要求21所述的混合液晶，其中，所述液晶包括正型液晶、负型液晶和双频液晶DFLC中的一种。
27.一种显示设备，所述显示设备包括：
显示面板；以及
附接到该显示面板的根据权利要求1所述的至少一个光控制装置。
28.根据权利要求27所述的显示设备，其中，该显示面板是OLED面板。
29.根据权利要求27所述的显示设备，其中，所述光控制装置附接到所述显示面板的前表面。
30.根据权利要求27所述的显示设备，其中，所述光控制装置附接到所述显示面板的后表面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |