本公開涉及一種多功能顯示裝置，具體而言，本公開涉及一種在雙面具有獨立的顯示/照明/透明功能的裝置。

背景技術(shù)：

OLED是一種薄膜發(fā)光二極管，它的發(fā)射層是一種有機物。OLED器件的加工相比傳統(tǒng)的LED成本低，可以用于顯示屏、照明燈。OLED照明是可以制備平面的光源，它有功耗比、超薄、柔性等優(yōu)點。

膽甾相液晶同其它液晶態(tài)物質(zhì)一樣，既有液體的流動性、形變性、粘性，又具有晶體的光各向異性，是一種優(yōu)良的非線性光學(xué)材料。由于膽甾相液晶特殊的分子結(jié)構(gòu)以及光學(xué)的各向異性，決定了它具有晶體的旋光性、偏振光二色性和它本身特有的選擇性光散射等性質(zhì)。

現(xiàn)有技術(shù)中的顯示裝置一般僅有單面單功能，在大型建筑外墻廣告版、高層采光照明顯示裝置等特殊行業(yè)中存在著雙面多功能的顯示需求，如對外用作顯示器、對內(nèi)用作照明/顯示，汽車行業(yè)用切換透明、顯示、鏡面態(tài)的裝置等等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本公開通過利用OLED照明、LCD、二向色性染料復(fù)合層和反射復(fù)合層的特定堆疊結(jié)構(gòu)和控制方法，而實現(xiàn)在裝置的兩面獨立切換照明態(tài)、顯示態(tài)、鏡子態(tài)。

本公開的一個目的是提供一種雙面多功能裝置，該裝置可以在其兩面獨立切換照明態(tài)、顯示態(tài)、鏡子態(tài)。

根據(jù)本公開的第一個方面，提供了一種雙面多功能裝置，其包括依次堆疊的二向色性染料復(fù)合層、第一液晶顯示(LCD)復(fù)合層、寬波反射復(fù)合層和有機發(fā)光二極管(OLED)復(fù)合層，其中，所述二向色性染料復(fù)合層能夠在黑態(tài)和透明態(tài)之間切換，所述第一液晶顯示(LCD)復(fù)合層能夠在顯示態(tài)、透明態(tài)和暗態(tài)之間切換，所述寬波反射復(fù)合層能夠在透明態(tài)和鏡子態(tài)之間切換，所述有機發(fā)光二極管(OLED)復(fù)合層能夠在發(fā)光態(tài)和透明態(tài)之間切換，

其中，所述二向色性染料復(fù)合層包括二向色性染料層和其兩側(cè)的二向色性染料層透明電極。

其中，所述寬波反射復(fù)合層包括寬波反射層和其兩側(cè)的寬波反射層透明電極。

優(yōu)選地，該裝置進一步包括繼續(xù)在有機發(fā)光二極管復(fù)合層上堆疊的第二液晶顯示(LCD)復(fù)合層，其中，所述二向色性染料復(fù)合層能夠在黑態(tài)和透明態(tài)之間切換，所述第一和第二液晶顯示(LCD)復(fù)合層能夠彼此獨立地在顯示態(tài)、透明態(tài)和暗態(tài)之間切換，所述寬波反射復(fù)合層能夠在透明態(tài)和鏡子態(tài)之間切換，所述有機發(fā)光二極管(OLED)復(fù)合層能夠在發(fā)光態(tài)和透明態(tài)之間切換。

本實用新型采用的二向色性染料復(fù)合層是將向列相液晶、可聚合單體、二向色性染料和光引發(fā)劑組成的材料夾在兩層薄膜(兩張薄膜的靠近該材料側(cè)都有導(dǎo)電層，導(dǎo)電層是ITO)之間，然后進行紫外光照射聚合而形成二向色性染料復(fù)合層。利用液晶和二向色性染料與高分子的折射率差異，而實現(xiàn)施加電壓下是透明，不施加電壓下是黑色偏光態(tài)的光學(xué)層。在施加電壓時，液晶是隨著電場方向排列，二向色性染料也隨著液晶分子排列方向排列，因此液晶分子和二向色性染料與高分子之間不存在折射率差異，呈現(xiàn)透明態(tài)。在不施加電壓時，液晶分子是無規(guī)則排列，二向色性染料也同樣，因此高分子與液晶分子和二向色性染料出現(xiàn)折射率差異，因此光線通過該二向色性染料層以后變成具有一個方向的偏振光線。

優(yōu)選地，所述二向色性染料層由包含向列相液晶40-80wt％，可聚合單體19.5-59.5wt％，二向色性染料0.5-10wt％的組合物，以及額外的為可聚合單體的0.5-3wt％的光引發(fā)劑經(jīng)聚合而形成。

其中，所述二向色性染料層的聚合是為了形成聚合物網(wǎng)絡(luò)。液晶和二向色性染料在其網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)孔中。在施加電壓上，液晶分子是沿著電場方向排列，二向色性染料分子也沿著液晶分子排列，因此液晶和高分子之間的折射率匹配呈現(xiàn)透明。不施加電壓的時候，高分子和液晶、二向色性染料的折射率不匹配，導(dǎo)致呈現(xiàn)二向色性染料的顏色的狀態(tài)，通常為黑色(但可透過偏振光)。所述可聚合單體可以為，例如，丙烯酸酯類單體。聚合反應(yīng)可以采用光聚合，光照條件例如5J/cm²。

其中，所述寬波反射層是利用膽甾相液晶的螺距實現(xiàn)其光學(xué)性質(zhì)。膽甾相液晶的光透射和選擇性光散射的特性主要由其螺距決定，對于螺距與入射光波長相近的右旋膽甾相液晶，若左旋光入射時，則產(chǎn)生光透射；若右旋光入射時，則產(chǎn)生與Bragg反射相同的光散射。本實用新型采用的寬波反射層是由膽甾相(向列相的一種，在向列相液晶中添加手性化合物可獲得螺旋排列的膽甾相液晶)液晶、可聚合單體、右旋手性化合物和光引發(fā)劑組成的組合物經(jīng)聚合形成的。將所述組合物在高于液晶的膽甾相和近晶A相轉(zhuǎn)變溫度以上10度以內(nèi)進行紫外光照射，從而得到寬波反射的右旋螺距結(jié)構(gòu)膽甾相液晶層。不施加電壓下反射右旋的光線而實現(xiàn)鏡子效果，在施加電壓下是透明的光學(xué)層。

優(yōu)選地，所述寬波反射層由包含70-98wt％的膽甾相液晶，2-30wt％的可聚合單體的組合物，以及額外的占可聚合單體的0.5-3wt％的光引發(fā)劑經(jīng)聚合而形成，其中，所述膽甾相液晶是在向列相液晶中添加0.5-10wt％的手性化合物而形成。所述可聚合單體和聚合反應(yīng)條件的描述與前述二向色性染料層中的相同。

優(yōu)選地，所述第一液晶顯示(LCD)復(fù)合層包括依次堆疊的第一基板、第一液晶層、第一薄膜晶體管層、第二基板。

優(yōu)選地，所述第二液晶顯示(LCD)復(fù)合層包括依次堆疊的第五基板、第二液晶層、第二薄膜晶體管層、第六基板、第一偏光片層。

優(yōu)選地，所述液晶層為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種類型的液晶，如扭曲向列(TN)、超扭曲向列(STN)、面內(nèi)轉(zhuǎn)換(IPS)、高級超維場轉(zhuǎn)換(ADS)或垂直取向(VA)模式等。

優(yōu)選地，所述有機發(fā)光二極管(OLED)復(fù)合層包括依次堆疊的第二偏光片層、第三基板、第一導(dǎo)電層、有機發(fā)光二極管層、第二導(dǎo)電層、第四基板。

更優(yōu)選地，所述有機發(fā)光二極管(OLED)復(fù)合層包括依次堆疊的第三基板、第一金屬柵層、有機發(fā)光二極管層、第二導(dǎo)電層、第四基板。此時，金屬柵層同時起到導(dǎo)電層和偏光層的作用。

優(yōu)選地，在所述雙面多功能裝置包括第二液晶顯示(LCD)復(fù)合層時，所述有機發(fā)光二極管(OLED)復(fù)合層在第四基板的另一側(cè)包括第三偏光片層。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要上述的各個復(fù)合層中進一步增加或者省略某層，或者適當調(diào)節(jié)各層的順序，只要不影響各個層的功能切換即可。

例如，在顯示彩色圖像時，可以在所述第一和/或第二液晶顯示(LCD)復(fù)合層中進一步包含彩膜(濾色片)。

例如，在所述雙面多功能裝置包括第二液晶顯示(LCD)復(fù)合層時，所述有機發(fā)光二極管(OLED)復(fù)合層在第四基板一側(cè)的第二導(dǎo)電層和第三偏光片層也可以由第二金屬柵層代替。

在上述雙面多功能裝置中，對于所述二向色性染料復(fù)合層而言，其黑態(tài)表示在不施加電壓的情況下，該層中液晶分子和二向色性染料分子排列方向不同，存在折射率差異，正常光線透過此狀態(tài)的該二向色性染料復(fù)合層后變成具有一個方向的線偏振光，且透明態(tài)表示在施加電壓的情況下，該層中液晶分子和二向色性染料分子排列方向相同，不存在折射率差異，所有光線都可以透過該二向色性染料復(fù)合層而不發(fā)生變化。

對于所述第一和第二液晶顯示(LCD)復(fù)合層而言，其顯示態(tài)表示在不同的像素電壓的作用下每個像素的液晶分子呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，從而使光線選擇地透過，并在或不在彩膜(即彩色濾光片)的作用下整體上可以分別呈現(xiàn)彩色或灰度圖像；透明態(tài)表示不論液晶模式的區(qū)別(此時是否施加電壓與液晶模式有關(guān))，使所有液晶分子都在能夠透過光線的狀態(tài)，且暗態(tài)表示不論液晶模式的區(qū)別，使所有液晶分子都在能夠吸收光線的狀態(tài)。

例如，在TN模式的LCD的情況下，在不施加電壓時，液晶分子是與基板的取向方向排列，從外部進來的偏振光線(與基板取向方向同一的方向的偏振光)可以透過液晶層，從而顯示全亮，此時液晶可以透過背光，即處于透明態(tài)。在施加電壓下，液晶分子是沿著電場方向排列，因此進來的偏振光被吸收，呈現(xiàn)暗態(tài)。

對于所述寬波反射復(fù)合層而言，其透明態(tài)表示在施加電壓下，液晶分子沿著電場方向排列，光線都可以透過，鏡子態(tài)表示在不施加電壓下，液晶分子以螺旋結(jié)構(gòu)排列(以右旋為例)，因此光線進來以后，右旋光(右旋方向的圓偏光)被反射，而左旋光(左旋方向的圓偏光)可透過，因此呈現(xiàn)半透射半反射的狀態(tài)，其反射成分可以實現(xiàn)鏡子效果。

對于所述有機發(fā)光二極管(OLED)復(fù)合層而言，其發(fā)光態(tài)表示在施加電壓下，OLED層發(fā)光，從而實現(xiàn)照明態(tài)，透明態(tài)表示在不施加電壓時，OLED層不發(fā)光，是透明態(tài)。

附圖說明

圖1為根據(jù)本實用新型的第一個方面的雙面多功能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為根據(jù)本實用新型的第一個方面的雙面多功能裝置的顯示狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

以下通過實施例詳細描述本公開。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，以下實施例僅用于解釋說明本公開的目的，而不是意圖以任何方式限制本公開的范圍。本公開的范圍以權(quán)利要求書中概括的范圍為準。

本公開通過利用OLED照明、LCD、二向色性染料復(fù)合層和反射復(fù)合層的特定堆疊結(jié)構(gòu)和控制方法，而實現(xiàn)在裝置的兩面獨立切換照明態(tài)、顯示態(tài)、鏡子態(tài)。

實施例1

如圖1所示，根據(jù)以下方法制備雙面多功能裝置：

在基板2上形成薄膜晶體管(TFT)；

在基板1下側(cè)設(shè)置彩膜，上側(cè)設(shè)置二向色性染料復(fù)合層；

在兩張基板1和2上設(shè)有透明電極和取向?qū)?，中間灌注向列相液晶層；

在基板2下側(cè)設(shè)置寬波反射復(fù)合層；

在寬波反射復(fù)合層下側(cè)設(shè)置基板3；

在基板3下側(cè)設(shè)置金屬柵層；

在金屬柵層下側(cè)設(shè)置OLED照明層；

在OLED照明層下側(cè)設(shè)置基板4。

所述基板1、基板2以及它們之間的其它層組成了第一液晶顯示復(fù)合層。

以下詳細說明該實施例的不同顯示狀態(tài)：

狀態(tài)1

OLED復(fù)合層為發(fā)光態(tài)(施加電壓)、LCD層是顯示態(tài)、二向色性層為黑色偏光態(tài)(未施加電壓)、反射層為透明態(tài)(加電壓)的情況下

OLED照明發(fā)出的光線經(jīng)過金屬柵后變成偏光以后，通過反射層而達到LCD層，然而通過LCD層的光線在二向色性層被選擇性的透射或吸收(因為偏光)，從而顯示圖像(上側(cè))。下側(cè)是OLED照明直接發(fā)光而起到照明效果。

狀態(tài)2

OLED復(fù)合層亮態(tài)、LCD層是透明態(tài)(全透光)、二向色性層為透明態(tài)、反射層為透明態(tài)的情況下

OLED照明發(fā)出的光線經(jīng)過金屬柵后變成偏光以后，直接透過反射層、LCD層和二向色性層，從而形成照明態(tài)(上側(cè))。下側(cè)是OLED照明直接發(fā)光而起到照明效果。

狀態(tài)3

OLED復(fù)合層為發(fā)光態(tài)、LCD層是暗態(tài)、二向色性層為黑色態(tài)、反射層為鏡子態(tài)的情況下

OLED照明發(fā)出的光線經(jīng)過金屬柵后變成偏光以后，達到反射層以后一半光線(右旋光)被反射，與下側(cè)的光線一起往OLED照明下側(cè)發(fā)光而形成照明態(tài)。另一半光線(左旋)達到LCD層而通過后，光線在二向色性層被吸收(因為偏光)，從形成黑色狀態(tài)。

狀態(tài)4

OLED復(fù)合層為發(fā)光態(tài)、LCD層是透明態(tài)、二向色性層為透明態(tài)、反射層為鏡子態(tài)的情況下

OLED照明發(fā)出的光線經(jīng)過金屬柵后變成偏光以后，達到反射層以后一半光線(右旋光)被反射，與下側(cè)的光線一起往OLED照明下側(cè)發(fā)光而形成照明態(tài)。另一半光線(左旋)直接透過LCD層和二向色性層的透明狀態(tài)，因此層外部進來的光線在反射層上反射而形成鏡子狀態(tài)。

狀態(tài)5

OLED復(fù)合層為發(fā)光態(tài)、LCD層是透明態(tài)、二向色性層為透明態(tài)、反射層為鏡子態(tài)的時候

反射層以外都處于透明狀態(tài)，因此從外部(上下側(cè))進來的光線達到反射層以后被反射，因此兩側(cè)都形成鏡子狀態(tài)。

實施例2

在實施例1的基礎(chǔ)上，在基板4下側(cè)進一步形成與所述第一液晶顯示復(fù)合層相同結(jié)構(gòu)的第二液晶顯示復(fù)合層。

以下詳細說明該實施例的不同顯示狀態(tài)：

除了第二液晶顯示(LCD)復(fù)合層實現(xiàn)顯示狀態(tài)，以使得該雙面多功能裝置的下側(cè)呈現(xiàn)顯示態(tài)以外，其狀態(tài)1-狀態(tài)4的上側(cè)的狀態(tài)與實施例1中的上側(cè)狀態(tài)相同。