CN105301850A - 光控制设备和具有该设备的透明显示装置 - Google Patents

Abstract

公开一种光控制设备和具有该设备的透明显示装置。所述光控制设备包括：在第一基板上的第一电极；在第一电极上的第一取向膜；在与第一基板相对的第二基板上的第二电极；在第二电极上的第二取向膜；以及位于第一和第二取向膜之间的宾主液晶层，宾主液晶层包括胆甾型液晶和二色性染料，其中，第一和第二电极用以提供垂直电场，第一和第二电极中的至少一个用以提供水平电场；在第一方向的电场施加于宾主液晶层时，胆甾型液晶具有垂直态，以实现透射入射光的透明模式；在第二方向的电场施加于宾主液晶层时，胆甾型液晶具有焦锥态，以实现遮蔽入射光的遮光模式；在没有电场施加于宾主液晶层时，所述胆甾型液晶和二色性染料保持状态不变。

Description

光控制设备和具有该设备的透明显示装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年7月25日提出的韩国专利申请No.10-2014-0094885以及2015年6月12日提出的No.10-2015-0083150的优先权，在此为了所有目的通过参考的方式将其并入本文，如同在本文完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种光控制设备和透明显示装置，尤其涉及一种具有透明模式和遮光模式的光控制设备和透明显示装置。

背景技术

近来，随着信息时代的发展，用于处理和显示大量信息的显示装置已得到发展。尤其是，多种不同的显示装置已进入人们的视野并引起高度关注。

显示装置的例子包括液晶显示(LCD)装置，等离子体显示面板(PDP)装置，场发射显示(FED)装置，电致发光显示(ELD)装置以及有机电致发光显示(OLED)装置。这些显示装置通常具有外形薄、重量轻和功耗低的特点，因此其应用领域不断增大。具体而言，在大多数电子装置或移动装置中，显示装置已被用作用户界面。

此外，已经开发出透明显示装置，用户可通过透明显示装置看见位于对面的物体或图像。透明显示装置可具有更优的空间利用以及更好的内部设计等优点，可应用于各种应用领域。透明显示装置可以作为透明电子装置实现信息识别、信息处理和信息显示的功能，从而克服了现有电子装置的时空限制。这样的透明显示装置可用于智能窗，也就是智能房屋或智能汽车的窗户。

在透明显示装置中，采用边缘形背光可以实现基于LCD的透明显示装置。但是，采用LCD技术的透明显示装置存在一个问题，其透明性会因用于实现黑色的偏振板而恶化。此外，基于LCD的透明显示装置在户外能见度方面也存在问题。

基于OLED的透明显示装置在功耗方面高于基于LCD的透明显示装置，且在显示纯黑色这一点上存在困难。此外，虽然基于OLED的透明显示装置在暗环境中的对比度没有问题，但在普通照明环境中会出现对比度恶化的问题。

为了解决上述问题，已经提出一种将光控制设备应用于透明显示装置的方法，其中，光控制设备可实现使入射在透明显示装置的后表面上的光透射的透明模式和遮蔽光的遮光模式。韩国专利申请No.10-2011-0103726中公开了一种反射式液晶显示装置及控制该装置的方法。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种光控制设备以及具有该光控制设备的透明显示装置，基本上可以消除因现有技术的局限性和缺陷而引起的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种光控制设备和具有该设备的透明显示装置，所述光控制设备可以利用宾主液晶层的焦锥态和垂直态透射或遮蔽光。

本发明的另一个目的是提供一种光控制设备，所述光控制设备可以利用液晶层或取向膜中所包含的取向材料在不施加电压的初始状态下实现透明模式。

本发明的另一个目的是提供一种光控制设备，所述光控制设备可以利用宾主液晶层中的胆甾型液晶的焦锥态和垂直态增加透明模式下的光透射率并增加遮光模式下的遮光率。

本发明的另一个目的是提供一种光控制设备，即使在状态改变后不施加电压的情况下，所述光控制设备也可利用取向膜实现稳定地保持焦锥态和垂直态的双稳态。

本发明的另一个目的是提供一种基于液晶层的光控制设备，所述光控制设备可以通过简化制造工艺而降低成本。

本发明的另一个目的是提供一种基于胆甾型液晶的光控制设备，所述胆甾型液晶不反射可见光波长范围的光。

本发明的另一个目的是提供一种光控制设备，所述光控制设备可以根据二色性染料显示具体颜色，从而使后方背景不会被看到。

本发明的另一个目的是提供一种光控制设备，所述光控制设备包括间隔件，用以保持宾主液晶层的单元间隙从而在施加有外力时保护胆甾型液晶层的内部，同时允许将间隔件用作分隔宾主液晶层的屏障。

本发明的另一个目的是提供一种光控制设备，所述光控制设备具有折射率匹配层，从而通过减小折射率差来增加透明度。

在下面的描述中将部分列出本发明的附加优点和特征，这些优点和特征的一部分根据对下文的研究对于所属领域技术人员将变得显而易见或者可通过本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。

为了实现这些目的和其他优点并根据本发明的意图，如在此具体化和概括描述的，一种光控制设备包括：在第一基板上的第一电极；在该第一电极上的第一取向膜；在与该第一基板相对的第二基板上的第二电极；在该第二电极上的第二取向膜；以及位于该第一取向膜和该第二取向膜之间的宾主液晶层，所述宾主液晶层包括胆甾型液晶和二色性染料，其中，该第一电极和该第二电极用以提供垂直电场，该第一电极和该第二电极中的至少一个用以提供水平电场；在第一方向的电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶具有垂直态，以实现透射入射光的透明模式；在第二方向的电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶具有焦锥态，以实现遮蔽入射光的遮光模式；在没有电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶和所述二色性染料保持状态不变。

优选地，对于上述光控制设备，该第一方向为垂直方向，且该第二方向为水平方向。

优选地，对于上述光控制设备，该第一方向为水平方向，且该第二方向为垂直方向。

优选地，对于上述光控制设备，所述胆甾型液晶和所述二色性染料在该透明模式下以垂直方向进行排列。

优选地，对于上述光控制设备，所述胆甾型液晶和所述二色性染料在该遮光模式下随机排列。

优选地，对于上述光控制设备，所述胆甾型液晶反射红外波长范围或紫外波长范围的光。

优选地，对于上述光控制设备，该第一电极包括用于提供水平电场的多个分割式电极。

优选地，对于上述光控制设备，在所述胆甾型液晶是正型液晶时，所述胆甾型液晶利用水平电场从垂直态转换为焦锥态，并利用垂直电场从焦锥态转换为垂直态。

优选地，对于上述光控制设备，在所述胆甾型液晶是负型液晶时，所述胆甾型液晶利用垂直电场从垂直态转换为焦锥态，并利用水平电场从焦锥态转换为垂直态。

优选地，对于上述光控制设备，该第二电极包括用于提供水平电场的多个分割式电极。

优选地，对于上述光控制设备，在所述胆甾型液晶是正型液晶时，所述胆甾型液晶利用水平电场从垂直态转换为焦锥态，并利用垂直电场从焦锥态转换为垂直态。

优选地，对于上述光控制设备，在所述胆甾型液晶是负型液晶时，所述胆甾型液晶利用垂直电场从垂直态转换为焦锥态，并利用水平电场从焦锥态转换为垂直态。

优选地，对于上述光控制设备，所述第一电极和所述第二电极包括用于提供水平电场的多个分割式电极。

优选地，对于上述光控制设备，在所述胆甾型液晶是正型液晶时，所述胆甾型液晶利用水平电场从垂直态转换为焦锥态，并利用垂直电场从焦锥态转换为垂直态。

优选地，对于上述光控制设备，在所述胆甾型液晶是负型液晶时，所述胆甾型液晶利用垂直电场从垂直态转换为焦锥态，并利用水平电场从焦锥态转换为垂直态。

优选地，对于上述光控制设备，所述第一取向膜和所述第二取向膜将所述胆甾型液晶和所述二色性染料以垂直方向进行排列。

优选地，对于上述光控制设备，该宾主液晶层还包括聚合物网络。

优选地，对于上述光控制设备，该宾主液晶层还包括用于保持该宾主液晶层的单元间隙的多个间隔件。

在另一个方面，一种光控制设备包括：在第一基板上的第一电极；在与该第一基板相对的第二基板上的第二电极；以及在该第一电极和该第二电极之间的宾主液晶层，所述宾主液晶层具有胆甾型液晶、二色性染料和垂直取向材料，所述垂直取向材料将所述胆甾型液晶和所述二色性染料以垂直方向进行排列，其中所述第一电极和所述第二电极用于提供垂直电场，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个用于提供水平电场；在第一方向的电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶具有垂直态，以实现透射入射光的透明模式；在第二方向的电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶具有焦锥态，以实现遮蔽入射光的遮光模式；且在没有电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶保持状态不变。

在又一个方面，一种透明显示装置包括：透明显示面板，所述透明显示面板包括透射区域和发光区域，所述发光区域显示图像；以及在该透明显示面板的至少一个表面上的光控制设备，其中，所述光控制设备包括位于第一取向膜和第二取向膜之间的宾主液晶层，所述宾主液晶层包括胆甾型液晶和二色性染料，所述胆甾型液晶在该发光区域中显示图像的显示模式下具有焦锥态，使得所述光控制设备实现遮蔽入射光的遮光模式。

优选地，对于上述透明显示装置，所述胆甾型液晶在该发光区域中不显示图像的非显示模式下具有垂直态，使得所述光控制设备实现透射入射光的透明模式。

优选地，对于上述透明显示装置，所述胆甾型液晶在该发光区域中不显示图像的非显示模式下具有焦锥态，使得所述光控制设备实现透射入射光的透明模式。

优选地，对于上述透明显示装置，所述光控制设备还包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极用于提供垂直电场，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个用于提供水平电场；在第一方向的电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶具有垂直态，以实现透射入射光的透明模式；在第二方向的电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶具有焦锥态，以实现遮蔽入射光的遮光模式；在没有电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶保持状态不变。

在又一个方面，一种光控制设备包括：在第一基板上的第一电极；在该第一电极上的第一取向膜；在与该第一基板相对的第二基板上的第二电极；在该第二电极上的第二取向膜；在该第一基板和该第一电极之间的第三电极；在该第一取向膜和该第二取向膜之间的宾主液晶层，所述宾主液晶层包括胆甾型液晶和二色性染料，其中所述第一电极和所述第二电极用于提供垂直电场，所述第一电极和所述第三电极用于提供水平电场；在第一方向的电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶具有垂直态，以实现透射入射光的透明模式；在第二方向的电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶具有焦锥态，以实现遮蔽入射光的遮光模式；在没有电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶保持状态不变。

应当理解的是，本发明在上文的大体描述和在下文的详细说明都是示例性和说明性的，用于对要求保护的本发明提供进一步解释。

附图说明

附图用于提供本发明的进一步理解，其并入且构成了本申请的一部分，阐释了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1为根据本发明一个实施方式的光控制设备的透视图；

图2为示出图1的光控制设备的详细示例的截面图；

图3A和3B为示出正型液晶的情况下图2的光控制设备处于透明模式下的截面图；

图4A和4B为示出正型液晶的情况下图2的光控制设备处于遮光模式下的截面图；

图5为示出平面态胆甾型液晶层的示例图；

图6为示出基于胆甾型液晶的节距的反射波长范围的示例图；

图7A和7B为示出负型液晶的情况下图2的光控制设备处于透明模式下的截面图；

图8A和8B为示出负型液晶的情况下图2的光控制设备处于遮光模式下的截面图；

图9为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图；

图10为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图；

图11A至11C为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图；

图12A至12C为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图；

图13A至13C为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图；

图14A至14C为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图；

图15为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图；

图16为示出按照本发明一个实施方式的透明显示装置的透视图；

图17A为示出图16的透明显示面板的下基板的详细示例的截面图；

图17B为示出图16的透明显示面板的下基板的另一详细示例的截面图；以及

图18为示出按照本发明另一实施方式的透明显示装置的透视图。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的示例性实施方式，在附图中示出了这些实施方式的一些例子。尽可能地在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或类似的部分。

通过下文结合附图描述的各个实施方式，本发明的优点和特征及其实现方法将十分清楚。但是，本发明也可以以其他不同形式来实现，不应理解为仅限于本文所提出的实施方式。而是，提供这些实施方式是为了使本发明公开地更彻底和完整，并向所属领域的普通技术人员充分地传达本发明的范围。此外，本发明仅受权利要求书的保护范围的限制。

用于描述本发明实施方式的附图中公开的形状、尺寸、比例、角度和数量仅仅是例子，因此，本发明不限于图中所示的细节。在通篇说明书中，相似的参考标记指代相似的元件。在以下描述中，当对相关已知功能或配置的详细描述被认为会不必要地模糊本发明的重点时，该详细描述会被省略。

当本说明书中使用“包括”、“具有”和“包含”时，除非使用了“仅”，否则还可以增加其他部分。

在解释一个元素时，即使未明确说明，该元素也被解释为具有误差范围。

在描述本发明的实施方式时，当一个结构(例如，电极，线路，配线，层或接触部)被描述为形成于另一结构的上部/下部或另一结构上/下时，此描述应被解释为包括这些结构彼此接触的情形以及在两个结构间设置有第三结构的情形。

在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为“之后”，“随后”，“接下来”和“之前”时，除非使用了“正好”或“直接”，否则也包括不连续的情形。

应当理解的是，虽然本文中使用术语“第一”、“第二”等来描述多个单元，但这些单元不受限于这些术语。这些术语仅用于将一个单元区别于另一个单元。例如，第一单元也可以命名为第二单元，类似的，第二单元也可以命名为第一单元，这都不脱离本发明的保护范围。

“X轴方向”、“Y轴方向”和“Z轴方向”不应仅解释为相互垂直关系的几何关系，其可在本发明的单元起功能性作用的范围内具有更宽的方向性。

术语“至少一个”应被理解为包括一个或多个相关列举项的任意和全部组合。例如，“第一项，第二项和第三项的至少一个”的意思是第一项、第二项和第三项中的两个或更多个中的所有项的组合以及第一项，第二项或第三项。

所属领域技术人员能够充分理解，本发明各实施方式的特征可彼此部分或整体地结合或组合，且可在技术上彼此进行各种互操作和驱动。本发明的实施方式可彼此独立实施，或者以相互依赖的关系共同实施。

下文将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。

研究了将宾主液晶层用于透明显示装置的光控制设备的液晶层。在这种情况下，宾体表示添加至液晶中的二色性染料，主体表示液晶。在宾主模式中，液晶的排列方向受控于施加电压所产生的电场，同时以与液晶相同的方向对二色性染料进行取向。因此，入射光被液晶和二色性染料散射和吸收，从而实现遮光模式。如果施加了电压，液晶和二色性染料会以垂直于基板的方向进行取向，所有入射光都会穿过宾主液晶，从而实现透明(或透射)模式。

此时，用作主体的液晶可以分类为向列液晶，近晶相液晶和胆甾型液晶。

在液晶中，胆甾型液晶可以在平面态、焦锥态和垂直态(homeotropicstate)这三种状态间进行状态转换或相位转换。平面态会反射入射光中的具体波长的光，焦锥态会散射入射光，垂直态会透射入射光。由于胆甾型液晶可以通过状态转换来反射、散射或透射光，因此被广泛应用于反射型显示装置。

胆甾型液晶可以利用焦锥态的散射实现遮光模式，利用施加电压时的状态实现透明模式。但是，胆甾型液晶只能在遮光模式下利用光散射呈现遮光模式。因此，从改善对比度或能见度的角度而言，透明显示装置的光控制设备应当实现黑色遮光模式而非白色遮光模式。此外，当焦锥态111的散射水平较弱时，也需要改善散射性能。

因此，按照本发明的实施方式，宾主液晶层(GHLC)可以实现黑色遮光模式。也就是说，宾主液晶层可以通过对应于宾体的染料的光吸收来实现黑色遮光模式。但是，如果宾主液晶层不包括聚合物，则因缺少聚合物而难以实现散射，因而遮光模式下的遮光率会下降。而如果增加宾主液晶层中的染料量以增加遮光率，则会产生透明模式下的透射率下降的问题。

此外，如果将光控制设备用于透明显示装置，则光控制设备应实现透明模式，从而用户可以看到透明显示装置的后方背景。因此，本发明的发明人已经认识到，如果在不施加电压的初始状态下期望透明显示装置实现为允许用户看到透明显示装置的后方背景，则在透明模式下光控制设备的功耗应当最小化。在这方面，本发明的多个实施方式认识到了上述问题并提供一种新型结构的光控制设备，在透明模式下，可以在最小化染料的光吸收的同时增加透射率，并实现可包括阻挡状态或半透明状态的遮光模式，且在遮光模式下具有较高的遮光率。

[光控制设备]

下面将参照图1至15详细描述按照本发明的示例性实施方式的光控制设备。

图1为示出按照本发明一个实施方式的光控制设备的透视图。图2为示出图1的光控制设备的详细示例的截面图。参照图1和2，按照本发明一个实施方式的光控制设备100包括第一基板110，第一电极120，第一取向膜130，宾主液晶层(GHLC)140，第二取向膜150，第二电极160，以及与第一基板110相对的第二基板170。

第一基板110和第二基板170均可为玻璃基板或塑料膜。例如，第一基板110和第二基板150的每一个可以是但不限于片或膜，含有纤维素树脂(例如TAC(三乙酰纤维素)或DAC(联乙醯纤维素))，COP(环烯烃聚合物)(例如降冰片烯衍生物)，COC(环烯烃共聚物)，丙烯酸树脂(例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯))，聚烯烃(例如PC(聚碳酸酯)，PE(聚乙烯)或PP(聚丙烯))，聚酯(例如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)以及PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PI(聚酰亚胺)，PSF(聚砜))或氟化物树脂。

第一电极120位于第一基板110上，第二电极160位于第二基板170上。第一电极120和第二电极160中的至少一个可包括多个分割式电极121。在图2中，作为多个分割式电极121的第一电极120位于第一基板110的一个表面上，而第二电极160位于第二基板170的一个表面上。但是，分割式电极可以是以预定形状图案化的电极，并非仅限于图2的示例。

第一和第二电极120和160的每一个可以是透明电极。例如，第一和第二电极120和160均可由具有导电性的透明导电材料形成，同时可以透射光。例如，第一和第二电极120和160均可以是但不限于银氧化物(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(ITO)，铟锌氧化物(IZO)，掺铝的锌氧化物(ZAO)，铝锡氧化物(TAO)，或锑锡氧化物(ATO)。

如图1所示，在光控制设备100中，第一电极120位于第一基板110上，第一取向膜130位于第一电极120上。此外，第二电极160位于第二基板170上，第二取向膜150位于第二电极160上。液晶层140位于第一取向膜130和第二取向膜150之间。

如图2所示，第一取向膜130位于第一电极120上，第二取向膜150位于第二电极160上。第一和第二取向膜130和150均可由垂直取向材料形成，用于以垂直方向(y轴方向)取向胆甾型液晶141和二色性染料142。由于存在第一和第二取向膜130和150，即使不施加电场，宾主液晶层140的胆甾型液晶141和二色性染料142也可以垂直方向(y轴方向)排列。第一和第二取向膜130和150均可由聚酰亚胺和卵磷脂(PPC)的至少之一形成。可选的是，可以通过混合HTAB(溴化十六碳烷基三甲铵)或CTAB(溴化十六烷基三甲铵)和溶剂(例如异丙醇(IPA))，在第一电极120和第二电极160上涂覆混合物，并蒸发溶剂的方式形成第一和第二取向膜130和150的每一个。第一和第二取向膜130和150的材料均不受限于上述示例。

宾主液晶层140位于第一取向膜130和第二取向膜150之间。宾主液晶层140可以是包括胆甾型液晶141和二色性染料142的液晶层。在这种情况下，宾主液晶层140中的宾体可以是二色性染料142，主体可以是胆甾型液晶141。此外，宾主液晶层140可进一步在胆甾型液晶141和二色性染料142中包含用于衍生出螺旋结构的手性掺杂剂或光敏手性掺杂剂，以及光引发剂。胆甾型液晶141可被称为手性向列液晶。

宾主液晶层140中所包括的胆甾型液晶141可经受对于平面态、焦锥态和垂直态的状态转换。在透明模式下，可以控制宾主液晶层140中所包括的胆甾型液晶141处于垂直态；在遮光模式下，则控制其处于焦锥态。

胆甾型液晶141可以是向列液晶。胆甾型液晶141可以是正型液晶或负型液晶。利用垂直电场可以以垂直方向(y轴方向)排列正型液晶，而利用水平电场可以以垂直方向(y轴方向)排列负型液晶。

二色性染料142可以是吸收光的染料。例如，二色性染料142可以是吸收可见光波长范围内的每种光的黑色染料，或者是吸收除特定颜色(例如红色)波长之外的光并反射该特定颜色(例如红色)波长的光的染料。二色性染料142可以是但不限于黑色染料，从而像本发明的示例性实施方式那样提高遮光效率。

可选的是，二色性染料142可以由具有某种颜色的染料形成，可以具有黑色，红色，绿色，蓝色和黄色中的任一种颜色，或者它们的混合色。例如，如果光控制设备100与透明显示面板的后表面接合，那么在显示图像的同时，来自后表面的光应当被遮蔽，从而提高图像的能见度。在这种情况下，二色性染料142可以由黑色染料制成。此外，二色性染料142的颜色可根据使用光控制设备100的地点以及光控制设备100的用途选择性地变化，从而给用户提供美学效果。

此外，如果胆甾型液晶141是正型液晶，二色性染料142就会具有正型液晶的特性，而如果胆甾型液晶141是负型液晶，则二色性染料142就会具有负型液晶的特性。

二色性染料142可以是但不限于含有铝锌氧化物(AZO)的材料。当宾主液晶层140的单元间隙为5μm至15μm时，二色性染料142在宾主液晶层140中的含量范围可为0.5wt％至1.5wt％。但是，如果二色性染料142的遮光率非常高，二色性染料142在宾主液晶层140中的含量可以低于0.5wt％。在这种情况下，二色性染料142的含量可以为0.1wt％。可选的是，如果宾主液晶层140的单元间隙较小的话，则二色性染料142在宾主液晶层140中的含量可大于1.5wt％以改善遮光率。因此，如果单元间隙小于5μm，则二色性染料142在宾主液晶层140中的含量可调整为3wt％。同时，二色性染料142具有预定的折射率，但在宾主液晶层140中其含量很小，且二色性染料142吸收入射光。因此，二色性染料142基本上不会折射入射光。

此外，光控制设备可增加二色性染料142在宾主液晶层140中的含量以增加遮光模式下的遮光率。但是，在这种情况下，透射率会下降。因此，二色性染料142在宾主液晶层140中的含量可在考虑遮光模式下的遮光率和透明模式下的透射率的基础上进行调节。

此外，利用紫外线(下文中称为“UV“)可以很容易地使二色性染料142变色。更具体而言，含有二色性染料142的聚合物分散液晶(PDLC)层或聚合物网络液晶(PNLC)层实际上需要进行UV处理以硬化聚合物。在此情形下，会产生二色性染料142因UV而变色的问题。例如，蓝色二色性染料142会被UV变为粉色。在此情形下，由于二色性染料142所吸收的光波长范围发生了变化，因此会出现通过与初始预期颜色不同的颜色进行遮光的问题。此外，二色性染料142会被UV破坏，从而会降低二色性染料142的光吸收率。因此，应增加二色性染料142的含量以防止光控制设备在遮光模式下的遮光率降低，由此成本就上升了。因此，含有二色性染料142的宾主液晶层140可在不经历UV处理的条件下形成。

处于平面态和焦锥态时，胆甾型液晶141可通过手性掺杂剂排列为螺旋地旋转。此外，处于垂直态时，胆甾型液晶141和二色性染料142可沿垂直方向(y轴方向)排列。也就是说，处于垂直态时，胆甾型液晶141和二色性染料142可以以其长轴沿垂直方向(y轴方向)排列的方式排列。宾主液晶层140中所包含的二色性染料142会根据状态的转换而移动。

多个间隔件144保持宾主液晶层140的单元间隙。此外，如果有外力施加于光控制设备100，间隔件144会保护宾主液晶层140的内部，同时防止第一电极120和第二电极160短路。此外，间隔件144也可以用作分隔宾主液晶层140的屏障。在此情况下，每个分隔空间内可包含相同量的胆甾型液晶141和二色性染料142，或者可对每个分隔空间的手性掺杂剂的含量进行控制，从而改变通过手性掺杂剂排列为螺旋结构的胆甾型液晶141的节距(pitch)P。如果通过手性掺杂剂排列为螺旋结构的胆甾型液晶141的节距P发生变化，就可以控制通过手性掺杂剂排列为螺旋结构的胆甾型液晶141所反射的光的波长范围，这在下文中将参照图6进行详细描述。每个间隔件144可以但不限于由光致抗蚀剂、聚二甲基硅氧烷、聚合物以及UV可固化聚合物中的至少之一形成，这些都是可透射光的透明材料。

按照本发明示例性实施方式的光控制设备100可进一步包括电压供应单元，用于向第一和第二电极120和160的每一个提供预定电压。此时，光控制设备100可通过控制施加于第一和第二电极120和160的电压以及胆甾型液晶141的状态转换来实现遮蔽入射光的遮光模式和透射入射光的透明模式。下文将参照图3A,3B,4A和4B详细描述正型液晶的情况下光控制设备100的透明模式和遮光模式，并参照图7A,7B,8A和8B详细描述负型液晶的情况下光控制设备100的透明模式和遮光模式。

图3A和3B为示出正型液晶的情况下图2的光控制设备处于透明模式下的截面图。图3A为示出正型液晶的情况下施加电场以实现透明模式的截面图，图3B为示出透明模式下的光路径的截面图。

如图3A所示，在透明模式下，宾主液晶层140中的胆甾型液晶141和二色性染料142具有垂直态。如果宾主液晶层140中的胆甾型液晶141和二色性染料142具有正型液晶的特性，则应对宾主液晶层140施加垂直电场vef，从而使宾主液晶层140经受从焦锥态或平面态到垂直态的状态转换。如果施加于第一电极120的电压与施加于第二电极160的电压之差大于第一参考电压，垂直电场vef可以是在以垂直方向(y轴方向)排列的第一和第二电极120和160之间形成的电场。

同时，为了在透明模式下使垂直电场vef均等地施加于胆甾型液晶141和二色性染料142，第一电极120的分割式电极121之间的距离可被形成为小于每个分割式电极121的宽度的两倍。如果第一电极120的分割式电极121之间的距离大于每个分割式电极121的宽度的两倍或数十微米(μm)，则施加于胆甾型液晶141和二色性染料142(设置在分割式电极121上)的垂直电场vef与施加于胆甾型液晶141和二色性染料142(设置在分割式电极121之间)的垂直电场vef之间会产生差异，从而产生不能均等施加垂直电场vef的问题。

如图3B所示，处于垂直态时，胆甾型液晶141和二色性染料142以垂直方向(y轴方向)进行排列，且并未螺旋旋转。此时，由于胆甾型液晶141和二色性染料142以光L的入射方向进行排列，因此对入射在宾主液晶层140上的光L的散射和吸收都最小化。因此，入射在光控制设备100上的大部分光L会穿过宾主液晶层140。

同时，如果通过垂直电场vef产生从焦锥态或平面态到垂直态的状态转换，则即使不再施加垂直电场vef，宾主液晶层140中的胆甾型液晶141和二色性染料142也会因第一和第二取向膜130和150而保持垂直态。也就是说，即使不再施加垂直电场vef，宾主液晶层140中的胆甾型液晶141和二色性染料142由于第一和第二取向膜130和150也可稳定地保持垂直态。因此，在本发明的示例性实施方式中，即使在状态转换为垂直态之后不施加电压，也可以以初始状态实现透明模式，从而可降低功耗。

图4A和4B为示出正型液晶的情况下图2的光控制设备处于遮光模式下的截面图。图4A为示出正型液晶的情况下施加电场以实现遮光模式的截面图，图4B为示出遮光模式下的光路径的截面图。

如图4A所示，在遮光模式下，控制宾主液晶层140中的胆甾型液晶141和二色性染料142处于焦锥态。如果宾主液晶层140中的胆甾型液晶141和二色性染料142具有正型液晶的特性，则应对宾主液晶层140施加水平电场hef，从而可使宾主液晶层140经受从垂直态到焦锥态的状态转换。如果施加于第一电极120的分割式电极121的电压之差大于第二参考电压，水平电场hef可以是以水平方向(x轴方向或z轴方向)排列的分割式电极121之间的电场。

同时，为了在透明模式下使垂直电场vef均等地施加于胆甾型液晶141和二色性染料142，第一电极120的分割式电极121之间的距离可小于每个分割式电极121的宽度的两倍。此时，由于彼此相邻的分割式电极121之间的距离很短，因此，在遮光模式下，可能产生无法施加水平电场hef的问题。因此，对于遮光模式而言，优选地，对图4A所示的连续排列的三个分割式电极121a、121b和121c的中央的分割式电极121b不施加电压，而对一侧的分割式电极121a施加第一电压，对另一侧的分割式电极121c施加第二电压。

如图4B所示，处于焦锥态时，胆甾型液晶141和二色性染料142通过手性掺杂剂螺旋地旋转。此外，螺旋排列的胆甾型液晶141和二色性染料142被随机排列。此时，入射在宾主液晶层140上的光被胆甾型液晶141散射，或被二色性染料142吸收。在遮光模式下，如果二色性染料142是黑色染料，则宾主液晶层140会通过显示黑色而遮蔽入射光。因此，在本发明的示例性实施方式中，在遮光模式下，可控制宾主液晶层140的胆甾型液晶141处于焦锥态，从而不会显示光控制设备的后方背景。

同时，如果胆甾型液晶141和二色性染料142通过水平电场hef经受从垂直态到焦锥态的状态转换，则即使不再施加水平电场hef，宾主液晶层140也会因手性掺杂剂而保持焦锥态。也就是说，即使不再施加水平电场hef，宾主液晶层140的胆甾型液晶141和二色性染料142也会因手性掺杂剂而稳定地保持在焦锥态。因此，在本发明的示例性实施方式中，即使在状态转换为焦锥态之后不施加电压，仍然能实现遮光模式，从而降低了功耗。

如参照图3A，3B，4A和4B所描述的，在本发明的示例性实施方式中，如果胆甾型液晶141和二色性染料142具有正型液晶的特性，则通过垂直电场vef实现向垂直态的状态转换，从而可实现透明模式；通过水平电场hef实现向焦锥态的状态转换，从而可实现遮光模式。例如，在本发明的示例性实施方式中，如果通过垂直电场vef实现向垂直态的状态转换，即使不再施加电压，仍会保持垂直态。此外，如果通过水平电场hef实现向焦锥态的状态转换，即使不再施加电压，仍会保持焦锥态。也就是说，在本发明的示例性实施方式中，由于即使在状态转换后不再施加电压，垂直态和焦锥态这两种稳定状态仍得以稳定地保持，因此降低了功耗。此外，由于在不施加电压的初始状态可实现透明模式，因此降低了功耗。

如图5所示，在遮光模式下，控制宾主液晶层140中的胆甾型液晶141和二色性染料142处于平面态。在平面态下，胆甾型液晶141和二色性染料142的螺旋轴可以以垂直方向(y轴方向)进行排列。如果宾主液晶层140中的胆甾型液晶141和二色性染料142具有正型液晶的特性，则应对液晶层140施加水平电场hef，从而可使宾主液晶层140经受从垂直态到平面态的状态转换。

但是，如果胆甾型液晶141和二色性染料142经受从垂直态到平面态的状态转换，则施加水平电场hef的时间应当比从垂直态到焦锥态的状态转换所需的时间更长。此外，在焦锥态下，同时发生光吸收和散射，而在平面态下主要发生光吸收。因此，焦锥态的遮光效率大于平面态的遮光效率。在本发明的示例性实施方式中，在遮光模式下，虽然可控制宾主液晶层140的胆甾型液晶141处于平面态，但也可以控制宾主液晶层140的胆甾型液晶141处于焦锥态而非平面态以提高遮光率。

如图6所示，通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141的节距P代表了螺旋轴的长度。如果通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141的节距P变大，则胆甾型液晶141反射长波长的光，而如果胆甾型液晶141的节距P变小，则胆甾型液晶141反射短波长的光。也就是说，将由胆甾型液晶141反射的相应波长的光可取决于如何设计通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141的节距P。可以根据手性掺杂剂的量来控制通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141的节距P。

如果通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141反射可见光波长范围的光，那么就会有一部分可见光被反射然后被用户看见，从而降低了遮光率。此外，为了增大遮光模式下的遮光率，而又不使透明模式下的透射率下降，通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141可被设计为反射红外波长范围(大于等于780nm)或紫外波长范围(小于等于380nm)而非可见光波长范围的光。可以根据波长范围而改变通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141的节距P。可以根据液晶141的平均折射率n以及将要反射的光的反射波长λ来计算通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141的节距P，如下面的等式1所示：

[等式1]

$P=\frac{\mathrm{\λ}}{n}$

等式1中，P代表通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141的节距，λ代表反射光的反射波长，n代表胆甾型液晶141的平均折射率。例如，如果反射波长λ为780nm，胆甾型液晶141的平均折射率n为1.5，则通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141的节距P可计算为520nm。此外，如果反射波长λ为380nm，胆甾型液晶141的平均折射率n为1.5，则通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141的节距P可计算为253nm。也就是说，当胆甾型液晶141的折射率n为1.5时，节距P可以设计为小于等于253nm或大于等于520nm，从而使通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141的反射波长λ小于等于380nm或大于等于780nm，从而反射红外波长范围(大于等于780nm)或紫外波长范围(小于等于380nm)的光。

图7A和7B为示出负型液晶的情况下图2的光控制设备处于透明模式下的截面图。图7A为示出负型液晶的情况下施加电场以实现透明模式的截面图，图7B为示出透明模式下光路径的截面图。

如图7A所示，在透明模式下，控制宾主液晶层140的胆甾型液晶141处于垂直态。如果宾主液晶层140的胆甾型液晶141和二色性染料142具有负型液晶的特性，则应对宾主液晶层140施加水平电场hef从而使宾主液晶层140经受从焦锥态或平面态到垂直态的状态转换。

同时，为了在遮光模式下使垂直电场vef均等地施加于胆甾型液晶141和二色性染料142，第一电极120的分割式电极121之间的距离应被形成为小于每个分割式电极121的宽度的两倍。此时，由于彼此相邻的分割式电极121之间的距离很短，因此，在透明模式下，可能出现无法施加水平电场hef的问题。因此，对于透明模式而言，优选地，对图7A所示的连续排列的三个分割式电极121a、121b和121c的中央的分割式电极121b不施加电压，而对一侧的分割式电极121a施加第一电压，对另一侧的分割式电极121c施加第二电压。

如图7B所示，处于垂直态时，胆甾型液晶141和二色性染料142以垂直方向(y轴方向)排列，而非螺旋旋转。此时，由于胆甾型液晶141和二色性染料142以光L的入射方向排列，入射在宾主液晶层140上的光L的散射和吸收最小化。因此，入射在光控制设备100上的大部分光L会穿过宾主液晶层140。

同时，如果胆甾型液晶141和二色性染料142通过水平电场hef经受从焦锥态或平面态到垂直态的状态转换，则即使不再施加水平电场hef，宾主液晶层140的胆甾型液晶141和二色性染料142也会因第一和第二取向膜130和150而保持垂直态。也就是说，即使不再施加水平电场hef，宾主液晶层140的胆甾型液晶141和二色性染料142也会因第一和第二取向膜130和150而稳定地保持在垂直态。因此，在本发明的实施方式中，即使在状态转换为垂直态之后不施加电压，在初始状态下仍然能实现透明模式，从而降低了功耗。

图8A和8B为示出负型液晶的情况下图2的光控制设备处于遮光模式下的截面图。图8A为示出负型液晶的情况下施加电场以实现遮光模式的截面图，图8B为示出遮光模式下的光路径的截面图。

如图8A所示，在遮光模式下，控制宾主液晶层140中的胆甾型液晶141处于焦锥态。如果宾主液晶层140中的胆甾型液晶141和二色性染料142具有负型液晶的特性，则应对宾主液晶层140施加垂直电场vef，从而可使宾主液晶层140经受从垂直态到焦锥态的状态转换。

同时，为了在遮光模式下使垂直电场vef均等地施加于胆甾型液晶141和二色性染料142，第一电极120的分割式电极121之间的距离可被形成为小于每个分割式电极121的宽度的两倍。如果第一电极120的分割式电极121之间的距离大于每个分割式电极121的宽度的两倍或数十微米(μm)，则施加于胆甾型液晶141和二色性染料142(设置在分割式电极121上)的垂直电场vef与施加于胆甾型液晶141和二色性染料142(设置在分割式电极121之间)的垂直电场vef之间会产生差异，从而会产生不能均等施加垂直电场vef的问题。

如图8B所示，处于焦锥态时，胆甾型液晶141和二色性染料142通过手性掺杂剂螺旋地旋转。此外，通过手性掺杂剂以螺旋结构排列的胆甾型液晶141和二色性染料142被随机排列。在这种情况下，入射在宾主液晶层140上的光L被胆甾型液晶141散射，或被二色性染料142吸收，如图8B所示。在遮光模式下，如果二色性染料142是黑色染料，则宾主液晶层140会通过显示黑色而遮蔽入射光。因此，在本发明的示例性实施方式中，在遮光模式下，可控制宾主液晶层140的胆甾型液晶141和二色性染料142具有焦锥态，从而不会显示光控制设备的后方背景。

同时，如果胆甾型液晶141和二色性染料142通过垂直电场vef经受从垂直态到焦锥态的状态转换，则即使不再施加垂直电场vef，宾主液晶层140的胆甾型液晶141和二色性染料142也会因手性掺杂剂而保持焦锥态。也就是说，宾主液晶层140的胆甾型液晶141和二色性染料142会因手性掺杂剂而稳定地保持在焦锥态。因此，在本发明的示例性实施方式中，即使在状态转换为焦锥态之后不施加电压，仍然能实现遮光模式，从而降低了功耗。

如参照图7A，7B，8A和8B所描述的，在本发明的示例性实施方式中，如果胆甾型液晶141和二色性染料142具有负型液晶的特性，则通过水平电场hef实现向垂直态的状态转换，从而可实现透明模式；通过垂直电场vef实现向焦锥态的状态转换，从而可实现遮光模式。尤其是，在本发明的示例性实施方式中，如果通过水平电场hef实现向垂直态的状态转换，即使不再施加电压，仍会保持垂直态。此外，如果通过垂直电场vef实现向焦锥态的状态转换，即使不再施加电压，仍会保持焦锥态。也就是说，在本发明的示例性实施方式中，由于即使在状态转换后不再施加电压，垂直态和焦锥态这两种稳定状态仍得以稳定地保持，因此降低了功耗。此外，由于在不施加电压的初始状态可实现透明模式，因此降低了功耗。

图9为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图。

如图9所示，按照本发明的另一示例性实施方式的光控制设备200包括第一基板210，第一电极220，第一取向膜230，宾主液晶层(GHLC)240，第二取向膜250，第二电极260以及第二基板270。

图9中的第一基板210，第一取向膜230，宾主液晶层240，第二取向膜250以及第二基板270基本上与参照图1和2所描述的第一基板110，第一取向膜130，宾主液晶层140，第二取向膜150和第二基板170相同。因此，关于图9中的第一基板210，第一取向膜230，宾主液晶层240，第二取向膜250以及第二基板270的详细描述将被省略。

第一电极220位于第一基板210上，第二电极260位于第二基板270上。第一和第二电极220和260中的至少一个可包括分割式电极261。在图9中，第一电极220位于第一基板210的一个表面上，作为多个分割式电极261的第二电极260位于第二基板270的一个表面上。但是，分割式电极可以是以预定形状图案化的电极，并非仅限于图9的示例。

第一和第二电极220和260的每一个可以是透明电极。可选的是，第一和第二电极220和260均可由具有导电性的透明导电材料形成，同时可以透射外部光。例如，第一和第二电极220和260均可以是但不限于银氧化物(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(ITO)，铟锌氧化物(IZO)，掺铝的锌氧化物(ZAO)，铝锡氧化物(TAO)，或锑锡氧化物(ATO)。

光控制设备200可进一步包括电压供应单元，用于向第一和第二电极220和260的每一个提供预定电压。在本发明的示例性实施方式中，宾主液晶层240中的胆甾型液晶241可根据施加于第一电极220以及第二电极260上的分割式电极261的电压来进行状态转换，从而可实现遮蔽入射光的遮光模式和透射入射光的透明模式。

如果宾主液晶层240中的胆甾型液晶241和二色性染料242具有正型液晶的特性，则透明模式和遮光模式下宾主液晶层240的状态转换基本上与参照图3A，3B，4A和4B所描述的状态转换相同。此外，如果宾主液晶层240中的胆甾型液晶241和二色性染料242具有负型液晶的特性，则透明模式和遮光模式下宾主液晶层240中所包括的胆甾型液晶243的状态转换基本上与参照图7A，7B，8A和8B所描述的状态转换相同。

图10为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图。

如图10所示，按照本发明的另一示例性实施方式的光控制设备300包括第一基板310，第一电极320，第一取向膜330，宾主液晶层(GHLC)340，第二取向膜350，第二电极360以及第二基板370。

图10中的第一基板310，第一取向膜330，宾主液晶层340，第二取向膜350以及第二基板370基本上与参照图1和2所描述的第一基板110，第一取向膜130，宾主液晶层140，第二取向膜150和第二基板170相同。因此，关于图10中的第一基板310，第一取向膜330，宾主液晶层340，第二取向膜350以及第二基板370的详细描述将被省略。

第一电极320位于第一基板310上，第二电极360位于第二基板370上。第一和第二电极320和360中的至少一个可包括分割式电极。在图10中，作为多个分割式电极321的第一电极320位于第一基板310的一个表面上，作为多个分割式电极361的第二电极360位于第二基板370的一个表面上。但是，分割式电极可以是以预定形状图案化的电极，并非仅限于图10的示例。

第一和第二电极320和360均可以是透明电极。可选的是，第一和第二电极320和360均可由具有导电性的透明导电材料形成，同时可以透射外部光。例如，第一和第二电极320和360均可以是但不限于银氧化物(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(ITO)，铟锌氧化物(IZO)，掺铝的锌氧化物(ZAO)，铝锡氧化物(TAO)，或锑锡氧化物(ATO)。

光控制设备300可进一步包括电压供应单元，用于向第一和第二电极320和360的每一个提供预定电压。在本发明的示例性实施方式中，宾主液晶层340中包含的胆甾型液晶可根据施加于第一电极320的分割式电极321以及第二电极360的分割式电极361的电压来进行状态转换，从而可实现遮蔽入射光的遮光模式和透射入射光的透明模式。

如果宾主液晶层340中的胆甾型液晶341和二色性染料342具有正型液晶的特性，则透明模式和遮光模式下宾主液晶层340的状态转换基本上与参照图3A，3B，4A和4B所描述的状态转换相同。此外，如果宾主液晶层340中的胆甾型液晶341和二色性染料342具有负型液晶的特性，则透明模式和遮光模式下宾主液晶层340的状态转换基本上与参照图7A，7B，8A和8B所描述的状态转换相同。

图11A为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图。

如图11A所示，按照本发明的另一示例性实施方式的光控制设备400包括第一基板410，第一电极420，第一取向膜430，宾主液晶层(GHLC)440，第二取向膜450，第二电极460以及第二基板470。

图11A中的第一基板410，第一电极420，第一取向膜430，第二取向膜450，第二电极460以及第二基板470基本上与参照图1和2所描述的第一基板110，第一电极120，第一取向膜130，第二取向膜150，第二电极160和第二基板170相同。因此，关于图11中的第一基板410，第一电极420，第一取向膜430，第二取向膜450，第二电极460以及第二基板470的详细描述将被省略。

宾主液晶层440位于第一取向膜430和第二取向膜450之间。宾主液晶层440可以进行平面态、焦锥态和垂直态的状态转换。在本发明的示例性实施方式中，在透明模式下，可控制宾主液晶层440处于垂直态；在遮光模式下，则可控制宾主液晶层440处于焦锥态。

宾主液晶层440可包括胆甾型液晶441和二色性染料442，间隔件444，聚合物网络445。此外，宾主液晶层440可进一步在胆甾型液晶441和二色性染料442中包含用于衍生出螺旋结构的手性掺杂剂或光敏手性掺杂剂，以及光引发剂。图11A中的胆甾型液晶441，二色性染料442，间隔件444基本上与参照图1和2所描述的胆甾型液晶141，二色性染料142，间隔件144相同。因此，关于图11A中的胆甾型液晶441，二色性染料442，间隔件444的详细描述将被省略。

通过将单体与宾主液晶层440混合，并对单体与宾主液晶的混合物进行UV硬化，可以形成聚合物网络445，其具有网状聚合物的结构。形成的聚合物网络445的折射率可与胆甾型液晶441的短轴折射率接近。例如，如果宾主液晶层440包括折射率为1.4的胆甾型液晶431，则将要用作聚合物网络445的材料的单体可以从折射率为1.4的多种材料组分中选择任一种。

聚合物网络445可散射入射光。因此，包括聚合物网络445的宾主液晶层440会比不包括聚合物网络445的宾主液晶层440散射更多的入射光。因此，入射在包括聚合物网络445的宾主液晶层440上的光路径会比入射在不包括聚合物网络445的宾主液晶层440上的光路径更长。因此，入射在包括聚合物网络445的宾主液晶层440上的光会被二色性染料442吸收得更多。因此，如果宾主液晶层按照与本发明的示例性实施方式相同的方式包括聚合物网络445，则与不包括聚合物网络445情况下的遮光率相比，遮光率会提高。

如果宾主液晶层440中的胆甾型液晶441和二色性染料442具有正型液晶的特性，则透明模式和遮光模式下宾主液晶层440的状态转换基本上与参照图3A，3B，4A和4B所描述的状态转换相同。此外，如果宾主液晶层440中的胆甾型液晶441和二色性染料442具有负型液晶的特性，则透明模式和遮光模式下宾主液晶层440的状态转换基本上与参照图7A，7B，8A和8B所描述的状态转换相同。

此外，在图11A中，第一电极420包括分割式电极421，第二电极460位于第二基板470的一个表面上。但是，第一电极420和第二电极460不限于图11A的示例。也就是说，第一电极420和第二电极460中的至少一个可包括分割式电极。因此，如图11B所示，第二电极460可包括分割式电极；如图11C所示，第一和第二电极420和460两者都可包括分割式电极。分割式电极可以是以预定形状图案化的电极。

图12A为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图。

如图12A所示，按照本发明的另一示例性实施方式的光控制设备500包括第一基板510，第一电极520，宾主液晶层(GHLC)540，第二电极560以及第二基板570。

图12A中的第一基板510，第一电极520，第二电极560以及第二基板570基本与参照图1和2所描述的第一基板110，第一电极120，第二电极160和第二基板170相同。因此，关于图12A中的第一基板510，第一电极520，第二电极560以及第二基板570的详细描述将被省略。

宾主液晶层540位于第一电极520和第二电极560之间。宾主液晶层540可以进行平面态、焦锥态和垂直态的状态转换。在本发明的示例性实施方式中，在透明模式下，可控制宾主液晶层540处于垂直态；在遮光模式下，可控制宾主液晶层540处于焦锥态。

宾主液晶层540可包括胆甾型液晶541和二色性染料542，间隔件544，垂直取向材料546。此外，宾主液晶层540可进一步在胆甾型液晶541和二色性染料542中包含用于衍生出螺旋结构的手性掺杂剂或光敏手性掺杂剂，以及光引发剂。图12A中的胆甾型液晶541，二色性染料542，间隔件544基本上与参照图1和2所描述的胆甾型液晶141，二色性染料142，间隔件144相同。因此，关于图12A中的胆甾型液晶541，二色性染料542，间隔件544的详细描述将被省略。

由于图12A中的光控制设备500不包括第一和第二取向膜，因此将垂直取向材料546添加到宾主液晶层540，从而以垂直方向取向多个液晶541和二色性染料542。垂直取向材料546可以是但不限于HTAB(溴化十六碳烷基三甲铵)，CTAB(溴化十六烷基三甲铵)，POSS(多面体低聚倍半硅氧烷)，树枝状聚合物，树形分子及它们的混合物的至少之一。例如，如果垂直取向材料是HTAB或CTAB，HTAB或CTAB粘至第一和第二电极520和560，然后像表面活性剂一样垂直取向，胆甾型液晶541和二色性染料542可通过垂直取向的HTAB或CTAB垂直取向。

垂直取向材料546在宾主液晶层540中的含量范围可为0.01wt％至1wt％。如果垂直取向材料546在宾主液晶层540中的含量小于0.01wt％，胆甾型液晶541和二色性染料542可能不会以垂直方向进行排列。此外，如果垂直取向材料546在宾主液晶层540中的含量大于1wt％，垂直取向材料546可能不会完全溶解。

如果宾主液晶层540中的胆甾型液晶541和二色性染料542具有正型液晶的特性，则透明模式和遮光模式下宾主液晶层540中所包括的胆甾型液晶541的状态转换基本上与参照图3A，3B，4A和4B所描述的状态转换相同。此外，如果宾主液晶层540中的胆甾型液晶541和二色性染料542具有负型液晶的特性，则透明模式和遮光模式下宾主液晶层540中所包括的胆甾型液晶541的状态转换基本上与参照图7A，7B，8A和8B所描述的状态转换相同。

此外，在图12A中，第一电极520包括分割式电极521a，521b和521c，第二电极560位于第二基板570的一个表面上。但是，第一电极520和第二电极560不限于图12A的示例。也就是说，第一和第二电极520和560中的至少一个都可以包括分割式电极。例如，第二电极560可包括分割式电极561a，561b和561c，如图12B所示；也可以如图11C所示，第一和第二电极520和560两者都可包括分割式电极(521a，521b和521c以及561a，561b和561c)。分割式电极可以是以预定形状图案化的电极。

图13A为示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图。

如图13A所示，按照本发明的另一示例性实施方式的光控制设备600包括第一基板610，第一电极620，第一取向膜630，宾主液晶层640，第二取向膜650，第二电极660，第二基板670，第三电极680以及绝缘膜690。

图13A中的第一基板610，宾主液晶层640，第二取向膜650，第二电极660以及第二基板670基本上与参照图1和2所描述的第一基板110，宾主液晶层140，第二取向膜150，第二电极160以及第二基板170相同。因此，关于图13A中的第一基板610，宾主液晶层640，第二取向膜650，第二电极660以及第二基板670的详细描述将被省略。

第三电极680位于第一基板610上，绝缘膜690位于第三电极680上。在图13A中，第一电极620包括分割式电极621a，621b和621c，第三电极680位于第一基板610的整个一个表面上。分割式电极可以是以预定形状图案化的电极。

第一和第三电极620和680的每一个可以是透明电极。可选的是，第一和第三电极620和680均可由具有导电性的透明导电材料形成，同时可以透射外部光。例如，第一和第三电极620和680均可以是但不限于银氧化物(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(ITO)，铟锌氧化物(IZO)，掺铝的锌氧化物(ZAO)，铝锡氧化物(TAO)，或锑锡氧化物(ATO)。

第一取向膜630位于第一电极620和绝缘膜690上。第一取向膜630可以由垂直取向材料形成，用于对胆甾型液晶641和二色性染料642以垂直方向(y轴方向)进行取向。即使未施加电场，宾主液晶层640的胆甾型液晶641和二色性染料642仍会因第一和第二取向膜630和650而在垂直方向(y轴方向)上排列。第一取向膜630可以由聚酰亚胺和卵磷脂(PPC)中的任一种形成。可选的是，通过混合HTAB(溴化十六碳烷基三甲铵)或CTAB(溴化十六烷基三甲铵)和溶剂(例如异丙醇(IPA))，在第一电极620和第二电极660上涂覆混合物，并蒸发溶剂，可以形成第一取向膜630。第一取向膜630的材料不受限于上述示例。

同时，如果第一电极620包括分割式电极621a，621b和621c，则应控制第一电极620的分割式电极621a，621b和621c之间的距离，从而如参照图3A和8A所描述的，均等地对胆甾型液晶641和二色性染料642施加垂直电场vef。但是，在本发明的示例性实施方式中，由于第三电极680位于第一基板610的整个一个表面上，因此会在第二电极660和第三电极680之间形成垂直电场。因此，在本发明的示例性实施方式中，垂直电场会均等地施加于胆甾型液晶641和二色性染料642。如果在第二电极660和第三电极680之间形成垂直电场，则不对第一电极620施加电压。

此外，在本发明的示例性实施方式中，水平电场可包括第一电极620的分割式电极621a，621b和621c与第三电极680之间的边缘场。因此，在本发明的示例性实施方式中，水平电场按照以下方式来形成：对第一电极620的分割式电极621a，621b和621c施加第一电压，对第三电极680施加第二电压，因而与对图4A中所示的连续排列的三个分割式电极121a、121b和121c的中央的分割式电极121b不施加电压、对一侧的分割式电极121a施加第一电压、对另一侧的分割式电极121c施加第二电压的情况相比，更容易形成水平电场。

如果宾主液晶层640中的胆甾型液晶641和二色性染料642具有正型液晶的特性，那么，除了额外提供第三电极680以形成垂直电场和水平电场之外，透明模式和遮光模式下宾主液晶层640的状态转换基本上与参照图3A，3B，4A和4B所描述的状态转换相同。此外，如果宾主液晶层640中的胆甾型液晶641和二色性染料642具有负型液晶的特性，那么，除了额外提供第三电极680以形成垂直电场和水平电场之外，透明模式和遮光模式下宾主液晶层640的状态转换基本上与参照图7A，7B，8A和8B所描述的状态转换相同。

此外，在图13A中，虽然第三电极680位于第一基板610的整个一个表面上，第二电极660位于第二基板670的整个一个表面上，且第一电极620包括位于绝缘膜690上的分割式电极621a，621b和621c，但第一至第三电极不限于图13A中的示例。也就是说，第一和第二电极620和660中的至少一个可包括分割式电极。通过在第二基板670的整个一个表面上形成用于形成第二电极660的材料，可以形成第二电极660。可选的是，也可以通过在第二基板670的整个一个表面上形成用于形成第二电极660的材料，然后使所述材料图案化，形成第二电极660。

例如，如图13B所示，第一电极620可位于第一基板610的整个一个表面上，第三电极680可位于第二基板670的整个一个表面上，第二电极660可包括位于绝缘膜690上的分割式电极661a，661b和661c。此时，在本发明的示例性实施方式中，在第一电极620和第三电极680之间形成垂直电场，在第二电极660和第三电极680之间形成水平电场。通过在第一基板610的整个一个表面上形成用于形成第一电极620的材料，可以形成第一电极620。可选的是，也可以通过在第一基板610的整个一个表面上形成用于形成第一电极620的材料，然后使所述材料图案化，形成第一电极620。

可选的是，如图13C所示，第一和第二电极620和660可包括分割式电极621a，621b，621c以及661a，661b，661c。例如，如图13C所示，第三电极680a可位于第一基板610的整个一个表面上，第四电极680b可位于第二基板670的整个一个表面上，第一电极620可包括第一绝缘膜690a上的分割式电极621a，621b和621c，第二电极660可包括第二绝缘膜690b上的分割式电极661a，661b和661c。在这种情况下，在本发明的示例性实施方式中，在第三电极680a和第四电极680b之间形成垂直电场，在第一电极620和第三电极680a之间或第二电极660和第四电极680b之间形成水平电场。通过在第一基板610的整个一个表面上形成用于形成第三电极680a的材料，可以形成第三电极680a。可选的是，也可以通过在第二基板670的整个一个表面上形成用于形成第三电极680a的材料，然后使所述材料图案化，形成第三电极680a。通过在第二基板670的整个一个表面上形成用于形成第四电极680b的材料，可以形成第四电极680b。可选的是，也可以通过在第二基板670的整个一个表面上形成用于形成第四电极680b的材料，然后使所述材料图案化，形成第四电极680b。

如图14A至14C所示，按照本发明的示例性实施方式的光控制设备可进一步包括折射率匹配层。下文将参照图14A至14C详细描述进一步包括折射率匹配层的光控制设备。

图14A是示出图1的光控制设备的另一个详细示例的截面图。

如图14A所示，按照本发明的另一示例性实施方式的光控制设备700包括第一基板710，第一电极720，第一取向膜730，宾主液晶层740，第二取向膜750，第二电极760，第二基板770，第一折射率匹配层780以及第二折射率匹配层790。

图14A中的第一基板710，第一电极720，第一取向膜730，宾主液晶层740，第二取向膜750，第二电极760以及第二基板770基本上与参照图1和2所描述的第一基板110，第一电极120，第一取向膜130，宾主液晶层140，第二取向膜150，第二电极160以及第二基板170相同。因此，关于图14A中的第一基板710，第一电极720，第一取向膜730，宾主液晶层740，第二取向膜750，第二电极760以及第二基板770的详细描述将被省略。

第一折射率匹配层780可位于第一基板710的设置有第一电极720的一个表面的相对表面上。也就是说，第一电极720可位于第一基板710的一个表面上，第一折射率匹配层780可位于与第一基板710的这一个表面相对的表面一致的另一表面上。

由于空气和第一基板710之间的折射率不同，会产生菲涅尔反射。例如，如果空气和第一基板710之间的折射率不同，由于空气和第一基板710之间存在折射率差，通过空气进入第一基板710的光会被反射。因此，第一折射率匹配层780可具有空气和第一基板710之间的折射率，以减小空气和第一基板710之间的折射率差。例如，如果空气的折射率为1，第一基板710的折射率为1.6，则第一折射率匹配层780的折射率可为1.1和1.5之间，以减小空气和第一基板710之间的折射率差。

第二折射率匹配层790可位于第二基板770的设置有第二电极760的一个表面的相对表面上。也就是说，第二电极760可位于第二基板770的一个表面上，第二折射率匹配层790可位于与第二基板770的这一个表面相对的表面一致的另一表面上。

由于空气和第二基板770之间的折射率不同，会产生菲涅尔反射。例如，如果空气和第二基板770之间的折射率不同，由于空气和第二基板770之间存在折射率差，进入第二基板770的光在进入空气时会被部分反射。因此，第二折射率匹配层790可具有空气和第二基板770之间的折射率，以减小空气和第二基板770之间的折射率差。例如，如果空气的折射率为1，第二基板770的折射率为1.6，则第二折射率匹配层790的折射率可为1.1和1.5之间，以减小空气和第二基板770之间的折射率差。

第一和第二折射率匹配层780和790均可以由透明粘膜例如光学胶(OCA)、能够热硬化或UV硬化的有机化合物粘合剂等形成。

此外，如果宾主液晶层740中的胆甾型液晶741和二色性染料742具有正型液晶的特性，那么，透明模式和遮光模式下宾主液晶层740的状态转换基本上与参照图3A，3B，4A和4B所描述的状态转换相同。此外，如果宾主液晶层740中的胆甾型液晶741和二色性染料742具有负型液晶的特性，那么，透明模式和遮光模式下宾主液晶层740的状态转换基本上与参照图7A，7B，8A和8B所描述的状态转换相同。

此外，在图14A中，第一电极720包括分割式电极721a，721b和721c，第二电极760位于第二基板770的整个一个表面上。但是第一电极720和第二电极760不限于图14A中的示例。也就是说，第一和第二电极720和760中的至少一个可包括分割式电极。例如，如图13B所示，第二电极760可包括分割式电极；也可以如图13C所示，第一和第二电极720和760两者都可包括分割式电极。分割式电极可以是以预定形状图案化的电极。

图14B是示出图1所示的光控制设备的另一个详细示例的截面图。

如图14B所示，按照本发明的另一个示例性实施方式的光控制设备700包括第一基板710，第一电极720，第一取向膜730，宾主液晶层740，第二取向膜750，第二电极760，第二基板770，第一折射率匹配层780以及第二折射率匹配层790。

图14B中的第一基板710，第一电极720，第一取向膜730，宾主液晶层740，第二取向膜750，第二电极760以及第二基板770基本上与参照图1和2所描述的第一基板110，第一电极120，第一取向膜130，宾主液晶层140，第二取向膜150，第二电极160以及第二基板170相同。因此，关于图14B中的第一基板710，第一电极720，第一取向膜730，宾主液晶层740，第二取向膜750，第二电极760以及第二基板770的详细描述将被省略。

第一折射率匹配层780可位于第一基板710和第一电极720(或第一取向膜730)之间。由于第一电极720和第一基板710之间的折射率不同，会产生菲涅尔反射。例如，如果第一电极720和第一基板710之间的折射率不同，由于第一电极720和第一基板710之间存在折射率差，穿过第一基板710的光在进入第一电极720时会被部分反射。因此，第一折射率匹配层780可具有第一电极720和第一基板710之间的折射率，以减小第一电极720和第一基板710之间的折射率差。例如，如果第一电极720的折射率为2，第一基板710的折射率为1.6，则第一折射率匹配层780的折射率可为1.7和1.9之间，以减小第一电极720和第一基板710之间的折射率差。

第二折射率匹配层790可位于第二基板770和第二电极760之间。由于第二电极760和第二基板770之间的折射率不同，会产生菲涅尔反射。例如，如果第二电极760和第二基板770之间的折射率不同，由于第二电极760和第二基板770之间存在折射率差，穿过第二电极760的光在进入第二基板770时会被部分反射。因此，第二折射率匹配层790可具有第二电极760和第二基板770之间的折射率，以减小第二电极760和第二基板770之间的折射率差。例如，如果第二电极760的折射率为2，第二基板770的折射率为1.6，则第二折射率匹配层790的折射率可为1.7和1.9之间，以减小第二电极760和第二基板770之间的折射率差。

第一和第二折射率匹配层780和790均可以由透明粘膜例如光学胶(OCA)、能够热硬化或UV硬化的有机化合物粘合剂等形成。

此外，如果宾主液晶层740中的胆甾型液晶741和二色性染料742具有正型液晶的特性，那么，透明模式和遮光模式下宾主液晶层740的状态转换基本上与参照图3A，3B，4A和4B所描述的状态转换相同。此外，如果宾主液晶层740中的胆甾型液晶741和二色性染料742具有负型液晶的特性，那么，透明模式和遮光模式下宾主液晶层740的状态转换基本上与参照图7A，7B，8A和8B所描述的状态转换相同。

此外，在图14B中，第一电极720包括分割式电极721a，721b和721c，第二电极760位于第二基板770的整个一个表面上。但是第一电极720和第二电极760不限于图14B中的示例。也就是说，第一和第二电极720和760中的至少一个可包括分割式电极。例如，第二电极760可如图13B所示包括分割式电极；也可以如图13C所示，第一和第二电极720和760两者都可包括分割式电极。分割式电极可以是以预定形状图案化的电极。

图14C是示出图1所示的光控制设备的另一个详细示例的截面图。

如图14C所示，按照本发明的另一个示例性实施方式的光控制设备700包括第一基板710，第一电极720，第一取向膜730，宾主液晶层740，第二取向膜750，第二电极760，第二基板770，第一折射率匹配层780以及第二折射率匹配层790。

图14C中的第一基板710，第一电极720，第一取向膜730，宾主液晶层740，第二取向膜750，第二电极760以及第二基板770基本上与参照图1和2所描述的第一基板110，第一电极120，第一取向膜130，宾主液晶层140，第二取向膜150，第二电极160以及第二基板170相同。因此，关于图14C中的第一基板710，第一电极720，第一取向膜730，宾主液晶层740，第二取向膜750，第二电极760以及第二基板770的详细描述将被省略。

第一折射率匹配层780可位于第一取向膜730与宾主液晶层740之间。由于第一取向膜730与宾主液晶层740之间的折射率不同，会产生菲涅尔反射。例如，如果第一取向膜730与宾主液晶层740之间的折射率不同，由于第一取向膜730与宾主液晶层740之间存在折射率差，穿过第一取向膜730的光在进入液晶层740时会被部分反射。因此，第一折射率匹配层780可具有第一取向膜730与宾主液晶层740之间的折射率，以减小第一取向膜730与宾主液晶层740之间的折射率差。

第二折射率匹配层790可位于第二取向膜750与宾主液晶层740之间。由于第二取向膜750与宾主液晶层740之间的折射率不同，会产生菲涅尔反射。例如，如果第二取向膜750与宾主液晶层740之间的折射率不同，由于第二取向膜750与宾主液晶层740之间存在折射率差，穿过第二取向膜750的光在进入宾主液晶层740时会被部分反射。因此，第二折射率匹配层790可具有第二取向膜750与宾主液晶层740之间的折射率，以减小第二取向膜750与宾主液晶层740之间的折射率差。

第一和第二折射率匹配层780和790均可以由透明粘膜例如光学胶(OCA)、能够热硬化或UV硬化的有机化合物粘合剂等形成。第一折射率匹配层780或第二折射率匹配层790可以减小折射率差，从而提高透射率。

此外，如果宾主液晶层740中的胆甾型液晶741和二色性染料742具有正型液晶的特性，那么，透明模式和遮光模式下宾主液晶层740的状态转换基本上与参照图3A，3B，4A和4B所描述的状态转换相同。此外，如果宾主液晶层740中的胆甾型液晶741和二色性染料742具有负型液晶的特性，那么，透明模式和遮光模式下宾主液晶层740的状态转换基本上与参照图7A，7B，8A和8B所描述的状态转换相同。

此外，在图14C中，第一电极720包括分割式电极721a，721b和721c，第二电极760位于第二基板770的整个一个表面上。但是第一电极720和第二电极760不限于图14C中的示例。也就是说，第一和第二电极720和760中的至少一个可包括分割式电极。例如，第二电极760可如图13B所示包括分割式电极；也可以如图13C所示，第一和第二电极720和760两者都可包括分割式电极。分割式电极可以是以预定形状图案化的电极。

图15是示出图1所示的光控制设备的另一个详细示例的截面图。

如图15所示，按照本发明的另一个示例性实施方式的光控制设备800包括第一基板810，第一电极820，第一取向膜830，宾主液晶层840，第二取向膜850，第二电极860以及第二基板870。

图15中的第一基板810，第一取向膜830，第二取向膜850以及第二基板870基本上与参照图1和2所描述的第一基板110，第一取向膜130，第二取向膜150以及第二基板170相同。因此，关于图15中的第一基板810，第一取向膜830，第二取向膜850以及第二基板870的详细描述将被省略。

第一电极820位于第一基板810上，第二电极860位于第二基板870上。第一电极820可位于第一基板810的整个一个表面上，第二电极860也可位于第二基板870的整个一个表面上。

第一和第二电极820和860均可以是透明电极。可选的是，第一和第二电极820和860均可由具有导电性的透明导电材料形成，同时可以透射外部光。例如，第一和第二电极820和860均可以是但不限于银氧化物(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(ITO)，铟锌氧化物(IZO)，掺铝的锌氧化物(ZAO)，铝锡氧化物(TAO)，或锑锡氧化物(ATO)。通过在第一基板810的整个一个表面上形成用于形成第一电极820的材料，可以形成第一电极820。可选的是，可以通过在第一基板810的整个一个表面上形成用于形成第一电极820的材料，然后使所述材料图案化，形成第一电极820。通过在第二基板870的整个一个表面上形成用于形成第二电极860的材料，可以形成第二电极860。可选的是，可以通过在第二基板870的整个一个表面上形成用于形成第二电极860的材料，然后使所述材料图案化，形成第二电极860。

光控制设备800可进一步包括电压供应单元，用于向第一和第二电极820和860的每一个提供预定电压。在本发明的示例性实施方式中，宾主液晶层840根据施加于第一电极820和第二电极860的电压来进行状态转换，从而实现遮蔽入射光的遮光模式和透射入射光的透明模式。

宾主液晶层840位于第一取向膜830和第二取向膜850之间。通过将用于衍生出螺旋结构的手性掺杂剂或光敏手性掺杂剂加入向列液晶，可以形成宾主液晶层840的胆甾型液晶843。可选的是，通过进一步在向列液晶中添加添加剂，例如光引发剂，以及添加手性掺杂剂或光敏手性掺杂剂，可以形成宾主液晶层840的胆甾型液晶843。宾主液晶层840的胆甾型液晶843可以进行平面态、焦锥态和垂直态的状态转换。在本发明的示例性实施方式中，在透明模式下，控制宾主液晶层840中的胆甾型液晶处于垂直态；在遮光模式下，控制宾主液晶层840中的胆甾型液晶处于焦锥态。

宾主液晶层840可包括胆甾型液晶841和二色性染料842以及间隔件844。胆甾型液晶841可以是向列液晶。胆甾型液晶841可以是根据施加于第一和第二电极820和860的电压频率以垂直方向(y轴方向)进行排列的双频液晶。

二色性染料842可以是吸收光的染料。例如，二色性染料842可以是吸收可见光波长范围内的每种光的黑色染料，或者是吸收除特定颜色(例如红色)波长之外的光并反射该特定颜色(例如红色)波长的光的染料。二色性染料842可以是但不限于黑色染料，从而像本发明的示例性实施方式那样提高遮光效率。

可选的是，二色性染料842可以由具有某种颜色的染料形成，可以具有黑色，红色，绿色，蓝色和黄色中的任一种颜色，或者是它们的混合色。例如，如果光控制设备800与透明显示面板的后表面接合，那么在显示图像的同时，来自后表面的光会被遮蔽，从而提高图像的能见度。在这种情况下，二色性染料842可以由黑色染料制成。此外，二色性染料842的颜色可根据使用光控制设备800的地点以及光控制设备800的用途选择性地变化，从而给用户提供美学效果。

此外，如果胆甾型液晶841是双频液晶，二色性染料842就会具有双频液晶的特性。因此，二色性染料842也可以根据施加于第一和第二电极820和860的电压频率以垂直方向(y轴方向)进行排列。

如果宾主液晶层840具有如图4A和4B所示的焦锥态，则胆甾型液晶841和二色性染料842就可以通过手性掺杂剂螺旋地旋转。

如果施加于第一和第二电极820和860的电压频率对应于第一频率，则可控制宾主液晶层840的胆甾型液晶处于垂直态，从而实现透明模式。此外，如果施加于第一和第二电极820和860的电压频率对应于第二频率，则可控制宾主液晶层840的胆甾型液晶处于焦锥态，从而可实现遮光模式。

[透明显示装置]

图16为示出按照本发明的一个示例性实施方式的透明显示装置的透视图。

如图16所示，透明显示装置包括光控制设备1000，透明显示面板1100以及粘合层1200。

光控制设备1000可被实现为参照图1，2，9，10，11，12，14A至14C以及15所描述的按照本发明示例性实施方式或其他实施方式的任一光控制设备100，200，300，400，500，600，700和800。因此，光控制设备1000可以在遮光模式下遮蔽入射光，并在透明模式下透射入射光。光控制设备1000可利用二色性染料显示具体颜色来使其后方背景不显示，由此，光控制设备1000除了遮光功能外，还可以被实现为向用户提供美学效果。

图17A为示出图16的透明显示面板的下基板的详细示例的截面图。图17B为示出图16的透明显示面板的下基板的另一详细示例的截面图。

如图17A和17B所示，透明显示面板1100在一个子像素区域中包括透射区域TA和发光区域EA。发光区域EA表示显示实际图像的区域，而透射区域TA表示外部光透射到透明显示面板的区域。因此，在未驱动透明显示面板1100时，用户可以看到透明显示面板1100的背景，也就是透明显示面板1100的后方的物体或背景。可选的是，在驱动透明显示面板1100时，用户可同时看到发光区域EA的实际图像并通过透射区域TA看到背景。子像素区域内发光区域EA和透射区域TA的面积比例可以基于透射率和能见度而不同地设定。

在发光区域EA中提供用于显示图像的像素P。如图17A和17B所示，每个像素P均可具有晶体管装置T，阳极AND，有机层EL和阴极CAT。

晶体管装置T包括位于下基板1101上的有源层ACT，位于有源层ACT上的第一绝缘膜I1，位于第一绝缘膜I1上的栅极GE，位于栅极GE上的第二绝缘膜I2，以及位于第二绝缘膜I2上并通过第一和第二接触孔CNT1和CNT2与有源层ACT相连的源极和漏极SE和DE。虽然图17A和17B中晶体管装置T为顶部栅极型，但晶体管装置T也可以形成为底部栅极型，而不限于顶部栅极型。

阳极AND通过第三接触孔CNT3与晶体管装置T的漏极DE相连，第三接触孔CNT3穿过位于源极和漏极SE和DE上的层间电介质ILD。在彼此相邻的阳极AND之间提供屏障，从而可使彼此相邻的阳极AND电性绝缘。

在阳极AND上提供有机层EL。有机层EL可包括空穴传输层，有机发光层，以及电子传输层。

在有机层EL和屏障W上提供阴极CAT。如果对阳极AND和阴极CAT施加电压，则空穴和电子通过空穴传输层和电极传输层移动到有机发光层，并在有机发光层中互相结合以发射光。

图17A中，透明显示面板1100形成为底发光型。如果透明显示面板1100形成为底发光型，则光朝向下基板1101发射。因此，光控制设备1000可设置在上基板上。

在底发光型中，由于有机层EL朝向下基板1101发光，因此晶体管T可位于屏障W的下方以减少因晶体管T造成的亮度减弱。此外，在底发光型中，可以用透明金属材料例如ITO和IZO形成阳极AND，并可用具有较高反射性的金属材料例如铝或含铝的结构以及ITO形成阴极CAT。并且，为了改善透明模式下的透射率，可以通过仅在发光区域EA中图案化来形成阴极CAT。

图17B中，透明显示面板1100形成为顶发光型，如果透明显示面板1100形成为顶发光型，则光朝向上基板发射。因此，光控制设备1000可设置在下基板1101下方。

在顶发光型中，由于有机层EL朝向上基板发光，因此晶体管T可以位于屏障W和阳极AND下方的较宽范围内。因此，顶发光型具有晶体管T的设计区域比底发光型的更宽的优点。此外，在顶发光型中，可以用具有较高反射性的金属材料例如铝或含铝的结构以及ITO形成阳极AND，并可用透明金属材料例如ITO和IZO形成阴极CAT。

按照本发明的示例性实施方式的透明显示面板可以实现为双向发光型。如果透明显示面板1100实现为双向发光型，光朝向上基板和下基板发射。

粘合层1200将光控制设备100和透明显示面板1100粘合在一起。粘合层1200可以是透明粘膜(例如光学胶(OCA))或透明粘合剂(例如光学树脂(OCR))。

如果将光控制设备1000贴至透明显示面板1100的光发射方向，则不应遮挡透明显示面板1100的发光区域EA，而应遮挡透明显示面板1100的透射区域TA。因此，光控制设备1000可以通过图案化来形成遮光区域，从而仅遮挡透明显示面板1100的透射区域TA。在这种情形下，遮光区域应排列在透明显示面板1100的透射区域TA中。如上所述，如果将光控制设备1000贴至透明显示面板1100的发光方向，则光控制设备1000的遮光区域应被图案化并应排列在透明显示面板1100的透射区域中，从而光控制设备1000可贴至透明显示面板1100的发光方向的相反方向。例如，在图17B所示的顶发光型的情况中，粘合层1200的一个表面可粘合至透明显示面板1100的下基板1101下方的表面，而粘合层1200的另一表面可粘合至光控制设备1000。在图17A所示的底发光型的情况中，粘合层1200的一个表面可粘合至上基板上，而粘合层1200的另一表面可粘合至光控制设备1000。如果粘合层1200包含透明粘膜(例如OCA)或透明粘合剂(例如OCR)，则粘合层1200的折射率可在1.4和1.9之间。

此外，透明显示装置可使用具有极佳二色性比(DR)的二色性染料来实现纯黑色。DR代表二色性染料的长轴光吸收率与短轴光吸收率之比。由于二色性染料在图17B所示的透明模式下以垂直方向(y轴方向)进行排列而在图17A所示的遮光模式下通过手性掺杂剂排列为螺旋地旋转，因此二色性染料的短轴光吸收率可以是二色性染料在透明模式下的光吸收率，而二色性染料的长轴光吸收率则可以是二色性染料在遮光模式下的光吸收率。为了实现纯黑色的透明显示装置，使用DR大于7的二色性染料会更有效。

此外，透明显示面板1100的下基板1101或上基板可以是光控制设备1000的第二基板。在这种情形下，光控制设备1000的第二电极160可位于透明显示面板1100的下基板1101或上基板上。

透明显示面板1100可实现显示模式，其中像素显示图像；也可实现非显示模式，其中像素不显示图像。如果透明显示面板1100实现的是像素显示图像的显示模式，则胆甾型液晶在用于在发光区域中显示图像的显示模式下具有焦锥态，使得光控制设备1000实现遮光模式，对经透明显示面板1100的后表面入射的光进行遮蔽，以提高图像质量。

在像素不显示图像的非显示模式中，光控制设备1000可实现遮光模式或透明模式。在像素不显示图像的非显示模式中，如果光控制设备1000实现遮光模式，则用户看到的透明显示装置呈黑色。在像素不显示图像的非显示模式中，如果光控制设备1000实现透明模式，则透明显示装置实现为透明的，由此用户可以通过透明显示装置看到透明显示装置后方的背景。

图18为示出按照本发明的另一示例性实施方式的透明显示装置的透视图。

如图18所示，透明显示装置包括第一光控制设备1000a，第二光控制设备1000b，透明显示面板1100，第一粘合层1200，第二粘合层1300。

第一和第二光控制设备1000a和1000b的每一个可被实现为参照图1，2，9，10，11，12，14A至14C以及15所描述的按照本发明实施方式的任一光控制设备100，200，300，400，500，600，700和800。因此，第一和第二光控制设备1000a和1000b可的每一个以在遮光模式下遮蔽入射光，并在透明模式下透射入射光。第一和第二光控制设备1000a和1000b的每一个除了基于二色性染料的遮光功能外还可被实现为向用户提供美学效果。

透明显示面板1100基本上与参照图16和17所描述的情况相同。因此，关于图18所示的透明显示面板1100的详细描述被省略。

第一粘合层1200将第一光控制设备1000a和透明显示面板1100粘合在一起。第一粘合层1200可以是透明粘膜，例如光学胶(OCA)。第一粘合层1200的一个表面可粘合至透明显示面板1100的下基板1101下方的表面，或是粘合至上基板上，且第一粘合层1200的另一个表面可粘合至第一光控制设备1000a。如果第一粘合层1200由透明粘膜例如OCA实现，则第一粘合层1200的折射率可为1.4和1.9之间。

第二粘合层1300将第二光控制设备1000b和透明显示面板1100粘合在一起。第二粘合层1300可以是透明粘膜，例如光学胶(OCA)。第二粘合层1300的一个表面可粘合至透明显示面板1100的下基板1101下方的表面，或是粘合至上基板上，且第二粘合层1300的另一个表面可粘合至第二光控制设备1000b。如果第二粘合层1300由透明粘膜例如OCA实现，则第二粘合层1300的折射率可为1.4和1.9之间。

透明显示面板1100可实现显示模式，其中像素显示图像；还可实现非显示模式，其中像素不显示图像。假设用户通过第二光控制设备1000b看到图像。在这种情形下，如果透明显示面板1100实现像素显示图像的显示模式，则第一光控制设备1000a可实现遮光模式，对通过透明显示面板1100的后表面入射的光进行遮蔽，以提高图像质量，且第二光控制设备1000b可实现透明模式。

在像素不显示图像的非显示模式中，第一和第二光控制设备1000a和1000b可实现遮光模式或透明模式。在像素不显示图像的非显示模式中，如果第一和第二光控制设备1000a和1000b实现遮光模式，则用户看到的透明显示装置呈黑色。在像素不显示图像的非显示模式中，如果第一和第二光控制设备1000a和1000b实现透明模式，则透明显示装置实现为透明的，由此用户可以通过透明显示装置看到透明显示装置后方的背景。

同时，透明显示面板1100可设置为双向显示图像的双向透明显示面板。在双向透明显示面板双向显示图像的显示模式下，如果第一和第二光控制设备1000a和1000b实现透明模式，用户可双向观看图像。此外，在双向透明显示面板双向显示图像的显示模式下，如果第一和第二光控制设备1000a和1000b的任一个实现遮光模式，则相应的光控制设备会阻止用户从两个方向的任一个方向观看图像。

如上所述，按照本发明的实施方式，可以获得多个优点。

例如，可控制宾主液晶层中的胆甾型液晶处于垂直态以透射入射光，从而提高透明模式下的光透射率。

此外，可控制宾主液晶层中的胆甾型液晶处于焦锥态以散射入射光，从而提高遮光模式下的遮光率。

此外，当发生向垂直态的状态转换后，即使不再施加电压，垂直态仍因取向膜而得以保持。类似地，当发生向焦锥态的状态转换后，即使不再施加电压，焦锥态仍因取向膜而得以保持。也就是说，即使在状态转换后不再施加电压，垂直态和焦锥态这两种稳定状态仍得以稳定地保持，因此降低了功耗。

此外，由于取向膜或液晶层中包括的取向材料，在初始状态下就可以实现透明模式，因此降低了功耗。

此外，胆甾型液晶的节距被设计为反射红外波长范围(大于等于780nm)或紫外波长范围(小于等于380nm)而非可见光波长范围的光。因此，胆甾型液晶不会反射可见光波长范围的光，因此解决了部分可见光被反射而被用户看到的问题。

此外，使用反射红外波长范围或紫外波长范围的光的胆甾型液晶，从而在透明模式下的透射率不会恶化，而遮光模式下的遮光率得以提高。

此外，根据宾主液晶层中的二色性染料显示具体颜色，从而可不显示光控制设备的后方背景，因此提高了遮光率。

因为入射光会被宾主液晶层中所包括的聚合物网络更多地散射，入射光也会被二色性染料吸收，从而可提高遮光率.

此外，提供用于保持宾主液晶层的单元间隙的间隔件，以便在外力施加于宾主液晶层时，保护宾主液晶层的内部，并防止第一电极和第二电极短路。此外，间隔件也可以用作分隔宾主液晶层的屏障，由此每个分隔空间内可形成相同量的胆甾型液晶和二色性染料，或者可不同地控制每个分隔空间的胆甾型液晶的节距，从而形成节距互不相同的胆甾型液晶。

此外，由于可以不同地控制胆甾型液晶的节距P，所以入射光会被散射，且可以不显示光控制设备的后方背景，从而提高了遮光率。

此外，由于光控制设备包括折射率匹配层，因此可以降低基板与空气、基板与电极或取向膜与液晶层之间的折射率差，从而提高了透射率。

光控制设备可应用于透明显示装置。例如，在透明显示面板的像素显示图像的显示模式下，如果光控制设备实现遮蔽入射在透明显示面板的后表面上的光的遮光模式，则透明显示面板所显示的图像的质量就会提高。此外，在透明显示面板的像素不显示图像的非显示模式下，如果光控制设备实现透明模式，则透明显示装置实现为透明的，从而用户可以通过透明显示装置看到透明显示装置的后方背景。

对于所属领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的前提下，可以对本发明作出多种修改和变形。因此，本发明意在覆盖落在权利要求书的范围及其等同范围内的对本发明的所有修改和变形。

Claims (10)

1.一种光控制设备，包括：

在第一基板上的第一电极；

在该第一电极上的第一取向膜；

在与该第一基板相对的第二基板上的第二电极；

在该第二电极上的第二取向膜；以及

位于该第一取向膜和该第二取向膜之间的宾主液晶层，所述宾主液晶层包括胆甾型液晶和二色性染料，

其中，该第一电极和该第二电极用以提供垂直电场，

该第一电极和该第二电极中的至少一个用以提供水平电场，

在第一方向的电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶具有垂直态，以实现透射入射光的透明模式，

在第二方向的电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶具有焦锥态，以实现遮蔽入射光的遮光模式，

在没有电场施加于该宾主液晶层时，所述胆甾型液晶和所述二色性染料保持状态不变。

2.根据权利要求1所述的光控制设备，其中该第一方向为垂直方向，且该第二方向为水平方向。

3.根据权利要求1所述的光控制设备，其中该第一方向为水平方向，且该第二方向为垂直方向。

4.根据权利要求1所述的光控制设备，其中所述胆甾型液晶和所述二色性染料在该透明模式下以垂直方向进行排列。

5.根据权利要求1所述的光控制设备，其中所述胆甾型液晶和所述二色性染料在该遮光模式下随机排列。

6.根据权利要求1所述的光控制设备，其中所述胆甾型液晶反射红外波长范围或紫外波长范围的光。

7.根据权利要求1所述的光控制设备，其中该第一电极包括用于提供水平电场的多个分割式电极。

8.根据权利要求7所述的光控制设备，其中在所述胆甾型液晶是正型液晶时，所述胆甾型液晶利用水平电场从垂直态转换为焦锥态，并利用垂直电场从焦锥态转换为垂直态。

9.根据权利要求7所述的光控制设备，其中在所述胆甾型液晶是负型液晶时，所述胆甾型液晶利用垂直电场从垂直态转换为焦锥态，并利用水平电场从焦锥态转换为垂直态。

10.根据权利要求1所述的光控制设备，其中该第二电极包括用于提供水平电场的多个分割式电极。