CN100474041C - 复合型显示器 - Google Patents

Abstract

一种复合型显示器，其包括透明基板以及多个阵列排列于透明基板上的像素。每一个像素包括自发光显示单元以及穿透式光阀。其中，穿透式光阀适于利用从透明基板的一侧入射的环境光，并调制环境光的穿透率。本发明另提供一种具有双面显示能力的复合型显示器。上述的复合型显示器能够在任何照明环境下使用，且具有省电与轻薄的优点。

Description

复合型显示器

技术领域

本发明涉及一种复合型显示器(hybrid display)，且特别涉及一种能够在任何照明环境下使用的复合型显示器。

背景技术

对于多媒体社会的快速进步，多半受惠于半导体元件或人机显示装置的飞跃性进步。就显示器而言，阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)因具有优异的显示质量与其经济性，一直独占近年来的显示器市场。然而，对于个人在桌上操作多数终端机/显示器装置的环境，或是以环保的观点切入，若以节省能源的潮流加以预测，阴极射线管因空间利用以及能源消耗上仍存在很多问题，而对于轻、薄、短、小以及低消耗功率的需求无法有效提供解决之道。因此，具有高显示质量、空间利用效率佳、低消耗功率、低辐射等优越特性的液晶显示器(LCD)已逐渐成为市场的主流。

一般液晶显示器可分为穿透式、反射式，以及半反射半穿透式(transflective)三大类，其分类的依据在于光源的利用以及阵列基板(array)的差异。其中，穿透式液晶显示器主要以背光源(backlight unit)作为光源，其阵列基板上的像素电极为透明电极，以利背光源穿透；反射式液晶显示器主要以前光源(front light)或是外界光源作为光源，其阵列基板上的像素电极为金属或其他具有良好反射特性材质的反射电极，适于将前光源或是外界光源反射；而半反射半穿透式液晶显示器可同时利用背光源以及外界光源进行显示，其上的像素可区分为穿透区域与反射区域，穿透区域上具有穿透电极以利背光源穿透，而反射区域上具有适于将外界光源反射的反射电极。

承上述，穿透式液晶显示器大多是在室内环境下使用，若将穿透式液晶显示器移至室外环境使用，由于环境的光源强烈，使用者会感觉穿透式液晶显示器所显示的图像不易辨识。反之，在室外环境下，使用者可轻易辨识反射式液晶显示器所显示的图像，且由于无需使用到背光源，故反射式液晶显示器具有低耗电的特性。由上述可知，穿透式液晶显示器与反射式液晶显示器并无法同时适用在任何的照明环境下。因此，同时适用于室内环境与室外环境的半穿透半反射式液晶显示器已被提出。但是，半穿透半反射式液晶显示器仍然需使用到背光源，因此，半穿透半反射式液晶显示器在耗电方面仍有改善的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合型显示器，其能在任何照明环境下使用。

本发明的另一目的是提供一种复合型显示器，其不但能在任何照明环境下使用，且具有双面显示的能力。

为达上述或是其他目的，本发明提出一种能够在任何照明环境下使用的复合型显示器。此复合型显示器包括透明基板以及多个阵列排列于透明基板上的像素。每一个像素包括自发光显示单元(self-emissive display unit)以及穿透式光阀(transmissive light valve)。其中，穿透式光阀利用从透明基板的一侧入射的环境光，并调制环境光的穿透率，其中，自发光显示单元以及穿透式光阀并列设置于透明基板的一表面上。在本发明的一实施例中，上述的透明基板的该表面为背向环境光的第一表面。在本发明的一实施例中，上述的自发光显示单元为顶部发光型电致发光显示单元(topemission electro-luminescence display unit)。

在本发明的一实施例中，上述的复合型显示器可进一步包括设置于透明基板的第二表面上的反射片，其中反射片的位置对应于自发光显示单元。

在本发明的一实施例中，上述的复合型显示器可进一步包括设置于透明基板的第二表面上的光学膜片，其中光学膜片的位置可仅于对应于穿透式光阀。

在本发明的一实施例中，上述的光学膜片包括扩散片(diffusionplate)、棱镜片(prism sheet)以及偏光片(polarizer)至少其中的一种。

在本发明的一实施例中，上述的复合型显示器可进一步包括设置于自发光显示单元上的相位延迟片(retarder)以及偏光片至少其中的一种。

在本发明的一实施例中，上述的复合型显示器可进一步包括设置于自发光显示单元以及穿透式光阀上的相位延迟片以及偏光片至少其中的一种。

在本发明的一实施例中，上述的透明基板的该表面为面向环境光的的第二表面。

在本发明的一实施例中，上述的自发光显示单元为底部发光型电致发光显示单元(bottom emission electro-luminescence displayunit)。

在本发明的一实施例中，上述的复合型显示器可进一步包括设置于自发光显示单元上的反射片。

在本发明的一实施例中，上述的复合型显示器可进一步包括设置于穿透式光阀上的光学膜片。

在本发明的一实施例中，上述的光学膜片包括扩散片、棱镜片以及偏光片至少其中的一种。

在本发明的一实施例中，上述的复合型显示器可进一步包括设置于透明基板的第一表面上的相位延迟片以及偏光片至少其中的一种，其中相位延迟片及偏光片的位置对应于发光显示单元。

在本发明的一实施例中，上述的复合型显示器可进一步包括设置于透明基板的第一表面上的相位延迟片以及偏光片至少其中的一种，其中相位延迟片及偏光片的位置对应于自发光显示单元以及穿透式光阀上。

在本发明的一实施例中，上述的穿透式光阀例如是液晶显示单元(liquid crystal display unit)、电湿润显示单元(electro-wetting displayunit)或电泳动显示单元(electrophoresis display unit)。

由于本发明的复合型显示器具有能够利用环境光的穿透式光阀，因此本发明的复合型显示器不需使用到背光源，进而使得复合型显示器的制造成本与功率消耗下降，并使整体体积与重量大幅缩减。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1C是依照本发明第一实施例的复合型显示器的剖面示意图。

图2A至图2C以及图2A’至图2C’是依照本发明第二实施例的复合型显示器的剖面示意图。

图3A至图3C是依照本发明第三实施例的复合型显示器的剖面示意图。

图4A至图4C以及图4A’至图4C’是依照本发明第四实施例的复合型显示器的剖面示意图。

图5是依照本发明第五实施例的复合型显示器的剖面示意图。主要元件标记说明

100、200、200’、300、400、400’、500：复合型显示器

110：透明基板

112：第一表面

114：第二表面

120：像素

122：自发光显示单元

124：穿透式光阀

130：相位延迟片及/或与偏光片

150、150’：光学膜片

510：反射基板

512：第一表面

514：第二表面

520：自发光显示单元

530：反射式光阀

L1：环境光

L2：光线

具体实施方式

第一实施例

图1A至图1C是依照本发明第一实施例的复合型显示器的剖面示意图。请参照图1A，本实施例的复合型显示器100包括透明基板110以及多个阵列排列于透明基板110上的像素120。每一个像素120包括自发光显示单元122以及穿透式光阀124。其中，穿透式光阀124适于利用从透明基板110的一侧入射的环境光L1，并调制环境光L1的穿透率。值得注意的是，此处的自发光显示单元122可为电致发光显示单元(如有机电致发光显示单元等)或是其他自发光型态的显示单元，而穿透式光阀124泛指一些需要外界光源且能够允许外界光线穿透的非自发光显示单元(non self-emissive display unit)。在本实施例中，自发光显示单元122例如是顶部发光型电致发光显示单元，而穿透式光阀124例如是液晶显示单元、电湿润显示单元或是电泳动显示单元等。

由图1A可知，透明基板110具有背向环境光L1的第一表面112以及面向环境光L1的第二表面114，且自发光显示单元122以及穿透式光阀124皆位于背向环境光L1的第一表面112上。由于自发光显示单元122为顶部发光型电致发光显示单元，且其所发出的光线L2会往远离透明基板110的方向传递，因此，使用者可于邻近第一表面112的一侧观看到图像。详言之，在顶部发光型电致发光显示单元中，我们可采用反射层或是反射电极，以使得顶部发光型电致发光显示单元所发出的大部分光线能够往远离透明基板110的方向传递。值得注意的是，由于自发光显示单元122中的反射层或是反射电极可反射从透明基板110的第二表面114入射的环境光L1，因此，反射层或是反射电极对于自发光显示单元122所显示的图像的对比度(contrast ratio)有所增加。

承上述，阵列排列于透明基板110上的自发光显示单元122以及穿透式光阀124例如是分别通过不同的扫描线以及数据线来驱动，以使自发光显示单元122以及穿透式光阀124能够在不同环境下分别显示出辨识率较佳的图像。详细而言，当复合型显示器100处于室外环境或是其他照明较为强烈的环境时，穿透式光阀124可充分利用环境光L1作为背光源，以达到显示图像的目的，此时，自发光显示单元122是处于未被驱动的状态。当复合型显示器100处于室内环境或是其他照明较为柔和的环境时，自发光显示单元122可显示出质量良好的图像，此时，由于穿透式光阀124可所能利用的环境光L1便十分有限，故穿透式光阀124是处于未被驱动的状态。

在上述的例子中，自发光显示单元122以及穿透式光阀124不会同时进行显示的动作，但是，本发明并不限定复合型显示器100的驱动方式必须是如此，意即，复合型显示器100中的自发光显示单元122以及穿透式光阀124也可以同时进行显示的动作，以期获得更佳的显示质量。本发明的复合型显示器100可通过感测器检测出其所处的环境状态，并根据检测结果来决定操作模式(仅自发光显示单元122显示、仅穿透式光阀124显示，或自发光显示单元122与穿透式光阀124同时显示)。

接着请参照图1B与图1C，由于自发光显示单元122中的反射层或是反射电极可反射入射至自发光显示单元122的环境光，因此，在环境光源的干扰下，自发光显示单元122中的反射层或是反射电极会使得自发光显示单元122所显示的图像质量变差。为了达到更好的显示质量，本实施例的复合型显示器100可进一步包括偏光片及/或相位延迟片130。在本实施例中，偏光片及/或相位延迟片130可以是仅分布于自发光显示单元122上(如图1B所示)，以强化自发光显示单元122的显示质量，当然，偏光片及/或相位延迟片130也可同时分布于自发光显示单元122与穿透式光阀124上(如图1C所示)。在一较佳实施例中，相位延迟片例如是四分之一波片(quarter waveplate)或是其他具有不同相位延迟量的光学膜。

第二实施例

图2A至图2C以及图2A’至图2C’是依照本发明第二实施例的复合型显示器的剖面示意图。请参照图2A至图2C，本实施例的复合型显示器200与第一实施例的复合型显示器100(图1A至图1C)相似，但主要差异之处在于：图2A至图2C中的复合型显示器200还包括设置于透明基板110的第二表面114上的光学膜片150，其中光学膜片150的位置对应于穿透式光阀124。为了达到更好的显示质量，光学膜片150例如是扩散片、棱镜片(可增强入射环境光的准直度)、偏光片、相位延迟片或是上述膜片的组合。

接着请参照图2A’至图2C’，复合型显示器200’与图2A至图2C中所示的复合型显示器200相似，但主要差异之处在于：复合型显示器200’中的光学膜片150’是同时分布于自发光显示单元122与穿透式光阀124上。在本实施例中，前述的相位延迟片例如是四分之一波片或是其他具有不同相位延迟量的光学膜。

第三实施例

图3A至图3C是依照本发明第三实施例的复合型显示器的剖面示意图。请参照图3A至图3C，本实施例的复合型显示器300与第一实施例的复合型显示器100(图1A至图1C)相似，但主要差异之处在于：自发光显示单元122以及穿透式光阀124位于透明基板110的第二表面114上，且自发光显示单元122为底部发光型电致发光显示单元。

由图3A至图3C可知，由于自发光显示单元122为底部发光型电致发光显示单元，且其所发出的光线L2会穿过透明基板110，因此，使用者可于邻近第一表面112的一侧观看到图像。详言之，在底部发光型电致发光显示单元中，我们可采用反射层或是反射电极，以使得底部发光型电致发光显示单元所发出的大部分光线能够从透明基板110穿透出。

由于自发光显示单元122中的反射层或是反射电极可反射入射至自发光显示单元122的环境光，因此，在环境光源的干扰下反射层或是反射电极对于自发光显示单元122所显示的图像质量变差。为了达到更好的显示质量，本实施例的复合型显示器300中(请参照图3B)，偏光片及/或相位延迟片130是设置于透明基板110的第一表面112上，且偏光片及/或相位延迟片130的位置是对应于自发光显示单元122。在本实施例中，偏光片及/或相位延迟片130仅分布于自发光显示单元122上(如图3B所示)，以强化自发光显示单元122的显示质量，当然，偏光片及/或相位延迟片130也可同时分布于自发光显示单元122与穿透式光阀124上(如图3C所示)。在一较佳实施例中，相位延迟片例如是四分之一波片或是其他具有不同相位延迟量的光学膜。

第四实施例

图4A至图4C以及图4A’至图4C’是依照本发明第四实施例的复合型显示器的剖面示意图。请参照图4A至图4C，本实施例的复合型显示器400与第三实施例的复合型显示器300(图3A至图3C)相似，但主要差异之处在于：图4A至图4C中的复合型显示器400还包括设置于穿透式光阀124上的光学膜片150。为了达到更好的显示质量，光学膜片150例如是扩散片、棱镜片(可增强入射环境光的准直度)、偏光片、相位延迟片或是上述膜片的组合。

接着请参照图4A’至图4C’，复合型显示器400’与图4A至图4C中所示的复合型显示器400相似，但主要差异之处在于：复合型显示器400’中的光学膜片150’是同时分布于自发光显示单元122与穿透式光阀124上。在本实施例中，前述的相位延迟片例如是四分之一波片或是其他具有不同相位延迟量的光学膜。

第五实施例

图5是依照本发明第五实施例的复合型显示器的剖面示意图。请参照图5，本实施例的复合型显示器500包括反射基板510、多个自发光显示单元520以及多个反射式光阀(reflective light valve)530。其中，反射基板510具有第一表面512以及第二表面514。自发光显示单元阵列520排列于反射基板510的第一表面512上，而反射式光阀530则阵列排列于反射基板510的第二表面514上，且反射式光阀530适于利用环境光L1，并调制环境光L1的反射率。在一较佳实施例中，自发光显示单元520为电致发光显示单元，而反射式光阀530例如是液晶显示单元、电湿润显示单元或电泳动显示单元。

在本实施例中，使用者可以依据所处的环境来决定要使用自发光显示单元520或是反射式光阀530来显示。换言之，当复合型显示器500处于室外环境或是其他照明较为强烈的环境时，反射式光阀530可充分利用环境光L1，以达到显示图像的目的，此时，自发光显示单元520是处于未被驱动的状态。当复合型显示器500处于室内环境或是其他照明较为柔和的环境时，自发光显示单元520可显示出质量良好的图像，此时，由于反射式光阀530可所能利用的环境光L1便十分有限，故反射式光阀530是处于未被驱动的状态。

综上所述，本发明的复合型显示器至少具有下列优点：

1.本发明的复合型显示器结合了能够利用环境光的穿透式光阀以及自发光显示单元，因此本发明的复合型显示器可适用于任何照明环境(室外、室内)下。

2.本发明的复合型显示器结合了能够利用环境光的反射式光阀以及自发光显示单元，因此本发明的复合型显示器可适用于任何照明环境(室外、室内)下。

3.本发明的复合型显示器不需使用到背光源，因此，本发明的复合型显示器十分省电。

4.本发明的复合型显示器的制造成本很低，且整体体积与重量也获得大幅度的缩减。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (18)

1.一种复合型显示器，适于在任何照明环境中使用，其特征是该复合型显示器包括：

透明基板；

多个像素，阵列排列于该透明基板上，而每一个像素包括：

自发光显示单元；以及

穿透式光阀，其中该穿透式光阀利用从该透明基板的一侧入射的环境光，并调制该环境光的穿透率；

其中，该自发光显示单元以及该穿透式光阀并列设置于该透明基板的一表面上。

2.根据权利要求1所述的复合型显示器，其特征是该透明基板的该表面为背向该环境光的第一表面。

3.根据权利要求2所述的复合型显示器，其特征是该自发光显示单元为顶部发光型电致发光显示单元。

4.根据权利要求3所述的复合型显示器，其特征是还包括光学膜片，设置于该透明基板面向该环境光的第二表面上，其中该光学膜片的位置对应于该穿透式光阀。

5.根据权利要求3所述的复合型显示器，其特征是还包括光学膜片，设置于该透明基板面向该环境光的第二表面上，其中该光学膜片的位置对应于该穿透式光阀及自发光显示单元。

6.根据权利要求4所述的复合型显示器，其特征是该光学膜片包括扩散片、棱镜片、偏光片或相位延迟片。

7.根据权利要求5所述的复合型显示器，其特征是该光学膜片包括扩散片、棱镜片、偏光片或相位延迟片。

8.根据权利要求3所述的复合型显示器，其特征是还包括相位延迟片或偏光片，设置于该自发光显示单元上。

9.根据权利要求3所述的复合型显示器，其特征是还包括相位延迟片或偏光片，设置于该自发光显示单元以及该穿透式光阀上。

10.根据权利要求1所述的复合型显示器，其特征是该透明基板的该表面为面向该环境光的第二表面。

11.根据权利要求10所述的复合型显示器，其特征是该自发光显示单元为底部发光型电致发光显示单元。

12.根据权利要求10所述的复合型显示器，其特征是还包括光学膜片，设置于该穿透式光阀上。

13.根据权利要求10所述的复合型显示器，其特征是还包括光学膜片，其中该光学膜片的位置对应于该穿透式光阀及自发光显示单元。

14.根据权利要求12所述的复合型显示器，其特征是该光学膜片包括扩散片、棱镜片、偏光片或相位延迟片。

15.根据权利要求13所述的复合型显示器，其特征是该光学膜片包括扩散片、棱镜片、偏光片或相位延迟片。

16.根据权利要求10所述的复合型显示器，其特征是还包括相位延迟片或偏光片，设置于该自发光显示单元上。

17.根据权利要求10所述的复合型显示器，其特征是还包括相位延迟片或偏光片，设置于该自发光显示单元以及该穿透式光阀上。

18.根据权利要求1所述的复合型显示器，其特征是该穿透式光阀包括液晶显示单元、电湿润显示单元或电泳动显示单元。

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