CN102436109B - 反射式显示装置 - Google Patents

Abstract

一种反射式显示装置，具有多个像素单元，每一像素单元包括第一基板；反射层位于第一基板上；颜料层位于反射层上，且颜料层具有第一颜色图案以及第二颜色图案；第一电极层位于颜料层上；第二基板具有第一表面以及第二表面，第一表面面向第一基板；第二电极层位于第二基板的第一表面上；吸光显示介质层位于第一电极层与第二电极层之间；溶液层位于第一基板与第二基板之间；第三基板设置于与第二基板的第二表面相对；第三电极层位于第二基板的第二表面；第四电极层位于第三基板上；及反射式显示介质位于第三电极层以及第四电极层之间，其中反射式显示介质反射第三颜色光线。本发明采用两种颜料与吸光显示介质搭配单色光的反射式显示介质实现全彩化。

Description

反射式显示装置

技术领域

本发明涉及一种反射式显示装置，且特别涉及一种彩色反射式显示装置。 

背景技术

彩色化电子书的开发，一直是各界努力的重点，但目前彩色化电子书常有反射率不足的问题。而在反射式显示面板中，有两个受大家所注目的技术，其一为电致变色显示技术，另一为胆固醇液晶显示技术。但上述两种显示技术都有其在彩色化上必须克服的问题。 

在电致变色显示面板中，由于完美的材料尚未问世，因此必须在着色态时的色彩纯度及在去色态的穿透度作取舍，所以一直无法有理想的彩色化方案，而较难以进行彩色化电子书的应用。 

在胆固醇液晶显示面板中，由于胆固醇液晶只能反射单一旋性的光(例如是左旋光或右旋光)，故其反射率有物理上的极限。另外，胆固醇液晶显示面板为了彩色化，必须以多个红、绿、蓝次像素区来呈现。然，因其反射率会再一次下降，而使其有彩色化表现不佳且对比不高的问题。 

发明内容

本发明的目的在于，改善反射式显示面板全彩化的颜色表现与对比度。 

本发明的一实施例提出一种反射式显示装置，其具有多个像素单元，每一像素单元包括第一基板、反射层、颜料层、第一电极层、第二基板、第二电极层、吸光显示介质层、溶液层、第三基板、第三电极层、第四电极层以及反射式显示介质。反射层位于第一基板上。颜料层位于反射层上，且颜料层具有第一颜色图案以及第二颜色图案。第一电极层位于颜料层上。第二基板具有相对的第一表面以及第二表面，且第一表面面向第一基板。第二电极层位于第二基板的第一表面上。吸光显示介质层位于第一电极层与第二电极层之间。溶液层位于第一基板与第二基板之间。第三基板设置于与第二基板的第二表面相对。 第三电极层位于第二基板的第二表面。第四电极层位于第三基板上。反射式显示介质位于第三电极层以及第四电极层之间，其中反射式显示介质反射第三颜色光线。 

本发明的另一实施例还提出一种反射式显示装置，其具有多个像素单元，每一像素单元包括反射基板、颜料层、第一电极层、第二基板、第二电极层、吸光显示介质层、溶液层、第三基板、第三电极层、第四电极层以及反射式显示介质。颜料层位于反射基板上，且颜料层具有第一颜色图案以及第二颜色图案。第一电极层位于颜料层上。第二基板具有相对的第一表面以及第二表面，且第一表面面向反射基板。第二电极层位于第二基板的第一表面上。吸光显示介质层位于第一电极层与第二电极层之间。溶液层位于反射基板与第二基板之间。第三基板设置于与第二基板的第二表面相对。第三电极层位于第二基板的第二表面。第四电极层位于第三基板上。反射式显示介质位于第三电极层以及第四电极层之间，其中反射式显示介质反射第三颜色光线。 

本发明的功效在于，本发明的实施例所提供的反射式显示装置是采用两种颜料与吸光显示介质搭配单色光的反射式显示介质来达到全彩化的目的，并具有较佳的全彩化表现以及对比度。 

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。 

附图说明

图1是根据本发明一实施例的反射式显示装置的剖面示意图； 

图2至图6是图1的反射式显示装置的操作示意图。 

其中，附图标记 

100：像素单元 

100a、100b：单元区域 

102：第一基板 

104：反射层 

106：颜料层 

106a,106b：颜色图案 

108：平坦层 

110：第一电极层 

110a，110b：电极图案 

112：溶液层 

114：吸光显示介质层 

114a，114b：吸光显示介质图案 

116：第二电极层 

116a，116b：电极图案 

118：第二基板 

118a，118b：表面 

120：第三电极层 

122：反射式显示介质 

124：第四电极层 

126：第三基板 

WL：外界光线 

RL：红色光线 

BL：蓝色光线 

GL：绿色光线 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述： 

图1是根据本发明一实施例的反射式显示装置的剖面示意图。为了清楚的说明本实施例，图1中仅绘示出反射式显示装置中的其中一个像素单元。一般来说，显示装置是由多个阵列排列的像素单元所构成，故本领域技术人员可以由图1的像素单元的说明而了解本实施例的反射式显示装置的结构。 

请参照图1，本实施例的反射式显示装置包括多个像素单元100，且每一像素单元可包括第一基板102、反射层104、颜料层106、第一电极层110、第二基板118、第二电极层116、吸光显示介质层114、溶液层112、第三基板126、第三电极层120、第四电极层124以及反射式显示介质122。根据本实施例，每一像素单元100具有第一单元区域100a以及第二单元区域100b。 

第一基板102主要是作为承载组件以及膜层之用。第一基板102可以是硬 质基板或是软性基板。此外，第一基板102可以是透明基板或是反射基板(使用反射基板可不需反射层)，其材质可为玻璃、硅、金属、高分子聚合物或是其它合适的材料。 

反射层104位于第一基板102上。在本实施例中，反射层104可以是全面性的覆盖在第一基板102的表面上。反射层104的材质可为金属或是具有反射性质的金属氧化物(例如是二氧化钛)。 

颜料层106是位于反射层104上，且颜料层106具有第一颜色图案106a以及第二颜色图案106b。在本实施例中，第一颜色图案106a以及第二颜色图案106b分别位于第一单元区域100a以及第二单元区域100b内。颜料层106可例如是纳米颜料，其可以使得穿过颜料层106的光线呈现出相应的色光。另外，第一颜色图案106a以及第二颜色图案106b可以选自红色颜料、绿色颜料以及蓝色颜料的任两种的组合。例如是，第一颜色图案106a以及第二颜色图案106b可以是红色颜料-绿色颜料的组合、红色颜料-蓝色颜料的组合或是蓝色颜料-绿色颜料的组合。 

在本实施例中，在颜料层106上可进一步设置一层平坦层108。平坦层108的材质可以是有机绝缘材料或是无机绝缘材料，且平坦层108为透明的绝缘材料。 

第一电极层110位于颜料层106上。在本实施例中，第一电极层110为图案化电极层，其具有电极图案110a以及电极图案110b，电极图案110a是设置在单元区域100a内，且电极图案110b是设置在单元区域100b内。此外，第一电极层110是透明电极层，其材质可为金属氧化物，例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或是其它合适的材料。 

第二基板118是设置在第一基板102的相对侧。第二基板118具有相对的第一表面118a以及第二表面118b，且第一表面118a面向第一基板102。类似地，第二基板118主要是作为承载组件以及膜层之用。第二基板118可以是硬质基板或是软性基板。此外，第二基板118是透明基板，其材质可为玻璃、高分子聚合物或是其它透明材料。 

第二电极层116位于第二基板118的第一表面118a上。在本实施例中，第二电极层116为图案化电极层，其具有电极图案116a以及电极图案116b，电极图案116a是设置在单元区域100a内，且电极图案116b是设置在单元区域100b内。此外，第二电极层116为透明电极层，其材质可为金属氧化物，例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或是其它合适的材料。

吸光显示介质层114位于第一电极层110与第二电极层116之间。换言之，第一电极层110与第二电极层116是用来控制吸光显示介质层114。在本实施例中，吸光显示介质层114具有吸光显示介质图案114a以及吸光显示介质图案114b，吸光显示介质图案114a是设置在单元区域100a内，且吸光显示介质图案114b是设置在单元区域100b内。此外，吸光显示介质层114可包括电致变色材料、电湿润显示介质或者是电驱动可显示透明或具有颜色的显示介质，较佳的是吸光显示介质层114可包括电致变色材料。在此，上述的吸光显示介质层114可为黑色-透明电致变色材料、蓝色-透明电致变色材料、绿色-透明电致变色材料或是红色-透明电致变色材料、黑色-透明电湿润显示介质、蓝色-透明电湿润显示介质、绿色-透明电湿润显示介质或红色-透明电湿润显示介质。换言之，通过第一电极层110与第二电极层116的电压的操作可以使得电致变色材料或电湿润显示介质在黑色与透明两者之间转变，或是在蓝色与透明两者之间转变，或是在绿色与透明两者之间转变，或是在红色与透明两者之间转变。 

溶液层112是位于第一基板102与第二基板118之间。在本实施例中，吸光显示介质114为电致变色材料，溶液层112包括溶剂以及溶于溶剂中的金属盐类。在本实施例中，吸光显示介质114为电湿润显示介质，溶液层112可为极性液体，例如为水、极性溶剂、溶于水或极性溶剂中的金属盐类。 

第三基板126设置于与第二基板118的第二表面118b的相对。类似地，第三基板126主要是作为承载组件以及膜层之用。第三基板126可以是硬质基板或是软性基板。此外，第三基板126是透明基板，其材质可为玻璃、高分子聚合物或是其它透明材料。 

第三电极层120是位于第二基板118的第二表面118b。根据本实施例，第三电极层120可设置在单元区域100a与单元区域100b中，也就是第三电极层120在单元区域100a与单元区域100b之间可不需图案化。此外，第三电极层120为透明电极层，其材质可为金属氧化物，例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或是其它合适的材料。 

第四电极层124是位于第三基板126上。根据本实施例，第四电极层124是设置在单元区域100a与单元区域100b中，也就是第四电极层124在单元区域100a与单元区域100b之间并无图案化。此外，第四电极层124为透明电极层，其材质可为金属氧化物，例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或是其它合适的材料。 

反射式显示介质122是位于第三电极层120以及第四电极层124之间。第三电极层120以及第四电极层124是用来控制反射式显示介质122的排列，以使其呈现反射光线状态或是不反射光线状态。另外，上述的反射式显示介质122为可反射红色光线的显示介质、可反射绿色光线的显示介质或是可反射蓝色光线的显示介质。另外，在本实施例中，反射式显示介质122是位于第一单元区域100a以及第二单元区域100b内。根据本实施例，上述的反射式显示介质122可包括胆固醇液晶材料，其可以是可反射红色光线的胆固醇液晶材料、可反射绿色光线的胆固醇液晶材料或是可反射蓝色光线的胆固醇液晶材料。 

值得一提的是，上述反射式显示介质122需与颜料层106的第一颜色图案106a以及第二颜色图案106b作搭配。换言之，反射式显示介质122所反射的色光以及第一颜色图案106a与第二颜色图案106b的颜色是红、绿、蓝三种颜色的组合。 

举例来说，倘若颜料层106的第一颜色图案106a与第二颜色图案106b分别为红色颜料以及蓝色颜料，则反射式显示介质122是反射绿色光的显示介质。倘若颜料层106的第一颜色图案106a与第二颜色图案106b分别为红色颜料以及绿色颜料，则反射式显示介质122是反射蓝色光的显示介质。倘若颜料层106的第一颜色图案106a与第二颜色图案106b分别为绿色颜料以及蓝色颜料，则反射式显示介质122是反射红色光的显示介质。 

此外，值得一提的是，在上述说明中提到吸光显示介质层114可为黑色-透明电致变色材料或电湿润显示介质、蓝色-透明电致变色材料或电湿润显示介质、绿色-透明电致变色材料或电湿润显示介质、或者是红色-透明电致变色材料或电湿润显示介质。倘若电致变色材料114为黑色-透明电致变色材料或电湿润显示介质，那么所述反射式显示介质122可以是反射红色光线的显示介质、可反射绿色光线的显示介质或是可反射蓝色光线的显示介质。 

然而，倘若吸光显示介质层114为蓝色-透明电致变色材料或电湿润显示 介质、绿色-透明电致变色材料或电湿润显示介质、或是红色-透明电致变色材料或电湿润显示介质，那么反射式显示介质122需与吸光显示介质层114作搭配。也就是，吸光显示介质层(例如是电致变色材料或电湿润显示介质)114的颜色需与反射式显示介质122所反射的色光相同。举例来说，倘若吸光显示介质层(电致变色材料或电湿润显示介质)114为蓝色-透明材料，则反射式显示介质122为反射蓝色光线的显示介质。倘若吸光显示介质层(电致变色材料或电湿润显示介质)114为绿色-透明材料，则反射式显示介质122为反射绿色光线的显示介质。倘若吸光显示介质层(电致变色材料或电湿润显示介质)114为红色-透明材料，则反射式显示介质122为反射红色光线的显示介质。 

图2至图6是图1的反射式显示装置的操作示意图。为了清楚说明本发明的反射式显示装置的操作，在以下实施例的反射式显示装置中，吸光显示介质层114可为黑色-透明电致变色材料，颜料层106的第一颜色图案106a与第二颜色图案106b分别为红色颜料以及蓝色颜料，且反射式显示介质122为可反射绿色光线的显示介质。 

请参照图2，当要使反射式显示装置的像素单元100显示出白色时，对第一电极层110与第二电极层116施予电压，以使吸光显示介质层(例如是电致变色材料)114呈现透明状态。另外，对第三电极层120与第四电极层124施予电压，以使反射式显示介质122的排列能够反射出绿色光线。此时，当外界光线WL进入反射式显示装置的像素单元100内时，一部分的光线WL可穿透反射式显示介质122以及透明的吸光显示介质层114，之后进入红色颜料106a与蓝色颜料106b并被反射层104反射出，以形成红色光线RL以及蓝色光线BL。另外，另一部分的光线WL会被反射式显示介质122反射出以形成绿色光线GL。换言之，外界光线WL进入反射式显示面板的像素单元100之后，会有红色光线RL、蓝色光线BL以及绿色光线GL被反射出。由于红色光线RL、蓝色光线BL以及绿色光线GL可混合成白光，因此此时像素单元100是显示出白色。 

请参照图3，当要使反射式显示装置的像素单元100显示出黑色时，对第一电极层110与第二电极层116施予电压，以使吸光显示介质层(例如是电致变色材料)114呈现黑色状态。另外，对第三电极层120与第四电极层124施予电压，以使反射式显示介质122的排列为不反射光线。此时，当外界光线WL 进入反射式显示装置的像素单元100内时，光线WL可穿透反射式显示介质122，之后光线WL于进入黑色吸光显示介质层114之后会完全被黑色吸光显示介质层114吸收。换言之，外界光线WL进入反射式显示装置的像素单元100之后不会有光线被反射出。因此此时像素单元100是显示出黑色。 

请参照图4，当要使反射式显示装置的像素单元100显示出红色时，分别对第一电极层110的电极图案110a、110b与第二电极层116的电极图案116a，116b施予电压，以使单元区域110a内的吸光显示介质层(例如是电致变色材料)114a呈现透明状态，使单元区域110b内的吸光显示介质层(例如是电致变色材料)114b呈现黑色状态。另外，对第三电极层120与第四电极层124施予电压，以使反射式显示介质122的排列为不反射光线。此时，当外界光线WL进入反射式显示装置的像素单元100内时，光线WL可穿透反射式显示介质122。之后，一部分的光线WL穿透透明吸光显示介质114a，然后进入红色颜料106a并被反射层104反射出，以形成红色光线RL；另一部分的光线WL进入黑色的吸光显示介质114b的后会完全被黑色的吸光显示介质114b吸收。换言之，外界光线WL进入反射式显示装置的像素单元100后，仅有红色光线RL会被反射出，故此时像素单元100是显示出红色。 

请参照图5，当要使反射式显示装置的像素单元100显示出绿色时，对第一电极层110与第二电极层116施予电压，以使吸光显示介质层(例如是电致变色材料)114呈现黑色状态。另外，对第三电极层120与第四电极层124施予电压，以使反射式显示介质122的排列能够反射出绿色光线。此时，当外界光线WL进入反射式显示装置的像素单元100内时，一部分的光线WL可穿透反射式显示介质122并进入黑色的吸光显示介质层114而被黑色的吸光显示介质层114吸收；另一部分的光线WL会被反射式显示介质122反射出以形成绿色光线GL。换言之，外界光线WL进入反射式显示装置的像素单元100后，仅有绿色光线GL会被反射出，故此时像素单元100是显示出绿色。 

请参照图6，当要使反射式显示装置的像素单元100显示出蓝色时，分别对第一电极层110的电极图案110a、110b与第二电极层116的电极图案116a，116b施予电压，以使单元区域110a内的吸光显示介质层(例如是电致变色材料)114a呈现黑色状态，使单元区域110b内的吸光显示介质层(例如是电致变色材料)114b呈现透明状态。另外，对第三电极层120与第四电极层124施予电压， 以使反射式显示介质122的排列能够不反射光线。此时，当外界光线WL进入反射式显示装置的像素单元100内时，光线WL可穿透反射式显示介质122。之后，一部分的光线WL进入黑色吸光显示介质114a之后会完全被黑色吸光显示介质114a吸收；另一部分的光线WL穿透透明吸光显示介质114b，然后进入蓝色颜料106a并被反射层104反射出，以形成蓝色光线BL。换言之，外界光线WL进入反射式显示装置的像素单元100后，仅有蓝色光线BL会被反射出，故此时像素单元100是显示出蓝色。 

承上所述，通过上述图2至图6的操作，即可以使得反射式显示装置的像素单元100呈现白、黑、红、绿、蓝色，因而可以达到全彩化的目的。本实施例的反射式显示装置是采用两种颜料与吸光显示介质搭配单色光的反射式显示介质来达到全彩化的目的。此种反射式显示装置相较于现有电致变色显示面板或是胆固醇液晶显示面板具有较佳的全彩化表现以及对比度。 

另外，在上述图2至图6的操作说明之中，是以吸光显示介质114为黑色-透明电致变色材料，颜料层106的第一颜色图案106a与第二颜色图案106b分别为红色颜料以及蓝色颜料，且反射式显示介质122为反射绿色光线的显示介质为例来说明。然，本发明不以此为限。本领域的技术人员根据上述的说明应当可以理解，可将颜料层106的第一颜色图案106a与第二颜色图案106b的颜色以及反射式显示介质122反射的色光作其它种组合以达到全彩化的目的。 

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (19)

1.一种反射式显示装置，其具有多个像素单元，其特征在于，每一像素单元包括：

一第一基板；

一反射层，位于该第一基板上；

一颜料层，位于该反射层上，该颜料层具有一第一颜色图案以及一第二颜色图案；

一第一电极层，位于该颜料层上；

一第二基板，其具有相对的一第一表面以及一第二表面，且该第一表面面向该第一基板；

一第二电极层，位于该第二基板的该第一表面上；

一吸光显示介质层，位于该第一电极层与该第二电极层之间；

一溶液层，位于该第一基板与该第二基板之间；

一第三基板，设置于与该第二基板的该第二表面相对；

一第三电极层，位于该第二基板的该第二表面；

一第四电极层，位于该第三基板上；以及

一反射式显示介质，位于该第三电极层以及该第四电极层之间，其中该反射式显示介质反射一第三颜色光线。

2.根据权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于，该颜料层的该第一颜色图案与该第二颜色图案分别为红色颜料以及蓝色颜料，且该反射式显示介质反射绿色光。

3.根据权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于，该颜料层的该第一颜色图案与该第二颜色图案分别为红色颜料以及绿色颜料，且该反射式显示介质反射蓝色光。

4.根据权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于，该颜料层的该第一颜色图案与该第二颜色图案分别为绿色颜料以及蓝色颜料，且该反射式显示介质反射红色光。

5.根据权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于，该反射式显示介质包括一胆固醇液晶材料。

6.根据权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于，该吸光显示介质层包括一电致变色材料、一电湿润显示介质或者是一电驱动可显示透明或具颜色的显示介质。

7.根据权利要求6所述的反射式显示装置，其特征在于，该电致变色材料包括黑色-透明电致变色材料，且该反射式显示介质反射红色光、绿色光或是蓝色光。

8.根据权利要求6所述的反射式显示装置，其特征在于，该电致变色材料包括蓝色-透明电致变色材料，且该反射式显示介质反射蓝色光。

9.根据权利要求6所述的反射式显示装置，其特征在于，该电致变色材料包括绿色-透明电致变色材料，且该反射式显示介质反射绿色光。

10.根据权利要求6所述的反射式显示装置，其特征在于，该电致变色材料包括红色-透明电致变色材料，且该反射式显示介质反射红色光。

11.根据权利要求6所述的反射式显示装置，其特征在于，该电湿润显示材料包括黑色-透明电湿润显示材料，且该反射式显示介质反射红色光、绿色光或是蓝色光。

12.根据权利要求6所述的反射式显示装置，其特征在于，该电湿润显示材料包括蓝色-透明电湿润显示材料，且该反射式显示介质反射蓝色光。

13.根据权利要求6所述的反射式显示装置，其特征在于，该电湿润显示材料包括绿色-透明电湿润显示材料，且该反射式显示介质反射绿色光。

14.根据权利要求6所述的反射式显示装置，其特征在于，该电湿润显示材料包括红色-透明电湿润显示材料，且该反射式显示介质反射红色光。

15.根据权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于，每一像素单元具有一第一单元区域以及一第二单元区域，且该第一颜色图案以及该第二颜色图案分别位于该第一单元区域以及该第二单元区域内。

16.根据权利要求15所述的反射式显示装置，其特征在于，该反射式显示介质位于该第一单元区域以及该第二单元区域内。

17.根据权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于，该第一电极层以及第二电极层分别为一图案化电极层。

18.根据权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于，该第一电极层、第二电极层、第三电极层以及第四电极层分别为一透明电极层。

19.一种反射式显示装置，其具有多个像素单元，其特征在于，每一像素单元包括：

一反射基板；

一颜料层，位于该反射基板上，该颜料层具有一第一颜色图案以及一第二颜色图案；

一第一电极层，位于该颜料层上；

一第二基板，其具有相对的一第一表面以及一第二表面，且该第一表面面向该反射基板；

一第二电极层，位于该第二基板的该第一表面上；

一吸光显示介质层，位于该第一电极层与该第二电极层之间；

一溶液层，位于该反射基板与该第二基板之间；

一第三基板，设置于与该第二基板的该第二表面相对；

一第三电极层，位于该第二基板的该第二表面；

一第四电极层，位于该第三基板上；以及

一反射式显示介质，位于该第三电极层以及该第四电极层之间，其中该反射式显示介质反射一第三颜色光线。

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