CN102692765A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种显示装置，包括一显示面板以及一可切换式面板。可切换式面板位于显示面前方。可切换式面板包括一第一可挠性基板、一第二可挠性基板、一第一电极层、一第二电极层、多个间隙物以及一光学介质。间隙物设置于第一可挠性基板以及第二可挠性基板之间，其中相邻两个间隙物之间相隔一分隔距离，且分隔距离为20微米至200微米。本发明可切换式面板中的光学介质具有均匀一致的厚度以维持良好的质量，本发明的显示装置利用如此良好的可切换式面板来达成理想的显示效果。
Description
技术领域
本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种可切换不同显示模式(例如立体与平面显示模式)的显示装置。
背景技术
目前的立体显示技术大致可分成观赏者可直接裸眼观赏的裸眼式(auto-stereoscopic)以及需配戴特殊设计眼镜观赏的戴眼镜式(stereoscopic)。无论哪一种显示技术都是利用光线的特性(诸如偏振方向、行进方向等)来控制观赏者左眼与右眼所接收到的影像。根据人眼的视觉特性，当左、右眼分别观视的影像具有不同视差(parallax)时，人脑会观察将二影像重迭解读成一立体影像。
为了使显示装置同时具备平面显示功能以及立体显示功能，一般会在显示画面用的显示面板前方装设一个可切换式面板(switchable panel)，以利用可切换式面板来控制显示光线的特性。基本上，可切换面板包括两基板、两基板之间的液晶层以及控制液晶层的至少一电极层，其利用液晶层的光学特性来控制显示光线的特性。考虑到外型上的轻薄以及低成本的优势，可以使用聚合物作为基板的材料。然而，聚合物材料构成的基板一般为可挠性的，在可切换式面板组装完成后，这类基板很可能因为外在压力与内部压力的不平衡而发生弯曲。弯曲的基板又会使得液晶层的厚度发生改变，也因此可切换式面板能够提供的效果大为打折。
发明内容
本发明提供一种显示装置，其具有的可切换式面板具有轻薄特性且具有良好的质量。
本发明提出一种显示装置，包括一显示面板以及一可切换式面板。显示面板具有一显示面，而可切换式面板位于显示面前方。可切换式面板包括一第一可挠性基板、一第二可挠性基板、一第一电极层、一第二电极层、多个间隙物以及一光学介质。第一可挠性基板与第二可挠性基板相对。第一电极层配置于第一可挠性基板上并位于第一可挠性基板与第二可挠性基板之间。第二电极层配置于第二可挠性基板上并位于第一可挠性基板与第二可挠性基板之间。间隙物设置于第一可挠性基板以及第二可挠性基板之间，其中相邻两个间隙物之间相隔一分隔距离，且分隔距离为20微米至200微米。光学介质配置于第一电极层与第二电极层之间，且光学介质填充于间隙物之间。
在本发明的一实施例中，上述分隔距离不大于150微米。
在本发明的一实施例中，上述可切换式面板包括一主动区，间隙物平行于第一可挠性基板与第二可挠性基板其中一者的截面总面积占主动区的面积比例为0.05％至5％。
在本发明的一实施例中，上述第一可挠性基板与第二可挠性基板的杨氏系数为2GPa至3GPa。
在本发明的一实施例中，上述第一可挠性基板与第二可挠性基板的厚度为20微米至200微米。
在本发明的一实施例中，上述各间隙物的高度为3微米至5微米。
在本发明的一实施例中，上述各间隙物为柱状间隙物。另外，各间隙物平行于第一可挠性基板或是第二可挠性基板的一横截面积为固定的。或是，各间隙物平行于第一可挠性基板或是第二可挠性基板的一横截面积由第一可挠性基板至第二可挠性基板逐渐改变。在一实施例中，各间隙物平行于第一可挠性基板或是第二可挠性基板的截面宽度例如为5微米至25微米。
在本发明的一实施例中，上述各间隙物的一端固定于第一可挠性基板与第二可挠性基板其中一者上而另一端抵靠于第一可挠性基板与第二可挠性基板另一者。
在本发明的一实施例中，上述间隙物的材质包括光刻胶材料。
在本发明的一实施例中，上述第一可挠性基板与第二可挠性基板之间的距离为均一的。
在本发明的一实施例中，上述间隙物用以维持第一可挠性基板与第二可挠性基板之间的距离为均一间隙厚度。
在本发明的一实施例中，上述第一可挠性基板与第二可挠性基板的材质包括聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚乙烯对苯甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚亚酰胺(Polyimide，PI)、聚醚砜(Polyethersulfone，PES)、环烯烃共聚合物(Cyclic Olefin Copolymer，COC)、环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)或其组合。
基于上述，本发明的显示装置设置有可切换式面板以能够进行平面显示以及立体显示两种显示模式。可切换式面板使用了可挠性基板并且在两个可挠性基板之间设置有多个间隙物以支撑两个可挠性基板。这些间隙物的配置位置经合适的设计可以有效地避免可挠性基板因受力不平衡而发生弯折的现象。所以，可切换式面板中的光学介质具有均匀一致的厚度以维持良好的质量，而本发明的显示装置利用如此良好的可切换式面板来达成理想的显示效果。
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绘示为本发明一实施例的显示装置的侧视示意图。
图2绘示为本发明一实施例的可切换式面板的剖面示意图。
图3绘示为本发明一实施例的可切换式面板中间隙物在主动区中的布局方式。
图4A至图4D绘示为多种间隙物的设计。
其中，附图标记：
10：显示装置
100：显示面板
100A：显示面
110：第一基板
120：第二基板
130：显示介质
200：可切换式面板
210：第一可挠性基板
220：第二可挠性基板
230：第一电极层
240：第二电极层
250、252、254、256、258：间隙物
250A：面积
250H：高度
250W：截面宽度
260：光学介质
270：框胶
300：光学胶
A：主动区
d、d1、d2、G：距离
X、Y：方向
具体实施方式
图1绘示为本发明一实施例的显示装置的侧视示意图。请参照图1，显示装置10包括一显示面板100以及一可切换式面板200。显示面板100具有一显示面100A，而可切换式面板200位于显示面100A前方。具体而言，可切换式面板200可以通过一光学胶300黏着于显示面板100的显示面100A前方，不过可切换式面板200与显示面板100也可以选择以其它方式组装在一起，本实施不以此为限。
显示面板100例如包括有第一基板110、第二基板120以及设置于第一机粄110与第二基板120之间的显示介质130。此处所谓的显示面板100是指用以显示画面用的构件，其单独地可以进行画面的显示。举例而言，显示面板100可以是液晶显示面板、有机电致发光显示面板、电浆显示面板、或其它已知可显示画面的面板。
另外，可切换式面板200则是可以切换地具有不同光学特性来控制显示面板100的显示光线，藉以达成平面显示的效果或是立体显示的效果。详言之，可切换式显示面板200可以选择性地具备有两种模式，其一为非立体模式，另一为立体模式。当可切换式面板200处于非立体模式时，可切换式面板200可以让显示面板100的显示光线直接通过而不发生特性上的改变。此时，使用者所看到的影像即为显示面板100所显示的画面。当可切换式面板200处于立体模式时，可切换式面板200可以改变显示面板100的显示光线。此时，使用者所看到的影像将会不同于显示面板100所显示的画面。
举例而言，可切换式面板200处于立体模式时，可切换式面板200可以改变显示面板100的显示光线的射出方向或是仅让特定偏振状态的显示光线通过。如此一来，使用者的左眼与右眼可以接由戴着偏振眼镜或是直接观看而分别接收不同的画面信息，当两眼所接收的画面信息具有视差时使用者便可感受到立体影像。因此，在本实施例中，可切换式面板200提供的作用在于控制显示面板100的显示光线以让显示装置10可选择性地进行立体显示模式或是平面显示模式。
由于显示装置10至少由两个面板(显示面板100与可切换式面板200)所构成，这样的设计势必增加了显示装置10的体积与重量。因此，本实施例的可切换式面板200选则以具备轻薄特性的构件来制作。具体来说，图2绘示为本发明一实施例的可切换式面板的剖面示意图。请参照图2，可切换式面板200包括一第一可挠性基板210、一第二可挠性基板220、一第一电极层230、一第二电极层240、多个间隙物250以及一光学介质260。
第一可挠性基板210与第二可挠性基板220相对。第一电极层230配置于第一可挠性基板210上并位于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220之间。第二电极层240配置于第二可挠性基板220上并位于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220之间。间隙物250设置于第一可挠性基板210以及第二可挠性基板220之间。光学介质260配置于第一电极层210与第二电极层220之间，且光学介质260填充于间隙物250之间。另外，第一可挠性基板210与第二可挠性基板220可以通过一框胶270组立在一起，而光学介质260会被密封于第一可挠性基板210、第二可挠性基板220以及框胶270包围的空间当中。
第一电极层230与第二电极层240用以提供驱动电场来驱动光学介质260以提供对应的光学特性。举例来说，可切换式显示面板200中所采用的光学介质260例如为液晶材料。第一电极层230与第二电极层240提供的驱动电场可以改变光学介质260提供的光轴方向使得光学介质260仅允许特定偏振方向的光线通过或是允许所有的光线通过。或是，第一电极层230与第二电极层240提供的驱动电场可以改变光学介质260的折射率使得光线经过可切换式面板200之后受到偏折而朝向特定的显示方向行进或是使光线完全不受偏折而直接穿过可切换式面板200。
由图2可知，可切换式面板200大致上是将液晶材料等光学介质260密封于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220之间，以通过驱动液晶材料来提供特定的光学性质。具体而言，光学介质260是处在于真空的空间中。另外，第一可挠性基板210与第二可挠性基板220的材质可以包括聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚乙烯对苯甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚亚酰胺(Polyimide，PI)、聚醚砜(Polyethersulfone，PES)、环烯烃共聚合物(CyclicOlefin Copolymer，COC)、环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)、其组合或其它的聚合物材料。
这些材质相较于相关领域中所使用的玻璃基板而言，具备质量轻且厚度薄的特性。因此，可切换式面板200应用于显示装置10时可以有效减轻整体重量及缩减整体体积。在一实施例中，第一可挠性基板210与第二可挠性基板220的厚度为20微米至200微米。相较之下相关领域所使用的玻璃基板一般都大于200微米的设计，本实施例的设计变薄许多。
然而，上述聚合物材料所构成的基板都具备有可挠性，因此本实施例的第一可挠性基板210与第二可挠性基板220的杨氏系数例如为2GPa至3GPa。可切换式面板200在外在压力(诸如大气压力)的作用下很可能处于内外压力不一致的情形。此时，第一可挠性基板210与第二可挠性基板220容易呈现弯曲状态，这将使光学介质260呈现厚度不均匀。
整体而言，显示装置10中，显示面板100的显示影像需通过可切换式面板200的作用才可以具备有立体显示效果，且可切换式面板200位于显示面板100前方。所以，可切换式面板200所提供的光学特性会影响着显示装置10的显示效果。上文中描述的光学介质260厚度不均匀现象将使得显示装置10的显示质量受到不良影响。所以，为了提供理想的光学特性，本实施例需要使第一可挠性基板210与第二可挠性基板220维持在平坦的(实质上不弯曲)状态才可以避免光学介质260的厚度不均匀现象。因此，本实施例提出将间隙物250以特定的布局方式来设置。
具体来说，本实施例的间隙物250设置使得相邻两个间隙物250之间相隔一分隔距离d，且分隔距离d为20微米至200微米，甚至不大于150微米，其中分隔距离d是指相邻两的间隙物250的彼此靠近边缘间的最小距离。在这样的设置密度下，第一可挠性基板210与第二可挠性基板220之间的距离G会维持均一。也就是说，间隙物250系用以维持第一可挠性基板210与第二可挠性基板220之间的距离G实质上为均一间隙厚度。如此一来，光学介质260具有均一的厚度而可以提供理想的光学特性。
另外，要说明的是，使间隙物250分隔适当的分隔距离d也有助于提高可切换式面板200的制作良率。详言之，光学介质260一般为具备一定流动性的材料(如可流动的液晶材料)。在令光学介质260填充于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220之间的制作过程中，间隙物250势必会阻挡光学介质260的流动。一但间隙物250的间隔距离d不足，则光学介质260可能无法充分地填满于间隙物250之间而造成可切换式面板200的不良。因此，本实施例使得分隔距离d为20微米至200微米，甚至不大于150微米可以让光学介质260在间隙物250之间流动又可以有效维持第一可挠性基板210与第二可挠性基板220间的距离G。
一般来说，由图2可知，框胶270所围出的区域即为光学介质260的设置面积。在此区域中都存在有光学介质260而可以提供特定的光学作用，因此框胶270所围出的区域可以称为可切换式面板200的主动区。图3绘示为本发明一实施例的可切换式面板中间隙物在主动区中的布局方式。请参照图3，此处所绘示的主动区A是指图2的可切换式面板200中框胶270所围出的区域，也就是存在有光学介质260而会影响显示装置10的显示效果的区域。
在此，关于主动区A中以数组排列的间隙物250，其Y方向上相邻两个间隙物250之间相隔的分隔距离d1可以不同于X方向上相邻两个间隙物250之间相隔的分隔距离d2。不过，分隔距离d1与分隔距离d2都是设置于20微米至200微米的范围的内，甚至是不大于150微米。值得一提的是，图3虽绘示着间隙物250规律地排列成数组，但在其它实施例中，间隙物250的排列可以呈现不规则的态样。
另外，请参照图2与图3，间隙物250为柱状的结构物，且支撑于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220之间。各间隙物250的高度250H可以为3微米至5微米，不过间隙物250的高度250H可以视所欲达成的光学作用及光学介质260的材质而调整，本发明不以此为限。
一般来说，间隙物250的材质可以是光刻胶材料，其可通过微影制程来形成特定的外型，所以，间隙物250的外型变化不会造成制程的复杂化，可以随各种设计需求而调整。并且，间隙物250可以先制作于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220其中一者上，接着将第一可挠性基板210与第二可挠性基板220通过框胶270组立在一起即可使得柱状的间隙物250支撑于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220之间。换言之，各间隙物250的一端固定于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220其中一者上而另一端可分离地抵靠于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220另一者。
由图2可知，间隙物250自身所占面积无法填充有光学介质260。因此，为了使可切换式面板200提供所需的光学特性，各间隙物250平行于第一可挠性基板210或是第二可挠性基板220的截面宽度250W可以为5微米至25微米。另外，由图3的上视图来看，间隙物250平行于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220其中一者的截面250A总面积占主动区A的面积比例可以为0.05％至5％。以这样的方式布局这些间隙物250可以让图2所绘示的第一可挠性基板210与第二可挠性基板220之间的距离G维持于固定的间隙厚度。另外，这样的布局方式也使得光学介质260填充于第一可挠性基板210与第二可挠性基板220之间的过程中维持适当的流动性以避免光学介质260填充不完全。
各间隙物250在图2中绘示为截面宽度250W均匀一致的结构物，且在图3的上视图绘示为具有圆形截面250A的结构物。但是，本实施例不以此为限。举例而言，图4A至图4D绘示为多种间隙物的设计。在一实施例中，如图4A所示，间隙物252平行于第一可挠性基板或是第二可挠性基板的一横截面积由第一可挠性基板至第二可挠性基板逐渐改变。也就是说，间隙物252具有岛状的外型。由图4B可知，间隙物254平行于第一可挠性基板或是第二可挠性基板的一横截面积可以为矩形。另外，根据图4C，在矩形横截面积的设计下，间隙物256可以选择性地具有渐变的宽度。再者，由图4D可知，间隙物258的横截面积可以为不规则状，例如葫芦状或其它形状。整体而言，图2的切换式面板200中，各个间隙物250可以具有上述图4A至图4D所绘示的任何一种外型，且多个间隙物250的外型可以不同或是相同。
综上所述，本发明利用间隙物的分布来维持两个可挠性基板之间的距离同时让两基板之间的光学介质在间隙物之间的流动不受过大的局限。所以，可切换式面板可以具备有轻、薄的特性，且可切换式面板的光学介质可以具有均匀一致的厚度。即使可挠性基板承受到的不同的内外压力，可切换式面板的光学介质提供的光学特性部会受到影响。如此一来，包括有可切换式面板的显示装置除了具有平面及立体两种显示功能外更可以具有理想的显示效果。
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权利要求的保护范围。
Claims (15)
1.一种显示装置，其特征在于，包括：
一显示面板，具有一显示面；以及
一可切换式面板，位于该显示面前方，其中该可切换式面板包括：
一第一可挠性基板；
一第二可挠性基板，与该第一可挠性基板相对；
一第一电极层，配置于该第一可挠性基板上并位于该第一可挠性基板与该第二可挠性基板之间；
一第二电极层，配置于该第二可挠性基板上并位于该第一可挠性基板与该第二可挠性基板之间；
多个间隙物，设置于该第一可挠性基板以及该第二可挠性基板之间，相邻两个间隙物之间相隔一分隔距离，该分隔距离为20微米至200微米；以及
一光学介质，配置于该第一电极层与该第二电极层之间，且填充于该些间隙物之间。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该分隔距离不大于150微米。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该可切换式面板包括一主动区，该些间隙物平行于该第一可挠性基板与该第二可挠性基板其中一者的截面总面积占该主动区的面积比例为0.05％至5％。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一可挠性基板与该第二可挠性基板的杨氏系数为2GPa至3GPa。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一可挠性基板与该第二可挠性基板的厚度为20微米至200微米。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，各该间隙物的高度为3微米至5微米。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，各该间隙物为柱状间隙物。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，各该间隙物平行于该第一可挠性基板或是该第二可挠性基板的一横截面积为固定的。
9.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，各该间隙物平行于该第一可挠性基板或是该第二可挠性基板的一横截面积由该第一可挠性基板至该第二可挠性基板逐渐改变。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，各该间隙物平行于该第一可挠性基板或是该第二可挠性基板的截面宽度为5微米至25微米。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，各该间隙物的一端固定于该第一可挠性基板与该第二可挠性基板其中一者上而另一端抵靠于该第一可挠性基板与该第二可挠性基板另一者。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该些间隙物的材质包括光刻胶材料。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一可挠性基板与该第二可挠性基板之间的距离为均一的。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该些间隙物用以维持该第一可挠性基板与该第二可挠性基板之间的距离为均一间隙厚度。
15.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一可挠性基板与该第二可挠性基板的材质包括聚碳酸酯、聚乙烯对苯甲酸酯、聚亚酰胺、聚醚砜、环烯烃共聚合物、环烯烃聚合物或其组合。
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