CN103543551A - 透明显示装置 - Google Patents

Abstract

一种透明显示装置，包含彩色滤光片基板、驱动基板及高分子分散型液晶层。彩色滤光片基板包含基材、遮光结构及多个彩色滤光图案。遮光结构设置于基材上，以定义基材的多个次像素区及一次像素空白区。多个彩色滤光图案分别覆盖基材的次像素区，但次像素空白区未被彩色滤光图案覆盖。驱动基板对应于彩色滤光片基板。高分子分散型液晶层夹设于彩色滤光片基板及驱动基板之间。

Description

透明显示装置

技术领域

本发明是有关于一种透明显示装置，特别是一种包含彩色滤光片基板、驱动基板及高分子分散型液晶层的透明显示装置。

背景技术

 一般而言，液晶显示装置大致上可区分为穿透式液晶显示装置、反射式液晶显示装置与半穿透半反射式液晶显示装置。随着显示装置的应用领域日趋广泛，透明显示装置已逐渐被开发。由于观看者除了可看到透明显示装置显示的影像之外，还可看到透明显示装置另一侧的背景信息，因此在视觉上不会产生厚重感。此类透明显示装置可用于车辆的挡风玻璃或展示橱窗。

透明显示装置通常包含液晶显示面板、偏光板及背光模组。但偏光板会造成透明显示装置的穿透度大幅下降。另一方面，液晶显示面板包含彩色滤光片基板、驱动基板及液晶层，其中彩色滤光片基板中的彩色滤光片具有一定的厚度，会明显吸收光线，导致出光量的损耗，进而降低透明显示装置的穿透度。有鉴于此，如何提升透明显示装置的穿透性成为一重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透明显示装置，包含彩色滤光片基板、驱动基板及高分子分散型液晶层。在彩色滤光片基板上设有多个次像素空白区。藉由控制对应次像素空白区的高分子分散型液晶层的状态可提升穿透度及亮度或增强白画面。

本发明的一态样提供一种透明显示装置，包含彩色滤光片基板、驱动基板及高分子分散型液晶层。彩色滤光片基板包含基材、遮光结构及多个彩色滤光图案。遮光结构设置于基材上，以定义基材的多个次像素区及一次像素空白区。多个彩色滤光图案分别覆盖基材的次像素区，但次像素空白区未被彩色滤光图案覆盖。驱动基板对应彩色滤光片基板。高分子分散型液晶层夹设于彩色滤光片基板及驱动基板之间。

根据本发明的一实施方式，彩色滤光图案及对应次像素空白区的高分子分散型液晶层构成一像素。

根据本发明的一实施方式，彩色滤光片基板还包含一共用电极覆盖彩色滤光图案及次像素空白区。

根据本发明的一实施方式，驱动基板包含多个次像素电极，次像素电极分别对应彩色滤光片基板的次像素区及次像素空白区。 

根据本发明的一实施方式，高分子分散型液晶层夹设于共享电极及次像素电极之间。 

根据本发明的一实施方式，彩色滤光图案分别为红色滤光图案、绿色滤光图案及蓝色滤光图案。 

根据本发明的一实施方式，对应次像素空白区的高分子分散型液晶层的厚度大于对应彩色滤光图案的高分子分散型液晶层的厚度。

根据本发明的一实施方式，次像素空白区的面积大致与各个次像素区的面积相同。 

根据本发明的一实施方式，彩色滤光片基板不包含配向结构层。 

根据本发明的一实施方式，透明显示装置不包含偏光板。

本发明的优势在于，藉由控制对应次像素空白区的高分子分散型液晶层的状态可提升穿透度及亮度或增强白画面，故此透明显示装置可表现出高穿透度、高亮度及高对比度，而使色彩表现更为完整。

附图说明

图1是显示依照本发明的一实施方式的透明显示装置的剖面示意图；

    图2是显示依照本发明的一实施方式的彩色滤光片基板的上视示意图；

    图3A、图3B与图3C是显示依照本发明的一实施方式的透明显示装置分别在不施加电压、施加电压于全部及部分高分子分散型液晶层情况下的剖面示意图。

【主要组件符号说明】

1：透明显示装置

10：彩色滤光片基板

110：基材

120：遮光结构

120a：次像素区

120b：次像素空白区

130：彩色滤光图案

140：共享电极

20：驱动基板

210：薄膜晶体管阵列基板

220：次像素电极

30：高分子分散型液晶层

402：环境光线

t1、t2：厚度。

具体实施方式

图1是显示依照本发明的一实施方式的透明显示装置1的剖面示意图。透明显示装置1包含彩色滤光片基板10、驱动基板20及高分子分散型液晶层30。

彩色滤光片基板10包含基材110、遮光结构120及多个彩色滤光图案130。基材110可例如为玻璃基材、石英基材或具可挠性的塑胶基材。图2是显示依照本发明的一实施方式的彩色滤光片基板10的上视示意图。如图1、图2所示，遮光结构120设置于基材110上，以定义基材110的多个次像素区120a及一次像素空白区120b。遮光结构120的材料可为金属铬材料或黑色树脂。例如可先在基材110上形成一层遮光材料，再藉由光学微影蚀刻制程形成遮光结构120，以定义出次像素区120a及次像素空白区120b。

彩色滤光图案130分别覆盖基材110的次像素区120a。彩色滤光图案130可利用光学微影或印刷制程来形成。举例来说，可分别将三种不同颜色的彩色光阻，藉由光学微影或印刷制程形成三种彩色滤光图案130。在一实施例中，三个彩色滤光图案130分别为红色滤光图案、绿色滤光图案及蓝色滤光图案。虽然本实施方式是以三个彩色滤光图案130为例，但不用以局限本发明，彩色滤光图案130的数量亦可大于三个。

值得注意的是，次像素空白区120b未被彩色滤光图案130所覆盖。因此，如图1所示，对应次像素空白区120b的高分子分散型液晶层30的厚度t1大于对应彩色滤光图案130的高分子分散型液晶层30的厚度t2。「对应次像素空白区120b的高分子分散型液晶层30」是指次像素空白区120b对于高分子分散型液晶层30的垂直投影(沿厚度方向)的部分。「对应彩色滤光图案130的高分子分散型液晶层30」是指彩色滤光图案130对于高分子分散型液晶层30的垂直投影(沿厚度方向)的部分。对应次像素空白区120b的高分子分散型液晶层30可视为一空白次像素。彩色滤光图案130及对应次像素空白区120b的高分子分散型液晶层30可构成一像素。换言之，次像素区120a及次像素空白区120b构成一像素区。当对应次像素空白区120b的高分子分散型液晶层30呈穿透态时，可提升穿透度及出光量，进而提升亮度；当对应次像素空白区120b的高分子分散型液晶层30呈雾态(或称散射态)时，可用以补强白画面。其原因将于下述图3A、图3B、图3C的段落中详细叙述。在此不限次像素区120a及次像素空白区120b的形状、面积及排列方式。举例而言，次像素区120a及次像素空白区120b的面积比例可依据对于穿透度及亮度的需求来作决定。因此，图2仅为其中一个实施例的例示图式，并非用以限定本发明。在本实施方式中，次像素空白区120b的面积大致上与各个次像素区120a的面积相同。

在本实施方式中，彩色滤光片基板10更包含一共用电极140覆盖彩色滤光图案130及次像素空白区120b，如图1所示。共享电极140的材料可为透明导电材料，如氧化铟锡(ITO)、氧化铝锌(AZO)、氧化铝锡(ATO)、氧化镓锌(GZO)及氧化铟钛(ITiO)。例如可利用物理气相或化学气相沈积法来制作共享电极140。

驱动基板20对应彩色滤光片基板10。「驱动基板20对应彩色滤光片基板10」是指驱动基板20对于高分子分散型液晶层30的垂直投影与彩色滤光片基板10对于高分子分散型液晶层30的垂直投影重叠。在一实施方式中，驱动基板20平行于彩色滤光片基板10。驱动基板20可例如为薄膜晶体管阵列基板210，其可包含基材(未绘示)、多个薄膜晶体管(未绘示)、多条扫描线(未绘示)及多条数据线(未绘示)设置于基材上。扫描线及数据线可相互垂直交错，以定义出驱动基板20的多个次像素区(未绘示)。驱动基板20的次像素区分别成对对应彩色滤光片基板10的次像素区120a及次像素空白区120b。为了独立驱动对应各个次像素区120a及次像素空白区120b的高分子分散型液晶层30，在一实施方式中，驱动基板20包含多个次像素电极220，其可分别设置于薄膜晶体管阵列基板210的次像素区上。次像素电极220分别对应彩色滤光片基板10的次像素区120a及次像素空白区120b。「次像素电极220分别对应彩色滤光片基板10的次像素区120a及次像素空白区120b」是指各个次像素电极220对于彩色滤光片基板10的垂直投影与次像素区120a或次像素空白区120b重叠。因此，对应各个次像素区120a及次像素空白区120b的高分子分散型液晶层30可被次像素电极220独立控制。次像素电极220的材料可参考上述共享电极140的具体实施方式。例如可先形成一透明导电材料覆盖上述薄膜晶体管，再透过光学微影蚀刻制程形成次像素电极220。

高分子分散型液晶层30夹设于彩色滤光片基板10及驱动基板20之间。也就是说，高分子分散型液晶层30夹设于共享电极140及次像素电极220之间。高分子分散型液晶层30可利用向列型液晶(Nematic liquid crystals)、光可聚合材料及光起始剂来制备。光可聚合材料可例如为不饱和硫醇酯类的单体或寡聚物、含丙烯酸基的单体或寡聚物或含环氧基的单体或寡聚物，但不限于此。具体而言，可将向列型液晶、光可聚合材料及光起始剂预先混合，再进行紫外光照射处理，以形成多个液晶胞液滴。在施加电压的情况下，液晶胞液滴内的液晶呈规则排列，而使光线能够穿透高分子分散型液晶层30；在不施加电压的情况下，液晶胞液滴内的液晶呈不规则排列，而使光线无法穿透高分子分散型液晶层30。由于透明显示装置1是使用高分子分散型液晶层30，而非一般的液晶层，故不需设置任何偏光板，且彩色滤光片基板10不需包含任何配向结构层。因为透明显示装置1不包含偏光板，故其可表现出相当高的穿透度。亦因为彩色滤光片基板10不包含任何配向结构层，故可节省制造彩色滤光片基板10的制程及材料成本。

图3A、图3B与图3C是显示依照本发明的一实施方式的透明显示装置1分别在不施加电压、施加电压于全部或部分高分子分散型液晶层情况下的剖面示意图。如图3A所示，在不施加电压的情况下，整个高分子分散型液晶层30呈现雾态，环境光线402无法穿透高分子分散型液晶层30，故不会形成影像。

如图3B所示，在施加电压于整个高分子分散型液晶层30的情况下，整个高分子分散型液晶层30呈现穿透态，使环境光线402能够穿透高分子分散型液晶层30，进而通过彩色滤光层130及次像素空白区120b，而可显示影像，亦可使观看者看到背景信息。虽然彩色滤光图案130会吸收光线，导致出光量的损耗，但由于次像素空白区120b上并未设置彩色滤光图案130，故其可帮助提升整个像素的穿透度及出光量，进而提高影像亮度。

如图3C所示，在施加电压于对应次像素区120a的高分子分散型液晶层30的情况下，环境光线402能够通过彩色滤光层130，而可显示影像。但对应次像素空白区120b的高分子分散型液晶层30未被施加电压而呈现雾态。雾态的高分子散射液晶层30呈雾白色，具有类似于白色次像素的功效，因此可用于增强白画面的表现。如此一来，可提高透明显示装置1的对比度，也让色彩的表现更为完整。

总而言之，本发明的透明显示装置可藉由控制对应次像素空白区的高分子分散型液晶层的状态来提升穿透度及亮度或增强白画面，故此透明显示装置可表现出高穿透度、高亮度及高对比度。此外，应当了解的是，本发明的透明显示装置亦可加上背光模组(未绘示)，使其在弱环境光(例如夜晚或暗室)的情况下，仍可清楚显示影像。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视前述的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种透明显示装置，包含：

一彩色滤光片基板，包含：

              一基材；

              一遮光结构，设置于该基材上，以定义该基材的复数个次像素区及一次像素空白区；以及

复数个彩色滤光图案，分别覆盖该基材的该些次像素区，但该次像素空白区未被该些彩色滤光图案覆盖；

一驱动基板，对应该彩色滤光片基板；以及

一高分子分散型液晶层，夹设于该彩色滤光片基板及该驱动基板之间。

2.如权利要求1所述的透明显示装置，其特征在于，该些彩色滤光图案及对应该次像素空白区的该高分子分散型液晶层构成一像素。

3.如权利要求1所述的透明显示装置，其特征在于，该彩色滤光片基板更包含一共用电极覆盖该些彩色滤光图案及该次像素空白区。

4.如权利要求3所述的透明显示装置，其特征在于，该驱动基板包含复数个次像素电极，该些次像素电极分别对应该彩色滤光片基板的该些次像素区及该次像素空白区。

5.如权利要求4所述的透明显示装置，其特征在于，该高分子分散型液晶层夹设于该共享电极及该些次像素电极之间。

6.如权利要求1所述的透明显示装置，其特征在于，该些彩色滤光图案分别为一红色滤光图案、一绿色滤光图案及一蓝色滤光图案。

7.如权利要求1所述的透明显示装置，其特征在于，对应该次像素空白区的该高分子分散型液晶层的厚度大于对应该些彩色滤光图案的该高分子分散型液晶层的厚度。

8.如权利要求1所述的透明显示装置，其特征在于，该次像素空白区的面积大致与各该次像素区的面积相同。

9.如权利要求1所述的透明显示装置，其特征在于，该彩色滤光片基板不包含配向结构层。

10.如权利要求1所述的透明显示装置，其特征在于，该透明显示装置不包含偏光板。

Images