CN104155802B - 显示模块及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
一种显示模块及其驱动方法，包含一第一电极层、一第二电极层、一光源及一液晶层。第一电极层具有一第一表面。第二电极层具有一第二表面。第二电极层位于第一电极层上。第二表面面向第一表面。第一表面与第二表面之间距非等距，令第一表面与第二表面间可形成一非均匀电场。光源叠设于第一表面。光源具有一出光面。出光面面向第二表面。至少部分液晶层介于出光面与第二表面之间。液晶层具有多个液晶分子。第一表面与第二表面间的非均匀电场用以驱使至少部分这些液晶分子具有相异的偏转角度。
Description
技术领域
本发明关于一种显示模块，特别是一种具非均匀电场的显示模块及其驱动方法。
背景技术
随着1990年代白光发光二极管(LED)及白光有机发光二极管(OLED)问世之后，具备省电、环保无汞、体积小、可应用在低温环境、光源具方向性、造成光害少与色域丰富等多项优点的发光二极管，已广泛应用于照明及显示领域。
目前发光二极管在照明时，实际上会有部分光线并无法如期从发光二极管反射或折射出而屯积在半导体材料或封装材料内部。然而，屯积于半导体材料或封装材料内部的光线会导致发光二极管内部的温度升高，进而造成发光二极管的发光效率降低。因此，目前LED的制造业者相当着重于研究提高LED发光效率的方法。
发明内容
本发明在于提供一种显示模块及其驱动方法，借以将屯积于封装材料或半导体材料内部的光线反射或折射出而进一步提升显示模块的发光效率。
为达到上述目的，本发明提供一种显示模块，包含：一第一电极层，具有一第一表面；一第二电极层，具有一第二表面，该第二电极层位于该第一电极层上，该第二表面面向该第一表面，该第一表面与该第二表面之间距非等距，令该第一表面与该第二表面间可形成一非均匀电场；一光源，叠设于该第一表面，该光源具有一出光面，面向该第二表面；以及一液晶层，至少部分该液晶层介于该出光面与该第二表面之间，该液晶层具有多个液晶分子，该第一表面与该第二表面间的该非均匀电场用以驱使至少部分该些液晶分子具有相异的偏转角度。
上述的显示模块，其中该第一表面由相连的一平面段及二斜面段构成，该二斜面段分别位于该平面段的相对两侧，且该二斜面段分别与该平面段保持一钝角，该平面段平行于该第二表面，且该二斜面段与该第二表面间的间距非等距。
上述的显示模块，其中该光源叠设于该第一表面的该平面段。
上述的显示模块，其中每一该斜面段具有相对的一第一侧及一第二侧，该斜面段的该第一侧连接于该平面段，且该斜面段的该第一侧与该第二表面的间距大于该斜面段的该第二侧与该第二表面的间距。
上述的显示模块，其中每一该斜面段具有相对的一第一侧及一第二侧，该斜面段的该第一侧连接于该平面段，且该斜面段的该第一侧与该第二表面的间距小于该斜面段的该第二侧与该第二表面的间距。
上述的显示模块，其中该第一表面为反射面。
上述的显示模块，还包含一驱动电路层、至少一凸出结构及一导电线，该驱动电路层具有彼此独立的一第一电性接点及一第二电性接点，该凸出结构叠设于该驱动电路层，该第一电极层叠设于该驱动电路层及该凸出结构，并电性连接于该第一电性接点，该光源叠设于该第一电极层，并位于该凸出结构旁，该光源具有一第三电性接点及一第四电性接点，该第三电性接点透过该第一电极层电性连接于该第一电性接点，且该第四电性接点透过该导电线电性连接于该第二电性接点。
上述的显示模块，还包含一绝缘层，介于该第一电极层与该导电线之间，以及该第一电极层与该第二电性接点之间，以令该第一电极层与该导电线及该第二电性接点绝缘。
上述的显示模块，其中该凸出结构围绕该光源。
上述的显示模块，其中该至少一凸出结构的数量为二，该光源介于该二凸出结构之间。
上述的显示模块，还包含一填充层，该填充层介于该液晶层与该第一电极层之间，并围绕该光源。
上述的显示模块，还包含一第一基板、一第二基板及至少一支撑结构，该驱动电路层叠设于该第一基板，该第二基板叠设于该第二电极层，该至少一支撑结构支撑于该第一基板与该第二基板之间。
上述的显示模块，其中该第二表面由相连的一平面段及二斜面段构成，该二斜面段分别位于该平面段的相对两侧，且该二斜面段分别与该平面段保持一钝角，该平面段平行于该第一表面，且该二斜面段与该第一表面间的间距非等距。
上述的显示模块，其中每一该斜面段具有相对的一第一侧及一第二侧，该斜面段的该第一侧连接于该平面段，且该斜面段的该第一侧与该第一表面的间距大于该斜面段的该第二侧与该第一表面的间距。
上述的显示模块，其中每一该斜面段具有相对的一第一侧及一第二侧，该斜面段的该第一侧连接于该平面段，且该斜面段的该第一侧与该第一表面的间距小于该斜面段的该第二侧与该第一表面的间距。
为达到上述目的，本发明还提供一种显示模块的驱动方法，其步骤包含：提供一显示模块，该显示模块包含一第一电极层、一第二电极层及一液晶层，该第一电极层与该第二电极层间之间距非等距，且该液晶层位于介于该第一电极层与该第二电极层之间，该液晶层具有多个液晶分子；输入一第一交流信号至该第一电极层；以及输入一第二交流信号至该第二电极层，以驱动该第一电极层与该第二电极层间形成一非均匀电场，且该第一交流信号与该第二交流信号间的电压差的绝对值大于该些液晶分子偏转所需的一起始电压值，使该非均匀电场驱动该液晶层内的各该液晶分子至少部分具相异的偏转角度。
上述的显示模块的驱动方法，其中该第一交流信号具有一高电位及一低电位，该第二交流信号具有一峰值电压及一谷值电压，且该峰值电压与该谷值电压的平均电压实质上等于该第一交流信号的该高电位或该低电位。
上述的显示模块的驱动方法，其中于输入该第二交流信号至该第二电极层的步骤后，还包含步骤：提供一光源，该光源设于该第一电极层；以及输入该第一交流信号与一第三交流信号至该光源，且该第一交流信号与该第三交流信号间的电压差的绝对值大于1.6伏特。
根据上述本发明所揭露的显示模块及其驱动方法，第一电极层与第二电极层之间距非等间距，使得第一电极层的第一表面与第二电极层的第二表面间形成非均匀电场，并透过非均匀电场来驱使液晶层的各液晶分子具有相异的偏转角度而令液晶层具有球状或柱状的凸透镜或凹透镜的光学效果。如此一来，光源所发出的光线即能够透过第一表面的反射或液晶层的折射(聚光或发散)而射出显示模块，进而提升显示模块的发光效率。
以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例所述的显示模块的剖面示意图；
图2至图12为图1的显示模块的制造步骤图；
图13为图1的显示模块的驱动信号示意图；
图14为图1的显示模块受信号驱动的剖面示意图；
图15为根据本发明第二实施例所述的第二基板、凸出结构及遮光结构的剖面示意图；
图16为由图15的第二基板、凸出结构及遮光结构制作而成的显示模块的光学示意图；
图17为根据本发明第三实施例所述的显示模块的剖面示意图；
图18为根据本发明第四实施例所述的第一表面与第二表面的平面示意图；
图19为根据本发明第五实施例所述的第一表面与第二表面的平面示意图；
图20为根据本发明第六实施例所述的第一表面与第二表面的平面示意图。其中，附图标记：
10 显示模块 11 第一子像素单元
12 第二子像素单元 14 柱状凸透镜
20 第一画面 22 第二画面
30 右眼 32 左眼
100 第一基板 200 驱动电路层
210 第一电性接点 220 第二电性接点
300 凸出结构 302 容置空间
310 遮光结构 400 第一电极层
410 第一表面 411 平面段
412 斜面段 412a 第一侧
412b 第二侧 500 绝缘层
600 光源 610 出光面
620 第三电性接点 630 第四电性接点
700 填充层 750 导电线
800 液晶层 810 液晶分子
900 第二基板 1000 支撑结构
1100 第二电极层 1110 第二表面
1111 平面段 1112 斜面段
1112a 第一侧 1112b 第二侧
具体实施方式
请参阅图1。图1为根据本发明第一实施例所述的显示模块的剖面示意图。
本实施例的显示模块10包含一第一基板100、一驱动电路层200、一凸出结构300、一第一电极层400、一绝缘层500、一光源600、一填充层700、一导电线750、一液晶层800、一第二基板900、二支撑结构1000及一第二电极层1100。而本实施例的显示模块10的制造方法如下。
请另参阅图2至图12。图2至图12为图1的显示模块的制造步骤图。
如图2所示，提供第一基板100及驱动电路层200。第一基板100例如为一玻璃基板、陶瓷基板或铜箔基板。驱动电路层200叠设于第一基板100，且驱动电路层200具有一第一电性接点210与第二电性接点220。第一电性接点210与第二电性接点220彼此电性绝缘。
如图3A与图3B所示，凸出结构300叠设于驱动电路层200，且凸出结构300的截面例如为“梯形”。在本实施例中，凸出结构300延伸而成方形框体并围绕出至少一个容置空间302(如图3B所示)，但并不以此为限，在其他实施例中，凸出结构300也可以延伸而成圆形框体或椭圆形框体。此外，在本实施例中，第二电性接点220位于凸出结构300顶缘，但第二电性接点220的位置并非用以限制本发明。
如图4所示，形成一第一电极层400于驱动电路层200与凸出结构300上。第一电极层400具有一第一表面410。第一表面410背向第一基板100，并具光反射效果。第一电极层400叠设于驱动电路层200与凸出结构300上而令第一表面410区分成保持一钝角的一平面段411及一斜面段412。详细来说，斜面段412具有相对的一第一侧412a及一第二侧412b。斜面段412的第一侧412a连接于平面段411，斜面段412的第二侧412b位于凸出结构300。换言之，斜面段412将平面段411围绕于内。此外，第一电极层400电性连接于驱动电路层200的第一电性接点210。
如图5所示，将绝缘层500覆盖于第一表面410的斜面段412及凸出结构300，并露出位于凸出结构300上的第二电性接点220。
如图6所示，将光源600叠设于第一表面410的平面段411。光源600具有一出光面610、一第三电性接点620及一第四电性接点630。出光面610背向第一基板100。第三电性接点620透过第一电极层400电性连接于第一电性接点210。此外，本实施例的光源600置中地位于平面段411，但光源600与平面段411的位置关系并非用以限制本发明。
如图7所示，形成一填充层700于第一电极上，并围绕光源600，以封装光源600。此外，填充层700内亦可添加光激发材料。
如图8所示，形成一导电线750电性连接于第二电性接点220与第四电性接点630。
如图9所示，形成一第二电极层1100于第二基板900。第二基板900例如为一玻璃基板。第二电极层1100的材料例如为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氧化物(AZO)或氧化锌(ZnO)等透明导电材料。
如图10所示，形成二支撑结构1000于第二基板900，且第二电极层1100介于二支撑结构1000之间。二支撑结构1000例如为感光型柱状间隙物(Photospacers)。
值得注意的是，上述先形成第二电极层1100再形成二支撑结构1000，但并不以此为限，在其他实施例中，也可以先形成二支撑结构1000，再形成第二电极层1100。
如图11所示，将第二基板900设于第一基板100上方，且二支撑结构1000支撑于第一基板100与第二基板900之间。此外，第二电极层1100具有一第二表面1110。本实施例的第二表面1110为平面，并面向第一表面410。值得注意的是，第一表面410与第二表面1110之间距非等距。详细来说，斜面段412的第一侧412a与第二表面1110的间距大于斜面段412的第二侧412b与第二表面1110的间距。
如图12所示，填充液晶层800于第二表面1110与出光面610之间。液晶层800具有多个液晶分子810。
接着，描述上述显示模块10的驱动方法。
请参阅图12至图14。图13为图1的显示模块的驱动信号示意图。图14为图1的显示模块受信号驱动的剖面示意图。
分别输入一第一交流信号与一第二交流信号至第一电极层400与第二电极层1100，以驱动第一电极层400与第二电极层1100间形成一非均匀电场。非均匀电场指电场内的等电位线的疏密度不相等，使非均匀电场驱动液晶层800内的各液晶分子810至少部分具相异的偏转角度。其中，第一交流信号与第二交流信号间的电压差的绝对值大于这些液晶分子810偏转所需的一起始电压值(例如大于5伏特)。
更进一步来说，第一交流信号具有一高电位及一低电位。第二交流信号具有一峰值电压及一谷值电压。峰值电压与谷值电压的平均电压实质上等于第一交流信号的高电位或低电位，以令各液晶分子810的偏转角度能够维持于定值。
输入一第三交流信号至第四电性接点630，且第一交流信号与第三交流信号间的电压差的绝对值大于一光源600启动电压(例如大于1.6伏特)。
举例来说，假设本实施例的第一交流信号的高电位为1.9伏特(V)，低电位例如为0伏特(V)。第二交流信号的峰值电压为10伏特(V)，峰谷电压为-6.2伏特(V)。第三交流信号维持0伏特(V)。当第一交流信号位于高电位时，由于第一交流信号与第三交流信号的电压差的绝对值大于1.6伏特，故可驱动光源600开启。此外，由于第二交流信号的峰值电压(10伏特)及谷值电压(-6.2伏特)与第一交流信号的高电位间的电压差的绝对值皆大于液晶分子810偏转所需的起始电压值，故能够驱使至少部分这些液晶分子810具有相异的偏转角度而令液晶层800具有球状的凸透镜或凹透镜的光学效果。如此一来，光源600所发出的光线即能够透过第一表面410的反射或液晶层800的折射(聚光或发散)而射出显示模块10，进而提升显示模块10的发光效率。
值得注意的是，本实施例的第一交流信号的高电位选择为1.9伏特为了同时可驱动发出红光、蓝光及绿光的光源600开启，但第一交流信号的高电位的电压值大小并非用以限制本发明。
此外，由于第二交流信号的峰值电压(10伏特)及峰谷电压(-6.2伏特)分别与第一交流信号的高电位(1.9伏特)保持等压差，故在光源600发光时，能够确保各液晶分子810的偏转角度皆能维持于定值，而让液晶层800维持固定的光学曲率。
请参阅图15及图16。图15为根据本发明第二实施例所述的第二基板、凸出结构及遮光结构的剖面示意图。图16为由图15的第二基板、凸出结构及遮光结构制作而成的显示模块的光学示意图。本实施例与上述图3B的实施例相似，故仅针对相异处进行说明。
本实施例与上述图3B的差异处在于，本实施例的凸出结构300的数量至少为二，且二凸出结构300彼此平行并保持一间距。本实施例的显示模块10更包含多个遮光结构310，每一遮光结构310的相对两端分别连接于二凸出结构300，且各遮光结构310彼此平行并保持一间距，以令二凸出结构300与各遮光结构310共同围绕出多个容置空间302。此外，遮光结构310的截面与凸出结构300的截面相异，遮光结构310的截面例如为正方形或长方形，使得由上述结构制作而成的显示模块10的液晶层800具有柱状的凸透镜或凹透镜的光学效果。
更进一步来说，如图16所示，当本实施例的显示模块10依据上述驱动方法驱动时，显示模块10形成多个第一子像素单元11、多个第二子像素单元12及对应这些子像素单元的一柱状凸透镜14。这些第一子像素单元11与这些第二子像素单元12分别会产生一第一画面20及一第二画面22。透过柱状凸透镜14可将各第一画面20导引至观赏者的右眼30，以及将各第二画面22导引至观赏者的左眼32，以令观赏者产生3D立体视觉效果。
上述液晶层800设于非均匀电场内的结构搭配光源600可作为显示模块10，但并不以此为限，在其他实施例中，液晶层800设于非均匀电场内的结构也可不搭配光源600而作为平面视觉效果与立体视觉效果的切换装置。
请参阅图17。图17为根据本发明第三实施例所述的显示模块的剖面示意图。
上述的支撑结构1000为感光型柱状间隙物(Photo spacers)。但并不以此为限，在本实施例中，支撑结构1000也可以为感光型球状间隙物(ball spacers)。并且，球状的支撑结构1000可用乱数分布的方式形成于第二基板900上。
请参阅图18至图20。图18为根据本发明第四实施例所述的第一表面与第二表面的平面示意图。图19为根据本发明第五实施例所述的第一表面与第二表面的平面示意图。图20为根据本发明第六实施例所述的第一表面与第二表面的平面示意图。
上述图1的实施例的第二表面1110为平面。第一表面410由平面段411与斜面段412构成，且斜面段412的第一侧412a与第二表面1110的间距大于斜面段412的第二侧412b与第二表面1110的间距，但并不以此为限，如图18所示，在图18的实施例中，第二表面1110为平面，且第一表面410由平面段411与斜面段412构成，但斜面段412的第一侧412a与第二表面1110的间距小于斜面段412的第二侧412b与第二表面1110的间距。
如图19所示，本实施例的第一表面410改为平面，而第二表面1110由平面改为凹面。详细来说，第二表面1110改由平面段1111及斜面段1112构成。并且，斜面段1112的第一侧1112a与第一表面410的间距大于斜面段1112的第二侧1112b与第一表面410的间距。
如图20所示，本实施例的第一表面410改为平面，而第二表面1110由平面改为凸面。详细来说，第二表面1110改由平面段1111及斜面段1112构成。并且，斜面段1112的第一侧1112a与第一表面410的间距小于斜面段1112的第二侧1112b与第一表面410的间距。
根据上述本发明所揭露的显示模块及其驱动方法，第一电极层与第二电极层之间距非等间距，使得第一电极层的第一表面与第二电极层的第二表面间形成非均匀电场，并透过非均匀电场来驱使液晶层的各液晶分子具有相异的偏转角度而令液晶层具有球状或柱状的凸透镜或凹透镜的光学效果。如此一来，光源所发出的光线即能够透过第一表面的反射或液晶层的折射(聚光或发散)而射出显示模块，进而提升显示模块的发光效率。
此外，第二交流信号的峰值电压及峰谷电压分别与第一交流信号的高电位或低电位保持等压差，故在光源发光时，能够确保各液晶分子的偏转角度皆能维持于定值，而让液晶层维持固定的光学曲率。
虽然本发明的实施例揭露如上所述，然并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，举凡依本发明申请范围所述的形状、构造、特征及数量当可做些许的变更，因此本发明的专利保护范围权利要求书为准。
Claims (13)
1.一种显示模块，其特征在于，包含：
一第一电极层，具有一第一表面；
一第二电极层，具有一第二表面，该第二电极层位于该第一电极层上，该第二表面面向该第一表面，该第一表面与该第二表面之间距非等距，令该第一表面与该第二表面间可形成一非均匀电场；
一光源，叠设于该第一表面，该光源具有一出光面，面向该第二表面；以及
一液晶层，至少部分该液晶层介于该出光面与该第二表面之间，该液晶层具有多个液晶分子，该第一表面与该第二表面间的该非均匀电场用以驱使至少部分该些液晶分子具有相异的偏转角度；
其中该第一表面由相连的一平面段及二斜面段构成，该二斜面段分别位于该平面段的相对两侧，且该二斜面段分别与该平面段保持一钝角，该平面段平行于该第二表面，且该二斜面段与该第二表面间的间距非等距；
其中该光源叠设于该第一表面的该平面段。
2.如权利要求1所述的显示模块，其特征在于，其中每一该斜面段具有相对的一第一侧及一第二侧，该斜面段的该第一侧连接于该平面段，且该斜面段的该第一侧与该第二表面的间距大于该斜面段的该第二侧与该第二表面的间距。
3.如权利要求1所述的显示模块，其特征在于，其中每一该斜面段具有相对的一第一侧及一第二侧，该斜面段的该第一侧连接于该平面段，且该斜面段的该第一侧与该第二表面的间距小于该斜面段的该第二侧与该第二表面的间距。
4.如权利要求1所述的显示模块，其特征在于，其中该第一表面为反射面。
5.如权利要求1所述的显示模块，其特征在于，其中该第二表面由相连的一平面段及二斜面段构成，该二斜面段分别位于该平面段的相对两侧，且该二斜面段分别与该平面段保持一钝角，该平面段平行于该第一表面，且该二斜面段与该第一表面间的间距非等距。
6.如权利要求5所述的显示模块，其特征在于，其中每一该斜面段具有相对的一第一侧及一第二侧，该斜面段的该第一侧连接于该平面段，且该斜面段的该第一侧与该第一表面的间距大于该斜面段的该第二侧与该第一表面的间距。
7.如权利要求5所述的显示模块，其特征在于，其中每一该斜面段具有相对的一第一侧及一第二侧，该斜面段的该第一侧连接于该平面段，且该斜面段的该第一侧与该第一表面的间距小于该斜面段的该第二侧与该第一表面的间距。
8.如权利要求1所述的显示模块，其特征在于，包含
一驱动电路层、至少一凸出结构及一导电线，该驱动电路层具有彼此独立的一第一电性接点及一第二电性接点，该凸出结构叠设于该驱动电路层，该第一电极层叠设于该驱动电路层及该凸出结构，并电性连接于该第一电性接点，该光源叠设于该第一电极层，并位于该凸出结构旁，该光源具有一第三电性接点及一第四电性接点，该第三电性接点透过该第一电极层电性连接于该第一电性接点，且该第四电性接点透过该导电线电性连接于该第二电性接点。
9.如权利要求8所述的显示模块，其特征在于，还包含一绝缘层，介于该第一电极层与该导电线之间，以及该第一电极层与该第二电性接点之间，以令该第一电极层与该导电线及该第二电性接点绝缘。
10.如权利要求8所述的显示模块，其特征在于，其中该凸出结构围绕该光源。
11.如权利要求8所述的显示模块，其特征在于，其中该至少一凸出结构的数量为二，该光源介于该二凸出结构之间。
12.如权利要求8所述的显示模块，其特征在于，还包含一填充层，该填充层介于该液晶层与该第一电极层之间，并围绕该光源。
13.如权利要求8所述的显示模块，其特征在于，还包含一第一基板、一第二基板及至少一支撑结构，该驱动电路层叠设于该第一基板，该第二基板叠设于该第二电极层，该至少一支撑结构支撑于该第一基板与该第二基板之间。
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