CN104238225A - 反射式显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种反射式显示装置，包括驱动阵列基板、电泳显示薄膜、反射式光学膜以及光源模块。电泳显示薄膜配置于驱动阵列基板上且包括多个显示介质。反射式光学膜配置于电泳显示薄膜上。光源模块配置于反射式光学膜旁。反射式光学膜反射光源模块所产生的光线至电泳显示薄膜。光源模块包括多个第一颜色光源、多个第二颜色光源以及多个第三颜色光源。第一颜色光源、第二颜色光源以及第三颜色光源是依序切换。当光源模块开启时，反射式显示装置处于彩色显示模式，而当光源模块关闭时，反射式显示装置处于黑白显示模式。本发明还提供一种反射式显示装置的驱动方法。

Description

反射式显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明是有关于一种显示装置及其驱动方法，且特别是有关于一种反射式显示装置及其驱动方法。
背景技术
随着光电与半导体技术的演进，所以带动了平面显示器的蓬勃发展，而在诸多平面显示器中，液晶显示器(liquid crystal display，LCD)因具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等优越特性，随即成为市场的主流。而众所皆知的是，液晶显示器包括有液晶显示面板(LCD panel)与背光模块(backligtt module)，其中由于液晶显示面板本身并不具备自发光的特性，因此必须将背光模块配置在液晶显示面板下方，以提供液晶显示面板所需的面光源。如此一来，液晶显示器才得以显示影像画面给使用者观看。
传统液晶显示器的背光模块提供给液晶显示面板所需的面光源的设计原理一般为提供一个白光，接着再通过液晶显示面板内各像素(pixel)位置上的彩色滤光片(color filter)后，即可显示各像素所欲呈现的色彩。故依据上述可知的是，在每一个像素位置上就必需要设置红、绿与蓝三色彩色滤光片，而如此作法不仅较为耗费制作成本，且经过彩色滤光片后各像素显示的透光率(transmittance)、亮度及彩度也比较低。此外，由于背光模块的光线需经过彩色滤光片，因此将使背光模块的光源利用率降低。
由此可见，上述现有的显示器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反射式显示装置，其无需设置彩色滤光片，即可通过开/关光源模块以及切换不同颜色的光源，而同时具有黑白显示模式与彩色显示模式的功能。
本发明的另一目的在于提供一种反射式显示装置的驱动方法，用以驱动上述的反射式显示装置。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明的反射式显示装置，其包括驱动阵列基板、电泳显示薄膜、反射式光学膜以及光源模块。电泳显示薄膜配置于驱动阵列基板上且包括多个显示介质，其中每一个显示介质包括电泳液以及分布于电泳液中的多个黑色带电粒子与多个白色带电粒子。反射式光学膜配置于电泳显示薄膜上。光源模块配置于反射式光学膜旁，且反射式光学膜反射光源模块所产生的光线至电泳显示薄膜。光源模块包括多个第一颜色光源、多个第二颜色光源以及多个第三颜色光源。第一颜色光源、第二颜色光源以及第三颜色光源是依序切换。当光源模块开启时，反射式显示装置处于彩色显示模式，而当光源模块关闭时，反射式显示装置处于黑白显示模式。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的反射式显示装置，其中上述的每一个显示介质更包括微杯结构，电泳液、黑色带电粒子与白色带电粒子填充于微杯结构内。
前述的反射式显示装置，其中上述的第一颜色光源、第二颜色光源以及第三颜色光源分别为多个红色发光二极管光源、多个蓝色发光二极管光源以及多个绿色发光二极管光源，或者是第一颜色光源、第二颜色光源以及第三颜色光源分别为多个青绿色发光二极管光源、多个洋红色发光二极管光源以及多个黄色发光二极管光源。
前述的反射式显示装置，其中上述的第一颜色光源、第二颜色光源以及第三颜色光源交替排列于反射式光学膜的一侧旁。
前述的反射式显示装置，其中上述的第一颜色光源、第二颜色光源以及第三颜色光源环绕反射式光学膜的周围配置。
前述的反射式显示装置，其中上述的光源模块更包括多个第四颜色光源，第一颜色光源、第二颜色光源、第三颜色光源以及第四颜色光源是依序切换，且第四颜色光源为多个白光发光二极管光源。
前述的反射式显示装置，其中上述的反射式光学膜包括：光学膜层；以及多个光学微结构。光学微结构配置于光学膜层上，其中光学微结构的密度由邻近光源模块的一侧往远离光源模块的一侧逐渐递增。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现的。本发明的反射式显示装置的驱动方法，用来驱动上述的反射式显示装置，且其包括以下步骤：当光源模块开启时，驱动电泳显示薄膜且以切换频率切换第一颜色光源、第二颜色光源以及第三颜色光源，其中电泳显示薄膜中的黑色带电粒子与白色带电粒子的移动频率同步于切换频率；以及当光源模块关闭时，驱动电泳显示薄膜，以使反射式显示装置由彩色显示模式转换成黑白显示模式。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的反射式显示装置的驱动方法，其中上述的彩色显示模式的更新频率大于10赫兹。
前述的反射式显示装置的驱动方法，其中上述的切换频率大于30赫兹。
借由上述技术方案，本发明反射式显示装置及其驱动方法至少具有下列优点及有益效果：基于上述，本发明的反射式显示装置无需设置彩色滤光片，其仅通过开关光源模块以及切换光源模块中不同颜色的光源，并通过反射式光学膜将光源模块所产生的光线反射至电泳显示薄膜中，即可使反射式显示装置同时具有呈现彩色显示模式与黑白显示模式的功能。其中，在此光路径中仅有电泳显示薄膜的白色带电粒子会反射光线，因此并无彩色滤光片来吸收或散射光线，故光学损失可大幅降低，进而可提高本发明的反射式显示装置的亮度、彩度及透光率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1A绘示为本发明的实施例的一种反射式显示装置的示意图。
图1B绘示为图1A的实施例的反射式光学膜与光源模块的局部俯视示意图。
图1C绘示为图1A的另一实施例的反射式光学膜与光源模块的局部俯视示意图。
图1D绘示为图1A的又一实施例的反射式光学膜与光源模块的局部俯视示意图。
图1E绘示为图1A的反射式显示装置的光源模块关闭时的示意图。
图2绘示为本发明的另一实施例的一种反射式显示装置的示意图。
【主要元件符号说明】
100a、100b：反射式显示装置
110：驱动阵列基板        115：透明光学胶
120a：电泳显示薄膜       122a：显示介质
123a：电泳液             124a：第一保护层
125a：黑色带电粒子       126a：第二保护层
127a：白色带电粒子       130：反射式光学膜
132：光学膜层            134：光学微结构
140a、140b、140c：光源模块
142a、142b、142c：第一颜色光源
144a、144b、144c：第二颜色光源
146a、146b、146c：第三颜色光源
148b：第四颜色光源
L1、L2、L3、L4：光线
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种反射式显示装置及其驱动方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图1A绘示为本发明的实施例的一种反射式显示装置的示意图。图1B绘示为图1A的实施例的反射式光学膜与光源模块的局部俯视示意图。为了方便说明起见，图1B中省略绘示部分构件。请同时参考图1A与图1B，在本实施例中，反射式显示装置100a包括驱动阵列基板110、电泳显示薄膜120a、反射式光学膜130以及光源模块140a。
详细来说，电泳显示薄膜120a配置于驱动阵列基板110上且包括多个显示介质122a，其中每一个显示介质122a包括电泳液123a以及分布于电泳液123a中的多个黑色带电粒子125a与多个白色带电粒子127a。反射式光学膜130配置于电泳显示薄膜120a上。光源模块140a配置于反射式光学膜130旁，且反射式光学膜130反射光源模块140a所产生的光线至电泳显示薄膜120a。光源模块140a包括多个第一颜色光源142a、多个第二颜色光源144a以及多个第三颜色光源146a。第一颜色光源142a、第二颜色光源144a以及第三颜色光源146a是依序切换。
更具体来说，本实施例的驱动阵列基板110是用以驱动电泳显示薄膜120a，其中驱动阵列基板110例如是主动式阵列基板或被动式阵列基板。电泳显示薄膜120a通过透明光学胶115而固定于驱动阵列基板110上。如图1A所示，电泳显示薄膜120a更包括第一保护层124a以及第二保护层126a，其中第二保护层126a与第一保护层124a彼此相对，且显示介质122a设置于第一保护层124a与第二保护层126a之间。于此，显示介质122a例如是微胶囊式结构。此外，第一保护层124a与第二保护层126a的材质例如是聚对苯二甲酸乙二酯(Poly-ethylene tetrephthalate，PET)。
再者，本实施例的反射式光学膜130是由光学膜层132以及多个光学微结构134所组成，其中光学膜层132例如是扩散膜。光学微结构134配置于光学膜层132上，特别是，光学微结构134的密度由邻近光源模块140a的一侧往远离光源模块140a的一侧逐渐递增。如此一来，可以减少暗区及亮区之间的亮度差异，以使光源模块140a所产生的光线可均匀地被导出，进而提升反射式显示装置100a在有效照明区域中的亮度，据以提高正向辉度。
此外，如图1A与图1B所示，本实施例的第一颜色光源142a、第二颜色光源144a以及第三颜色光源146a是呈交替排列于反射式光学膜130a的光学膜层132的一侧旁，其中第一颜色光源142a、第二颜色光源144a以及第三颜色光源146a的开启或关闭可分别独立控制。此处，第一颜色光源142a、第二颜色光源144a以及第三颜色光源146a分别为多个红色发光二极管光源、多个蓝色发光二极管光源以及多个绿色发光二极管光源，或者是，第一颜色光源142a、第二颜色光源144a以及第三颜色光源146a分别为多个青绿色发光二极管光源、多个洋红色发光二极管光源以及多个黄色发光二极管光源，于此并不加以限制。
值得一提的是，在其他实施例中，请参考图1C，光源模块140b可更包括多个第四颜色光源148b，其中第一颜色光源142b、第二颜色光源144b、第三颜色光源146b以及第四颜色光源148b是依序切换，且第四颜色光源148b例如是多个白光发光二极管光源。此外，本实施例亦不限定光源模块140a的第一颜色光源142a、第二颜色光源144a以及第三颜色光源146a的排列方式。虽然，此处第一颜色光源142a、第二颜色光源144a以及第三颜色光源146a具体化是呈交替排列于反射式光学膜130的光学膜层132的一侧旁。但在其他实施例中，请参考图1D，光源模块140c的第一颜色光源142c、第二颜色光源144c以及第三颜色光源146c亦可以是呈环绕反射式光学膜130的光学膜层132的周围配置。简言之，本实施例并不限定光源模块140a、140b、140c的光源颜色的种类以及个数，本领域的技术人员当可依据实际状况调整光源的配置方式以及省略或增加光源的颜色种类及个数，以符合实际需求，此处不再逐一赘述。
请再参考图1A，当本实施例的光源模块140a开启时，驱动阵列基板110可提供驱动电压来驱动电泳显示薄膜120a，且以切换频率来切换第一颜色光源142a、第二颜色光源144a以及第三颜色光源146a。较佳地，切换频率大于30赫兹，而彩色显示模式的更新频率大于10赫兹。此时，电泳显示薄膜120a中的黑色带电粒子125a与白色带电粒子127a的移动频率同步于切换频率。当光源模块140a所产生的光线L1入射至反射式光学膜130的光学膜层132时，通过光学微结构134的反射，可使光线L1传递至电泳显示薄膜120a。如图1A所示，若白色带电粒子127a位于黑色带电粒子125a的上方，则光线L1会被白色带电粒子127a反射至外界，而呈现第一颜色光源142a所发出的光线L1的颜色。若黑色带电粒子125a位于白色带电粒子127a的上方，则光线L2会被黑色带电粒子125a吸收而不产生反射现象，即呈现黑色。如此一来，当光源模块140a开启时，本实施例的反射式显示装置100a可处于彩色显示模式。
举例来说，若以显示动态影像每秒10张画面(frame)为例，在时间轴上快速切换红(R)、绿(G)与蓝(B)三种颜色影像，则红(R)、绿(G)与蓝(B)三种颜色影像更新频率需至少每秒30张影像，亦即灰阶画面更新周期为30ms(1/秒)，而此种作法也就是所谓的场色序法(Field ColorSequential Method)。于此，由于人眼在接收外界影像时会有视觉暂留的现象。因此，使用场色序法驱动的反射式显示装置100a可利用切换频率切换各颜色影像，以搭配人眼的视觉暂留的现象来显示全彩画面。故，本实施例无需设置彩色滤光片，即可使反射式显示装置100a产生彩色画面。
请参考图1E，当光源模块140a关闭时，驱动阵列基板110仍提供驱动电压来驱动电泳显示薄膜120a。此时，由于光源模块140a关闭而无法提供有颜色的光线，因此电泳显示薄膜120a中黑色带电粒子125a与白色带电粒子127a的移动，可使得反射式显示装置100a呈现黑白显示模式。也就是说，光源模块140a的开启与关闭，外在环境的光线L3由反射式光学膜130进入，若碰到白色带电粒子127a则会被反射，而外在环境的光线L4由反射式光学膜130进入，若碰到黑色带电粒子125a则会被吸收。简言之，上述的机制会使得反射式显示装置100a由彩色显示模式转换成黑白显示模式。
简言之，本实施例的反射式显示装置100a无需设置彩色滤光片，其仅通过开关光源模块140a、140b、140c以及切换光源模块140a、140b、140c中不同颜色的光源(包括第一颜色光源142a、142b、142c，第二颜色光源144a、144b、144c，第三颜色光源146a、146b、146c以及第四颜色光源148b)，并通过反射式光学膜130将光源模块140a、140b、140c所产生的光反射至电泳显示薄膜120a中，而使反射式显示装置100a可同时具有呈现彩色显示模式以及黑白显示模式的功能。其中，在此光路径中仅有电泳显示薄膜120a的白色带电粒子127a会反射光线L1，因此并无彩色滤光片来吸收或散射光线，故光学损失可大幅降低，进而可提高本实施例的反射式显示装置100a的亮度、彩度及透光率。
值得一提的是，本发明并不限定电泳显示薄膜120a的结构形态，虽然此处电泳显示薄膜120a的显示介质122a具体化为微胶囊式结构。但于其他实施例中，请参考图2，反射式显示装置100b中的电泳显示薄膜120b，其每一个显示介质122b可更包括微杯结构129b，其中微杯结构129b设置于第一保护层124b上且与第二保护层126b接合，以将电泳液123b与黑色带电粒子125b及白色带电粒子127b封合于微杯结构129b内。于此，显示介质122b例如是微杯式结构，此仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。
综上所述，本发明的反射式显示装置并没有设置彩色滤光片，其仅通过开关光源模块以及切换光源模块中不同颜色的光源，并通过反射式光学膜将光源模块所产生的光反射至电泳显示薄膜中，而使反射式显示装置同时具有呈现彩色显示模式或黑白显示模式的功能。其中，在此光路径中仅有电泳显示薄膜的白色带电粒子会反射光线，因此并无彩色滤光片来吸收或散射光线，故光学损失可大幅降低，进而可提高本发明的反射式显示装置的亮度、彩度及透光率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种反射式显示装置，其特征在于其包括：
驱动阵列基板；
电泳显示薄膜，配置于该驱动阵列基板上且包括多个显示介质，其中各该显示介质包括电泳液以及分布于该电泳液中的多个黑色带电粒子与多个白色带电粒子；
反射式光学膜，配置于该电泳显示薄膜上；以及
光源模块，配置于该反射式光学膜旁，且该反射式光学膜反射该光源模块所产生的光至该电泳显示薄膜，该光源模块包括多个第一颜色光源、多个第二颜色光源以及多个第三颜色光源，其中所述多个第一颜色光源、所述多个第二颜色光源以及所述多个第三颜色光源是依序切换，且当该光源模块开启时，该反射式显示装置处于彩色显示模式，而当该光源模块关闭时，该反射式显示装置处于黑白显示模式。
2.如权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于其中各该显示介质更包括微杯结构，该电泳液、所述多个黑色带电粒子与所述多个白色带电粒子填充于该微杯结构内。
3.如权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于其中所述多个第一颜色光源、所述多个第二颜色光源以及所述多个第三颜色光源分别为多个红色发光二极管光源、多个蓝色发光二极管光源以及多个绿色发光二极管光源，或者是所述多个第一颜色光源、所述多个第二颜色光源以及所述多个第三颜色光源分别为多个青绿色发光二极管光源、多个洋红色发光二极管光源以及多个黄色发光二极管光源。
4.如权利要求3所述的反射式显示装置，其特征在于其中所述多个第一颜色光源、所述多个第二颜色光源以及所述多个第三颜色光源交替排列于该反射式光学膜的一侧旁。
5.如权利要求3所述的反射式显示装置，其特征在于其中所述多个第一颜色光源、所述多个第二颜色光源以及所述多个第三颜色光源环绕该反射式光学膜的周围配置。
6.如权利要求3所述的反射式显示装置，其特征在于其中该光源模块更包括多个第四颜色光源，所述多个第一颜色光源、所述多个第二颜色光源、所述多个第三颜色光源以及所述多个第四颜色光源是依序切换，且所述多个第四颜色光源为多个白光发光二极管光源。
7.如权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于其中该反射式光学膜包括：
光学膜层；以及
多个光学微结构，配置于该光学膜层上，其中所述多个光学微结构的密度由邻近该光源模块的一侧往远离该光源模块的一侧逐渐递增。
8.一种反射式显示装置的驱动方法，用来驱动如权利要求1所述的反射式显示装置，其特征在于该驱动方法包括：
当该光源模块开启时，驱动该电泳显示薄膜且以切换频率切换所述多个第一颜色光源、所述多个第二颜色光源以及所述多个第三颜色光源，其中该电泳显示薄膜中的所述多个黑色带电粒子与所述多个白色带电粒子的移动频率同步于该切换频率；以及
当该光源模块关闭时，驱动该电泳显示薄膜，以使该反射式显示装置由该彩色显示模式转换成该黑白显示模式。
9.如权利要求8所述的反射式显示装置的驱动方法，其特征在于其中该彩色显示模式的更新频率大于10赫兹。
10.如权利要求8所述的反射式显示装置的驱动方法，其特征在于其中该切换频率大于30赫兹。
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