CN104977750A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种显示装置，包括第一基板、共通电极、第二基板、多个第一反射图案、第二反射层、多个透明电极、显示介质层和发光元件。共通电极设置于第一基板的内表面上。第二基板与第一基板相对设置，其中第二基板具有多个像素区，且各像素区具有反射区和穿透区。第一反射图案设置于第二基板的内表面上并分别位于反射区内。第二反射层设置于第二基板上并至少位于穿透区内。透明电极设置于第二基板的内表面上并至少分别位于穿透区内。显示介质层位于第一基板与第二基板之间。发光元件面对第二基板的侧端面。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示面板，尤其涉及一种同时可以在有环境光和低环境光情况下皆能使用的显示装置。
背景技术
显示装置由于具有轻薄短小与节能等优点，已被广泛地应用在各式电子产品，如智能型手机(smart phone)、笔记型电脑(notebook computer)、平板电脑(tablet PC)、穿戴式装置等，且随着大尺寸显示装置技术的快速发展，液晶显示器已逐渐成为平面电视的主流产品。然而，现行显示装置于环境光源较大时显示效果不佳，使得显示装置的应用上受到了限制。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种显示装置，以增加显示装置的应用范围。
本发明的一实施例提供一种显示装置，包括第一基板、共通电极、第二基板、多个第一反射图案、第二反射层、多个透明电极、显示介质层以及发光元件。第一基板具有内表面。共通电极设置于第一基板的内表面上。第二基板与第一基板相对设置，且第二基板具有内表面、外表面以及侧端面。第二基板具有多个像素区，且各像素区具有反射区和穿透区。第一反射图案设置于第二基板的内表面上并分别位于反射区内。第二反射层设置于第二基板上并至少位于穿透区内。透明电极设置于第二基板的内表面上并至少分别位于穿透区内。显示介质层位于第一基板与第二基板之间。发光元件面对第二基板的侧端面。
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绘示本发明的第一实施例的显示装置的俯视示意图；
图2绘示本发明的第一实施例的显示装置的剖视示意图；
图3绘示本发明的第一实施例的显示装置于暗态显示模式下的示意图；
图4绘示本发明的第一实施例的显示装置于亮态显示模式下的示意图；
图5绘示本发明的第二实施例的显示装置的示意图；
图6绘示本发明的第三实施例的显示装置的示意图；
图7绘示本发明的第四实施例的显示装置的示意图；
图8绘示本发明的第五实施例的显示装置的示意图；
图9绘示本发明的第六实施例的显示装置的示意图；
图10绘示本发明的第七实施例的显示装置的示意图。
其中，附图标记
100 显示装置
10 第一基板
20 第二基板
50 显示介质层
60 发光元件
12 内表面
14 共通电极
22 内表面
24 外表面
26 侧端面
30P 像素区
30R 反射区
30T 穿透区
32 第一反射图案
28 第二反射层
42 透明电极
70 薄膜晶体管元件
G 栅极
GI 栅极绝缘层
CH 半导体通道层
S 源极
D 漏极
72 保护层
TH 接触洞
80 彩色滤光图案层
82 红色滤光图案层
84 绿色滤光图案层
86 蓝色滤光图案层
282 第二反射图案
90 透明黏着层
284 第二反射图案
31 绝缘层
L1 环境入射光
L2 光线
40 使用者
200 显示装置
300 显示装置
300A 显示装置
400 显示装置
500 显示装置
600 显示装置
具体实施方式
为使熟习本发明所属技术领域的普通技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合所附的附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
请参考图1与图2。图1绘示本发明的第一实施例的显示装置的俯视示意图，图2绘示本发明的第一实施例的显示装置的剖视示意图，其中为突显本发明的显示装置的特色，部分元件未绘示于附图中。如图1与图2所示，本实施例的显示装置100包括第一基板10、共通电极14、第二基板20、多个第一反射图案32、第二反射层28、多个透明电极42、显示介质层50以及发光元件60。第一基板10与第二基板20相对设置，且第一基板10与第二基板20为透明基板。第一基板10与第二基板20可为硬式基板例如玻璃基板或石英基板，或是可挠式基板例如塑胶基板，但不以此为限。第二基板20具有内表面22、外表面24以及侧端面26，其中第二基板20的内表面22面对第一基板10的内表面12，第二基板20的外表面24背对第一基板10的内表面12，而第二基板20的侧端面26是为第二基板20的至少一侧面，其可与内表面22与外表面24连接。第二基板20具有多个像素区30P，且各像素区30P具有反射区30R和穿透区30T。像素区30P可以阵列排列，且反射区30R和穿透区30T位于像素区30P内。本实施例的反射区30R和穿透区30T是以并列方式配置，亦即各像素区30P的反射区30R和穿透区30T实质上排列在同一行或同一列上，但不以此为限。反射区30R和穿透区30T的相对位置、面积比例与形状等可视显示需求或其它考量加以调整。
显示介质层50设置于第一基板10与第二基板20之间。本实施例的显示介质层50是选用液晶层，其可包括例如高分子聚合物网络液晶(PolymerNetwork Liquid Crystal,PNLC)层、高分子分散型液晶(polymer dispersed liquidcrystal,PDLC)层、胆固醇型液晶(Cholesteric liquid crystal,ChLC)层、高分子稳固式胆固醇液晶(Polymer Stabilized Cholesteric Texture Liquid Crystal,PSCLC)或其它适合的液晶层，但不以此为限。在变化实施例中，显示介质层50亦可包括可经由电场或电流控制而选择性呈现散射态与透明态的显示介质层，例如电泳层、电子墨水层或其它适合的显示介质层。共通电极14设置于第一基板10的内表面12上。共通电极14为透明电极，其可为单层结构或多层堆叠结构。共通电极14的材料可包括金属氧化物例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铝锌(AZO)、氧化铝铟(AIO)、氧化铟(InO)、氧化镓(gallium oxide,GaO)；纳米碳管、纳米银颗粒；厚度小于60纳米(nm)的金属或合金、有机透明导电材料、或其它适合的透明导电材料。另外，本实施例的共通电极14可为整面电极，其可对应多个像素区30P，但不以此为限。例如，共通电极14也可对应单一像素区30P，或者共通电极14也可为图案化电极。
第一反射图案32设置于第二基板20的内表面22上，并分别位于各反射区30R内。进一步说明，第一反射图案32设置于反射区30R内，但并未设置于穿透区30T内。第二反射层28设置于第二基板20上并至少位于穿透区30T内。在本实施例中，第二反射层28是为整面反射层，其可全面性设置于第二基板20的外表面24上，也就是说，第二反射层28可以同时涵盖穿透区30T与反射区30R。此外，第二反射层28可以与第二基板20的外表面24接触，但不以此为限。第一反射图案32与第二反射层28的材料是选用具有反射性的材料，其可包括金属例如铝(aluminum)、铂(platinum)、银(silver)、钛(titanium)、钼(molybdenum)、锌(zinc)、锡(tin)、铬(chromium)或其它适合的金属或合金，但不以此为限。第一反射图案32与第二反射层28的材料也可选用化合物、高分子材料或其它具有良好反射效果的材料。第一反射图案32与第二反射层28的其中任一者均可以为单层结构或多层堆叠结构，且第一反射图案32与第二反射层28可选用相同或不同材料。
透明电极42设置于第二基板20的内表面12上并至少分别位于各穿透区30T内。在本实施例中，透明电极42可仅设置于穿透区30T内，但不以此为限。精确而言，位于反射区30R的第一反射图案32除了作为反射层之外，可同时作为反射像素电极，而位于穿透区30T的透明电极42可作为穿透像素电极。此外，本实施例的显示面板100可以应用在镜面显示面板，在此状况下第一反射图案32及/或第二反射层28可具有平坦表面，以增加镜面反射效果。透明电极42的材料可选用与共通电极14相同的透明导电材料，不再赘述。此外，第一反射图案32上可以更进一步设置透明导电层或保护层(图未示)，以避免金属氧化或腐蚀等问题。
本实施例的显示装置100可为主动式显示装置，因此各像素区30P内还可进一步配置主动开关元件，例如薄膜晶体管元件70。薄膜晶体管元件70可以配置在反射区30R内，例如设置于第一反射图案32之下，藉此可增加开口率。如图2的局部放大示意图所示，薄膜晶体管元件70包括栅极G、栅极绝缘层GI、半导体通道层CH、源极S与漏极D。栅极G可与栅极线(图未示)电性连接，源极S可与数据线(图未示)电性连接，而漏极D可与第一反射图案32和透明电极42电性连接，藉此第一反射图案32可接收到像素电压，并与共通电极14所接收的共通电压形成电场以驱动显示介质层50。在本实施例中，薄膜晶体管元件70上可进一步覆盖保护层72，而第一反射图案32与透明电极42可设置于保护层72上，且第一反射图案32至少部分覆盖薄膜晶体管元件70。在本实施例中，第一反射图案32与透明电极42可利用同一个薄膜晶体管元件70加以驱动，举例而言，第一反射图案32可经由保护层72的接触洞TH与漏极D电性连接，而透明电极42则可与第一反射图案32直接或间接电性连接，藉此与漏极D电性连接。在变化实施例中，反射区30R与穿透区30T也可分别采用不同个薄膜晶体管元件加以控制，也就是说，第一反射图案32与透明电极42彼此不电性连接，并分别利用对应的薄膜晶体管元件加以控制。本实施例的薄膜晶体管元件70是以底闸型(bottom-gate)薄膜晶体管元件为范例，但不以此为限，例如薄膜晶体管元件70也可选用顶闸型(top-gate)薄膜晶体管元件、双闸型(dual-gate)或其它型式的薄膜晶体管元件。
发光元件60面对第二基板20的侧端面26设置，其中发光元件60的数目可为单一个，设置在第二基板20的其中一侧端面26，或发光元件60的数目可为多个，设置于第二基板20的同一侧端面26或不同侧端面26，使光源均匀性更佳。本实施例的发光元件60可为发光二极管(Light Emitting Diode,LED)元件、冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)或其它各种型式的发光元件，但不以此为限。
请参考图3与图4。图3绘示本发明的第一实施例的显示装置于暗态显示模式下的示意图，图4绘示本发明的第一实施例的显示装置于亮态显示模式下的示意图。本实施例以高分子聚合物网络液晶(Polymer Network Liquid Crystal,PNLC)层为范例，但不以此为限。如图3所示，于暗态显示模式下，当对第一反射图案32/透明电极42与共通电极14之间施加高偏压时，显示介质层50会呈现澄清态，此时若环境光充足，在反射区30R内，由第一基板10射入的环境入射光L1会照射到第一反射图案32后反射，在穿透区30T内，环境入射光L1会照射到第二反射层28后反射。由于第一反射图案32与第二反射层28具有平坦表面，因此本实施例的显示装置100可提供镜面反射效果作为暗态显示模式。另外，环境光不足时，发光元件60所发出光线L2会由侧端面26射入第二基板20并被第一反射图案32与第二反射层28所反射且在穿透区30T射出第二基板20而在第一基板10与第二基板20间作全反射，藉此使用者40基本上不会观看到光线L2，可做为暗态显示模式。因此，在环境光充足的情况下，发光元件60可选择性地被关闭而不提供光线L2以节省电力。
如图4所示，于亮态显示模式下，环境光充足时，当对第一反射图案32/透明电极42与共通电极14之间施加低偏压或不施加偏压时，显示介质层50会呈现散射态，其中散射程度与施加的电压基本上成反比关系，因此可藉由控制第一反射图案32/透明电极42与共通电极14之间施加的电压值来控制显示介质层50的散射程度，进而分别控制各像素区30P的显示灰阶。于亮态显示模式下，由第一基板10射入的环境入射光L1会经过显示介质层50而被散射，再被第一反射图案32和第二反射层28反射，然后再经过显示介质层50而被二次散射，藉此使用者40可以观察到散射光，做为亮态显示模式。另一方面，环境光不足时，发光元件60所发出的光线L2会由侧端面26射入第二基板20并被第一反射图案32与第二反射层28所反射且在穿透区30T射出第二基板20而经过显示介质层50，此时光线L2会产生散射而射出第一基板10而被使用者40所观察到，作为亮态显示模式。于环境光充足时，发光装置60可被关闭而不提供光线L2以节省电力。
本发明的显示装置并不以上述实施例为限。下文将依序介绍本发明的其它实施例的显示装置，且为了便于比较各实施例的相异处并简化说明，在下文的各实施例中使用相同的符号标注相同的元件，且主要针对各实施例的相异处进行说明，而不再对重复部分进行赘述。
请参考图5。图5绘示本发明的第二实施例的显示装置的示意图。本实施例和第一实施例相同的部分不再赘述。如图5所示，本实施例的显示装置200与第一实施例的显示装置100的主要差异为设置于第二基板20的内表面12上的透明电极42同时位于穿透区30T和反射区30R内。例如，透明电极42可由各穿透区30T进一步延伸至相邻的反射区30R而覆盖于第一反射图案32并与第一反射图案32接触，藉此可避免第一反射图案32产生氧化或腐蚀等问题。在变化实施例中，第一反射图案32与透明电极42的间可进一步设置绝缘层(未图示)，将第一反射图案32与透明电极42分离而使两者电性不相连。本实施例的薄膜晶体管元件70配置在反射区30R下方，且薄膜晶体管元件70可与透明电极42电性直接连接，或经由第一反射图案32与透明电极42电性连接，藉此透明电极42可同时作为反射区30R与穿透区30T的像素电极，而与第一基板10上的共通电极14共同驱动显示介质层。
请参考图6。图6绘示本发明的第三实施例的显示装置的示意图。如图6所示，本实施例的显示装置300与第一实施例相同部分不再赘述。本实施例与第一实施例相异处在于，本实施例的显示装置300更包括多个彩色滤光图案层80，设置于第一基板10的内表面12上且位于第一基板10和共通电极14间，用以提供彩色显示效果。彩色滤光图案层80是对应像素区30P设置，例如本实施例的彩色滤光图案层80是对应像素区30P的反射区30R而未对应穿透区30T。在变化实施例中，彩色滤光图案层80也可对应像素区30P的穿透区30T而未对应反射区30R，或进一步设置于穿透区30T，亦即彩色滤光图案层80可同时对应像素区30P的穿透区30T与反射区30R。彩色滤光图案层80可包括不同颜色的彩色滤光图案层，举例而言，彩色滤光图案层80可包括红色滤光图案层82、绿色滤光图案层84与蓝色滤光图案层86，分别对应不同的像素区30P。在变化实施例中，彩色滤光图案层80可以更包括黄色滤光图案层或是仅设置于部分像素区30P内，或是彩色滤光图案层80可包括其它颜色的彩色滤光图案层的组合，例如黄色(yellow)滤光图案层、青色(cyan)滤光图案层、品红色(magenta)滤光图案层。
请参考图7。图7绘示本发明的第四实施例的显示装置的示意图。如图7所示，本实施例的显示装置300A与第二实施例相同部分不再赘述。本实施例与第二实施例的差异在于，本实施例的显示装置300A的彩色滤光图案层80配置于第二基板20的内表面22上，例如位于第一反射图案32上，精确而言，彩色滤光图案层80可位于第一反射图案32与透明电极42之间，但不以此为限。当彩色滤光图案层80配置于第二基板20时，于环境光不足时，发光元件60所提供的光线会从第二基板20偶合入光，光线不会先被彩色滤光图案层80所吸收，故可提高光利用率。经实证结果发现，相较于第三实施例将彩色滤光图案层80设置于第一基板10上的作法，本实施例的反射率可约为第三实施例的第一基板10偶合入光的显示装置的20倍。此外，值得说明的是，本实施例的彩色滤光图案层80不限定只位于反射区30R，亦可以位于穿透区30T，或同时位于反射区30R与穿透区30T。
请参考图8。图8绘示本发明的第五实施例的显示装置的示意图。如图8所示，本实施例的显示装置400与第一至第三实施例相同部分不再赘述。本实施例的显示装置400另包括透明黏着层90，设置于第二反射层28与第二基板20之间，用以将第二反射层28黏着于第二基板20的外表面24。本实施例的利用透明黏着层90黏着第二反射层28与第二基板20的作法具有工艺简单的优点，可应用至本发明的其它实施例。
请参考图9。图9绘示本发明的第六实施例的显示装置的示意图。如图9所示，与上述实施例不同处在于，本实施例的显示装置500的第二反射层28不是全面性设置，而是包括多个第二反射图案282分别位于穿透区30T内，且第二反射图案282的面积可大于或等于穿透区30T的面积。也就是说，第二反射图案282可以仅位于对应的穿透区30T内，或者可略大于穿透区30T的面积而与第一反射图案32部分重叠。如此，可节省第二反射层28的材料的使用量。考量到工艺误差与发光元件60所发出的光线在第二基板20内的反射效果，第二反射图案282面积可大于穿透区30T的面积(或透明电极42于穿透区30T的面积)5％，以避免漏光，但不以此为限。举例而言，在考量机台与工艺误差等因素下，第二反射图案282面积可进一步扩大，例如第二反射图案282面积可大于穿透区30T的面积10％或20％。第二反射图案282面积最大的情况可如上述实施例所揭示，亦即第二反射层28全面性配置于第二基板20的外表面24上。
请参考图10。图10绘示本发明的第七实施例的显示装置的示意图。如图10所示，和上述实施例不同处在于，本实施例的显示装置600的第二反射层28是设置于第二基板20的内表面22上，其中第二反射层28包括多个第二反射图案284，分别位于穿透区30T内。此外，为了让发光元件60所发出的光线可偶合入显示介质层50，第二反射图案284的面积会小于或等于穿透区30T的面积(或透明电极42于穿透区30T的面积)。当第二反射图案284的面积太小时，可能会造成暗态显示模式(镜面显示)时的画面不连续。因此，第二反射图案284的面积较佳等于穿透区30T的面积或最小约为穿透区30T的面积的95％，但不以此为限。举例而言，在考量机台与工艺误差等因素下，第二反射图案284的面积可为穿透区30T的面积的90％或80％。此外，本发明亦可以于第一基板10的内表面12上配置遮光图案例如黑色矩阵，藉此在暗态显示模式(镜面显示)下可遮蔽由于第二反射图案284的面积太小时或工艺误差等因素所造成的画面不连续问题。此外，本实施例的显示装置600可另包括绝缘层31，设置于第二反射层28与透明电极42之间。绝缘层31可为单层或多层结构，且其材料可包括无机绝缘材料(例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其它适合的绝缘材料)、有机绝缘材料(例如无色/有色光阻、聚亚酰胺、聚酯、苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、聚乙烯苯酚(poly(4-vinylphenol)，PVP)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethene，PTFE)、或其它适合的绝缘材料)、或其它适合的绝缘材料，但不以此为限。值得说明的是，由于第二反射层28与其它元件(包括薄膜晶体管元件70、第一反射图案32与透明电极42)均制作在第二基板20的内表面22，因此可使用现行设备，不需额外增加双面工艺的设备。
综上所述，本发明的显示装置藉由第一反射图案、第二反射层与发光元件的适当配置，可以在环境光足够时提供暗态显示模式(镜面显示效果)，而在环境光不足时提供亮态显示模式，藉此可兼顾节能与显示效果。
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 (17)
1.一种显示装置，其特征在于，包括：
一第一基板，具有一内表面；
一共通电极，设置于该第一基板的该内表面上；
一第二基板，与该第一基板相对设置，该第二基板具有一内表面、一外表面以及连接该内表面与该外表面的一侧端面，其中该第二基板具有多个像素区，且各该像素区具有一反射区和一穿透区；
多个第一反射图案，设置于该第二基板的该内表面上并分别位于该些反射区内；
一第二反射层，设置于该第二基板上并至少位于该些穿透区内；
多个透明电极，设置于该第二基板的该内表面上并至少分别位于该些穿透区内；
一显示介质层，设置于该第一基板与该第二基板之间；以及
一发光元件，面对该第二基板的该侧端面。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该些透明电极更进一步设置于该些反射区内。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第二反射层设置于该第二基板的该外表面上。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，该第二反射层全面性设置于该第二基板的该外表面上，且该第二反射层更进一步位于该些反射区内。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，该第二反射层包括多个第二反射图案分别位于该些穿透区内，且各该第二反射图案的面积大于或等于各该穿透区的面积。
6.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，另包括一黏着层，设置于该第二反射层与该第二基板之间。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第二反射层设置于该第二基板的内表面上，该第二反射层包括多个第二反射图案，分别位于该些穿透区内，且各该第二反射图案的面积小于或等于各该穿透区的面积。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，另包括一绝缘层，设置于该第二反射层和该透明电极之间。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，该些第一反射图案设置于该绝缘层上。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，另包括多个彩色滤光图案层，设置于该第一基板的该内表面上。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，该些彩色滤光图案层设置于该些反射区内。
12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，该些彩色滤光图案层设置于该些反射区和该些穿透区内。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，另包括多个彩色滤光图案层，设置于该第二基板的该内表面上。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，该些彩色滤光图案层设置于该些第一反射图案上。
15.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该显示介质层包括一液晶层。
16.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该液晶层包括一高分子聚合物网络液晶层、一高分子分散型液晶层、一胆固醇型液晶层或一高分子稳固式胆固醇液晶层。
17.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该发光元件包括一发光二极管元件。
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