CN109061966B - 显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种显示系统，包括指向性光源模块以及显示装置。指向性光源模块以发出一投射光。显示装置包括一显示区与一反射区，其中显示区以显示一显示画面，当该投射光照射该显示区与反射区，投射光通过反射区于另一平面形成一投影画面，且显示画面与投影画面不重叠。

Description

显示系统
技术领域
本发明涉及一种显示系统，且特别涉及一种包括窗型显示装置的显示系统。
背景技术
近年来具有低功率、空间利用效率佳、无辐射、高画质等优越特性的平面显示面板逐渐成为主流显示器。为着重观赏方便性，平面显示器的发光形式以发散场型为主。然而，使用平面显示器来模拟真实风景时会有稍微失真的问题。具体而言，真实风景中的光源(例如是阳光)是具有指向性的光源，故会对被照射物产生对应的阴影，且此阴影会沿着光源照射方向延伸。然而，平面显示器难以为观赏者带来欣赏真实风景的感受。
发明内容
本发明提供一种显示系统，可更逼真地呈现出真实风景。
本发明的显示系统包括指向性光源模块以及显示装置。指向性光源模块以发出投射光。显示装置包括显示区与反射区。显示区以显示一显示画面，且投射光经由反射区形成投影画面。显示画面与投影画面不重叠。
在本发明的一些实施例中，显示装置包括多个像素设置于基板上。各像素包括多个次像素，且各次像素包括：第一像素电极、第二像素电极以及光反射层。第一像素电极设置于基板上。第二像素电极设置于基板上，且第一像素电极与第二像素电极不连接。光反射层与第二像素电极电性连接。第一像素电极位于显示区内，且第二像素电极与光反射层位于反射区内。
在本发明的一些实施例中，显示装置包括多个像素、第一像素电极、第二像素电极以及光反射层。各像素包括第一次像素与第二次像素。第一次像素为显示区，第二次像素为反射区。第一像素电极位于第一次像素中。第二像素电极位于第二次像素中。光反射层位于第二次像素中。
在本发明的一些实施例中，光反射层的表面的粗糙度小于0.03μm。
在本发明的一些实施例中，显示区的面积对于反射区的面积的比值为1至20。
在本发明的一些实施例中，指向性光源模块包括投影装置或聚光灯。
在本发明的一些实施例中，显示系统还包括：选择式反射装置以及第一四分之一波长相位延迟层。选择式反射装置设置于显示装置的显示侧上，且包括：多个第一电极、多个第二电极、共同电极、第一液晶层以及第二液晶层。多个第一电极交叠于显示区。多个第二电极交叠于反射区。共同电极面对多个第一电极与多个第二电极，且交叠于显示区与反射区。第一液晶层设置于多个第一电极与共同电极之间。第二液晶层设置于多个第二电极与共同电极之间。第一四分之一波长相位延迟层设置于指向性光源模块与选择式反射装置之间。
在本发明的一些实施例中，第一四分之一波长相位延迟层设置于指向性光源模块的出光面上或选择式反射装置上。
在本发明的一些实施例中，显示系统还包括第二四分之一波长相位延迟层，设置于该显示装置与该选择式反射装置之间。
在本发明的一些实施例中，第一液晶层与第二液晶层分别包括具有光学活性的固化液晶材料。
在本发明的一些实施例中，第一液晶层的液晶分子的延伸方向相异于第二液晶层的液晶分子的延伸方向。
在本发明的一些实施例中，显示装置具有多个像素。各像素包括第一次像素与第二次像素。第一次像素为显示区。第二次像素为反射区。第一液晶层位于显示区。第二液晶层位于反射区，且第一次像素与第二次像素的光波长范围与经由固化液晶材料反射的光波长范围不同。
在本发明的一些实施例中，显示区与反射区重叠。
在本发明的一些实施例中，显示系统还包括选择式反射装置、第一四分之一波长相位延迟层以及第二四分之一波长相位延迟层。选择式反射装置设置于显示装置的出光面上，且包括第三液晶层。第三液晶层覆盖显示装置。第一四分之一波长相位延迟层设置于于指向性光源模块与选择式反射装置之间。第二四分之一波长相位延迟层设置于显示装置与选择式反射装置之间。
在本发明的一些实施例中，第一四分之一波长相位延迟层设置于指向性光源模块的出光面上或第三液晶层上。
在本发明的一些实施例中，第三液晶层包括具有光学活性的固化液晶材料。
在本发明的一些实施例中，固化液晶材料在显示区与反射区内的分子延伸方向相同。
基于上述，本发明实施例的显示系统包括指向性光源模块以及显示装置。显示装置的显示区可播放其所在建筑物外的景象或虚拟的户外风景，且此景象能够随时间、天气与季节而变化。换言之，显示装置能够模拟建筑物的窗户，以作为窗型显示装置。由指向性光源模块投射出的投射光经显示装置的反射区而成像于投射面的影像可显示出对应于显示装置播放的图像的阴影图案。此阴影图案由显示装置所播放的图像朝向建筑物内部延伸，故可类比于窗外光源(例如是日光、月光或灯光)往建筑物内部照射所造成的阴影。基于建构出成像于投射面的阴影图案，且此阴影图案对应于显示装置播放的图像，显示系统可更逼真地呈现出观察者由建筑物内往建筑物外所看到的景色。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合说明书附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明一实施例的显示系统的立体示意图。
图2是依照本发明一实施例的显示装置的次像素剖视示意图。
图3是依照本发明一实施例的显示装置的像素的剖视示意图。
图4A是依照本发明一实施例的显示装置、指向性光源模块以及选择式反射装置的剖视示意图。
图4B是依照本发明一实施例的显示装置与选择式反射装置的示意图。
图5是依照本发明一些实施例的显示装置、指向性光源模块以及选择式反射装置的剖视示意图。
附图标记说明：
10：显示系统
100、100a、100b：显示装置
102：第一基板
104：第二基板
200：指向性光源模块
202：灯源
204：轨道装置
300、300a：选择式反射装置
302：第三基板
304：第四基板
306：第一电极
308：第二电极
CE、CE1：共同电极
CF、CF1：色彩转换层
D1：第一方向
D2：第二方向
DR：显示区
L、L1、L2、L3：显示光
LC、LC3：非自发光显示介质层
LC1：第一非自发光显示介质层
LC2、LC2b、LC2r：第二非自发光显示介质层
P、P1、P2：像素
PE：像素电极
PE1、PEa、PEb、PEc：第一像素电极
PE2、PEd：第二像素电极
PL：投射光
PL1：第一偏光层
PL2：第二偏光层
PS：投射面
F：显示画面
F1、F1’：投影画面
RE：光反射层
RR：反射区
RT1：第一四分之一波长相位延迟层
RT2：第二四分之一波长相位延迟层
SP、SPa、SPb、SPc、SPd、SP2、SP2b、SP2g、SP2r：次像素
T1、T2：厚度
具体实施方式
应当理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但是这些元件、部件、区域、及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，下面讨论的“第一元件”、“部件”、“区域”、“层”、或“部分”可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不脱离本文的教导。
应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件”上”或”连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为”直接在另一元件上”或”直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，”连接”可以指物理及/或电性连接。再者，”电性连接”或”耦合”可为二元件间存在其它元件。
本文使用的”约”、”近似”、或”实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，”约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的“约”、”近似”或“实质上”可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。
图1是依照本发明一实施例的显示系统10的立体示意图。图2是依照本发明一实施例的显示装置100的次像素的剖视示意图。
请参照图1与图2，显示系统10包括显示装置100以及指向性光源模块200。显示装置100包括显示区DR与反射区RR。显示区DR与反射区RR可沿着相互交错(或相互垂直或称为相互错位)的第一方向D1及/或第二方向D2交错设置(staggered arrangement oralternatively arrangement)。在一些实施例中，显示区DR的面积对于反射区RR的面积的比值范围(例如：显示区DR的面积/反射区RR的面积)可约为1至20。显示装置100的显示区DR可播放显示画面F。举例而言，显示画面F为显示系统10所在建筑物外的景象，且此景象能够随时间、天气与季节而变化。在一些实施例中，显示装置100能够模拟建筑物的窗户，以作为窗型显示装置。另一方面，显示装置100的反射区RR可反射由指向性光源模块200向显示装置100投射出的投射光PL(或可称为指向性光)。经反射的投射光PL成像于投射面PS上，以形成投影画面F1。在投射光PL的行径路径上，显示装置100位于指向性光源模块200与投射面PS之间。在一些实施例中，显示装置100可设置于建筑物的墙壁上，而指向性光源模块200可设置于建筑物的天花板上。在此些实施例中，显示区DR的出光面实质上平行于墙面，而投射面PS可为相对于天花板的地面或任何物体的表面。换言之，显示画面F与投影画面F1并不重叠。
在一些实施例中，投影画面F1对应于显示画面F。举例而言，显示画面F显示出一棵植物，而投影画面F1显示出此植物的阴影图案。此外，此阴影图案由显示装置100的显示画面F的下方而沿着朝向建筑物内部的方向延伸，故可类比于窗外光源(例如是日光、月光或灯光)往建筑物内部照射所造成的阴影。基于建构出成像于投射面PS的阴影图案(例如：投影画面F1)，显示系统10可更逼真地呈现出观察者由建筑物内往建筑物外所看到的景色。
在一些实施例中，指向性光源模块200包括灯源202以及轨道装置204。灯源202可在轨道装置204上移动。灯源202的数量可依照实际需求设定。轨道装置204可沿多个彼此实质上平行及/或交错(interlaced)的方向延伸。在一些实施例中，灯源202可随着建筑物外的光源(例如是太阳)的位置定位于轨道装置204的不同位置上，以调整阴影图案的延伸方向及/或延伸长度。如此一来，可模拟建筑物外的光源移动所造成阴影图案(例如：投影画面F1、投影画面F1’)的变化。灯源202可包括投影装置或聚光灯。在一些实施例中，投影装置可内建欲投射出的阴影图案。在替代实施例中，投影装置可不内建欲投射出的阴影图案。在另一些实施例中，灯源202为聚光灯，聚光灯例如是可调色温聚光灯，或是固定色温的聚光灯。
请参照图1与图2，显示装置100可包括第一基板102、第二基板104与多个像素P。多个像素P实质上沿着第一方向D1及第二方向D2阵列排列。各个像素P包括多个次像素SP，各次像素SP包括至少一薄膜晶体管(图未示出)与至少一像素电极(例如：第一像素电极PE1及/或第二像素电极PE2)，其中薄膜晶体管(图未示出)设置于第一基板102或第二基板104的内表面上，可依照设计需求加以选择设置。本实施例中，薄膜晶体管(图未示出)设置于第一基板102的内表面上，但不限于此。在一些实施例中，多个次像素SP中的至少一者(如图2所示)包括第一像素电极PE1、第二像素电极PE2与光反射层RE，其中第一像素电极PE1与第二像素电极PE2分别连接对应的驱动晶体管(例如：前述的薄膜晶体管，图未示出)。第一基板102与第二基板104的材料可分别为玻璃、石英或柔性(可挠性)有机材质。第一像素电极PE1与第二像素电极PE2可设置于第一基板102面对第二基板104的一侧(内表面)。于部分实施例中，第二基板104面对第一基板102的一侧(内表面)可选择性的设置有共同电极CE，但不限于此。换言之，第一像素电极PE1与第二像素电极PE2面对共同电极CE。第一像素电极PE1位于显示装置100的显示区DR中，且第二像素电极PE2位于显示装置100的反射区RR中。此外，共同电极CE交叠于显示区DR与反射区RR。在一些实施例中，第一像素电极PE1与第二像素电极PE2可为透明电极。举例而言，第一像素电极PE1与第二像素电极PE2可为单层或多层结构，且前述像素电极的材料可分别包括金属氧化物，例如是铟锡氧化物或者是铟锌氧化物、或其它合适的材料。
光反射层RE设置于第二像素电极PE2面对第二基板104的一侧(例如：第二像素电极PE2的上表面)，且位于显示装置100的反射区RR内。换言之，光反射层RE设置于第二像素电极PE2之上，但不限于此。于其它实施例中，光反射层RE设置于第二像素电极PE2之下。此外，光反射层RE电性连接于第二像素电极PE2。光反射层RE可反射由指向性光源模块200向显示装置100投射出的投射光PL，以使经反射的投射光PL成像于投射面PS上。在一些实施例中，光反射层RE可为单层或多层结构，且其至少一层的材料包括反射材料，例如是包括银、铝、钛等元素的金属、金属合金或金属化合物、或其它合适的反射材料。光反射层RE具有镜面表面，亦即具有相当低的表面粗糙度。在一些实施例中，光反射层RE的表面粗糙度低于0.03μm。举例而言，光反射层RE的表面粗糙度的范围可为0至0.03um。由于光反射层RE具有相当低的表面粗糙度，故光反射层RE可避免指向性光源模块200向显示装置100投射出的投射光PL散射。因此，可较佳地控制上述阴影图案的位置及形状。
在一些实施例中，显示装置100还可包括非自发光显示介质层(例如：液晶层，但不限于此)LC。非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC设置于第一基板102与第二基板104之间。此外，非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC位于第一像素电极PE1与共同电极CE之间，且位于第二像素电极PE2与共同电极CE之间。如此一来，第一像素电极PE1与共同电极CE可控制位于显示区DR内非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC的分子(例如：液晶分子)的转向。相似地，第二像素电极PE2与共同电极CE可控制位于反射区RR内非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC的分子(例如：液晶分子)的转向。
在一些实施例中，显示装置100还可包括第一偏光层PL1、第二偏光层PL2以及色彩转换层(例如：彩色滤光层，但不限于此)CF。第一偏光层PL1设置于第一基板102远离第二基板104的一侧(例如：外表面)。第二偏光层PL2设置于第二基板104远离第一基板102的一侧(例如：外表面)。换言之，第一基板102与第二基板104位于第一偏光层PL1与第二偏光层PL2之间。在其他实施例中，第一偏光层PL1与第二偏光层PL2也可为金属光栅偏光结构，分别设置于第一基板102与第二基板104的内表面及/或外表面。第一偏光层PL1与第二偏光层PL2可交叠于显示区DR与反射区RR。第一偏光层PL1的极化方向可垂直于第二偏光层PL2的极化方向。在一实施例中，共同电极CE设置于第二基板104与色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF之间，然本发明并不以此为限。色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF也可选择性的设置于第一基板102的内表面(Color filter on array，COA)。色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF在显示区DR内的厚度T1大于在反射区RR内的厚度T2。举例而言，厚度T1与厚度T2的比值范围可为1至2。色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF在第一基板102上的正投影交叠于第一像素电极PE1以及第二像素电极PE2。以另一角度来看，色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF在共同电极CE上的正投影交叠于第一像素电极PE1与第二像素电极PE2在共同电极CE上的正投影。
如此一来，在显示区DR为亮态时，由显示装置100的光源(未示出)发出的显示光L可依序通过位于显示区DR内的第一偏光层PL1、非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC与色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF，且接着穿过第二偏光层PL2。另一方面，由指向性光源模块200投射出的投射光PL可依序通过位于反射区RR内的第二偏光层PL2、色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF与非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC，接着在光反射层RE处发生反射。经反射的投射光PL可依序通过位于反射区RR内的非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC与色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF，且接着穿过第二偏光层PL2而成像于投射面PS上。由此可知，在图2所示的实施例中，用于反射来自于指向性光源模块200的光反射结构是整合于像素结构内。在替代实施例中，当指向性光源包含图像控制功能时，显示装置100可不为含有非自发光显示介质层的液晶显示装置，而可为含有自发光显示介质层的有机发光二极管(OLED)显示装置或微发光二极管(micro-LED)显示装置。换言之，显示装置100中不同种类的自发光显示介质层与非自发光显示介质层可合称为显示介质层。
图3是依照本发明一实施例的显示装置100a的像素P的剖视示意图。图3所示的显示装置100a类似于图1与图2所示的显示装置100，以下仅叙述两者之间的差异，相同或相似处则不再赘述。此外，相同或相似的元件符号代表相同或相似的元件。
请参照图3，显示装置100a包括多个像素P。至少一像素P包括第一次像素SPa、第二次像素SPb、第三次像素SPc以及第四次像素SPd。第一像素电极PEa、第二像素电极PEb以及第三像素电极PEc分别设置于第一次像素SPa、第二次像素SPb、第三次像素SPc中。第四像素电极PEd与光反射层RE设置于第四次像素SPd中。其中，第一次像素SPa、第二次像素SPb与第三次像素SPc为显示区DR，而第四次像素SPd的区域则为反射区RR。举例而言，第一次像素SPa、第二次像素SPb与第三次像素SPc可分别为红光次像素、绿光次像素与蓝光次像素，然本发明并不以此为限。图3与图2的差别在于图3光反射层RE设置于另一次像素(第四次像素SPd)中。换句话说，图3显示区DR与反射区RR位于不同的次像素中，图2显示区DR与反射区RR位于相同次像素中。
在一些实施例中，显示装置100a的非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC位于多个像素电极PEa、PE、PEc、PEd与共同电极CE之间。此外，显示装置100a包括多个色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF1。多个色彩转换层(例如：彩色滤光层CF1)的颜色可彼此不同。
如此一来，在显示区DR为亮态(或做为显示用途)时，由显示装置100a的光源(未示出)发出的显示光L可依序通过多个第一次像素的第一偏光层PL1、第一像素电极、非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC与色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF1，且接着穿过第二偏光层PL2。另一方面，由指向性光源模块200投射出的投射光PL可依序通过位于反射区RR内的第二偏光层PL2与液晶层LC，接着在光反射层RE处发生反射。经反射的投射光PL可通过位于反射区RR内的非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC，且接着穿过第二偏光层PL2而成像于投射面PS上。相似于图2所示的显示装置100，图3所示的显示装置100a的用于反射来自指向性光源模块200的光反射结构也是整合于像素结构内。
图4A是依照本发明一实施例的显示装置100b、指向性光源模块200以及选择式反射装置300的剖视示意图。图4B是图4A显示装置100b与选择式反射装置300的示意图。以简洁起见，图4B仅示出显示装置100b与选择式反射装置300的部分构件。图4A与图4B所示的显示装置100b可替换成图2的显示装置100与图3所示显示装置100a用于图1所示的显示装置100。
请参照图1与图4A，显示装置100b的像素P2包括多个像素电极PE。多个像素电极PE设置于第一基板102的面对于第二基板104的一侧上。共同电极CE设置于第二基板104的面对第一基板102的一侧，且面对多个像素电极PE。非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC设置于第一基板102与第二基板104之间，且位于多个像素电极PE与共同电极CE之间。第一偏光层PL1设置于第一基板102的相对于第二基板104的一侧，而第二偏光层PL2设置于第二基板104的相对于第一基板102的一侧。换言之，第一基板102与第二基板104位于第一偏光层PL1与第二偏光层PL2之间。在其他实施例中，第二偏光层PL2也可设置于第二基板104的面对第一基板102的一侧，且可为金属光栅偏光结构。多个色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF1设置于共同电极CE的一侧。多个色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF1在第一基板102上的正投影分别交叠于多个像素电极PE。多个色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF1的颜色可彼此不同。每一像素电极PE以及与其交叠的第一偏光层PL1、非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC、色彩转换层(例如：彩色滤光层)CF1以及第二偏光层PL2构成一次像素SP2。每一像素P2包括多个次像素SP2。当非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC换成自发光显示介质层时，第一偏光层PL1可省略，第二偏光层PL2可选择性的省略，共同电极CE可选择性的设置于第一基板102或第二基板104其中一者上，则显示装置100b所发出的光L(例如：显示光L1、显示光L2、显示光L3)可从各次像素(例如：次像素SP2)经过第二基板104。
在一些实施例中，显示系统10还可包括选择式反射装置300。选择式反射装置300设置于显示装置100b的显示侧上，其中显示侧即为人眼可视方向。在一些实施例中，选择式反射装置300设置于显示装置100b的第二偏光层PL2的远离第二基板104的一侧。在替代实施例中，第二偏光层PL2设置于第二基板104面对第一基板102的一侧，且选择式反射装置300设置于第二基板104远离第一基板102的一侧。在一些实施例中，选择式反射装置300可包括第三基板302与第四基板304。第三基板302与第四基板304的材料可包括玻璃、石英或柔性有机材质。多个第一电极306与多个第二电极308设置于第三基板302面对第四基板304的一侧。于本实施例中，显示系统10可选择性的还包含另一共同电极CE1可设置于第四基板304的面对于第三基板302的一侧。换言之，多个第一电极306、多个第二电极308以及另一共同电极CE1位于第三基板302与第四基板304之间。第一电极306或第二电极308对应且交叠于显示装置100b的一个次像素SP2。
第一非自发光显示介质层(例如：第一液晶层)LC1设置于第一电极306与共同电极CE1之间，且第二非自发光显示介质层(例如：第二液晶层)LC2设置于第二电极308与共同电极CE1之间。换言之，每一第一非自发光显示介质层(例如：第一液晶层)LC1或第二非自发光显示介质层(例如：第二液晶层)LC2对应于显示装置100b的一个次像素SP2。在一些实施例中，第一非自发光显示介质层(例如：第一液晶层)LC1与非自发光显示介质层(例如：第二液晶层)LC2分别为具有光学活性的固化液晶材料。本文中具有光学活性的”固化液晶材料”意指，在工艺时第一液晶层LC1与第二液晶层LC2即固定其穿透态或反射态并且于选择式反射装置300使用时不再切换。具有光学活性的液晶材料在其液晶分子有特定排列与周期时，可筛选特定的特征波段以及特定旋转偏振态(例如是左旋偏振态或右旋偏振态)的光。举例而言，第一液晶层LC1与第二液晶层LC2分别包括胆固醇液晶。在对第一液晶层LC1与第二液晶层LC2进行固化工艺之前，第一液晶层LC1与第二液晶层LC2可视为具有相同的液晶分子。在对第一液晶层LC1与第二液晶层LC2进行固化时，可通过分别控制第一电极306、第二电极308与共同电极CE1的电压，而使第一液晶层LC1的液晶分子的延伸方向相异于第二液晶层LC2的液晶分子的延伸方向。第一电极306、第二电极308与共同电极CE1的电压可经控制以使第一电极306及共同电极CE1之间的偏压相异于第二电极308及共同电极CE1之间的偏压。在一些实施例中，第一电极306相对于共同电极CE1的偏压的绝对值大于零，且第二电极308相对于共同电极CE1实质上等于零。如此一来，第一液晶层LC1中的液晶分子被固化为沿着实质上沿着显示装置100b的出光面的法线方向延伸，而第二液晶层LC2中的液晶分子被固化为沿着平行于显示装置100b的出光面的方向延伸。于后续使用状态时，第一电极306、第二电极308与共同电极CE1皆不需提供电信号。
如上所述，第一液晶层LC1的液晶分子的延伸方向实质上平行于显示装置100b的出光面的法线方向，此时第一液晶层LC1内的具有光学活性的液晶材料对光的偏振态与波段皆不具有筛选特性。由显示装置100b发出的显示光L1、L2、L3可依序穿过显示装置100b以及选择式反射装置300的第一液晶层LC1。因此，显示装置100b与选择式反射装置300的交叠于第一电极306(或第一液晶层LC1)的部分可作为显示区DR。
第二液晶层LC2的液晶分子的延伸方向实质上平行于显示装置100b的出光面，此时第二液晶层LC2对光的偏振态与波段则具有筛选特性。换言之，由指向性光源模块200投射出的投射光PL可在第二液晶层LC2处被部分地反射。因此，显示装置100b与选择式反射装置300的交叠于第二电极308(或第二液晶层LC2)的部分可作为反射区RR。在此实施例中，反射区RR为反射指向性光源模块200投射出的投射光PL，然显示光L仍可通过反射区RR。在一些实施例中，第二液晶层LC2具有反射右旋偏振态特定波长的特性，则指向性光源模块200投射出的投射光PL经过第一四分之一波长相位延迟层RT1为右旋偏振态，因而在第二液晶层LC2处被反射。显示光L1、L2、L3通过第二四分之一波长相位延迟层RT2后具有左旋转偏振态，而可全部穿透第二液晶层LC2。在一些实施例中，第二液晶层LC2具有反射左旋偏振态特定波长的特性，则指向性光源模块200投射出的投射光PL经过第一四分之一波长相位延迟层RT1为左旋偏振态，因而在第二液晶层LC2处被反射。显示光L1、L2、L3通过第二四分之一波长相位延迟层RT2后具有右旋转偏振态，而可全部穿透第二液晶层LC2。
然在另一些实施例中，也可不设置第二四分之一波长相位延迟层RT2。
请参照图4B，在一些实施例中，各像素P2的多个次像素SP2可分为第一次像素SP2g、第二次像素SP2r与第三次像素SP2b。第一次像素SP2g交叠于第一液晶层LC1，而第二次像素SP2r与第三次像素SP2b分别交叠于第二液晶层LC2b与第二液晶层LC2r。其中，第二液晶层LC2b与第二液晶层LC2r的胆固醇液晶螺距(Pitch)不同，胆固醇液晶螺距(Pitch)可通过固化工艺条件来调整。即第二次像素SP2r与第三次像素SP2b从显示装置100b发出的显示光L1、L2的显示波段(主波长)范围与第二液晶层LC2b与第二液晶层LC2r的反射波段不重叠。举例而言，覆盖于显示装置100b的第二次像素SP2b(举例而言为蓝色次像素)上的第二液晶层LC2r反射红光(或波长大于550nm的光)。覆盖于显示装置100b的红色第三次像素SP2r(举例而言为红色次像素)上的第二液晶层LC2b反射蓝光(或波长小于550nm的光)。在此些实施例中，可避免第二液晶层LC2反射与显示光L1、L2、L3相同光波段。另一方面，第一液晶层LC1可交叠于显示装置100b的第一次像素SP2g(举例而言为绿色次像素)。在其他实施例中，于垂直第一基板102与第二基板104方向上，显示装置100b次像素SP2的主波长范围也可与交叠于第二电极308的第二液晶层LC2的反射波段部分重叠。于优选实施例中，第二次像素SP2b与第三次像素SP2r的显示光L2、L3搭配第二液晶层LC2r、LC2b反射不同的光波段，选择式反射装置300反射显示装置100b的次像素SP2时，不会减少显示装置100b的穿透率。换言之，显示装置100b仍可正常做为显示用途。
在一些实施例中，于部分实施例中，第一四分之一波长相位延迟层RT1设置于指向性光源模块200与选择式反射装置300之间。举例而言，第一四分之一波长相位延迟层RT1可设置于指向性光源模块200的出光面上，或可设置于选择式反射装置300的第四基板304的相对于第三基板302的一侧上，但不限于此。除此之外，一旦固化第一液晶层LC1与第二液晶层LC2之后，可不再对第一电极306、第二电极308以及共同电极CE1施加电压。换言之，在显示系统10的制造期间可对第一电极306、第二电极308以及共同电极CE1施加电压，而在显示系统10的运行期间不需对第一电极306、第二电极308以及共同电极CE1施加电压。
图5是依照本发明一实施例的显示装置100b、指向性光源模块200以及选择式反射装置300a的剖视示意图。图5所示的显示装置100b、指向性光源模块200与选择式反射装置300a相似于图4A与图4B所示的显示装置100b、指向性光源模块200与选择式反射装置300，以下仅叙述差异处，相同或相似处则不再赘述。此外，相同或相似的元件符号代表相同或相似的元件。
请参照图5，第一四分之一波长相位延迟层RT1设置于指向性光源模块200的出光面与选择式反射装置300a之间，且第二四分之一波长相位延迟层RT2设置于选择式反射装置300a与显示装置100b之间。在一些实施例中，第一四分之一波长相位延迟层RT1设置于指向性光源模块200的一出光面上或该非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC3上。在一些实施例中，第二四分之一波长相位延迟层RT2可位于选择式反射装置300a的第三基板302与显装置100b之间。由显示装置100b发出的显示光L经过第二四分之一波长相位延迟层RT2之后所具有的旋转偏振态相异于由指向性光源模块200投射出的投射光PL经过第一四分之一波长相位延迟层RT1之后所具有的旋转偏振态。举例而言，由显示装置100b发出的显示光L经过第二四分之一波长相位延迟层RT2之后可具有左旋偏振态，而由指向性光源模块200投射出的投射光PL经过第一四分之一波长相位延迟层RT1之后具有右旋偏振态。
非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC3可位于第三基板302与第四基板304之间，且覆盖显示装置100b的多个像素P2。非自发光显示介质层(例如：液晶层)LC3包括经固化的具有光学活性的液晶材料，例如是胆固醇液晶。举例而言，在对液晶层LC3进行光固化时，可不在液晶层LC3的相对两侧施加偏压，因此与图4A的差别在于选择式反射装置300a不需设置第一电极306、第二电极308与共同电极CE1。
如此一来，液晶层LC3中的液晶分子被固化为实质上沿着平行于显示装置100b的出光面的方向延伸。此外，液晶层LC3的经固化的液晶分子可反射特定旋转偏振态的特定波段的光，而使另一旋转偏振态的同波段与任意偏振态的其他波段的光通过，投射光PL与经过第一四分之一波长相位延迟层RT1的旋转偏振态相同。举例而言，当液晶层LC3具有反射右旋偏振态的特性，由显示装置100b发出的显示光L经过第二四分之一波长相位延迟层RT2之后可具有左旋偏振态，而可全部穿透液晶层LC3。另一方面，由指向性光源模块200投射出的投射光PL经过第一四分之一波长相位延迟层RT1之后例如是具有右旋偏振态，而液晶层LC3可反射投射光PL，以形成具有左旋偏振态的反射光PL且经成像于投射面PS上。因此，显示装置100b与选择式反射装置300a的交叠于液晶层LC3的各个部分皆可同时作为显示区DR与反射区RR。换言之，显示装置100b及选择式反射装置300a的显示区DR与反射区RR彼此交叠。此外，在本实施例中，液晶层LC3的经固化的液晶分子在显示区DR与反射区RR内的延伸方向相同。
在替代实施例中，显示装置100b可为含有非自发光显示介质层的液晶显示装置、含有自发光显示介质层的有机发光二极管(OLED)显示装置或微发光二极管(micro-LED)显示装置。换言之，显示装置100中不同种类的自发光显示介质层与非自发光显示介质层可合称为显示介质层。
综上所述，本发明实施例的显示系统包括指向性光源模块以及显示装置。显示装置的显示区可播放其所在建筑物外的景象或虚拟的户外风景，且此景象能够随时间、天气与季节而变化。换言之，显示装置能够模拟建筑物的窗户，以作为窗型显示装置。由指向性光源模块投射出的投射光经显示装置的反射区而成像于投射面的影像可显示出对应于显示装置播放的图像的阴影图案。此阴影图案由显示装置所播放的图像朝向建筑物内部延伸，故可类比于窗外光源(例如是日光、月光或灯光)往建筑物内部照射所造成的阴影。基于建构出成像于投射面的阴影图案，且此阴影图案对应于显示装置播放的图像，显示系统可更逼真地呈现出观察者由建筑物内往建筑物外所看到的景色。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其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，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (18)

1.一种显示系统，包括：
一指向性光源模块，以发出一投射光；以及
一显示装置，包括一显示区与一反射区，其中显示区以显示一显示画面，当该投射光照射该显示区与反射区，该投射光通过该反射区于另一平面形成一投影画面，且该显示画面与该投影画面不重叠，
该显示画面与该投影画面不平行。
2.如权利要求1所述的显示系统，其中该显示装置包括多个像素设置于一基板上，各该像素包括多个次像素，各该次像素包括：
一第一像素电极，设置于该基板上；
一第二像素电极，设置于该基板上，且该第一像素电极与该第二像素电极不连接；以及
一光反射层，与该第二像素电极电性连接，其中该第一像素电极位于该显示区内，且该第二像素电极与该光反射层位于该反射区内。
3.如权利要求1所述的显示系统，其中该显示装置包括：
多个像素，各该像素包括一第一次像素与一第二次像素，其中该第一次像素为该显示区，该第二次像素为该反射区；
一第一像素电极，位于该第一次像素中；
一第二像素电极，位于该第二次像素中；以及
一光反射层，位于该第二次像素中。
4.如权利要求2或3所述的显示系统，其中该光反射层的表面的粗糙度小于0.03μm。
5.如权利要求2或3所述的显示系统，其中该显示区的面积对于该反射区的面积的比值为1至20。
6.如权利要求2或3所述的显示系统，其中该指向性光源模块包括一投影装置或一聚光灯。
7.如权利要求1所述的显示系统，还包括：
一选择式反射装置，设置于该显示装置的一显示侧上，且包括：
多个第一电极，交叠于该显示区；
多个第二电极，交叠于该反射区；
一共同电极，面对该些第一电极与该些第二电极，且交叠于该显示区与该反射区；
一第一液晶层，设置于该些第一电极与该共同电极之间；以及
一第二液晶层，设置于该些第二电极与该共同电极之间；以及
一第一四分之一波长相位延迟层，设置于该指向性光源模块与该选择式反射装置之间。
8.如权利要求7所述的显示系统，还包括一第二四分之一波长相位延迟层，设置于该显示装置与该选择式反射装置之间。
9.如权利要求7所述的显示系统，其中该第一液晶层与该第二液晶层分别包括具有光学活性的一固化液晶材料。
10.如权利要求9所述的显示系统，其中该第一液晶层的液晶分子的延伸方向相异于该第二液晶层的液晶分子的延伸方向。
11.如权利要求10所述的显示系统，该显示装置具有多个像素，各该像素包括一第一次像素与一第二次像素，其中该第一次像素为该显示区，该第二次像素为该反射区，其中该第一液晶层位于该显示区，该第二液晶层位于该反射区，且该第一次像素与该第二次像素的光波长范围与经由该固化液晶材料的反射的光波长范围不同。
12.如权利要求1所述的显示系统，其中该显示区与该反射区重叠。
13.如权利要求12所述的显示系统，还包括：
一选择式反射装置，设置于该显示装置的出光面上，且包括一非自发光显示介质层，覆盖该显示装置；
一第一四分之一波长相位延迟层，设置于该指向性光源模块与该选择式反射装置之间；以及
一第二四分之一波长相位延迟层，设置于该显示装置与该选择式反射装置之间。
14.如权利要求13所述的显示系统，其中该第一四分之一波长相位延迟层设置于指向性光源模块的出光面上或第三液晶层上，该第三液晶层包括具有光学活性的一固化液晶材料。
15.如权利要求14所述的显示系统，其中该固化液晶材料在该显示区与该反射区内的分子延伸方向相同。
16.如权利要求7或13所述的显示系统，其中该指向性光源模块包括一投影装置。
17.如权利要求7所述的显示系统，其中，该第一四分之一波长相位延迟层，设置于该指向性光源模块的一出光面上或该选择式反射装置上。
18.如权利要求13所述的显示系统，其中，该第一四分之一波长相位延迟层设置于该指向性光源模块的一出光面上或该非自发光显示介质层上。
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