CN201662669U

CN201662669U - 液晶显示器

Info

Publication number: CN201662669U
Application number: CN2010201691837U
Authority: CN
Inventors: 张照松
Original assignee: CPTF Optronics Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPTF Optronics Co Ltd
Priority date: 2010-04-24
Filing date: 2010-04-24
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2020-04-24

Abstract

本实用新型提供一种液晶显示器，其包括一白光光源、一液晶显示面板、以及一电致变色单元。其中，白光光源是具有一出光面，而液晶显示面板是设置于白光光源的出光面上。此外，电致变色单元是设置于白光光源的出光面上，其中电致变色单元依序呈现不同颜色。本实用新型可以全面使用白色光源，将任一颜色的亮度提高为约先前技术的三倍，具有较好的使用价值。

Description

液晶显示器

技术领域

本实用新型是关于一种液晶显示器，尤指一种使用白色光源搭配电致变色单元并利用色序法实现彩色显示的液晶显示器。

背景技术

液晶显示器中显示色彩的混色(color mixture)方式，可以分为空间混色和时间混色两种。空间混色为目前液晶显示器主要的混色方式，以薄膜晶体管液晶显示器(Thin Field Transistor Liquid Crystal Display, TFT-LCD)为例，每一显示画素均由红(R)、绿(G)、蓝(B)三个子画素所构成，且红、绿、蓝子次画素均具有分别对应的红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片。藉由各显示画素的红、绿、蓝子画素的混色，可使人类的视觉系统观看到彩色的显示画面。时间混色为一种不需使用彩色滤光片的混色方式，其利用色序法(Color Sequential Method)，让红、绿、蓝的光源分别依序在三个不同时间通过液晶显示面板来进行混色，藉由人眼的视觉暂留(photogene)现象，让人类的视觉系统感知混色的效果。因此，时间混色的色序法具有下列优点：1、相较传统有彩色滤光片的液晶显示器须由三个红、绿、蓝色子画素组成一个画素，使用色序法的液晶显示器的画素将可缩小，而提高液晶显示器解析度，或维持原解析度而减少薄膜晶体管基板的成本。2、由于无需设置彩色滤光片，因而将降低液晶显示器的生产成本。

然而，使用色序法的液晶显示器不是依靠彩色虑光片，而是利用红、绿、蓝三色背光混色，其中红、绿、蓝的光源一般为发光二极管光源。因此。各色的背光面积就只能占三分之一，而非整面，可能造成背光的颜色不均。同时，与全部使用白色背光的液晶显示器相较，使用色序法的液晶显示器的辉度也只有其三分之一。此外，色序法的颜色必须用各色背光源去混合，无法直接利用外界的白光做为其光源。因此，习知使用色序法的液晶显示器一般仅应用于穿透式，而无法应用于反射式液晶显示器(Reflective LCD Device)或半穿透半反射式液晶显示器(Transflective LCD Device)。

发明内容

本实用新型的目的之一在于提供一种液晶显示器，以解决上述习知技术所面临的问题与限制。

本实用新型的一较佳实施例提供一种液晶显示器。上述液晶显示器包括一白光光源、一液晶显示面板、以及一电致变色单元。其中，白光光源是具有一出光面，而液晶显示面板是设置于白光光源的出光面上。此外，电致变色单元是设置于白光光源的出光面上，其中电致变色单元依序呈现不同颜色。

本实用新型的液晶显示器，是利用白色光源搭配电致变色单元，来完成色序法的混色显示。相较于先前技术使用三种不同颜色的发光二极管光源进行混色，本实用新型可以全面使用白色光源，将任一颜色的亮度提高为约先前技术的三倍。此外，本实用新型的液晶显示器，可以是应用色序法的半穿透半反射式液晶显示器，以有效利用环境光源。

附图说明

图1绘示了本实用新型第一较佳实施例的液晶显示器的结构示意图。

图2绘示了本实用新型第一较佳实施例的第一电致变色薄膜的结构示意图。

图3绘示了本实用新型第二较佳实施例的液晶显示器的结构示意图。

图4绘示了本实用新型第三较佳实施例的液晶显示器的结构示意图。

【主要组件符号说明】

10, 30, 40 液晶显示器 12 白光光源

121 出光面 14, 44 液晶显示面板

141, 441 透明基板 142, 442 数组基板

143, 443 液晶层 144, 444 共通电极

145, 445 画素电极 100 画素区

16 电致变色单元 161 第一电致变色薄膜

162 第二电致变色薄膜 163 第三电致变色薄膜

102 穿透区 104 反射区

446 反射电极 447 间隙层

1611 第一透明导电层 1612 电致变色层

1613 电解质层 1614 辅助电极层

1615 第二透明导电层。

具体实施方式

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包括」是为一开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。为了简化说明并便于比较各实施例的相异处，在下文的各实施例，对于相同组件使用相同组件标注。另外，需注意的是图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

请参考图1，图1绘示了本实用新型第一较佳实施例的液晶显示器10的结构示意图。如第1图所示，第一较佳实施例的液晶显示器10包括一白光光源12、一液晶显示面板14、以及一电致变色单元16。在第一较佳实施例中，白光光源12可以是一白光背光模块，例如由复数个白光发光二极管组成，但不以此为限，而可为其它各式光源，例如一冷阴极荧光灯管。另外，白光光源12所发生的白光的波长范围大体上可以介于380奈米至770奈米之间，以提供液晶显示器10显示画面时所需的光线，但不以此为限，而可以依照产品需求进行调整。此外，白光光源12所产生的白光(如图中的箭号所示)是由出光面121射出，且出光面121上另设置其它光学组件(图未示)，例如扩散板、棱镜片、或增光膜等，以提升白光光源12的强度与均匀度。再者，液晶显示面板14是设置于白光光源12的出光面121上。如第1图所示，液晶显示面板14包括一透明基板141、一数组基板142、与一液晶层143，其中数组基板142与透明基板141相对设置，而液晶层143则设置于数组基板142与透明基板141之间。另外，数组基板142可以定义有复数个画素区100，且图式中以一个画素区100为例进行说明。在画素区100中，一画素电极145可以设置于数组基板142上，而一共通电极144可以设置于透明基板141上。此外，在画素区100中，液晶层143是设置于共通电极144与画素电极145之间。据此，利用调整画素电极145与共通电极144之间的电压差，可以控制各画素区100的液晶层143的透光程度，进而显示具有不同图案与灰阶的画面。但是，本实用新型的液晶显示面板14并不以上述实施例为限，而可为其它适合的配置方式，并且可以包括其它适合的组件。值得注意的是，习知的液晶显示面板一般会包括彩色滤光片，但本实用新型的液晶显示面板14，因具有电致变色单元16，可以不需要彩色滤光片。

此外，电致变色单元16是设置于白光光源12的出光面121上，更明确的说，在第一较佳实施例中，电致变色单元16是设置于液晶显示面板14与白光光源12之间。另外，电致变色单元16可以依序呈现不同颜色。如第1图所示，电致变色单元16包括一第一电致变色薄膜161、一第二电致变色薄膜162、与一第三电致变色薄膜163。其中，第一电致变色薄膜161可以具有一透明状态与一第一色状态。同样的，第二电致变色薄膜162可以具有一透明状态与一第二色状态，而第三电致变色薄膜143具有一透明状态与一第三色状态。在第一较佳实施例中，第一色可以是红色，第二色可以是绿色，第三色可以是蓝色。据此，本实用新型可以依照色序法的原理，利用电致变色单元16依序呈现红色、绿色、与蓝色。举例来说，首先电致变色单元16的第一电致变色薄膜161是为第一色(在本实施例中为红色)状态，而电致变色单元16的第二电致变色薄膜162与第三电致变色薄膜163则为透明状态，在此状况下，第一电致变色薄膜161可发挥红色滤光片的作用，使通过第一电致变色薄膜161的白光形成红光。接着，电致变色单元16的第二电致变色薄膜162调整为第二色(在本实施例中为绿色)状态，而电致变色单元16的第一电致变色薄膜161则调整为透明状态，且第三电致变色薄膜163维持透明状态，在此状况下，第二电致变色薄膜162可发挥绿色滤光片的作用，使通过第一电致变色薄膜161的白光形成绿光。随后，电致变色单元16的第三电致变色薄膜163调整为第三色(在本实施例中为蓝色)状态，而电致变色单元16的第二电致变色薄膜162则调整为透明状态，且第一电致变色薄膜161维持透明状态，在此状况下，第三电致变色薄膜163可发挥蓝色滤光片的作用，使通过第三电致变色薄膜163的白光形成蓝光。之后，依照此顺序反复的切换颜色。因此，相较于先前技术使用三种不同颜色的发光二极管光源进行混色，本实用新型可以全面使用白色光源，将任一颜色的亮度提高为使用三种颜色光源的显示器的三倍。

然而，本实用新型的电致变色单元16并不以上述实施例为限。例如，电致变色单元16的电致变色薄膜的层数，并不限定于上述实施例的三层电致变色薄膜，而可以具有单层或是多层的电致变色薄膜。另外，每一电致变色薄膜的颜色状态，并不限定于各只切换单一颜色状态及透明状态。换句话说，电致变色单元16可以具有多层的电致变色薄膜，亦或是依照每一电致变色薄膜的材料特性，使电致变色薄膜具有一透明状态与两个颜色以上的状态。因此，本实用新型可以利用三种以上的颜色，搭配色序法进行混色。

以下将针对电致变色单元的各电致变色薄膜的结构与材料进行说明。请参考图2，图2绘示了本实用新型第一较佳实施例的第一电致变色薄膜161的结构示意图。第一电致变色薄膜161包括一第一透明导电层1611、一电致变色层1612、一电解质层1613、一辅助电极层1614、一第二透明导电层1615。其中，电致变色层1612于不同电压差下，可以依电致变色层1612的材料的氧化还原型态而呈现不同的颜色。电解质层1613的材料，可以选择具有较快离子移动速--的材料，例如氢离子、或锂离子等。辅助电极层1614则可以是一离子储存层，用来储存变色反应过程所需的离子。第一透明导电层1611与第二透明导电层1615则可以是一铟锡氧化物(ITO)层，但不以此为限。此外，可以将电致变色材料附着在多孔性薄膜(图未示)上，以增加电致变色材料的表面积，进而提升电至变色的效率。同样的，第二电致变色薄膜162与第三电致变色薄膜163的结构，也可以相同于第一电致变色薄膜161的结构，但不以此为限，而可以依照不同电致变色材料进行调整。另外，以下将举例说明本实用新型用来呈现不同颜色的电致变色材料。于红色方面，PEDOP中性态为红色，氧化态为接近透明的亮蓝色，或使用N-丙磺基-丙烯二氧吡咯(N-propanesulfonate propylene dioxypyrrole, N-PrS ProDOP)在中性态时为透明无色，而在其它态藉由共聚合或控制支链官能基可以为红色。于绿色方面，聚苯胺(polyaniline)在中性态时为透明无色，而在氧化态时为绿色。于蓝色方面，三氧化钨(WO₃)、三氧化钼(MoO₃)、五氧化二铌(Nb₂O₅)、PProDOT、或二氧化钛(TiO₂)等材料在氧化态时为透明无色，而在还原态时为蓝色。

请参考图3，图3绘示了本实用新型第二较佳实施例的液晶显示器30的结构示意图。由于本实用新型第二较佳实施例的液晶显示器30的各组件大体上与第一较佳实施例的液晶显示器10的各组件相同，请参考前文所述，在此不再赘述，并且相同组件使用相同组件标注。如图3所示，第二较佳实施例与第一较佳实施例的差异在于，第二较佳实施例的液晶显示面板14是设置于电致变色单元16与白光光源12之间。据此，白色光源12所发出的光线，同样可以经过电致变色单元16。另外，可以如前文所述，依照色序法的原理，依序呈现红色、绿色与蓝色。因此，液晶显示器30可以全面使用白色光源，将任一颜色的亮度提高为约使用三种颜色光源的显示器的三倍。

此外，本实用新型可以应用于半穿透半反射式液晶显示器。请参考图4，图4绘示了本实用新型第三较佳实施例的液晶显示器40的结构示意图。同样的，与第一较佳实施例相同的组件，将使用相同组件标注，并且不再赘述，请参考前文所述。如图4所示，第三较佳实施例的液晶显示器40包括一白光光源12、一液晶显示面板44、以及一电致变色单元16。液晶显示面板44包括一透明基板441、一数组基板442、与一液晶层443。其中，数组基板442可以定义有复数个画素区100，且各画素区100可以定义有一穿透区102与一反射区104。此外，一画素电极445是设置于画素区100的穿透区102内，而一反射电极446是设置于画素区100的反射区104内。另外，一共通电极444设置于透明基板441上。据此，液晶层462于穿透区102与反射区104的透光程度，可以利用液晶层462两侧的电压差来调整，以显示具有不同图案与灰阶的画面。此外，可以于反射电极446下方设置一间隙层447，来调整液晶层462的间隙。藉由间隙层447的设置，会使得液晶层443在反射区104的间隙小于在穿透区102的间隙，使光线通过穿透区102与反射区104时具有相同的相位差。

此外，如图4所示，液晶显示面板44是设置于电致变色单元16与白光光源12之间。当环境光线充足时，本实用新型的液晶显示器40可以不开启白光光源12，而利用环境光线于反射区104的反射光线作为显示画面的光源。当环境光线不充足时，本实用新型的液晶显示器40可以开启白光光源12，同时利用白光光源12提供穿透区102显示画面的光源，以及利用环境光线提供反射区104显示画面的光源。值得注意的是，不论是提供穿透区102光源的白光光源12或提供反射区104光源的反射光线，皆会经过电致变色单元16。因此，可以如前文所述，依照色序法的原理，使通过电致变色单元16的光线依序呈现红色、绿色、与蓝色。据此，本实用新型第三较佳实施例的液晶显示器40不但可以全面使用白色光源，将任一颜色的亮度提高为约使用三种颜色光源的显示器的三倍，而且可以善用外界的环境光源，有效的节省电力。

综上所述，本实用新型的液晶显示器，是利用白色光源搭配电致变色单元，来完成色序法的混色显示。相较于先前技术使用三种不同颜色的发光二极管光源进行混色，本实用新型可以全面使用白色光源，将任一颜色的亮度提高为约先前技术的三倍。此外，本实用新型的液晶显示器，可以是应用色序法的半穿透半反射式液晶显示器，以有效利用环境光源，达到节省电力的效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims

1.一种液晶显示器，其特征在于包括：

一白光光源，该白光光源具有一出光面；

一液晶显示面板，设置于该白光光源的该出光面上；以及

一电致变色单元，设置于该白光光源的该出光面上，其中该电致变色单元依序呈现不同颜色。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：其中该电致变色单元包括一第一电致变色薄膜，且该第一电致变色薄膜具有一透明状态与一第一色状态。

3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：其中该电致变色单元包括一第二电致变色薄膜，且该第二电致变色薄膜具有一透明状态与一第二色状态。

4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：其中该电致变色单元包括一第三电致变色薄膜，且该第三电致变色薄膜具有一透明状态与一第三色状态。

5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：其中该电致变色单元是设置于该液晶显示面板与该白光光源之间。

6.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：其中该液晶显示面板是设置于该电致变色单元与该白光光源之间。

7.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：其中该液晶显示面板包括：

一透明基板；

一数组基板，与该透明基板相对设置；

一液晶层，设置于该透明基板与该数组基板之间。

8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于：其中该数组基板定义有复数个画素区，且各画素区具有一穿透区与一反射区。

9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于：其中该液晶显示面板包括一画素电极，设置于该穿透区内。

10.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于：其中该液晶显示面板包括一反射电极，设置于该反射区内。