TW201303461A - 顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置，包括一顯示單元、一觸控單元、一背光單元以及一電泳單元。觸控單元配置於顯示單元的上方。背光單元配置於顯示單元的下方。電泳單元配置於顯示單元上。電泳單元包括一基板、多個顯示電極、至少一儲存電極、一閘極電極以及多個帶電粒子。基板具有一主動區與一周邊區。顯示電極配置於基板的主動區且呈等間距排列。儲存電極配置於基板的周邊區。閘極電極配置於基板的周邊區，且位於顯示電極與儲存電極之間。帶電粒子配置於基板上且具有鏡面反射的特性。

Description

顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種具有鏡面反射功能的顯示裝置。
隨著科技的日益發達，行動電話(mobile phone)、數位相機(digital camera)、數位攝影機(digital video camera)、筆記型電腦(notebook)以及桌上型電腦等數位化工具無不朝向更便利、多功能且美觀的方向發展。在使用這些資訊產品時，顯示面板是不可或缺的人機溝通界面，透過顯示面板的顯示功能，使用者在產品的操作上更為便利。
就實用性而言，顯示面板若能加上鏡面反射的效果，必定能夠擴展顯示器的應用範圍。目前，美國專利第7,636,195號中提出在顯示器中，利用具有偏光效果的鏡子(意即偏光鏡)來使顯示器可同時達到提供顯示與鏡面的功能。然而，此設計中顯示區與鏡面區的面積比例為固定不變，因此使用者無法依據需求而自行調整顯示區與鏡面區的面積比例。再者，由於背光模組所發出的光需多經過一個偏光鏡，而其將導致整體顯示器之顯示品質下降。因此，如何使顯示器兼具有鏡面功能又能兼顧顯示品質，則為目前顯示器的一大課題。
本發明提供一種顯示裝置，其兼具有鏡面反射功能又具有良好的顯示品質。
本發明提出一種顯示裝置，其包括一顯示單元、一觸控單元、一背光單元以及一電泳單元。觸控單元配置於顯示單元的上方。背光單元配置於顯示單元的下方。電泳單元配置於顯示單元上。電泳單元包括一基板、多個顯示電極、至少一儲存電極、一閘極電極以及多個帶電粒子。基板具有一主動區以及一與主動區相連接的周邊區。顯示電極配置於基板的主動區且呈等間距排列。儲存電極配置於基板的周邊區。閘極電極配置於基板的周邊區，且位於顯示電極與儲存電極之間。帶電粒子配置於基板上且具有鏡面反射的特性。
在本發明之一實施例中，上述之顯示電極、儲存電極與閘極電極為同一膜層。
在本發明之一實施例中，上述之顯示電極、儲存電極與閘極電極的材質皆為透明導電材料。
在本發明之一實施例中，上述之每一帶電粒子包括一球狀間隙物、一金屬層以及一帶電的高分子聚合物。金屬層包覆球狀間隙物。帶電的高分子聚合物包覆金屬層。
在本發明之一實施例中，上述之每一帶電粒子包括一奈米金屬粒子以及一官能基。奈米金屬粒子的粒徑小於100奈米。官能基連接於奈米金屬粒子的表面。
在本發明之一實施例中，上述當帶電粒子分佈於基板的主動區且完全位於顯示電極的上方時，顯示裝置呈現一完全鏡面反射狀態。
在本發明之一實施例中，上述當帶電粒子分佈基板的主動區且位於局部顯示電極的上方時，顯示裝置呈現一局部顯示與局部鏡面反射狀態。
在本發明之一實施例中，上述當帶電粒子分佈基板的周邊區且完全位於儲存電極的上方時，顯示裝置呈現一完全顯示狀態。
在本發明之一實施例中，上述顯示裝置更包括一上偏振片以及一下偏振片。上偏振片配置於顯示單元上，且位於觸控單元與顯示單元之間。下偏振片配置於電泳單元上，且位於電泳單元與背光單元之間。
在本發明之一實施例中，上述之電泳單元配置於顯示單元與背光單元之間。
在本發明之一實施例中，上述之電泳單元配置於觸控單元與顯示單元之間。
在本發明之一實施例中，上述電泳單元更包括一對向基板，配置於基板的上方，且鄰近觸控單元。
在本發明之一實施例中，上述電泳單元更包括一對向基板，配置於基板的下方，且鄰近背光單元。
基於上述，由於本發明之電泳單元中具有多個帶電粒子，且這些帶電粒子具有鏡面反射的特性。因此，使用者可依據使用需求而自行調整壓差來改變這些帶電粒子的分佈，以使顯示裝置呈現完全顯示狀態、局部顯示與局部鏡面反射狀態以及完全鏡面反射狀態等三種不同的型態。如此一來，本發明之顯示裝置可在不影響顯示品質的情況下，兼具有鏡面反射的功能。再者，由於本發明之電泳單元中具有多個顯示電極，易於控制電場變化，因此可避免這些帶電粒子產生分佈不均與移動速度慢的問題。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A為本發明之一實施例之一種顯示裝置的剖面示意圖。圖1B為圖1A之一實施例之一種帶電粒子的放大示意圖。圖1C為圖1A之另一實施例之一種帶電粒子的放大示意圖。請先參考圖1A，在本實施例中，顯示裝置100包括一顯示單元110、一觸控單元120、一背光單元130以及一電泳單元140。其中，觸控單元120配置於顯示單元110的上方，而背光單元130配置於顯示單元110的下方，且電泳單元140配置於顯示單元110與背光單130元之間。
詳細來說，觸控單元120例如是一電阻式觸控面板、一電容式觸控面板、一光學式觸控面板、一聲波式觸控面板或一電磁式觸控面板，本實施例對此不作任何限制。顯示單元110包括一第一基板112、一第二基板114以及一位於第一基板112與第二基板114之間的液晶層116。舉例來說，在本實施例中，顯示單元110為一液晶顯示面板，其中第一基板112例如是一主動元件陣列基板，而第二基板114例如是一彩色濾光基板。在此必須說明的是，於此並不限定液晶顯示面板的型態，其可例如是多域垂直配向式(multi-domain vertical alignment,MVA)液晶顯示面板、扭轉向列型(Twisted Nematic,TN)液晶顯示面板或邊際場切換式(fringe field switching,FFS)液晶顯示面板，但所選用之液晶顯示面板必須要呈現一正常白(normally white)的模式。此外，背光單元130例如是一直下式背光模組或一側邊入光式背光模組。
電泳單元140配置於顯示單元110與背光單元130之間，其中電泳單元140包括一基板142、多個顯示電極144a(圖1A中僅示意地繪示四個)、至少一儲存電極144b(圖1A中僅示意地繪示一個)、一閘極電極144c、多個帶電粒子146以及一透明流體147。更具體來說，基板142具有一主動區142a以及一與主動區142a相連接的周邊區142b。這些顯示電極144a配置於基板142的主動區142a且呈等間距排列。儲存電極144b配置於基板142的周邊區142b。閘極電極144c配置於基板142的周邊區142b，且位於這些顯示電極144a與儲存電極144b之間。於此，這些顯示電極144a、儲存電極144b與閘極電極144c屬於同一膜層，且這些顯示電極144a、儲存電極144b與閘極電極144c的材質皆為透明導電材料。這些帶電粒子146配置於基板142上且具有鏡面反射的特性。透明流體147配置於基板142與第一基板112之間，且覆蓋基板142、這些顯示電極144a、儲存電極144b、閘極電極144c與這些帶電粒子146。
詳細來說，請參考圖1B，每一帶電粒子146包括一球狀間隙物146a、一金屬層146b以及一帶電的高分子聚合物146c。其中，金屬層146b包覆球狀間隙物146a的表面，以使球狀間隙物146a具有鏡面反射的效果，而帶電的高分子聚合物146c包覆金屬層146b，以使球狀間隙物146a具有電性。在本實施例中，金屬層146b例如是一銀層，而帶電的高分子聚合物146c例如是一帶正電的高分子聚合物或一帶負電的高分子聚合物。
此外，請再參考圖1A，在本實施例中，顯示裝置100更包括一上偏振片150以及一下偏振片160。上偏振片150配置於顯示單元110上，且位於觸控單元120與顯示單元110之間。下偏振片160配置於電泳單元140上，且位於電泳單元140與背光單元130之間。
值得一提的是，本發明並不限定帶電粒子146的型態，雖然此處所提及的帶電粒子146是由球狀間隙物146a、金屬層146b以及帶電的高分子聚合物146c所組成。但，於其他實施例中，請參考圖1C，每一帶電粒子148亦可由奈米金屬粒子148a與官能基148b所組成，其中奈米金屬粒子148a具有鏡面反射的效果，且奈米金屬粒子148a的粒徑小於100奈米，而官能基148b連接於奈米金屬粒子148a的表面，以使得奈米金屬粒子148a兼具有帶電性。因此，圖1B所繪示之帶電粒子146為舉例說明，並非限定本發明。以下將以帶電粒子146為例進行說明。
以下將詳細說明當這些帶電粒子146分佈於電泳單元140之基板142的不同區域時(例如是主動區142a與周邊區142b)時，顯示裝置100所呈現的狀態。圖2為圖1A之顯示裝置呈現完全顯示狀態的剖面示意圖。圖3為圖1A之顯示裝置呈現完全鏡面反射狀態的剖面示意圖。圖4為圖1A之顯示裝置呈現局部顯示與局部鏡面反射狀態的剖面示意圖。簡言之，本實施例是透過觸控單元120所傳達的訊號控制電場，以產生電壓差來調整這些帶電粒子146的分佈，而使得顯示器100呈現完全顯示狀態、局部顯示與局部鏡面反射狀態以及完全鏡面反射狀態等三種不同的型態。
詳細來說，請參考圖2，當這些帶電粒子146因為電壓差而全部聚集在基板142的周邊區142b且完全位於儲存電極144b的上方時，此時顯示裝置100可呈現一完全顯示狀態。請參考圖3，當這些帶電粒子146因為電壓差而移動至基板142的主動區142a且完全位於顯示電極144a的上方時，此時顯示裝置100可呈現一完全鏡面反射狀態。請參考圖4，當這些帶電粒子146因為電壓差而移動至基板142的主動區142a且位於局部顯示電極144a上時，此時具有這些帶電粒子146的區域可呈現鏡面反射狀態，而沒有這些帶電粒子146的區域則可呈現顯示狀態。也就是說，此時的顯示裝置100呈現一局部顯示與局部鏡面反射狀態。
由於本實施例之電泳單元140中具有這些帶電粒子146，且這些帶電粒子146具有鏡面反射的特性。因此，當觸控單元120所傳達的訊號控制電場，以產生電壓差而驅動這些帶電粒子146產生移動時，這些帶電粒子146的分佈可使顯示裝置100呈現完全顯示狀態、局部顯示與局部鏡面反射狀態以及完全鏡面反射狀態等三種不同的型態。使用者可依據上述之機制而調整顯示區(意即沒有這些帶電粒子146分佈的區域)與鏡面反射區(意即具有這些帶電粒子146分佈的區域)的面積比例，來符合使用需求。相較於習知技術而言，本實施例之顯示器100可依據使用者的使用需求而自行調整顯示區與鏡面反射區的面積比例，如此一來，可有效提升顯示器100的應用範圍。
再者，本實施例是透過這些帶電粒子146的分佈，來使顯示裝置100呈現完全顯示狀態、局部顯示與局部鏡面反射狀態以及完全鏡面反射狀態等三種不同的型態。相較於習知採用偏光鏡而言，本實施例之顯示器100可在不影響顯示品質的情況下，兼具有鏡面反射的功能。此外，由於本發明之電泳單元140中具有這些顯示電極144a，易於控制電場變化，因此可避免這些帶電粒子146產生分佈不均與移動速度慢的問題。
以下將再利用二個不同之實施例來說明顯示裝置100a、100b。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖5為本發明之另一實施例之一種顯示裝置的剖面示意圖。請參考圖5，本實施例之顯示裝置100a相似於圖1A之顯示裝置100，差異之處僅在於：本實施例之顯示裝置100a的電泳單元140a是配置於觸控單元120與顯示單元110之間，且電泳單元140a更包括一對向基板149a，其中對向基板149a配置於基板142的上方，且鄰近觸控單元120。
圖6為本發明之又一實施例之一種顯示裝置的剖面示意圖。請參考圖6，本實施例之顯示裝置100b相似於圖1A之顯示裝置100，差異之處僅在於：本實施例之顯示裝置100b的電泳單元140b更包括一對向基板149b，其中對向基板149b配置於基板110的下方，且鄰近背光單元130。在此必須說明的是，於其他實施例中，由於電泳單元140b位於顯示單元110與背光單元130之間，且電泳單元140b配置於顯示單元110上。因此，電泳單元140b亦可與顯示單元110共用一個基板，意即可將電泳單元140b的這些顯示電極144a、儲存電極144b、閘極電極144c可製作於顯示單元110的第一基板112上，如此一來，可減少顯示裝置100b的製作成本。
圖7繪示圖1A之顯示裝置之電泳單元從完全鏡面反射狀態轉換成完全顯示狀態之驅動過程的示意圖。如第7圖所示，初始之儲存電極144b與這些顯示電極144a之電壓為0伏特，而閘極電極144c為3伏特，將這些帶電粒子146維持在這些顯示電極144a上。此時顯示裝置100呈現一完全鏡面反射狀態。接著，使儲存電極144b與閘極電極144c分別為0伏特與3伏特，且分別提供9伏特、無訊號、無訊號、與15伏特給四個這些顯示電極144a。據此，本實施例可利用最遠離閘極電極144c的顯示電極144a與閘極電極144c之間的電壓差所形成的電場，且利用閘極電極144c與儲存電極144b之間的電壓差所形成的電場，將這些帶電粒子146驅動至儲存電極144b上。此時，顯示裝置100已由完全鏡面反射狀態轉換成一完全顯示狀態，請參考圖2。
圖8繪示圖1A之顯示裝置之電泳單元從完全顯示狀態轉換成完全鏡面反射狀態之驅動過程的示意圖。如第8圖所示，初始之儲存電極144b與這些顯示電極144a之電壓為0伏特，而閘極電極144c之電壓為3伏特，將這些帶電粒子146維持於儲存電極144b上。此時，顯示裝置100呈現一完全顯示狀態。接著，使儲存電極144b與閘極電極144c為0伏特，並分別提供-6伏特、-9伏特、-12伏特、與-15伏特給四個顯示電極144a，其中較靠近閘極電極144c的顯示電極144a具有較高的電壓，而較遠離閘極電極144c的顯示電極144a具有較低的電壓。據此，本實施例可利用儲存電極144b與這些顯示電極144a之間的電壓差所形成的電場，將這些帶電粒子146驅動至這些顯示電極144a上。再者，本實施例可利用相鄰兩個的這些顯示電極144a之間的電壓差所形成的電場，協助將這些帶電粒子146均勻分布於四個顯示電極144a上。之後，使閘極電極144c之電壓為3伏特，並使其餘的這些顯示電極144a與儲存電極144b之電壓為0伏特，藉此將這些帶電粒子146維持於這些顯示電極144a上。此時，顯示裝置100已由完全顯示狀態轉換成一完全鏡面反射狀態，請參考圖3。
綜上所述，由於本發明之電泳單元中具有多個帶電粒子，且這些帶電粒子具有鏡面反射的特性。因此，使用者可依據使用需求而自行調整壓差來改變這些帶電粒子的分佈，以使得顯示裝置呈現完全顯示狀態、局部顯示與局部鏡面反射狀態以及完全鏡面反射狀態等三種不同的型態。如此一來，本發明顯示裝置可在不影響顯示品質的情況下，兼具有鏡面反射的功能。再者，由於本發明之電泳單元中具有多個顯示電極，易於控制電場變化，因此可避免這些帶電粒子產生分佈不均與移動速度慢的問題。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、100a、100b．．．顯示裝置
110．．．顯示單元
112．．．第一基板
114．．．第二基板
116．．．液晶層
120．．．觸控單元
130．．．背光單元
140、140a、140b．．．電泳單元
142．．．基板
142a．．．主動區
142b．．．周邊區
144a．．．顯示電極
144b．．．儲存電極
144c．．．閘極電極
146、148．．．帶電粒子
146a．．．球狀間隙物
146b．．．金屬層
146c．．．帶電的高分子聚合物
147．．．透明流體
148a．．．奈米金屬粒子
148b．．．官能基
149a、149b．．．對向基板
150．．．上偏振片
160．．．下偏振片
P1．．．第一位置
P2．．．第二位置
P3．．．第三位置
圖1A為本發明之一實施例之一種顯示裝置的剖面示意圖。
圖1B為圖1A之一實施例之一種帶電粒子的放大示意圖。
圖1C為圖1A之另一實施例之一種帶電粒子的放大示意圖。
圖2為圖1A之顯示裝置呈現完全顯示狀態的剖面示意圖。
圖3為圖1A之顯示裝置呈現完全鏡面反射狀態的剖面示意圖。
圖4為圖1A之顯示裝置呈現局部顯示與局部鏡面反射狀態的剖面示意圖。
圖5為本發明之另一實施例之一種顯示裝置的剖面示意圖。
圖6為本發明之又一實施例之一種顯示裝置的剖面示意圖。
圖7繪示圖1A之顯示裝置之電泳單元從完全鏡面反射狀態轉換成完全顯示狀態之驅動過程的示意圖。
圖8繪示圖1A之顯示裝置之電泳單元從完全顯示狀態轉換成完全鏡面反射狀態之驅動過程的示意圖。
100．．．顯示裝置
110．．．顯示單元
112．．．第一基板
114．．．第二基板
116．．．液晶層
120．．．觸控單元
130．．．背光單元
140．．．電泳單元
142．．．基板
142a．．．主動區
142b．．．周邊區
144a．．．顯示電極
144b．．．儲存電極
144c．．．閘極電極
146．．．帶電粒子
147．．．透明流體
150．．．上偏振片
160．．．下偏振片

Claims (13)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示單元；一觸控單元，配置於該顯示單元的上方；一背光單元，配置於該顯示單元的下方；以及一電泳單元，配置於該顯示單元上，該電泳單元包括：一基板，具有一主動區以及一與該主動區相連接的周邊區；多個顯示電極，配置於該基板的該主動區且呈等間距排列；至少一儲存電極，配置於該基板的該周邊區；一閘極電極，配置於該基板的該周邊區，且位於該些顯示電極與該儲存電極之間；以及多個帶電粒子，配置於該基板上且具有鏡面反射的特性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該些顯示電極、該儲存電極與該閘極電極為同一膜層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該些顯示電極、該儲存電極與該閘極電極的材質皆為透明導電材料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中各該帶電粒子，包括：一球狀間隙物；一金屬層，包覆該球狀間隙物；以及一帶電的高分子聚合物，包覆該金屬層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中各該帶電粒子，包括：一奈米金屬粒子，其中該奈米金屬粒子的粒徑小於100奈米；以及一官能基，連接於該奈米金屬粒子的表面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中當該些帶電粒子分佈於該基板的該主動區且完全位於該些顯示電極的上方時，該顯示裝置呈現一完全鏡面反射狀態。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中當該些帶電粒子分佈該基板的該主動區且位於局部該些顯示電極的上方時，該顯示裝置呈現一局部顯示與局部鏡面反射狀態。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中當該些帶電粒子分佈該基板的該周邊區且完全位於該儲存電極的上方時，該顯示裝置呈現一完全顯示狀態。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，更包括：一上偏振片，配置於該顯示單元上，且位於該觸控單元與該顯示單元之間；以及一下偏振片，配置於該電泳單元上，且位於該電泳單元與該背光單元之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該電泳單元配置於該顯示單元與該背光單元之間。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該電泳單元配置於該觸控單元與該顯示單元之間。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之顯示裝置，其中該電泳單元更包括一對向基板，配置於該基板的上方，且鄰近該觸控單元。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該電泳單元更包括一對向基板，配置於該基板的下方，且鄰近該背光單元。
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