TW201732397A - 顯示裝置 - Google Patents

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TW201732397A
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TW
Taiwan
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color
liquid crystal
substrate
display device
adjustment pattern
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TW106105395A
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English (en)
Inventor
張潤
盧南錫
朴乘範
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三星顯示器有限公司
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Abstract

本發明提供一種顯示裝置包含：複數個像素；包含設置在複數個像素中之像素的像素電極的第一基板；面對第一基板且包含設置在複數個像素中的像素的色彩調整圖樣及設置在色彩調整圖樣上的共用電極的第二基板；以及插入在第一基板與第二基板之間且包含液晶與二向性染料的液晶層，其中複數個像素包含配置以顯示第一色彩的第一色彩像素、以及配置以顯示與第一色彩不同之第二色彩的第二色彩像素，且色彩調整圖樣包含設置在第一色彩像素的第一色彩調整圖樣以及設置在第二色彩像素的第二色彩調整圖樣。

Description

顯示裝置
本文的申請案主張於2016年2月17日向韓國智慧財產局提交之韓國專利申請號No.10-2016-0018272之優先權，其全部內容在此引入以作為參考。
本發明關於一種顯示裝置，且更具體而言，關於包含液晶層的顯示裝置。
液晶顯示(LCD)裝置係為受到廣泛使用的顯示裝置類型中的一種。LCD裝置經常包含用以調整透過其的光量且位於液晶層頂部與底部的兩個偏光器。兩個偏光器與液晶層互相影響，且從而作為用於控制通過LCD裝置的透光量的光閘功能。
因為LCD裝置無法自行發光，LCD裝置可更包含額外光源。通常使用白光光源作為光源，且期望的色彩經由濾色器而過濾從白光光源的白光來獲得。然而，在利用濾色器的LCD裝置的情況下，側面伽瑪(gamma)曲線可能與前伽瑪曲線不同。為了改善這種側面可見度缺陷，已經嘗試將每個像素電極分割為數個子像素電極。然而，此方法不僅使LCD裝置的結構複雜化，因而增加LCD裝置的製造成本，亦具有亮度方面的缺點。因此，仍然需要改善的LCD裝置。
量子點粒子可被用於取代濾色器，以增進在顯示裝置中的側面可見度。量子點粒子接收特定波長的光且發射具有不同於接收的光線波長的光。從量子點粒子發射的光被散射，且因此可增進LCD裝置的側面可見度。
量子點粒子不僅散射光，也改變光的偏振態。因此，於LCD裝置中，上部偏光器可提供介於量子點粒子層與液晶層之間，以控制穿透率。然而，上部偏光器的存在會增加液晶層與量子點粒子之間的距離，並因此可能導致光線從一像素洩漏至鄰近像素的現象的視差混合缺陷。
本揭露的例示性實施例提供一種可改善側面可見度且減少混合缺陷的顯示裝置。
根據本揭露的例示性實施例，提供一種顯示裝置。顯示裝置包含：複數個像素；包含設置在複數個像素的像素的像素電極的第一基板；面對第一基板的第二基板，第二基板包含設置在複數個像素的像素的色彩調整圖樣及設置在色彩調整圖樣上的共用電極；以及插入在第一基板與第二基板之間且包含液晶與二向性染料的液晶層，其中複數個像素包含配置以顯示第一色彩的第一色彩像素、以及配置以顯示與第一色彩不同的第二色彩的第二色彩像素；以及色彩調整圖樣包含設置在第一色彩像素的第一色彩調整圖樣與設置在第二色彩像素的第二色彩調整圖樣，且第一色彩調整圖樣係配置成將入射光波長變換成第一色彩波長，並且第二色彩調整圖樣係配置成將入射光波長變換成第二色彩波長。
像素可更包含配置以顯示與第一色彩及第二色彩不同的第三色彩的第三色彩像素；以及色彩調整圖樣更包含設置在第三色彩像素且配置成將該入射光波長變換成第三色彩波長的第三色彩調整圖樣。
此外，顯示裝置可更包含設置在第一基板的表面上，且包含藍光光源的光源組件。
第三色彩調整圖樣可更包含光散射粒子。
二向性染料可包含選擇自化學式1的結構1到4中的至少一蔥醌染料： 化學式1。
第一基板可更包含對齊第一方向的第一配向層；第二基板可更包含對齊不同於第一方向的第二方向的第二配向層；以及液晶層可設置在第一配向層與第二配向層之間。
其中液晶可包含旋光性摻質，且液晶可為被扭轉並水平對齊於第一配向層與第二配向層之間的扭轉向列型(twisted nematic，TN)液晶。
此外，液晶層可具有大約為15的平方根(√)的u值(例如：√15)，其中u係由下列方程式11定義： 方程式11
其中d代表液晶層的晶格間隙，∆n代表液晶的折射率各向異性(refractive index anisotropy)，以及λ代表從藍光光源入射至液晶層上的光波長。
第一基板可更包含第一配向層，第二基板可更包含具有與第一配向層相同校準方向的第二配向層，以及液晶可水平對齊於第一配向層上與第二配向層上。
此外，第一基板可更包含第一配向層，第二基板可更包含具有與第一配向層相同的校準方向的第二配向層，以及液晶可垂直對齊於第一配向層上與第二配向層上。
每一個像素電極可包含分叉與設置在分叉之間的狹縫，且分叉延伸的方向可與狹縫延伸的方向相同。
顯示裝置可更包含設置在第一基板的表面上的偏光元件。在液晶層與色彩調整圖樣之間可沒有插入額外偏光元件。
根據本揭露的其他例示性顯示例，一種顯示裝置包含：複數個像素；包含設置在複數個像素中的像素的像素電極、以及與像素電極電性絕緣的共用電極的第一基板；面對第一基板且包含設置在複數個像素中的像素的色彩調整圖樣的第二基板；以及插入在第一基板與第二基板之間且包含液晶與二向性染料的液晶層，其中複數個像素包含配置以顯示第一色彩的第一色彩像素、以及配置以顯示與第一色彩不同的第二色彩的第二色彩像素，色彩調整圖樣包含設置在第一色彩像素的第一色彩調整圖樣、以及設置在第二色彩像素的第二色彩調整圖樣，且第一色彩調整圖樣係配置成將入射光波長變換成第一色彩波長，以及第二色彩調整圖樣係配置成將入射光波長變換成第二色彩波長。
複數個像素可更包含配置以顯示與第一色彩及第二色彩不同的第三色彩的第三色彩像素，以及色彩調整圖樣可更包含設置在第三色彩像素且配置以將入射光波長變換成第三色彩波長的第三色彩調整圖樣。
顯示裝置可更包含設置在第一基板的表面上，且包含藍光光源的光源組件。
第三色彩調整圖樣可更包含光散射粒子。
此外，二向性染料可包含選擇自化學式1的結構1到4中的至少一蔥醌染料： 化學式1。
第一基板可更包含對齊第一方向的第一配向層，第二基板可更包含對齊不同於第一方向的第二方向的第二配向層，以及液晶層可設置在第一配向層與第二配向層之間。
液晶可包含旋光性摻質，且液晶係為可被扭轉且水平對齊於第一配向層與第二配向層之間的TN液晶。
液晶層可具有大約√15的u值，其中u係由下列方程式11定義： 方程式11
其中d代表液晶層的晶格間隙，∆n代表液晶的折射率各向異性，以及λ代表從藍光光源入射至液晶層上的光波長。
第一基板可更包含插入在像素電極與共用電極之間的層間介電層。
像素電極可包含分叉與設置在分叉之間的狹縫，且分叉延伸的方向與狹縫延伸的方向係與第二方向相同。
像素電極與共用電極可設置在相同層且彼此間隔。
像素電極與共用電極可互相面對且各像素電極的狹縫介於像素電極與共用電極之間，以及各像素電極的狹縫延伸的方向係與第二方向相同，且像素電極與共用電極延伸的方向係與第二方向相同。
顯示裝置可更包含設置在第一基板的表面上的偏光元件。在液晶層與色彩調整圖樣之間可沒有插入額外偏光元件。
根據例示性實施例，可以增進側面可見度且可以減少混合缺陷。此外，LCD裝置可藉由省略至少一偏光器以減少厚度與製造成本。
然而，本揭露的例示性實施例不受本文所闡述的實施例所限。本揭露的上述及其他例示性實施例將藉由參照以下本揭露的詳細說明，以使所屬技術領域中具有通常知識者對於本揭露的內容變得更顯而易見。
其他特徵及態樣將自下文詳細地說明、圖式及發明申請專利範圍而顯而易見。
藉由參照下列較佳實施例的詳細說明與附圖可使本發明概念的特徵與完成該發明概念的方法更容易理解。
然而，本發明概念可以許多不同形式實施，而不應該解釋為限制於本文所闡述的實施例。相反地，這些實施例的提供將使得本揭露徹底且完整，並將充分地傳達本發明概念至所屬技術領域中具有通常知識者，以及本發明概念將僅定義於所附申請專利範圍。文中相似的元件符號表示相似的元件。
在附圖中，為清楚起見而誇大了層及區域的厚度。應理解的是，當一元件或一層被指為「上(on)」、「連接至(connected to)」或「耦接至(coupled to)」另一元件或另一層時，其可以是直接地在另一元件或另一層或中間元件或中間層上，連接或耦接至另一元件或另一層或中間元件或中間層。相反地，若一元件被指為「直接地…上(directly on)」、「直接連接至(directly connected to)」或「直接耦接至(directly coupled to)」另一元件或另一層時，其不存在中間元件或中間層。如本文所使用，連接可指稱元件彼此以物理性、電性及/或流體地連接。
將理解的是，雖然在此可使用第一、第二、第三等用語描述各種元件、構件、區域、層、及/或部份，但這些元件、構件、區域、層、及/或部份不應該被這些用語所限制。這些用語僅用於分辨一元件、構件、區域、層或部份與另一元件、構件、區域、層或部份。因此，下文所述的第一元件、構件、區域、層、或部份可改稱為第二元件、構件、區域、層、或部份而未脫離本發明之教示。
空間相關的用語，例如「之下(bottom)」、「下方(below)」、「下部(lower)」、「之下(under)」、「上方(above)」、「上部(upper)」、「頂部(top)」以及其他相似用語，可用於本文中以便描述圖式中所繪示之一元件或特徵與另一元件或特徵的關係。應理解的是，除了圖式中描繪的方位之外，空間相關的用語旨在包含使用或操作中裝置之不同方位。例如，如將圖式中的裝置翻轉，描述在其他元件或特徵「下方(below)」或「之下(beneath)」的元件將被轉向為在其他元件或特徵的「上方(above)」。因此，例示性用語「下方(below)」可同時包含上方與下方的方向。裝置可轉向其他方位(旋轉90度或其他方位)，而在此使用的空間相關的描述用語係據此做相對應的解釋。
在此所用之用語係僅為描述特定實施例之目的而非用於限制。當在此使用時，除非文中另行明確地表示，否則「一(a)」、「一(an)」、「該(the)」且包含「至少一(at least one)」等單數形式亦旨在包含複數形式。「至少一(at least one)」不應被解釋為限制其為「一(a)」或「一(an)」。「或(or)」代表「及/或(and/or)」。如本文所使用，用語「及/或」包含一或多個相關列表項目的任何及所有組合。將進一步被理解的是，本說明書中所使用之用語「包含(comprises)」及/或「包含(comprising)」或「包含(includes)」及/或「包含(including)」指所述狀態特徵、區域、整體、步驟、操作、元件及/或構件之存在，但不排除一或多個其他特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、構件及/或其群組的存在或添加。
如本文所使用的用語「約(About)」或「大約(approximately)」係包含所述值且表示以所屬技術領域中具有通常知識者考慮到測量問題及與特定量的測量相關的誤差(例如，測量系統的限制性)所定義的用於特定值的偏差的可接受範圍之中。例如，「約(about)」可表示在一或多個標準偏差之中或在所述值的± 30%、20%、10%、5%之中。
除非另有定義，否則本文所用之所有用語(包含技術與科學用詞)具有與本發明所屬技術領域中具有通常知識者所通常理解的意義相同之含義。將進一步理解的是，那些定義於常用字典內之用語，應被解釋為具有與其在相關技術及本揭露的上下文中意義一致之意義，且除非明確地於此定義，否則將不應以理想化或過於正式的意義解釋。
本文參照截面圖所描述的例示性實施例是描述理想化實施例的示意圖。因此，例如可預期製造技術及/或容許度會導致其描述的形狀的變化。因此，本文所闡述的實施例不應該被解釋為限制於本文所示之特定區域的形狀，而是包含，例如製造，所導致形狀的誤差。例如，區域說明或描述為平坦時，一般而言可具有粗糙與/或非線性的特徵。此外，所說明的銳角可以是圓形。因此，在圖中所說明的區域實際上為示意性，它們的形狀意不在說明區域的準確形狀，且意不在限制本文所闡述之申請專利權利要求的範疇。
在下文中，將參照附圖以詳細描述本發明的例示性實施例。
第1圖係為根據例示性實施例的顯示裝置的截面圖。
參照第1圖，顯示裝置30包含顯示面板10與設置在顯示面板10的一側上的光源組件20。
顯示面板10包含複數個像素PX。像素PX可以矩陣形式排列。像素PX可被分割為彼此顯示不同色彩的色彩像素。例如，像素PX可包含紅色像素PX1、綠色像素PX2、以及藍色像素PX3。紅色像素PX1、綠色像素PX2、以及藍色像素PX3可交替排列。
顯示面板10包含第一基板100、面對第一基板100的第二基板200，以及插入在第一基板100與第二基板200之間的液晶層300。光源組件20設置在第一基板100的外側，以與第一基板100相鄰。螢幕(未圖示)可顯示在第二基板200的外側上，例如，顯示在方向Z上。在下文中，方向Z係定義為第一側，以及與方向Z相反的方向–Z可定義為第二側。
第一基板100可包含第一絕緣基板110、設置在第一絕緣基板110上的複數個像素電極120、以及覆蓋每一個像素電極120的第一配向層160。
第一絕緣基板110可由透明材料，例如：玻璃或透明塑膠材料所形成。
像素電極120設置在第一絕緣基板110的第一側上。像素電極120可分別設置在像素PX中。例如，單一像素電極設置於單一像素。
設置在像素PX的像素電極120可互相物理性與電性絕緣。像素電極120可由透明導電材料所形成。例如，像素電極120可由選擇自銦錫氧化物(indium tin oxide，ITO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide，IZO)、以及鋅氧化物(zinc oxide，ZO)中至少一材料形成，但本揭露不限於此。
即使並未具體說明，所有將數據電壓傳輸至像素電極120的佈線、電極、開關裝置及絕緣層可設置在第一絕緣基板110與像素電極120之間。關於在第一絕緣基板110與像素電極120之間的佈線、電極、開關裝置、以及絕緣層的佈置的各種結構，對於所屬技術領域中具有通常知識者而言為習知，而因此將省略其詳細敘述。
第一配向層160設置在像素電極120的第一側上。第一配向層160設置以覆蓋像素電極120。第一配向層160係設置以接觸液晶層300。第一配向層160可包含，例如：聚醯胺酸(polyamic acid)、聚矽氧烷( polysiloxane)或聚醯亞胺(polyimide)中至少一材料，但其不限制於此，且可使用以形成液晶配向層的任何適合材料。第一配向層160的校準方向可為第一方向X。第一配向層160可在第一方向X上摩擦(rubbed)。第一配向層160可為光配向層。
第二基板200包含：第二絕緣基板210、設置在第二絕緣基板210上的光屏蔽元件220與色彩調整圖樣230、設置在光屏蔽元件220與色彩調整圖樣230上的平坦化層240、設置在平坦化層240上的共用電極250、以及設置在共用電極250上的第二配向層260。
第二絕緣基板210與第一絕緣基板110相似，可由透明材料，例如：玻璃或透明塑膠材料所形成。
光屏蔽元件220係設置在第二絕緣基板210的第二側的表面上。光屏蔽元件220係為沿著像素PX的邊界設置。光屏蔽元件220定義至少部分地曝露像素PX的開口。光屏蔽元件220可由矩陣形式所形成。
光屏蔽元件220可由藉由吸收或反射特定範圍波長的光而能阻擋光透射的材料所形成。例如，光屏蔽元件220可由能夠阻擋具有可見範圍的波長的光透射的材料所形成。在另一個例子中，光源組件20可提供藍光，且光屏蔽元件220可由能阻擋藍光穿透的材料所形成。於此例子中，光屏蔽元件220可允許在可見波長範圍的部分非藍光的穿透。
色彩調整圖樣230係設置在第二絕緣基板210的第二側的表面上。色彩調整圖樣230可設置以填滿未被光屏蔽元件220佔據的第二絕緣基板210的空間。
色彩調整圖樣230可維持或轉變穿透其的光的顏色。假如由光源組件20提供的光具有藍色波長，則設置在紅色像素PX1的第一色彩調整圖樣230R及設置在綠色像素PX2的第二色彩調整圖樣230G可作為波長轉換層，且設置在藍色像素PX3的第三色彩調整圖樣230B可為波長維持層。
更具體而言，第一色彩調整圖樣230R以及第二色彩調整圖樣230G可分別包含各為波長轉換材料的量子點QD_R與量子點QD_G。每一個量子點QD_R與量子點QD_G係為具有數百奈米尺寸的球形半導體奈米材料，且其可包含由具有小帶隙(bandgap)的材料所形成的核心、以及設置在核心周圍的殼體。量子點QD_R與量子點QD_G，不同於整體狀態(bulk state)的材料，由於量子侷限效應而具有不連續帶隙能量。若量子點QD_R與量子點QD_G吸收光線，可降低於每一個量子點QD_R與量子點QD_G內的能階，而且因此量子點QD_R與量子點QD_G可發射具有不同於入射光波長的光線。藉由量子點QD_R與量子點QD_G發射的光線可不論入射至量子點QD_R與量子點QD_G的光的入射角而在不同方向散射。
例如，若藍光入射在量子點QD_R與量子點QD_G上，量子點QD_R與量子點QD_G可轉變藍光波長且可因此發射，例如：綠色或紅色光線。隨著量子點QD_R與量子點QD_G的粒子大小增加，介於能階之間的能隙變窄，且因此量子點QD_R與量子點QD_G可發射具有相對較低能量的波長的光，亦即，更長波長的光。從而，較大粒子大小的量子點(即，量子點QD_R)可設置在紅色像素PX1而非設置在綠色像素PX2。亦即，在第一色彩調整圖樣230R的量子點QD_R的平均粒子大小可比在第二色彩調整圖樣230G的量子點QD_G的平均大小更大。
量子點QD_R與量子點QD_G可包含群組2化合物半導體、群組3化合物半導體、群組4化合物半導體、與群組5化合物半導體中至少一化合物半導體。例如，量子點QD_R與量子點QD_G的核心奈米結晶可包含CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、ZnTe、ZnS、ZnO、InP、GaP、InN、InGaP、InGaN、HgTe、與HgS的至少一其一。例如，量子點QD_R與量子點QD_G的核心奈米結晶可包含CuZnS、CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、ZnTe、ZnS、GaP、GaN、HgTe及HgS中的至少其一。
第一色彩調整圖樣230R的量子點QD_R可由相同於第二色彩調整圖樣230G的量子點QD_G的材料所形成。替代地，第一色彩調整圖樣230R的量子點QD_R可由不同於在第二色彩調整圖樣230G的量子點QD_G的材料所形成。
第一色彩調整圖樣230R與第二色彩調整圖樣230G的每一個除了包含量子點QD_R或量子點QD_G之外，可更包含光穿透材料層TPL。光穿透材料層TPL經由其穿透光線而不改變光線的波長。量子點QD_R或量子點QD_G可設置在光穿透材料層TPL。光穿透材料層TPL可由有機材料所形成，但本揭露不限制於此。
第三色彩調整圖樣230B也可包含光穿透材料層TPL。若由光源組件20所提供的光線為藍光，光穿透材料層TPL可經由其穿透藍光而不改變藍光波長。
第三色彩調整圖樣230B可更包含分布在光穿透材料層TPL的光散射粒子SCT。作為波長轉換層的第一色彩調整圖樣230R或是第二色彩調整圖樣230G的量子點QD_R或量子點QD_G可在不論入射至其上的入射光的入射角的方向發射光。亦即，紅色像素PX1與綠色像素PX2可發射於不同方向散射的光。為了達到與紅色像素PX1與綠色像素PX2相似的發射性質，藍色像素PX3可包含光散射粒子SCT。光散射粒子SCT可由具有不同於光穿透材料層TPL的折射率的材料所形成。光散射粒子SCT可為空心的粒子。
有機粒子、無機粒子、以及有機無機混合粒子中的至少其一可使用作為光散射粒子SCT。有機粒子的例子包含矽氧樹脂(silicone resin)粒子、丙烯酸樹脂(acrylic resin)粒子(例如：聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)粒子)、尼龍樹脂(nylon resin) 粒子、苯乙烯樹脂(styrene resin)粒子、聚乙烯(polyethylene)粒子、胺甲酸乙酯樹脂(urethane resin)粒子、與苯胍[口井](benzoguanamine)粒子中的至少其一。無機粒子的例子包含金剛石(diamond)、氧化鈦(titanium oxide)、氧化鋯(zirconium oxide)、氧化鉛(lead oxide)、碳酸鉛(lead carbonate)、氧化鋅(zinc oxide)、硫化鋅(zinc sulfide)、氧化銻(antimony oxide)、氧化矽(silicon oxide)、以及氧化鋁(aluminum oxide)中的至少其一。
在一些例示性實施例中，第一色彩調整圖樣230R及/或第二色彩調整圖樣230G也可包含光散射粒子SCT。
如上所述，第一色彩調整圖樣230R與第二色彩調整圖樣230G可由於量子點QD_R與量子點QD_G的存在而散射光線，以及第三色彩調整圖樣230B可由於光散射粒子SCT的存在而散射光線。因此，可改善側伽瑪曲線不同於前伽瑪曲線的問題。從而，不需要用於在像素電極120的階層上改善側面可見度的額外結構。例如，在改善側面可見度的結構中，每個像素電極可被分割成高子像素電極與低子像素電極，且可包含複雜的額外佈線與電極以分別地驅動高子像素電極與低子像素電極。在另一方面而言，本例示性實施例係為採用簡單的一像素電極結構。因此，可簡化顯示裝置30的製造，且可解決例如因為額外佈線的存在而可能使孔徑比下降的問題。
第一色彩調整圖樣230R、第二色彩調整圖樣230G、以及第三色彩調整圖樣230B可具有相同的厚度，但本揭露不侷限於此。
平坦化層240可設置在光屏蔽元件220與色彩調整圖樣230的第二側的表面上。平坦化層240可形成以覆蓋整個光屏蔽元件220與整個色彩調整圖樣230。平坦化層240可由有機材料所形成。在一些例示性實施例中，平坦化層240可不存在。
共用電極250可設置在平坦化層240的第二側的表面上。共用電極250可設置以覆蓋整個平坦化層240。共用電極250可形成為穿過不同像素PX的單一連續層。共用電極250可由透明導電材料所形成。例如：共用電極250可包含ITO、IZO、以及IZO中的至少其一，但本揭露不限於此。
第二配向層260可設置在共用電極250的第二側的表面上。第二配向層260可設置以覆蓋共用電極250。第二配向層260係設置以接觸液晶層300。第二配向層260可包含至少一材料，例如：經常用於形成液晶配向層的聚醯胺酸、聚矽氧烷、或聚醯亞胺。第二配向層260可具有不同於第一配向層160的校準方向，以及第二配向層260的校準方向可為第二方向Y。第二配向層260可在第二方向Y上摩擦。介於第一方向X與第二方向Y的交叉角可為90度，但本揭露不侷限於此。第二配向層260可為光配向層。
液晶層300係插入在第一基板100的第一配向層160與在第二基板200的第二配向層260之間。液晶層300可包含液晶310與二向性染料320。
包含旋光摻質的扭轉向列型(TN)液晶可使用作為液晶310。TN液晶310可具有正介電各向異性。TN液晶310可水平對齊於第一配向層160與第二配向層260。TN液晶310可對齊於第一配向層160，使TN液晶的長軸沿著第一方向X定向(即，對齊於第一方向X)，且可對齊於第二配向層260，使TN液晶的長軸沿著第二方向Y定向(即，對齊於第二方向Y)。TN液晶310可對齊於第一配向層160與第二配向層260之間，使TN液晶的長軸係沿著厚度方向Z從第一方向X逐漸地扭轉至第二方向Y。
二向性染料320係為混合於主體材料，亦即液晶310的客體材料。二向性染料320可均勻地混合於液晶310。二向性染料320吸收特定波長的光線。二向性染料320可包含選擇自偶氮染料(azo dye)、蔥醌染料(anthraquinone dye)、香豆素染料(coumarin dye)、苝染料(perylene dye)、花青染料(merocyanine dye)、次甲基偶氮染料(azomethine dye)、酞苝染料(phthaloperylene dye)、靛藍染料(indigo dye)、二[口咢][口井]染料(dioxadine dye)、聚塞吩染料(polythiophene dye)以及啡[口咢][口井]染料(phenoxazine dye)的至少其一。
光源組件20提供藍光的情況下，可吸收藍光的黃色染料可使用作為二向性染料320。例如：因為蔥醌染料的高可靠性與穩定度，蔥醌染料可使用作為二向性染料320。而且，蔥醌染料具有相對簡單的結構，可容易地與液晶310的混合且可因此簡化顯示裝置30的製造。
蔥醌染料可選擇自化學式1的結構1到4中的至少其一： 化學式1；
在一些例示性實施例中，液晶層300除了二向性染料320之外，可更包含螢光材料。具有由化學式2表示結構的材料可使用作為螢光材料： 化學式2。
混合在液晶310的二向性染料320的適當濃度可取決於二向性染料320的吸收能力而改變。例如，基於液晶310與二向性染料320的總重，二向性染料320可以濃度為大約0.1重量百分比 (wt%)到大約15w%的濃度混合在液晶310。
偏光元件170設置在光源組件20與顯示面板10之間。亦即，偏光元件170設置在第一基板100的第二側的表面上。偏光元件170控制入射至第一基板100的光的偏振。偏光元件170可為吸收型偏光元件。偏光元件170經由接著層可接附於第一基板100的第一絕緣基板110的第二側的表面上。偏光元件170的偏光方向可與第一配向層160的校準方向，即第一方向X一致。
在本文的例示性實施例中，偏光元件170設置在光源組件20與顯示面板10之間以顯示影像。因為在液晶層300中的二向性染料320直接地吸收光線且因此控制透光率，在液晶層300的第一側的表面可不存在額外的偏光元件。因此，可省略在液晶層300與包含色彩調整圖樣230的層之間的偏光元件170。此外，可省略在第二基板200的第一側的表面的偏光元件。
藉由從顯示面板省略一些偏光元件，可降低顯示面板10的厚度與顯示裝置30的製造成本。此外，藉由省略介於液晶層300與包含色彩調整圖樣230的層之間的偏光元件，液晶層300與色彩調整圖樣230的層之間的距離可減少偏光元件的厚度，而且因此可避免光線從一像素洩漏至鄰近像素的現象的視差混合缺陷。
光源組件20包含光源21與光學元件22。發光二極體(light-emitting diode，LED)光源、有機LED(OLED)光源或螢光燈管可使用作為光源21。光源21可發射特定波長的光線。例如，藍光光源可使用作為光源21。
從光源21發射的光線經由光學元件22可提供至顯示面板10。光學元件22增進提供至顯示面板10的光線品質。光學元件22可包含擴散膜、擴散板、稜鏡膜、微透鏡陣列、反射型偏光膜、以及保護膜中的至少其一。光源21設置在顯示裝置30的一側的情況下，光學元件22可更包含光導板。光源21與光學元件22的佈置對於在所屬技術領域中具有通常知識者而言為習知，因此將省略其詳細敘述。
在一些例示性實施例中，光源組件20可提供取代藍光的紫外光(ultraviolet，UV)光線。在此例示性實施例中，第三色彩調整圖樣230B也可包含作為波長轉變材料的量子點(未圖示)。更具體而言，第一色彩調整圖樣230R的量子點QD_R可將UV光轉變為紅光，第二色彩調整圖樣230G的量子點QD_G可將UV光轉變為綠光，以及第三色彩調整圖樣230B的量子點可將UV光轉變為藍光。在此例示性實施例中，UV光吸收材料可使用作為液晶層300的二向性染料320，且可省略第三色彩調整圖樣230B的光散射粒子SCT。
顯示裝置30的操作將在下文中描述。
第2圖係為描繪液晶分子與二向性染料的躍遷矩的關係的示意圖。
參照第2圖，液晶層300的各種物理性質可取決於液晶310、二向性染料320、以及其組合而改變。例如，液晶層300的顏色可取決於二向性染料320來決定，且液晶層300的介電各向異性、彈性常數、以及折射率可藉由液晶310來決定。
二向性染料320的分子的導向體(directors)通常與液晶310的導向體一致。然而，由於熱波動，使液晶310的長軸方向與二向性染料320的分子的長軸方向可不同於彼此。熱波動於二向性染料320或液晶310的影響可取決於二向性染料320或液晶310分子的長度與幾何形狀而改變。
當液晶310與既定導向體所形成的角度係為θ以及二向性染料310與既定導向體所形成的角度係為φ時，由液晶310的長軸分布所定義之液晶310的有序參數SL 、以及由二向性染料320分子的長軸的分布所定義之二向性染料320的有序參數SD 可由方程式1表示： 方程式1
其中＜cos2 θ＞係為cos2 θ的平均。
角度θ與角度φ之間的差係為液晶310的有序參數SL 與二向性染料320的有序參數SD 相異於彼此的原因之一。定義二向性染料320的有效性的參數之一係為二向性染料320的吸光度ST 的躍遷矩有序參數。二向性染料320的吸光度ST 係與二向性染料320的顏色跟吸光率相關。吸光度ST 的數值可取決於二向性染料320的長軸的有序參數SD 而改變。當二向性染料320的躍遷矩與液晶310的導向體形成角度θT ，吸光度ST 係由方程式2定義： 方程式2：。
當二向性染料320的躍遷矩T的方向具有相對於二向性染料320的分子的長軸的角度β，用於具有與n導向體形成角度Ψ的電場向量P的偏光的入射光吸光度A可由方程式3表示： 方程式3其中k表示躍遷矩T的振幅，c表示二向性染料320的濃度以及d表示液晶層300的厚度，即：液晶層300的晶格間隙。根據方程式3，入射光吸光度A在Ψ=0°時到達最大值，且在Ψ=90°時到達最小值。
雙色比(dichroic ratio)D可由當Ψ=0°與Ψ=90°的入射光吸光度的比值表示，如方程式4表示： 方程式4。
躍遷矩T的有序參數ST 可由實驗定義，如方程式5表示： 方程式5。
基於方程式4與5，可建構下列方程式6： 方程式6。
因此可視為二向性染料320遵守比爾-朗伯定律(Beer-Lambert law)。當在各向異性介質的二向性染料320的吸收係數係為α，可建構下列方程式7與8： 方程式7；以及 方程式8其中T∥ 表示平行於二向性染料320的長軸方向的偏光穿透率，亦即：當施加於液晶層300的光線的偏光方向係平行於校準方向的穿透率；T⊥ 表示用於垂直於二向性染料320的長軸方向的偏光之穿透率，亦即：當施加於液晶層300的光線的偏光方向垂直於校準方向的穿透率；c表示二向性染料320的濃度；d表示液晶層300的厚度(例如：晶格間隙厚度)；以及α表示二向性染料320的吸收係數。從方程式7與8係顯而易知，當與施加於液晶層300的光線的偏光方向垂直於二向性染料320的長軸方向時的穿透率相較，施加於液晶層300的光線的偏光方向平行於二向性染料320的長軸方向的穿透率較低。
參照第1圖與第2圖，若藉由偏光元件170偏振至第一方向X的光線提供至在初始校準狀態的液晶層300，其中電場尚未施加於液晶層300(例如：電場係為「關閉(off)」)時，偏光的偏光方向與二向性染料320的分子的n導向體所形成的角度可變為0°。由於旋光沿著兩者在厚度方向Z扭轉的液晶310與二向性染料320發生，因而偏光的偏光方向與二向性染料320的分子的導向體所形成的角度可在整個厚度方向Z上維持大約0°。此對應於偏光的偏光角度平行於二向性染料320的校準方向的情況，且在此情況下，相對大量的光根據方程式7而藉由二向性染料320吸收，而使僅少量的光線可到達色彩調整圖樣230。若二向性染料320的吸收度足夠地高，顯示面板10不需要在液晶層300的第一側的額外偏光元件即可顯示黑色影像。因此在無電場時，顯示面板10可為顯示黑色影像的常黑模式。
第3圖係為描繪電場施加(例如：電場係為「開啟(on)」)於第1圖的顯示面板的液晶層的狀態的截面圖。參照第3圖，若施加不同電壓在像素電極120與共用電極250上，則垂直電場產生在像素電極120與共用電極250之間，而具有正介電各向異性的液晶310的導向體旋轉以平行地對齊於電場方向。如以上所提及，因為二向性染料320的分子導向體與在液晶混合物的液晶310的導向體一致，二向性染料320的分子的導向體也可旋轉以對齊至平行於電場方向。然後，若藉由偏光元件170偏振至第一方向X的光線提供至液晶層300，由偏光的偏光方向與二向性染料320的分子的導向體所形成的角度可為約90°。大部分的液晶310與二向性染料320的分子，除了在直接由第一配向層160與第二配向層260的校準力調整的區域之外，可在整體厚度方向Z上具有相同角度 (例如：垂直於第一基板100的角度)。因此，沒有旋光沿著厚度方向Z發生，且由偏光的偏光方向與二向性染料320的分子的導向體所形成的角度可維持在大約90°。此對應於偏光的偏光方向垂直於二向性染料320的校準方向(即，厚度方向Z)的情況，且在此情況中，相對少量的光根據方程式8而由二向性染料320吸收，以使大量的光線可到達色彩調整圖樣230。因此，顯示面板10不需要在液晶層300的第一側的額外偏光元件即可顯示白色影像。
藉由控制施加在像素電極120的電壓與施加在共用電極250的電壓之間的差，可顯示介於黑色影像與白色影像之間的中間灰色影像。
最大亮度與最小亮度的比值的對比度CR可由當施加於液晶層300的光的偏光方向垂直於二色性染料320的校準方向時的穿透率T⊥ 與當施加於液晶層300的光的偏光方向平行於二色性染料320的校準方向時的穿透率T∥ 的比值表示，如以方程式9表示： 方程式9
從方程式9可知，二向性染料320的吸收係數α、二向性染料320的濃度c、二向性染料320的有序參數SD 與晶格間隙的厚度d越高，對比度CR越高。
包含TN液晶310的顯示面板10的光學性質可藉由根據Gooch-Tarry方程式的瓊斯矩陣(Jones matrices)計算。當TN液晶310顯示白色時，正規化穿透率TTN 可由方程式10表示： 方程式10，
在方程式10中，u值係由下列方程式11定義： 方程式11其中方程式10與11中，d表示液晶層300的晶格間隙，n表示液晶310的折射率各向異性，以及λ表示入射至液晶層上的光波長。由方程式10計算的正規化穿透率TTN 以第4圖的圖表表示。
第4圖係為描繪包含TN液晶分子的顯示面板的穿透性質的圖表。參照第4圖，x軸表示如方程式11定義的u值，且y軸表示穿透率T。因為穿透過偏光元件170的光量已減少至50%，包含TN液晶310的顯示面板10的穿透率，即：穿透率T可變為50%或更低。
參照第4圖與方程式10，隨著u值改變，穿透率T反覆地增加與減少。當u值係為大約√5，獲得穿透率的第一最大值；當u值係為大約√15，獲得穿透率的第二最大值；以及當u值係為大約√35，獲得穿透率的第三最大值。
根據方程式10，因為入射光波長λ係為固定於光源組件20所提供的特定波長，例如：藍光波長，因此u值係與晶格間隙d及折射率各向異性n成正比。若顯示面板10根據穿透率的第一最大值設計，其對應到最小的「u」值，顯示面板10可具有小的晶格間隙d。然而，根據方程式9，較小的晶格間隙d，對比度CR越低。因此，二向性染料320的吸收係數α、濃度c或是有序參數SD 需要增加以解決這個問題。然而，因為二向性染料320的吸收係數α與有序參數SD 實質上難以控制，而可能不容易藉由控制二向性染料320的吸收係數α與有序參數SD 來充分地補償對比度CR。二向性染料320的濃度c相對地容易控制，但是若二向性染料320的濃度c在晶格間隙d相對小的情況下增加，在液晶混合物中的二向性染料320的溶解度與分散性可能不足。
為了同時達到高亮度與充分的對比度CR兩者，顯示面板10按照穿透率的第二最大值設計。若顯示面板10按照穿透率的第二最大值設計，使得u值轉變為大約√15，則可使用足夠大的晶格間隙d，且因此不用過度地增加二向性染料320的濃度c，即可獲得充足的對比度CR。
第5圖係為描繪折射率各向異性、二向性染料的濃度、以及對比度之間的關係的圖表。參照第5圖，為了確保高對比度CR，比起增加二向性染料320的濃度c，按照穿透率的第二最大值設定u值可更有效。
以下將描述本揭露的其他例示性實施例。
第6圖係為根據本揭露的其他例示性實施例的顯示面板的截面圖。參照第6圖，根據本例示性實施例的顯示面板11與根據第1圖的例示性實施例的顯示面板10的不同在於共用電極151形成在第一基板101上。亦即，第6圖說明面線轉換(Plane-to-Line Switching，PLS)模式液晶顯示(LCD)平板。
更具體而言，共用電極151係設置在第一絕緣基板110上的第一側的表面上，層間介電層140係設置在共用電極151的第一側的表面上，以及複數個像素電極121係設置在層間介電層140的第一側的表面上。在第二基板201中，第二配向層260係設置在色彩調整圖樣230及平坦化層240的第二側的表面上，而其之間不插入共用電極。
共用電極151與層間介電層140可設置以覆蓋第一絕緣基板110的整個表面。每一個像素電極121包含分叉與狹縫，其中狹縫設置在分叉之間，以及在像素電極121與共用電極151之間的電場可在每一個像素電極121的狹縫之中產生。即使在每個像素電極121的分叉之間存在狹縫，每個像素電極121的分叉可一體成形為一元件。每一個像素電極121的分叉與狹縫可在垂直於第一配向層160的摩擦方向(即，第一方向X)的 一方向(即，第二方向Y)延伸。
顯示面板11的液晶層300與根據第1圖的例示性實施例的顯示面板10的液晶層300相同。亦即，TN液晶分子係使用作為液晶310，以及藉由第一配向層160的摩擦方向與第二配向層260的摩擦方向不同於彼此而使液晶310與二向性染料320係為沿著厚度方向Z扭轉。
若由偏光元件170偏振至第一方向X的光線提供至起始校準狀態的液晶層300，其中電場尚未施加至液晶層300，偏光的偏光方向與二向性染料320分子的n導向體所形成的角度可為0°。因為旋光沿著皆在厚度方向Z扭轉的液晶310與二向性染料320的長度發生，因而偏光的偏光方向與二向性染料320的分子的導向體所構成的角度在整體厚度方向Z可維持大約0°。因此，顯示面板11可顯示黑色影像，如上參照第1圖所述。
第7圖係為描繪電場施加於第6圖的顯示面板的液晶層的狀態的截面圖。參照第7圖，若不同電壓施加於像素電極121與共用電極151，水平電場與垂直電場係為生成於像素電極121與共用電極151之間，且具有正介電各向異性之液晶310的導向體旋轉至平行地對齊於電場的方向。由於水平電場生成於像素電極121與共用電極151之間，液晶310旋轉至垂直於每一個像素電極121的分叉與狹縫延伸的方向，即，第二方向Y的方向。如上文所提及，因為二向性染料320分子的導向體與在液晶混合物中的液晶310的導向體一致，因此二向性染料320分子的導向體也可旋轉至平行對齊於電場方向。接著，若由偏光元件170偏振至第一方向X的光線提供至液晶層300，偏光的偏光方向與二向性染料320分子的導向體所形成的角度可為約90°。因此。由二向性染料320吸收相對少量的光線，使大量的光線可抵達色彩調整圖樣230。因此，顯示面板11不需要在液晶層300的第一側的額外偏光元件即可顯示白色影像。
第6圖與第7圖說明層間介電層140設置在共用電極151的第一側的表面上的例子，且像素電極121設置在層間介電層140的第一側的表面上，以使顯示面板11具有「中間電極(middle com)」配置。替代地，顯示面板11可具有「上電極(top com)」配置，其中像素電極121設置在第一絕緣基板110的第一側上，層間介電層140設置在像素電極121的第一側的表面上，且共用電極151設置在層間介電層140的第一側的表面上。
第8圖係為根據本揭露的其他例示性實施例的顯示面板的截面圖。參照第8圖，根據本文的例示性實施例的顯示面板12與根據第6圖的例示性實施例的顯示面板11的相同處係為像素電極121與共用電極152兩者皆設置在第一基板102，與顯示面板11的不同處係為像素電極122與共用電極152形成在相同層。亦即，第8圖說明面內切換(In-Plane Switching，IPS)模式LCD平板。
更具體而言，像素電極122與共用電極152設置在第一絕緣基板110的第一側上的相同層中，以使共用電極152係為彼此間隔。在單一像素PX中，像素電極122與共用電極152相互面對且其之間插入有狹縫。因此，介於像素電極122與共用電極152的水平電場可沿著狹縫生成。狹縫、像素電極122與共用電極152延伸的方向可為垂直於第一配向層160的摩擦方向(即，第一方向X)的方向(即，第二方向Y)。即使狹縫設置在像素電極122與共用電極152之間，共用電極152可一體成形為一元件。像素電極122、共用電極152或是此兩者可由不透明金屬所形成。
第9圖係為描繪電場施加於第8圖的顯示面板的液晶層的狀態的截面圖。參照第8圖，液晶層300的起始校準狀態與第6圖的例示性實施例相同。參照第9圖，液晶310與二向性染料320的校準方向與第7圖的例示性實施例實質上相同，其中為響應向液晶層300施加電場而介於像素電極122與共用電極152之間的水平電場產生在狹縫之中。因此，在此例示性實施例中，顯示面板12可以與參照第6圖與第7圖的例示性實施例所述的實質上相同方式生成黑色與白色影像。
第10圖係為根據本揭露的其他例示性實施例的顯示面板的截面圖。
參照第10圖，根據此例示性實施例的顯示面板13與根據第1圖的例示性實施例的顯示面板10的不同處係為第一配向層160的校準方向與第二配向層260的校準方向兩者與第一方向X相同。為了便於描述，第1圖的第一方向X與第二方向Y在第10圖中彼此交換。
更具體而言，液晶層301的液晶311與二向性染料320可水平地對齊於第一配向層160與第二配向層260。液晶311與二向性染料320的導向體係沿著厚度方向Z均勻地維持在第一方向X。在本文的例示性實施例中，液晶311具有正介電電各向異性，但是因為液晶311的導向體不扭轉而可不包含旋光摻質。
像素電極120與共用電極250的佈置與第1圖的例示性實施例相同。
若由偏光元件170偏振至第一方向X的光線提供至起始校準狀態的液晶層301，其中電場尚未施加至液晶層301，偏光的偏光方向與二向性染料320分子的導向體所形成的角度可為約0°。因為液晶311的導向體與二向性染料320分子的導向體係為均勻地在整體厚度方向Z，因此偏光的偏光方向與二向性染料320的分子的導向體所形成的角度在整體厚度方向Z可維持大約0°。因此，顯示面板13可顯示黑色影像，如上參照第1圖所述。
第11圖係為描繪電場施加於第10圖的顯示面板的液晶層的狀態的截面圖。參照第11圖，若不同的電壓施加於像素電極120與共用電極250，垂直電場生成於像素電極120與共用電極250之間，且因此具有正介電各向異性的液晶311的方向旋轉至平行對齊於電場的方向。如上文所提及，因為二向性染料320分子的導向體與在液晶混合物中的液晶311的導向體一致，二向性染料320分子的導向體也可旋轉至平行對齊於電場的方向。然後，若由偏光元件170偏振至第一方向X的光線提供至液晶層301，由偏光的偏光方向與二向性染料320分子的導向體所形成的角度可為大約90°。除了存在於由第一配向層160與第二配向層260的校準力直接地調整的區域的液晶311與二向性染料320的分子之外，大部分的液晶311與二向性染料320分子在整體厚度方向Z可具有相同的角度(即，垂直於第一基板100的角度)。因此，由二向性染料320吸收相對少量的光線，使大量的光線可抵達色彩調整圖樣230。因此，顯示面板13不需要在液晶層301的第一側的額外偏光元件即可顯示白色影像。
第12圖係為根據本揭露的其他例示性實施例的顯示面板的截面圖。
參照第12圖，根據本例示性實施例的顯示面板14與根據第1圖的例示性實施例的顯示面板10的不同處係為液晶312係為起始地垂直對齊於第一基板103的第一配向層161與第二基板203的第二配向層261上。為了便於描述，第1圖的第一方向X與第二方向Y在第12圖中彼此交換。
更具體而言，液晶層302的液晶312與二向性染料320係為垂直地對齊於第一配向層161與第二配向層261。在本文的例示性實施例中，液晶312具有負介電各向異性。因此，若電場施加於液晶層302，液晶312與二向性染料320的導向體係對齊於水平方向。第一配向層161與第二配向層261係為垂直的配向層，但是可於第一方向X摩擦或是光校準。因為第一配向層161與第二配向層261在第一方向X具有物理校準能力，第一配向層161與第二配向層261可響應施加於液晶層302的電場的方向以決定液晶312於平面上校準的方向。
若由偏光元件170偏振至第一方向X的光線提供至起始校準狀態的液晶層302，其中電場尚未施加至液晶層302，偏光的偏光方向與二向性染料320分子的導向體所形成的角度可為約90°。因為液晶311的導向體與二向性染料320分子的導向體係為均勻地在整體厚度方向Z，因此在偏光的偏光方向與二向性染料320的分子的導向體之間的角度在整體厚度方向Z可維持大約90°。因此，顯示面板14可顯示白色圖像，如上參照第3圖所述。亦即，顯示面板14可為在無電場時顯示白色影像的常白模式。在本文的例示性實施例中，因為液晶312及二向性染料320的導向體與施加於液晶層302的偏光的偏光方向形成大約為90°的角度，即使在接近第一配向層161與第二配向層261的區域，可在白色模式下確保足夠的穿透率。
第13圖係為描繪電場施加於第12圖的顯示面板的液晶層的狀態的截面圖。參照第13圖，若不同的電壓施加於像素電極120與共用電極250，垂直電場生成於像素電極120與共用電極250之間，具有負介電各向異性的液晶312的導向體旋轉至對齊於與電場垂直的方向。如上文所提及，因為二向性染料320分子的導向體與在液晶混合物中的液晶312的導向體一致，二向性染料320分子的導向體也可旋轉至對齊於與電場垂直的方向。
理論上，當液晶312與二向性染料320藉著垂直電場旋轉，液晶312與二向性染料320可旋轉在平面的各種方向。取決於兩者被對齊的方向，液晶312可與施加至液晶層302的光線的偏光方向形成各種角度。然而，如上所述，因為第一配向層161與第二配向層216被處理成在第一方向X上具有物理校準能力，液晶312可對齊於第一方向X。然後，若由偏光元件170偏振至第一方向X的光線提供至液晶層302，由偏光的偏光方向與二向性染料320分子的導向體所形成的角度可為約0°。因此，由二向性染料320吸收相對大量的光線，使少量的光線可抵達色彩調整圖樣230。因此，顯示面板14不需要在液晶層302的第一側的額外偏光元件即可顯示黑色影像。
第14圖係為根據本揭露的其他例示性實施例的顯示面板的截面圖。第14圖亦描繪電場施加於第13圖的顯示面板的液晶層的狀態。
參照第14圖，根據本文的例示性實施例的顯示面板15與根據第12圖的例示性實施例的顯示面板14的不同處係為複數個像素電極123的每一個包含分叉與狹縫，且狹縫設置在分叉之間。
更具體而言，每一個像素電極123的分叉與狹縫在垂直於第一方向X的方向(即，第二方向Y) 延伸。由於此結構，響應於施加於液晶層302的電場，邊緣場可產生在每一個像素電極123的分叉之中。邊緣場可決定液晶312校準於平面上的方向。因此，響應施加於液晶層302的電場，液晶312與二向性染料320可有效地沿著第一方向X對齊。第一基板104的第一配向層162與第二基板204的第二配向層262可於第一方向X摩擦或光校準，如同第12圖的例示性實施例，但是除了垂直校準力之外，沒有額外的水平校準力可被施加於第一配向層162與第二配向層262。
本文的例示性實施例中，每一個像素電極123包含分叉與狹縫，且液晶312的校準方向由每一個像素電極123的分叉與狹縫所形成的邊緣場來調整。替代地，共用電極250，其取代像素電極123，可形成以包含分叉與狹縫且校準液晶312的方向由共用電極250的分叉與狹縫所形成的邊緣場來調整。作為另一替代性，像素電極123與共用電極250的每一個皆形成以包含分叉與狹縫。
作為如何調整校準液晶312的方向的替代性例子，凸起部可形成在第一絕緣基板110上。凸起部可形成在例如：第14圖的狹縫的位置。在一些例示性實施例中。可提供狹縫與凸起部兩者。
雖然本發明的較佳實施例已為了例示性目的而被描述，所屬技術領域中具有通常知識者將理解的是，在不偏離本發明揭露的附加的申請專利範圍的範疇及精神下，可對其作各種修改、增加及替換。
10、11、12、13、14、15‧‧‧顯示面板
100、101、102、103、104‧‧‧第一基板
110‧‧‧第一絕緣基板
120、121、122、123‧‧‧像素電極
140‧‧‧層間介電層
151、152、250‧‧‧共用電極
160、161、162‧‧‧第一配向層
170‧‧‧偏光元件
20‧‧‧光源組件
200、201、203、204‧‧‧第二基板
21‧‧‧光源
210‧‧‧第二絕緣基板
22‧‧‧光學元件
220‧‧‧光屏蔽元件
230‧‧‧色彩調整圖樣
230R‧‧‧第一色彩調整圖樣
230G‧‧‧第二色彩調整圖樣
230B‧‧‧第三色彩調整圖樣
240‧‧‧平坦化層
260、261、262‧‧‧第二配向層
30‧‧‧顯示裝置
300、301、302‧‧‧液晶層
310、311、312‧‧‧液晶
320‧‧‧二向性染料
θ、φ‧‧‧角度
CR‧‧‧對比度
PX‧‧‧像素
PX1‧‧‧紅色像素
PX2‧‧‧綠色像素
PX3‧‧‧藍色像素
QD_R、QD_G‧‧‧量子點
SCT‧‧‧光散射粒子
TPL‧‧‧光穿透材料層
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
Z‧‧‧厚度方向
藉由參照附圖以更詳細描述例示性實施例，使本揭露的上述及其他態樣、優點與特徵將更顯而易知，其中：
第1圖係為根據例示性實施例的顯示裝置的截面圖；
第2圖係為解釋液晶分子與二向性染料的躍遷矩(transition moment)之間的關係的圖式；
第3圖係為描繪於電場施加於液晶層的狀態的第1圖的顯示面板的截面圖；
第4圖係為由方程式11所定義的u值與用以表示包含TN液晶分子的顯示面板的透光性質的透光率(任意單位)的圖表；
第5圖係為描繪折射率各向異性n與對比度CR的圖表，其顯示折射率各向異性、二向性染料的濃度、以及對比度之間的關係；
第6圖係為根據其他例示性實施例的顯示面板的截面圖；
第7圖係為描繪於電場施加於液晶層的狀態的第6圖的顯示面板的截面圖；
第8圖係為根據其他例示性實施例的顯示面板的截面圖；
第9圖係為描繪於電場施加於液晶層的狀態的第8圖的顯示面板的截面圖；
第10圖係為根據其他例示性實施例的顯示面板的截面圖；
第11圖係為描繪於電場施加於液晶層的狀態的第10圖的顯示面板的截面圖；
第12圖係為根據其他例示性實施例的顯示面板的截面圖；
第13圖係為描繪於電場施加於液晶層的狀態的第12圖的顯示面板的截面圖；以及
第14圖係為根據本揭露的其他例示性實施例的顯示面板的截面圖。
10‧‧‧顯示面板
100‧‧‧第一基板
110‧‧‧第一絕緣基板
120‧‧‧像素電極
160‧‧‧第一配向層
170‧‧‧偏光元件
20‧‧‧光源組件
200‧‧‧第二基板
21‧‧‧光源
210‧‧‧第二絕緣基板
22‧‧‧光學元件
220‧‧‧光屏蔽元件
230‧‧‧色彩調整圖樣
230R‧‧‧第一色彩調整圖樣
230G‧‧‧第二色彩調整圖樣
230B‧‧‧第三色彩調整圖樣
240‧‧‧平坦化層
250‧‧‧共用電極
260‧‧‧第二配向層
30‧‧‧顯示裝置
300‧‧‧液晶層
310‧‧‧液晶
320‧‧‧二向性染料
PX‧‧‧像素
PX1‧‧‧紅色像素
PX2‧‧‧綠色像素
PX3‧‧‧藍色像素
QD_R、QD_G‧‧‧量子點
SCT‧‧‧光散射粒子
TPL‧‧‧光穿透材料層
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
Z‧‧‧厚度方向

Claims (27)

  1. 一種顯示裝置，其包含： 複數個像素； 一第一基板，其包含設置在該複數個像素中之一像素的一像素電極； 一第二基板，係面對該第一基板，該第二基板包含設置在該複數個像素中之該像素的一色彩調整圖樣、以及設置在該色彩調整圖樣上的一共用電極；以及 一液晶層，係插入在該第一基板與該第二基板之間，以及包含一液晶與一二向性染料， 其中： 該複數個像素包含配置以顯示一第一色彩的一第一色彩像素、以及配置以顯示與該第一色彩不同之一第二色彩的一第二色彩像素；以及 該色彩調整圖樣包含設置在該第一色彩像素的一第一色彩調整圖樣、以及設置在該第二色彩像素的一第二色彩調整圖樣；以及 該第一色彩調整圖樣係配置成將一入射光波長變換成一第一色彩波長，以及該第二色彩調整圖樣係配置成將該入射光波長變換成一第二色彩波長。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中： 該複數個像素更包含配置以顯示與該第一色彩及該第二色彩不同之一第三色彩的一第三色彩像素；以及 該色彩調整圖樣更包含設置在該第三色彩像素以及配置成將該入射光波長變換成一第三色彩波長的一第三色彩調整圖樣。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其更包含： 設置在該第一基板上的一表面上，且包含一藍光光源的一光源組件。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中該第三色彩調整圖樣更包含光散射粒子。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中該二向性染料包含選擇自化學式1的結構1到4中的至少一蔥醌染料： 化學式1。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中： 該第一基板更包含對齊一第一方向的一第一配向層； 該第二基板更包含對齊不同於該第一方向的一第二方向的一第二配向層；以及 該液晶層係設置在該第一配向層與該第二配向層之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該液晶包含一旋 光性摻質，以及該液晶係為扭轉且水平對齊於該第一配向層與該第二配向層之間的一扭轉向列型(TN)液晶。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該液晶層具有 大約為15的平方根的u值，其中u係由下列方程式11定義： 方程式11； 其中d係為該液晶層的一晶格間隙，n係為該液晶的一折射率各向異性，以及係為從該藍光光源入射至該液晶層上的一光波長。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中： 該第一基板更包含一第一配向層； 該第二基板更包含具有與該第一配向層相同的校準方向的一第二配向層；以及 該液晶係水平對齊於該第一配向層上與該第二配向層上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中： 該第一基板更包含一第一配向層； 該第二基板更包含具有與該第一配向層相同的校準方向的一第二配向層；以及 該液晶係垂直對齊於該第一配向層上與該第二配向層上。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中： 該像素電極包含分叉與狹縫，該狹縫係設置在該分叉之間；以及 該分叉延伸的方向係與該狹縫延伸的方向相同。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其更包含： 設置在該第一基板的一表面上的一偏光元件。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中沒有額外偏光元件插入在該液晶層與該色彩調整圖樣之間。
  14. 一種顯示裝置，其包含： 複數個像素； 一第一基板，其包含設置在該複數個像素中之一像素的一像素電極，以及與該像素電極電性絕緣的一共用電極； 一第二基板，係面對該第一基板以及包含設置在該複數個像素中之一像素的一色彩調整圖樣；以及 一液晶層，係插入在該第一基板與該第二基板之間，以及包含一液晶與一二向性染料， 其中： 該複數個像素包含配置以顯示一第一色彩的一第一色彩像素、以及配置以顯示與該第一色彩不同之一第二色彩的一第二色彩像素； 該色彩調整圖樣包含設置在該第一色彩像素的一第一色彩調整圖樣、以及設置在該第二色彩像素的一第二色彩調整圖樣；以及 該第一色彩調整圖樣係配置成將一入射光波長變換成一第一色彩波長，以及該第二色彩調整圖樣係配置成將該入射光波長變換成一第二色彩波長。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中： 該複數個像素更包含配置以顯示與該第一色彩及該第二色彩不同之一第三色彩的一第三色彩像素；以及 該色彩調整圖樣更包含設置在該第三色彩像素以及配置成將該入射光波長變換成一第三色彩波長的一第三色彩調整圖樣。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其更包含： 設置在該第一基板的一表面上，且包含一藍光光源的一光源組件。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置，其中該第三色彩調整圖樣更包含光散射粒子。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中該二向性染料包含選擇自化學式1的結構1到4中的至少一蔥醌染料： 化學式1。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中： 該第一基板更包含對齊一第一方向的一第一配向層； 該第二基板更包含對齊不同於該第一方向的一第二方向的一第二配向層；以及 該液晶層係設置在該第一配向層與該第二配向層之間。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之顯示裝置，其中該液晶包含一 旋光性摻質，以及該液晶係為扭轉且水平對齊於該第一配向層與該第二配向層之間的一扭轉向列型液晶。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之顯示裝置，其中該液晶層具有 大約為15的平方根的u值，其中u係由下列方程式11定義： 方程式11； 其中d係為該液晶層的一晶格間隙，n係為該液晶的一折射率各向異性，以及係為從該藍光光源入射至該液晶層上的一光波長。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之顯示裝置，其中： 該第一基板更包含插入在該像素電極與該共用電極之間的一層間介電層。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之顯示裝置，其中： 該像素電極包含分叉與狹縫，該狹縫係設置在分叉之間；以及 該分叉延伸的方向及該狹縫延伸的方向係與該第二方向相同。
  24. 如申請專利範圍第19項所述之顯示裝置，其中該像素電極與 該共用電極係設置在相同層且彼此間隔。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之顯示裝置，其中： 該像素電極與該共用電極互相面對且該像素電極的該狹縫介於該像素電極與該共用電極之間；以及 該像素電極的該狹縫延伸的方向係與該第二方向相同，以及該像素電極與該共用電極延伸的方向係與第該第二方向相同。
  26. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其更包含 設置在該第一基板的一表面上的一偏光元件。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之顯示裝置，其中沒有額外偏光元件插入在該液晶層與該色彩調整圖樣之間。
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