TW202319822A - 透明顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種透明顯示面板，其包括透明基板、透明導電層、顯示層和光致變色層，透明基板上配置有透明導電層、顯示層和光致變色層，顯示層與透明導電層連接，並具有由多個發光二極體所構成的多個像素單元，光致變色層填充於前述發光二極體的間隙內。此透明顯示面板在光線照射後，光致變色層能夠吸收光能使顏色產生變化，以增進透明顯示面板的顯色效果，從而可以改善透明顯示面板在強光環境下對比度不足的問題。

Description

透明顯示面板

本發明係有關透明顯示技術領域，特別是指一種透明顯示面板。

隨著顯示技術不斷進步，透過元件的設計、走線的排列以及基材的組成等改善了顯示面板的透明度，使得透明顯示技術的發展也日益成熟。透明顯示面板具有透明、輕薄等特性，可以提高人機互動，讓資訊傳播能以更直觀的方式呈現。透明顯示面板通常需要清楚的顯示畫面，還要能同時清晰地透視在透明顯示面板後方的物體。然而，環境光源造成的反光與雜散光對透明顯示面板的畫面顯色效果有著顯著的影響，特別是在戶外陽光充足時的畫面明暗對比性不佳，不利畫面色彩呈現，僅只有在背景光線陰暗的條件下，才能得到較佳的觀看效果，因此，不利透明顯示面板於戶外的應用性。

目前改善透明顯示面板的顯示效果的作法中，例如添加如液晶顯示面板中的液晶層，透過電流控制液晶的開合，使其遮住背景的雜散光源，就能使顯示面板的透明度受到調節，但是這種作法會使顯示面板的厚度增加，降低輕薄的優勢。另外，也可利用提高發光二極體的亮度來改善。戶外顯示器的亮度基本需要大於1000 燭光每平方米（cd/m ²），提高亮度的方法可分為兩種：(a) 增加發光二極體晶片的發光強度，讓其他區域視覺上相對變暗。(b) 藉由有效結構設計，例如反射層，使出光更為集中。然而，前者對於發光強度的提高也相對耗能，後者則容易導致製程繁瑣。

故，如何對於透明顯示面板的顯示效果進行改良，以解決上述習知技術的不足，即為從事此行業相關業者所亟欲研發的課題。

有鑑於此，本發明的主要目的在提供一種透明顯示面板，利用光致變色層在光線照射後能夠吸收光能產生變色效果，來改善透明顯示面板在強光照射下對比度不足的問題。

為達上述之目的，本發明提供一種透明顯示面板，此透明顯示面板包括透明基板、透明導電層、顯示層和光致變色層。透明導電層、顯示層和光致變色層皆配置於透明基板上，且顯示層與透明導電層連接，顯示層具有由多個發光二極體所構成的多個像素單元，而光致變色層則填充於這些發光二極體的間隙內。

根據本發明之實施例，前述透明顯示面板更包括一保護蓋板，保護蓋板覆蓋於顯示層上。

根據本發明之實施例，前述透明顯示面板更包括一觸控感應層，觸控感應層設置於保護蓋板和顯示層之間。

根據本發明之實施例，前述透明導電層的材料包括氧化銦錫（ITO）、金屬網格、奈米碳管、石墨烯或導電高分子。

根據本發明之實施例，前述每一像素單元包括紅色發光二極體、綠色發光二極體和藍色發光二極體。

根據本發明之實施例，前述光致變色層為紫外光致變色層。

根據本發明之實施例，前述光致變色層包括有機光致變色材料或無機光致變色材料。

根據本發明之實施例，前述無機光致變色材料為稀土配合物、過渡金屬氧化物、多金屬氧酸鹽類或金屬鹵化物。

根據本發明之實施例，前述金屬鹵化物為鹵化銀或溴化銀。

根據本發明之實施例，前述有機光致變色材料為二芳基乙烯類、俘精酸酐類、螺吡喃類、螺噁嗪類、偶氮苯類、席夫鹼類或螺吡喃類。

根據本發明之實施例，前述光致變色層是由一光致變色材料混合於一光致變色透明基材所構成。

根據本發明之實施例，前述光致變色層是於一光致變色透明基材表面塗覆或吸附一光致變色材料所構成。

根據本發明之實施例，前述光致變色層的高度低於或等於前述發光二極體的高度。

根據本發明之實施例，前述光致變色層和前述發光二極體的高度差小於0.1毫米。

與先前技術相比，本發明具有以下優勢： （1）     本發明提供的透明顯示面板在戶外日光充足時也具有優異的對比度及顯色效果。 （2）     本發明提供的透明顯示面板將發光二極體的間隙填入光致變色層，其在強光環境下因吸收光能後顏色會變深，有助於提升透明顯示面板的顯示畫面的對比度及顯色效果，亦可改善透明導電層(如金屬網格)反光與雜散光的影響。 （3）     本發明提供的透明顯示面板在室內無強烈的環境光源影響下，仍可維持正常的透明度表現。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本技術領域中具有通常知識者在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互任意組合。

在實施方式的描述中，當一個結構被描述為位於另一結構"之上或上方"或者"之 下或下方"時，則該描述應當解釋為包括所述結構相互接觸的情況以及在所述結構之間設置了第三結構的情況。以下將參考圖式詳細描述實施方式。

正如先前技術所描述的，目前習知的透明顯示面板在強光照射下容易發生對比度不足的問題。為了解決上述技術問題，本發明的基本思想是提供一種透明顯示面板，並結合可逆的光致變色材料予以改良。由於光致變色材料在一定強度和波長的光作用下分子結構會發生變化，從而導致其對光的吸收峰值即顏色相應改變，且這種改變是可逆的。因此，透明顯示面板在一般狀態下能維持透明外觀之優點，而在日光照射下，因為日光含有紫外線，光致變色材料吸收紫外線的光能而變色，使得透明顯示面板在戶外日光充足時也具有優異的對比度及顯色效果。

請參照第1圖，其繪示本發明之實施例所提供的透明顯示面板的結構示意圖。本實施例的透明顯示面板由下而上依序包括透明基板10、設置在透明基板10上的透明導電層20、顯示層30和光致變色層40，顯示層30與透明導電層20連接，並包括由多個發光二極體31所構成的多個像素單元，光致變色層40填充於多個發光二極體31的間隙d中，更進一步地，顯示層30上方覆蓋有保護蓋板50。

本發明中，透明基板10是透明顯示面板的基底材料，用來支撐發光二極體31成長為具有機械強度的單晶薄膜，更具體地，本發明的實施例所使用的透明基板10可為玻璃或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。本發明中，透明導電層20用於導通透明顯示面板中的部件，更具體地，本發明的實施例所使用的透明導電層20的材料可選自氧化銦錫（ITO）、金屬網格、奈米碳管、石墨烯或導電高分子。在本發明的實施例中，透明導電層20為金屬網格，可將銅等導電金屬及其氧化物的絲線密布在透明基板10的表面，分布形狀為利用極細金屬線所組成的交錯網格，利用金屬線交錯及金屬高導電的特性，在透明基板10的表面形成高導電之膜層，加上金屬線路寬度小於5微米(μm)及肉眼於光學干涉效應上不易看見之特性，用來形成透明導電層20。本發明中，發光二極體31是作為透明顯示面板的像素，更具體地，本發明的實施例所使用的發光二極體31可為傳統發光二極體、有機發光二極體(OLED)或次毫米/微米發光二極體(Mini/Micro LED)，且發光二極體31可以包括紅色發光二極體、綠色發光二極體和藍色發光二極體，而能發出光的三種原色(R，G，B)，這樣三種顏色的發光二極體31構成一個像素單元，使透明顯示面板能夠顯示全彩色的圖像。本發明中，光致變色層40包含光致變色材料41和光致變色透明基材42，光致變色材料41在光致變色後可以改變透明顯示面板的顯示效果，更具體地，本發明的實施例所使用的光致變色層40可為紫外光致變色層。本發明中，保護蓋板50是作為保護面板與裝飾性使用，更具體地，本發明的實施例所使用的保護蓋板50可為玻璃或聚對苯二甲酸乙二醇酯。

進一步說明光致變色層40的變色原理和材料選擇。光致變色層40中的光致變色材料41必須經由照光提供能量後，使光致變色材料41由基態變為激發態，因此分子結構產生變化而使材料變色，當外在光源移除後，停止提供能量，使光致變色材料41以熱的方式將能量釋放，由激發態回至基態結構，光致變色材料41即恢復透明，因此這種顏色變化是一種循環過程，具有可逆性。具體而言，光致變色層40包括有機光致變色材料或無機光致變色材料。其中，無機光致變色材料主要包括稀土配合物、過渡金屬氧化物、多金屬氧酸鹽類、金屬鹵化物。無機光致變色材料具有許多優點，比如變色速率快、變色持續時間長、熱穩定性高、耐疲勞性好、機械強度高、宏觀可控易成型等。無機光致變色材料的變色現象主要是通過離子和電子的雙注入提取、電子躍遷、晶格中電子轉移而實現，大多數能被紫外光誘導，某些無機光致變色材料也可被其他波長的光啟動(紅外到X-射線或γ-射線)。以無機光致變色材料的鹵化物來說，例如鹵化銀(AgCl)、溴化銀(AgBr)，當光射進此類物質時，紫外線會使鹵化銀或溴化銀還原成銀金屬與鹵素離子，使光致變色透明基材42吸收可見光，原本明亮的光致變色透明基材42因此而變暗；當光線受阻而不再照射物質時，便發生逆反應，光致變色透明基材42即恢復明亮透明。例如，將奈米級氯化銀與氯化銅粒子同置於光致變色透明基材42中，當受到陽光照射時，下列方程式(I)向右進行， AgCl _(s)＋ Cu ^＋ _(aq)＋光線 →Ag _(s)＋Cl ^－ _(aq)＋Cu ^{2 ＋} _(aq)(I) 光致變色透明基材42中出現銀的微粒，光致變色透明基材42會立即變成黑褐色，當從室外移入室內時，因光線減弱，反應向左，銀粒變成氯化銀，光致變色透明基材42自動由黑褐色回復澄清。而有機光致變色材料主要包括二芳基乙烯類、俘精酸酐類、螺吡喃類、螺噁嗪類、偶氮苯類、席夫鹼類和螺吡喃類。有機光致變色材料在照射特定光後分子結構改變，使得立體障礙增加，使光線不易通過讓材料顏色產生變化。

請參照第2A〜2C圖，其繪示本發明之實施例所提供的三種光致變色層40的結構示意圖。光致變色層40主要可應用下列三種技術製備而成。首先是基變技術(photo cast in)，如第2A圖所示，由光致變色材料41與光致變色透明基材42均勻混合來形成光致變色層40。其次為膜變技術(photo-coating/trans-bonding)，如第2B圖所示，膜變技術通常在光致變色透明基材42表面塗覆上黏合層43，經過預烘乾之後，再均勻塗覆一層含光致變色材料及交聯樹脂的光致變色塗料44來形成光致變色層40。此外為埋入式變色(imbibing)技術，如第2C圖所示，埋入式變色是指在加熱的情況下，將光致變色材料41吸附進光致變色透明基材42的表層來形成光致變色層40。

接續說明本發明之實施例使用上述基變技術製備光致變色層40的製作流程。本實施例是以負型光阻作為光致變色透明基材42。首先，將光致變色材料41利用混摻方式均勻分散到負型光阻內；本實施例中，負型光阻的材料包括單體10-20重量%、壓克力高分子樹脂10-20重量%、溶劑(如丙二醇甲醚醋酸酯，PGMEA)40-60重量%和光起始劑0.1-0.5重量%，而光致變色材料41於負型光阻中的添加量為20-30重量%。繼而，將負型光阻利用旋轉塗佈或噴塗至透明基板10上，靜置一段時間，使負型光阻填平於多個發光二極體31之間隙d內；本實施例中，發光二極體31的間隙d約為0.5-1.0公分。接著，以光罩對負型光阻進行曝光，曝光部位為多個發光二極體31的間隙d處。然後，未曝光區域的負型光阻顯影時會被移除，而被曝光區域進行交聯聚合成高分子量結構、抵擋顯影液侵蝕而留下來。最後，置於真空系統或者是烘箱除去水氣後，而可完成本實施例之光致變色層40；如第3圖所示，即為本發明之實施例所提供的光致變色層40的雷射掃描影像。

上述實施例之光致變色層40是以負型光阻方式混入特定比例光致變色材料41來形成，此光致變色層40可同時作為像素之高低差填補材料；上述光致變色層40的製作流程僅作為基變技術之一種示例，實際上光致變色層40的製作方式並不予以限定，只要光致變色層40可包含光致變色材料來達到光致變色的功效即可。本發明中，光致變色層40的高度可低於或等於發光二極體31的高度，較佳地，光致變色層40的高度比發光二極體31封裝後的高度低，且光致變色層40和發光二極體31的高度差小於0.1毫米(mm)，如此不會導致減少發光二極體31發光時的出光角度。

以下結合光學模擬試驗的內容對本發明作進一步詳細說明及功效之驗證，但不應將其理解為對本發明保護範圍的限制。

請參照第4A圖和第4B圖，其分別為本發明進行光學模擬試驗所使用的實驗組和對照組的結構示意圖。測試樣品包括本發明所使用的實驗組之透明顯示面板(見第4A圖)以及本發明所使用的對照組之透明顯示面板(見第4B圖)，其中實驗組具有光致變色層40，對照組則不具有光致變色層40。進行驗證之測試方法是針對本發明之實驗組和對照組的透明顯示面板，透過光學模擬試驗，利用LightTools 照明系統設計模擬軟體計算，比較出光效果。

經由計算分析，結果發現本發明之實驗組的透明顯示面板之反射率為1%，對照組的透明顯示面板之反射率為15%，其說明了當透明顯示面板填入有光致變色層，其反射率可由15%降至1%。請參照第5A圖和第5B圖，其分別顯示本發明所使用的實驗組和對照組進行光學模擬試驗後的出光示意圖。結果顯示，本發明實驗組中具有光致變色層的透明顯示面板具有較高的對比度，表示其出光效果相對較佳。

另一方面，本發明所提供的透明顯示面板可以為具備觸控功能的透明觸控顯示面板。請參照第6圖，其繪示本發明之另一實施例所提供的透明觸控顯示面板的結構示意圖。與上述實施例不同的是，本實施例之透明觸控顯示面板還包括有一觸控感應層70，此觸控感應層70可透過固態透明光學膠60的黏合來設置於保護蓋板50和顯示層30之間。同樣地，本實施例在多個發光二極體31的間隙d之內填入有光致變色層40，而可吸收光能而變色，以改善透明觸控顯示面板在強光環境下的對比度，並可增進透明觸控顯示面板的顯示效果。

綜上所述，根據本發明所提供的透明顯示面板，在多個發光二極體的間隙中填入光致變色層，利用光致變色材料的特性，在光線照射後，光致變色層能夠吸收光能而導致其顏色產生變化，可改善透明顯示面板在強光環境光下對比度不足的問題，並有助於提升觀賞時的對比度及顯色效果，另外，亦可改善透明導電層(如金屬網格)反光與雜散光之影響。同時，透明顯示面板在室內無強光環境光源影響下，仍可維持正常的透明度表現。本發明所提供的透明顯示面板無須改變既有的面板結構，具有量產能力，且藉由增加對比度可減少顯示面板的耗能，可達到省電效果。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10:透明基板 20:透明導電層 30:顯示層 31:發光二極體 40:光致變色層 41:光致變色材料 42:光致變色透明基材 43:黏合層 44:光致變色塗料 50:保護蓋板 60:固態透明光學膠 70:觸控感應層 d:間隙

第1圖為本發明之實施例所提供的透明顯示面板的結構示意圖。 第2A〜2C圖為本發明之實施例所提供的三種光致變色層的結構示意圖。 第3圖為本發明之實施例所提供的光致變色層的雷射掃描影像。 第4A圖和第4B圖分別為本發明進行光學模擬試驗所使用的實驗組和對照組的結構示意圖，其中第4A圖具有光致變色層，第4B圖不具有光致變色層。 第5A圖和第5B圖分別為本發明所使用的實驗組和對照組進行光學模擬試驗後的出光示意圖。 第6圖為本發明之實施例所提供的透明觸控顯示面板的結構示意圖。

10:透明基板

20:透明導電層

30:顯示層

31:發光二極體

40:光致變色層

41:光致變色材料

42:光致變色透明基材

50:保護蓋板

d:間隙

Claims (14)

1. 一種透明顯示面板，其包括： 一透明基板； 一透明導電層，配置於該透明基板上； 一顯示層，配置於該透明基板上並連接於該透明導電層，該顯示層具有由複數個發光二極體所構成的複數個像素單元；及 一光致變色層，配置於該透明基板上並填充於該些發光二極體的間隙內。
2. 如請求項1所述之透明顯示面板，更包括一保護蓋板，該保護蓋板覆蓋於該顯示層上。
3. 如請求項2所述之透明顯示面板，更包括一觸控感應層，該觸控感應層設置於該保護蓋板和該顯示層之間。
4. 如請求項1所述之透明顯示面板，其中該透明導電層的材料包括氧化銦錫（ITO）、金屬網格、奈米碳管、石墨烯或導電高分子。
5. 如請求項1所述之透明顯示面板，其中每一像素單元包括紅色發光二極體、綠色發光二極體和藍色發光二極體。
6. 如請求項1所述之透明顯示面板，其中該光致變色層為紫外光致變色層。
7. 如請求項1所述之透明顯示面板，其中該光致變色層包括有機光致變色材料或無機光致變色材料。
8. 如請求項7所述之透明顯示面板，其中該無機光致變色材料為稀土配合物、過渡金屬氧化物、多金屬氧酸鹽類或金屬鹵化物。
9. 如請求項8所述之透明顯示面板，其中該金屬鹵化物為鹵化銀或溴化銀。
10. 如請求項7所述之透明顯示面板，其中該有機光致變色材料為二芳基乙烯類、俘精酸酐類、螺吡喃類、螺噁嗪類、偶氮苯類、席夫鹼類或螺吡喃類。
11. 如請求項1所述之透明顯示面板，其中該光致變色層係由一光致變色材料混合於一光致變色透明基材所構成。
12. 如請求項1所述之透明顯示面板，其中該光致變色層係於一光致變色透明基材表面塗覆或吸附一光致變色材料所構成。
13. 如請求項1所述之透明顯示面板，其中該光致變色層的高度係低於或等於該些發光二極體的高度。
14. 如請求項1所述之透明顯示面板，其中該光致變色層和該些發光二極體的高度差小於0.1毫米。

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