TWI393950B - 半穿反型顯示面板 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種半穿反型顯示面板，尤指一種具有電激發光顯示面板與半穿反型液晶顯示面板之顯示面板。
近年來，電激發光顯示面板，例如：有機電激發光顯示面板，由於具有自發光、廣視角、反應時間快、高發光效率、低操作電壓、面板厚度薄、可製作成可撓曲性面板以及製程簡單等優點，已漸漸成為熱門的新興平面顯示器，而被廣泛地應用於各種平面顯示產品上。
請參考第1圖，第1圖為習知電激發光顯示面板之剖面示意圖。如第1圖所示，習知電激發光顯示面板10包括薄膜電晶體基板12、陽極14、有機發光層16、陰極18以及透明基板20。其中，薄膜電晶體基板12包含基板22、設置於基板22上之薄膜電晶體24，以及覆蓋薄膜電晶體24與基板22之保護層26。陽極14係覆蓋於保護層26上，且藉由接觸洞28電性連接至薄膜電晶體24之汲極。另外，有機發光層16設置於陽極14上，陰極18設置於有機發光層16上，而透明基板20則覆蓋於陰極18上。
習知電激發光顯示面板之顯示亮度係由有機發光層之出光亮度來決定，當環境光之亮度越大時，有機發光層所發射出之光線亮度對於環境光之亮度之比例會相對降低，使習知電激發光顯示面板所顯示之畫面的對比度減小，甚至於無法觀看到所顯示之畫面。於習知有機發光顯示面板中，改善對比度降低的情況僅能提高有機發光層之出光亮度，以避免電激發光顯示器之顯示畫面受到過高之環境光亮度所影響。然而，提高有機發光層之出光亮度，不僅容易耗電，亦容易縮短有機發光層之使用壽命，因此改善電激發光顯示面板於環境光之亮度過高的情況下之對比度實為一重要課題。
本發明之目的之一在於提供一種半穿反型顯示面板，以改善習知電激發光顯示器於環境光之亮度過高的情況下對比度不足之問題。
為達上述之目的，本發明提供一種半穿反型顯示面板。半穿反型顯示面板上定義有複數個畫素區，且各畫素區包括反射區與穿透區。半穿反型顯示面板包括第一基板、複數個設置於第一基板上之驅動元件、複數個設置於第一基板上之電激發光元件、複數個設置於第一基板上之反射體、與第一基板對向設置之第二基板、複數個設置於第二基板面對於第一基板一側之第一開關元件、複數個設置於第二基板面對第一基板一側之透明電極、複數個設置於第二基板面對第一基板一側之彩色濾光層以及設置於第一基板與第二基板間之液晶層。各驅動元件分別位於各畫素區內。各電激發光元件分別位於各穿透區內，且於同一畫素區內，電激發光元件與驅動元件電性連接。各反射體分別設於各反射區內，且各第一開關元件分別設於各畫素區內。於同一畫素區內，各透明電極分別位於穿透區內並延伸至反射區而與第一開關元件電性連接。各彩色濾光層分別設於各畫素區內。
本發明係於穿透區之第一基板上形成電激發光元件，並且藉由於反射區內之第一基板上設置反射體以及於畫素區內之第二基板上設置彩色濾光層，以於電激發光元件之上方形成半穿反型液晶顯示面板。因此，本實施例不僅具有電激發光元件顯示畫面，更有半穿反型液晶顯示面板可利用環境光之亮度來加強半穿反型顯示面板之顯示亮度，以有效改善習知電激發光顯示面板於環境光之亮度過大時所產生對比度不足之問題。
請參考第2圖與第3圖，第2圖為本發明第一較佳實施例之半穿反型顯示面板的分解示意圖，第3圖為本發明第一較佳實施例之半穿反型顯示面板之剖面示意圖。如第2圖與第3圖所示，半穿反型顯示面板100上定義有複數個畫素區102，且各畫素區102包括反射區102R與穿透區102T。本實施例之半穿反型顯示面板100包括第一基板104、第二基板106以及液晶層108，其中第二基板106與第一基板104對向設置，且液晶層108設置於第一基板104與第二基板106之間。第一基板104係為各種用於製作薄膜電晶體之基板，例如：矽基板、玻璃基板或塑膠基板等，而第二基板106係為各種用於製作薄膜電晶體之透明基板，例如玻璃基板或塑膠基板等。
於本實施例中，複數條閘極線GLLCD
、複數條資料線DLLCD
、複數條共通線110、複數個第一開關元件112、複數個透明電極114以及複數個彩色濾光層116位於第二基板106與液晶層108之間。閘極線GLLCD
與資料線DLLCD
設置於第二基板106面對於第一基板104之一側並約略互相正交，且對應於相鄰畫素區102之交界位置。共通線110係設置於第二基板106面對於第一基板104之一側並與閘極線GLLCD
約略互相平行，且電性連接至一共通電壓。各第一開關元件112係設置於各畫素區102內之第二基板10面對於第一基板104之一側，並且第一開關元件112之閘極係與相對應之閘極線GLLCD
電性連接，而第一開關元件112之源極係與相對應之資料線DLLCD
電性連接。各透明電極114係分別設置於穿透區102T內並延伸至反射區102R之第二基板106上而與同一畫素區102內之第一開關元件112之汲極電性連接。各彩色濾光層116分別設於各畫素區102之反射區102R內之第二基板106面對於第一基板104之一側，並且彩色濾光層116包括第一顏色濾光層、第二顏色濾光層以及第三顏色濾光層，其中第一顏色濾光層可為紅色濾光片，第二顏色濾光層可為綠色濾光片，第三顏色濾光層可為藍色濾光片，但不限於此，第一顏色濾光層、第二顏色濾光層以及第三顏色濾光層可互相置換。
另外，本實施例之複數條閘極線GLEL
、複數條資料線DLEL
、複數條電源線118、複數個第二開關元件120、複數個驅動元件122、複數個電激發光元件124以及複數個反射體126位於第一基板104與液晶層108之間。閘極線GLEL
與資料線DLEL
係設置於第一基板104上並約略互相正交，且對應於相鄰畫素區102之交界位置。電源線118設置於第一基板104上，並與資料線DLEL
約略互相平行且對應於相鄰畫素區102之交界位置，用以驅動電激發光元件124，此外，電源線118可與共通線110電性連接，在半穿反型顯示面板100之設計上可更加簡單。各第二開關元件120分別設置於各畫素區102內之第一基板104上，並且於同一畫素區102中，第二開關元件120之閘極係與相對應之閘極線GLEL
電性連接，而第二開關元件120之源極則與相對應之資料線DLEL
電性連接，以藉由第二開關元件120來控制資料線DLEL
之訊號的輸入與否。各驅動元件122係分別設置於各畫素區102內之第一基板104上，且驅動元件122之閘極係與相對應之第二開關元件120之汲極電性連接，而驅動元件122之源極與相對應之電源線118電性連接。本實施例之第二開關元件120與驅動元件122係位於反射區102R與穿透區102T以外之畫素區102，舉例而言可位於電路區，但並不以此為限，第二開關元件與驅動元件亦可位於反射區102R內或穿透區102T內電激發光元件124與第一基板104之間。此外，各電激發光元件124係設置於各畫素區102之穿透區102T內之第一基板104上，且各電激發光元件124包括陽極128、發光層130以及陰極132，其中於各畫素區102中，陽極128、發光層130以及陰極132係依序設於穿透區102T之第一基板104上，並且陽極128係電性連接至同一畫素區102內之驅動元件122之汲極，然而，可視設計需求，對調陽極128和陰極132的位置，但並不以此為限。而值得注意的是，本實施例之陰極132係電性連接至相對應之共通線110，使透明電極114與陰極132可控制位於其間之液晶層108的液晶分子之轉動。並且，於各畫素區102中，第二開關元件120之汲極或驅動元件122之閘極與電源線118之間形成儲存電容134，用以儲存資料線DLEL
之訊號。根據上述之電性連接關係，第二開關元件120之開關可控制資料線DLEL
之訊號輸入與否，且驅動元件122之開關可控制電源線118是否輸入電流，以驅動電激發光元件124。儲存電容134可有效減緩開關驅動元件122之速度，使電源線118所提供之電流具有足夠時間驅動電激發光元件124。電激發光元件124可包括複數個第一電激發光元件、複數個第二電激發光元件以及複數個第三電激發光元件，其中第一電激發光元件、第二電激發光元件以及第三電激發光元件可分別為單一顏色之發光元件，例如：紅色發光元件、綠色發光元件與藍色發光元件，且第一電激發光元件、第二電激發光元件以及第三電激發光元件可構成白色，以提供半穿反型顯示面板100顯示全彩之畫面。值得注意的是，位於穿透區102T之各電激發光元件124所發出之光線顏色需與同一畫素區102中之彩色濾光層116之顏色約略相同，使同一畫素所顯示之顏色相同。其中，發光層130可由有機電激發光材料所構成，且對應於不同顏色之電激發光元件124係使用產生不同顏色之材料。陽極128係由具有高反射率之材料所構成，例如：鋁、銀、金、鎳、鉑或上述之組合等，以將發光層130所產生之光線朝外界反射。陰極132係由具有高穿透率之材料所構成，例如：厚度小之金屬薄膜，使發光層130所產生之光線可穿透陰極132朝外界射出。
此外，各反射體126係分別設置於各反射區102R之第一基板104上，且反射體126係由具有高反射率之材料所構成，例如：金屬薄膜等，用以反射環境光入射半穿反型顯示面板100之光線。於本實施例中，陰極132係延伸至反射區102R內且覆蓋於反射體126上，但本發明並不限於此。請參考第4圖，第4圖為第一較佳實施例之半穿反型顯示面板之另一實施態樣的剖面示意圖。如第4圖所示，陰極132並未延伸至反射區102R中，僅與反射體126電性連接，並且於此實施態樣，反射體126係由導電材料所構成，以作為反射區102R中控制液晶層108之電極之一。
請繼續參考第3圖，半穿反型顯示面板100另包括複數個凸塊136，設置於第一基板104上且分別設於各反射區102R內，其中凸塊136可為有機材質且具有凹凸表面，藉此反射體126亦具有凹凸表面，用以均勻散射環境光源，並且可藉由調整凸塊136之厚度來控制反射區102R內之液晶間隙之大小。
另外，本實施例之半穿反型顯示面板100另包括二配向膜138、140，分別設置於液晶層108與第一基板104之間以及液晶層108與第二基板106之間，用以對液晶層108之液晶分子進行配向。並且，半穿反型顯示面板100另包括複數個突出物142，分別設於各反射區102R內，且各突出物142係設於各透明電極114與液晶層108之間且位於配向膜140面對液晶層108之一側。此外，半穿反型顯示面板100另包括四分之一波片144以及一偏光片146，其中四分之一波片144設置於第二基板106面對第一基板104之另一側，且偏光片146係設置於四分之一波片144上。
由此可知，本實施例係於畫素區102內之第一基板104上設置閘極線GLEL
、資料線DLEL
、電源線118、第二開關元件120以及驅動元件122，並且於畫素區102之穿透區102T內設置電激發光元件124，以於穿透區102T內形成電激發光面板。另外，本實施例同時於畫素區102內之第二基板106面對第一基板104之一側設置閘極線GLLCD
、資料線DLLCD
、共通線110、第一開關元件112以及透明電極114，並且電性連接共通線110與電激發光元件124之陰極132，使位於第一基板104與第二基板106間之液晶層108得以被驅使轉動，再藉由於反射區102R內之第一基板104上設置凸塊136與反射體126以及於反射區102R內之第二基板106上設置彩色濾光層116，以於電激發光面板之上方形成半穿反型液晶顯示面板。因此，本實施例不僅具有電激發光面板顯示畫面，更有半穿反型液晶顯示面板可利用環境光之亮度來加強半穿反型顯示面板100之顯示亮度，以有效改善習知電激發光顯示面板於環境光之亮度過大時所產生對比度不足之問題。
本實施例之半穿反型顯示面板100之操作情況將描述如下，當半穿反型顯示面板100處於亮態時，即欲顯示亮畫面時，於穿透區102T中，電激發光元件124係被驅動而產生不具有偏極性之光線，因此可依序穿透液晶層108、四分之一波片144以及偏光片146，而於穿透區102T顯示出亮畫面提供給觀看者觀看。同時，於反射區102R中，透明電極114與電激發光元件124之陰極132之間係提供有一電壓差，以轉動液晶層108中之液晶分子。此時，液晶層108係具有延遲光線四分之一波長之特性。當入射至反射區102R之環境光依序穿透偏光片146、四分之一波片144以及液晶層108時，環境光會成為具有線偏極化之光線。接著，藉由反射體126反射具有線偏極化之光線，並且具有線偏極化之光線會依序穿透液晶層108、四分之一波片144以及偏光片146而顯示出亮畫面給觀看者觀看。因此，於亮態下，即使於環境光之亮度較大時，本實施例位於反射區102R之液晶顯示面板即可利用環境光作為顯示時之亮度補償，因而可避免於環境光亮度過大時半穿反型顯示面板100之對比度受到影響。另外，當半穿反型顯示面板100處於暗態時，即欲顯示暗畫面時，電激發光元件124並未被驅動而無光線產生，並且透明電極114與電機發光元件124之陰極132之間並未提供電壓差，因此液晶層108係處於未旋轉狀態而不具有延遲光線之特性。此時，於穿透區102T與反射區102R中，環境光係依序穿透偏光片146以及四分之一波片144，而具有右旋/左旋圓偏極化。再經過反射體126之反射後，右旋/左旋圓偏極化之光線會轉變為左旋/右旋圓偏極化之光線，因此當光線通過四分之一波片144後，並無法穿透偏光片146，而產生暗態。因此，半穿反型顯示面板100亦可提供良好之暗畫面給觀看者觀看，進而於強光環境下觀看可具有良好之對比度。
此外，本發明之半穿反型顯示面板之彩色濾光層並不限僅設於反射區內，而亦可同時設置於反射區與穿透區內。請參考第5圖，第5圖為本發明第二較佳實施例之半穿反型顯示面板之剖面示意圖。為了簡化說明並清楚比較本發明各實施例之異同，下文所述之第二較佳實施例與前述第一較佳實施例使用相同之元件符號標注相同之元件，且不再對相同部份元件作重覆贅述。如第5圖所示，相較於第一較佳實施例，本實施例之半穿反型顯示面板200之各彩色濾光層202係分別設置於各反射區102R與各穿透區102T內。藉由將彩色濾光層202設置於穿透區102T內，電激發光元件124所發出之光線會經過彩色濾光層202之純化，使得同一畫素所顯示之顏色具有一致性。此外，於本實施例中，電激發光元件124除了可為單色發光元件外，亦可為白色發光元件，例如：其發光層係為紅光發光層、綠光發光層與藍光發光層堆疊而成之多重發光層等。
綜上所述，本發明係於穿透區之第一基板上形成電激發光面板，並且藉由於反射區內之第一基板上設置凸塊與反射體、於畫素區內之第二基板上設置彩色濾光層以及電性連接共通線與電激發光元件之陰極，以於電激發光面板之上方形成半穿反型液晶顯示面板。因此，本實施例不僅具有電激發光面板顯示畫面，更有半穿反型液晶顯示面板可利用環境光之亮度來加強半穿反型顯示面板之顯示亮度，以有效改善習知電激發光顯示面板於環境光之亮度過大時所產生對比度不足之問題。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10．．．電激發光顯示面板
12．．．薄膜電晶體基板
14．．．陽極
16．．．有機發光層
18．．．陰極
20．．．透明基板
22．．．基板
24．．．薄膜電晶體
26．．．保護層
28．．．接觸洞
100．．．半穿反型顯示面板
102．．．畫素區
102R．．．反射區
102T．．．穿透區
104．．．第一基板
106．．．第二基板
108．．．液晶層
110．．．共通線
112．．．第一開關元件
114．．．透明電極
116．．．彩色濾光層
118．．．電源線
120．．．第二開關元件
122．．．驅動元件
124．．．電激發光元件
126．．．反射體
128．．．陽極
130．．．發光層
132．．．陰極
134．．．儲存電容
136．．．凸塊
138．．．配向膜
140．．．配向膜
142．．．突出物
144．．．四分之一波片
146．．．偏光片
第1圖為習知電激發光顯示面板之剖面示意圖。
第2圖為本發明第一較佳實施例之半穿反型顯示面板的分解示意圖。
第3圖為本發明第一較佳實施例之半穿反型顯示面板之剖面示意圖。
第4圖為第一較佳實施例之半穿反型顯示面板之另一實施態樣的剖面示意圖。
第5圖為本發明第二較佳實施例之半穿反型顯示面板之剖面示意圖。
100．．．半穿反型顯示面板
102．．．畫素區
102R．．．反射區
102T．．．穿透區
104．．．第一基板
106．．．第二基板
108．．．液晶層
112．．．第一開關元件
114．．．透明電極
116．．．彩色濾光層
122．．．驅動元件
124．．．電激發光元件
126．．．反射體
128．．．陽極
130．．．發光層
132．．．陰極
136．．．凸塊
138．．．配向膜
140．．．配向膜
142．．．突出物
144．．．四分之一波片
146．．．偏光片
Claims (17)
- 一種半穿反型顯示面板，該半穿反型顯示面板上定義有複數個畫素區，各該畫素區包括一反射區與一穿透區，該半穿反型顯示面板包括：一第一基板；複數個驅動元件，設置於該第一基板上，且各該驅動元件分別位於各該畫素區內；複數個電激發光元件，設置於該第一基板上，且各該電激發光元件分別位於各該穿透區內，且於同一畫素區內，該電激發光元件與該驅動元件電性連接；複數個反射體，設置於該第一基板上，且各該反射體分別設於各該反射區內；一第二基板，與該第一基板對向設置；複數個第一開關元件，設置於該第二基板面對於該第一基板之一側，且各該第一開關元件分別設於各該畫素區內，其中該等驅動元件以及該等第一開關元件均不與該等穿透區重疊；複數個透明電極，設置於該第二基板面對該第一基板之一側，且於同一畫素區內，各該透明電極分別位於該穿透區內並延伸至該反射區而與該第一開關元件電性連接；複數個彩色濾光層，設置於該第二基板面對該第一基板之一側，且各該彩色濾光層分別設於各該畫素區內；以及一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間。
- 如請求項1所述之半穿反型顯示面板，另包括複數個凸塊，設置於該第一基板上，各該凸塊分別設於各該反射區內，且各該凸塊係設於各該反射體與該第一基板之間。
- 如請求項2所述之半穿反型顯示面板，其中各該凸塊具有一凹凸表面，藉此各該反射體亦具有一凹凸表面。
- 如請求項1所述之半穿反型顯示面板，另包括複數個突出物，分別設於各該反射區內，且各該突出物係設於各該透明電極與該液晶層之間。
- 如請求項1所述之半穿反型顯示面板，其中各該電激發光元件包括一陽極、一發光層以及一陰極，分別依序設於各該穿透區之該第一基板上，且各該陽極電性連接至各該驅動元件。
- 如請求項5所述之半穿反型顯示面板，其中於各該畫素區內，該陰極延伸至該反射區內。
- 如請求項5所述之半穿反型顯示面板，其中於各該畫素區中，該陰極係覆蓋於該反射體上。
- 如請求項5所述之半穿反型顯示面板，其中於各該畫素區中，該 陰極係與該反射體電性連接。
- 如請求項5所述之半穿反型顯示面板，其中該等發光層包括有機發光材料。
- 如請求項1所述之半穿反型顯示面板，另包括一四分之一波片，設置於該第二基板面對該第一基板之另一側。
- 如請求項10所述之半穿反型顯示面板，另包括一偏光片，設置於該四分之一波片上。
- 如請求項1所述之半穿反型顯示面板，另包括二配向膜，分別設置於該液晶層與該第一基板之間以及該液晶層與該第二基板之間。
- 如請求項1所述之半穿反型顯示面板，其中於各該畫素區內，該彩色濾光層係設置於該反射區內。
- 如請求項13所述之半穿反型顯示面板，其中該等電激發光元件包括紅色發光元件、綠色發光元件與藍色發光元件。
- 如請求項1所述之半穿反型顯示面板，其中於各該畫素區內，該彩色濾光層係設置於該反射區以及該穿透區內。
- 如請求項15所述之半穿反型顯示面板，其中該等電激發光元件係為白色發光元件。
- 如請求項1所述之半穿反型顯示面板，另包括複數個第二開關元件，分別設置於各該畫素區之該第一基板上，且於各該畫素區內，該第二開關元件係電性連接至該驅動元件。
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