TWI480667B - 顯示螢幕及其顯示系統 - Google Patents

Description

顯示螢幕及其顯示系統

本發明是有關一種顯示螢幕及其顯示系統，特別是一種利用激發光激發螢光材料而形成影像之顯示螢幕及其顯示系統。

雷射磷光體顯示器(Laser Phosphor Display，LPD)具有大尺寸、低能耗以及寬視角等優點，因此逐漸被市場所重視。雷射磷光體顯示器之原理是利用雷射引擎產生之雷射光束掃描磷光面板，使磷光面板上之磷光體受到雷射光束激發而發出紅/綠/藍光，進而形成影像。習知磷光面板上之磷光體是呈一條帶狀相鄰配置。雷射光束之掃描方向與磷光條帶垂直即形成包含紅/綠/藍光之彩色像素。依據此結構，習知之磷光面板為不透明，亦即觀看者無法看到磷光面板另一側之背景環境，如此限制了雷射磷光體顯示器的應用範圍。舉例而言，若在櫥窗玻璃上設置磷光面板來顯示折扣資訊或介紹商品，櫥窗內展示之物品即無法被消費者觀看。

綜上所述，如何增加雷射磷光體顯示器之應用便是目前極需努力的目標。

本發明提供一種顯示螢幕及其顯示系統，其是在每一像素中配置一螢光區域以及一透光區域，其中螢光區域受到激發光激發而形成影像，而觀看者可經由透光區域看到顯示螢幕另一側之環境影像，如此可增加顯示系統之應用。

本發明一實施例之顯示螢幕包含一基材以及一第一螢光材 料。基材包含多個陣列排列之像素區域，其中每一像素區域包含一螢光區域以及一透光區域。第一螢光材料則設置於螢光區域內，用以供一激發光激發螢光區域使第一螢光材料發出一第一顏色之可見光而形成一影像。

本發明另一實施例之顯示系統包含一顯示螢幕以及一激發裝置。顯示螢幕包含一基材以及一第一螢光材料。基材包含多個陣列排列之像素區域，其中每一像素區域包含一螢光區域以及一透光區域。第一螢光材料設置於螢光區域內。激發裝置用以產生一激發光，並針對螢光區域激發，使第一螢光材料發出一第一顏色之可見光而形成一影像。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，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。

1‧‧‧顯示螢幕

10‧‧‧基材

11‧‧‧像素區域

111‧‧‧螢光區域

112‧‧‧透光區域

2‧‧‧激發裝置

20‧‧‧反射層

21‧‧‧開孔

22‧‧‧透鏡結構

30‧‧‧濾光層

40‧‧‧光學微結構

EL‧‧‧激發光

R、G、B‧‧‧螢光材料

RL、GL、BL‧‧‧可見光

圖1為一示意圖，顯示本發明第一實施例之顯示螢幕。

圖2為一示意圖，顯示本發明一實施例之顯示系統。

圖3為一示意圖，顯示本發明第二實施例之顯示螢幕。

圖4為一示意圖，顯示本發明第三實施例之顯示螢幕。

圖5為一示意圖，顯示本發明第四實施例之顯示螢幕。

圖6為一示意圖，顯示本發明第五實施例之顯示螢幕。

請參照圖1以及圖2，本發明之一實施例之顯示系統包含一顯示螢幕1以及一激發裝置2。顯示螢幕1包含一基材10以及至少一螢光材料。基材10包含多個陣列排列之像素區域11，且每一像素區域包含一螢光區域111以及一透光區域112。螢光材料則配置於螢光區域111內。激發裝置2產生一激發光EL激發螢光區域111即可激發螢光區域111內之螢光材料而產生可見光。舉例而言，激發光EL可為一雷射光，且其中心波長可為藍光波長、紫光波長、紫外光波長或者小於420nm。簡言之，本發明之 顯示系統是以較短波長之激發光EL激發螢光材料發出較長波長之可見光。激發裝置2藉由調變激發光EL之強度以及激發螢光區域之時間至少其中之一，即可控制螢光材料所產生之可見光的強度而形成影像。

於一實施例中，激發裝置2能夠以多種方式激發每一像素區域11之螢光區域111發光而成像。舉例而言，激發裝置2可提供一點狀激發光，並逐行掃描螢光區域111而成像。或者，激發裝置2可提供一維陣列之點狀激發光，其以與一維陣列方向垂直之掃描方向(水平或垂直方向)掃描螢光區域111而成像。此外，激發裝置2亦可提供二維陣列之點狀激發光，且每一點狀激發光對應激發每一像素區域11之螢光區域111而成像。

於此實施例中，每一像素區域11之螢光區域111沿激發光EL的掃描方向依序配置三種螢光材料R、G、B，其中螢光材料R吸收激發光EL可以產生紅色之可見光RL；螢光材料G吸收激發光EL可以產生綠色之可見光GL；螢光材料B吸收激發光EL可以產生藍色之可見光BL。但不限於此，依據實際應用的需求，螢光區域111內亦可僅配置一種、兩種或更多之螢光材料，而多種螢光材料受到激發則分別產生不同顏色之可見光。舉例而言，亦能夠以藍色之激發光激發螢光材料發出白光。於另一實施例中，以較短波長之藍色激發光亦可激發螢光材料R、G發出較長波長之紅光或綠光，而對應於螢光材料B之區域則能夠以一擴散區域取代。亦即擴散區域將相鄰於R、G之區域，使得每一像素區仍可產生紅光、綠光及藍光。其中，擴散區域可直接擴散藍色之激發光提供每一像素區域所需之藍光。

依據上述結構，由於透光區域112具有單純透射之光學性質，因此，觀看者可經由透光區域112看到顯示螢幕1另一側之環境影像。舉例而言，櫥窗玻璃作為顯示螢幕1來顯示折扣資訊或介紹商品時，消費者仍能經由透光區域112看到櫥窗內展示之物品。又例如，車輛前擋風玻璃作為顯示螢幕1時，駕駛者可同時看到行車資訊以及道路狀況。

可以理解的是，藉由調整透光區域112之面積大小可控制顯示螢幕1之透明度。於一實施例中，透光區域112之面積大於螢光區域111 之面積，且透光區域112分隔相鄰像素區域11之螢光區域111。舉例而言，應用於車輛時，為了符合法規的要求，透光區域112之面積相對於像素區域11之比例為75%或以上。

於一實施例中，為了提高顯示螢幕1之色彩對比度，可將吸光材料與螢光材料混合設置於螢光區域111中。舉例而言，選擇可吸收掉綠光以及藍光，而僅讓紅光通過之吸光材料，將其與螢光材料R混合，可使螢光材料R發出較為純粹之紅色可見光。同理，選擇可吸收掉紅光以及藍光，而僅讓綠光通過之吸光材料，將其與螢光材料G混合，可使螢光材料G發出較為純粹之綠色可見光；選擇可吸收掉紅光以及綠光，而僅讓藍光通過之吸光材料，將其與螢光材料B混合，可使螢光材料B發出較為純粹之藍色可見光。

請參照圖3，於一實施例中，本發明之顯示螢幕更包含一反射層20，其對應於螢光區域111設置。反射層20用以反射螢光材料R、G、B所發出之可見光至螢光區域111之出光側，亦即觀看者觀看影像的一側。舉例而言，反射層20可讓激發光EL透射，而反射可見光RL、GL、BL。

於另一實施例中，請參照圖4，反射層20具有一開孔21，激發光EL可通過開孔21照射螢光區域111，而激發螢光材料R、G、B發出可見光RL、GL、BL。部分之可見光RL、GL、BL再被反射層20反射至螢光區域111之出光側。較佳者，可設置一透鏡結構22於螢光區域111之入光側，使激發光EL可被透鏡結構22聚焦於開孔21而照射到螢光區域111中之螢光材料R、G、B。

請參照圖5，於一實施例中，本發明之顯示螢幕更包含一濾光層30，其對應設置於螢光區域111之出光側。濾光層30可濾除激發光EL而讓可見光RL、GL、BL通過。較佳者，激發光EL可被濾光層30反射至螢光區域111而激發螢光材料R、G、B。於一實施例中，濾光層30亦可設置於透光區域112，以濾除激發光EL，進而避免激發光EL從透光區域112射向觀看者。

請參照圖6，於一實施例中，本發明之顯示螢幕更包含一光學微結構40，其對應設置於螢光區域111之入光側。光學微結構40用以偏折激發光EL，使激發光EL大致垂直基材10，亦即朝向螢光區域111之出光方向。舉例而言，光學微結構40可類似一菲涅耳透鏡，用以將不同角度入射之激發光EL導向大致垂直於基材10。

綜合上述，本發明之顯示螢幕及其顯示系統是在每一像素中配置一螢光區域以及一透光區域，使每一螢光區域被透光區域分隔開來。依據此結構，螢光區域受到激發光激發可形成一影像，同時，觀看者可經由透光區域看到顯示螢幕另一側之環境影像，如此可增加顯示系統之應用。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

1‧‧‧顯示螢幕

10‧‧‧基材

11‧‧‧像素區域

111‧‧‧螢光區域

112‧‧‧透光區域

R、G、B‧‧‧螢光材料

Claims (28)

1. 一種顯示螢幕，包含：一基材，其包含多個陣列排列之像素區域，其中每一像素區域包含一螢光區域以及一透光區域；以及一第一螢光材料，其設置於該螢光區域內，用以供一激發光激發該螢光區域使該第一螢光材料發出一第一顏色之可見光而形成一影像。
2. 如請求項1所述之顯示螢幕，其中該透光區域之面積大於該螢光區域，且該透光區域分隔相鄰該像素區域之該螢光區域。
3. 如請求項1所述之顯示螢幕，更包含：一第二螢光材料，其相鄰於該第一螢光材料設置於該螢光區域內，其中該第二螢光材料用以吸收該激發光以發出一第二顏色之可見光，且該第一顏色以及該第二顏色相異。
4. 如請求項1所述之顯示螢幕，更包含：一第二螢光材料，其相鄰於該第一螢光材料設置於該螢光區域內，其中該第二螢光材料用以吸收該激發光以發出一第二顏色之可見光；以及一第三螢光材料，其相鄰於該第二螢光材料設置於該螢光區域內，其中該第三螢光材料用以吸收該激發光以發出一第三顏色之可見光，且該第一顏色、該第二顏色以及該第三顏色相異。
5. 如請求項4所述之顯示螢幕，更包含：一第一吸光材料，其與該第一螢光材料混合，用以吸收該第二顏色以及該第三顏色之可見光，並通過該第一顏色之可見光；一第二吸光材料，其與該第二螢光材料混合，用以吸收該第一顏色以及該第三顏色之可見光，並通過該第二顏色之可見光；以及一第三吸光材料，其與該第三螢光材料混合，用以吸收該第一顏色以及該第二顏色之可見光，並通過該第三顏色之可見光。
6. 如請求項1所述之顯示螢幕，其中每一該像素區域更包含一擴散區域，其相鄰於該螢光區域，用以擴散該激發光。
7. 如請求項1所述之顯示螢幕，其中該激發光之中心波長為藍光波長、紫光波長、紫外光波長或小於420nm。
8. 如請求項1所述之顯示螢幕，更包含：一反射層，其對應於該螢光區域設置，用以反射該第一顏色之可見光至該螢光區域之一出光側。
9. 如請求項1所述之顯示螢幕，更包含：一反射層，其對應於該螢光區域設置，用以反射該第一顏色之可見光至該螢光區域之一出光側，其中該反射層具有一開孔，用以供該激發光通過該開孔照射該螢光區域。
10. 如請求項9所述之顯示螢幕，更包含：一透鏡結構，其對應設置於該螢光區域之一入光側，該透鏡結構用以聚焦該激發光通過該開孔。
11. 如請求項1所述之顯示螢幕，更包含：一濾光層，其至少對應設置於該螢光區域之一出光側，該濾光層用以濾除該激發光。
12. 如請求項1所述之顯示螢幕，更包含：一光學微結構，其對應設置於該螢光區域之一入光側，該光學微結構用以偏折該激發光，使該激發光垂直該基材。
13. 一種顯示系統，包含：一顯示螢幕，其包含：一基材，其包含多個陣列排列之像素區域，其中每一像素區域包含一螢光區域以及一透光區域；以及一第一螢光材料，其設置於該螢光區域內；以及一激發裝置，其用以產生一激發光，並針對該螢光區域激發，使該第一螢光材料發出一第一顏色之可見光而形成一影像。
14. 如請求項13所述之顯示系統，其中該透光區域之面積大於該螢光區域，且該透光區域分隔相鄰該像素區域之該螢光區域。
15. 如請求項13所述之顯示系統，其中該顯示螢幕更包含：一第二螢光材料，其相鄰於該第一螢光材料設置於該螢光區域內，其中該第二螢光材料用以吸收該激發光以發出一第二顏色之可見光，且該第一顏色以及該第二顏色相異。
16. 如請求項13所述之顯示系統，其中該顯示螢幕更包含：一第二螢光材料，其相鄰於該第一螢光材料設置於該螢光區域內，其中該第二螢光材料用以吸收該激發光以發出一第二顏色之可見光；以及一第三螢光材料，其相鄰於該第二螢光材料設置於該螢光區域內，其中該第三螢光材料用以吸收該激發光以發出一第三顏色之可見光，且該第一顏色、該第二顏色以及該第三顏色相異。
17. 如請求項16所述之顯示系統，其中該顯示螢幕更包含：一第一吸光材料，其與該第一螢光材料混合，用以吸收該第二顏色以及該第三顏色之可見光，並通過該第一顏色之可見光；一第二吸光材料，其與該第二螢光材料混合，用以吸收該第一顏色以及該第三顏色之可見光，並通過該第二顏色之可見光；以及一第三吸光材料，其與該第三螢光材料混合，用以吸收該第一顏色以及該第二顏色之可見光，並通過該第三顏色之可見光。
18. 如請求項13所述之顯示系統，其中該顯示螢幕之每一該像素區域更包含一擴散區域，其相鄰於該螢光區域，用以擴散該激發光。
19. 如請求項13所述之顯示系統，其中該激發光之中心波長為藍光波長、紫光波長、紫外光波長或小於420nm。
20. 如請求項13所述之顯示系統，其中該顯示螢幕更包含：一反射層，其對應於該螢光區域設置，用以反射該第一顏色之可見光至該螢光區域之一出光側。
21. 如請求項13所述之顯示系統，其中該顯示螢幕更包含：一反射層，其對應於該螢光區域設置，用以反射該第一顏色之可見光至該螢光區域之一出光側，其中該反射層具有一開孔，用以供該激發光通過該開孔照射該螢光區域。
22. 如請求項21所述之顯示系統，其中該顯示螢幕更包含：一透鏡結構，其對應設置於該螢光區域之一入光側，該透鏡結構用以聚焦該激發光通過該開孔。
23. 如請求項13所述之顯示系統，其中該顯示螢幕更包含：一濾光層，其至少對應設置於該螢光區域之一出光側，該濾光層用以濾除該激發光。
24. 如請求項13所述之顯示系統，其中該顯示螢幕更包含：一光學微結構，其對應設置於該螢光區域之一入光側，該光學微結構用以偏折該激發光，使該激發光垂直該基材。
25. 如請求項13所述之顯示系統，其中該激發裝置是調變該激發光之強度以及激發該第一螢光材料之時間至少其中之一來控制該第一顏色之可見光之強度。
26. 如請求項13所述之顯示系統，其中該激發裝置提供一點狀激發光，並逐行掃描每一該像素區域之該螢光區域。
27. 如請求項13所述之顯示系統，其中該激發裝置提供一一維陣列之點狀激發光，並以與該一維陣列方向垂直之掃描方向掃描每一該像素區域之該螢光區域。
28. 如請求項13所述之顯示系統，其中該激發裝置提供一二維陣列之點狀激發光，其對應激發每一該像素區域之該螢光區域。