TWI641975B - 顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種顯示面板包含第一基板、第二基板、顯示介質層、第一光源模組以及光學調控膜。第一基板具有第一上表面、第一下表面以及連接第一上表面與第一下表面的第一側表面。第二基板與第一基板相對設置，其中第一基板具有第二上表面、第二下表面以及連接第二上表面與第二下表面的第二側表面。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間。第一光源模組設置於第一側表面或第二側表面，且於第一顯示模式時發射具有不同波段的不同色光。光學調控膜設置於顯示介質層的下方，其中光學調控膜的光吸收率為50%至100%。

Description

顯示面板

本發明是有關於一種顯示面板。

隨著時代發展，顯示裝置的發展也跟著演進。舉例來說，穿戴式裝置、機車儀表板以及自行車儀表板等裝置逐漸採用液晶顯示面板的設計。其中許多之應用需要同時在高亮度的環境(例如太陽下)和低亮度環境下(例如夜間或室內)使用，然而，現行顯示裝置的設計不易同時於高亮度的環境以及低亮度的環境下皆可以清楚地看到畫面。

為了進一步改善目前顯示裝置的各項特性，讓使用者在高亮度的環境以及低亮度的環境下皆可以清楚地看到畫面，相關領域莫不費盡心思開發。如何能提供一種具有較佳特性的顯示裝置，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

本發明之一技術態樣是在提供一種顯示面板，以使其可以適用於高亮度與低亮度的環境。

根據本發明一實施方式，一種顯示面板包含第一 基板、第二基板、顯示介質層、第一光源模組以及光學調控膜。第一基板具有第一上表面、第一下表面以及連接第一上表面與第一下表面的第一側表面。第二基板與第一基板相對設置，其中第二基板具有第二上表面、第二下表面以及連接第二上表面與第二下表面的第二側表面。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間。第一光源模組設置於鄰近第一側表面或第二側表面，且於第一顯示模式時提供具有不同波段的不同色光。光學調控膜設置於顯示介質層的下方，其中光學調控膜的光吸收率為50%至100%。

於本發明之一或多個實施方式中，第一光源模組所發出的色光包含紅光、綠光與藍光。

於本發明之一或多個實施方式中，第一光源模組以色序法(color sequential method)控制以提供具有不同波段的不同色光。

於本發明之一或多個實施方式中，顯示面板更包含反射層，其中光學調控膜為圓偏光片，且設置於反射層上。

於本發明之一或多個實施方式中，第一光源模組設置於第一側表面上，且光學調控膜設置於第二基板與顯示介質層之間。

於本發明之一或多個實施方式中，光學調控膜為黑色吸收層。

於本發明之一或多個實施方式中，光學調控膜設置於第二基板相對於顯示介質層的另一側。

於本發明之一或多個實施方式中，第一光源模組 設置於第一側表面且對第一基板提供不同色光。

於本發明之一或多個實施方式中，第一光源模組設置於第二側表面且對第二基板提供不同色光。

於本發明之一或多個實施方式中，顯示面板更包含第二光源模組。第二光源模組設置於第一側表面且對第一基板提供白光。

於本發明之一或多個實施方式中，顯示介質層包含高分子聚合物網絡液晶(Polymer Network Liquid Crystal，PNLC)層、高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC)層、膽固醇型液晶(Cholesteric Liquid Crystal,ChLC)層、高分子穩固式膽固醇質地(Polymer Stabilized Cholesteric Texture，PSCT)層或高分子穩固式膽固醇液晶(Polymer Stabilized Cholesteric Liquid Crystal，PSCLC)層。

於本發明之一或多個實施方式中，顯示面板具有複數個畫素單元，每一畫素單元具有第一顯示模式和第二顯示模式，第一顯示模式更包括第一白態顯示模式和第一暗態顯示模式，第二顯示模式更包括第二白態顯示模式和第二暗態顯示模式。

於本發明之一或多個實施方式中，畫素單元於第一白態顯示模式下，開啟第一光源模組，且不提供電壓差於畫素單元。

於本發明之一或多個實施方式中，畫素單元於第一暗態顯示模式下，開啟第一光源模組，並提供電壓差於畫 素單元。

於本發明之一或多個實施方式中，畫素單元於第二白態顯示模式下，關閉第一光源模組，並不提供電壓差於畫素單元。

於本發明之一或多個實施方式中，畫素單元於第二暗態顯示模式下，關閉第一光源模組，且提供電壓差於畫素單元。

藉由前述結構設計，顯示面板無論在高亮度的環境與低亮度的環境下皆讓使用者可以清楚地看到畫面，且顯示面板的厚度可以較小，較低功耗，具有高色飽和度的彩色。

100、100’‧‧‧顯示面板

101‧‧‧畫素單元

110‧‧‧顯示介質層

120‧‧‧第一基板

120b‧‧‧第一下表面

120s‧‧‧第一側表面

120t‧‧‧第一上表面

130‧‧‧第二基板

130b‧‧‧第二下表面

130s‧‧‧第二側表面

130t‧‧‧第二上表面

140‧‧‧第一光源模組

150‧‧‧光學調控膜

160‧‧‧反射層

170‧‧‧第二光源模組

180‧‧‧覆蓋玻璃

901‧‧‧色光

902‧‧‧光線

第1圖至第4圖繪示依照本發明不同實施方式之顯示面板的剖面示意圖。

第5圖與第6圖繪示依照本發明不同實施方式之顯示面板在第一暗態顯示模式下的剖面示意圖。

第7圖與第8圖繪示依照本發明不同實施方式之顯示面板在第一白態顯示模式下的剖面示意圖。

第9圖與第10圖繪示依照本發明不同實施方式之顯示面板在第二暗態顯示模式下的剖面示意圖。

第11圖與第12圖繪示依照本發明不同實施方式之顯示面板在第二白態顯示模式下的剖面示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖至第4圖繪示依照本發明不同實施方式之顯示面板100的剖面示意圖。本發明不同實施方式提供一種顯示面板100，顯示面板100主要可同時應用於高亮度環境和低亮度環境的顯示器。舉例來說，例如穿戴式裝置、機車儀表板以及自行車儀表板等。

如第1圖和第2圖所繪示，顯示面板100包含第一基板120、第二基板130、顯示介質層110、第一光源模組140以及光學調控膜150。第一基板120具有第一上表面120t、第一下表面120b以及連接第一上表面120t與第一下表面120b的第一側表面120s。第二基板130與第一基板120相對設置，其中第二基板130具有第二上表面130t、第二下表面130b以及連接第二上表面130t與第二下表面130b的第二側表面130s。顯示介質層110設置於第一基板120與第二基板130之間。於如第1圖所繪示之實施例中，第一光源模組140設置於第一基板120之第一側表面120s。又，於如第2圖所繪示之實施例中，第一光源模組140設置於第二基板130之第二側表面130s。第一光源模組140可於室內或環境亮度不足時 提供具有不同波段的不同色光，而於戶外或環境亮度高時關閉。光學調控膜150設置於顯示介質層110的下方，其中光學調控膜150的光吸收率為50%至100%，較佳為70%至100%，又更佳為90%至100%。

舉例而言，顯示介質層110可包含高分子聚合物網絡液晶(Polymer Network Liquid Crystal，PNLC)層、高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC)層、膽固醇型液晶(Cholesteric Liquid Crystal,ChLC)層、高分子穩固式膽固醇質地(Polymer Stabilized Cholesteric Texture，PSCT)層或高分子穩固式膽固醇液晶(Polymer Stabilized Cholesteric Liquid Crystal，PSCLC)層。應了解到，以上所舉之顯示介質層110的實施方式僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇顯示介質層110的實施方式。

舉例而言，第一基板120與第二基板130之材質可為玻璃或透明塑膠。應了解到，以上所舉之第一基板120與第二基板130之材質僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇第一基板120與第二基板130之材質。

舉例而言，第一光源模組140可為發光二極體。應了解到，以上所舉之第一光源模組140的實施方式僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇第一光源模組140的實施 方式。

顯示面板100更可包含線路層。線路層設置於顯示介質層110的一側。進一步來說，線路層可以設置於第一基板120面對顯示介質層110的一側，例如第一基板120的第一下表面120b，或者第二基板130面對顯示介質層110的一側，例如第二基板130的第二上表面130t。線路層可以為主動式陣列或者被動式陣列。線路層的材料可包含導電金屬或透明導電金屬，用以提供顯示介質層110適當的電壓。

顯示面板100具有複數個畫素單元101，每一畫素單元101可具有第一顯示模式和第二顯示模式，第一顯示模式為用於低亮度的環境下(例如夜間或室內)，第二顯示模式(戶外強光模式)為用於高亮度的環境(例如太陽下)。

低亮度的環境下使用的第一顯示模式更包括第一暗態顯示模式和第一白態顯示模式。第5圖與第6圖繪示依照本發明不同實施方式之顯示面板100在第一暗態顯示模式下的剖面示意圖。如第5圖與第6圖所繪示，畫素單元101於第一暗態顯示模式下，開啟第一光源模組140，並提供電壓差於畫素單元101。因提供電壓差於畫素單元101中的顯示介質層110，因此顯示介質層110為透明態。由於，第一光源模組140所發射的色光901進入第一基板120(見第5圖)或第二基板130(見第6圖)後，因為色光901入射第一基板120的第一上表面120t與第一下表面120b(見第5圖)或第二基板130的第二上表面130t與第二下表面130b(見第6圖)的入射角較大，因此色光901會在位於畫素單元101中第一基板120的第 一上表面120t與第一下表面120b上(見第5圖)或第二基板130的第二上表面130t與第二下表面130b上(見第6圖)進行全反射，色光901將無法射出第一基板120的第一上表面120t(見第5圖)或第二基板130的第二上表面130t(見第6圖)，因此色光901將不會射出畫素單元101，又光學調控膜150設置於顯示介質層110的下方，因此，畫素單元101呈現暗態。

第7圖與第8圖繪示依照本發明不同實施方式之顯示面板100在第一白態顯示模式下的剖面示意圖。如第7圖與第8圖所繪示，畫素單元101於第一白態顯示模式下，開啟第一光源模組140，不提供電壓差於畫素單元101。因為沒有提供電壓差於畫素單元101中的顯示介質層110，因此，顯示介質層110為散射態。於是，如第7圖所繪示，第一光源模組140所發射的色光901進入第一基板120後，將會射出畫素單元101。或者，如第8圖所繪示，第一光源模組140所發射的色光901進入第二基板130後，將會射出畫素單元101，因此，畫素單元101呈現亮態或白態。又色光901由第一光源模組140提供，相關說明，容後再敘。

高亮度的環境下使用的第二顯示模式更包括第二暗態顯示模式和第二白態顯示模式。第9圖與第10圖繪示依照本發明不同實施方式之顯示面板100在第二暗態顯示模式下的剖面示意圖。如第9圖與第10圖所繪示，畫素單元101於第二暗態顯示模式下，關閉第一光源模組140，且提供電壓差於畫素單元101。因為有施加電壓差於畫素單元101中的 顯示介質層110，因此顯示介質層110為透明態。於是，外部環境的光線902會穿過畫素單元101中的第一基板120、顯示介質層110以及第二基板130，然後被光學調控膜150吸收，因而使畫素單元101呈現出黑色。

第11圖與第12圖繪示依照本發明不同實施方式之顯示面板100在第二白態顯示模式下的剖面示意圖。畫素單元101於第二白態顯示模式下，關閉第一光源模組140，並不提供電壓差於畫素單元101。因為沒有提供電壓差於畫素單元101中的顯示介質層110，顯示介質層110為散射態。於是，外部環境的光線902的一部分會吸收，一部分會反射，因而使畫素單元101呈現出此部分的顏色(通常為白色)。

第一光源模組140所發出的色光可為紅光、綠光與藍光。應了解到，以上所舉之色光的具體實施方式僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇色光的具體實施方式。

又，低亮度的環境下使用的第一顯示模式亦區分為全彩顯示模式與黑白顯示模式。於全彩顯示模式時，第一光源模組140以色序法(color sequential method)發射具有不同波段的不同色光，即第一光源模組140依不同時序分別發射具有不同波段的不同色光(紅光、綠光與藍光)進入第一基板120或第二基板130。在此同時，依不同時序提供或不提供電壓差於畫素單元101的顯示介質層110，於是在不同時序時不同色光(紅光、綠光與藍光)將會射出或不射出畫素單元101。在足夠短的時間區間內，肉眼將會辨識到這些色光 的疊加，於是畫素單元101將會顯示出所需色彩。

舉例而言，在全彩顯示模式時，操作畫素單元101(即提供或不提供電壓差於畫素單元101)的頻率為180Hz。在此同時，第一光源模組140將以5.56msec的時間循環發射具有不同波段的不同色光(紅光、綠光與藍光)。

於單色顯示模式時，第一光源模組140同時發射具有不同波段的不同色光(紅光、綠光與藍光)，將疊加為白光，白光進入第一基板120或第二基板130。在此同時，依不同時序提供或不提供電壓差於畫素單元101。於是，白光將會射出或不射出畫素單元101，做為黑白顯示模式。在黑白顯示模式時，操作畫素單元101(即提供或不提供電壓差於畫素單元101)的頻率可為60Hz，但本發明不以此為限。

另外，一般而言，在高亮度的環境下使用的第二顯示模式時，操作畫素單元101的頻率為60Hz，但本發明不以此為限。

在一實施方式中，顯示面板100可更包含光學調控膜150設置於第二基板130相對於顯示介質層110的另一側。顯示面板100可更包含反射層160，其中光學調控膜150例如可為圓偏光片，且設置於反射層160上。於是，在第二暗態顯示模式時，外部環境的光線會穿過畫素單元101中的第一基板120、顯示介質層110、第二基板130以及光學調控膜150，然後被反射層160反射，並被光學調控膜150吸收，呈現暗態。

舉例而言，反射層160之材質可為金屬例如鋁、 鋁合金或者銀。應了解到，以上所舉之反射層160之材質僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇反射層160之材質。

顯示面板100更可包含覆蓋玻璃180。覆蓋玻璃180覆蓋於第一基板120上。覆蓋玻璃180可以保護第一基板120以及位於其下的其他元件而不受到外部環境所造成的影響，舉例來說，避免外力撞擊、避免來自外部環境的物質與第一基板120以及位於其下的其他元件產生不想要的化學反應。

如第3圖所繪示，本實施方式的顯示面板100與第2圖的顯示面板100大致相同，主要差異在於，在本實施方式中，顯示面板100更包含第二光源模組170。第一光源模組140設置於第二基板130之第二側表面130s，第二光源模組170設置於第一基板120的第一側表面120s，用以對第一基板120發射白光。

第二光源模組170為於低亮度的環境下使用的第一顯示模式時開啟。舉例而言，在第一光源模組140所發射具有不同波段的不同色光進入第二基板130的同時，第二光源模組170發射白光進入第一基板120。於是，由於第一光源模組140所發射的不同色光與第二光源模組170所發射的白光可以同時射出或不射出畫素單元101，因此在不同色光與白光同時射出畫素單元101的時候，白光將能有效強化畫素單元101的發光亮度。

如第4圖所繪示，本實施方式的顯示面板100’ 與第1圖的顯示面板100大致相同，主要差異在於，在本實施方式中，顯示面板100’沒有包含反射層160，且光學調控膜150設置於第二基板130與顯示介質層110之間，光學調控膜150為黑色吸收層。

舉例而言，黑色吸收層之材質可為鉻、氧化鉻、鎳、黑色樹脂或者奈米碳管黑體(Vantablack)。應了解到，以上所舉之黑色吸收層之材質僅為例示，並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視實際需要，彈性選擇黑色吸收層之材質。

藉由前述結構設計，顯示面板無論在高亮度的環境以及低亮度的環境下皆讓使用者可以清楚地看到畫面。且在此同時，因為其結構簡單且不需要在第二基板下方設置背光模組，所以顯示面板的厚度可以較小。另外，因為顯示面板採用之顯示介質層為高反應速度的散射型液晶(反應時間較佳小於6微秒)，搭配第一光源模組以色序法發射具有不同波段的不同色光。在不同色光疊加後，畫素單元將會顯示出具有高色飽和度的彩色。且藉由此設計顯示面板可不需要設置彩色濾光層，由於彩色濾光層的穿透率較低，當設置時，背光光源亮度需更高，才可達到相同顯示效果，因此顯示面板不需設置彩色濾光層時，功耗將可降低。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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。

Claims (15)

1. 一種顯示面板，包含：一第一基板，其中該第一基板具有一第一上表面、一第一下表面以及連接該第一上表面與該第一下表面的一第一側表面；一第二基板，與該第一基板相對設置，其中該第二基板具有一第二上表面、一第二下表面以及連接該第二上表面與該第二下表面的一第二側表面；一顯示介質層，設置於該第一基板與該第二基板之間；一第一光源模組，設置於鄰近該第一側表面或該第二側表面，用以於一第一顯示模式時提供具有不同波段的不同色光；一光學調控膜，設置於該顯示介質層的下方，其中該光學調控膜的光吸收率為50%至100%；以及複數個畫素單元，每一該畫素單元具有該第一顯示模式和一第二顯示模式，該第一顯示模式更包括一第一白態顯示模式和一第一暗態顯示模式，該第二顯示模式更包括一第二白態顯示模式和一第二暗態顯示模式。
2. 如請求項1所述之顯示面板，其中該第一光源模組所發出的該色光包含一紅光、一綠光與一藍光。
3. 如請求項1所述之顯示面板，其中該第一光源模組以色序法(color sequential method)控制以提供具有 不同波段的不同色光。
4. 如請求項1所述之顯示面板，更包含一反射層，其中該光學調控膜為一圓偏光片，設置於該反射層上。
5. 如請求項1所述之顯示面板，其中該第一光源模組設置於該第一側表面上，且該光學調控膜設置於該第二基板與該顯示介質層之間。
6. 如請求項5所述之顯示面板，其中該光學調控膜為一黑色吸收層。
7. 如請求項1所述之顯示面板，其中該光學調控膜設置於該第二基板相對於該顯示介質層的另一側。
8. 如請求項7所述之顯示面板，其中該第一光源模組設置於該第一側表面，用以對該第一基板提供該不同色光。
9. 如請求項7所述之顯示面板，其中該第一光源模組設置於該第二側表面，用以對該第二基板提供該不同色光。
10. 如請求項9所述之顯示面板，更包含： 一第二光源模組，設置於該第一側表面，用以對該第一基板提供一白光。
11. 如請求項1所述之顯示面板，其中該顯示介質層包含一高分子聚合物網絡液晶(Polymer Network Liquid Crystal，PNLC)層、一高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC)層、一膽固醇型液晶(Cholesteric Liquid Crystal,ChLC)層、一高分子穩固式膽固醇質地(Polymer Stabilized Cholesteric Texture，PSCT)層或一高分子穩固式膽固醇液晶(Polymer Stabilized Cholesteric Liquid Crystal，PSCLC)層。
12. 如請求項1所述之顯示面板，其中個別的該畫素單元於該第一白態顯示模式下，開啟該第一光源模組，且不提供電壓差於該畫素單元。
13. 如請求項1所述之顯示面板，其中個別的該畫素單元於該第一暗態顯示模式下，開啟該第一光源模組，並提供電壓差於該畫素單元。
14. 如請求項1所述之顯示面板，其中個別的該畫素單元於該第二白態顯示模式下，關閉該第一光源模組，並不提供電壓差於該畫素單元。
15. 如請求項1所述之顯示面板，其中該畫素單元於該第二暗態顯示模式下，關閉該第一光源模組，且提供電壓差於該畫素單元。