TWI792493B - 全反射顯示器 - Google Patents

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Abstract

一種全反射顯示器包括子畫素、反射層、至少一第一立體電極以及顯示介質層。子畫素由相鄰設置的濾光片與黑色矩陣定義。反射層位於子畫素下方。第一立體電極位於子畫素的黑色矩陣下方。第一立體電極的寬度小於黑色矩陣的寬度。顯示介質層位於子畫素與反射層之間。第一立體電極的高度大於顯示介質層的厚度之半。

Description

全反射顯示器
本揭露係關於一種全反射顯示器。
一般而言，全反射顯示器通常具有透鏡層與顯示介電層，並且可藉由透明電極控制顯示介電層中的帶電黑色粒子的移動方向。舉例來說，當透鏡層表面上的透明電極提供正電位時，顯示介電層中的帶電黑色粒子向上移動以吸收光線，可視為全反射顯示器的暗態。當薄膜電晶體基板的透明電極提供正電位時，顯示介電層中的帶電黑色粒子向下移動，使透鏡層反射光線，可視為全反射顯示器的亮態。然而，由於薄膜電晶體基板的透明電極吸附帶電黑色粒子的效果不佳，透鏡層無法反射多數光線，使全反射顯示器的亮態效率低，降低了全反射顯示器的整體表現。
本揭露之一技術態樣為一種全反射顯示器。
根據本揭露一實施方式，一種全反射顯示器包括子畫素、反射層、至少一第一立體電極以及顯示介質層。子畫素由相鄰設置的濾光片與黑色矩陣定義。反射層位於子畫素下方。第一立體電極位於子畫素的黑色矩陣下方。第一立體電極的寬度小於黑色矩陣的寬度。顯示介質層位於子畫素與反射層之間。第一立體電極的高度大於顯示介質層的厚度之半。
在本揭露一實施方式中，上述全反射顯示器更包括第一介電層以及薄膜電晶體基板。第一介電層圍繞第一立體電極。薄膜電晶體基板具有第一透明電極。第一透明電極電性連接第一立體電極。
在本揭露一實施方式中，上述反射層的寬度大致相同於子畫素的濾光片的寬度。
在本揭露一實施方式中，上述反射層位於薄膜電晶體基板上且具有頂面與側壁。反射層的頂面、側壁以及薄膜電晶體基板的頂面定義出階梯狀表面。
在本揭露一實施方式中，上述全反射顯示器更包括第一透鏡層、第二透明電極以及第二介電層。第一透鏡層設置於子畫素與顯示介質層之間。第二透明電極位於第一透鏡層與顯示介質層之間。第二介電層位於第二透明電極與顯示介質層之間。
在本揭露一實施方式中，上述全反射顯示器更包括檔牆以及第二立體電極。檔牆設置於第二介電層與薄膜電晶體基板之間，且位於子畫素外圍。第二立體電極設置於檔牆中。
在本揭露一實施方式中，上述第一介電層覆蓋反射層的頂面與側壁。第一介電層與第一透鏡層分開。
在本揭露一實施方式中，上述全反射顯示器更包括第三介電層。第三介電層覆蓋反射層的頂面與側壁。第一介電層接觸第一透鏡層且與薄膜電晶體基板分開。
在本揭露一實施方式中，上述第一立體電極的寬度在1μm至32μm的範圍中。
在本揭露一實施方式中，上述全反射顯示器更包括第二透鏡層以及第三透明電極。第二透鏡層位於薄膜電晶體基板與反射層之間。第二透鏡層與反射層之間具有空氣間隙。第三透明電極位於子畫素與薄膜電晶體基板之間。
在本揭露一實施方式中，上述反射層的寬度大於第三透明電極的寬度。
在本揭露一實施方式中，上述第一介電層延伸至第三透明電極上。第三透明電極與子畫素分開。
在本揭露一實施方式中，上述第一介電層延伸至薄膜電晶體基板上。第三透明電極與第一介電層分開。
在本揭露一實施方式中，上述全反射顯示器更包括第四介電層。第四介電層覆蓋第三透明電極。顯示介質層位於第四介電層與第一介電層之間。
在本揭露上述實施方式中，全反射顯示器具有反射層、第一立體電極以及顯示介質層。由於第一立體電極的高度大於顯示介質層的厚度之半，因此當第一立體電極提供正電位時，顯示介質層中的帶電黑色粒子可移動至具有足夠高度的第一立體電極上，可提高第一立體電極吸附帶電黑色粒子的效率，使較多光線可進入反射層中以提高反射效果。此外，可藉由提高第一立體電極的高度以縮小第一立體電極的寬度，使第一立體電極的寬度小於子畫素的黑色矩陣的寬度，以提高全反射顯示器的開口率，進而增加全反射顯示器的亮態反射率。
以下揭示之實施方式內容提供了用於實施所提供的標的之不同特徵的許多不同實施方式，或實例。下文描述了元件和佈置之特定實例以簡化本案。當然，該等實例僅為實例且並不意欲作為限制。此外，本案可在各個實例中重複元件符號及/或字母。此重複係用於簡便和清晰的目的，且其本身不指定所論述的各個實施方式及/或配置之間的關係。
諸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」等等空間相對術語可在本文中為了便於描述之目的而使用，以描述如附圖中所示之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋除了附圖中所示的定向之外的在使用或製作方法中的裝置的不同定向。裝置可經其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)並且本文所使用的空間相對描述詞可同樣相應地解釋。
第1圖繪示根據本揭露一實施方式之全反射顯示器100的子畫素190的上視圖。第2圖繪示第1圖沿線2-2之全反射顯示器100的剖面圖。同時參照第1圖與第2圖，全反射顯示器100包括子畫素190、反射層120、至少一第一立體電極140以及顯示介質層150。子畫素190由相鄰設置的濾光片192與黑色矩陣194定義。子畫素190上方可設有前光模組200。反射層120位於子畫素190的濾光片192下方，而第一立體電極140位於子畫素190的黑色矩陣194下方，且第一立體電極140的數量並不以此為限。第一立體電極140的寬度W1小於子畫素190的黑色矩陣194的寬度W2，並且反射層120的寬度W3大致相同於子畫素190的濾光片192的寬度W4。顯示介質層150位於子畫素190與反射層120之間。舉例來說，顯示介質層150中具有低折射率介質與帶電黑色粒子。帶電黑色粒子具有負電特性，可在低折射率介質中移動。並且，第一立體電極140的高度H1大於顯示介質層150的厚度H2之半。
在本實施方式中，全反射顯示器100還包括第一介電層130以及薄膜電晶體基板110。第一介電層130位於顯示介質層150與薄膜電晶體基板110之間且圍繞第一立體電極140。薄膜電晶體基板110具有第一透明電極112。第一透明電極112電性連接第一立體電極140，以向第一立體電極140提供電位。反射層120位於薄膜電晶體基板110的頂面114上且具有頂面122與側壁124。反射層120的頂面122、側壁124以及薄膜電晶體基板110的頂面114定義出階梯狀表面。
具體而言，全反射顯示器100具有反射層120、第一立體電極140以及顯示介質層150。由於第一立體電極140具有高度H1，且第一立體電極140的高度H1大於顯示介質層150的厚度H2之半，因此當第一立體電極 140提供正電位時，顯示介質層150中的帶電黑色粒子可移動至具有高度H1的第一立體電極140上，可提高第一立體電極140吸附帶電黑色粒子的效果，使較多光線(見第4圖)可進入反射層120中以提高反射效果。此外，可藉由提高第一立體電極140的高度H1以縮小第一立體電極140的寬度W1，使第一立體電極140的寬度W1小於子畫素190的黑色矩陣194的寬度W2，以提高全反射顯示器100的開口率，進而增加全反射顯示器100的亮態反射率。
第3圖至第4圖繪示第2圖的全反射顯示器100運作時的示意圖。請參照第3圖，全反射顯示器100更包括第一透鏡層160、第二透明電極170以及第二介電層180。第一透鏡層160設置於子畫素190與顯示介質層150之間。舉例來說，第一透鏡層160的材質可為高折射率透鏡。第二透明電極170位於第一透鏡層160與顯示介質層150之間。第二介電層180位於第二透明電極170與顯示介質層150之間。第一介電層130延伸覆蓋反射層120的頂面122與側壁124，且第一介電層130與第一透鏡層160分開。在本實施方式中，當位於第一透鏡層160與第二介電層180之間的第二透明電極170提供正電位且薄膜電晶體基板110的第一透明電極112提供負電位時，顯示介質層150中的帶電黑色粒子移動至第二介電層180上以吸收光線L，可視為全反射顯示器100的暗態。
請參照第4圖，當位於第一透鏡層160與第二介 電層180之間的第二透明電極170提供負電位且薄膜電晶體基板110的第一透明電極112提供正電位時，顯示介質層150中的帶電黑色粒子移動至子畫素190的黑色矩陣194下方的第一介電層130上(例如沿第一立體電極140設置的第一介電層130上)，光線L在第一透鏡層160產生反射以及在反射層120產生反射，可視為全反射顯示器100的亮態。由於顯示介質層150中的帶電黑色粒子移動至黑色矩陣194下方的第一介電層130上，可降低帶電黑色粒子停留於濾光片192下方的第一介電層130上的比例，以提高亮態反射率。
應理解到，已敘述的元件連接關係與功效將不重覆贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明全反射顯示器的其他形式。
第5圖繪示根據本揭露另一實施方式之全反射顯示器100a的剖面圖。請參照第5圖，其與第2圖之實施方式不同地方在於，第一介電層130接觸第一透鏡層160，並且第一介電層130以及第一立體電極140皆與薄膜電晶體基板110分開。全反射顯示器100更包括第三介電層130a，第三介電層130a覆蓋反射層120的頂面122與側壁124以及薄膜電晶體基板110的頂面114。第一立體電極140可使用接線方式電性連接薄膜電晶體基板110的第一透明電極112。在本實施方式中，當第二透明電極170提供正電位且電性連接第一透明電極112的第一立體電極140提供負電位時，顯示介質層150中的帶電黑色粒子移 動至第二介電層180上，可視為全反射顯示器100的暗態。當第二透明電極170提供負電位且電性連接第一透明電極112的第一立體電極140提供正電位時，顯示介質層150中的帶電黑色粒子移動至第一介電層130上(例如沿第一立體電極140設置的第一介電層130上)，可視為全反射顯示器100的亮態。
第6圖繪示根據本揭露又一實施方式之全反射顯示器100b的剖面圖。請參照第6圖，其與第2圖之實施方式不同地方在於全反射顯示器100b不具有第2圖的第一透鏡層160、第二透明電極170以及第二介電層180，且全反射顯示器100b還包括第二透鏡層160b以及第三透明電極170b，第二透鏡層160b位於薄膜電晶體基板110與反射層120b之間。第二透鏡層160b與反射層120b之間可具有低折射率介質。舉例來說，第二透鏡層160b與反射層120b之間可具有空氣間隙，並且反射層120b的寬度W5大於第三透明電極170b的寬度W6。此外，第三透明電極170b位於顯示介質層150與薄膜電晶體基板110之間。第三透明電極170b與子畫素190分開，且第一介電層130延伸至第三透明電極170b上。
在本實施方式中，當第三透明電極170b提供正電位且電性連接第一透明電極112的第一立體電極140提供負電位時，顯示介質層150中的帶電黑色粒子移動至第三透明電極170b上方的第一介電層130上(例如沿第一立體電極140設置的第一介電層130上)，可視為全反射顯 示器100的暗態。當第三透明電極170b提供負電位且電性連接第一透明電極112的第一立體電極140提供正電位時，顯示介質層150中的帶電黑色粒子移動至子畫素190的黑色矩陣194下方的第一介電層130上，可視為全反射顯示器100的亮態。
第7圖繪示根據本揭露再一實施方式之全反射顯示器100c的剖面圖。請參照第7圖，其與第6圖之實施方式不同地方在於，第一介電層130覆蓋薄膜電晶體基板110，且第三透明電極170b位於子畫素190與顯示介質層150之間並與第一介電層130分開。此外，全反射顯示器100c還包括第四介電層130c。第四介電層130c覆蓋第三透明電極170b，且顯示介質層150位於第四介電層130c與第一介電層130之間。
在本實施方式中，當第三透明電極170b提供正電位且電性連接第一透明電極112的第一立體電極140提供負電位時，顯示介質層150中的帶電黑色粒子移動至第四介電層130c上，可視為全反射顯示器100的暗態。當第三透明電極170b提供負電位且電性連接第一透明電極112的第一立體電極140提供正電位時，顯示介質層150中的帶電黑色粒子移動至子畫素190的黑色矩陣194下方的第一介電層130上(例如沿第一立體電極140設置的第一介電層130上)，可視為全反射顯示器100的亮態。
第8圖繪示第1圖沿線8-8之全反射顯示器100的剖面圖。詳細來說，第8圖進一步繪示全反射顯示器100 的子畫素190的外圍區域。請參照第8圖，全反射顯示器100更包括檔牆300。檔牆300設置於第二介電層180與薄膜電晶體基板110之間，且檔牆300位於子畫素190的外圍處。檔牆300可提供分隔效果，使顯示介質層150中的帶電黑色粒子可在顯示介質層150的低折射率介質中移動。
第9圖繪示根據本揭露另一實施方式之全反射顯示器100d的剖面圖。請參照第9圖，其與第8圖之實施方式不同地方在於，全反射顯示器100d還包括第二立體電極140d。第二立體電極140d設置於檔牆300中。第9圖僅繪示第二立體電極140d之半寬度W7。在本實施方式中，第一立體電極140的寬度W1(見第2圖)在1μm至32μm的範圍中，並且第二立體電極140d之半寬度W7的兩倍在1μm至32μm的範圍中。由於第一立體電極140的寬度W1與第二立體電極140d之半寬度W7的兩倍決定全反射顯示器100d的開口率，當第一立體電極140的寬度W1與第二立體電極140d之半寬度W7較窄時，可設置較寬的反射層120，以提高全反射顯示器100d的開口率，並增加全反射顯示器100d的亮態反射率。
前述概述了幾個實施方式的特徵，使得本領域技術人員可以更好地理解本揭露的態樣。本領域技術人員應當理解，他們可以容易地將本揭露用作設計或修改其他過程和結構的基礎，以實現與本文介紹的實施方式相同的目的和/或實現相同的優點。本領域技術人員還應該認識到，這 樣的等效構造不脫離本揭露的精神和範圍，並且在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，它們可以在這裡進行各種改變，替換和變更。
100,100a,100b,100c,100d:全反射顯示器
110:薄膜電晶體基板
112:第一透明電極
114:頂面
120,120b:反射層
122:頂面
124:側壁
130:第一介電層
130a:第三介電層
130c:第四介電層
140:第一立體電極
140d:第二立體電極
150:顯示介質層
160:第一透鏡層
160b:第二透鏡層
170:第二透明電極
170b:第三透明電極
180:第二介電層
190:子畫素
192:濾光片
194:黑色矩陣
200:前光模組
300:擋牆
H1:高度
H2:厚度
L:光線
W1:寬度
W2:寬度
W3:寬度
W4:寬度
W5:寬度
W6:寬度
W7:半寬度
2-2:線
8-8:線
當接合隨附諸圖閱讀時，得自以下詳細描述最佳地理解本揭露之一實施方式。應強調，根據工業上之標準實務，各種特徵並未按比例繪製且僅用於說明目的。事實上，為了論述清楚，可任意地增大或減小各種特徵之尺寸。 第1圖繪示根據本揭露一實施方式之全反射顯示器的子畫素的上視圖。 第2圖繪示第1圖沿線2-2之全反射顯示器的剖面圖。 第3圖至第4圖繪示第2圖的全反射顯示器運作時的示意圖。 第5圖繪示根據本揭露另一實施方式之全反射顯示器的剖面圖。 第6圖繪示根據本揭露又一實施方式之全反射顯示器的剖面圖。 第7圖繪示根據本揭露再一實施方式之全反射顯示器的剖面圖。 第8圖繪示第1圖沿線8-8之全反射顯示器的剖面圖。 第9圖繪示根據本揭露另一實施方式之全反射顯示器的剖面圖。
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100:全反射顯示器
110:薄膜電晶體基板
112:第一透明電極
114:頂面
120:反射層
122:頂面
124:側壁
130:第一介電層
140:第一立體電極
150:顯示介質層
160:第一透鏡層
170:第二透明電極
180:第二介電層
190:子畫素
192:濾光片
194:黑色矩陣
200:前光模組
H1:高度
H2:厚度
W1:寬度
W2:寬度
W3:寬度
W4:寬度

Claims (14)

  1. 一種全反射顯示器，包括：一子畫素，由相鄰設置的一濾光片與一黑色矩陣定義；一反射層，位於該子畫素下方；至少一第一立體電極，位於該子畫素的該黑色矩陣下方，其中該第一立體電極的一寬度小於該黑色矩陣的一寬度；一顯示介質層，位於該子畫素與該反射層之間，其中該第一立體電極的高度大於該顯示介質層的厚度之半；以及一第二透明電極，位於該顯示介質層的一側。
  2. 如請求項1所述之全反射顯示器，更包括：一第一介電層，圍繞該第一立體電極；以及一薄膜電晶體基板，具有一第一透明電極，其中該第一透明電極電性連接該第一立體電極。
  3. 如請求項1所述之全反射顯示器，其中該反射層的寬度大致相同於該子畫素的該濾光片的寬度。
  4. 如請求項2所述之全反射顯示器，其中該反射層位於該薄膜電晶體基板上且具有一頂面與一側壁，該反射層的該頂面、該側壁以及該薄膜電晶體基板的頂面定義出階梯狀表面。
  5. 如請求項4所述之全反射顯示器，更包括： 一第一透鏡層，設置於該子畫素與該顯示介質層之間；以及一第二介電層，位於該第二透明電極與該顯示介質層之間。
  6. 如請求項5所述之全反射顯示器，更包括：一檔牆，設置於該第二介電層與該薄膜電晶體基板之間，且位於該子畫素外圍；以及一第二立體電極，設置於該檔牆中。
  7. 如請求項5所述之全反射顯示器，其中該第一介電層覆蓋該反射層的該頂面與該側壁，且該第一介電層與該第一透鏡層分開。
  8. 如請求項5所述之全反射顯示器，更包括：一第三介電層，覆蓋該反射層的該頂面與該側壁，其中該第一介電層接觸該第一透鏡層且與該薄膜電晶體基板分開。
  9. 如請求項1所述之全反射顯示器，其中該第一立體電極的該寬度在1μm至32μm的範圍中。
  10. 如請求項2所述之全反射顯示器，更包括：一第二透鏡層，位於該薄膜電晶體基板與該反射層之間， 其中該第二透鏡層與該反射層之間具有空氣間隙；以及一第三透明電極，位於該子畫素與該薄膜電晶體基板之間。
  11. 如請求項10所述之全反射顯示器，其中該反射層的寬度大於該第三透明電極的寬度。
  12. 如請求項10所述之全反射顯示器，其中該第一介電層延伸至該第三透明電極上，且該第三透明電極與該子畫素分開。
  13. 如請求項10所述之全反射顯示器，其中該第一介電層延伸至該薄膜電晶體基板上，且該第三透明電極與該第一介電層分開。
  14. 如請求項13所述之全反射顯示器，更包括：一第四介電層，覆蓋該第三透明電極，其中該顯示介質層位於該第四介電層與該第一介電層之間。
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