TWI832648B - 切換面板及顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種切換面板具有第一區及第二區，且包括第一基板、第二基板、膽固醇液晶層、第一電極、第二電極及多個高分子聚合物。第二基板設置於第一基板的對向。膽固醇液晶層設置於第一區及第二區，且位於第一基板與第二基板之間。第一電極設置於第一區及第二區，且位於第一基板與膽固醇液晶層之間。第二電極設置於第一區及第二區的至少一者，且位於第二基板與膽固醇液晶層之間。多個高分子聚合物位於膽固醇液晶層之中。此外，包括上述切換面板的顯示裝置也被提出。
Description
本發明是有關於一種切換面板及顯示裝置。
顯示裝置可包括顯示面板及設置於顯示面板上方的切換面板。透過切換面板的切換動作，顯示裝置可呈現顯示面板的顯示畫面或呈現切換面板所提供的圖案。傳統的切換面板至少由液晶面板與額外的裝飾/光學膜疊加而成，因此傳統的切換面板的厚度偏厚。此外，額外之裝飾/光學膜的使用亦使得傳統切換面板的成本居高不下。
本發明提供一種切換面板，性能佳且成本低。
本發明提供另一種切換面板，性能佳且成本低。
本發明提供一種顯示裝置，性能佳且成本低。
本發明一實施例的切換面板具有第一區及第二區，且包括第一基板、第二基板、膽固醇液晶層、第一電極、第二電極及多個高分子聚合物。第二基板設置於第一基板的對向。膽固醇液
晶層設置於第一區及第二區，且位於第一基板與第二基板之間。第一電極設置於第一區及第二區，且位於第一基板與膽固醇液晶層之間。第二電極設置於第一區及第二區的至少一者，且位於第二基板與膽固醇液晶層之間。多個高分子聚合物位於膽固醇液晶層之中。多個高分子聚合物在第一區及第二區的密度不同，或多個高分子聚合物在第一區及第二區的形態不同。
本發明另一實施例的切換面板具有第一區及第二區，且包括第一基板、第二基板、膽固醇液晶層、第一電極、第二電極及多個高分子聚合物。第二基板設置於第一基板的對向。膽固醇液晶層位於第一基板與第二基板之間。第一電極設置於第一區及第二區，且位於第一基板與膽固醇液晶層之間。第二電極位於第二基板與膽固醇液晶層之間。多個高分子聚合物位於膽固醇液晶層之中。第二電極包括第一電極圖案及第一電極圖案旁的透明區。第一電極包括分別位於第一區及第二區的第一部分及第二部分，且第一電極的第一部分及第二部分各自重疊於第二電極的第一電極圖案及透明區。第二電極的透明區為第一電極圖案的鏤空處，或者第二電極的透明區為第二電極圖案且第二電極圖案在結構上與第一電極圖案分離。
本發明一實施例的顯示裝置包括上述另一實施例的切換面板以及顯示面板，其中切換面板設置於顯示面板的上方。
1:顯示裝置
10、10A、10B、10C、10D、10E:切換面板
10’:準切換面板
10a:第一區
10b:第二區
20:顯示面板
30:膽固醇液晶面板
30s:膽固醇液晶子面板
30s-1:第一膽固醇液晶子面板
30s-2:第二膽固醇液晶子面板
30s-3:第三膽固醇液晶子面板
110:第一基板
120:第一電極
121、151、161a、221:第一部分
122、152、162a、222:第二部分
150、314:膽固醇液晶層
160、160A、160C:高分子聚合物
160a、163:可聚合單體
161:第一高分子聚合物
162:第二高分子聚合物
190、190A、190B、190D、190E:第二電極
191:第一電極圖案
192、192B:透明區
200:第二基板
210:第一絕緣層
220:第三電極
230:第二絕緣層
240:第四電極
311、317:透光基板
312、316:透光電極
313、315:配向膜
d1、d2:配向方向
L、l:可見光
lr:紅色成份
lg:綠色成份
lb:藍色成份
PI1:第一配向膜
PI2:第二配向膜
M1、M1’:第一遮罩
M2:第二遮罩
UV1:第一紫外光
UV2:第二紫外光
x、z:方向
圖1為本發明第一實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖2為本發明第一實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖3為本發明第一實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖4為本發明第一實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖5A至圖5D為本發明第一實施例之切換面板的一種製造流程的剖面示意圖。
圖6A至圖6D為本發明第一實施例之切換面板的另一種製造流程的剖面示意圖。
圖7為本發明第二實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖8為本發明第二實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖9為本發明第二實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖10為本發明第二實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖11為本發明第二實施例之切換面板的第二電極的俯視示意圖。
圖12為本發明第三實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖13為本發明第三實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖14為本發明第三實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖15為本發明第三實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖16為本發明第三實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖17為本發明第三實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖18為本發明第四實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖19為本發明第四實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖20為本發明第四實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖21為本發明第四實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖22為本發明第五實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖23為本發明第五實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖24為本發明第五實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖25為本發明第五實施例之切換面板的俯視示意圖。
圖26為本發明第六實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖27為本發明第六實施例之切換面板的第二電極的俯視示意圖。
圖28為本發明第六實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖29為本發明第六實施例之切換面板的第四電極的俯視示意圖。
圖30為本發明第六實施例之切換面板的剖面示意圖。
圖31為本發明一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。
圖32為本發明一實施例的顯示裝置的膽固醇液晶面板剖面示意圖。
現將詳細地參考本發明的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於附圖中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。
應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，“連接”可以指物理及/或電性連接。再者，“電性連接”或“耦合”可以是二元件間存在其它元件。
本文使用的“約”、“近似”、或“實質上”包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，“約”可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30%、±20%、±10%、±5%內。再者，本文使用的“約”、“近似”或“實質上”可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。
圖1為本發明第一實施例之切換面板的剖面示意圖。圖2為本發明第一實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖1及
圖2示出處於透明模式的切換面板10。
圖3為本發明第一實施例之切換面板的剖面示意圖。圖4為本發明第一實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖3及圖4示出處於圖案模式的切換面板10。
請參照圖1、圖2、圖3及圖4，切換面板10具有第一區10a及第二區10b。請參照圖3及圖4，在本實施例中，於圖案模式下，第一區10a可散射可見光L，第二區10b可被可見光L穿透，而使切換面板10呈現對應第一區10a的圖案。也就是說，在本實施例中，第一區10a可為圖案區，而第二區10b可為透明區，但本發明不以此為限。
請參照圖1及圖3，切換面板10包括第一基板110、第二基板200及膽固醇液晶層150。第二基板200設置於第一基板110的對向。膽固醇液晶層150位於第一基板110與第二基板200之間。膽固醇液晶層150設置於第一區10a及第二區10b，且包括分別位於第一區10a及第二區10b的第一部分151及第二部分152。第一基板110及第二基板200係透光。舉例而言，在本實施例中，第一基板110及第二基板200的材質可為玻璃、石英、有機聚合物或是其它可適用的材料，但本發明不以此為限。
切換面板10還包括第一電極120，設置於第一區10a及第二區10b，且位於第一基板110與膽固醇液晶層150之間。在本實施例中，第一電極120可整面性地設置於第一基板110上，但本發明不以此為限。第一電極120係為透光電極。在本實施例中，
第一電極120的材質可為金屬氧化物，例如：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、其它合適的氧化物、或者是上述至少二者的堆疊層，但本發明不以此為限。
切換面板10還包括第二電極190，位於第二基板200與膽固醇液晶層150之間。第二電極190設置於第一區10a及第二區10b的至少一者。在本實施例中，第二電極190可設置於第一區10a及第二區10b。第二電極190可整面性地設置於第二基板200上，但本發明不以此為限。第二電極190係為透光電極。在本實施例中，第二電極190的材質可為金屬氧化物，例如：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、其它合適的氧化物、或者是上述至少二者的堆疊層，但本發明不以此為限。
在本實施例中，切換面板10還可包括第一配向膜PI1及第二配向膜PI2，其中第一配向膜PI1設置於膽固醇液晶層150與第一電極120之間，且第二配向膜PI2設置於第二電極190與膽固醇液晶層150之間。
值得注意的是，切換面板10還包括多個高分子聚合物160，位於膽固醇液晶層150之中。特別是，在本實施例中，多個高分子聚合物160在第一區10a及第二區10b的形態不同。詳細而言，在本實施例中，多個高分子聚合物160可包括分別位於第一區10a及第二區10b的第一高分子聚合物161及第二高分子聚合物162，第一高分子聚合物161及第二高分子聚合物162的一者
大致上在平行於第一基板110的方向x上延伸，且第一高分子聚合物161及第二高分子聚合物162的另一者大致上在垂直於第一基板110的方向z上延伸。
大致上在平行於第一基板110的方向x上延伸的第一高分子聚合物161及第二高分子聚合物162的一者可呈網狀結構。特別是，在切換面板10的俯視圖中，可以看見大致上在平行於第一基板110的方向x上延伸的第一高分子聚合物161及第二高分子聚合物162的一者具有大致上沿方向x形成的橫向碳鏈。
大致上在垂直於第一基板110的方向z上延伸的第一高分子聚合物161及第二高分子聚合物162的另一者可呈網狀結構。特別是，在切換面板10的剖面圖中，可以看見在垂直於第一基板110的方向z上延伸的第一高分子聚合物161及第二高分子聚合物162的另一者具有大致上沿方向z形成的縱向碳鏈。
舉例而言，在本實施例中，位於第一區10a的第一高分子聚合物161大致上在平行於第一基板110的方向x上延伸且具有大致上沿方向x形成的橫向碳鏈，位於第二區10b的第二高分子聚合物162大致上在垂直於第一基板110的方向z上延伸且具有大致上沿方向z形成的縱向碳鏈，但本發明不以此為限。
請參照圖1及圖2，在本實施例中，當切換面板10處於透明模式時，切換面板10未致能(即，第一電極120與第二電極190的電位差實質上為0)，可見光L能穿透第一區10a及第二區10b，而整個切換面板10呈透明狀態。詳細而言，在本實施例中，
當第一電極120與第二電極190的電位差實質上為0時，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151會受到橫向之第一高分子聚合物161的配向效應且不會受到第一電極120及第二電極190的影響而呈平面態(planar)，呈平面態的膽固醇液晶層150的第一部分151可反射紅外光(未繪示)且可使可見光L穿透；位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152會受到縱向之第二高分子聚合物162的配向效應且不會受到第一電極120及第二電極190的影響而呈垂直態(homeotropic)，而呈垂直態的膽固醇液晶層150的第二部分152可使可見光L穿透；因此，整個切換面板10可呈透明狀態。
請參照圖3及圖4，在本實施例中，當切換面板10處於圖案模式時，切換面板10致能(即，第一電極120與第二電極190的電位差大於0)，第一區10a可散射可見光L，且第二區10b可被可見光L穿透，而整個切換面板10可呈現對應第一區10a的圖案。詳細而言，在本實施例中，當第一電極120與第二電極190的電位差大於0時，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151同時受到第一電極120與第二電極190之間的電場影響及橫向之第一高分子聚合物161的配向效應，膽固醇液晶層150的第一部分151與第一高分子聚合物161折射率不匹配，而第一區10a可散射可見光L；位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152同時受到第一電極120與第二電極190之間的電場影響及縱向之第二高分子聚合物162的配向效應，膽固醇液晶層150
的第二部分152大致上呈垂直態(homeotropic)且與縱向的第二高分子聚合物162折射率匹配，而可見光L能穿透第二區10b；因此，整個切換面板10可呈現對應第一區10a的圖案。
切換面板10不需搭配額外的裝飾/光學膜便可在透明模式及圖案模式間切換。切換面板10具有厚度薄及成本低的優勢。
圖5A至圖5D為本發明第一實施例之切換面板的一種製造流程的剖面示意圖。以下搭配圖5A至圖5D舉例說明第一實施例的切換面板10的其中一種製造流程。
請參照圖5A，首先，提供準切換面板10’。準切換面板10’包括第一基板110、設置於第一基板110之對向的第二基板200、設置於第一基板110與第二基板200之間的膽固醇液晶層150、設置於膽固醇液晶層150與第一基板110之間的第一電極120、設置於第二基板200與膽固醇液晶層150之間的第二電極190以及混入膽固醇液晶層150中的可聚合單體160a，其中可聚合單體160a包括分別位於第一區10a及第二區10b的第一部分161a及第二部分162a。準切換面板10’還包括設置於膽固醇液晶層150與第一電極120之間的第一配向膜PI1及設置於第二電極190與膽固醇液晶層150之間的第二配向膜PI2，其中第一配向膜PI1及第二配向膜PI2具有平行於第一基板110的配向方向，使得膽固醇液晶層150在第一電極120與第二電極190的電位差實質上為0時沿著平行於第一基板110的方向x排列且呈平面態。
請參照圖5A及圖5B，接著，提供第一遮罩M1，其中第
一遮罩M1遮蔽第一區10a而不遮蔽第二區10b。接著，在第一電極120與第二電極190具有電位差而膽固醇液晶層150呈垂直態下，令第一紫外光UV1通過第一遮罩M1並照射準切換面板10’的第二區10b，以使位於第二區10b的可聚合單體160a的第二部分162a聚合成縱向的第二高分子聚合物162。於此步驟中，第一電極120與第二電極190之間的電位差例如是50V。然而，本發明不限於此，第一電極120與第二電極190之間的電位差大小可視膽固醇液晶層150及可聚合單體160a的添加濃度做適當調整。在本實施例中，為使生成之縱向的第二高分子聚合物162具有足夠的密度，以將膽固醇液晶層150的第二部分152侷限在垂直態，可聚合單體160a的重量百分比例如是落在3%~15%，較佳地是，落在7%~15%，但本發明不以此為限。在本實施例中，第一紫外光UV1的主要波長例如是365nm，第一紫外光UV1的照射積光量例如是1.5mJ，但本發明不以此為限。
請參照圖5B、圖5C及圖5D，接著，移除第一遮罩M1，且在第一電極120與第二電極190不具電位差而位於第一區10a的膽固醇液晶層150呈平面態下，令第二紫外光UV2照射準切換面板10’，以使位於第一區10a的可聚合單體160a的第一部分161a聚合成橫向的第一高分子聚合物161。於此，便完成第一實施例的切換面板10。在本實施例中，第二紫外光UV2的主要波長例如是365nm，第二紫外光UV2的照射積光量例如是1.5mJ，但本發明不以此為限。
值得一提的是，在切換面板10的製程中，於第一區10a及第二區10b分別形成第一高分子聚合物161及第二高分子聚合物162時都會產生支鏈方向的反應，因此，在切換面板10未致能時，第一區10a及第二區10b因支鏈方向反應而產生的霧化效果會一致或十分接近，而能改善字區(例如：第一區10a)的殘影現象。此外，在切換面板10的製程中，第一區10a及第二區10b內的可聚合單體160a皆會發生聚合反應而不會殘留或殘留量極低，因此切換面板10的透明區(例如：第二區10b)不易產生久置霧化的問題。
須說明的是，第一實施例的切換面板10的製造方法並不限於圖5A至圖5D所示。第一實施例的切換面板10也可以其它方式製造，以下搭配圖6A至圖6D舉例說明之。
圖6A至圖6D為本發明第一實施例之切換面板的另一種製造流程的剖面示意圖。
請參照圖6A及圖6B，首先，提供準切換面板10’。請參照圖6A及圖6B，接著，提供第一遮罩M1’，其中第一遮罩M1’遮蔽準第二區10b而不遮蔽第一區10a。接著，在第一電極120與第二電極190不具電位差而膽固醇液晶層150呈平面態下，令第一紫外光UV1通過第一遮罩M1’並照射準切換面板10’的第一區10a，以使位於第一區10a的可聚合單體160a的第一部分161a聚合成橫向的第一高分子聚合物161。
請參照圖6C及圖6D，接著，提供第二遮罩M2，其中第
二遮罩M2遮蔽第一區10a而不遮蔽第二區10b。第一遮罩M1’與第二遮罩M2為互補設計。也就是說，第一遮罩M1’的遮蔽區即為第二遮罩M2的穿透區，且第一遮罩M1’的穿透區即為第二遮罩M2的遮蔽區。
接著，在第一電極120與第二電極190具有電位差而位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152呈垂直態下，令第二紫外光UV2通過第二遮罩M2並照射準切換面板10’的第二區10b，以使位於第二區10b的可聚合單體160a的第二部分162a聚合成縱向的第二高分子聚合物162。於此，便完成第一實施例的切換面板10。以此方式完成的切換面板10也能改善字區的殘影現象及久置霧化的問題。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重述。
圖7為本發明第二實施例之切換面板的剖面示意圖。圖8為本發明第二實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖7及圖8示出處於透明模式的切換面板10A。
圖9為本發明第二實施例之切換面板的剖面示意圖。圖10為本發明第二實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖9及圖10示出處於圖案模式的切換面板10A。
第二實施例的切換面板10A與第一實施例的切換面板10
類似，兩者的差異在於：第二實施例的切換面板10A的第二電極190A及高分子聚合物160A與第一實施例的切換面板10的第二電極190及高分子聚合物160不同。
請參照圖7，第二實施例的切換面板10A具有第一區10a及第二區10b且包括第一基板110、第二基板200、膽固醇液晶層150、第一電極120、第二電極190A及多個高分子聚合物160A。第二基板200設置於第一基板110的對向。膽固醇液晶層150位於第一基板110與第二基板200之間。第一電極120設置於第一區10a及第二區10b且位於第一基板110與膽固醇液晶層150之間。第二電極190A位於第二基板200與膽固醇液晶層150之間。多個高分子聚合物160A位於膽固醇液晶層150之中。
圖11為本發明第二實施例之切換面板的第二電極的俯視示意圖。請參照圖7及圖11，與第一實施例不同的是，在第二實施例中，第二電極190A包括第一電極圖案191及第一電極圖案191旁的透明區192，第一電極120包括分別位於第一區10a及第二區10b的第一部分121及第二部分122，第一電極120的第一部分121及第二部分122各自重疊於第二電極190A的第一電極圖案191及透明區192，且第二電極190A的透明區192為第一電極圖案191的鏤空處。請參照圖7，此外，在第二實施例中，高分子聚合物160A在第一區10a及第二區10b大致上都在平行於第一基板110的方向x上延伸。第二實施例的切換面板10A也能改善字區的殘影現象及久置霧化的問題。
請參照圖7及圖8，在本實施例中，當切換面板10A處於透明模式時，切換面板10A未致能(即，第一電極120與第二電極190A的電位差實質上為0)，可見光L能穿透第一區10a及第二區10b，而整個切換面板10呈透明狀態。詳細而言，在本實施例中，當第一電極120與第二電極190A的電位差實質上為0時，分別位於第一區10a及第二區10b的膽固醇液晶層150的第一部分151及第二部分152呈平面態(planar)且與橫向的高分子聚合物160A折射率匹配，而分別位於第一區10a及第二區10b的膽固醇液晶層150的第一部分151及第二部分152可反射紅外光(未繪示)且可使可見光L穿透；因此，整個切換面板10A可呈透明狀態。
請參照圖9、圖10及圖11，在本實施例中，當切換面板10A處於圖案模式時，切換面板10A致能(即，第一電極120與第二電極190A的第一電極圖案191的電位差大於0)，第一區10a可散射可見光L，且可見光L能穿透第二區10b，而整個切換面板10A可呈現對應第二電極190A之第一電極圖案191的圖案。詳細而言，在本實施例中，當第一電極120與第二電極190A的第一電極圖案191的電位差大於0時，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151受到第一電極120與第二電極190A的第一電極圖案191之間的電場及橫向的高分子聚合物160A的作用，膽固醇液晶層150的第一部分151與高分子聚合物160A折射率不匹配，而位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151可散
射可見光L；位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152不易受到第一電極120與第二電極190A的第一電極圖案191之間的電場影響而大致上呈平面態，而位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152可使可見光L穿透；因此，整個切換面板10可呈現對應第二電極190A的第一電極圖案191的圖案。在本實施例中，切換面板10A處於圖案模式時，第一電極120與第二電極190A的電位差例如是15V，但本發明不以此為限。
圖12為本發明第三實施例之切換面板的剖面示意圖。圖13為本發明第三實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖12及圖13示出處於透明模式的切換面板10B。
圖14為本發明第三實施例之切換面板的剖面示意圖。圖15為本發明第三實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖14及圖15示出處於第一圖案模式的切換面板10B。
圖16為本發明第三實施例之切換面板的剖面示意圖。圖17為本發明第三實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖16及圖17示出處於第二圖案模式的切換面板10B。
第三實施例的切換面板10B與第二實施例的切換面板10A類似，兩者的差異在於：兩者的第二電極190A、190B不同。請參照圖12、圖14及圖16，與第二實施例不同的是，在第三實施例中，第二電極190B的透明區192B為在結構上與第一電極圖案191分離且透明的第二電極圖案。
請參照圖12及圖13，在本實施例中，當切換面板10B
處於透明模式時，切換面板10B未致能，即第一電極120與第二電極190B的第一電極圖案191的電位差實質上為0且第一電極120與第二電極190B的第二電極圖案(即透明區192B)的電位差實質上為0，可見光L能穿透第一區10a及第二區10b，而整個切換面板10B呈透明狀態。詳細而言，在本實施例中，當第一電極120與第二電極190B的電位差實質上為0且第一電極120與第二電極190B的第二電極圖案(即透明區192B)的電位差實質上為0時，分別位於第一區10a及第二區10b的膽固醇液晶層150的第一部分151及第二部分152呈平面態(planar)且與橫向的高分子聚合物160A折射率匹配，而分別位於第一區10a及第二區10b的膽固醇液晶層150的第一部分151及第二部分152可反射紅外光(未繪示)且可使可見光L穿透；因此，整個切換面板10B呈透明狀態。
請參照圖14及圖15，在本實施例中，當切換面板10B處於第一圖案模式時，第一電極120與第二電極190B的第一電極圖案191的電位差大於0且第一電極120與第二電極190B的第二電極圖案(即透明區192B)的電位差實質上為0，第一區10a可散射可見光L，且可見光L能穿透第二區10b，而整個切換面板10B可呈現對應第二電極190B之第一電極圖案191的第一種圖案。詳細而言，在本實施例中，當第一電極120與第二電極190B的第一電極圖案191的電位差大於0時，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151受到第一電極120與第二電極190B
的第一電極圖案191之間的電場及橫向的高分子聚合物160A的作用，膽固醇液晶層150的第一部分151與高分子聚合物160A折射率不匹配，而位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151可散射可見光L；位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152不易受到第一電極120與第二電極190B的第二電極圖案(即透明區192B)之間的電場影響而大致上呈平面態，而位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152可使可見光L穿透；因此，整個切換面板10B可呈現對應第二電極190B之第一電極圖案191的第一種圖案。在本實施例中，當切換面板10B處於第一圖案模式時，第一電極120與第二電極190A的第一電極圖案191的電位差例如是15V，但本發明不以此為限。
請參照圖16及圖17，在本實施例中，當切換面板10B處於第二圖案模式時，第一電極120與第二電極190B的第一電極圖案191的電位差實質上為0且第一電極120與第二電極190B的第二電極圖案(即透明區192B)的電位差大於0，可見光L能穿透第一區10a，且第二區10b可散射可見光L，而整個切換面板10B可呈現對應第二電極190B之第二電極圖案(即透明區192B)的第二種圖案。詳細而言，在本實施例中，當第一電極120與第二電極190B的第一電極圖案191的電位差實質上為0時，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151不會受到第一電極120與第二電極190B的第一電極圖案191之間的電場的影響，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151大致上呈平面態而
可使可見光L穿透；當第一電極120與第二電極190B的第二電極圖案(即透明區192B)的電位差大於0時，位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152會受到第一電極120與第二電極190B的第二電極圖案(即透明區192B)之間的電場及橫向的高分子聚合物160A的作用，膽固醇液晶層150的第二部分152與高分子聚合物160A折射率不匹配，而位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152可散射可見光L；因此，整個切換面板10B可呈現對應第二電極190B的第二電極圖案(即透明區192B)的第二種圖案。在本實施例中，當切換面板10B處於第二圖案模式時，第一電極120與第二電極190B的第二電極圖案(即透明區192B)的電位差例如是15V，但本發明不以此為限。
圖18為本發明第四實施例之切換面板的剖面示意圖。圖19為本發明第四實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖18及圖19示出處於圖案模式的切換面板10C。
圖20為本發明第四實施例之切換面板的剖面示意圖。圖21為本發明第四實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖20及圖21示出處於透明模式的切換面板10C。
第四實施例的切換面板10C與第一實施例的切換面板10類似，兩者的差異在於：兩者的高分子聚合物160、160C不同。請參照圖18及圖20，在第四實施例中，高分子聚合物160C在第一區10a及第二區10b的密度不同。詳細而言，高分子聚合物160C包括位於第一區10a的第一高分子聚合物161，第一高分子聚合物
161設置於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151之中，且高分子聚合物160C未設置於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152之中。也就是說，高分子聚合物160C在第一區10a的密度大於在第二區10b的密度。在第四實施例中，位於第一區10a的第一高分子聚合物161大致上在垂直於第一基板110的方向z上延伸。此外，在第四實施例中，切換面板10C還包括可聚合單體163，位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152之中。
請參照圖18及圖19，在本實施例中，當切換面板10C處於圖案模式時，切換面板10C未致能(即，第一電極120與第二電極190的電位差實質上為0)，第一區10a能散射可見光L，且可見光L能穿透第二區10b。詳細而言，在本實施例中，當第一電極120與第二電極190的電位差實值上為0時，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151不會受到第一電極120與第二電極190的影響但會受到縱向之第一高分子聚合物161的影響，在膽固醇液晶層150的第一部分151傾向維持螺旋結構與第一高分子聚合物161的配向效應的互相平衡下，膽固醇液晶層150的第一部分151大致上成焦點圓錐(focal conic)態，而位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151可散射可見光L；位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152不會受到第一電極120、第二電極190及高分子聚合物160C的影響而呈平面態，呈平面態的膽固醇液晶層150的第二部分152可反射紅外光(未
繪示)且使可見光L通過。藉此，切換面板10C可呈現對應第一高分子聚合物161所在之第一區10a的圖案。
請參照圖20及圖21，在本實施例中，當切換面板10C處於透明模式時，切換面板10C致能(即，第一電極120與第二電極190的電位差大於0)，可見光L能穿透第一區10a及第二區10b。詳細而言，在本實施例中，當第一電極120與第二電極190的電位差大於0時，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151受到第一電極120與第二電極190之間的電場及縱向的高分子聚合物160C的作用，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151大致上呈垂直態(homeotropic)，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151可使可見光L穿透；位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152受到第一電極120與第二電極190之間的電場的作用，位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152大致上呈垂直態，位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分151也可使可見光L穿透。因此，整個切換面板10C呈透明狀態。
圖22為本發明第五實施例之切換面板的剖面示意圖。圖23為本發明第五實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖22及圖23示出處於圖案模式的切換面板10D。
圖24為本發明第五實施例之切換面板的剖面示意圖。圖25為本發明第五實施例之切換面板的俯視示意圖。特別是，圖24及圖25示出處於透明模式的切換面板10D。
第五實施例的切換面板10D與第一實施例的切換面板10類似，兩者的差異之一在於：兩者的第二電極190、190D不同。請參照圖22及圖24，在第五實施例中，第二電極190D設置於第一區10a，第一電極120包括重疊於第二電極190D的第一部分121及與第二電極190D錯開的第二部分122；位於第一區10a的第一高分子聚合物161大致上在垂直於第一基板110的方向z上延伸，且位於第二區10b的第二高分子聚合物162大致上在平行於第一基板110的方向x上延伸。
請參照圖22及圖23，在本實施例中，當切換面板10D處於圖案模式時，切換面板10D未致能(即，第一電極120與第二電極190D的電位差實值上為0)，第一區10a能散射可見光L，且可見光L能穿透第二區10b。詳細而言，在本實施例中，當第一電極120與第二電極190D的電位差實值上為0時，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151不會受到第一電極120與第二電極190的影響但會受到縱向之第一高分子聚合物161的影響，在膽固醇液晶層150的第一部分151傾向維持螺旋結構與第一高分子聚合物161的配向效應的互相平衡下，膽固醇液晶層150的第一部分151大致上成焦點圓錐(focal conic)態，而位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151可散射可見光L；位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152不會受到第一電極120及第二電極190D的影響但會受到橫向之第二高分子聚合物162的影響，而膽固醇液晶層150的第二部分152大致上成呈平面
態，呈平面態的膽固醇液晶層150的第二部分152可反射紅外光(未繪示)且使可見光L通過。藉此，切換面板10D可呈現對應第一高分子聚合物161所在之第一區10a的圖案。
在第五實施例之切換面板10D的製程中，可在第一電極120與第二電極190D的電位差大於0下，令紫外光(未繪示)同時照射第一區10a及第二區10b，以分別在第一區10a及第二區10b形成縱向的第一高分子聚合物161及橫向的第二高分子聚合物162。須注意的是，用以形成第一高分子聚合物161及第二高分子聚合物162的可聚合單體(未繪示)的添加濃度不宜過高(例如可聚合單體的重量百分比小於或等於7%)，以避免縱向的第一高分子聚合物161的密度過高導致膽固醇液晶層150的第一部分151於圖案模式時無法恢復螺旋結構而呈霧態。
請參照圖24及圖25，在本實施例中，當切換面板10D處於透明模式時，切換面板10D致能(即，第一電極120與第二電極190D的電位差大於0)，可見光L能穿透第一區10a及第二區10b。詳細而言，在本實施例中，當第一電極120與第二電極190的電位差大於0時，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151受到第一電極120與第二電極190D之間的電場及縱向的高分子聚合物160的作用，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151大致上呈垂直態(homeotropic)，位於第一區10a的膽固醇液晶層150的第一部分151可使可見光L穿透；位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152不易受到第一電極
120與第二電極190D之間的電場的作用，位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152大致上呈平面態，位於第二區10b的膽固醇液晶層150的第二部分152可反射紅外光(未繪示)且使可見光L穿透。因此，整個切換面板10D呈透明狀態。
圖26為本發明第六實施例之切換面板的剖面示意圖。圖27為本發明第六實施例之切換面板的第二電極的俯視示意圖。特別是，圖26的切換面板10E處於對應第二電極190E的第一圖案模式。
圖28為本發明第六實施例之切換面板的剖面示意圖。圖29為本發明第六實施例之切換面板的第四電極的俯視示意圖。特別是，圖28的切換面板10E處於對應第四電極240的第二圖案模式。
第六實施例的切換面板10E與第二實施例的切換面板10A類似，兩者的差異在於：第六實施例的切換面板10E還包括第三電極220、第一絕緣層210、第四電極240及第二絕緣層230。第三電極220設置於第一區10a及第二區10b，且位於第二基板200與膽固醇液晶層150之間。第一絕緣層210設置於第二電極190E與第三電極220之間。第四電極240位於膽固醇液晶層150與第一基板110之間。第三電極220具有重疊於第四電極240的第一部分221及與第四電極240錯開的第二部分222。第二絕緣層230設置於第一電極120與第四電極240之間。特別是，第二電極190E於第一基板110上的垂直投影不同於第四電極240於第一基
板110上的垂直投影。第二電極190E與第四電極240用以分別與第一電極120及第三電極220搭配，以使切換面板10E能顯示不同的第一種圖案及第二種圖案。
請參照圖26及圖27，在本實施例中，切換面板10E處於第一圖案模式時，第一電極120與第二電極190E的電位差大於0，且第一電極120與第三電極220的電位差、第一電極120與第四電極240的電位差和第四電極240與第三電極220的電位差實質上為0。舉例而言，在本實施例中，第一電極120的電位可為0伏特，第二電極190E的電位可大於0伏特，第三電極220的電位可為0伏特，且第四電極240的電位可為0伏特。此時，與第二電極190E之實體(即第一電極圖案191)重疊之膽固醇液晶層150的第一部分151會受到第一電極120與第二電極190E之間的電場影響，膽固醇液晶層150的第一部分151與橫向的高分子聚合物160A折射率不匹配，而使切換面板10E之第二電極190E所在的區域散射可見光L。另一方面，同時間，未與第二電極190E之實體(即第一電極圖案191)重疊之膽固醇液晶層150的第二部分152不易受到第一電極120與第二電極190E之間的電場影響而呈平面態，呈平面態的膽固醇液晶層150的第二部分152可反射紅外光(未繪示)且使可見光L穿透。藉此，切換面板10E可呈現對應第二電極190E之實體(即第一電極圖案191)的第一種圖案。
請參照圖28及圖29，在本實施例中，切換面板10E處於第二圖案模式時，第三電極220與第四電極240的電位差大於0，
且第一電極120與第二電極190E的電位差、第一電極120與第三電極220的電位差和第二電極190E與第三電極220的電位差實質上為0。舉例而言，在本實施例中，第一電極120的電位可為0伏特，第二電極190E的電位可為0伏特，第三電極220的電位可為0伏特，且第四電極240的電位可大於0伏特。此時，與第四電極240重疊之膽固醇液晶層150的第二部分152會受到第三電極220與第四電極240之間的電場影響，膽固醇液晶層150之與第四電極240重疊的一部分與橫向的高分子聚合物160A折射率不匹配，而使切換面板10E之第四電極240所在的區域可散射可見光L。另一方面，同時間，未與第四電極240重疊之膽固醇液晶層150的另一部分不易受到第三電極220與第四電極240之間的電場影響而呈平面態，未與第四電極240重疊且呈平面態的膽固醇液晶層150的另一部分可反射紅外光(未繪示)且使可見光L穿透。藉此，切換面板10E可呈現對應第四電極240的第二種圖案。
圖30為本發明第六實施例之切換面板的剖面示意圖。特別是，圖30的切換面板10E處於關閉模式。請參照圖30，在本實施例中，切換面板10E處於關閉模式時，第一電極120、第二電極190E、第三電極220及第四電極240的任二者的電位差實質上為0。此時，切換面板10E之所有區域的膽固醇液晶層150皆呈平面態，所有區域的膽固醇液晶層150可反射紅外光且使可見光L穿透，而整個切換面板10E呈透明狀態。
圖31為本發明一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖31，顯示裝置1包括顯示面板20及第六實施例的切換面板10E。切換面板10E設置於顯示面板20的上方。在本實施例中，顯示面板20可以是自發光顯示面板(例如：微型發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示面板等)或非自發光顯示面板(例如：液晶顯示面板等)，本發明並不加以限制。
圖32為本發明一實施例的顯示裝置的膽固醇液晶面板剖面示意圖。請參照圖31及圖32，在本實施例中，顯示裝置1還包括膽固醇液晶面板30，設置於切換面板10E與顯示面板20之間，其中膽固醇液晶面板30包括至少一個膽固醇液晶子面板30s，每一膽固醇液晶子面板30s包括相對設置的多個透光基板311、317、分別設置於多個透光基板311、317上的多個透光電極312、316、分別設置於多個透光電極312、316上的多個配向膜313、315以及設置於多個配向膜313、315之間的另一膽固醇液晶層314。特別是，多個配向膜313、315分別具有配向方向d1、d2，多個配向方向d1、d2互相平行且相反。由於膽固醇液晶面板30的配向膜313、315具有配向方向d1、d2，因此當膽固醇液晶層314呈平面態時，膽固醇液晶層314的反射以鏡面反射為主，即膽固醇液晶層314在大視角上幾乎無反射。藉此，設置於切換面板10E與顯示面板20之間的膽固醇液晶面板30可起防窺作用。
請參照圖32，在本實施例中，膽固醇液晶面板30的至少一個膽固醇液晶子面板30s可包括相堆疊第一膽固醇液晶子面板
30s-1、第二膽固醇液晶子面板30s-2及第三膽固醇液晶子面板30s-3。第一膽固醇液晶子面板30s-1、第二膽固醇液晶子面板30s-2及第三膽固醇液晶子面板30s-3的膽固醇液晶層314呈平面態時可分別用以反射可見光l之紅色成份lr、綠色成份lg及藍色成份lb。
10:切換面板
10a:第一區
10b:第二區
110:第一基板
120:第一電極
150:膽固醇液晶層
151:第一部分
152:第二部分
160:高分子聚合物
161:第一高分子聚合物
162:第二高分子聚合物
190:第二電極
200:第二基板
L:可見光
PI1:第一配向膜
PI2:第二配向膜
x、z:方向
Claims (17)
- 一種切換面板，具有一第一區及一第二區，且包括：一第一基板；一第二基板，設置於該第一基板的對向；一膽固醇液晶層，設置於該第一區及該第二區，且位於該第一基板與該第二基板之間；一第一電極，設置於該第一區及該第二區，且位於該第一基板與該膽固醇液晶層之間；一第二電極，設置於該第一區及該第二區的至少一者，且位於該第二基板與該膽固醇液晶層之間；以及多個高分子聚合物，位於該膽固醇液晶層之中；其中，該些高分子聚合物在該第一區及該第二區的密度不同；或該些高分子聚合物在該第一區及該第二區的形態不同，其中該些高分子聚合物包括分別位於該第一區及該第二區的一第一高分子聚合物及一第二高分子聚合物，該第一高分子聚合物及該第二高分子聚合物的一者大致上在平行於該第一基板的一方向上延伸，且該第一高分子聚合物及該第二高分子聚合物的另一者大致上在垂直於該第一基板的一方向上延伸。
- 如請求項1所述的切換面板，其中該些高分子聚合物在該第一區及該第二區的形態不同；該第二電極設置於該第一區及該第二區；該第一高分子聚合物大致上在平行於該第一基板的 該方向上延伸，且該第二高分子聚合物大致上在垂直於該第一基板的該方向上延伸。
- 如請求項2所述的切換面板，其中該切換面板未致能時，一可見光能穿透該第一區及該第二區。
- 如請求項2所述的切換面板，其中該切換面板致能時，該第一區能散射一可見光，且一可見光能穿透該第二區。
- 如請求項1所述的切換面板，其中該些高分子聚合物在該第一區及該第二區的形態不同；該第二電極設置於該第一區，該第一電極包括重疊於該第二電極的一第一部分及與該第二電極錯開的一第二部分；該第一高分子聚合物大致上在垂直於該第一基板的該方向上延伸，且該第二高分子聚合物大致上在平行於該第一基板的該方向上延伸。
- 如請求項5所述的切換面板，其中該切換面板未致能時，該第一區能散射一可見光，且一可見光能穿透該第二區。
- 如請求項5所述的切換面板，其中該切換面板致能時，一可見光能穿透該第一區及該第二區。
- 如請求項1所述的切換面板，其中該第二電極設置於該第一區及該第二區；該些高分子聚合物在該第一區及該第二區的密度不同；該些高分子聚合物包括位於該第一區的一第一高分子聚合物，該切換面板更包括：一可聚合單體，位於該第二區的該膽固醇液晶層的一部分之中。
- 如請求項8所述的切換面板，其中該第一高分子聚合物大致上在垂直於該第一基板的一方向上延伸。
- 如請求項9所述的切換面板，其中該切換面板未致能時，該第一區能散射一可見光，且一可見光能穿透該第二區。
- 如請求項9所述的切換面板，其中該切換面板致能時，一可見光能穿透該第一區及該第二區。
- 一種切換面板，具有一第一區及一第二區，且包括：一第一基板；一第二基板，設置於該第一基板的對向；一膽固醇液晶層，位於該第一基板與該第二基板之間；一第一電極，設置於該第一區及該第二區，且位於該第一基板與該膽固醇液晶層之間；一第二電極，位於該第二基板與該膽固醇液晶層之間；以及多個高分子聚合物，位於該膽固醇液晶層之中；該第二電極包括一第一電極圖案及該第一電極圖案旁的一透明區，該第一電極包括分別位於該第一區及該第二區的一第一部分及一第二部分，且該第一電極的該第一部分及該第二部分各自重疊於該第二電極的該第一電極圖案及該透明區；該第二電極的該透明區為該第一電極圖案的一鏤空處，或者該第二電極的該透明區為一第二電極圖案且該第二電極圖案在結構上與該第一電極圖案分離； 一第三電極，設置於該第一區及該第二區，且位於該第二基板與該膽固醇液晶層之間；一第一絕緣層，設置於該第二電極與該第三電極之間；一第四電極，位於該膽固醇液晶層與該第一基板之間，其中該第三電極具有重疊於該第四電極的一第一部分及與該第四電極錯開的一第二部分；以及一第二絕緣層，設置於該第一電極與該第四電極之間，其中該第二電極於該第一基板上的一垂直投影不同於該第四電極於該第一基板上的一垂直投影。
- 如請求項12所述的切換面板，其中該第二電極的該透明區為該第一電極圖案的該鏤空處；該些高分子聚合物大致上在平行於該第一基板的一方向上延伸；該切換面板未致能時，一可見光能穿透該第一區及該第二區。
- 如請求項12所述的切換面板，其中該第二電極的該透明區為該第一電極圖案的該鏤空處；該些高分子聚合物大致上在平行於該第一基板的一方向上延伸；該切換面板致能時，該第一區能散射一可見光，且一可見光能穿透該第二區。
- 如請求項12所述的切換面板，其中該第二電極的該透明區為該第一電極圖案的該鏤空處。
- 一種顯示裝置，包括：一顯示面板；以及 一切換面板，設置於該顯示面板的上方，且具有一第一區及一第二區，其中該切換面板包括：一第一基板；一第二基板，設置於該第一基板的對向；一膽固醇液晶層，設置於該第一區及該第二區，且位於該第一基板與該第二基板之間；一第一電極，設置於該第一區及該第二區，且位於該第一基板與該膽固醇液晶層之間；一第二電極，位於該第二基板與該膽固醇液晶層之間；多個高分子聚合物，位於該膽固醇液晶層之中，其中該第二電極包括一第一電極圖案及該第一電極圖案旁的一透明區，該第一電極包括分別位於該第一區及該第二區的一第一部分及一第二部分，該第一電極的該第一部分及該第二部分各自重疊於該第二電極的該第一電極圖案及該透明區；該第二電極的該透明區為該第一電極圖案的一鏤空處，或者該第二電極的該透明區為一第二電極圖案且該第二電極圖案在結構上與該第一電極圖案分離；一第三電極，設置於該第一區及該第二區，且位於該第二基板與該膽固醇液晶層之間；一第一絕緣層，設置於該第二電極與該第三電極之間； 一第四電極，位於該膽固醇液晶層與該第一基板之間，其中該第三電極具有重疊於該第四電極的一第一部分及與該第四電極錯開的一第二部分；以及一第二絕緣層，設置於該第一電極與該第四電極之間，其中該第二電極於該第一基板上的一垂直投影不同於該第四電極於該第一基板上的一垂直投影。
- 如請求項16所述的顯示裝置，更包括：一膽固醇液晶面板，設置於該切換面板與該顯示面板之間，其中該膽固醇液晶面板包括相對設置的多個透光基板、分別設置於該些透光基板上的多個透光電極、分別設置於該些透光電極上的多個配向膜以及設置於該些配向膜之間的另一膽固醇液晶層，且該些配向膜分別具有多個配向方向，該些配向方向互相平行且相反。
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2023
- 2023-05-31 CN CN202310631227.5A patent/CN116699907A/zh active Pending
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