TWM531637U

TWM531637U - 透明顯示器

Info

Publication number: TWM531637U
Application number: TW105207968U
Authority: TW
Inventors: Kuo-Lung Lo; Wen-Wei Yang; Tsung-Yi Lin
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2016-11-01
Also published as: CN205992531U

Description

透明顯示器

本新型係關於一種顯示裝置，特別是一種透明顯示器。

隨著顯示科技的進步，透明顯示器已經逐漸被開發。透明顯示器是指其本身具有一定程度的透光性，以讓使用者能夠清楚觀看到透明顯示器後方的背景影像。透明顯示器可應用於建築物窗戶、汽車車窗、商店櫥窗等多種應用，因而備受市場關注。一般而言，透明顯示器可分為自發光型與非自發光型。自發光型透明顯示器不需設置會阻擋部份背景影像光束的背光模組，因此較非自發光型的透明顯示器更適合應用在透明顯示領域中。

自發光型透明顯示器包括以有機發光層做為顯示介質的有機電致發光透明顯示器。考量到功函數匹配度的問題，現有的有機發光層的陰極仍以金屬材質製成。由於金屬材質的陰極會阻礙光線穿透，故一般會盡可能地薄化陰極厚度，以提高自發光型透明顯示器的穿透率。然而，陰極薄化的作法除了在穿透率的提升效果上不明顯外，更會造成電阻上升而限制了自發光型透明顯示器的尺寸。

此外，因透明的有機發光層不具有光閘結構，無法調整環境光對顯示品質的影響，故現有採用有機發光層的透明顯示器的顯示品質易受環境光的影響。因此，如何改善現有自發光型透明顯示器的穿透率不足與自發光型透明顯示器的顯示品質易受環境光影響的問題，則為研發人員應解決的問題之一。

本新型在於提供一種透明顯示器，藉以提升透明顯示器的透光率，以及調整環境光對顯示品質的影響程度。

本新型之一實施例所揭露之透明顯示器，包含一前透光基板、一發光層、一共用電極層、一光調變層及一後透光基板。前透光基板具有多個畫素區。這些畫素區各具有一主動元件。發光層疊設於前透光基板。共用電極層疊設於發光層。共用電極層具有至少一透光區。透光區至前透光基板的投影至少部分與這些畫素區的這些主動元件不相重疊。光調變層疊設於共用電極層。後透光基板疊設於光調變層。其中，發光層與光調變層皆電性連接共用電極層。

根據上述實施例之透明顯示器，因發光層與光調變層共同共用電極層，共同電極層之金屬電極能夠有效降低電阻，提升驅動均勻性，故能夠提升光調變層的調色均勻度。

再者，因發光層與光調變層共同共用電極層，共用電極層之金屬電極會介於發光層與以光調變層之間，故金屬電極能夠反射這些自發光型元件發出之光線，使這些自發光型元件原先射向後方的光線重新凝聚回透明顯示器前方，進而提升透明顯示器的發光效率。

以上關於本新型內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本新型的原理，並且提供本新型的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參閱圖1至圖2。圖1為根據本新型第一實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。圖2為圖1之薄膜電晶體層與自發光型元件的上視示意圖。

本實施例之透明顯示器10包含一前透光基板100、一發光層200、一共用電極層300、一光調變層400及一後透光基板500。

前透光基板100包含一前基板層110及一薄膜電晶體層120。薄膜電晶體層120疊設於前基板層110。薄膜電晶體層120具有多條金屬導線130及多個主動元件140。這些金屬導線130圍繞出多個畫素區150。這些主動元件140例如為薄膜電晶體，其分別位於這些畫素區150，並和這些金屬導線130電性連接。

發光層200疊設於前透光基板100之薄膜電晶體層120。發光層200具有多個自發光型元件210及一保護層220。這些自發光型元件210例如為微型發光二極體，且這些自發光型元件210在前透光基板100的投影分別位於這些畫素區150，並和這些主動元件140電性連接。此外，這些自發光型元件210分別在這些畫素區150中所佔的比例小於15%。實際上，由於這些自發光型元件210不具透光性，故在透明顯示器10的亮度足夠的前提下，這些自發光型元件210分別在這些畫素區150中所佔的比例越小越好，以提升透明顯示器10的透光率。保護層220疊設於這些自發光型元件210。保護層220具有透光、絕緣與防水的特性，以保護這些自發光型元件210並兼顧透明顯示器10的透光率。

此外，微型發光二極體對光線穿透的損耗(約1百分比)遠小於有機發光二極體之陰極對光線穿透的損耗(約大於20百分比)，故採用微型發光二極體能夠讓透明顯示器10具有更高的透光度。

共用電極層300疊設於發光層200。共用電極層300包含多個金屬電極310，這些金屬電極310例如為共用電極。這些自發光型元件210在前透光基板100的投影和這些金屬電極310在前透光基板100的投影至少部分重疊。在本實施例中，這些金屬電極310以一對一的方式遮蓋於這些自發光型元件210遠離薄膜電晶體層120之一側。進一步來說，每一自發光型元件210具有一自發光型元件外緣211。金屬電極310超出自發光型元件外緣211，且金屬電極310超過自發光型元件外緣211的長度l1大於H/(N ₀ ²-1) ²，小於2H/(N ₀ ²-1) ²。並且，在本實施例中，金屬電極310中有部分超過自發光型元件外緣211並覆蓋主動元件140，此部分的長度l2僅需符合大於H/(N ₀ ²-1) ²的尺寸規定而不需要符合的小於2H/(N ₀ ²-1) ²尺寸規定。其中，H為保護層220的厚度，N ₀為保護層220的折射率。如此一來，這些金屬電極310能反射這些自發光型元件210發出之部分光線，使這些自發光型元件210原先射向後方的部分光線(如L1所示)重新凝聚回透明顯示器10前方，進而提升透明顯示器10的發光效率。再者，因金屬電極310超過自發光型元件外緣211的長度大於H/(N ₀ ²-1) ²，故這些自發光型元件210原先射向後方的部分光線(如L2所示)，雖然未射在金屬電極310覆蓋的範圍內，但因光線L2射至保護層220靠近共用電極層300之介面時的入射角大於全反射角，使得未射在金屬電極310的光線(如L2所示)亦能夠透過全反射的原理反射回透明顯示器10前方。

此外，在共用電極層300中具有至少一透光區320，透光區320至前透光基板100的投影至少部分與這些畫素區150的這些主動元件140不相重疊。詳細來說，這些金屬電極310僅覆蓋發光層200之部分，而透光區320即為這些金屬電極310未覆蓋的區域。透光區320與這些畫素區150的這些主動元件140不相重疊，使得透明顯示器10後方之環境光可由透光區320穿透至透明顯示器10前方，而讓使用者能一邊欣賞透明顯示器10的畫面，且一邊觀賞到透明顯示器10後方的景色。

光調變層400疊設於共用電極層300，且光調變層400與發光層200之這些自發光型元件210皆電性連接共用電極層300之這些金屬電極310。也就是說，發光層200之這些自發光型元件210與光調變層400共用這些金屬電極310，這些金屬電極可有效降低電阻，提升驅動均勻性，故電流能夠更均勻地驅動光調變層400調控透光度。

發光層200之這些自發光型元件210與光調變層400能夠共用這些金屬電極310的原因在於，與有機發光二極體相比，這些自發光型元件210(發光二極體)的阻水氧特性較好，其防水需求較低，故能夠在覆蓋這些自發光型元件210的保護層220上裝設導電線材，以令這些自發光型元件210能和共用電極層300之這些金屬電極310電性連接。

此外，光調變層400能夠透過電壓或電流的變化來調整本身的透光度。若想要看到透明顯示器10後方的景色時，則可調高光調變層400的透光度，使環境光線LB1能夠經透光區320穿透至透明顯示器10之前方。若不想要透明顯示器10後方的環境光影響到透明顯示器10的影像呈現時，則可調低光調變層400的透光度，使光調變層400阻隔環境光線LB2穿透。

此外，只要能調整穿透光線比例的都可稱為光調變層400。本實施例之光調變層400是以電致變色層為例，但並不以此為限，在其他實施例中，光調變層400也可以為電濕潤調光層、液晶調光層、高分子分散調生層或電泳式調光層。其中，電泳式調光層、液晶光調變層、高分子分散光調變層與電濕潤光調變層是採用電壓驅動，而本實施例之電致變色層是採用電流驅動。電致變色層的原理是以電流注入材料中產生電化學變化進而使材料變色形成光調變效果，電致變色的材料可分為無機與有機。無機電致變色材料可為氧化鎢(WO3)、氧化鉬(MoO3)、氧化鎳(NiOx)、普魯士藍與五氧化二釩(V2O5)。有機電致變色材料可為紫精(viologen)、聚乙二氧基噻吩(PEDOT)與酞菁(Phthalocyanine)等。

後透光基板500包含一透明導電層510及一後基板層520。透明導電層510疊設於光調變層400。後基板層520疊設於透明導電層510。

在上述實施例中，共用電極層300僅包含多個金屬電極310，但並不以此為限，請參閱圖3。圖3為根據本新型第二實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。

在本實施例之透明顯示器10a中，共用電極層300a包含一金屬電極310a及一透明電極320a。這些金屬電極310a例如為共用電極，且金屬電極310a的片電阻值0.05~5Ω/cm。這些自發光型元件210在前透光基板100的投影和這些金屬電極310a在前透光基板100的投影至少部分重疊。透明電極層320a的片電阻值介於5~200Ω/cm，並包含一銜接段321a及多個延伸段322a。銜接段321a貼附並電性連接於光調變層400。這些延伸段322a與這些金屬電極310a交替排列於銜接段321a與發光層200之間，且這些延伸段322a與這些金屬電極310a之相對兩側分別電性連接銜接段321a與發光層200。

此外，在共用電極層300a中具有至少一透光區330a。透光區330a至前透光基板100的投影至少部分與這些畫素區150的這些主動元件140不相重疊。詳細來說，這些金屬電極310a與這些透明電極320a之延伸段322a交換排列，並共同覆蓋發光層200，而透光區330a即為這些透明電極320a之延伸段322a所覆蓋的區域。透光區330a與這些畫素區150的這些主動元件140不相重疊，使得透明顯示器10後方之環境光可由透光區330a穿透至透明顯示器10前方，而讓使用者能一邊欣賞透明顯示器10的畫面，且一邊觀賞到透明顯示器10後方的景色。

在本實施例中，共用電極層300a為金屬電極310a與透明電極320a之複合的作用在於透過透明電極320a之銜接段321a係整面的貼附於光調變層400，且金屬電極310a能夠降低電阻，提升驅動均勻性，故電流能夠更均勻地驅動光調變層400。如此一來，光調變層400的調色能夠更均勻。

請參閱圖4。圖4為根據本新型第三實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。

在本實施例之透明顯示器10b中，共用電極層300b包含一金屬電極310b及一透明電極320b。這些金屬電極310b例如為共用電極，且金屬電極310b的片電阻值0.05~5Ω/cm。這些自發光型元件210在前透光基板100的投影和這些金屬電極310b在前透光基板100的投影至少部分重疊。透明電極層320b的片電阻值介於5~200Ω/cm。這些金屬電極310b與這些透明電極320b交替排列，且這些金屬電極之相對兩側與這些透明電極之相對兩側皆分別貼附並直接電性連接發光層與光調變層

此外，在共用電極層300b中具有至少一透光區330b。透光區330b至前透光基板100的投影至少部分與這些畫素區150的這些主動元件140不相重疊。詳細來說，這些金屬電極310b與這些透明電極320b交換排列，並共同覆蓋發光層200，而透光區330b即為這些透明電極320b所覆蓋的區域。透光區330b與這些畫素區150的這些主動元件140不相重疊，使得透明顯示器10後方之環境光可由透光區330b穿透至透明顯示器10前方，而讓使用者能一邊欣賞透明顯示器10的畫面，且一邊觀賞到透明顯示器10後方的景色。

與圖1之實施例相比，本實施例之共用電極層300b為金屬電極310b與透明電極320b之複合的作用仍是在於讓光調變層400能夠更均勻地被調整。惟與圖3之實施例相比，因第一條電流流動路徑(流經金屬電極310b)與第二條電流流動路徑(流經金屬電極310b、透明電極320b)的電阻值相差較大，故本實施例之光調變層400調整的均勻度是介於圖1之實施例與圖3之實施例之間。

請參閱圖5與圖6。圖5為根據本新型第四實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。圖6為圖5之局部放大示意圖。

在本實施例之透明顯示器10b中，保護層220具有一平坦面221及多個導光結構。平坦面221面向共用電極層300b。這些導光結構各包含一凹槽222，且這些凹槽222分別具有至少一斜面223。這些斜面223分別面向這些自發光型元件210，使得自發光型元件210發出之光線L1除了可經由金屬電極310b反射至透明顯示器10b之前方外，更有部分光線L3會經由斜面223反射至透明顯示器10b之前方，以進一步提升透明顯示器10b的出光強度。在本實施例中，這些斜面223與平坦面221的夾角為50度。經實測，本實施例之透明顯示器10之出光強度約為保護層220無設置凹槽222(即斜面223與平坦面221夾0度)的實施例之出光強度的四倍。

請參閱圖7與圖8。圖7為根據本新型第五實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。圖8為根據本新型第六實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。

如圖7所示，本實施例之透明顯示器10c之透明導電層510更可具有多個金屬導線511。這些金屬導線511例如排列成網格的形狀。在光調變層400上設置這些金屬導線可降低透明導電層510的電阻。此外，這些金屬導線511所設置的位置可和後基板層520原先設置的金屬線路的位置重疊，以減少額外的光線穿透損失。

如圖8所示，本實施例之透明顯示器10d之透明導電層510更可具有多個金屬導線511及多個主動元件512。這些金屬導線511例如排列成網格的形狀。這些主動元件512電性連接於這些金屬導線511。這些主動元件512可對光調變層400進行個別畫素調光。也就是說，設置這些主動元件512可讓光調變層400達到局部透光與局部不透過的效果。

此外，微型發光二極體對光線穿透的損耗(約1百分比)遠小於有機發光二極體之陰極對光線穿透的損耗(約大於20百分比)，故採用微型發光二極體能夠讓透明顯示器具有更高的透光度。

此外，共用電極層為金屬電極與透明電極的複合，透過透明電極之銜接段係整面的貼附於光調變層，且金屬電極能夠降低電阻，提升驅動均勻性，故電流能夠更均勻地驅動光調變層。

雖然本新型以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習相像技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本新型之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10、10a、10b、10c、10d‧‧‧透明顯示器
100‧‧‧前透光基板
110‧‧‧前基板層
120‧‧‧薄膜電晶體層
130‧‧‧金屬導線
140‧‧‧主動元件
150‧‧‧畫素區
200‧‧‧發光層
210‧‧‧自發光型元件
211‧‧‧自發光型元件外緣
220‧‧‧保護層
221‧‧‧平坦面
222‧‧‧凹槽
223‧‧‧斜面
300、300a、300b‧‧‧共用電極層
310‧‧‧金屬電極
320‧‧‧透光區
320a、b‧‧‧透明電極
321a‧‧‧銜接段
322a‧‧‧延伸段
330a、330b‧‧‧透光區
400‧‧‧光調變層
500‧‧‧後透光基板
510‧‧‧透明導電層
511‧‧‧金屬導線
520‧‧‧後基板層
θ‧‧‧夾角
l‧‧‧距離
l1、l2‧‧‧長度
H‧‧‧厚度
L1、L2、L3‧‧‧自發光型元件發出的光線
LB1、LB2‧‧‧環境光線

圖1為根據本新型第一實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。圖2為圖1之薄膜電晶體層與自發光型元件的上視示意圖。圖3為根據本新型第二實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。圖4為根據本新型第三實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。圖5為根據本新型第四實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。圖6為圖5之局部放大示意圖。圖7為根據本新型第五實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。圖8為根據本新型第六實施例所述之透明顯示器的剖面示意圖。

10‧‧‧透明顯示器

100‧‧‧前透光基板

110‧‧‧前基板層

120‧‧‧薄膜電晶體層

130‧‧‧金屬導線

140‧‧‧主動元件

150‧‧‧畫素區

200‧‧‧發光層

210‧‧‧自發光型元件

211‧‧‧外緣

220‧‧‧保護層

300‧‧‧共用電極層

310‧‧‧金屬電極

320‧‧‧透光區

400‧‧‧光調變層

500‧‧‧後透光基板

510‧‧‧透明導電層

520‧‧‧後基板層

11、12‧‧‧長度

H‧‧‧厚度

L1‧‧‧自發光型元件發出的光線

LB1、LB2‧‧‧環境光線

Claims

一種透明顯示器，包含：一前透光基板，該前透光基板具有多個畫素區，該些畫素區各具有一主動元件；一發光層，疊設於該前透光基板；一共用電極層，疊設於該發光層，該共用電極層具有至少一透光區，該透光區至該前透光基板的投影至少部分與該些畫素區的該些主動元件不相重疊；一光調變層，疊設於該共用電極層；以及一後透光基板，疊設於該光調變層；其中，該發光層與該光調變層皆電性連接該共用電極層。
如請求項1所述之透明顯示器，其中該共用電極層包含多個金屬電極，該發光層包含多個自發光型元件，該些自發光型元件在該前透光基板的投影和該些金屬電極在該前透光基板的投影至少部分重疊。
如請求項2所述之透明顯示器，其中該共用電極層更包含多個透明電極，該些金屬電極與該些透明電極交替排列，且該些金屬電極之相對兩側與該些透明電極之相對兩側皆分別貼附並直接電性連接該發光層與該光調變層。
如請求項2所述之透明顯示器，其中該共用電極層更包含一透明電極，該透明電極層包含一銜接段及多個延伸段，該銜接段貼附並電性連接於該光調變層，該些延伸段與該些金屬電極交替排列於該銜接段與該發光層之間，且該些延伸段與該些金屬電極之相對兩側分別電性連接該銜接段與該發光層。
如請求項2所述之透明顯示器，其中該些自發光型元件在該前透光基板的投影分別位於該些畫素區，且該些自發光型元件分別在該些畫素區中所佔的比例小於15%。
如請求項2所述之透明顯示器，其中該發光層更包含至少一保護層，該保護層疊設於該些自發光型元件。
如請求項6所述之透明顯示器，其中每一該自發光型元件具有一自發光型元件外緣，該金屬電極超出該自發光型元件外緣，且該金屬電極超過該自發光型元件外緣的長度大於H/(N ₀ ²-1) ^1/2，其中，H為該保護層的厚度，N ₀為該保護層的折射率。
如請求項7所述之透明顯示器，其中，該金屬電極超出該自發光型元件外緣，且該金屬電極超過該自發光型元件外緣的長度小於2H/(N ₀ ²-1) ^1/2，其中，H為該保護層的厚度，N ₀為該保護層的折射率。
如請求項6所述之透明顯示器，其中每一該自發光型元件具有一自發光型元件外緣，該保護層具有多個導光結構，該些導光結構分別位於該些自發光型元件外緣之外。
如請求項9所述之透明顯示器，其中該些導光結構各包含一凹槽，且該些凹槽分別具有至少一斜面，該些斜面分別面向該些自發光型元件。