CN201740953U - 半穿透半反射式显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种半穿透半反射式显示装置，其包括一背光模组、一电泳装置、以及一液晶面板，电泳装置包括一第一基板、一第二基板、一电泳层、一集极、一栅极、以及多个透明电极，第一基板具有至少一画素区，且画素区定义有一元件区与一显示区，第一基板与第二基板相对设置，而电泳层设置于第一基板与第二基板之间，并且电泳层具有一透明流体与多个不透明带电粒子，集极、栅极、与多个透明电极设置在第一基板与第二基板之间，其中集极与栅极设置于元件区内，而多个透明电极设置于显示区内。本实用新型可依照环境的差异使同一个画素区操作于穿透模式、半穿透半反射模式、与反射模式中的任一模式下，以达到较佳的显示效果。

Description

半穿透半反射式显示装置

技术领域

本实用新型关于一种半穿透半反射式显示装置，尤指可使同一个画素区操作于穿透模式、半穿透半反射模式、与反射模式中的任一模式下的一种半穿透半反射式显示装置。

背景技术

液晶显示面板依其光源的利用及阵列基板的差异，可分为穿透式、反射式、及半穿透半反射式等三种。随着液晶显示器以及可携式电子产品的普及化，液晶显示器必需兼顾在户外强光环境与室内环境，甚至是在暗处时的显示品质，而半穿透半反射式液晶显示面板即为在上述环境中皆可提供同样清晰的显示效果的一较佳选择。

然而，已知技术中的半穿透半反射式液晶显示面板，每一画素区的穿透区与反射区的面积比例为固定不变，无法随环境的差异做适当比例的调整。这样的限制造成液晶显示面板无法随环境不同，而采取最适当的显示模式(穿透式、反射式、或半穿透半反射式)以达到较佳的显示品质。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种半穿透半反射式显示装置，以解决已知技术中所面临的问题。

本实用新型的一较佳实施例提供一种半穿透半反射式显示装置，其包括一背光模组、一电泳装置、以及一液晶面板，背光模组用以发射一背光源，而电泳装置设置于背光模组上，电泳装置包括一第一基板、一第二基板、一电泳层、一集极、一栅极、以及多个透明电极；第一基板具有至少一画素区，且画素区定义有一元件区与一显示区；第二基板与第一基板相对设置，而电泳层设置于第一基板与第二基板之间，并且电泳层具有一透明流体与多个不透明带电粒子。集极、栅极、与多个透明电极设置在第一基板与第二基板之间，其中集极与栅极设置于元件区内，而多个透明电极设置于显示区内。此外，液晶面板设置于电泳装置上。

本实用新型的半穿透半反射式显示装置，利用在电泳装置中设置集极、栅极、与多个透明电极，来改变不透明带电粒子的分布，进而可依照环境的差异使同一个画素区操作于穿透模式、半穿透半反射模式、与反射模式中的任一模式下，以达到较佳的显示效果。

附图说明

图1为本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置的示意图。

图2与图3为本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置在一穿透模式下的示意图。

图4与图5为本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置在一反射模式下的示意图。

图6与图7为本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置在一半穿透半反射模式下的示意图。

图8与图9为本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置在半穿透半反射模式下的另一个示意图。

图10为本实用新型第二较佳实施例的半穿透半反射式显示装置的示意图。

图中

100、200半穿透半反射式显示装置    10    背光模组

20        电泳装置        30        液晶面板

21        第一基板        22        第二基板

23        电泳层          231       透明流体

232       不透明带电粒子  24        集极

25        栅极            26        透明电极

P         画素区          C         元件区

D         显示区          31        阵列基板

32        第三基板        33        液晶层

34        彩色滤光片      341       透明区域

342       遮光层          35        画素电极

36        共通电极        41        第一偏光板

42        第二偏光板      43        第一波板

44        第二波板        L1        背光源

L2        环境光源

具体实施方式

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制作商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「包括」为一开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。此外，需注意的是图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

请参考图1，图1为本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置的示意图。如图1所示，半穿透半反射式显示装置100包括一背光模组10、一电泳装置20、以及一液晶面板30。背光模组10用以发射一背光源，而电泳装置20设置于背光模组10上。再者，电泳装置20包括一第一基板21、一第二基板22、一电泳层23、一集极24、一栅极25、以及多个透明电极26。第一基板21具有至少一画素区P，且画素区P定义有一元件区C与一显示区D。为简化说明，在本文中仅以一个画素区P来进行说明，但本实用新型并不以此为限，而可以具有多个画素区P。第二基板22与第一基板21相对设置，而电泳层23设置于第一基板21与第二基板22之间，并且电泳层23具有一透明流体231与多个不透明带电粒子232。其中，不透明带电粒子232的电荷可以为一正电荷，但本实用新型并不以此为限。例如，不透明带电粒子232的电荷亦可为一负电荷。集极24、栅极25、与多个透明电极26设置在第一基板21与第二基板22之间，其中集极24与栅极25设置于元件区C内，且集极24与栅极25可由不透明导电材料例如金属，或是透明导电材料例如铟锡氧化物所构成，而多个透明电极26设置于显示区D内，且透明电极26由透明导电材料所构成。在本较佳实施例中，集极24、栅极25、与多个透明电极26设置在第一基板21面向第二基板22的一面上，但不以此为限。例如，在另一较佳实施例中，集极24可以设置在第二基板22面向第一基板21的一面上，而栅极25与多个透明电极26则设置在第一基板21面向第二基板22的一面上。换言之，集极24、栅极25、与多个透明电极26只需设置于第一基板21与第二基板22之间，而并不限定要设置第一基板21或第二基板22，并且不限定集极24、栅极25、与多个透明电极26等元件要设置在同一基板上。

如图1所示，液晶面板30设置于电泳装置20上。液晶面板30包括一阵列基板31、一第三基板32、一液晶层33、以及一彩色滤光片34。在本较佳实施例中，电泳装置20的第二基板22与液晶面板30的阵列基板31为同一个基板，但不以此为限。阵列基板31与第三基板32相对设置，而液晶层33设置于阵列基板31与第三基板32之间，并且彩色滤光片34设置于第三基板32上。考虑到在半穿透半反射模式下，相较于背光模组10所提供的背光源，反射光会通过液晶面板30两次而在彩色滤光片34上有较大的损耗，因此彩色滤光片34可具有至少一透明区域(over coat)341，用以减少反射光的损耗。再者，一遮光层342可设置于第三基板32上，大体上对应于第一基板21的元件区C，用以增加对比度。如图1所示，一画素电极35设置于阵列基板31上，而一共通电极36设置于第三基板32上。据此，通过于画素电极35与共通电极36之间提供一电压差，可用来控制液晶层33内的多个液晶分子，以达到画面显示的效果。

再者，半穿透半反射式显示装置100可另外包括一第一偏光板41、一第二偏光板42、一第一波板43、以及一第二波板44。在本较佳实施例中，第一偏光板41与第一波板43设置于第一基板21面向背光模组10的一侧，而第二偏光板42与第二波板44设置于第三基板32的一侧。值得注意的是，本较佳实施例的液晶层33为一混合扭曲向列(mixed-mode twisted nematic，MTN)型的液晶层。对应于此混合扭曲向列型的液晶层33，本较佳实施例的第一偏光板41与第二偏光板42具有相同的偏振方向，并且第一波板43与第二波板44皆为四分之一波板，亦即光线通过本较佳实施例的第一波板43与第二波板44的相位差大体上等于四分之一波长。相较于一般的扭曲向列型的液晶层，本实用新型的混合扭曲向列型的液晶层不但可提供较高的亮度(brightness)，且可避免一般反射式显示器所具有的视差(parallax)问题。然而，第一较佳实施例的液晶层33并不限于混合扭曲向列型的液晶层，而可为其它各种型式的液晶层。例如，在另一实施态样中，图1中的液晶层33可以为一垂直配向(Vertical Alignment，VA)型的液晶层。对应于此垂直配向型的液晶层33，第一偏光板41与第二偏光板42可以互相垂直或互相平行，依所设计的相位差值不同，且不局限于特定的角度，而第一波板43与第二波板44可经由偏振态的计算来决定摆放的角度。

为使熟知本实用新型所属技术领域的一般技术人员能更进一步了解本实用新型，下文列举本实用新型的数个实施形式，利用第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置100操作于穿透式、半穿透半反射式、与反射式等模式下的示意图，并配合在不同模式下集极24、栅极25、与多个透明电极26分别所接受到的电压值，详细说明本实用新型的构成内容及所欲达成的功效。值得注意的是，由于电压值依照流体231与不透明带电粒子232的差异而有所不同，故下文的电压值仅以说明为目的，且以不同电压值之间所形成的电场来驱动不透明带电粒子232。再者，为简化说明，图2、图4、图6、与图8仅绘示图1中半穿透半反射式显示装置100的第一基板21、集极24、栅极25、以及四个透明电极26，并且不透明带电粒子232以具有正电荷为例进行说明。但本实用新型并不以此为限，亦即不透明带电粒子232也可以是具有负电荷的，仅需改变电场的方向即可。

请参考图2与图3，图2与图3为本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置100在一穿透模式下的示意图。如图2所示，集极24、栅极25、与多个透明电极26在初始时的电压为0伏特，而不透明带电粒子232可以任意分布于第一基板21上。接着，维持集极24的电压为0伏特，提供6伏特给栅极25，而提供9伏特给最靠近栅极25的透明电极26，且提供15伏特给最远离栅极25的透明电极26。据此，本实用新型可利用最远离栅极25的透明电极26与栅极25之间的电压差所形成的电场，且利用栅极25与集极24之间的电压差所形成的电场，将不透明带电粒子232驱动至集极24上。值得注意的是，驱动的方式不以上述方式为限，在另一实施例中，也可仅利用最远离栅极25的透明电极26与集极24两者之间的电压差所形成的电场来驱动不透明带电粒子232至集极24上。之后，使栅极25的电压为9伏特，并使其余的透明电极26与集极24的电压为0伏特，这样将不透明带电粒子232维持于集极24上。据此，如图3所示，在穿透模式下，多个不透明带电粒子232会设置在集极24上，而背光源L1通过多个透明电极26以提供给液晶面板30。换言之，背光模组10所提供的背光源L1可通过电泳装置20，使显示区D为一穿透区。

请参考图4与图5，图4与图5绘示了本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置100在一反射模式下的示意图，其中图4主要用以说明本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置100转换到一反射模式的过程。值得注意的是，在转换至反射模式前，可先进行一重置(reset)步骤，利用大体上相同于图2的方式，将不透明带电粒子232移动至集极24上，以利后续步骤的进行。如图4所示，初始时集极24与多个透明电极26的电压为0伏特，而栅极25的电压为9伏特，将不透明带电粒子232维持在集极24上。接着，使集极24与栅极25为0伏特，并分别提供-6伏特、-9伏特、-12伏特、与-15伏特给四个透明电极26，其中比较靠近栅极25的透明电极26具有较高的电压，而较远离栅极25的透明电极26具有较低的电压。据此，本实用新型可利用集极24与透明电极26之间的电压差所形成的电场，将不透明带电粒子232由集极24驱动至透明电极26上。再者，本实用新型可利用相邻两个的透明电极26之间的电压差所形成的电场，协助将不透明带电粒子232均匀分布于四个透明电极26上。之后，使栅极25的电压为9伏特，并使其余的透明电极26与集极24的电压为0伏特，这样将不透明带电粒子232维持于透明电极26上。据此，如图5所示，在反射模式下，多个不透明带电粒子232会设置在透明电极26上，用以反射环境光源L2。换言之，在此实施态样中，显示区D为一反射区。

请参考图6与图7，图6与图7为本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置100于一半穿透半反射模式下的示意图，其中图6主要用以说明本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置100由穿透模式转换到半穿透半反射模式的过程。如图6所示，初始时集极24与多个透明电极26的电压为0伏特，而栅极25的电压为9伏特，将不透明带电粒子232维持在集极24上。接着，如图8所示，使集极24与栅极25的电压为0伏特，并分别提供-6伏特、-15伏特、-6伏特、与-6伏特给四个透明电极26。换言之，其中一个透明电极26相较于其他的透明电极26具有较低的电压。据此，本实用新型可利用集极24与透明电极26之间的电压差所形成的电场，将不透明带电粒子232由集极24驱动至透明电极26上。再者，本实用新型可利用具有较低的电压的透明电极26与其他透明电极26之间的电压差所形成的电场，将不透明带电粒子232分布于部分的透明电极26上(如图6中靠近栅极25的两个透明电极26上)。之后，使集极24与靠近栅极25的两透明电极26的电压为0伏特，并使栅极25与其余的透明电极26的电压为9伏特，这样可维持不透明带电粒子232的分布。据此，如图7所示，在半穿透半反射模式下，多个不透明带电粒子232覆盖于部分的透明电极26上用以反射环境光源L2，而背光源L1通过未被不透明带电粒子232覆盖的透明电极26以提供给液晶面板30。换言之，在此实施形式中，显示区D同时具有一反射区与一穿透区。

请参考图8与图9，图8与图9为本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置100于半穿透半反射模式下的另一个示意图，其中图8主要用以说明本实用新型第一较佳实施例的半穿透半反射式显示装置100由反射模式转换到半穿透半反射模式的过程。如图8所示，初始时集极24与多个透明电极26的电压为0伏特，而栅极25为9伏特，将不透明带电粒子232维持在透明电极26上。接着，如图8所示，使集极24与栅极25分别为-6伏特与0伏特，且分别提供3伏特、-6伏特、-9伏特、与-12伏特给四个透明电极26。据此，本实用新型可利用具有较高电压的透明电极26与集极24之间的电压差所形成的电场，将部份的不透明带电粒子232驱动至集极24上，并且利用具有较高电压的透明电极26与其余的透明电极26之间的电压差所形成的电场，将部份的不透明带电粒子232驱动至其余的透明电极26上。再者，本实用新型可利用相邻两个的透明电极26之间的电压差所形成的电场，协助将不透明带电粒子232均匀分布于三个透明电极26上。之后，使栅极25为9伏特，并使其余的透明电极与集极为0伏特，这样来维持不透明带电粒子232的分布。据此，如图9所示，在半穿透半反射模式下，多个不透明带电粒子232覆盖于部分的透明电极26上用以反射一环境光源L2，而背光源L1通过未被不透明带电粒子232覆盖的透明电极26以提供给液晶面板30。换言之，在此实施形式中，显示区D同时具有一反射区与一穿透区。值得注意的是，图9与图7的两个实施形式皆属于半穿透半反射模式，但两者的显示区D中的反射区与穿透区的面积比例可以不同，亦即可以依照操作环境的差异来调整显示区D中的反射区与穿透区的面积比例。

本实用新型的半穿透半反射式显示装置并不以上述的第一较佳实施例为限，而可具有其它不同的实施形式。为了简化说明并易于比较，在下文的第二较佳实施例中，对于相同元件沿用相同的符号来表示，并且主要针对相异处进行说明，相同处不再赘述。请参考图10，图10为本实用新型第二较佳实施例的半穿透半反射式显示装置200的示意图。如图10所示，第二较佳实施例与第一较佳实施例的其中一个差异在于，第二较佳实施例的液晶层33为一扭曲向列(twisted nematic，TN)型的液晶层。对应于此扭曲向列型的液晶层33，本较佳实施例可不需要设置四分之一波板，且第一偏光板41会设置于具有反射功能的不透明带电粒子232的上方。更明确地说，本较佳实施例的第一偏光板41设置于第二基板22面向第一基板21的一侧。再者，第二较佳实施例与第一较佳实施例的另一个差异在于，第二较佳实施例中电泳装置20的第一基板21与液晶面板30的阵列基板31为同一个基板。换言之，集极24、栅极25、与多个透明电极26设置于靠近液晶面板30的一侧。据此，第二较佳实施例同样可由集极24、栅极25、与多个透明电极26所提供的电场分布，来改变不透明带电粒子232的设置位置，进而可依照环境的差异使同一个画素区操作于穿透模式、半穿透半反射模式、与反射模式中的任一模式下，以达到较佳的显示效果。

综上所述，本实用新型的半穿透半反射式显示装置，在显示面板与背光模组之间设置电泳装置，且在电泳装置中设置不透明带电粒子、集极、栅极、以及多个透明电极。再者，本实用新型可利用集极、栅极、与多个透明电极所提供的电场分布，来改变不透明带电粒子的设置位置。据此，本实用新型可依照环境的差异使同一个画素区操作于穿透模式、半穿透半反射模式、与反射模式中的任一模式下，以达到较佳的显示效果。此外，在半穿透半反射模式下，同一画素区的反射区与穿透区的面积比例，亦可以利用集极、栅极、与多个透明电极所提供的电场分布来进行调整，以适应不同的操作环境。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种半穿透半反射式显示装置，其特征在于：包括：

一背光模组，用以发射一背光源；

一电泳装置，设置于所述背光模组上，该电泳装置包括：

一第一基板，该第一基板具有至少一画素区，且该画素区定义有一元件区与一显示区；

一第二基板，与所述第一基板相对设置；

一电泳层，设置于所述第一基板与第二基板之间，该电泳层具有一透明流体与多个不透明带电粒子；以及

一集极、一栅极、与多个透明电极，设置在所述第一基板与第二基板之间，其中该集极与该栅极设置于所述元件区内，而该些透明电极设置于所述显示区内；以及

一液晶面板，设置于所述电泳装置上。

2.如权利要求1所述的半穿透半反射式显示装置，其特征在于：在一穿透模式下，所述不透明带电粒子设置在所述集极上，而所述背光源通过该些透明电极以提供给所述液晶面板。

3.如权利要求1所述的半穿透半反射式显示装置，其特征在于：在一反射模式下，该些不透明带电粒子覆盖于所述透明电极上，用以反射一环境光源。

4.如权利要求1所述的半穿透半反射式显示装置，其特征在于：在一半穿透半反射模式下，所述不透明带电粒子覆盖于部分的所述透明电极上用以反射一环境光源，而所述背光源通过未被所述不透明带电粒子覆盖的该些透明电极以提供给所述液晶面板。

5.如权利要求1所述的半穿透半反射式显示装置，其特征在于：所述集极、栅极、与所述透明电极设置在所述第一基板面向所述第二基板的一面上。

6.如权利要求1所述的半穿透半反射式显示装置，其特征在于：所述液晶面板包括：

一第三基板；

一彩色滤光片，设置于所述第三基板上；

一阵列基板，与所述第三基板相对设置；

一液晶层，设置于所述第三基板与阵列基板之间。

7.如权利要求6所述的半穿透半反射式显示装置，其特征在于：所述彩色滤光片具有至少一透明区域，用以减少一反射光的损耗。

8.如权利要求6所述的半穿透半反射式显示装置，其特征在于：另包括一遮光层设置于所述第三基板上，大体上对应于所述第一基板的元件区。

9.如权利要求6所述的半穿透半反射式显示装置，其特征在于：所述电泳装置的所述第二基板与液晶面板的阵列基板为同一个基板。

10.如权利要求6所述的半穿透半反射式显示装置，其特征在于：所述电泳装置的所述第一基板与液晶面板的阵列基板为同一个基板。

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