TW201504718A - 光電元件 - Google Patents

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Tzung-Ying Lee
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Wintek Corp
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Abstract

一種光電元件包括第一基板、相對於第一基板的第二基板、位於第一基板與第二基板之間的顯示介質、位於顯示介質與第一基板之間的多個第一驅動電極、位於顯示介質與第一基板之間的多個第二驅動電極、位於顯示介質與第二基板之間的多個共用電極以及位於顯示介質與第二基板之間的多個調整電極。第二驅動電極與第一驅動電極交替排列。調整電極與共用電極交替排列。共用電極與調整電極、第一驅動電極及第二驅動電極電性絕緣。其中一個第一驅動電極、其中一個調整電極及其中一個第二驅動電極在第二基板上的正投影依序排列於相鄰二個共用電極之間。

Description

光電元件
本發明是有關於一種光電元件,且特別是有關於一種可調控式的光電元件。
在許多應用上,顯示單一畫面或平面畫面的顯示器已無法滿足使用者的需求。舉例而言,在車載顯示器方面,使用者需要可多重顯示的顯示器,以供駕駛及乘客同時觀看各自所需的畫面,例如駕駛及乘客分別需要觀看導航畫面及電影畫面。在視覺娛樂方面,使用者需要可顯示立體畫面的顯示器,以增加身歷其境的效果。
一般而言,上述顯示器包括顯示面板及外掛於顯示面板上的光電元件。光電元件可將顯示面板發出的光線引導至不同方向或視域,進而達到顯示多畫面或立體畫面的效果。這樣的光電元件主要有視差柵欄式(parallax barriE1)或柱狀透鏡式(lenticular lens)兩種類型。視差柵欄式光電元件是利用柵欄的阻隔使得顯示光線朝向特定方向發出,進而達到顯示多畫面或立體畫面的效 果。柱狀透鏡式光電元件是利用多個柱狀透鏡改變光線的投射角度,進而達到顯示多畫面或立體畫面的效果。
然而,無論是視差柵欄式或柱狀透鏡式光電元件,其皆外掛於顯示面板上,而需與顯示面板精準地對位方可達成良好的效果。此精準對位的需求使得顯示器不易製造。
本發明提供一種光電元件,可調控光線射出方向。
本發明的光電元件包括第一基板、相對於第一基板的第二基板、位於第一基板與第二基板之間的顯示介質、位於顯示介質與第一基板之間的多個第一驅動電極、位於顯示介質與第一基板之間的多個第二驅動電極、位於顯示介質與第二基板之間的多個共用電極以及位於顯示介質與第二基板之間的多個調整電極。第二驅動電極與第一驅動電極交替排列。調整電極與共用電極交替排列。共用電極與調整電極、第一驅動電極以及第二驅動電極電性絕緣。其中一個第一驅動電極、其中一個調整電極以及其中一個第二驅動電極在第二基板上的正投影依序排列於相鄰的二個共用電極之間。
在本發明的一實施例中,上述的相鄰的二個共用電極、其中一個第一驅動電極、其中一個調整電極以及其中一個第二驅動電極構成一個畫素單元。
在本發明的一實施例中,上述的相鄰的二共用電極適於 被施加固定電壓,其中一個第一驅動電極適於被施加第一驅動電壓,其中一個第二驅動電極適於被施加第二驅動電壓,其中一個的調整電極適於被施加調整電壓,而調整電壓為第一驅動電壓與第二驅動電壓的總和減去固定電壓。
在本發明的一實施例中,上述的相鄰的二共用電極適於被施加固定電壓,其中一個第一驅動電極適於被施加第一驅動電壓,其中一個第二驅動電極適於被施加固定電壓,其中一個調整電極適於被施加第一驅動電壓。
在本發明的一實施例中,上述的光電元件更包括位於顯示介質與第一基板之間的第一配向膜以及位於顯示介質與第二基板之間的第二配向膜。第一配向膜的配向方向與第二配向膜的配向方向交錯。
在本發明的一實施例中,上述的顯示介質為多個扭轉向列型液晶分子。
在本發明的一實施例中,上述的顯示介質為多個負型液晶分子。
在本發明的一實施例中,上述的光電元件更包括彩色濾光層。彩色濾光層位於第一基板與顯示介質之間或第二基板與顯示介質之間。彩色濾光層包括多個色光圖案。每一色光圖案分別設置於一個畫素單元所在面積中。
在本發明的一實施例中,上述的多個色光圖案包括多個紅色圖案、多個綠色圖案以及多個藍色圖案。與紅色圖案重疊的 部份顯示介質具有第一厚度。與綠色圖案重疊的部份顯示介質具有第二厚度。與藍色圖案重疊的部份顯示介質具有第三厚度。第一厚度大於第二厚度。第二厚度大於第三厚度。
基於上述,在本發明的光電元件中,其中一第一驅動電極、其中一調整電極以及其中一第二驅動電極在第二基板上的正投影依序排列於相鄰的二個共用電極之間以構成一個控光單元使各控光單元劃分為二個以上的子像素。本發明實施例的各子像素將光線引導至特定方向,進而達成立體顯示的功能或是調控光線射出方向的功能。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、100A、100B‧‧‧光電元件
112‧‧‧第一基板
122‧‧‧第二基板
130‧‧‧顯示介質
132‧‧‧液晶分子
132a‧‧‧正型液晶分子
132b‧‧‧負型液晶分子
140‧‧‧上偏光片
150‧‧‧下偏光片
A-A’、B-B’‧‧‧剖線
CR‧‧‧對比
CF‧‧‧彩色濾光層
D1‧‧‧共用電極與第一驅動電極的連線方向
D2‧‧‧第一驅動電極與調整電極的連線方向
D3‧‧‧調整電極與第二驅動電極的連線方向
D4‧‧‧第二驅動電極與共用電極的連線方向
d‧‧‧顯示介質的厚度
E1‧‧‧第一驅動電極
E2‧‧‧第二驅動電極
EC1‧‧‧共用電極
EC2‧‧‧導體
EA‧‧‧調整電極
G1‧‧‧第一厚度
G2‧‧‧第二厚度
G3‧‧‧第三厚度
GI1‧‧‧第一絕緣層
GI2‧‧‧第二絕緣層
K1‧‧‧第一配向膜的配向方向
K2‧‧‧第二配向膜的配向方向
LR、LG、LB‧‧‧曲線
LSP1‧‧‧第一左子像素
LSP2‧‧‧第二左子像素
S1、S2、S3、S4‧‧‧間距
P、P1~P3‧‧‧控光單元
PI1‧‧‧第一配向膜
PI2‧‧‧第二配向膜
RSP1‧‧‧第一右子像素
RSP2‧‧‧第二右子像素
R、G、B‧‧‧色光圖案
VA‧‧‧調整電壓
VC‧‧‧固定電壓
VR‧‧‧第一驅動電壓
VL‧‧‧第二驅動電壓
W1、W2、WA、WC‧‧‧寬度
XTR‧‧‧串音率
x、y、z‧‧‧方向
Z1‧‧‧上偏光片的穿透軸軸向
Z2‧‧‧下偏光片的穿透軸軸向
α1、α2、θ1、θ2‧‧‧夾角
圖1為本發明一實施例的光電元件的剖面示意圖。
圖2為本發明一實施例的光電元件中第一驅動電極、第二驅動電極、共用電極與調整電極的上視示意圖。
圖3示出正型液晶在本發明一實施例的光電元件的一個控光單元中的排列情形。
圖4示出負型液晶在本發明一實施例的光電元件的一個控光單元中的排列情形。
圖5為本發明另一實施例的光電元件的剖面示意圖。
圖6為本發明另一實施例的光電元件中第一驅動電極、第二驅動電極、共用電極與調整電極的上視示意圖。
圖7示出通過圖5的多個控光單元的光線光強度與施加於這些控光單元的電壓之間的關係。
圖8為本發明又一實施例的光電元件的剖面示意圖。
圖9示出通過圖8的多個控光單元的光線光強度與施加於這些控光單元的電壓之間的關係。
圖10及圖11示出顯示介質厚度與本發明一實施例光電元件的對比之間的關係。
圖12及圖13示出顯示介質厚度與本發明一實施例光電元件的串音率之間的關係。
圖14示出表二的實驗一中扭轉角度、顯示介質厚度與對比的關係。
圖15示出表二的實驗一中扭轉角度、顯示介質厚度與串音率的關係。
圖16示出表二的實驗二中扭轉角度、顯示介質厚度與對比的關係。
圖17示出表二的實驗二中扭轉角度、顯示介質厚度與串音率的關係。
圖1為本發明一實施例的光電元件的剖面示意圖。圖2 為本發明一實施例的光電元件中第一驅動電極、第二驅動電極、共用電極與調整電極的上視示意圖。特別是,圖1是根據圖2的剖線A-A’所繪。請參照圖1及圖2,光電元件100包括第一基板112、相對於第一基板112的第二基板122、位於第一基板112與第二基板122之間的顯示介質130、位於顯示介質130與第一基板112之間的多個第一驅動電極E1、位於顯示介質130與第一基板112之間的多個第二驅動電極E2、位於顯示介質130與第二基板122之間的多個共用電極EC1以及位於顯示介質130與第二基板122之間的多個調整電極EA。第一驅動電極E1與第二驅動電極E2交替排列。
如圖1所示,在本實施例中,第一驅動電極E1與第二驅動電極E2可分屬不同膜層。更進一步地說,第一驅動電極E1與第二驅動電極E2之間可設有第一絕緣層GI1。然而,本發明不限於此,在適當的電極圖案設計下,第一驅動電極E1亦可與第二驅動電極E2屬於同一膜層。
本實施例中,沿著與第一基板112垂直的方向z看去,如圖2所示,第一驅動電極E1可與第二驅動電極E2分離。然而,本發明不限於此,視光電元件100的應用而定,第一驅動電極E1亦可透過其他構件與第二驅動電極E2連接。另外,本實施例中,第一驅動電極E1與第二驅動電極E2可呈直條狀。然而,本發明不限定於此,第一驅動電極E1與第二驅動電極E2的形狀可視實際的需求而定。
請參照圖1及圖2,共用電極EC1與調整電極EA交替排列。共用電極EC1與調整電極EA、第一驅動電極E1以及第二驅動電極E2電性絕緣。在本實施例中,所有共用電極EC1可互相電性連接,進而處於同一電位。具體而言,如圖2所示,所有共用電極EC1可直接連接至同一導體EC2,而互相電性連接。導體EC2可與共用電極EC1屬於同一膜層或分屬不同膜層。
本實施例中,共用電極EC1與調整電極EA可分屬不同膜層,共用電極EC1與調整電極EA之間可設有第二絕緣層GI2。然而,本發明不限於此,在其他實施例中,透過適當的電極圖案設計,共用電極EC1與調整電極EA亦可屬於同一膜層。本實施例的共用電極EC1以及調整電極EA可呈直條狀。然而,本發明不限於此,共用電極EC1以及調整電極EA的形狀可視實際的需求而定。
值得注意的是,如圖2所示,其中一個第一驅動電極E1、其中一個調整電極EA以及其中一個第二驅動電極E2在第二基板122上的正投影是依序排列於相鄰的二個共用電極EC1之間。上述的一個第一驅動電極E1、一個調整電極EA、一個第二驅動電極E2以及相鄰的二個共用電極EC1可構成一個控光單元P。。在本實施例中,各控光單元P的每一共用電極EC1的寬度WC、第一驅動電極E1的寬度W1、調整電極EA的寬度WA、第二驅動電極E2的寬度W2可相同。在控光單元P中,共用電極EC1與鄰近於此共用電極EC1的第一驅動電極E1之間的間距S1、第一驅動 電極E1與調整電極EA之間的間距S2、調整電極EA與第二驅動電極E2之間的間距S3、第二驅動電極E2與鄰近於第二驅動電極E2的另一共用電極EC1之間的間距S4可相同。但本發明不以此為限,其中WC、W1、WA、WC、S1、S2、S3以及S4的大小可視實際的需求而定。
如圖1所示,在本實施例中,各控光單元P可劃分為第一左子像素LSP1、第一右子像素RSP1、第二左子像素LSP2以及第二右子像素RSP2。第一左子像素LSP1位於所屬控光單元P的第一驅動電極E1與鄰近於此第一驅動電極E1的一個共用電極EC1之間。第一右子像素RSP1位於所屬控光單元P的第一驅動電極E1與調整電極EA之間。第二左子像素LSP2位於所屬控光單元P的調整電極EA與第二驅動電極E2之間。第二右子像素RSP2位於所屬控光單元P的第二驅動電極E2與鄰近於此第二驅動電極E2的另一個共用電極EC1之間。如此一來,各控光單元P劃分為二個以上的子像素。由於各控光單元P可劃分為二個以上的子像素,各控光單元P可精細地將光線引導至特定方向,進而使光電元件100實現所需要的光線調控效果。
在本實施例中,光電元件100可應用於顯示領域,用來顯示畫面,而控光單元P可視為畫素單元。舉例而言,光電元件100可應用為多畫面顯示器,例如常用於車載的雙畫面(dual-view)顯示器,或者可應用為立體顯示器。然而,本發明不限光電元件100的應用方式,在其他實施例中,光電元件100亦可應用為單純 的光路調控元件。光路調控元件可用以取代習知技術中的視差柵欄式、柱狀透鏡式光電元件。以下將舉例說明光電元件100應用為多畫面顯示器、立體顯示器以及單純的光路調控元件時的作動方式。
請參照圖1,在各控光單元P中,第一驅動電極E1與鄰近於第一驅動電極E1的共用電極EC1之間的電壓差可產生平行於共用電極EC1與第一驅動電極E1的連線方向D1的第一電場使第一左子像素LSP1中的液晶分子132受第一電場驅動而排列。第一驅動電極E1與調整電極EA之間的電壓差可產生平行於第一驅動電極E1與調整電極EA的連線方向D2的第二電場使第一右子像素RSP1中的液晶分子132受第二電場驅動而排列。調整電極EA與第二驅動電極E2與之間的電壓差可產生平行於調整電極EA與第二驅動電極E2的連線方向D3的第三電場使第二左子像素LSP2中的液晶分子132受第三電場驅動而排列。第二驅動電極E2與鄰近於第二驅動電極E2的另一共用電極EC1之間的電壓差可產生平行於第二驅動電極E2與共用電極EC1的連線方向D4的電場使第二右子像素RSP2中的液晶分子132受第四電場的驅動而排列。
在本實施例中,調整電極EA與第二驅動電極E2的連線方向D3可平行於共用電極EC1與第一驅動電極E1的連線方向D1,而第二驅動電極E2與共用電極EC1的連線方向D4可平行於第一驅動電極E1與調整電極EA的連線方向D2。因此,第一電場與第三電場大致平行,而第二電場與第四電場大致平行。然而, 本發明不限於此,在其他應用中,連線方向D1、D3可不平行,連線方向D2、D4可不平行,連線方向D1~D4可視實際的應用需求而設計之。
液晶分子132為負型液晶,例如扭轉向列型液晶時,第一左子像素LSP1中的液晶分子132受第一電場驅動會發生長軸朝向垂直連線方向D1傾倒,第二左子像素LSP2中的液晶分子132受到第三電場驅動會發生長軸朝向垂直連線方向D3傾倒。同時,第一右子像素RSP1中的液晶分子132受第二電場的驅動會發生長軸朝向垂直連線方向D2傾倒,而第二右子像素RSP2中的液晶分子132受第四電場的驅動會發生長軸朝向垂直連線方向D4傾倒。此時,通過第一右子像素RSP1以及第二右子像素RSP2的光線基於液晶分子132的傾倒方向不同,可往不同方向傳遞而定義出至少兩個視域。
若同一使用者的左右眼分別位於不同的視域中,光電元件100可讓通過各控光單元P的第一左子像素LSP1以及第二左子像素LSP2的光線攜帶左眼畫面,而通過各控光單元P的第一右子像素RSP1以及第二右子像素RSP2的光線攜帶右眼畫面。如此一來,只要左眼畫面與右眼畫面具有視差,則使用者可看到立體影像。若將欲觀看平面影像,則將右眼畫面及左眼畫面設計為同一畫面即可。此時,光電元件100可配置於顯示面板上方而應用為平面/立體顯示器。
若二不同使用者(例如駕駛與乘客)分別位於上述的兩個 視域中,光電元件100可調整各控光單元P的第一右子像素RSP1以及第二右子像素RSP2的驅動電場而在其中一個視域利用這些第一右子像素RSP1以及第二右子像素RSP2顯示出第一畫面。同時,光電元件100可調整各控光單元P的第一左子像素LSP1以及第二左子像素LSP2驅動電場而在另一個視域利用這些第一左子像素LSP1以及第二左子像素LSP2顯示出第二畫面。如此一來,二使用者可分別觀看到不同的第一畫面與第二畫面(例如導航畫面與電影畫面)。意即,光電元件100可應用為雙畫面顯示器。
具體而言,應用於雙畫面顯示器時,共用電極EC1適於施加固定電壓VC,位於相鄰的二共用電極EC1之間的第一驅動電極E1適於施加第一驅動電壓VR,位於相鄰的二共用電極EC1之間的第二驅動電極E2適於被施加第二驅動電壓VL,且位於相鄰的二共用電極EC1之間的調整電極EA適於被施加調整電壓VA。若將第二驅動電壓VL的大小設計為與固定電壓VC相同,且將調整電壓VA的大小設計為與第一驅動電壓VR相同,則控光單元P中可以產生大致平行於連線方向D1、D3的電場,進而使通過控光單元P的大部分光線傳往其中一個視域。如此一來,雙畫面顯示器便可切換為單畫面顯示器,而供位於一個視域的使用者使用。
光電元件100是應用為雙畫面顯示器或立體顯示器,可透過調整共用電極EC1、第一驅動電極E1、第二驅動電極E2與調整電極EA的相對位置而達成。本領域具有通常知識者可據本說明書的揭露而實現之,於此便不再詳述。
此外,在其他實施例中,光電元件100亦可做為光路調控元件。具體而言,在各控光單元P中,可令第一驅動電極E1與鄰近於第一驅動電極E1的共用電極EC1之間的電壓差、第一驅動電極E1與調整電極EA之間的電壓差、調整電極EA與第二驅動電極E2與之間的電壓差、第二驅動電極E2與鄰近於第二驅動電極E2的另一共用電極EC1之間的電壓差相同。此時,分別通過各控光單元P的第一左子像素LSP1、第一右子像素RSP1、第二左子像素LSP2、第二右子像素RSP2的光線會朝指定方向傳遞,而彼此間的相對光強度不會改變。此時,光電元件100便可做為單純的光路調控元件使用。
值得一提的是,無論光電元件100的應用為何,為避免各控光單元P中位於左右子像素的液晶分子互相干擾,可適當地設計施加於調整電極EA的調整電壓VA,以改善此問題。具體而言,在同一控光單元P中,調整電壓VA可設計為第一驅動電壓VR與第二驅動電壓VL的總和減去固定電壓VC。此時位於第一左子像素LSP1的液晶分子132被施加的電壓差為第一驅動電壓VR與固定電壓VC的差值|VR-VC|,位於第二左子像素LSP2的液晶分子132被施加的電壓差亦為第一驅動電壓VR與固定電壓VC的差值[|VL-VA|=|VL-(VR+VL-VC)|=|VR-VC|]。位於第一右子像素RSP1的液晶分子132被施加的電壓差為第二驅動電壓VL與固定電壓VC的差值[|VR-VA|=|VR-(VR+VL-VC)|=|VL-VC|],位於第二右子像素 RSP2的液晶分子132被施加的電壓差亦為第二驅動電壓VL與固定電壓VC的差值|VL-VC|。簡言之,透過調整電壓VA的電壓值設計,可位於第一右子像素RSP1(或第一左子像素LSP1)的液晶分子132所感受到的電壓差與位於第二右子像素RSP2(或第二左子像素LSP2)的液晶分子132所感受到的電壓差相同,而不易受到相鄰子像素干擾。
本實施例中,顯示介質130可為多個液晶分子132。更進一步地說,液晶分子132可選用負型液晶,以使光電元件100調控光線傳遞方向的效果更佳。以下透過比較圖3、圖4說明之。圖3示出正型液晶在本發明一實施例的光電元件的一個控光單元中的排列情形。圖4示出負型液晶在本發明一實施例的光電元件的一個控光單元中的排列情形。圖3的正型液晶分子132a、圖4的負型液晶分子132b的物理參數列於下表一。
請參照圖3,當控光單元P中的第一驅動電極E1、第二驅動電極E2、共用電極EC1、調整電極EA分別施加於其旁所標示的電壓值時,理應希望第一左子像素LSP1、第二左子像素LSP2中大部分正型液晶分子132a的長軸與連線方向D1、D3平行。然而,如圖3所示,在第一驅動電極E1、第二驅動電極E2正下方的正型液晶分子132a(即方框圈起的液晶分子132)的長軸不平行於連線方向D1、D3,而使光電元件100產生漏光問題,進而影響 光電元件100調控光線傳遞方向的效果。
請參照圖4,當控光單元P中的第一驅動電極E1、第二驅動電極E2、共用電極EC1、調整電極EA分別施加於其旁所標示的電壓值時,第一左子像素LSP1、第二左子像素LSP2中大部分負型液晶分子132b的長軸皆理想地與連線方向D1、D3垂直。此時,第一左子像素LSP1、第二左子像素LSP2中負型液晶分子132b可理想地使通過第一左子像素LSP1、第二左子像素LSP2的光線向指定方向傳遞。比較圖3與圖4可知,選用負型液晶分子132b做為顯示介質130,可使光電元件100不易產生漏光問題,進而提升光電元件100調控光線傳遞方向的效果。
圖5為本發明另一實施例的光電元件的剖面示意圖。圖6為本發明另一實施例的光電元件中第一驅動電極、第二驅動電極、共用電極與調整電極的上視示意圖。特別是,圖5是根據圖6的剖線B-B’所繪。請參照圖5及圖6,光電元件100A與光電元件100類似,因此相同元件以相同標號表示。光電元件100A與光電元件100的差異在於:光電元件100A更包括彩色濾光層CF。彩色濾光層CF可位於第一基板112與顯示介質130之間或第二基板122與顯示介質130之間。彩色濾光層CF包括多個色光圖案R、G、B。這些色光圖案R、G、B可分別設置於多個控光單元P1、P2、P3所在面積中。色光圖案R、G、B可分別為紅色圖案、綠色圖案以及藍色圖案。但本發明不此為限,在其他實施例中,色光圖案R、G、B亦可為其他顏色。包括彩色濾光層CF的光電元件 100A可顯示彩色畫面。更進一步地說,如圖5所示,光電元件100A中更包括位於顯示介質130與第一基板112之間的第一配向膜PI1以位於顯示介質130與第二基板122之間的第二配向膜PI2。如圖6所示,沿著與第一基板112垂直的方向z看去,第一配向膜PI1的配向方向K1與第二配向膜PI2的配向方向K2可交錯。請再參照圖5及圖6,光電元件100A可採單一液晶間隙的設計。意即,在光電元件100A中,顯示介質130的厚度d可一致。
圖7示出通過圖5的多個控光單元的光線光強度與施加於這些控光單元的電壓之間的關係。特別是,曲線LR示出通過控光單元P1與施加於控光單元P1的電壓之間的關係,曲線LG示出通過控光單元P2與施加於控光單元P2的電壓之間的關係,而曲線LB示出通過控光單元P3與施加於控光單元P3的電壓之間的關係。由圖7可知,在顯示介質130為多個扭轉向列型液晶分子,且第一配向膜PI1的配向方向K1與第二配向膜PI2的配向方向K2交錯下,曲線LR、LG、LB的分布趨勢並不接近。意即,通過色光圖案R的光線光強度與施加於控光單元P1上的電壓之間的關係、通過色光圖案G的光線光強度與施加於控光單元P2上的電壓之間的關係、通過色光圖案B的光線光強度與施加於控光單元P3上的電壓之間的關係並不相近。也就是說,光電元件100A的色偏程度高。
為了更進一步地降地色偏問題,光電元件可採多液晶間隙的設計。以下利用圖8、圖9具體說明之。圖8為本發明又一實 施例的光電元件的剖面示意圖。請參照圖8,光電元件100B與光電元件100A類似,因此相同元件以相同標號表示。光電元件100B與光電元件100A的差異在於:在光電元件100B中,與紅色圖案R重疊的部份顯示介質130的厚度可為第一厚度G1,與綠色圖案G重疊的部份顯示介質130的厚度可為第二厚度G2,與藍色圖案B重疊的部份顯示介質130的厚度可為第三厚度G3。第一厚度G1可大於第二厚度G2,而第二厚度G2可大於第三厚度G3。第一厚度G1例如為13.7微米,第二厚度G2例如為12微米,而第三厚度G3例如為9微米。
圖9示出通過圖8的多個控光單元的光線光強度與施加於這些控光單元的電壓之間的關係。特別是,曲線LR示出通過控光單元P1與施加於控光單元P1的電壓之間的關係,曲線LG示出通過控光單元P2與施加於控光單元P2的電壓之間的關係,而曲線LB示出通過控光單元P3與施加於控光單元P3的電壓之間的關係。由圖9可知,在第一厚度G1大於第二厚度G2,且第二厚度G2大於第三厚度G3的設計下,曲線LR、LG、LB可更進一步地接近。意即,通過色光圖案R的光線光強度與施加於控光單元P1上的電壓之間的關係、通過色光圖案G的光線光強度與施加於控光單元P2上的電壓之間的關係、通過色光圖案B的光線光強度與施加於控光單元P3上的電壓之間的關係可更為貼近。也就是說,當第一厚度G1大於第二厚度G2,且第二厚度G2大於第三厚度G3時,光電元件100B的色偏程度可更進一步地降低。
另外,透過適當地設計顯示介質130的厚度d(標示於圖5)、第一配向膜PI1的配向方向K1(標示於圖6)、第二配向膜PI2的配向方向K2(標示於圖6)、上偏光片140的穿透軸軸向Z1(標示於圖6)、下偏光片150的穿透軸軸向Z2(標示於圖6)亦使光電元件100A的光學特性最佳化。以下透過圖10至圖17說明之。
圖10及圖11示出顯示介質厚度與本發明一實施例光電元件的對比(contrast ratio,CR)之間的關係。光電元件100A的對比CR定義如下:CR=(TMax | Intended/TMin | Intended),其中TMax | Intended為光電元件100A的控光單元P驅動時的最大穿透率,TMin | Intended為光電元件100A的控光單元P驅動時的最小穿透率。對比CR越大表示光電元件100A的性能越佳。由圖10及圖11可知,在顯示介質130採用表一的負型液晶分子132b、第一配向膜PI1的配向方向K1與第二配向膜PI2的配向方向K2的夾角為90度,上偏光片140的穿透軸軸向Z1、下偏光片150的穿透軸軸向Z2與第二配向膜PI2的配向方向K2平行下,當顯示介質130的厚度為12微米時,光電元件100A可具有高對比。
圖12及圖13示出顯示介質厚度與本發明一實施例光電元件的串音率(cross talk ratio)之間的關係。光電元件100A的串音率XTR定義如下:XTR=(TMax | un-Intended/TMax | Intended),其中TMax | un-Intended為光電元件100A的控光單元P未驅動時的最大穿透率,TMax | Intended為光電元件100A的控光單元P驅動時的最大穿透率。串音率XTR越小表示光電元件100A的性能越佳。由圖12及圖 13可知,在顯示介質130採用表一的負型液晶分子132b、第一配向膜PI1的配向方向K1與第二配向膜PI2的配向方向K2的夾角為90度,上偏光片140的穿透軸軸向Z1、下偏光片150的穿透軸軸向Z2與第二配向膜PI2的配向方向K2平行下,當顯示介質130的厚度d為12微米時,光電元件100A可具有低串音率。
表二示出配向膜配向方向與偏光片穿透軸軸向的實驗規劃。請參照表二,α1代表圖6中上偏光片140的穿透軸軸向Z1與方向x的夾角,α2代表圖6中下偏光片150的穿透軸軸向Z2與方向x的夾角,θ1代表圖6中第一配向膜PI1的配向方向K1與方向x的夾角,θ2代表圖6中第二配向膜PI2的配向方向K2與方向x的夾角,d代表圖5中顯示介質130的厚度d。(θ2-θ1)代表扭轉角度(twisted angle)。
圖14示出表二的實驗一中扭轉角度、顯示介質厚度與對比的關係。圖15示出表二的實驗一中扭轉角度、顯示介質厚度與串音率的關係。圖16示出表二的實驗二中扭轉角度、顯示介質厚度與對比的關係。圖17示出表二的實驗二中扭轉角度、顯示介質厚度與串音率的關係。由圖14至圖17知,當顯示介質130的厚度d為12微米、第一配向膜PI1的配向方向K1與第二配向膜PI2 的配向方向K2夾90°、上偏光片140的穿透軸軸向Z1、偏光片150的穿透軸軸向Z2與第二配向膜PI2的配向方向K2平行時,光電元件100A可兼具有高對比及低串音率。
綜上所述,在本發明一實施例的光電元件中,其中一第一驅動電極、其中一調整電極以及其中一第二驅動電極在第二基板上的正投影依序排列於相鄰的二個些共用電極之間以構成一個控光單元,設置在第一驅動電極與第二驅動電極之間的調整電極可使各控光單元劃分為二個以上的子像素,而使各控光單元將光線引導至特定方向,來實現光線調控效果。此外,透過適當地設計施加於調整電壓的電壓值,可使位於左、右子像素的液晶分子不易互相干擾,進而使光電元件的光線調控效果佳。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故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。
100‧‧‧光電元件
112‧‧‧第一基板
122‧‧‧第二基板
130‧‧‧顯示介質
132‧‧‧液晶分子
140‧‧‧上偏光片
150‧‧‧下偏光片
D1‧‧‧共用電極與第一驅動電極的連線方向
D2‧‧‧第一驅動電極與調整電極的連線方向
D3‧‧‧調整電極與第二驅動電極的連線方向
D4‧‧‧第二驅動電極與共用電極的連線方向
d‧‧‧顯示介質的厚度
E1‧‧‧第一驅動電極
E2‧‧‧第二驅動電極
EC1‧‧‧共用電極
EA‧‧‧調整電極
GI1‧‧‧第一絕緣層
GI2‧‧‧第二絕緣層
LSP1‧‧‧第一左子像素
LSP2‧‧‧第二左子像素
P、P1~P3‧‧‧控光單元
PI1‧‧‧第一配向膜
PI2‧‧‧第二配向膜
RSP1‧‧‧第一右子像素
RSP2‧‧‧第二右子像素
x、y、z‧‧‧方向

Claims (9)

  1. 一種光電元件,包括:一第一基板;一第二基板,相對於該第一基板;一顯示介質,位於該第一基板與該第二基板之間;多個第一驅動電極,位於該顯示介質與該第一基板之間;多個第二驅動電極,位於該顯示介質與該第一基板之間且與該些第一驅動電極交替排列;多個共用電極,位於該顯示介質與該第二基板之間;以及多個調整電極,位於該顯示介質與該第二基板之間且與該些共用電極交替排列,該些共用電極與該些調整電極、該些第一驅動電極以及該些第二驅動電極電性絕緣,其中一該第一驅動電極、其中一該調整電極以及其中一該第二驅動電極在該第二基板上的正投影依序排列於相鄰的二該些共用電極之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光電元件,其中相鄰的二該些共用電極、其中一該第一驅動電極、其中一該調整電極以及其中一該第二驅動電極構成一畫素單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光電元件,其中相鄰的二該些共用電極適於被施加一固定電壓,其中一該第一驅動電極適於被施加一第一驅動電壓,其中一該第二驅動電極適於被施加一第二驅動電壓,其中一該調整電極適於被施加一調整電壓,而該調整電壓為該第一驅動電壓與該第二驅動電壓的總和減去該固定電 壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光電元件,其中相鄰的二該些共用電極適於被施加一固定電壓,其中一該第一驅動電極適於被施加一第一驅動電壓,其中一該第二驅動電極適於被施加該固定電壓,其中一該調整電極適於被施加該第一驅動電壓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光電元件,更包括:一第一配向膜,位於該顯示介質與該第一基板之間;以及一第二配向膜,位於該顯示介質與該第二基板之間,其中該第一配向膜的配向方向與該第二配向膜的配向方向交錯。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光電元件,其中該顯示介質為多個扭轉向列型液晶分子。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光電元件,其中該顯示介質為多個負型液晶分子。
  8. 如申請專利範圍第2項所述的光電元件,更包括:一彩色濾光層,位於該第一基板與該顯示介質之間或該第二基板與該顯示介質之間,該彩色濾光層包括多個色光圖案,每一該色光圖案分別設置於該畫素單元所在面積中。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的光電元件,其中該些色光圖案包括多個紅色圖案、多個綠色圖案以及多個藍色圖案,與該些紅色圖案重疊的部份該顯示介質具有一第一厚度,與該些綠色圖案重疊的部份該顯示介質具有一第二厚度,與該些藍色圖案重疊的部份該顯示介質具有一第三厚度,該第一厚度大於該第二厚度,而該第二厚度大於該第三厚度。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104155791B (zh) * 2014-07-11 2017-01-18 京东方科技集团股份有限公司 一种双面显示面板以及双面显示装置
CN105223743B (zh) * 2015-08-25 2018-06-01 昆山龙腾光电有限公司 视角可切换的液晶显示装置
CN105425480B (zh) * 2015-12-31 2018-09-18 昆山龙腾光电有限公司 可切换视角的液晶显示装置及其视角切换方法
US11061265B2 (en) * 2019-12-09 2021-07-13 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. COA substrate and display panel

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5408262B2 (ja) * 2010-12-10 2014-02-05 凸版印刷株式会社 液晶表示装置
CN103364999A (zh) * 2012-03-28 2013-10-23 瀚宇彩晶股份有限公司 共面转换式液晶显示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI706200B (zh) * 2019-05-16 2020-10-01 友達光電股份有限公司 光學裝置

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