TWI382266B - 雙穩態顯示裝置 - Google Patents

Description

雙穩態顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種提高可讀性之雙穩態顯示裝置。

隨著顯示器技術的進步，技術較趨成熟的液晶顯示面板(LCD Display)已被廣泛地應用在各式各樣的消費性電子產品上，如手機、筆記型電腦、數位相機、衛星導航等。然而，在薄型化、低耗電以及長壽命的趨勢引領下，電子紙(E-Paper)的技術也因應而生。

在此以E-Ink所開發之電泳顯示器(Electrophoretic Display，EPD)技術做為說明，E-Ink之電泳顯示器包含前板(frontplane laminate，FPL)以及薄膜電晶體陣列基板(TFT Array Substrate)。前板包含透明電極以及顯示層，其中顯示層更包含複數微型膠囊(microcapsule)以及位於微型膠囊內之帶電荷粒子(黑色與白色)。因此，藉由薄膜電晶體陣列基板之畫素電極與前板之透明電極間的電場改變，以控制帶電荷粒子於微型膠囊內移動，呈現具有灰階的黑白顯示畫面。由於電泳顯示器具備雙穩態之特性，使其僅在轉態時耗電，此外加上可撓曲以及可攜式之優點而讓電泳顯示器更具商品化之潛力。

現有的電泳顯示器多設計成反射式(reflective)，利用環境光當作顯示器的光源來達到顯示效果。然而當週遭環境光源微弱或處於黑暗環境時，顯示器之顯示效果將受到限制，因此便有搭配背光模組作半穿透式 (transflective)設計之結構以克服環境光不足之問題。半穿透式電泳顯示器中的穿透模式僅將電泳顯示介質當作一種光閥，因此會因微型膠囊中所產生的光散射粒子降低背光效率。然而，搭配背光模組後雖相較於反射式可獲得較佳的顯示效果，卻因背光模組之設計而造成可撓曲特性的損失以及大量能源的損耗，故不適用在各種可攜式產品上。

因此，如何在不影響可撓曲以及顯示效果之條件下，整合可提高判讀性之光源於反射式電泳顯示器的結構上，即成為本發明創作之目的。

因此本發明的目的在提供一種雙穩態顯示裝置，藉由前光源之設置提供一輔助性光源，以提高顯示畫面的可判讀性。

本發明的另一目的在提供一種雙穩態顯示裝置，藉由整合光感測器，使前光源可依據環境光之強弱調整光源之強度，以提供穩定的顯示畫面，並節省不必要之能源損耗。

根據本發明實施例之雙穩態顯示裝置，包含第一基板、薄膜電晶體陣列以及雙穩態顯示面板。薄膜電晶體陣列係設於第一基板上，且包含複數畫素電極。雙穩態顯示面板係設於薄膜電晶體陣列上，且包含第二基板、複數封閉區間、顯示媒介、共同電極以及複數前光源，其中顯示媒介係容置於封閉區間內，共同電極以及該第二基板係設於該些封閉區間上，且前光源係整合於第二 基板以及共同電極。

依照本發明雙穩態顯示裝置之一實施例，前光源係為有機電致發光元件(Organic Light Emitting Diode,OLED)，其結構包含陰極層、電子傳輸層、發光層、電洞傳輸層以及陽極層，其中陰極層係為鋁金屬(Al)，陽極層係為銦錫氧化物(ITO)。由於雙穩態顯示面板之共同電極亦為銦錫氧化物，因此陽極層與共同電極可在同一道製程中於同一平面形成個別之圖型，利用此方法整合前光源於雙穩態顯示面板之第二基板以及共同電極內。此外，本發明雙穩態顯示裝置更包含設於第二基板內之光感測器，利用回授控制元件連接於前光源，依據環境光強弱調整前光源之發光強度。

因此，本發明之雙穩態顯示裝置利用有機電致發光元件薄型、可撓曲以及面發光等特性，並藉由在同一平面上形成薄膜電晶體陣列之畫素電極以及有機電致發光元件之陽極層，將前光源整合於雙穩態顯示面板以及第二基板內，改善現有電泳顯示器於環境光不足時可讀性較低之問題。此外，本發明之雙穩態顯示裝置更可搭配光感測器來依據環境光之強弱調整前光源之發光強度，讓使用者在不同環境光條件之下，均可藉由前光源提供的適當亮度，獲得穩定的顯示畫面，並節省不必要之能源損耗。

請參照第1圖以及第2圖。第1圖係繪示本發明第一實施例之雙穩態顯示裝置的結構示意圖；第2圖係繪 示第1圖中顯示媒介330之另一實施態樣。

本發明第一實施例之雙穩態顯示裝置包含一第一基板100、一薄膜電晶體陣列200以及一雙穩態顯示面板300。薄膜電晶體陣列200係設於第一基板100上，且包含複數畫素電極210。雙穩態顯示面板300係設於薄膜電晶體陣列200上，且包含一第二基板310、複數封閉區間320、一顯示媒介330、一共同電極340以及複數前光源350，其中顯示媒介330係容置於封閉區間320內，共同電極340以及該第二基板310係設於該些封閉區間320上，且前光源350係整合於第二基板310以及共同電極340。

在本實施例中，封閉區間320係藉由複數微杯所定義形成，然並非用以限定本發明之範圍，亦可由複數微型膠囊或複數分隔壁之封裝態樣所定義。每一微杯320包含一側壁325，而複數前光源350係分別對應側壁325配置。第二基板310係設於共同電極340上。

在本發明第一實施例中，顯示媒介330係為複數帶電荷之染料粒子，包含帶負電之黑色粒子331以及帶正電之白色粒子332，藉由薄膜電晶體陣列200之畫素電極210與雙穩態顯示面板300之共同電極340的電場改變，以控制帶黑色粒子331與白色粒子332於微杯320內移動，呈現具有灰階的黑白顯示畫面。雖然本發明實施例之顯示媒介330係以兩種帶電荷之染料粒子進行揭露說明，但不應限制本發明之範圍，顯示媒介330亦可為介電黑色流體333以及複數帶正電之白色粒子334所組成之另一實施態樣(如第2圖所示)，由於其餘結構皆 與第1圖之實施例相同，在此不多作贅述。

請參照第1圖、第3A圖、第3B圖以及第4圖。第3A圖係繪示本發明實施例之前光源350於雙穩態顯示面板300上之配置示意圖；第3B圖係繪示本發明實施例之前光源350於雙穩態顯示面板300上之另一配置示意圖；第4圖係繪示本發明實施例中前光源350之結構示意圖。

在本發明第一實施例中，前光源350係為有機電致發光元件(Organic Light Emitting Diode,OLED)，其結構包含一陰極層351、一電子傳輸層352、一發光層353、一電洞傳輸層354以及一陽極層355，其中陰極層351係為鋁金屬(Al)，陽極層355係為銦錫氧化物(ITO)。由於雙穩態顯示面板300之共同電極340亦為銦錫氧化物，因此陽極層355與共同電極340可在同一道製程中於同一平面形成個別之圖型(pattern)，利用此方法整合前光源350於雙穩態顯示面板300之第二基板310以及共同電極340內。

此外在前光源350配置部分，由於前光源350係分別對應微杯320之側壁325配置，其中陽極層355與共同電極340可整合於同一平面，因此可視產品所需並在前光源均勻分佈之條件下將前光源350設計成間隔配置之點光源或呈條狀配置之面光源(如第3A圖以及第3B圖所示)。

請參照第5圖，其係繪示本發明第二實施例之雙穩態顯示裝置的結構示意圖。由於第一實施例雙穩態顯示裝置之前光源350配置即便在亮度均勻化設計後，仍可 能因為向外發散之光源而造成使用者視覺上的不適感。另，本發明實施例之雙穩態顯示裝置係為反射型之雙穩態顯示裝置，因此強環境光雖可提供足夠之顯示光源，但在表面因陰極層係為金屬層會產生光線反射之情況，一樣可能造成使用者視覺上的不適。因此，第二實施例之雙穩態顯示裝置相較於第一實施例之雙穩態顯示裝置更包含一遮光層(Light shield)356以及一抗反射層(Anti reflection)400，其中遮光層356係設於陰極層351上，且抗反射層400係設於第二基板310上。藉此，由前光源350以及環境光對使用者視覺上所造成之不適感可獲得顯著之改善。

請參照第6圖，其係繪示本發明第三實施例之雙穩態顯示裝置的結構示意圖。本發明第三實施例之雙穩態顯示裝置係在第一實施例或第二實施例之雙穩態顯示裝置之結構基礎下，增設一光感測器(Photo sensor)500於第二基板310內，並利用回授控制元件連接於複數前光源350，依據環境光強弱調整前光源350之發光強度。

由上述可知，本發明之雙穩態顯示裝置具有下列之功效及優點：

本發明之雙穩態顯示裝置利用有機電致發光元件薄型、可撓曲以及面發光等特性，並藉由在同一平面上形成雙穩態顯示面板300之共同電極340以及有機電致發光元件之陽極層345，將前光源350整合於雙穩態顯示面板300之第二基板310以及共同電極340內，改善現有電泳顯示器於環境光不足時可讀性較低之問題。此外，本發明之雙穩態顯示裝置更可搭配光感測器500來 依據環境光之強弱調整前光源350之發光強度，讓使用者在不同環境光條件之下，均可藉由前光源提供的適當亮度，獲得穩定的顯示畫面，並節省不必要之能源損耗。

雖然本發明已以數實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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‧‧‧第一基板

200‧‧‧薄膜電晶體陣列

210‧‧‧畫素電極

300‧‧‧雙穩態顯示面板

310‧‧‧第二基板

320‧‧‧封閉區間

325‧‧‧側壁

330‧‧‧顯示媒介

331‧‧‧黑色粒子

332‧‧‧白色粒子

333‧‧‧黑色流體

334‧‧‧白色粒子

340‧‧‧共同電極

350‧‧‧前光源

351‧‧‧陰極層

352‧‧‧電子傳輸層

353‧‧‧發光層

354‧‧‧電洞傳輸層

355‧‧‧陽極層

356‧‧‧遮光層

400‧‧‧抗反射層

500‧‧‧光感測器

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

第1圖係本發明第一實施例之雙穩態顯示裝置的結構示意圖。

第2圖係第1圖中顯示媒介之另一實施態樣。

第3A圖係本發明實施例之前光源於雙穩態顯示面板上之配置示意圖。

第3B圖係繪示本發明實施例之前光源於雙穩態顯示面板上之另一配置示意圖。

第4圖係本發明實施例中前光源之結構示意圖。

第5圖係本發明第二實施例之雙穩態顯示裝置的結構示意圖。

第6圖係繪示本發明第三實施例之雙穩態顯示裝置的結構示意圖。

100‧‧‧第一基板

200‧‧‧薄膜電晶體陣列

210‧‧‧畫素電極

300‧‧‧雙穩態顯示面板

310‧‧‧第二基板

320‧‧‧封閉區間

325‧‧‧側壁

330‧‧‧顯示媒介

331‧‧‧黑色粒子

332‧‧‧白色粒子

340‧‧‧共同電極

350‧‧‧前光源

Claims (14)

1. 一種雙穩態顯示裝置，包含：一第一基板；一薄膜電晶體陣列，設於該第一基板上，且包含複數畫素電極；以及一雙穩態顯示面板，設於該薄膜電晶體陣列上，且包含一第二基板、複數封閉區間、一顯示媒介、一共同電極以及複數前光源，其中該顯示媒介係容置於該些封閉區間內，該共同電極以及該第二基板係設於該些封閉區間上，各該前光源係為一有機電致發光元件，該有機電致發光元件包含一陽極層，該陽極層與該共同電極係由同一種材料形成個別之圖型，以使該些前光源整合於該第二基板以及該共同電極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示裝置，其中該些封閉區間係由複數微型膠囊、複數微杯或複數分隔壁所定義。
3. 如申請專利範圍第2項所述之雙穩態顯示裝置，其中各該封閉區間包含一側壁，且該些前光源係分別對應於該些側壁配置。
4. 如申請專利範圍第3項所述之雙穩態顯示裝置，其中各該有機電致發光元件沿該第二基板往該雙穩態顯示面板方向之結構依序為一陰極層、一電子傳輸層、一發光層、一電洞傳輸層以及該陽極層。
5. 如申請專利範圍第4項所述之雙穩態顯示裝置，其中 該陰極層係為金屬，且該陽極層係為銦錫氧化物。
6. 如申請專利範圍第5項所述之雙穩態顯示裝置，其中該雙穩態顯示面板之該共同電極係為銦錫氧化物，且與該些有機電致發光元件之該些陽極層係位於同一平面。
7. 如申請專利範圍第6項所述之雙穩態顯示裝置，其中該些前光源係為間隔配置之點光源。
8. 如申請專利範圍第6項所述之雙穩態顯示裝置，其中該些前光源係為條狀配置之面光源。
9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述之雙穩態顯示裝置，其中各該前光源更包含一遮光層，設於該陰極層上。
10. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示裝置，更包含一抗反射層，設於該第二基板上。
11. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示裝置，更包含一光感測器，設於該第二基板內。
12. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示裝置，其中顯示媒介係為複數帶電荷之染料粒子。
13. 如申請專利範圍第12項所述之雙穩態顯示裝置，其中該些染料粒子包含帶負電之黑色粒子以及帶正電之白色粒子。
14. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示裝置，其中顯示媒介係為一介電黑色流體以及複數帶正電之白色粒子。