TWI545373B - 自發光顯示元件 - Google Patents

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TWI545373B TW103119349A TW103119349A TWI545373B TW I545373 B TWI545373 B TW I545373B TW 103119349 A TW103119349 A TW 103119349A TW 103119349 A TW103119349 A TW 103119349A TW I545373 B TWI545373 B TW I545373B
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莊璧滎
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Description

自發光顯示元件
本發明是有關於一種顯示元件，且特別是有關於一種自發光顯示元件。
顯示裝置如薄膜電晶體液晶顯示裝置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display Device,TFT-LCD)、電漿顯示裝置(Plasma Display Panel,PDP)或有機電激發光顯示裝置(Organic Electroluminescent Display，OLED)較以往陰極射線管顯示裝置來得輕薄短小，故已逐漸成為現今常見的平面顯示裝置。傳統薄膜電晶體液晶顯示裝置是非自發光之顯示器，需要設置背光模組投射光線以達到顯示功能，以及置放光學膜材以使光線均勻出光。相較於TFT-LCD，有機電激發光顯示裝置更具有自發光、輕薄、可撓曲、全彩化、高亮度、低耗電、廣視角、高應答速度及製程簡單等優點，但是卻有發光效率不佳的問題。
本發明係有關於一種顯示元件，結合發光材料和液晶材料於同一層，以構成一具有良好發光效率和可產生均勻光形之自發光顯示元件。
根據本發明，提出一種顯示元件，包括：一第一基 板；一第二基板，相對第一基板設置；一電極結構，設置於第一基板和第二基板至少其中之一；和一發光混合層，位於第一基板和第二基板之間，發光混合層包括一發光材料和一液晶材料。其中當施加一電壓於電極結構時可產生一水平電場(horizontal electric field)或一垂直電場(vertical electric field)。
如上述提出之顯示元件，可更包括：一第一電極；一第二電極，相對第一電極設置。發光混合層係位於第一電極和第二電極之間。當施加一電壓於電極結構時可產生一垂直電場。再者，如上述提出之顯示元件可更包括一電子注入層(Electron Injection Layer)形成於第一電極上，一電洞傳輸層(Hole Transfer Layer)形成於第二電極上；發光混合層則位於電子注入層和電洞傳輸層之間。
根據本發明，再提出一種顯示元件，其電極結構係設置於第一基板之一側並相對於該第二基板，且相鄰之電極係相隔一間距(spacing)，包括一發光材料和一液晶材料之發光混合層係位於電極結構和第二基板之間，其中當施加電壓於電極結構時可產生一水平電場。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
10、10’、20、20’、30、30’、40、40’、40”、50、50’、50”、60、60’、60”、70、70’、70”‧‧‧顯示元件
11、21、31、41、41’、41”‧‧‧第一電極
12、22、32、42、42’、42”‧‧‧第二電極
14、24‧‧‧電子注入層
16、26‧‧‧電洞傳輸層
18、28、38、48、58、68、78‧‧‧發光混合層
181、281、381、481、581、681、781‧‧‧發光材料
482、582、682、782‧‧‧液晶材料
183N、383N‧‧‧聚合物網狀結構
183BPD‧‧‧藍相晶格化液晶區域
185、285、385‧‧‧電子注入材料
187、287、387‧‧‧電洞注入材料
283‧‧‧鐵電液晶
21P、41P、41P’、41P”、51P、61P、71P‧‧‧第一配向膜
22P、42P、42P’、42P”、52P、62P、72P‧‧‧第二配向膜
43、53、63、73‧‧‧導電物
51、61、71‧‧‧畫素電極
52、62、72‧‧‧共同電極
69、79‧‧‧絕緣層
8‧‧‧雙層膽固醇液晶模組
81‧‧‧下層膽固醇液晶結構
83‧‧‧上層膽固醇液晶結構
81S‧‧‧下層基板
82S‧‧‧中層基板
83S‧‧‧上層基板
811、812、831、832‧‧‧電極
813‧‧‧下層膽固醇液晶
833‧‧‧上層膽固醇液晶
S1‧‧‧第一基板
S2‧‧‧第二基板
d‧‧‧上下基板之距離
W‧‧‧電極寬度
S‧‧‧電極間距
Ps‧‧‧自發極化方向
E‧‧‧電場方向
R‧‧‧配向膜的磨刷方向
P‧‧‧延遲片
LCP‧‧‧左旋圓偏振
RCP‧‧‧右旋圓偏振
第1圖為本揭露第一實施例之一顯示元件之側視圖。
第2圖為本揭露第一實施例之另一顯示元件之側視圖。
第3圖為本揭露第二實施例之一顯示元件之側視圖。
第4圖為本揭露第二實施例之另一顯示元件之側視圖。
第5圖為本揭露第四實施例之一顯示元件之側視圖。
第6圖為本揭露第四實施例之另一顯示元件之側視圖。
第7A圖為本揭露第五實施例之一顯示元件之側視圖。
第7B圖為本揭露第五實施例之另一顯示元件之側視圖。
第8A圖為本揭露第六實施例之一顯示元件之側視圖。
第8B圖為本揭露第六實施例之另一顯示元件之側視圖。
第9A圖為本揭露第七實施例之一顯示元件之側視圖。
第9B圖為本揭露第七實施例之另一顯示元件之側視圖。
第10A圖為本揭露第八實施例之一顯示元件之側視圖。
第10B圖為本揭露第八實施例之另一顯示元件之側視圖。
第10C圖為本揭露第八實施例之又一顯示元件之側視圖。
第11A圖為本揭露第九實施例之一顯示元件之側視圖。
第11B圖為本揭露第九實施例之另一顯示元件之側視圖。
第11C圖為本揭露第九實施例之又一顯示元件之側視圖。
第12A圖為本揭露第十實施例之一顯示元件之側視圖。
第12B圖為本揭露第十實施例之另一顯示元件之側視圖。
第12C圖為本揭露第十實施例之又一顯示元件之側視圖。
第13A圖繪示鐵電液晶在一個螺距間的排列示意圖。
第13B圖繪示在向上電場方向作用下，鐵電液晶分子的自發極化方向與電場方向相同之示意圖。
第13C圖繪示在向下電場方向作用下，鐵電液晶分子的自發極化方向與電場方向相同之示意圖。
第14A圖繪示透過施加電訊號於實施例之顯示元件且其電場方向向上，而產生特定方向之偏極化光之示意圖。
第14B圖繪示透過施加電訊號於實施例之顯示元件且其電場方向向下，而產生特定方向之偏極化光之示意圖。
第15A圖係為本揭露一應用例之一圓偏極化濾波元件之示意圖，其對左圓偏極化光進行濾光，其中係應用如第14A圖所示之顯示元件。
第15B圖係為本揭露一應用例之一圓偏極化濾波元件之示意圖，其對右圓偏極化光進行濾光，其中係應用如第14B圖所示之顯示元件。
本揭露之實施例係提出一種顯示元件，利用發光材料和液晶材料的結合，以構成一自發光性之顯示元件。實施例之顯示元件，除了無須使用傳統液晶顯示元件的背光系統作為光源，其發光效率更可明顯提升且可產生均勻的光形。實施例之顯示元件例如是具有可產生垂直電場或橫向電場之電極結構，本揭露對此並不限制。
一實施例中，顯示元件例如是包括：一第一基板、一第二基板相對第一基板設置、一電極結構和一發光混合層(light-emitting combination layer)。其中，電極結構係設置於第一基板和第二基板至少其中之一，並在適當施加一電壓下可產生一水平電場(horizontal electric field)或一垂直電場(vertical electric field)。發光混合層位於第一基板和第二基板之間，發光混合層包 括一發光材料和一液晶材料，當所施加於顯示元件的電壓達到可激發發光材料發光之一操作電壓，則發光混合層發光，以提供顯示元件光源。因此，實施例之顯示元件無須使用傳統用的背光系統作為光源。
實施例中，可應用之液晶材料例如是非自組性之液晶例如一般液晶，或是具自組性之液晶例如具週期性結構(具光子晶體特性)之液晶。週期性結構液晶材料可以是非維度週期性結構，例如膽固醇液晶；也可以是維度週期性結構，例如聚合物穩定藍相液晶、聚合物穩定鐵電液晶、或未有聚合物網狀結構之鐵電液晶等。本揭露對於液晶材料之選用並不多作限制，相關技術者可視實際應用之設計條件做相應之選擇。
以下係參照所附圖式詳細敘述其中幾種實施態樣。需注意的是，實施例所提出的結構和內容僅為舉例說明之用，本揭露欲保護之範圍並非僅限於所述之該些態樣。實施例中相同或類似的標號係用以標示相同或類似之部分。其中，第一~七實施例所例示之顯示元件具有可產生垂直電場之電極結構，第八~十實施例所例示之顯示元件具有可產生橫向電場之電極結構。需注意的是，本揭露並非顯示出所有可能的實施例。可在不脫離本揭露之精神和範圍內對結構加以變化與修飾，以符合實際應用所需。因此，未於本揭露提出的其他實施態樣也可能可以應用。再者，圖式係已簡化以利清楚說明實施例之內容，圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製。因此，說明書和圖示內容僅作敘述實施例之用，而非作為限縮本揭露保護範圍之用。
<可產生垂直電場之顯示元件> 第一實施例
第1圖為本揭露第一實施例之一顯示元件之側視圖。此實施例中，顯示元件10係包括一第一電極(first electrode)11、一第二電極(second electrode)12、一電子注入層(electron injection layer)14形成於第一電極11上、一電洞傳輸層(hole transfer layer)16形成於第二電極12上、和一發光混合層(light-emitting combination layer)18位於電子注入層14和電洞傳輸層16之間。其中，第一電極11和第二電極12例如是分別形成於一第一基板(未繪示於圖中)和一第二基板(未繪示於圖中)上。實施例中，發光混合層18至少包括一發光材料181和一液晶材料，且發光混合層18為顯示元件10之發光層。
當使用一電壓或電流驅動顯示元件時(第一電極與第二電極耦接)，顯示元件10會產生電子流與電洞流並傳輸至發光混合層18，以激發其中之發光材料181使之產生電激發光(Electroluminescence)。一實施例中，發光材料181例如是有機發光材料。
第一實施例中，係以三維週期性結構液晶-聚合物穩定藍相液晶(polymer stabilized blue-phase liquid crystal)(具有自組性三維光子晶體結構)-為發光混合層18中之液晶材料。如第1圖所示，聚合物穩定藍相液晶(PSBP liquid crystal)包括藍相液晶(blue-phase liquid crystal)和一聚合物網狀結構(polymer network)183N以穩定該些藍相液晶，而於發光混合層18中形成多個藍相晶格化液晶區域(BP LC domains)183BPD。
藍相液晶是一種不需配向膜、且其反應時間為次毫 秒等級的液晶材料。相較於一般液晶分子，藍相液晶其特殊的雙扭轉柱體結構(Double Twist Cylinder；DTC)更組成獨特的晶格型態(Cubic Phase)，即具有流體晶格特徵(Fluid Lattice)，其中BP I、II具立方體對稱：BP I為體心立方結構(Body-Centered Cubic；BCC)、BP II為簡單立方結構(Simple Cubic；SC)，BP III則為等向性(Amorphous,Isotropic)，又稱霧相(Fog Phase)，無晶格特性。BP I、BP II和BP III皆具很高的旋光性，而使藍相液晶產生雙扭轉柱體結構，在液晶空間結構中也呈現良好的週期規則性。
由於藍相液晶存在於膽固醇相與澄清相(Helical-isotropic)間一個很狹窄溫度範圍(約0.5~2℃)的液晶(依出現溫度由低至高而分別定義出BP I、BP II和BP III)，在應用上造成極大的不便。而為了改善操作溫度範圍過窄之缺點，可利用高分子穩定(polymer stabilized)藍相液晶的技術，以高分子網絡將藍相液晶固定住，以將操作溫度範圍由原本的1K提升至約60K，成功地拓寬藍相液晶溫度範圍，產生穩定的晶格。
在一般液晶顯示器的應用上，雖然藍相液晶顯示具有極快的反應速率，但仍需要較高驅動電壓與磁滯現象之問題。然而，在本揭露之實施例中，是利用藍相液晶之週期性排列的特性而增加應用之顯示元件的發光效率和使產生之光形更加均勻。因此藍相液晶並非作為顯示液晶之用。實施例中顯示元件是利用發光材料181受驅動電壓或電流激發後而發光。因此，當實施例之顯示元件在發光之電壓下操作時，其操作電壓可以是仍不足以改變藍相液晶的狀態下之電壓，如第1圖中所示之藍相晶格化液晶區域183BPD仍然十分穩定地排列，進而穩定地維持它在 顯示元件中週期性排列的特性。因此，即使反覆操作實施例之顯示元件，顯示元件都可穩定地達到高發光效率和均勻光形。
根據一實施例，製作時可將發光材料181和混有藍相液晶之紫外光固化型聚合物單體進行混合。接著將此混合物以適當速率加熱(例如0.01~5℃/min或其他範圍)，直到藍相液晶具有光學等向性後，再以紫外光的曝光機(例如具有功率為1~20毫瓦mW)對此混合物曝光(例如約1至15分鐘)，使單體交聯以形成聚合物網狀結構183N以固定藍相液晶。但以上說明並不代表本揭露所有可能實施的製造方法。本揭露對製作方式並不特別限制，實際應用時可對相關步驟做適當地修飾和變化，而製得實施例之發光混合層18。
另外，實施例中，顯示元件可更包括一電子注入材料、或包括一電洞注入材料、或同時包括兩者，以提高元件性能。
第2圖為本揭露第一實施例之另一顯示元件之側視圖。第2圖中，顯示元件10’同樣包括第一電極11、第二電極12、電子注入層14、電洞傳輸層16和一發光混合層18。而於此實施之發光混合層18除了發光材料181和液晶材料(如聚合物網狀結構183N可穩定藍相液晶，而形成多個藍相晶格化液晶區域183BPD)，更包括一電子注入材料185和一電洞注入材料187，使更多的電洞和電子能在混合材料層18產生，進而降低能障。一實施例中，電子注入材料185和電洞注入材料187兩種材料，不限制地，例如是以規則或不規則的顆粒或其他形狀，和發光材料181呈均勻地或無規則地分佈。
第二實施例
第3圖為本揭露第二實施例之一顯示元件之側視圖。此實施例中，顯示元件20係包括一第一電極21、一第二電極22、一電子注入層(electron injection layer)24形成於第一電極21上、一電洞傳輸層(hole transfer layer)26形成於第二電極22上、和一發光混合層(light-emitting combination layer)28位於電子注入層24和電洞傳輸層26之間。其中，發光混合層28至少包括一發光材料281和一液晶材料，且發光混合層28為顯示元件20之發光層。
當使用一電壓或電流(不限制使用直流電源或交流電源)驅動顯示元件時(第一電極與第二電極耦接)，顯示元件20會產生電子流與電洞流並傳輸至發光混合層28，以激發其中之發光材料281使之產生電激發光(Electroluminescence)。一實施例中，發光材料281例如是有機發光材料。
第二實施例中，係以一維週期性結構液晶-鐵電液晶(Ferroelectric liquid crystal，FLC)283-作為發光混合層28中之液晶材料。
鐵電液晶(Ferroelectric liquid crystal，FLC)是少數鐵電性材料具有流體狀態的。鐵電液晶分子在垂直於分子長軸方向上具有偶極矩，其分子長軸方位相對於層之法線方向，以傾斜一固定角度為一定方向之配向排列，而自發極化也在一定的方向上分佈著。鐵電液晶在此種具有特殊的傾斜角之層列液晶相(tilt smectic phase)的排列狀態下具有永久的電偶極，這些微觀的電偶極會指向同一個方向(自發極化現象)形成巨觀的自發極化方向 (Ps)而具有鐵電性。在層間，鐵電液晶分子以其兩倍傾斜角度為其頂角之圓錐體狀分佈著，如此使得層與層之間在一定的方向上依序的旋轉成螺旋狀結構。當外加電場時，自發分極會隨著電場方向的改變而呈現出雙穩定性(bistability)，也就是外加電場得到的配列狀態在無外加電場後仍可保持不變，也因為這樣特殊的機制，使得鐵電式液晶具有快速光電轉換的效應。如第3圖所示，鐵電液晶283分子所在之虛擬圓錐體表面又稱等能面(Equal energy)，當外加電場時，鐵電液晶之偶極矩可反轉，將順著電場方向在圓錐體表面上偏轉。
實施例中，具有永久偶極矩(Permant Dipole Moment)之鐵電液晶283其層列係沿著X方向排列，如第3圖所示，以具有較低能階。
另外，第二實施例中可使用沒有聚合物穩定的鐵電液晶，亦可使用聚合物穩定鐵電液晶(polymer stabilized FLC)。本揭露對此並不多作限制。聚合物穩定鐵電液晶例如是包括一鐵電液晶和一聚合物網狀結構以穩定該些鐵電液晶。
在此實施例中，發光混合層28中的鐵電液晶283其層列特性係呈現穩定的一維週期性排列，且顯示元件在發光的操作電壓下操作都不會改變此週期性排列。因此，即使反覆操作實施例之顯示元件，顯示元件都可穩定地達到高發光效率和均勻光形。
同樣的，第二實施例中之顯示元件可更包括一電子注入材料、或包括一電洞注入材料、或同時包括兩者，以提高元件性能。
第4圖為本揭露第二實施例之另一顯示元件之側視圖。第4圖中，顯示元件20’同樣包括第一電極21、第二電極22、電子注入層24、電洞傳輸層26和一發光混合層28。而於此實施之發光混合層28除了發光材料281和鐵電液晶283，更包括電子注入材料285和電洞注入材料287，使更多的電洞和電子能在發光混合層28產生，進而降低能障。一實施例中，電子注入材料285和電洞注入材料287兩種材料，不限制地，例如是以規則或不規則的顆粒或其他形狀，和發光材料281呈均勻地或無規則地分佈。
第三實施例
第三實施例之顯示元件之結構請參照前述第一、第二實施例，但係選用膽固醇液晶(Cholesteric liquid crystal)作為第三實施例發光混合層中之液晶材料。
膽固醇液晶，具有自組性一維光子晶體結構，其在當無外加電場時呈現平面螺旋型(Planar texture)或者是混亂短距螺旋(Focal Conic Texture)，此種螺旋週期的特性可使應用之顯示元件的發光效率增加和產生光形更加均勻。在一般液晶顯示器的應用上，若將膽固醇液晶置於超過某臨界值的強電場(例如施以幾十伏特的電壓)中，其螺旋狀結構將被解旋。由於實施例中顯示元件是利用發光材料181受驅動電壓或電流激發後而發光，因此當實施例之顯示元件在發光之電壓下操作時，其操作電壓仍不足以改變使膽固醇液晶的螺旋狀結構之狀態。即使反覆操作實施例之顯示元件，膽固醇液晶都具有穩定結構，而使顯示元件長時間達到高發光效率和均勻光形的改善。
第四實施例
雖然上述實施例和相關圖示係以顯示元件具有電子注入層和電洞傳輸層作說明，但本發明並不僅限於此。
第5圖為本揭露第四實施例之一顯示元件之側視圖。此實施例中，顯示元件30係包括一第一電極31、一第二電極32相對第一電極31設置、和一發光混合層(light-emitting combination layer)38位於第一電極31和第二電極32之間，發光混合層38至少包括一發光材料381和一液晶材料，且發光混合層38為顯示元件30之發光層。第四實施例中係以聚合物穩定藍相液晶為例作繪示(第5、6圖)，但實施例並不限制於此。本揭露可應用具有自組性結構之液晶或非自組性結構之液晶為發光混合層38之液晶材料。
同樣的，第四實施例中之顯示元件中，其發光混合層可更包括一電子注入材料、或一電洞注入材料、或兩者兼具，以提高元件性能。以下係以兩者兼具的應用搭配圖示做說明。
第6圖為本揭露第四實施例之另一顯示元件之側視圖。第6圖中，顯示元件30’同樣包括第一電極31、第二電極32相對第一電極31設置、和一發光混合層38位於第一電極31和第二電極32之間。做為顯示元件30’之發光層的發光混合層38除了發光材料381和液晶材料，更包括電子注入材料385和電洞注入材料387，進而降低能障。一實施例中，電子注入材料385和電洞注入材料387兩種材料，不限制地，例如是以規則或不規則的顆粒或其他形狀，和發光材料381呈均勻地或無規則地分佈。
雖然上述實施例是以自組性結構之液晶為例作繪示 (第1-6圖)，但實施例並不限制於此。實際應用本揭露時，自組性和非自組性結構之液晶都可應用，與發光材料混合後所形成的發光混合層都能構成實施例之自發光之顯示元件。因此本揭露對液晶材料之選用並不多作限制，相關技術者可視實際應用之設計條件做相應之選擇。以下實施例係佐以非自組性結構之液晶做發光混合層之液晶材料所例示之圖示做相關說明。
再者，本揭露亦可因應各種實際應用的顯示元件之設計，例如對於畫素電極具有狹縫(slit)的多視域垂直配向(multi-domain vertical alignment，MVA)顯示元件、或在電極上具有突起物(protrusions)結構的顯示元件，可藉由配向膜的設置，或透過於配向膜中混合分佈導電物等方式，來改善顯示元件的發光均勻度，進而提高發光效率。
第五實施例
第五實施例之顯示元件係設置配向膜、或設置分佈有導電物的配向膜，來改善顯示元件的發光均勻度，進而提高發光效率。
第7A圖為本揭露第五實施例之一顯示元件之側視圖。第7A圖中，顯示元件40係包括一第一電極41形成於第一基板S1上、一第二電極42形成於第二基板S2上、一第一配向膜41P設置於第一電極41上、一第二配向膜42P設置於第二電極42上、和一發光混合層(light-emitting combination layer)48位於第一配向膜41P和第二配向膜42P之間。其中。第一電極41和第二電極42係為整面的電極，例如由氧化銦錫製作(full ITO)。
實施例中，發光混合層48至少包括一發光材料481 和一液晶材料482。液晶材料482可以是自組性和非自組性結構之液晶，第五實施例中係繪示非自組性結構之液晶(即一般液晶)。一實施例中，發光材料481例如是有機發光材料。發光混合層48為顯示元件40之發光層。當使用一電壓或電流驅動顯示元件40時(上下之第一電極41與第二電極42耦接)，顯示元件40會形成一垂直電場E，並產生電子流與電洞流並傳輸至發光混合層48，以激發其中之發光材料481使之產生電激發光(Electroluminescence)。
第7B圖為本揭露第五實施例之另一顯示元件之側視圖。第7B圖與第7A圖中元件相同，但於配向膜中更混合分佈有導電物43。一實施例中，例如於第一配向膜41P和第二配向膜42P其中之一、或兩者(第7B圖)都混合分佈有複數個導電物43。導電物43例如是奈米碳管(carbon nano-tubes)、或是可與選擇之配向膜材料進行混合和完成分佈之其它導電物。一實施例中，該些導電物43之長軸係實質上朝向第一電極41或第二電極42，如第7B圖所示。
實際製作時，以奈米碳管為例，是將奈米碳管與配向膜材料先進行均勻混合，再將分散有奈米碳管之混合物塗佈至電極上，塗佈時並搭配磁鐵吸力使具導電性之奈米碳管豎立，即可完成如第7B圖所示之分佈情形。具導電物之配向膜可改善應用之顯示元件的發光均勻度，進而提高發光效率。
第六實施例
第五實施例之顯示元件係例示整面電極。第六實施例之顯示元件則例示畫素電極具有狹縫(slit)的多視域垂直配向 (MVA)顯示元件，並於MVA顯示元件中設置配向膜，配向膜中亦可分佈有導電物，可顯著改善顯示元件整體的發光均勻度以及提高發光效率。
第8A圖為本揭露第六實施例之一顯示元件之側視圖。第8B圖為本揭露第六實施例之另一顯示元件之側視圖。第8A、8B圖中，顯示元件40’係包括一第一電極41’形成於第一基板S1上、一第二電極42’形成於第二基板S2上、一第一配向膜41P’設置於第一電極41’上、一第二配向膜42P’設置於第二電極42’上、和一發光混合層48位於第一配向膜41P’和第二配向膜42P’之間。其中。第一電極41’和第二電極42’係具有狹縫。配向膜的設置可改善顯示元件整體的發光均勻度和提高發光效率。
再者，第8B圖之顯示元件於配向膜中更混合分佈有導電物43，例如奈米碳管(carbon nano-tubes)。實施例中，該些導電物43之長軸係呈豎立狀態(如實質上朝向第一電極41’或第二電極42’)。分佈有導電物43之配向膜可明顯改善因電極轉角處的尖端放電效應而引起的發光強度不均之問題。
根據多組實驗結果證實，電極上沉積有配向膜的顯示元件，當發光混合層之發光材料受驅動電壓或電流激發後而發光，顯示元件的發光均勻度和發光效率確實有明顯改善。而多組實驗結果亦發現，電極上沉積了分佈有導電物(如奈米碳管)的配向膜，顯示元件之發光均勻度的改善和發光效率的提升更為顯著。
第七實施例
第七實施例則例示整面電極上具有突起物 (protrusions)結構之顯示元件，並於此顯示元件中設置配向膜，配向膜中亦可分佈有導電物，可顯著改善顯示元件整體的發光均勻度和提高發光效率。
第9A圖為本揭露第七實施例之一顯示元件之側視圖。第9B圖為本揭露第七實施例之另一顯示元件之側視圖。類似第五實施例，第9A、9B圖中，顯示元件40”係包括一第一電極41”形成於第一基板S1上、一第二電極42”形成於第二基板S2上、一第一配向膜41P”設置於第一電極41”上、一第二配向膜42P”設置於第二電極42”上、和一發光混合層48位於第一配向膜41P”和第二配向膜42P”之間。其中。第一電極41”和第二電極42”係為整面電極，並在電極上形成突起物。突起物的形狀例如是具三角形剖面的突起物451或是具梯形剖面的突起物452或是具(橢)圓形剖面的突起物453或其他形狀，本揭露對此並沒有特別限制，而是視實際應用時之條件所需做設定。第一配向膜41P”和第二配向膜42P”則分別沈積在第一電極41”和第二電極42”上，並覆蓋形成於電極上之突起物。再者，第9B圖之顯示元件於配向膜中更混合分佈有導電物43，例如奈米碳管(carbon nano-tubes)。實施例中，該些導電物43之長軸係呈豎立狀態(如實質上朝向第一電極41”或第二電極42”)。
實施例中，配向膜的設置可改善顯示元件整體的發光均勻度和提高發光效率。而分佈有導電物43之配向膜可明顯改善因突起物尖角處的尖端放電效應而引起的發光強度不均之問題。當發光混合層之發光材料受驅動電壓或電流激發後而發光，實施例之顯示元件的發光均勻度有明顯的改善，發光效率也 明顯提升。
另外，同樣的，對於第五~七實施例中之顯示元件中，其發光混合層可更包括一電子注入材料、或一電洞注入材料或是兩者兼具；而也可以搭配電子注入層和/或電洞注入層，以提高顯示元件的發光性能。
<可產生水平電場之顯示元件>
上述實施例是以可產生垂直電場的顯示元件作說明(第一~七實施例)，但實施例並不限制於此。本揭露亦可應用在產生水平(橫向)電場的顯示元件，如FFS(fringe field switching，邊界電場轉換)、AFFS(Advanced fringe field switching，進階邊界電場轉換)、IPS(In-Plane Switching，平面轉換)、S-IPS(super-IPS，超級平面轉換)、AS-IPS(Advanced super-IPS，進階超級平面轉換)、IPS-Pro、AAS(Azimuthal Anchoring Switching，直向/橫向轉換)...等類型之液晶顯示元件，都可應用。不同型態的顯示元件可能有不同的電極結構以達到其特殊的影像呈現效果，例如S-IPS、AS-IPS等顯示元件其電極結構係具有波浪狀圖案(chevron pattern)之設計以改善傳統IPS顯示元件在顏色和對比上的呈現。
需注意的是，以下實施例並非呈現所有可能的實施例，且實施例中所舉例之電極結構僅為說明之用，並非僅有態樣，因此非限制本發明之用。電極結構之態樣係視實際應用之條件所需而做相應之設計和變化。因此，未於本揭露提出的具水平電場(包括如前述之垂直電場)的其他顯示元件之實施態樣也可以應用。
同樣地，應用本揭露於產生水平電場的顯示元件時，自組性和非自組性結構之液晶都可應用，本揭露對液晶材料之選用並不多作限制。相關技術者可視實際應用之設計條件做相應之選擇。再者，實施例中顯示元件是利用發光材料受驅動電壓或電流激發後而發光所施加的電壓。因此，為使實施例之顯示元件的發光材料可發光之操作電壓，可能仍不會改變液晶狀態而使液晶旋轉(也不需達到改變液晶狀態之電壓)。因此，以下實施例圖示中所繪示之液晶是以非旋轉狀態做例示。
下面實施例係佐以非自組性結構之液晶做發光混合層之液晶材料所例示之圖示做具水平電場之顯示元件的相關說明。其中，圖式係已簡化方式呈現以利清楚說明實施例之內容，且圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製。
第八實施例
以下實施例中係以電極結構橫向地形成於第一基板S1之一側為例做說明。
第10A圖為本揭露第八實施例之一顯示元件之側視圖。第10A圖中，顯示元件50係包括第一基板S1、第二基板S2、一電極結構形成於第一基板S1之一側、和一發光混合層58位於第一基板S1和第二基板S2之間。其中電極結構包括複數個畫素電極(pixel electrodes)51，設置於第一基板S1之第一側並相對於第二基板S2，且相鄰之畫素電極51係相隔開來。電極結構更包括一共同電極(common electrode)52，設置於第一基板S1之第一側，且共同電極52係與該些畫素電極51分隔設置。其中一電極(如畫素電極51)係具有寬度W，而相鄰之電極如畫素電極51和 共同電極52係具有一間距(spacing)S。當施加電壓於電極結構時可使顯示元件產生一水平電場。第10A圖中更繪示出施加電壓於畫素電極51(如負電壓)和共同電極52(如正電壓)時之電場線(electric field lines)LE分佈。
實際應用時，共同電極與畫素電極可以設置在同一層或不同層，本揭露並沒有多做限制。而第八實施例中是以共同電極52與畫素電極51設置在同一層做例示。
同樣地，第八實施例中，為顯示元件50發光層之發光混合層58至少包括一發光材料581和一液晶材料582。液晶材料582可以是自組性和非自組性結構之液晶，第八實施例中係繪示非自組性結構之液晶(即一般液晶)。發光材料581例如是有機發光材料。當使用一電壓或電流驅動顯示元件50時，顯示元件會產生電子流與電洞流並傳輸至發光混合層58，以激發其中之發光材料581使之產生電激發光(Electroluminescence)。
以第10A圖所示之顯示元件50(無配向膜)進行實驗，其中上下基板之距離d為3.25μm，電極寬度W和電極間距(spacing)S分別為5μm，發光材料581於發光混合層58(包括發光材料581和液晶材料582)中的添加比例為0.01wt%，並以驅動電壓70V(0.458mA,60Hz)激發發光混合層中之發光材料581。實驗結果顯示，相較於只用照光方式(PAUV-365nm filter,2.2mW/cm2)激發發光材料581，如第10A圖所示之顯示元件所產生的發光均勻度有明顯的提升，發光效率也有明顯增加。其他多組實驗，包括變化電極寬度W和電極間距S之數值和比例、變化發光材料於發光混合層中的添加比例，也證實應用實施例之設計可提升顯示 元件整體的發光均勻度和發光效率。一實施例中，發光材料於發光混合層中的添加比例例如是約0.01wt%~10wt%；另一實施例例如是約0.01wt%~1wt%。但該數值範圍可能因選擇之發光材料與液晶材料的不同而可有所調整，因此該數值範圍僅作參考之用，而非用以限制本發明。
第10B圖為本揭露第八實施例之另一顯示元件之側視圖。與第10A圖不同之處在於，第10B圖之顯示元件50’更設置了配向膜，例如第一配向膜51P形成於第一基板S1上，和第二配向膜52P形成於畫素電極51和共同電極52上。當然，也可以僅於電極側之基板沈積一配向膜，本揭露並不多做限制。配向膜的設置可改善顯示元件整體的發光均勻度，並提高發光效率。
第10C圖為本揭露第八實施例之又一顯示元件之側視圖。與第10B圖不同之處在於，第10C圖之顯示元件50”於電極側之配向膜(即第二配向膜52P)更混合分佈有導電物53，例如奈米碳管。實施例中，該些導電物53之長軸可以是呈豎立狀態(如實質上朝向第一基板S1)。分佈有導電物53之配向膜可明顯改善因電極轉角處的尖端放電效應而引起的發光強度不均之問題。
第九實施例
第九實施例之顯示元件(例如是一IPS模式之顯示元件)與第八實施例之顯示元件的不同之處，主要是在於畫素電極與共同電極的位置不在同一層上。第11A圖為本揭露第九實施例之一顯示元件之側視圖。如第11A圖所示，顯示元件60之畫素電極61與共同電極62設置在不同層且以一絕緣層69隔開。其餘相同元件之敘述請參照第八實施例，在此不再贅述。
第11B圖為本揭露第九實施例之另一顯示元件之側視圖。與第11A圖不同之處在於，第11B圖之顯示元件60’更設置了配向膜，例如第一配向膜61P形成於第一基板S1上，和第二配向膜62P形成於畫素電極61上。當然，也可以僅於畫素電極61側沈積一配向膜，本揭露並不多做限制。配向膜的設置可改善顯示元件整體的發光均勻度和提高發光效率。
第11C圖為本揭露第九實施例之又一顯示元件之側視圖。與第11B圖不同之處在於，第11C圖之顯示元件60”於電極側之配向膜(即第二配向膜62P)更混合分佈有導電物63，例如奈米碳管，其長軸可以是呈豎立狀態。分佈有導電物63之配向膜可明顯改善因電極轉角處的尖端放電效應而引起的發光強度不均之問題，顯著改善顯示元件整體的發光均勻度和提高發光效率。
第十實施例
與第九實施例之顯示元件類似的，第十實施例之顯示元件(例如是一AFFS模式之顯示元件)的畫素電極與共同電極的位置都不在同一層上。但第九實施例中畫素電極61與共同電極62例如是金屬電極；第十實施例中畫素電極71為金屬電極，而共同電極72則為一透明導電層。
第12A圖為本揭露第十實施例之一顯示元件之側視圖。如第12A圖所示，顯示元件70之畫素電極71與共同電極72設置在不同層且以一絕緣層79隔開。其餘相同元件則以類似標號標示，且內容請參照第八實施例，在此不再贅述。第12B圖為本揭露第十實施例之另一顯示元件之側視圖。與第12A圖不同之 處在於，第12B圖之顯示元件70’更設置了配向膜，例如第一配向膜71P形成於第一基板S1上，和第二配向膜72P形成於畫素電極71上。當然，也可以僅於畫素電極71側沈積一配向膜。配向膜的設置可改善顯示元件整體的發光均勻度和提高發光效率。第12C圖為本揭露第十實施例之又一顯示元件之側視圖。與第12B圖不同之處在於，第12C圖之顯示元件70”於第二配向膜72P中更混合分佈有導電物73，例如奈米碳管，其長軸可以是呈豎立狀態。分佈有導電物73之配向膜可明顯改善顯示元件整體的發光均勻度和提高發光效率。
另外，同樣的，對於第八~十實施例中之顯示元件中，其發光混合層58/68/78可更包括一電子注入材料、或一電洞注入材料、或是兩者兼具；而也可以適當設置電子注入層和/或電洞注入層，以提高顯示元件的發光性能。再者，實施例之顯示元件中若使用金屬電極(例如作為資料線/閘極線)，則顯示元件可更包括一遮光圖案層(即，一般所稱的黑色矩陣BM)形成於第二基板S2上，以避免顯示元件產生不必要的出光效果。
本揭露之應用範圍十分廣泛。以下係提出一種可調控偏極化光之顯示裝置，應用如上述之一種顯示元件，達到調整和控制偏極化光之效果。
<應用-調控偏極化光之顯示裝置>
在此一應用中，係以鐵電液晶為上述顯示元件之發光混合層中的液晶材料，並搭配適當的其他組件例如延遲片(retarder)和偏振態轉換模組(polarization state switching module)，來達到調整和控制偏極化光之效果。此可控制式發光偏 振態之應用技術能減少顯示器背光源與偏振片的依賴性，其製程技術簡易，且可應用領域廣泛包括大尺寸顯示器與撓曲式面板。
在此應用中，當使用一電壓或電流驅動如前述之顯示元件時，顯示元件會產生電子流與電洞流並傳輸至發光混合層，以激發其中之發光材料使之產生電激發光。而發光混合層中的液晶分子在電場下會帶動發光材料產生有序性的排列，同時液晶分子具有非等向折射率ne、no的光學特性，發光材料之電激發光穿透液晶分子，ne與no產生特定方向的偏極化光。再透過改變電場方向以控制偏極化光的偏振方向，例如產生不同光量的兩個偏振方向之光線。
一般向列型(nematic)液晶皆為有序性的排列特性，而在此例示之應用中作為發光混合層之中液晶材料的鐵電液晶(FLC)，由於其排列則平行於層面方向的方位角(azimuthal)呈連續變化的關係，即液晶分子和鄰近層的分子在平行於層面方向上差一角度，當液晶分子再度回到相同位置上時，此間距(Pitch)稱為一個螺距。請參照第13A圖，其繪示鐵電液晶在一個螺距間的排列示意圖。在電場作用下，以正型向列型液晶為例，液晶分子長軸排列將平行於電場方向E，而鐵電型液晶分子的自發極化方向(Ps)會與電場同方向。如第13B和13C圖所示，其分別繪示在向上電場方向E和向下電場方向E作用下，鐵電液晶分子的自發極化方向(Ps)與電場方向相同之示意圖。
第14A圖和第14B圖，其繪示透過施加電訊號且其電場方向分別為向上和向下，而使實施例之顯示元件產生特定方向之偏極化光之示意圖。其中與前述第二實施例之第3圖相同之 元件係沿用相同標號。第14A圖和第14B圖中，顯示元件係包括一第一電極21形成於第一基板S1上、一第二電極22形成於第二基板S2上、一第一配向膜21P設置於第一電極21上、一第二配向膜22P設置於第二電極22上、和一發光混合層28位於第一配向膜21P和第二配向膜22P之間。其中。第一電極21和第二電極22例如是整面的ITO電極，而R代表配向膜的磨刷方向，E代表電場方向。此應用例中之發光混合層28至少包括鐵電液晶(液晶材料)和一發光材料。當使用一電壓或電流(不限制使用直流電源或交流電源)驅動顯示元件時(第一電極與第二電極耦接)，顯示元件會產生電子流與電洞流並傳輸至發光混合層28，以激發其中之發光材料使之產生電激發光。第14A、14B圖中並未繪示發光材料，關於發光材料的說明請參考前述實施例中，在此不贅述。
此應用例中，係將發光材料混入鐵電型液晶中，並注入致如第14A圖、第14B圖所示之一液晶盒中，液晶盒間隙例如小於5微米(μm)的結構中，其中液晶盒的配向方式可為光配向方式或摩擦配向方式，而配向方向可為反平行配向或平行配向方式製程；當液晶盒施加一電壓的電訊號時(電壓可為小於20伏特(V))，鐵電液晶分子的自發極化方向(Ps)會與電場同方向。如第14A和14B圖所示，在向上電場E方向和向下電場E方向作用下，鐵電液晶分子的自發極化方向(Ps)也分別為向上和向下，使得鐵電液晶分子可在基板上達到平面旋轉一個θ=90°角的效果。當施加一電訊號使發光材料產生電激發光，並藉由液晶分子具有非等向折射率(ne、no)的光學特性，使發光材料之電激發光穿透液晶分子，產生特定方向的線偏極化光。
另外，可利用切換電場方向來改變液晶分子的排列，以控制偏極化光的偏振方向。例如第14A圖中利用向上電場方向，可產生不同光分量的兩個線偏振方向之光線，其中線偏振方向為45度光線之光分量多於-45度光線之光分量。若切換成第14B圖中之向下電場方向，則產生線偏振方向為-45度光線之光分量多於45度光線之光分量。由於鐵電型液晶分子具有快速反應時間(在毫秒的程度)之特性，可達到快速調控線偏極化光的效果。
再者，於此應用例中，例如是在第二基板上方設置一延遲片，在延遲片上方設置一偏振態轉換模組，且偏振態轉換模組具有可切換的一第一狀態和一第二狀態，且偏振態轉換模組的切換狀態係受應用情況所需而可相應地控制與設定，使其在兩狀態下切換。透過延遲片和偏振態轉換模組的狀態，達到控制出射之偏極化光的效果。當如第14A和14B圖所產生之線偏極化光，於通過延遲片轉成之第一光線在通過偏振態轉換模組後，可因偏振態轉換模組之狀態為第一狀態或第二狀態，而分別相應地發出具一第一偏振方向或一第二偏振方向之第二光線。
例如，應用例中是加上一片延遲片(例如，四分之一波板)於上述結構，使電致激發光轉變成左/右圓兩種的偏振光；再利用一雙層膽固醇液晶結構(上下兩層的膽固醇液晶之排列方向可被獨立地控制)作為偏振態轉換模組，透過膽固醇液晶的週期性排列特性，使膽固醇液晶同旋性的圓偏振光進行布拉格反射，其可作為一個圓偏濾波片之效果，其中布拉格反射中的反射波長係為△λ=△n*p=400~700奈米(nm)。透過膽固醇液晶層及四分之一 波板的搭配運用，可達到控制圓偏極化光的效果。
第15A圖和第15B圖係為本揭露一應用例之一圓偏極化濾波元件之示意圖，其分別可對左圓偏極化光和右圓偏極化光進行濾光。其中，第15A圖和第15B圖下方係分別應用如第14A圖和第14B圖所示之顯示元件。
再者，第15A圖和第15B圖中，一應用例中之偏振態轉換模組例如是一雙層膽固醇液晶模組8，例如包括一下層膽固醇液晶結構81和位於上方的一上層膽固醇液晶結構83，且雙層膽固醇液晶模組8具有可切換的第一狀態和第二狀態，使通過延遲片轉成之第一光線在通過雙層膽固醇液晶模組8後可分別出射左旋圓偏振LCP或右旋圓偏振RCP之第二光線。一應用例中，下層膽固醇液晶結構81例如是包括下層基板81S和中層基板82S及其上面的電極811和812、與位於電極811和812之間的一下層膽固醇液晶813。上層膽固醇液晶結構83例如是包括中層基板82S和上層基板83S及其上面的電極831和832、與位於電極831和832之間的一上層膽固醇液晶833。其中，電極812和831例如是形成於中層基板82S之上下兩側。
在此應用例中，在無電場作用於下層膽固醇液晶結構81時，下層膽固醇液晶813係以右旋圓偏振RCP排列，如第15A圖所示；而在無電場作用於上層膽固醇液晶結構83時，上層膽固醇液晶833例如是以左旋圓偏振LCP排列，如第15B圖所示。其中上層膽固醇液晶結構83和下層膽固醇液晶結構81之電場係獨立作用，使下層膽固醇液晶813和上層膽固醇液晶833的排列方向被分開控制。可應用之實施態樣並不僅限於第15A和 15B圖所示之態樣。在另一應用例中，在無電場作用於下層膽固醇液晶結構81時，下層膽固醇液晶813係以左旋圓偏振LCP排列；而在無電場作用於上層膽固醇液晶結構83時，上層膽固醇液晶833係以右旋圓偏振RCP排列。
請參照第15A圖，當施加電壓於如第14A圖所示之電極結構而產生具一第一電場方向(E朝上)之垂直電場時，發光材料因電致激發所發出之光線通過延遲片(四分之一波板)P後，出射的第一光線係具有左旋圓偏振(第一偏振方向)LCP和右旋圓偏振(第二偏振方向)RCP的光線，且左旋圓偏振LCP的光分量大於右旋圓偏振RCP的光分量。並且，使雙層膽固醇液晶模組8(偏振態轉換模組)在第一狀態，即施加一電壓為小於100伏特(V)的電場於間隙小於10微米(μm)的上層膽固醇液晶結構83使上層膽固醇液晶833的排列消旋，且無電場施加於間隙小於10微米(μm)的下層膽固醇液晶結構81使下層膽固醇液晶813仍以右旋圓偏振RCP排列。而通過延遲片(四分之一波板)P後所出射之第一光線，其通過雙層膽固醇液晶模組8後係相應地出射具左旋圓偏振LCP之第二光線。
請參照第15B圖，當施加電壓於如第14B圖所示之電極結構而產生具一第二電場方向(E朝下)之垂直電場時，發光材料因電致激發所發出之光線通過延遲片(四分之一波板)P後，出射的第一光線係同樣具有左旋圓偏振(第一偏振方向)LCP和右旋圓偏振(第二偏振方向)RCP的光線，但右旋圓偏振RCP的光分量大於左旋圓偏振LCP的光分量。並且，使雙層膽固醇液晶模組8(偏振態轉換模組)在第二狀態，即施加一電壓為小於100伏特(V) 的電場於間隙小於10微米(μm)的下層膽固醇液晶結構81使下層膽固醇液晶813的排列消旋，且無電場施加於間隙小於10微米(μm)的上層膽固醇液晶結構83使上層膽固醇液晶833仍以左旋圓偏振LCP排列，而通過延遲片(四分之一波板)P後所出射之第一光線，其通過雙層膽固醇液晶模組8後係相應地出射具右旋圓偏振RCP之第二光線。
綜上所述，實施例所提出之顯示元件，係為一自發光性之顯示元件，無須使用傳統液晶顯示元件的背光系統作為光源。再者，實施例可應用之顯示元件的型態十分廣泛，包括產生垂直電場或水平電場的顯示元件都可應用。實施例之顯示元件，透過發光混合層中液晶材料之特殊結構排列(例如第一~四實施例)，可提升顯示元件之發光效率和產生均勻光形；但一般液晶材料亦可應用(例如第五~十實施例)。再者，該些實施例之顯示元件在發光之電壓下操作時，仍不影響該些液晶材料排列的穩定性，而使顯示元件的該些優異特性得以穩定維持。再者，實施例之顯示元件可藉由配向膜的設置、或是在配向膜中更混合分佈有導電物等方式，可明顯改善顯示元件整體的發光均勻度和提高發光效率。
上述實施例中，液晶材料可以是具自組性結構之液晶週期性結構液晶，例如維度的週期性結構液晶(如一維週期性結構之鐵電液晶、或三維週期性結構之藍相液晶)、或非維度(non-dimensional)週期性結構液晶。實施例中，液晶材料也可以是非自組性結構之液晶，即非週期性結構液晶，不具有旋轉週期的一般液晶。本揭露對此並不多做限制。另外，實施例中，視實 際應用時所選擇液晶之特性，液晶材料可更包括一聚合物(高分子)網狀結構，以穩定液晶材料，形成聚合物(高分子)穩定型液晶。其中幾組可應用於實施例之液晶材料係列舉如下：例如聚合物穩定藍相液晶(包括聚合物網狀結構以穩定藍相液晶)、鐵電液晶、聚合物穩定鐵電液晶(包括聚合物網狀結構以穩定鐵電液晶)、膽固醇液晶、聚合物穩定膽固醇液晶(包括聚合物網狀結構以穩定膽固醇液晶)、無旋轉特性的液晶材料、聚合物穩定之無旋轉特性的液晶材料等等。總之，本揭露對液晶材料之選用並不多作限制，相關技術者可視實際應用之設計條件選擇相應之液晶材料，和決定是否選用適當聚合物，以穩定液晶材料和/或分散發光材料之用。
實際應用時，實施例之顯示元件之電極材料、發光材料、電子注入層和電洞傳輸層材料的種類/數目並沒有特別限制，而電子注入材料和電洞注入材料的種類和數目亦沒有特殊限制；可使顯示元件達到自發光的各層材料的種類和數目，都可以是本揭露之應用態樣。
另外，本揭露之顯示元件其應用範圍廣泛，例如所提出之其中一應用例所載，實施例之顯示元件可搭配適當的其他組件，達到調控偏極化光之效果，此可控制式發光偏振態之應用技術能減少顯示器背光源與偏振片的依賴性，且製程簡易，適合應用於大尺寸顯示器與撓曲式面板。
綜上所述，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。本發明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。
10‧‧‧顯示元件
11‧‧‧第一電極
12‧‧‧第二電極
14‧‧‧電子注入層
16‧‧‧電洞傳輸層
18‧‧‧發光混合層
181‧‧‧發光材料
183N‧‧‧聚合物網狀結構
183BPD‧‧‧藍相晶格化液晶區域

Claims (35)

  1. 一種顯示元件，包括：一第一基板；一第二基板，相對該第一基板設置；一電極結構，設置於該第一基板和該第二基板其中之一或是設置於兩者；和一發光混合層，位於該第一基板和該第二基板之間，該發光混合層包括一發光材料和一液晶材料，其中當施加一電壓於該電極結構時可產生一水平電場或一垂直電場。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示元件，其中該電極結構包括：一第一電極，設置於該第一基板上；和一第二電極，設置於該第二基板上並相對該第一電極設置，其中該發光混合層位於該第一電極和該第二電極之間，當施加該電壓於該第一電極和該第二電極時可產生該垂直電場。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示元件，其中該液晶材料係為一週期性結構液晶。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之顯示元件，其中該液晶材料係為一藍相液晶。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之顯示元件，其中該液晶材料係為一聚合物穩定藍相液晶，包括藍相液晶和一聚合物網狀結構以穩定該些藍相液晶。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之顯示元件，其中該液晶材料係為一鐵電液晶。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示元件，更包括：一延遲片(retarder)，位於該第二基板上方；和一偏振態轉換模組(polarization state switching module)，位於該延遲片上方，該偏振態轉換模組具有可切換的一第一狀態和一第二狀態。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示元件，其中該延遲片係為一1/4波長延遲片。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示元件，其中該偏振態轉換模組包括一雙層膽固醇液晶結構，具有可切換的該第一狀態或該第二狀態，使一第一光線通過該偏振態轉換模組後可分別出射左旋圓偏振(LCP)或右旋圓偏振(RCP)之一第二光線。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之顯示元件，其中，該偏振態轉換模組中的該第一狀態係選自左旋圓偏振光或右旋圓偏振光之一者，該第二狀態選自左旋圓偏振光或右旋圓偏振光之另一者。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之顯示元件，其中該偏振態轉換模組包括：一上層膽固醇液晶結構以及一下層膽固醇液晶結構，其中該上層膽固醇液晶結構位於該一下層膽固醇液晶結構之上，其中該上層膽固醇液晶結構具有一上層膽固醇液晶，該下層膽固醇液晶結構具有一下層膽固醇液晶，其中在無電場作用時，該上層膽固醇液晶係選自左旋圓偏振 (LCP)或右旋圓偏振排列(RCP)之一者，該下層膽固醇液晶係選自左旋圓偏振(LCP)或右旋圓偏振排列(RCP)之另一者，其中該下層膽固醇液晶和該上層膽固醇液晶的排列方向係獨立控制。
  12. 如申請專利範圍第2項所述之顯示元件，其中該液晶材料係為一聚合物穩定鐵電液晶，包括一鐵電液晶和一聚合物網狀結構以穩定該些鐵電液晶。
  13. 如申請專利範圍第2項所述之顯示元件，其中該液晶材料係為一膽固醇液晶。
  14. 如申請專利範圍第2項所述之顯示元件，其中該液晶材料係為一聚合物穩定膽固醇液晶，包括膽固醇液晶和一聚合物網狀結構以穩定該些膽固醇液晶。
  15. 如申請專利範圍第2項所述之顯示元件，其中該液晶材料係為一非週期性結構液晶。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示元件，其中該液晶材料更包括一聚合物網狀結構以穩定該非週期性結構液晶。
  17. 申請專利範圍第2項所述之顯示元件，更包括：一電子注入層，形成於該第一電極上；和一電洞傳輸層，形成於該第二電極上，其中該發光混合層係位於該電子注入層和該電洞傳輸層之間。
  18. 申請專利範圍第17項所述之顯示元件，其中該發光混合層更包括一電子注入材料和一電洞注入材料至少其中之一、或兩者兼具。
  19. 如申請專利範圍第2項所述之顯示元件，更包括：一第一配向膜，設置於該第一電極上；和一第二配向膜，，設置於該第二電極上，其中該發光混合層位於該第一配向膜和該第二配向膜之間。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之顯示元件，其中該第一配向膜和該第二配向膜至少其中之一更分佈有複數個導電物。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之顯示元件，其中該些導電物係為複數個奈米碳管。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之顯示元件，其中該些導電物之長軸係實質上朝向該第一電極或該第二電極。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之顯示元件，其中該電極結構包括複數個畫素電極，設置於該第一基板之一第一側並相對於該第二基板，且相鄰之該些畫素電極係相隔一間距，該發光混合層係位於該畫素電極和該第二基板之間，其中當施加該電壓於該電極結構時可產生該水平電場。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之顯示元件，其中該電極結構係具有一波浪狀圖案。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之顯示元件，其中該電極結構更包括：一共同電極，設置於該第一基板之該第一側，且該共同電極係與該些畫素電極分隔設置。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之顯示元件，其中該共同電極係與該些畫素電極設置在同一層。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之顯示元件，其中該共同電極係與該些畫素電極設置在不同層，該共同電極與該些畫素電極 係以一絕緣層隔開。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之顯示元件，其中該共同電極係為一透明導電層。
  29. 如申請專利範圍第23項所述之顯示元件，更包括：一第一配向膜，設置於該些畫素電極上，其中該發光混合層位於該第一配向膜和該第二基板之間。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之顯示元件，更包括：一第二配向膜，設置於該第二基板上，其中該發光混合層位於該第一配向膜和該第二配向膜之間。
  31. 如申請專利範圍第29項所述之顯示元件，其中該第一配向膜更分佈有複數個導電物。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之顯示元件，其中該些導電物係為複數個奈米碳管。
  33. 如申請專利範圍第31項所述之顯示元件，其中該些導電物之長軸係實質上朝向該第二基板。
  34. 如申請專利範圍第1項所述之顯示元件，其中該發光混合層中，若以該發光材料與該液晶材料為一總重量，該發光材料約佔該總重量之0.01wt%~10wt%。
  35. 申請專利範圍第1項所述之顯示元件，其中該發光混合層更包括一電子注入材料和一電洞注入材料至少其中之一、或兩者兼具。
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