TWI588790B - 顯示裝置及其製作方法 - Google Patents

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劉佳怡
徐振航
黃信道
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Description

顯示裝置及其製作方法
本案是有關於一種顯示裝置及一種顯示裝置的製作方法。
在現今各式消費性電子產品的市場中，已廣泛地應用平面顯示器作為電子產品的顯示螢幕，例如液晶顯示器、OLED顯示器、電泳顯示器等。為了提升使用者的便利性，可考慮將太陽能電池(solar cell)應用於顯示器中，以將光能轉為電能，對顯示器供電。
然而，具有高轉換效率的太陽能電池是不透光的，並無法直接疊放在需高透光性之顯示器的顯示區上。雖然近年已發展出能透光的太陽能電池，但其原理是將大部分的光伏(photovoltaic；PV)元件移除來達到足夠的透光度要求，例如顯示器之透光度需大於60%。如此一來，太陽能電池的能量轉換效率便會降低。此外，太陽能電池疊放在顯示器上，造成顯示器畫面有亮度過低或陰影等不良影響產生。
也就是說，將太陽能電池應用在顯示器上並不易在光學特性(例如顯示器透光度)方面與光電轉換效率方面同 時兼顧。
本發明之一技術態樣為一種顯示裝置。
根據本發明一實施方式，一種顯示裝置包含透明蓋板、光電轉換層、顯示模組與填平層。透明蓋板具有可視區與可視區邊緣區。光電轉換層位於透明蓋板的邊緣區上。光電轉換層與透明蓋板的可視區形成段差。顯示模組電性連接光電轉換層。填平層位於顯示模組與光電轉換層之間及位於顯示模組與透明蓋板的可視區之間，且填平層的厚度大於段差。
在本發明一實施方式中，上述段差介於1μm至5μm的範圍。
在本發明一實施方式中，上述填平層的厚度介於10μm至150μm的範圍。
在本發明一實施方式中，上述透明蓋板與光電轉換層定義出凹槽，且填平層填滿於凹槽。
在本發明一實施方式中，上述填平層具有黏性。
在本發明一實施方式中，上述填平層材料包含抗紫外線材料。
在本發明一實施方式中，上述顯示模組為反射式顯示器。
在本發明一實施方式中，上述顯示模組包含電泳顯示模組。電泳顯示模組位於填平層背對透明蓋板的一側，且電泳顯示模組經由電源管理系統電性連接光電轉換層。
在本發明一實施方式中，上述顯示裝置更包含前光模組。前光模組位於填平層與顯示模組之間，且前光模組經由電源管理系統電性連接光電轉換層。
在本發明一實施方式中，上述顯示裝置更包含觸控模組。觸控模組位於填平層與顯示模組之間。
在本發明一實施方式中，上述透明蓋板的材質為玻璃或高分子材料。
在本發明一實施方式中，上述光電轉換層包含複數個太陽能電池(solar cell)。
本發明之另一技術態樣為一種顯示裝置的製作方法。
根據本發明一實施方式，一種顯示裝置的製作方法包含下列步驟。形成光電轉換層覆蓋透明蓋板的表面，其中此表面具有可視區與可視區邊緣區。圖案化光電轉換層，使得位在可視區上的光電轉換層被移除而留下位在邊緣區上的光電轉換層。形成填平層覆蓋位在邊緣區上的光電轉換層與透明蓋板的可視區。將顯示模組設置於填平層上。
在本發明一實施方式中，上述顯示裝置的製作方法更包含經由電源管理系統電性連接光電轉換層與顯示模組。
在本發明一實施方式中，上述填平層材料具有黏性且包含抗紫外線材料，顯示模組藉由填平層與透明蓋板黏著。
在本發明上述實施方式中，由於光電轉換層位於透明蓋板的邊緣區上，因此光電轉換層可由透明蓋板保護，且 光線可穿過透明蓋板而由光電轉換層吸收。此外，光電轉換層因具有不透光或半透光的特性，可取代習知作為圍繞顯示區的遮光墨水，作為顯示區的邊框。另外，填平層位於顯示模組與光電轉換層之間及位於顯示模組與透明蓋板的可視區之間，可填補光電轉換層與透明蓋板的可視區所產生的段差。填平層可具有黏性，以黏合顯示模組。此外，填平層可具有抗紫外線(UV-cut)的能力，不需選用具抗紫外線功能之透明蓋板，可節省成本。
100、100a、100b‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧透明蓋板
112‧‧‧可視區
113‧‧‧表面
114‧‧‧邊緣區
115‧‧‧凹槽
120‧‧‧光電轉換層
122‧‧‧側壁
130‧‧‧填平層
132‧‧‧表面
140、140a、140b‧‧‧顯示模組
141‧‧‧顯示區
142‧‧‧電泳顯示模組
144‧‧‧前光模組
146‧‧‧觸控模組
2-2‧‧‧線段
H1‧‧‧段差
H2‧‧‧厚度
S1~S4‧‧‧步驟
第1圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置的俯視圖。
第2圖繪示第1圖之顯示裝置沿線段2-2的剖面圖。
第3圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置的剖面圖。
第4圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置的剖面圖。
第5圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置的製作方法的流程圖。
第6至8圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置的製作方法的剖面圖。
以下配合圖式說明本發明之複數個實施方式，為簡化圖式，一些習知慣用的結構與元件將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置100的俯視圖。第2圖繪示第1圖之顯示裝置100沿線段2-2的剖面圖。同時參閱第1圖與第2圖，顯示裝置100包含透明蓋板110、光電轉換層120、填平層130與顯示模組140。其中，透明蓋板110具有可視區112與邊緣區114。以圖中為例，可視區112可位於透明蓋板110的中央區域且邊緣區114可圍繞可視區112。在其他實施例中，可視區112可位於透明蓋板110任一位置，而邊緣區114可位於可視區112任一側邊。如第2圖所示，可視區112為透明蓋板110之兩虛線之間的區域，邊緣區114為透明蓋板110之兩虛線外側的區域。光電轉換層120位於透明蓋板110的邊緣區114上且圍繞可視區112。光電轉換層120與透明蓋板110的可視區112形成段差H1，也就是說，此段差H1為光電轉換層120的厚度。填平層130位於顯示模組140與光電轉換層120之間，且填平層130位於顯示模組140與透明蓋板110的可視區112之間。填平層130的厚度H2大於段差H1。在本實施方式中，填平層130的厚度H2可意指透明蓋板110與顯示模組140之間的距離。
此外，顯示模組140經由電源管理系統(圖中省略未示)電性連接光電轉換層120。顯示模組140具有顯示區141。顯示區141為第2圖顯示模組140之兩虛線之間的區域。透明蓋板110的可視區112在顯示模組140的正投影與顯示區141重疊。在此實施例中，光電轉換層120圍繞顯示區141而不與顯示區141重疊，可提升顯示區141的影像品質。然光電轉換層120亦可依照顯示模組140的顯示區141顯示需求而設置。
由於光電轉換層120位於透明蓋板110的邊緣區114上，因此光電轉換層120可由透明蓋板110保護，可避免因外力而損壞，且能防止水氣或灰塵進入光電轉換層120。在使用時，光線可穿過透明蓋板110而由光電轉換層120吸收，光電轉換層120可將光能轉為電能，以對電性連接光電轉換層120的顯示模組140供電。
此外，光電轉換層120包含複數個太陽能電池(solar cell)，光電轉換層120可呈藍黑色或其他顏色，如紅棕色等等不限，其透光度小於透明蓋板110。光電轉換層120具有不透光或半透光的特性，使得光電轉換層120可取代習知圍繞顯示模組140的遮光墨水層，並作為圍繞顯示模組140的邊框。
另外，位於顯示模組140與光電轉換層120之間及位於顯示模組140與透明蓋板110的可視區112之間的填平層130，可填補光電轉換層120與透明蓋板110的可視區112所產生的段差H1。在本實施方式中，填平層130可具有黏性，可黏合顯示模組140，例如填平層130的材質可以包含光學透明膠。此外，填平層130還可具有抗紫外線(UV-cut)的能力，例如填平層130的材質可以包含抗紫外線的材料。如此一來，具有填平層130的顯示裝置100不需使用額外的黏膠層與抗紫外線功能的透明蓋板，便能黏合顯示模組140且具有抗紫外線的功能，可節省材料與製作成本。
在本實施方式中，光電轉換層120的厚度(即段差H1)可介於1μm至5μm的範圍，且填平層130的厚度H2可介 於10μm至150μm的範圍(例如100μm)，對於顯示裝置100的薄型化設計有所助益。此外，透明蓋板110的材質可以為玻璃或高分子材料，不需具有抗紫外線塗層，以節省成本。顯示模組140可以為反射式顯示器(例如電泳顯示器)或有機發光二極體顯示器(OLED)或背光顯示器(例如液晶顯示器)，並不用以限制本發明。
此外，透明蓋板110的表面113與光電轉換層120的側壁122可定義出凹槽115。填平層130填滿於凹槽115，且填平層130覆蓋光電轉換層120，使得顯示模組140可與填平層130的整個表面132接合。在本實施方式中，填平層130的表面132大致為水平面。
第3圖繪示根據本發明另一實施方式之顯示裝置100a的剖面圖。已敘述過的元件連接關係與材料將不再贅述。顯示裝置100a包含透明蓋板110、光電轉換層120、填平層130與顯示模組140a。在本實施方式中，顯示模組140a為反射式顯示器，且顯示模組140a包含電泳顯示模組142與前光模組144。電泳顯示模組142位於填平層130背對透明蓋板110的一側，且前光模組144位於填平層130與電泳顯示模組142之間。此外，電泳顯示模組142與前光模組144均經由電源管理系統(圖中省略未示)電性連接光電轉換層120，例如光電轉換層120產生的電力可傳輸至電源管理系統，再由電源管理系統提供電力給電泳顯示模組142與前光模組144。由於光電轉換層120位在透明蓋板110的邊緣區114，不會影響顯示區141的影像品質。
在本實施方式中，前光模組144可提供電泳顯示模組142入射光線，使得顯示裝置100a在光線不足的環境下仍可使用。
在本實施方式中，電泳顯示模組142包含陣列基板與顯示介質層。其中，顯示介質層具有複數個微膠囊，且每一微膠囊其內具有複數個黑色粒子與複數個白色粒子。當電泳顯示模組142內的電場控制白色粒子在上而黑色粒子在下時，進入電泳顯示模組142的光線可被顯示介質層反射，使透明蓋板110外的使用者可觀看顯示的影像。其中，進入電泳顯示模組142的光線可以為透明蓋板110外側的環境光線或前光模組144產生的光線。
在本實施方式中，填平層130位於前光模組144與透明蓋板110之間。填平層130可具有黏性與抗紫外線的能力，以節省顯示裝置100a的材料與製作成本。
第4圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置100b的剖面圖。顯示裝置100b包含透明蓋板110、光電轉換層120、填平層130與顯示模組140b。與第3圖實施方式不同的地方在於：顯示模組140b還包含觸控模組146。在本實施方式中，觸控模組146位於填平層130與前光模組144之間，也可位於填平層130與電泳顯示模組142之間。觸控模組146可讓顯示裝置100b具有觸控的功能。光電轉換層120產生的電力可傳輸至觸控模組146、電泳顯示模組142與前光模組144使用。由於光電轉換層120位在透明蓋板110的邊緣區114，不會影響顯示區141的影像品質。
在本實施方式中，填平層130位於觸控模組146與透明蓋板110之間。填平層130可具有黏性與抗紫外線的能力，以節省顯示裝置100b的材料與製作成本。
此外，在其他實施方式中，觸控模組146亦可位於前光模組144與電泳顯示模組142之間，依設計者需求而定。顯示模組140b亦可省略前光模組144而僅設置觸控模組146與顯示模組142。
第5圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置的製作方法的流程圖。顯示裝置的製作方法包含下列步驟。在步驟S1中，形成光電轉換層覆蓋透明蓋板的表面，其中此表面具有可視區與邊緣區。接著在步驟S2中，圖案化光電轉換層，使得位在可視區上的光電轉換層被移除而留下位在邊緣區上的光電轉換層。之後在步驟S3中，形成填平層覆蓋位在邊緣區上的光電轉換層與透明蓋板的可視區。最後在步驟S4中，將顯示模組設置於填平層上。
在以下敘述中，將說明上述各步驟。
第6至8圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置的製作方法的剖面圖。參閱第6圖，光電轉換層120可形成於透明蓋板110的表面113，以覆蓋透明蓋板110之表面113的可視區112與邊緣區114。光電轉換層120可利用化學氣相沉積(CVD)或物理氣相沉積(PVD)的方式形成。參閱第7圖，待光電轉換層120覆蓋透明蓋板110之表面113後，可圖案化光電轉換層120，以去除位在可視區112上的光電轉換層120，而留下位在邊緣區114上的光電轉換層120。其中，「圖案化」的製 程可包含曝光、顯影、蝕刻等光微影技術(photolithography)，但並不用以限制本發明。在另一實施例中，亦可直接在邊緣區114沉積光電轉換層。在此步驟，因邊緣區114上的光電轉換層120具有厚度，會產生段差H1，且光電轉換層120與透明蓋板110會形成凹槽115。
參閱第8圖，待透明蓋板110可視區112上的光電轉換層120移除後，可形成填平層130覆蓋位在邊緣區114上的光電轉換層120與透明蓋板110的可視區112。由於填平層130的厚度H2大於段差H1，因此段差H1與凹槽115可由填平層130填平。待填平層130形成後，便可將顯示模組140(見第2圖)設置於填平層130上。填平層130材料具有黏性且包含抗紫外線材料，顯示模組140藉由填平層130與透明蓋板110黏著。
此外，顯示裝置的製作方法還可包含經由電源管理系統電性連接光電轉換層120與顯示模組140(見第2圖)，以讓光電轉換層120可經由電源管理系統對顯示模組140供電。當顯示模組140a(見第3圖)具有電泳顯示模組142時(見第3圖)，顯示裝置的製作方法還可包含經由電源管理系統電性連接光電轉換層120與電泳顯示模組142，以讓光電轉換層120可經由電源管理系統對電泳顯示模組142供電。當顯示模組140a具有前光模組144(見第3圖)時，顯示裝置的製作方法還可包含經由電源管理系統電性連接光電轉換層120與前光模組144，以讓光電轉換層120可經由電源管理系統對前光模組144供電。同理，當顯示模組140b具有觸控模組146(見第4圖)時，顯示裝置的製作方法還可包含經由電源管理系統電性連接 光電轉換層120與觸控模組146，以讓光電轉換層120可經由電源管理系統對觸控模組146供電。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，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‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧透明蓋板
112‧‧‧可視區
113‧‧‧表面
114‧‧‧邊緣區
115‧‧‧凹槽
120‧‧‧光電轉換層
122‧‧‧側壁
130‧‧‧填平層
132‧‧‧表面
140‧‧‧顯示模組
141‧‧‧顯示區
H1‧‧‧段差
H2‧‧‧厚度

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置，包含：一透明蓋板，具有一可視區與一邊緣區；一光電轉換層，位於該透明蓋板的該邊緣區上，其中該光電轉換層與該透明蓋板的該可視區形成一段差，且該段差介於1μm至5μm的範圍；一顯示模組，電性連接該光電轉換層；以及一填平層，位於該顯示模組與該光電轉換層之間及位於該顯示模組與該透明蓋板的該可視區之間，且該填平層的厚度大於該段差。
  2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該填平層的厚度介於10μm至150μm的範圍。
  3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該透明蓋板與該光電轉換層定義出一凹槽，且該填平層填滿於該凹槽。
  4. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該填平層具有黏性。
  5. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該填平層材料包含抗紫外線材料。
  6. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該顯示模組為一反射式顯示器。
  7. 如請求項6所述的顯示裝置，其中該顯示模組包含：一電泳顯示模組，位於該填平層背對該透明蓋板的一側，且該電泳顯示模組經由一電源管理系統電性連接該光電轉換層。
  8. 如請求項1所述的顯示裝置，更包含：一前光模組，位於該填平層與該顯示模組之間，且該前光模組經由一電源管理系統電性連接該光電轉換層。
  9. 如請求項7所述的顯示裝置，更包含：一觸控模組，位於該填平層與該顯示模組之間。
  10. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該透明蓋板的材質為玻璃或高分子材料。
  11. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該光電轉換層包含複數個太陽能電池(solar cell)。
  12. 一種顯示裝置的製作方法，包含：形成一光電轉換層覆蓋一透明蓋板的一表面，其中該表面具有一可視區與一邊緣區；圖案化該光電轉換層，使得位在該可視區上的該光電轉換層被移除而留下位在該邊緣區上的該光電轉換層，該光電 轉換層與該透明蓋板的該可視區形成一段差，且該段差介於1μm至5μm的範圍；形成一填平層覆蓋位在該邊緣區上的該光電轉換層與該透明蓋板的該可視區；以及將一顯示模組設置於該填平層上。
  13. 如請求項12所述的製作方法，更包含：經由一電源管理系統電性連接該光電轉換層與該顯示模組。
  14. 如請求項13所述的製作方法，其中該填平層材料具有黏性且包含抗紫外線材料，該顯示模組藉由該填平層與該透明蓋板黏著。
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