TWI830047B - 顯示裝置 - Google Patents

顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI830047B
TWI830047B TW110130829A TW110130829A TWI830047B TW I830047 B TWI830047 B TW I830047B TW 110130829 A TW110130829 A TW 110130829A TW 110130829 A TW110130829 A TW 110130829A TW I830047 B TWI830047 B TW I830047B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electrode
display device
sub
substrate
electrophoretic medium
Prior art date
Application number
TW110130829A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202309631A (zh
Inventor
林俊佑
田堃正
Original Assignee
友達光電股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 友達光電股份有限公司 filed Critical 友達光電股份有限公司
Priority to TW110130829A priority Critical patent/TWI830047B/zh
Priority to CN202111651456.0A priority patent/CN114217488A/zh
Publication of TW202309631A publication Critical patent/TW202309631A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI830047B publication Critical patent/TWI830047B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F1/1676—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F1/1677—Structural association of cells with optical devices, e.g. reflectors or illuminating devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

一種顯示裝置，包括：基板以及位於基板上的多個子畫素。各子畫素包括：第一電極，位於基板上；第二電極，位於第一電極上；電泳介質，位於第一電極與第二電極之間；以及帶電粒子，懸浮於電泳介質中，其中，第一電極與第二電極之間具有至少兩種間距。

Description

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具有改善的灰階分切的顯示裝置。
電泳顯示器以其節能環保的優勢而受到市場關注，其利用環境光的反射或吸收而產生亮態或暗態，以達成顯示之目的，因此完全不需額外設置光源。
一般而言，電泳顯示器的電泳顯示薄膜(EPD film)主要是由電泳液以及懸浮於電泳液中的帶電粒子所構成，其透過施加電壓的方式驅動帶電粒子接近或遠離電極表面，藉以切換各子畫素的暗態與亮態，且從暗態到亮態的切換只需使帶電粒子離開電極表面約500nm，因此具有操作電壓小、反應速度快的優點，而能夠實現影片播放的應用。然而，暗態與亮態之間的快速切換也造成其操作區間極小，導致其無法精確地進行灰階分切。
本發明提供一種顯示裝置，具有改善的灰階分切。
本發明的一個實施例提出一種顯示裝置，包括：基板；以及多個子畫素，位於基板上，其中各子畫素包括：第一電極，位於基板上；第二電極，位於第一電極上；電泳介質，位於第一電極與第二電極之間；以及帶電粒子，懸浮於電泳介質中，其中，第一電極與第二電極之間具有至少兩種間距。
在本發明的一實施例中，上述的第一電極與第二電極之間的最小間距為最大間距的1/5至4/5。
在本發明的一實施例中，上述的第一電極與第二電極之間具有三種間距，且第一電極與第二電極之間的最小間距為最大間距的1/5至1/2。
在本發明的一實施例中，上述的第一電極具有階梯形剖面形狀或凸字形剖面形狀。
在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置還包括光學膜，其中第二電極位於光學膜與電泳介質之間。
在本發明的一實施例中，上述的光學膜包括多個微結構，且微結構的折射率大於電泳介質的折射率。
在本發明的一實施例中，上述的各子畫素還包括彩色濾光結構，且第二電極位於彩色濾光結構與電泳介質之間。
在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置還包括遮光結構，位於各子畫素的彩色濾光結構之間。
在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置還包括間隔件，位於各子畫素的電泳介質之間。
在本發明的一實施例中，上述的間隔件於基板的正投影在第一電極於基板的正投影之外。
在本發明的一實施例中，上述的第二電極的電壓脈衝藉由脈波寬度調變(PWM)、脈波振幅調變(PAM)或其組合的方式控制。
在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置還包括第一介電層，位於第一電極與電泳介質之間。
在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置還包括第二介電層，位於第二電極與電泳介質之間。
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。
10、20、30、40:顯示裝置
A-A’、B-B’、C-C’、D-D’:剖面線
BM:遮光結構
CF:彩色濾光結構
CV:蓋板
D11、D12、D21、D22、D23:間距
D31、D32、D33、D41、D42、D43:間距
DL:虛線
E1、E1A、E1B、E1C:第一電極
E2:第二電極
I:區域
I1、I2:介電層
IL:絕緣圖案
MD:電泳介質
ML:表面微結構
OP:光學膜
P11、P21、P31、P41:第一部
P12、P22、P32、P42:第二部
P23、P33、P43:第三部
PA:帶電粒子
PX:畫素
SB:基板
SP1、SP2、SP3、SP41、SP42、SP43、SP44:子畫素
SW:間隔件
圖1A是依照本發明一實施例的顯示裝置10的局部上視示意圖。
圖1B是沿圖1A的剖面線A-A’所作的剖面示意圖。
圖1C是圖1B的區域I的放大示意圖，顯示帶電粒子PA全部貼附於第二電極E2的整個表面。
圖1D是圖1B的區域I的放大示意圖，顯示一部分帶電粒子PA貼附於第二電極E2，且另一部分帶電粒子PA離開第二電極E2。
圖1E是圖1B的區域I的放大示意圖，顯示帶電粒子PA全 部遠離第二電極E2。
圖2A是依照本發明一實施例的顯示裝置20的局部上視示意圖。
圖2B是沿圖2A的剖面線B-B’所作的剖面示意圖。
圖3A是依照本發明一實施例的顯示裝置30的局部上視示意圖。
圖3B是沿圖3A的剖面線C-C’所作的剖面示意圖。
圖4A是依照本發明一實施例的顯示裝置40的局部上視示意圖。
圖4B是沿圖4A的剖面線D-D’所作的剖面示意圖。
圖5A是預設的目標灰階隨時段變化的曲線圖。
圖5B是比較例的顯示裝置的施加電壓及反射率隨時間變化的曲線圖，其中藉由脈波寬度調變(PWM)控制施加電壓。
圖5C是如圖1A至圖1B所示的顯示裝置10的施加電壓及反射率隨時間變化的曲線圖，其中藉由脈波寬度調變(PWM)控制施加電壓。
圖5D是比較例的顯示裝置的施加電壓及反射率隨時間變化的曲線圖，其中藉由脈波振幅調變(PAM)控制施加電壓。
圖5E是如圖1A至圖1B所示的顯示裝置10的施加電壓及反射率隨時間變化的曲線圖，其中藉由脈波振幅調變(PAM)控制施加電壓。
圖1A是依照本發明一實施例的顯示裝置10的局部上視示意圖。圖1B是沿圖1A的剖面線A-A’所作的剖面示意圖。圖1C是圖1B的區域I的放大示意圖，顯示帶電粒子PA全部貼附於第二電極E2的整個表面。圖1D是圖1B的區域I的放大示意圖，顯示一部分帶電粒子PA貼附於第二電極E2，且另一部分帶電粒子PA離開第二電極E2。圖1E是圖1B的區域I的放大示意圖，顯示帶電粒子PA全部遠離第二電極E2。為了使圖式的表達較為簡潔，圖1A示意性繪示第一電極E1，並省略其他構件。
請同時參照圖1A及圖1B，顯示裝置10包括：基板SB；以及多個子畫素SP1，位於基板SB上，其中各子畫素SP1包括：第一電極E1，位於基板SB上；第二電極E2，位於第一電極E1上；電泳介質MD，位於第一電極E1與第二電極E2之間；以及帶電粒子PA，懸浮於電泳介質MD中，其中第一電極E1與第二電極E2之間具有至少兩種間距。
在本發明的一實施例的顯示裝置10中，藉由第一電極E1與第二電極E2之間具有至少兩種間距，能夠在第一電極E1與第二電極E2之間具有相同電壓差之下產生至少兩種電場強度。如此一來，能夠藉由上述至少兩種電場強度更精確地控制帶電粒子PA貼附於第二電極E2的表面的比例，進而控制子畫素SP1的灰階分切，使得顯示裝置10具有改善的灰階控制。以下，配合圖1A至圖1E，繼續說明顯示裝置10的各個元件的實施方式，但本發明 不以此為限。
在本實施例中，顯示裝置10包括多個子畫素SP1，且多個子畫素SP1可以呈陣列排列於基板SB上，但不以此為限。在一些實施例中，如圖1A所示的四個子畫素SP1可以構成一個畫素。
在本實施例中，基板SB可以是透明基板或非透明基板，其材質例如是石英基板、玻璃基板、高分子基板或其他適當材質。基板SB可以承載顯示裝置10需要的元件或線路，例如驅動元件、開關元件、儲存電容、電源線、驅動訊號線、時序訊號線、電流補償線、檢測訊號線等等。舉例而言，基板SB還可以包括主動元件陣列(圖未示)，且主動元件陣列中的主動元件可以分別電性連接子畫素SP1。
各子畫素SP1可以包括第一電極E1、第二電極E2、電泳介質MD以及帶電粒子PA。在一些實施例中，顯示裝置10還可以包括驅動元件(圖未示)，且驅動元件可以電性連接至各子畫素SP1，以傳遞訊號至第一電極E1以及第二電極E2，或個別對第一電極E1以及第二電極E2施加電壓。在一些實施例中，驅動元件可以透過基板SB的主動元件電性連接至各子畫素SP1的第一電極E1。另外，上述驅動元件可以是接合至基板SB的晶片或直接形成於基板SB上的電路元件(包含主動元件、被動元件或其組合)。
在本實施例中，各個子畫素SP1的第二電極E2可以彼此分離而獨立地接收訊號。然而，在一些實施例中，各個子畫素SP1的第二電極E2可以彼此電性相連，或者，第二電極E2可在操作 時被施加相同的共用電壓。另外，在本實施例中，第二電極E2為透明電極，且第二電極E2的材質可以包括透明導電層，例如鋅氧化物、銦鋅氧化物(IZO)、銦錫氧化物(ITO)或銦鎵鋅氧化物(IGZO)的金屬氧化物、導電高分子、奈米碳管、石墨烯或金屬奈米線等透明導電材料。
在本實施例中，各個子畫素SP1的第一電極E1可以彼此分離，而獨立地接收訊號，例如第一電極E1可以分別電性連接至基板SB的主動元件，以獨立地接收由驅動元件提供的電壓訊號。在本實施例中，第一電極E1可以包括第一部P11以及第二部P12，其中第一部P11與第二電極E2之間具有間距D11，第二部P12與第二電極E2之間具有間距D12，間距D12小於間距D11，且第一部P11環繞第二部P12。為了使第一部P11與第二電極E2之間的電場強度與第二部P12與第二電極E2之間的電場強度間能夠有足夠的差異，間距D12可以是間距D11的1/5至4/5，例如間距D12為間距D11的3/5，但不限於此。
在一些實施例中，為了形成高度不同的第一部P11以及第二部P12，顯示裝置10還可以包括位於第二部P12與基板SB之間的絕緣圖案IL。另外，在一些實施例中，第一部P11還可以通過基板SB上的接墊電性連接至基板SB的主動元件。
在本實施例中，顯示裝置10還可以包括光學膜OP，其中第二電極E2位於光學膜OP與電泳介質MD之間。光學膜OP還可以包括形成於其表面上的表面微結構ML，表面微結構ML例 如是具有半圓形表面輪廓的微透鏡結構，且第二電極E2可以設置於表面微結構ML的表面上，而具有與表面微結構ML相同的半圓形表面輪廓。
在本實施例中，第一電極E1與第二電極E2之間的電泳介質MD例如為無色電泳液，且帶電粒子PA例如為黑色的帶負電荷粒子。當帶電粒子PA貼附於第二電極E2的整個表面時，帶電粒子PA可以破壞環境光於表面微結構ML的界面全反射，使得環境光可被帶電粒子PA吸收，因此子畫素SP1可呈現暗態。相反地，當帶電粒子PA離開第二電極E2的表面超出約500nm時，進入顯示裝置10的環境光可於光學膜OP的表面微結構ML與第二電極E2的界面發生全反射，而使子畫素SP1呈現亮態。一般而言，光學膜OP的表面微結構ML的折射率應大於電泳介質MD的折射率，且光學膜OP的表面微結構ML與電泳介質MD之間的折射率差愈大，全反射光佔環境入射光的比例愈多。此外，表面微結構ML的半圓形表面還可使反射光產生散射，使得顯示裝置10能夠提供非鏡面的顯示效果。
在本實施例中，顯示裝置10還可以包括蓋板CV，蓋板CV可位於第二電極E2上，且蓋板CV可以是透光蓋板，以免影響顯示裝置10的光利用率。在一些實施例中，為了實現全彩化，各子畫素SP1還可以包括彩色濾光結構CF，其中第二電極E2可以位於彩色濾光結構CF與電泳介質MD之間，或者，彩色濾光結構CF可以位於蓋板CV與第二電極E2之間，或者，彩色濾光結 構CF可以位於蓋板CV與光學膜OP之間，且彩色濾光結構CF於基板SB的正投影可以重疊第一電極E1於基板SB的正投影。彩色濾光結構CF可以是紅色濾光結構、綠色濾光結構、藍色濾光結構或無色濾光結構，以使通過彩色濾光結構CF的光線能具有相應的顏色。舉例而言，圖1A所示的四個子畫素SP1可以分別具有紅色、綠色、藍色以及無色的彩色濾光結構CF，而構成一個全彩化的畫素。在一些實施例中，彩色濾光結構CF可以包括螢光粉、量子點或類似性質的波長轉換材料。如此一來，當子畫素SP1處於亮態或灰階狀態時，經光學膜OP全反射的光線可被彩色濾光結構CF轉換成不同色彩的光線，使得顯示裝置10能夠提供全彩化的顯示效果。
在一些實施例中，顯示裝置10還可以包括多個遮光結構BM，遮光結構BM可用來定義彩色濾光結構CF的形成位置，例如遮光結構BM可具有開口，且彩色濾光結構CF可位於遮光結構BM的開口中。換句話說，遮光結構BM可以位於各子畫素SP1的彩色濾光結構CF之間，以提高子畫素SP1之間的色彩對比度。
請參照圖1C，當對第一電極E1施加負電壓、且對第二電極E2施加正電壓時，帶電粒子PA將往第二電極E2移動而貼附於第二電極E2的整個表面。如此一來，進入顯示裝置10的環境光將被帶電粒子PA吸收，而使子畫素SP1處於全暗態。
請參照圖1D，當將對第一電極E1施加的電壓從負電壓改為正電壓、且將對第二電極E2施加的電壓從正電壓改為負電壓 時，帶電粒子PA開始離開第二電極E2的表面。由於第一電極E1的第一部P11與第二電極E2之間的間距D11大於第二部P12與第二電極E2之間的間距D12，故第二部P12與第二電極E2之間的電場強度會大於第一部P11與第二電極E2之間的電場強度，使得第二部P12上方的帶電粒子PA會比第一部P11上方的帶電粒子PA先離開第二電極E2的表面超出500nm，例如超出虛線DL所示之處。在此情況下，由於帶電粒子PA的一部分貼附於第二電極E2的表面而呈現暗態，且帶電粒子PA的另一部分未貼附於第二電極E2的表面而呈現亮態，使得子畫素SP1整體顯現灰階。因此，能夠藉由第一部P11及第二部P12與第二電極E2之間的電場強度差異來控制帶電粒子PA停留於第二電極E2表面的比例，以精確控制子畫素SP1的灰階分切，從而改善顯示裝置10的灰階控制。
請參照圖1E，經過一段時間之後，第一部P11上方的帶電粒子PA也會遠離第二電極E2的表面，使得帶電粒子PA全部離開第二電極E2的表面超出虛線DL，此時子畫素SP1可由灰階態轉變為全亮態。
以下，使用圖2A至圖5E繼續說明本發明的其他實施例，並且，沿用圖1A至圖1B的實施例的元件標號與相關內容，其中，採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明，可參考圖1A至圖1B的實施例，在以下的說明中不再重述。
圖2A是依照本發明一實施例的顯示裝置20的局部上視 示意圖。圖2B是沿圖2A的剖面線B-B’所作的剖面示意圖。顯示裝置20包括相對的基板SB與蓋板CV、位於基板SB與蓋板CV之間的多個子畫素SP2、以及位於多個子畫素SP2與蓋板CV之間的光學膜OP、彩色濾光結構CF及遮光結構BM，且各子畫素SP2包括相對的第一電極E1A與第二電極E2、位於第一電極E1A與第二電極E2之間的電泳介質MD、以及懸浮於電泳介質MD中的帶電粒子PA。
與如圖1A至圖1B所示的顯示裝置10相比，圖2A至圖2B所示的顯示裝置20的不同之處在於：顯示裝置20還包括介電層I1以及間隔件SW，且第一電極E1A可以包括第一部P21、第二部P22以及第三部P23。
在本實施例中，顯示裝置10的介電層I1可以位於第一電極E1A與電泳介質MD之間，且介電層I1可以覆蓋第一電極E1A的表面，以防止電泳介質MD或是電泳介質MD中的雜質(例如染料)侵蝕或附著於第一電極E1A。另外，介電層I1的厚度應盡可能地薄，以免在對第一電極E1A施加電壓以使電泳介質MD中的帶電粒子PA往第一電極E1A移動時影響第一電極E1A對帶電粒子PA的靜電吸引力。在一些實施例中，顯示裝置10還包括介電層I2，介電層I2可以覆蓋第二電極E2的表面而具有與第二電極E2相同的表面輪廓，而且介電層I2可以位於電泳介質MD與第二電極E2之間，以防止電泳介質MD或是電泳介質MD中的雜質(例如染料)侵蝕或附著於第二電極E2。同樣地，介電層I2的 厚度應盡可能地薄，以免在對第二電極E2施加電壓以使電泳介質MD中的帶電粒子PA貼合於第二電極E2時影響第二電極E2對帶電粒子PA的靜電吸引力。
在本實施例中，顯示裝置10還可以包括間隔件SW，間隔件於基板SB的正投影可以在第一電極E1A於基板SB的正投影之外，或者，間隔件SW可以不重疊第一電極E1A，或者，間隔件SW可以分別重疊遮光結構BM。間隔件SW可以位於各子畫素SP2的電泳介質MD之間，以分隔各子畫素SP2的帶電粒子PA，進而避免各子畫素SP2的帶電粒子PA因凝聚、擴散不均勻或黏附而產生明顯的數量差異。在一些實施例中，間隔件SW的下端可以抵頂第一電極E1A或介電層I1，且間隔件SW的上端可以抵頂第二電極E2或介電層I2，以將各子畫素SP2的電泳介質MD以及帶電粒子PA完全分隔。在一些實施例中，間隔件SW的下端可以抵頂第一電極E1A或介電層I1，且間隔件SW的上端與第二電極E2或介電層I2之間可以具有間隙。在某些實施例中，間隔件SW的上端可以抵頂第二電極E2或介電層I2，且間隔件SW的下端與第一電極E1A或介電層I1之間可以具有間隙。
另外，在本實施例中，第一電極E1A的第二部P22環繞第三部P23，第一部P21環繞第二部P22，且第一部P21與第二電極E2之間具有間距D21，第二部P22與第二電極E2之間具有間距D22，第三部P23與第二電極E2之間具有間距D23，其中間距D21大於間距D22，間距D22大於間距D23，使得第一電極E1A 具有凸字形剖面形狀。藉由第一電極E1A與第二電極E2之間具有三種間距D21、D22以及D23，能夠在第一電極E1A與第二電極E2之間具有相同電壓差之下產生三種電場強度，進而能夠藉由控制帶電粒子PA停留於第二電極E2表面的比例來增加各子畫素SP2的灰階數量，從而改善顯示裝置20的灰階控制。在一些實施例中，間距D23可以是間距D21的1/5至4/5，以使第一部P21與第二電極E2之間形成的電場強度能夠和第三部P23與第二電極E2之間形成的電場強度存在足夠的差異。在一些實施例中，間距D23可以是間距D21的1/5至2/5，且間距D22可以是間距D21的3/5至4/5，以使第一部P21、第二部P22以及第三部P23分別與第二電極E2形成的電場強度之間能夠存在足夠的差異。
圖3A是依照本發明一實施例的顯示裝置30的局部上視示意圖。圖3B是沿圖3A的剖面線C-C’所作的剖面示意圖。顯示裝置30包括相對的基板SB與蓋板CV、以及位於基板SB與蓋板CV之間的多個子畫素SP3、光學膜OP、彩色濾光結構CF及遮光結構BM，且各子畫素SP3包括相對的第一電極E1B與第二電極E2、位於第一電極E1B與第二電極E2之間的電泳介質MD、間隔件SW及介電層I1、以及懸浮於電泳介質MD中的帶電粒子PA。
與如圖2A至圖2B所示的顯示裝置20相比，圖3A至圖3B所示的顯示裝置30的不同之處在於：顯示裝置30的第一電極E1B可以包括第一部P31、第二部P32以及第三部P33。
在本實施例中，第一電極E1B的第一部P31、第二部P32 以及第三部P33並排相鄰，第一部P31與第二電極E2之間具有間距D31，第二部P32與第二電極E2之間具有間距D32，第三部P33與第二電極E2之間具有間距D33，其中間距D31大於間距D32，且間距D32大於間距D33。舉例而言，間距D33可以是間距D31的1/5至1/2，且間距D32可以是間距D31的3/5至4/5，使得第一電極E1B具有階梯形剖面形狀。藉由第一電極E1B與第二電極E2之間具有三種間距D31、D32以及D33，能夠在第一電極E1B與第二電極E2之間具有相同電壓差之下產生三種電場強度，且第一部P31、第二部P32以及第三部P33分別與第二電極E2形成的電場強度之間能夠存在足夠的差異，以藉由控制帶電粒子PA停留於第二電極E2表面的比例來增加各子畫素SP3的灰階數量，從而改善顯示裝置30的灰階控制。在一些實施例中，第一電極E1B還可以包括第四部或更多部，且第一電極E1B的各個部與第二電極E2之間可具有互不相同的間距。
圖4A是依照本發明一實施例的顯示裝置40的局部上視示意圖。圖4B是沿圖4A的剖面線D-D’所作的剖面示意圖。顯示裝置40包括相對的基板SB與蓋板CV、以及位於基板SB與蓋板CV之間的多個子畫素SP4、光學膜OP、彩色濾光結構CF及遮光結構BM，且各子畫素SP4包括相對的第一電極E1C與第二電極E2、位於第一電極E1C與第二電極E2之間的電泳介質MD、間隔件SW及介電層I1、以及懸浮於電泳介質MD中的帶電粒子PA。
與如圖2A至圖2B所示的顯示裝置20相比，圖4A至圖 4B所示的顯示裝置40的不同之處在於：顯示裝置40的第一電極E1C可以包括第一部P41、第二部P42以及第三部P43，第一部P41、第二部P42以及第三部P43與第二電極E2的間距彼此不同。另外，顯示裝置40的子畫素SP4可以包括子畫素SP41、SP42、SP43、SP44，其中子畫素SP41、SP42、SP43、SP44的第一電極E1C的方位彼此不同，且子畫素SP41、SP42、SP43、SP44可以構成一個畫素PX。
舉例而言，請參照圖4B，第一電極E1C的第一部P41與第二電極E2之間具有間距D41，第二部P42與第二電極E2之間具有間距D42，第三部P43與第二電極E2之間具有間距D43，其中間距D41大於間距D42，且間距D42大於間距D43，使得第一電極E1C具有階梯形剖面形狀。藉由第一電極E1C與第二電極E2之間具有三種間距D41、D42以及D43，能夠在第一電極E1C與第二電極E2之間具有相同電壓差之下產生三種電場強度，進而能夠藉由控制帶電粒子PA停留於第二電極E2表面的比例來增加各子畫素SP4的灰階數量，從而改善顯示裝置40的灰階控制。在一些實施例中，間距D43可以是間距D41的1/5至2/5，且間距D42可以是間距D41的3/5至4/5，以使第一部P41、第二部P42以及第三部P43分別與第二電極E2形成的電場強度之間能夠存在足夠的差異。
另外，請參照圖4A，在本實施例中，子畫素SP41的第一電極E1C的第三部P43位於第一電極E1C的右下角，第二部P42 圍繞第三部P43的左側邊及上側邊，第一部P41圍繞第二部P42的左側邊及上側邊，且第二部P42位於第一部P41與第三部P43之間。而且，子畫素SP42的第一電極E1C的方位可以是子畫素SP41的第一電極E1C順時針旋轉90度，子畫素SP43的第一電極E1C的方位可以是子畫素SP42的第一電極E1C順時針旋轉90度，子畫素SP44的第一電極E1C的方位可以是子畫素SP43的第一電極E1C順時針旋轉90度。如此一來，整個畫素PX的灰階可以由中心往周邊遞增顯示。
圖5A是預設的目標灰階隨時段變化的曲線圖。圖5B是比較例的顯示裝置的施加電壓及反射率隨時間變化的曲線圖，其中藉由脈波寬度調變(PWM)控制比較例的顯示裝置的施加電壓。圖5C是如圖1A至圖1B所示的顯示裝置10的施加電壓及反射率隨時間變化的曲線圖，其中藉由脈波寬度調變(PWM)控制顯示裝置10的施加電壓。圖5D是比較例的顯示裝置的施加電壓及反射率隨時間變化的曲線圖，其中藉由脈波振幅調變(PAM)控制比較例的顯示裝置的施加電壓。圖5E是如圖1A至圖1B所示的顯示裝置10的施加電壓及反射率隨時間變化的曲線圖，其中藉由脈波振幅調變(PAM)控制顯示裝置10的施加電壓。
請參照圖5A，在本試驗例中，預先設定在第1時段(例如0至30微秒)顯示W255全亮態，在第2時段(例如30至60微秒)顯示W0全暗態，在第3時段(例如60至90微秒)顯示W64灰階，在第4時段(例如90至120微秒)顯示W128灰階， 在第5時段(例如120至150微秒)顯示W192灰階，在第6時段(例如150至180微秒)顯示W0全暗態，在第7時段(例如180至210微秒)顯示W255全亮態，且在第8時段(例如210至240微秒)顯示W0全暗態。
在本試驗例中，比較例與實施例的反射率測試皆在相同條件下對第二電極E2施加+10伏特(V)或-10伏特的電壓來進行，比較例與實施例的不同之處在於：實施例採用圖1A至圖1B所示的顯示裝置10進行，而比較例是將圖1A至圖1B所示的顯示裝置10的第一電極E1改為平面電極來進行，因此，比較例的平面電極與第二電極E2之間僅有一種間距D11。
從圖5B的PWM控制試驗結果可以看出，在第3時段(例如從60至90微秒)期間，比較例對於W64以下的灰階無法進一步精確的分切，且從W255全亮態切換到W0全暗態(例如在0至30微秒期間)時，需要保留較長的時間讓帶電粒子PA回到第二電極E2。然而，圖5C的PWM控制試驗結果顯示，實施例在W64以下的灰階還能夠繼續精確地分切，而且，因為第二部P12與第二電極E2之間的電場更強，從W255全亮態切換到W0全暗態時，帶電粒子PA回到第二電極E2的時間可以縮短，使得反射率切換更為迅速。
比較圖5D的比較例與圖5E的實施例的PAM控制試驗結果也可以看出，比較例在W64(例如在60至90微秒期間)以下的灰階分切較不精確，而實施例在W64以下的灰階還能夠進一步 精確地分切。另外，相較於比較例，由於實施例在第二部P12與第二電極E2之間具有更強的電場，當從W255全亮態切換到W0全暗態時，實施例的帶電粒子PA回到第二電極E2的時間可以更短，因此反射率的切換可更為迅速。
綜上所述，本發明的顯示裝置藉由第一電極與第二電極之間具有至少兩種間距，能夠在第一電極與第二電極之間具有相同電壓差之下產生至少兩種電場強度，以藉由電場強度差異來控制帶電粒子停留於第二電極表面的比例，從而進一步精確地分切子畫素的灰階，以改善顯示裝置的灰階分切。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:顯示裝置
BM:遮光結構
CF:彩色濾光結構
CV:蓋板
D11、D12:間距
E1:第一電極
E2:第二電極
I:區域
IL:絕緣圖案
MD:電泳介質
ML:表面微結構
OP:光學膜
P11:第一部
P12:第二部
PA:帶電粒子
SB:基板

Claims (8)

  1. 一種顯示裝置，包括：基板；多個子畫素，位於所述基板上，其中各所述子畫素包括：第一電極，位於所述基板上；第二電極，位於所述第一電極上；電泳介質，位於所述第一電極與所述第二電極之間；以及帶電粒子，懸浮於所述電泳介質中，其中，所述第一電極與所述第二電極之間具有至少兩種間距，所述第一電極與所述第二電極之間的最小間距為最大間距的1/5至4/5；光學膜，其中所述第二電極位於所述光學膜與所述電泳介質之間，所述光學膜包括多個微結構，且所述微結構的折射率大於所述電泳介質的折射率；以及間隔件，位於各所述子畫素的所述電泳介質之間，其中所述間隔件於所述基板的正投影在所述第一電極於所述基板的正投影之外。
  2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述第一電極與所述第二電極之間具有三種間距，且所述第一電極與所述第二電極之間的最小間距為最大間距的1/5至1/2。
  3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述第一電極具有階梯形剖面形狀或凸字形剖面形狀。
  4. 如請求項1所述的顯示裝置，其中各所述子畫素還包括彩色濾光結構，且所述第二電極位於所述彩色濾光結構與所述電泳介質之間。
  5. 如請求項4所述的顯示裝置，還包括遮光結構，位於各所述子畫素的所述彩色濾光結構之間。
  6. 如請求項1所述的顯示裝置，其中所述第二電極的電壓脈衝藉由脈波寬度調變(PWM)、脈波振幅調變(PAM)或其組合的方式控制。
  7. 如請求項1所述的顯示裝置，還包括第一介電層，位於所述第一電極與所述電泳介質之間。
  8. 如請求項1所述的顯示裝置，還包括第二介電層，位於所述第二電極與所述電泳介質之間。
TW110130829A 2021-08-20 2021-08-20 顯示裝置 TWI830047B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110130829A TWI830047B (zh) 2021-08-20 2021-08-20 顯示裝置
CN202111651456.0A CN114217488A (zh) 2021-08-20 2021-12-30 显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110130829A TWI830047B (zh) 2021-08-20 2021-08-20 顯示裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202309631A TW202309631A (zh) 2023-03-01
TWI830047B true TWI830047B (zh) 2024-01-21

Family

ID=80707222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110130829A TWI830047B (zh) 2021-08-20 2021-08-20 顯示裝置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114217488A (zh)
TW (1) TWI830047B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120114861A (ko) * 2011-04-08 2012-10-17 엘지디스플레이 주식회사 전기영동 표시장치와 이의 구동방법
KR20130078443A (ko) * 2011-12-30 2013-07-10 엘지디스플레이 주식회사 전기영동 표시 장치
CN103246123A (zh) * 2013-05-15 2013-08-14 福州大学 基于电子墨的动态光栅及控制方法和立体显示装置
CN112368633A (zh) * 2018-07-03 2021-02-12 协和(香港)国际教育有限公司 用于基于tir的图像显示器的滤色器阵列

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120114861A (ko) * 2011-04-08 2012-10-17 엘지디스플레이 주식회사 전기영동 표시장치와 이의 구동방법
KR20130078443A (ko) * 2011-12-30 2013-07-10 엘지디스플레이 주식회사 전기영동 표시 장치
CN103246123A (zh) * 2013-05-15 2013-08-14 福州大学 基于电子墨的动态光栅及控制方法和立体显示装置
CN112368633A (zh) * 2018-07-03 2021-02-12 协和(香港)国际教育有限公司 用于基于tir的图像显示器的滤色器阵列

Also Published As

Publication number Publication date
CN114217488A (zh) 2022-03-22
TW202309631A (zh) 2023-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10678045B2 (en) Light valve and display device
CN110520791B (zh) 显示基板及其驱动方法、显示装置
Amundson Electrophoretic imaging films for electronic paper displays
US20190129257A1 (en) Display Panel, Display Device And Control Method Thereof
KR102302401B1 (ko) 광루미네선스 장치, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치
US20180031941A1 (en) Multi-electrode total internal reflection image display
JP4817650B2 (ja) 粒子移動型表示素子及び粒子移動型表示装置
KR100553055B1 (ko) 전기영동 표시장치
JP4785244B2 (ja) 電気泳動表示装置及び表示方法
TWI434259B (zh) 電泳裝置與其控制方法
US20130050804A1 (en) Electrophoretic display device
JP2003005225A (ja) 電気泳動表示装置、及び該電気泳動表示装置の駆動方法
KR101534626B1 (ko) 전기영동 표시장치 및 그 격벽의 형성방법
TWI830047B (zh) 顯示裝置
US8767281B2 (en) Flat panel display apparatus
KR20200140965A (ko) 표시 장치
TWI788646B (zh) 電光顯示器及其驅動方法
KR20230099801A (ko) 광 경로 제어 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
JP2004177950A (ja) 電気泳動表示装置
US8730561B2 (en) Electrophoretic display device and driving method thereof
CN108831319A (zh) 微led显示器件
JP3715907B2 (ja) 電気泳動表示装置
JP2005265921A (ja) 表示装置及びその製造方法
KR102623481B1 (ko) 전기 변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
TWI813493B (zh) 顯示裝置