TWI845025B - 顯示裝置 - Google Patents

Abstract

提供一種顯示裝置，包括依序層疊的基板、膽固醇液晶層以及透明電極層。膽固醇液晶層包括膽固醇液晶分子以及多個透明光阻結構，每一透明光阻結構為封閉結構，且膽固醇液晶分子分別被容置於多個透明光阻結構圍繞而形成的多個圖案化區域內，以形成多個膽固醇液晶圖案。透明電極層包括多個子電極。多個膽固醇液晶圖案分別受多個子電極驅動，且每一透明光阻結構在基板的垂直投影落在對應的子電極在基板的垂直投影內。

Description

顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置。

膽固醇液晶是一種具有雙穩態特性的液晶分子，其可反射波長與其螺距相當的圓偏振光，因此可以用來呈現裝飾圖案。目前市面上的顯示裝置例如是將膽固醇液晶層以陣列（array）結構的形式來配置，每一個圖案由多個像素構成，藉由控制像素電極的電壓來提供可切換有無的裝飾圖案。

如圖1所示，顯示裝置1A包括膽固醇液晶層300A，膽固醇液晶層300A以週期性的陣列形式形成多個像素，並藉由開關元件（例如薄膜電晶體）控制每個像素內的膽固醇液晶分子，以提供多個膽固醇液晶圖案DP。然而，這樣的陣列結構複雜，導致其製造成本高且不利環保。因此，亟需一種成本低且兼具環保的膽固醇液晶顯示裝置。

本發明提供一種顯示裝置，不需要複雜的陣列結構來切換裝飾圖案的有無，成本低且兼具環保。

根據本發明一實施例，提供一種顯示裝置，包括依序層疊配置的下基板、下透明電極層、膽固醇液晶層、上透明電極層以及上基板。膽固醇液晶層包括膽固醇液晶分子以及多個透明光阻結構，每一透明光阻結構為封閉結構，且膽固醇液晶分子分別被容置於多個透明光阻結構圍繞而形成的多個圖案化區域內，以形成多個膽固醇液晶圖案。上透明電極層為圖案化電極層，且包括多個子電極。下透明電極層被配置為共電極。多個膽固醇液晶圖案分別受多個子電極驅動，且每一透明光阻結構在下基板的垂直投影落在對應的子電極在下基板的垂直投影內。

跟據本發明另一實施例，提供一種顯示裝置，包括依序層疊配置的下基板、下透明電極層、膽固醇液晶層、上透明電極層以及上基板。膽固醇液晶層包括膽固醇液晶分子以及多個透明光阻結構，每一透明光阻結構為封閉結構，且膽固醇液晶分子分別被容置於多個透明光阻結構圍繞而形成的多個圖案化區域內，以形成多個膽固醇液晶圖案。上透明電極層為圖案化電極層，且包括多個第一子電極以及多個第二子電極。多個第一子電極以及多個第二子電極交錯配置以形成多個互感應電容。下透明電極層被配置為共電極。多個膽固醇液晶圖案分別受多個第一子電極驅動，且每一透明光阻結構在下基板的垂直投影落在對應的第一子電極在下基板的垂直投影內。

基於上述，本發明實施例提供的顯示裝置利用多個透明光阻結構定義多個膽固醇液晶圖案，並以上透明電極層的多個子電極分別驅動多個膽固醇液晶圖案。膽固醇液晶層的結構簡單，不需要複雜的陣列結構，且裝飾圖案可切換有無。相較於習知的可切換裝飾圖案的顯示裝置，本發明實施例提供的顯示裝置製造成本低且兼具環保。

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。

參照圖2A、圖2B、圖2C以及圖2D。本發明實施例提供的顯示裝置1可以顯示膽固醇液晶圖案（裝飾圖案）DP _i，且包括依序層疊配置的下基板10、下透明電極層100、膽固醇液晶層300、上透明電極層200以及上基板20。膽固醇液晶層300包括膽固醇液晶分子CLC以及多個透明光阻結構300W。下透明電極層100被配置為共電極。

在一些實施例中，如圖2B及圖2C所示，可藉由噴塗製程來配置透明光阻結構300W以及膽固醇液晶分子CLC。每一個透明光阻結構300W在X-Y平面上形成一封閉結構，此封閉結構圍繞形成一個圖案化區域PA。由於透明光阻結構300W以噴塗製程製造，圖案化區域PA的形狀可以根據需求設計。因此，可以不同的透明光阻結構300W形成不同形狀的圖案化區域PA。膽固醇液晶分子CLC被容置於不同的圖案化區域PA內，形成為多個膽固醇液晶圖案DP _i。當圖案化區域PA內的膽固醇液晶分子CLC為平面態（Planar state），膽固醇液晶圖案DP _i被顯示，是可視的。當圖案化區域PA內的膽固醇液晶分子CLC為焦錐態（Focal conic state），膽固醇液晶圖案DP _i不被顯示，是不可視的。

在一些實施例中，透明光阻結構300W還可以具備疏水性，以降低膽固醇液晶分子CLC在透明光阻結構300W上的附著力。使得除了因透明光阻結構300W的圍繞而產生的物理性限制外，膽固醇液晶分子CLC還能夠因其本身的內聚力大於上述的附著力而被進一步限制於透明光阻結構300W圍繞形成的圖案化區域PA內，避免膽固醇液晶分子CLC洩漏至透明光阻結構300W外。

上透明電極層200為圖案化電極層，且包括多個子電極。在一些實施例中，不同的膽固醇液晶圖案DP _i所對應的子電極彼此電性連接。但是本發明不以此為限，在一些實施例中，不同的膽固醇液晶圖案DP _i所對應的子電極彼此電性絕緣。

具體而言，請同時參照圖2A以及圖2D，在一實施例中，圖2D是沿圖2A的線段Ⅰ-Ⅰ’的橫截面示意圖，不同的膽固醇液晶圖案DP _i（圖2A中的英文字母D及E）對應上透明電極層200的同一個子電極，或是對應彼此電性相連的子電極。在這樣的情況下，這些不同的膽固醇液晶圖案DP _i（圖2A中的英文字母D及E）可以同時顯示或同時不顯示。

相對的，在一實施例中，圖2D是沿圖2A的線段Ⅱ-Ⅱ’的橫截面示意圖，一個子電極只對應單一個膽固醇液晶圖案DP _i（圖2A中的英文字母G），不同的膽固醇液晶圖案DP _i（圖2A中的英文字母A、B、C、D、E、F及G）分別對應不同子電極，且不同子電極之間電性絕緣。在這樣的情況下，可以藉由不同的子電極獨立驅動這些膽固醇液晶圖案DP _i（圖2A中的英文字母A、B、C、D、E、F及G）顯示或不顯示。

應當特別注意的是，如圖2D所示，每一個透明光阻結構300W以及其所圍繞而形成的膽固醇液晶圖案DP _i在下基板10的垂直投影皆落在對應的子電極在下基板10的垂直投影內，以確保每個膽固醇液晶圖案DP _i（圖2A中的英文字母A、B、C、D、E、F及G）顯示時的圖案完整性，避免因子電極的面積太小或未完整覆蓋透明光阻結構300W以及膽固醇液晶圖案DP _i而造成圖案形狀的缺陷，例如圖案出現缺口或出現裂痕等。在一些實施例中，每一個透明光阻結構300W以及其所圍繞而形成的膽固醇液晶圖案DP _i在下基板10的垂直投影落在對應的子電極在下基板10的垂直投影內，且小於對應的子電極在下基板10的垂直投影。

為了充分說明本發明的各種實施態樣，將在下文描述本發明的其他實施例。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，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前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

參照圖3，相較於上述的實施例，根據本發明一些實施例提供的顯示裝置2還可以包括顯示面板30，配置於下基板10下方。換句話說，於顯示面板30上配置顯示裝置1構成了顯示裝置2。顯示裝置2可以同時顯示顯示裝置1的膽固醇液晶圖案DP _i以及顯示面板30的影像。

參照圖4A、圖4B以及圖4C，其中圖4C是圖4B中線段Ⅲ-Ⅲ’的局部橫截面示意圖。相較於顯示裝置1，顯示裝置3的下基板10F以及上基板20F皆為可撓式基板。因此，顯示裝置3可以被配置在物件表面50上，且物件表面50可以是曲面。除此之外，上透明電極層200為圖案化電極層，且包括多個分立的子電極200_1、200_2、200_3…200_N，彼此相絕緣，且每一個子電極200_1、200_2、200_3…200_N只對應一個膽固醇液晶圖案DP _i。

在本實施例中，不同的膽固醇液晶圖案DP _i分別受不同的子電極200_1、200_2、200_3…200_N驅動。利用自感電容感測方法，子電極200_1、200_2、200_3…200_N為觸控電極，分別藉由不同的導線連接驅動及感測電路H_1、H_2、H_3…H_N。當手指觸碰顯示裝置3，子電極200_1、200_2、200_3…或200_N與手指間產生足夠大的耦合電容。藉由子電極200_1、200_2、200_3…或200_N所量測到的電容變化值來推知使用者點選了哪一個膽固醇液晶圖案DP _i。

參照圖5A至圖5E，其中圖5B可以例如是圖5A中沿著英文字母T以及Y的連線方向的局部橫截面示意圖。

顯示裝置4的上透明電極層200為圖案化電極層，且包括多個分立的子電極201以及多個分立的子電極202。多個子電極201除了用於驅動膽固醇液晶圖案DP _i，多個子電極201搭配多個子電極202還可用做為觸控電極，顯示裝置4還配置有保護層40以提供使用者觸碰。

具體而言，多個分立的子電極201沿著Y方向排列且分別連接驅動電路X1~X4，多個分立的子電極202沿著X方向排列且分別連接感測電路Y1~Y10。利用互感應電容方法，在一個時間週期的前半週期內，依序以驅動電路X1~X4驅動多個分立的子電極201，使得在子電極201以及子電極202兩兩相鄰處所構成的多個電容被充電。在同一個時間週期的後半週期內，則依序以感測電路Y1~Y10感測多個分立的子電極202上的電壓，以獲得4×10個資料。因此當使用者以手指點選顯示裝置4上的某一個膽固醇液晶圖案DP _i，即可藉由該4×10個資料得知其點選了哪一個膽固醇液晶圖案DP _i。

應當說明的是，本實施例僅示例地繪示了4個分立的子電極201以及對應的4個驅動電路X1~X4，並且僅示例地繪示了10個分立的子電極202以及對應的10個感測電路Y1~Y10，但是該等元件的數量並不以此為限。

應當注意的是，相較於顯示裝置3，顯示裝置4的單一個子電極201可以用於驅動多個膽固醇液晶圖案DP _i。舉例而言，在圖5A中，多個膽固醇液晶圖案DP _i（數字1、2、3、4、5、6、7、8、9、0）係藉由同一個子電極201驅動。又例如，多個膽固醇液晶圖案DP _i（英文字母A、S、D、F、G、H、J、K、L）係藉由同一個子電極201驅動。可以將顯示裝置4的單一個子電極201配置為同時驅動多個膽固醇液晶圖案DP _i的主要原因在於，藉由上述互感應電容方法，顯示裝置4能夠根據4×10個資料得知使用者點選了哪一個膽固醇液晶圖案DP _i。這使得顯示裝置4能夠相較於顯示裝置3提供更複雜的裝飾圖案。如圖5C所示，顯示裝置4可以利用多個膽固醇液晶圖案DP _i顯示較複雜的資訊。

應當注意的是，在其他實施例中，多個膽固醇液晶圖案DP _i也可以由多個子電極202驅動，或是一部分的膽固醇液晶圖案DP _i由一些子電極201驅動且剩餘的其他膽固醇液晶圖案DP _i由一些子電極202驅動，而不以圖5A的配置為限。

參照圖5C、圖5D以及圖5E，當顯示裝置4欲從無裝飾圖案的狀態（如圖5C左圖所示）切換為有裝飾圖案的狀態（如圖5C右圖所示），施加在子電極201的電壓大小可如圖5D所示。具體而言，在第一階段以高電壓V1（例如30V~50V）使膽固醇液晶分子處於暫時態（Homeotropic state，垂直態）；在第二階段以低電壓V2（例如0V）使膽固醇液晶分子處於平面態（Planar state）以顯示裝飾圖案；並在第三階段以低電壓V3（例如5V~10V）維持膽固醇液晶分子處於平面態且上透明電極層200可以提供觸控功能。

相對的，當顯示裝置4欲從有裝飾圖案的狀態（如圖5C右圖所示）切換為無裝飾圖案的狀態（如圖5C左圖所示），施加在子電極201的電壓可如圖5E所示。具體而言，在第一階段，膽固醇液晶分子處於平面態（Planar state），子電極201的電壓V1為0V；在第二階段施加一較高電壓V2（例如15V~20V）；以及在第三階段將子電極201的電壓V3降低為0V，以維持膽固醇液晶分子處於焦錐態。

綜上所述，本發明實施例提供的顯示裝置利用多個透明光阻結構定義多個膽固醇液晶圖案，並以上透明電極層的多個子電極分別驅動多個膽固醇液晶圖案。膽固醇液晶層的結構簡單，不需要複雜的陣列結構，且裝飾圖案可切換有無。相較於習知的可切換裝飾圖案的顯示裝置，本發明實施例提供的顯示裝置製造成本低且兼具環保。

1、2、3、4:顯示裝置 10、10F:下基板 20、20F:上基板 30:顯示面板 50:表面 100:下透明電極層 200:上透明電極層 200_1、200_2、200_3…200_N、201、202:子電極 300:膽固醇液晶層 300W:透明光阻結構 CLC:膽固醇液晶分子 DP _i:膽固醇液晶圖案 H_1、H_2、H_3…H_N:驅動及感測電路 PA:圖案化區域 V1、V2、V3:電壓 X1~X4:驅動電路 X、Y、Z:方向 Y1~Y10:感測電路

圖1是根據比較例的顯示裝置的示意圖。 圖2A是根據本發明實施例的顯示裝置的示意圖。 圖2B以及圖2C繪示了根據本發明實施例的顯示裝置的製造方法的示意圖。 圖2D是圖2A的顯示裝置的局部橫截面示意圖。 圖3是根據本發明實施例的顯示裝置的示意圖。 圖4A是根據本發明實施例的顯示裝置的示意圖。 圖4B是圖4A的顯示裝置在一應用的示意圖。 圖4C是圖4B的局部橫截面示意圖。 圖5A是根據本發明實施例的顯示裝置的示意圖。 圖5B是圖5A的顯示裝置的局部橫截面示意圖。 圖5C是根據本發明實施例的顯示裝置的示意圖。 圖5D是根據本發明實施例的顯示裝置的驅動電壓示意圖。 圖5E是根據本發明實施例的顯示裝置的驅動電壓示意圖。

10:下基板 100:下透明電極層 300:膽固醇液晶層 300W:透明光阻結構 CLC:膽固醇液晶分子 DP _i:膽固醇液晶圖案 X、Y、Z:方向

Claims (10)

1. 一種顯示裝置，包括依序層疊配置的下基板、下透明電極層、膽固醇液晶層、上透明電極層以及上基板，其中，所述膽固醇液晶層包括膽固醇液晶分子以及多個透明光阻結構，每一所述透明光阻結構為封閉結構且彼此獨立，且所述膽固醇液晶分子分別被容置於所述多個透明光阻結構各自圍繞而形成的多個圖案化區域內，以形成多個膽固醇液晶圖案，所述上透明電極層為圖案化電極層，且包括多個子電極，所述多個膽固醇液晶圖案分別受所述多個子電極驅動，藉此所述膽固醇液晶分子處於平面態時，所述上透明電極層提供觸控功能，所述下透明電極層被配置為共電極，以及每一所述透明光阻結構以及其所圍繞而形成的所述膽固醇液晶圖案在所述下基板的垂直投影完全落在對應的所述子電極在所述下基板的垂直投影內。
2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中每一所述子電極只對應所述多個膽固醇液晶圖案中的一者。
3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中每一所述透明光阻結構在所述下基板的所述垂直投影小於對應的所述子電極在所述下基板的所述垂直投影。
4. 一種顯示裝置，包括依序層疊配置的下基板、下透明電極層、膽固醇液晶層、上透明電極層以及上基板，其中，所述膽固醇液晶層包括膽固醇液晶分子以及多個透明光阻結 構，每一所述透明光阻結構為封閉結構且彼此獨立，且所述膽固醇液晶分子分別被容置於所述多個透明光阻結構各自圍繞而形成的多個圖案化區域內，以形成多個膽固醇液晶圖案，所述上透明電極層為圖案化電極層，且包括多個第一子電極以及多個第二子電極，且所述多個第一子電極以及所述多個第二子電極交錯配置以形成多個互感應電容，所述多個膽固醇液晶圖案分別受所述多個第一子電極驅動，藉此所述膽固醇液晶分子處於平面態時，所述上透明電極層提供觸控功能，所述下透明電極層被配置為共電極，以及每一所述透明光阻結構以及其所圍繞而形成的所述膽固醇液晶圖案在所述下基板的垂直投影完全落在對應的所述第一子電極在所述下基板的垂直投影內。
5. 如請求項4所述的顯示裝置，其中每一所述透明光阻結構在所述下基板的所述垂直投影小於對應的所述第一子電極在所述下基板的所述垂直投影。
6. 如請求項1或4所述的顯示裝置，其中所述多個透明光阻結構具備疏水性。
7. 如請求項1或4所述的顯示裝置，其中所述上基板以及所述下基板為可撓式基板。
8. 如請求項1或4所述的顯示裝置，還包括顯示面板，其中所述下基板配置於所述顯示面板以及所述上基板之間。
9. 如請求項4所述的顯示裝置，所述多個第一子電極分別連接多個驅動電路，且所述多個第二子電極分別連接多個感測電路。
10. 如請求項4所述的顯示裝置，其中所述多個膽固醇液晶圖案被所述多個第一子電極中的同一者驅動。

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