TWI847324B - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種顯示裝置。The present invention relates to a display device.
近年來,顯示裝置被設計成具有特殊的裝飾外觀以提高變化性,其主要是利用反射態的膽固醇液晶來反射特定偏振態的光,使得膽固醇液晶的圖案是可視的。然而,為了達到切換該圖案開啟或關閉的目的,往往需要多個層膜,使得疊層結構複雜。若要採用多個圖案,並且在多個圖案之間切換,疊層結構的複雜度會更高。In recent years, display devices have been designed with special decorative appearances to improve variability, mainly by using reflective cholesterol liquid crystals to reflect light of a specific polarization state, so that the cholesterol liquid crystal pattern is visible. However, in order to achieve the purpose of switching the pattern on or off, multiple layers are often required, making the stacking structure complex. If multiple patterns are used and switched between multiple patterns, the complexity of the stacking structure will be even higher.
本發明提供一種顯示裝置,可切換圖案開啟或關閉,且疊層結構簡單,還可以切換多個圖案。The present invention provides a display device that can switch patterns on or off, has a simple stacking structure, and can switch multiple patterns.
根據本發明一實施例,提供一種顯示裝置,顯示裝置包括依序層疊配置的顯示面板、第一膽固醇液晶層、四分之一波片以及第一切換式偏光片。第一膽固醇液晶層被配置以反射左旋圓偏光或右旋圓偏光中的一者。當第一切換式偏光片開啟偏光性,第一切換式偏光片為線偏光片且具有第一吸收軸。According to an embodiment of the present invention, a display device is provided, comprising a display panel, a first cholesterol liquid crystal layer, a quarter wave plate, and a first switching polarizer which are sequentially stacked. The first cholesterol liquid crystal layer is configured to reflect one of left-handed circular polarization or right-handed circular polarization. When the first switching polarizer turns on polarization, the first switching polarizer is a linear polarizer and has a first absorption axis.
基於上述,本發明實施例提供的顯示裝置藉由切換式偏光片來改變光的偏振態,使得顯示裝置得以簡單切換膽固醇液晶的圖案為可視的或不可視的。相較於習知技藝中偏光片的偏光性不可關閉的情況,可以省略多個用來控制相位(偏振態)的光學元件(例如電控式液晶元件),縮小顯示裝置的體積。Based on the above, the display device provided by the embodiment of the present invention changes the polarization state of light by means of a switchable polarizer, so that the display device can simply switch the cholesterol liquid crystal pattern to be visible or invisible. Compared with the conventional art where the polarization of the polarizer cannot be turned off, multiple optical elements (such as electrically controlled liquid crystal elements) used to control the phase (polarization state) can be omitted, thereby reducing the size of the display device.
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。In order to make the above features and advantages of the present invention more clearly understood, embodiments are specifically cited below and described in detail with reference to the accompanying drawings.
參照圖1A至圖1C,顯示裝置100包括依序層疊配置的顯示面板10、第一膽固醇液晶層102、四分之一波片20以及第一切換式偏光片101。第一膽固醇液晶層102具有圖案,且被配置以反射右旋圓偏光。當第一切換式偏光片101開啟偏光性,第一切換式偏光片101為線偏光片且具有第一吸收軸,第一吸收軸平行X方向。1A to 1C, the
參照圖1B,當第一切換式偏光片101關閉偏光性,不具特定偏振態的環境光C1的各方向電場皆可以穿透第一切換式偏光片101,其中,環境光C1的電場如圖1B所示以X方向的電場分量以及Y方向的電場分量來表示。從另一個角度來說,環境光C1可以被視為是X方向的線偏光以及Y方向的線偏光的組合。Referring to FIG1B , when the first
藉由適當配置四分之一波片20的光軸方向,可以使X方向的線偏光在穿透四分之一波片20後形成為右旋圓偏光(在圖1B以及後續的其他圖式中,以順時針方向箭頭表示右旋圓偏光),並且使Y方向的線偏光在穿透四分之一波片20後形成為左旋圓偏光(在圖1B以及後續的其他圖式中,以逆時針方向箭頭表示左旋圓偏光)。By properly configuring the optical axis direction of the quarter-
由於第一膽固醇液晶層102被配置為反射右旋圓偏光,環境光C1中的左旋圓偏光則會穿透第一膽固醇液晶層102。在圖1B中,被第一膽固醇液晶層102反射的右旋圓偏光被標記為反射圖案光C2。具體而言,第一膽固醇液晶層102具備膽固醇液晶並且具有裝飾圖案,例如木紋。膽固醇液晶是一種具有布拉格反射及雙穩態之特性的液晶分子,其可反射波長與其螺距相當且旋光性相同的入射光,因此會呈現其裝飾圖案。在本實施例中,右旋圓偏光可以被第一膽固醇液晶層102反射,因此,反射圖案光C2具有第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案資訊。反射圖案光C2在穿透四分之一波片20後則形成為X方向的線偏光。X方向的線偏光則可以穿透第一切換式偏光片101,使得第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案是可視的。Since the first cholesterol
在一實施例中,圖1B中的顯示面板10關閉,使用者只會看到第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案。在一實施例中,圖1B中的顯示面板10開啟以提供顯示影像,使用者可以同時看到第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案以及顯示面板10的顯示影像。In one embodiment, the
參照圖1C,當第一切換式偏光片101開啟偏光性,由於其第一吸收軸平行X方向,只有Y方向的線偏光可以穿透第一切換式偏光片101。Y方向的線偏光在穿透四分之一波片20後則形成為左旋圓偏光,此左旋圓偏光則會穿透第一膽固醇液晶層102。使用者不會看到第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案。Referring to FIG. 1C , when the first
在一實施例中,圖1C中的顯示面板10為自發光顯式面板,例如微發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示面板或其他合適的自發光顯示面板。當顯示面板10開啟,其輸出影像光以提供顯示影像,顯示面板10可以提高影像光中與第一膽固醇液晶層102的膽固醇液晶的螺距對應的波長的輸出亮度,以彌補具備上述波長的影像光被第一膽固醇液晶層102反射回顯示面板10的部分,避免色偏。In one embodiment, the
在圖1A至圖1C所示的實施例中,第一膽固醇液晶層102被配置以反射右旋圓偏光,且第一切換式偏光片101的第一吸收軸平行X方向。但是本發明不以此為限,在一實施例中,第一膽固醇液晶層102被配置以反射左旋圓偏光,且第一切換式偏光片101的第一吸收軸平行Y方向。在這樣的情況下,圖1B中的反射圖案光C2為左旋圓偏光,其在穿透四分之一波片20後則形成為Y方向的線偏光,同樣可以穿透第一切換式偏光片101,使得第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案是可視的。在圖1C中,穿透第一切換式偏光片101的為X方向的線偏光,其在穿透四分之一波片20後形成為右旋圓偏光,並接續穿透第一膽固醇液晶層102,第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案同樣不是可視的。In the embodiments shown in FIGS. 1A to 1C , the first cholesterol
在一實施例中,第一切換式偏光片101包括摻雜染料之液晶分子。藉由電控,可以開啟或關閉第一切換式偏光片101的偏光性,但是本發明不以此為限。應當注意的是,在習知技藝中,偏光片的偏光性不可關閉,因此需要藉由加入其他元件,例如電控式液晶元件等元件,來改變光的相位(偏振態),以做為切換膽固醇液晶層的圖案是否可視的手段,然而卻造成顯示裝置的體積太大的狀況。由於本發明實施例的第一切換式偏光片101的偏光性可以開啟或關閉,顯示裝置100得以簡單切換第一膽固醇液晶層102的圖案為可視的或是不可視的,並省略多個光學元件,縮小顯示裝置100的體積。In one embodiment, the first
參照圖2A至圖2C,顯示裝置200包括依序層疊配置的顯示面板10、第二膽固醇液晶層202、第一膽固醇液晶層102、四分之一波片20、第二切換式偏光片201以及第一切換式偏光片101。如圖2A所示,第一膽固醇液晶層102、第二膽固醇液晶層202配置於顯示面板10與四分之一波片20之間,且第二切換式偏光片201配置於四分之一波片20與第一切換式偏光片101之間。2A to 2C , the
在本實施例中,第一膽固醇液晶層102具有圖案,且被配置以反射右旋圓偏光;第二膽固醇液晶層202也具有圖案,且其不同於第一膽固醇液晶層102的圖案,並且,第二膽固醇液晶層202被配置以反射左旋圓偏光;當第一切換式偏光片101開啟偏光性,第一切換式偏光片101為線偏光片且具有第一吸收軸,第一吸收軸平行X方向;當第二切換式偏光片201開啟偏光性,第二切換式偏光片201為線偏光片且具有第二吸收軸,第二吸收軸平行Y方向。In the present embodiment, the first cholesterol
參照圖2B,在此實施例中,第一切換式偏光片101關閉偏光性,且第二切換式偏光片201開啟偏光性。不具特定偏振態的環境光C1的各方向電場皆可以穿透第一切換式偏光片101,但是只有X方向的線偏光可以穿透第二切換式偏光片201。此X方向的線偏光在穿透四分之一波片20後形成為右旋圓偏光。由於右旋圓偏光可以被第一膽固醇液晶層102反射,反射圖案光C2具有第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案資訊。反射圖案光C2在穿透四分之一波片20後形成為X方向的線偏光。X方向的線偏光則可以依序穿透第二切換式偏光片201以及第一切換式偏光片101,使得第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案是可視的,且第二膽固醇液晶層202的裝飾圖案是不可視的。Referring to FIG. 2B , in this embodiment, the first
在一實施例中,圖2B中的顯示面板10關閉,使用者只會看到第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案。在一實施例中,圖2B中的顯示面板10開啟以提供顯示影像,使用者可以同時看到第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案以及顯示面板10的顯示影像。In one embodiment, the
參照圖2C,在此實施例中,第一切換式偏光片101開啟偏光性,且第二切換式偏光片201關閉偏光性。在不具特定偏振態的環境光C1中,只有Y方向的線偏光可以穿透第一切換式偏光片101,並接續穿透第二切換式偏光片201。此Y方向的線偏光在穿透四分之一波片20後形成為左旋圓偏光,且此左旋圓偏光穿透第一膽固醇液晶層102。由於左旋圓偏光可以被第二膽固醇液晶層202反射,反射圖案光C3具有第二膽固醇液晶層202的裝飾圖案資訊。反射圖案光C3可以穿透第一膽固醇液晶層102,並維持為左旋圓偏光。此左旋圓偏光在穿透四分之一波片20後形成為Y方向的線偏光。Y方向的線偏光則可以依序穿透第二切換式偏光片201以及第一切換式偏光片101,使得第二膽固醇液晶層202的裝飾圖案是可視的,且第一膽固醇液晶層102的裝飾圖案是不可視的。Referring to FIG. 2C , in this embodiment, the first
在一實施例中,圖2C中的顯示面板10關閉,使用者只會看到第二膽固醇液晶層202的裝飾圖案。在一實施例中,圖2C中的顯示面板10開啟以提供顯示影像,使用者可以同時看到第二膽固醇液晶層202的裝飾圖案以及顯示面板10的顯示影像。In one embodiment, the
在一實施例中,顯示面板10為自發光顯式面板,例如微發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示面板或其他合適的自發光顯示面板。當顯示面板10開啟,其輸出影像光以提供顯示影像,顯示面板10可以提高影像光中與第一膽固醇液晶層102的膽固醇液晶的螺距對應的波長的輸出亮度,並提高影像光中與第二膽固醇液晶層202的膽固醇液晶的螺距對應的波長的輸出亮度,以彌補具備上述波長的影像光被第一膽固醇液晶層102以及第二膽固醇液晶層202反射回顯示面板10的部分,避免色偏。In one embodiment, the
在一實施例中,第一切換式偏光片101以及第二切換式偏光片201皆包括摻雜染料之液晶分子。藉由電控,可以開啟或關閉第一切換式偏光片101以及第二切換式偏光片201的偏光性,但是本發明不以此為限。應當注意的是,在習知技藝中,偏光片的偏光性不可關閉,因此需要藉由加入其他元件,例如電控式液晶元件等元件,來改變光的相位(偏振態),以做為切換膽固醇液晶層的圖案是否可視的手段,然而卻造成顯示裝置的體積太大的狀況。由於本發明實施例的第一切換式偏光片101以及第二切換式偏光片201的偏光性可以開啟或關閉,使得顯示裝置200得以簡單切換為顯示第一膽固醇液晶層102的圖案或顯示第二膽固醇液晶層202的圖案,並省略多個光學元件,縮小顯示裝置200的體積。In one embodiment, the
綜上所述,本發明實施例提供的顯示裝置藉由切換式偏光片來改變光的偏振態,使得顯示裝置得以簡單切換膽固醇液晶的圖案為可視的或不可視的,或是切換顯示不同的裝飾圖案。相較於習知技藝中偏光片的偏光性不可關閉的情況,可以省略多個用來控制相位(偏振態)的光學元件,縮小顯示裝置的體積。In summary, the display device provided by the embodiment of the present invention changes the polarization state of light by using a switchable polarizer, so that the display device can simply switch the pattern of cholesterol liquid crystal to be visible or invisible, or switch to display different decorative patterns. Compared with the conventional art where the polarization of the polarizer cannot be turned off, multiple optical elements used to control the phase (polarization state) can be omitted, and the volume of the display device can be reduced.
10:顯示面板
20:四分之一波片
100、200:顯示裝置
101:第一切換式偏光片
201:第二切換式偏光片
102:第一膽固醇液晶層
202:第二膽固醇液晶層
C1:環境光
C2、C3:反射圖案光
X、Y、Z:方向
10: Display panel
20:
圖1A根據本發明一實施例的顯示裝置的示意圖。 圖1B是圖1A所示顯示裝置的光學機制示意圖。 圖1C是圖1A所示顯示裝置的光學機制示意圖。 圖2A根據本發明一實施例的顯示裝置的示意圖。 圖2B是圖2A所示顯示裝置的光學機制示意圖。 圖2C是圖2A所示顯示裝置的光學機制示意圖。 FIG1A is a schematic diagram of a display device according to an embodiment of the present invention. FIG1B is a schematic diagram of the optical mechanism of the display device shown in FIG1A. FIG1C is a schematic diagram of the optical mechanism of the display device shown in FIG1A. FIG2A is a schematic diagram of a display device according to an embodiment of the present invention. FIG2B is a schematic diagram of the optical mechanism of the display device shown in FIG2A. FIG2C is a schematic diagram of the optical mechanism of the display device shown in FIG2A.
10:顯示面板 20:四分之一波片 100:顯示裝置 101:第一切換式偏光片 102:第一膽固醇液晶層 C1:環境光 C2:反射圖案光 X、Y、Z:方向 10: Display panel 20: Quarter wave plate 100: Display device 101: First switching polarizer 102: First cholesterol liquid crystal layer C1: Ambient light C2: Reflected pattern light X, Y, Z: Direction
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