[go: up one dir, main page]

TWI286245B - Display system - Google Patents

Display system Download PDF

Info

Publication number
TWI286245B
TWI286245B TW093106726A TW93106726A TWI286245B TW I286245 B TWI286245 B TW I286245B TW 093106726 A TW093106726 A TW 093106726A TW 93106726 A TW93106726 A TW 93106726A TW I286245 B TWI286245 B TW I286245B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
light
dimming
display
display system
Prior art date
Application number
TW093106726A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200422729A (en
Inventor
Hideki Uchida
Original Assignee
Sharp Kk
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 Sharp Kk filed Critical Sharp Kk
Publication of TW200422729A publication Critical patent/TW200422729A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI286245B publication Critical patent/TWI286245B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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 liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553Reflecting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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 liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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 liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553Reflecting elements
    • G02F1/133555Transflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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 liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133601Illuminating devices for spatial active dimming
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/34Metal hydrides materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2203/00Function characteristic
    • G02F2203/62Switchable arrangements whereby the element being usually not switchable

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

1286245 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種顯示系統,特別有關可進行採用透過 光之透過板式顯示及採用反射光之反射模式顯示雙方之顯 示系統。 【先前技術】 近年來,反射型液晶顯示元件係作為攜帶甩電子機器之 :員不元件而廣泛利用。反射型液晶顯示元件藉由反射周圍 光(外光)而進行顯示,故低耗電性優異,而且非常適合室外 的顯示。 然而,行動電話或PDA (可攜式資訊終端)使用於室外至 f内或日間至夜間等非常廣泛之範圍,故若使用反射型液 晶顯示元件,在周圍光微弱的狀態下無法利用。因此,需 要-種不受限於周圍光強弱而可進行顯示之顯示元件。 作為此類顯示元件,專利文獻i係提案一種透過反射兩用 型(以下亦僅稱「兩用型」)之液晶顯示元件,其係於各像素 内内建反射光之區域及使光透過之區域者。此液晶顯示元 件係於反射光之區域,進行採用周圍光之反射模式顯干, 於使光透過之區域’進行採用來自背光之光之透過模式顯 示,故可不受限於周圍光之強弱而進行顯示。因此,現在 將此類兩用型液晶顯示元件搭載於行動電話而 【專利文獻1】 ^ 特開平1 1 - 3 1 6 3 8 2號公報 【發明内容】
O:\91\9I464.DOC -6- 1286245 而於專利文獻1所提案之以^ 件,將t後主 木之以彺之兩用型液晶顯示元 成光利用態樣不同之2個區域,因此不論 助;m或透過模式顯示,均無法使1個像素全體有 助於顯不。因此,相較於 、< 1像素全體有助於顯示之反射 元件或透過型液晶顯示元件,顯示特性不充 刀亦即,在進行透過模式顯示時,使光透過之區域狭小, 開口率小’故難以充分確宾 一 ”儿度,又,在進行反射模式顯 不^,反射光之區域狹小,故難以充分確保亮度。又,於 反射模式顯示時之光透過區域或透過模式顯示時之光反射 區域’液晶層之相位差未最適化,產生光漏浅,黑顯示狀 悲之免度變高’故亦產生對比下降的問題。 又,由於近年來網際網路普及,攜帶用電子機器之顯示 器所顯示之内容亦各式各樣’不僅止於簡單之文字資%, 亦有照片、圖畫等靜止圖像,甚至動畫圖像。檢討顯示内 容種類與顯示模式之關係的結果,本t請案發明人得知, 於顯示文字資訊或靜止圖像之情況,由視認性的觀點來 看’多以對眼睛溫和的反射模式顯示為佳,於顯示動晝圖 狀情況,由重視華麗或亮度的觀點來看,多以透過模式 顯示為佳。然而,如上述,以付 乂在之兩用型液晶顯示元件即 使按照顯示内容切換反射模式顯示及透過模式顯示,其顯 示特性仍不充分。 並且,隨著顯示内容多樣化,可預測在顯示元件之顯示 區域内,同時顯不不同種類資訊(例如:動畫圖像及文字資 訊)之狀況將變多’但以往之兩用型液晶顯示元件無法於顯
O:\91\91464.DOC 1286245 示區域之部分區域進行透過模式顯示,於其他區域進― 射模式顯示。 如此,現今尚未開發在多景(Muiti_scene)顯示充分顯示特 性之顯示元件、適於多内容顯示之顯示元件。 本發明係有鑑於上述問題而實現者,其主要目的在於提 供-種顯示系統,其係在透過模式顯示及反射模式顯示雙 方具有良好之顯示特性,適合使用於多景及/或多媒 一 Ly, 於貝 不者。 本發明之顯示系統具備:調光元件,其係可切換光反射 狀態及光透過狀態者;及顯示元件,其係藉由將透過前述 調光元件之光及/或前述調光元件所反射之光調制,以顯示 資訊者;且前述調光元件具有可分別獨立切換光反射狀= 及光透過狀態之複數區域,當於前述顯示元件顯示複數種 =之,訊時’可按照前述顯示之資訊種類,選擇性地切換 前述複數區域分別之光反射狀態及光透過狀態。 、 於較佳實施型態,前述顯示元件將相異種類之顯示信號 供給藉由調制透過前述調光元件之光而進行顯示之第一顯 示區域,及藉由調制前述調光元件所反射之光而進行顯:1 之弟-顯不區域。 、 於較佳實施型態,前述顯示元件包含複數像素;前述調 光元件所具有之各前述複數區域係以—對一對應於各前述 複數像素。 於較佳實施型態,前述調光元件係具備包含第一層及第 二層之疊層構造,應答外部刺激而前述第一層之光反射率
O:\9l\9l464.DOC 1286245 變化者;前述第一層包含第一材料,其 定开去、曲念, ’、先子特性按照特 凡素?辰度而變化者;前述第二層包含 φ. ^ ^ 5有所述特定元 /、弟二材料’前述第二材料按照前述外部刺激 吸收前述特定元素。 或 於較佳實施型態,前述調光元件係包含 光反射率變化之調光層·;前述調光層包含光心= 特疋疋素濃度而變化之第一材料,前述第—材料為粒子。 或者,本發明之顯示系統具備:調光元件 4, ^ 匕1千,其係可切換 九反射狀態及光透過狀態者;及顯示元件, — 具係精由調制 于光以逕行顯示者;且前述調光元件係具備包含第一層 及第二層之疊層構造,應答外部刺激而前述第一層之光2 ^率變化者;前述卜層包含第-材料,其係光學特性按 照特定元素濃度而變化者;前述第二層包含可含有前述特 疋元素之第一材料,前述第二材料按照前述外部刺激,放 出或吸收前述特定元素。 典型上,前述顯示元件係藉由調制透過前述調光元件之 光及/或前述調光元件所反射之光,以進行顯示。 於較佳實施型態,前述元素為氫,前述第一材料可按照 氯濃度’遷移於光反射狀態及光透過狀態之間。 於較佳實施型態,前述第二層包含氫貯藏材料。 於較佳實施型態,於前述第一層及前述第二層各個之氯 平衡壓〜組成等溫線(PTC特性曲線)大致平坦之區域動作。 於較佳實施型態,於前述PTC特性曲線大致平坦之區 域’前述第一層及前述第二層之氫平衡壓力大致同等。
O:\9l\9l464 D〇C -9 - 1286245 於較佳實施型態,前述第二層之PTC特性曲線大致平坦 之區域之氫貯藏量範圍係包含前述第一層之pTc特性曲線 大致平坦之區域之氫貯藏量範圍。 a於較佳實施型態,前述第二材料係藉由電子授受,進行 前述特定元素之放出或吸收。 於較佳實施型態’前述第二材料係藉由光照 .Λ4- & i J 月\| 述特疋元素之放出或吸收。 於較佳實施型態,前述第二層包含具有光觸媒性之材料。 —於較佳實施型態,具備1對導電層,其係形成為使前述特 Π之離子由前述第二材料往前述第—材料,或由前述 第一材料往第二材料移動之電場者。 < 之:較佳實施型態’前述第—及第二層位於前述请導電層 並作為前述1 並作為前述1 於較佳實施型態,前述第一層具有導電性 對導電層之一方而發揮機能。 於較佳實施型態,前述第二層具有導電性 對導電層之一方而發揮機能。 於較佳實施型態 於較佳實施型態 具有多層構造。 丽述第二層具有光透過性。 其中前述第一層及第二層《至少—方 光反射狀態及光透過狀態⑭示者=元;係, 由調制入射央,α、隹> 9 兀件’其得 答外部刺激而止C h t 周先疋件係具領 丨刺激而先反射率變化之調光义 3 ^ ,則述調光層包
O:\9I\91464.DOC 1286245 光學特性按照特定元素濃度而變化之第一材料,前述第一 材料為粒子。 典型上,前述顯示系統係藉由將透過前述調光元件之光 及/或前述調光元件所反射之光調制,以進行顯示。 於較佳實施型態,前述第一材料可按照前述特定元素濃 度’遷移於光反射狀態及光透過狀態之間。 士於較佳實施型態,於前述第一材料為前述光反射狀態 時’前述調光層擴散反射光。 於較佳實施型態,前述粒子之直徑在350 nm以上,並且 在前述調光層之厚度以下。 於較佳實施型態,前述特定元素為氫。 一於較佳實施型態,進—步具備轉換層,其係包含可含有 前述特定元素之第二材料者;前述第二材料按照前述外部 刺激’放出或吸收前述特定元素。 /較佳實施型態,前述特定元素為氫,前述轉換層包含 氫貯藏材料。 於較佳實施型態,於前述調光層及前述轉換層各個之氫 平衡壓-組成等溫線(PTC特性曲線)大致平坦之區域動作。 、於,佳實施型態’於前述PTC特性曲線大致平坦之區 域,前述調光層及前述轉換層之氫平衡壓力大致同等。 =佳實施型態,前述轉換層之pTC特性曲線大致平括 =之氯貯藏量範圍係包含前述調光層之PTC特性曲線 平坦之區域之氫貯藏量範圍。 、、 於較佳實施型態,前述第二材料係藉由電子授受,進行
O:\91\91464.DOC -11 - 1286245 前述特定元素之放出或吸收。 於較佳實施型態,前述第二材料 ^ 何料係糟由電性化學反應, 進行前述特定元素之放出或吸收。 於較佳實施型態,具備1對導電層,其係形成為使前述特 定-素之離子由前述第二材料往前述第一材料,或由前述 第一材料往第二材料移動之電場者。 於較佳實施型態,前述調光層及前述轉換層位於前述i 對導電層之間。 於較佳實施型態’前述調光層具有導電性,並作為前述i 對導電層之一方而發揮機能。 於較佳實施型態,前述轉換層具有導電性,並作為前述丄 對導電層之一方而發揮機能。 於較佳實施型態,前述轉換層具有光透過性。 於較佳實施型態,前述調光層及轉換層之至少一方包含 多層構造。 於較佳貫施型態,前述顯示元件係具有1對基板,及設置 於前述1對基板間之液晶層之液晶顯示元件。 於lx佳實%型恶,進一步具備照明裝置,其係配置於相 對於前述顯示元件之觀察者之相反側。 於較佳實施型態,前述調光元件配置於前述顯示元件及 前述照明裝置之間。 於較佳實施型態,前述調光元件設置於前述顯示元件内 部。 於較佳實施型態 別述顯示元件包含第一彩色濾光器。
O:\9I\9I464.DOC -12- 1286245 於較佳實施型態,前述調光元件包含第二彩色濾光器。 於較佳實施型態,前述顯示元件包含第一彩色濾光器, 刚述调光兀件包含第二彩色濾光器,前述第二彩色濾光器 配置於相對於前述第一層之觀察者之相反側。 於較佳實施型態,前述顯示元件包含第一彩色濾光器, 前述調光元件包含第二彩色濾光器,前述第二彩色濾光器 配置於相對於前述調光層之觀察者之相反側。 【實施方式】 以下’蒼考圖式,說明本發明之實施型態。再者,本發 明不限於以下實施型態。 首先’參考圖1,說明本發明之顯示系統1〇〇之基本構成。 顯示系統100具備··調光元件10,其係可切換光反射狀態 及光透過狀態者;及顯示元件2〇,其係藉由調制入射光而 進行顯示者。顯示系統1 00進一步具備配置於顯示元件2〇 背面側(與觀察者相反側)之背光(照明裝置)30。 调光元件1 0係可切換反射光之狀態及透過光之狀態之元 件,配置於顯示元件20及背光30之間。如圖}所示,本實施 型態之調光元件10具備包含調光層丨及轉換層2之疊層構 造,調光層1之光反射率係應答電性刺激而變化。此調光元 件10進一步具備隔著調光層1及轉換層2之1對電極“及 3b。調光元件1〇之更具體構成及動作原理待後述。 顯不元件20可調制由其前面側入射之光及由背面側入射 之光雙方,藉由調制透過調光元件1〇之光及/或調光元件1〇 所反射之光,以顯示資訊。顯示元件2〇例如為具有i對基 O:\91\9I464.DOC -13 - 1286245 板,及設置於此等基板間之液晶層之液晶顯示元件,籍由 將電壓施加於設置於1對基板之液晶層側表面之透^電 極,以控制液晶層之定向狀態,藉以調制通過液晶層之光。 再者,顯示元件20不限於液晶顯示元件,只要是可調制從 前面側及背面側入射之光之顯示元件,均可使用。 如圖1左側所示,若使調光元件1〇為光透過狀態,將背光 30點燈(開啟狀態),則來自照明裝置3〇之光將透過調光元件 10而入射於顯示元件20,故藉由在顯示元件20調制此入射 光,顯示系統100可進行透過模式顯示。 相對於此,如圖丨右側所示,若使調光元件10為光反射狀 態,則由前面側入射於顯示元件20之光,將於通過顯示元 件20之後’由調光元件1G反射,並再度通過顯示元件, 故藉由於此過程調制光’顯示1統⑽可進行反射模式顯 示。此時’與調光元件10切換成光反射狀態同纟,使背光 30媳燈(關閉狀態),或維持點燈(維持開啟狀態)。即使背光 30維持點燈,由於以調光元件10反射來自照明裝置30之 光,因此幾乎不入射於顯示元件20。 如此m統_可切換反射模式顯示及透過模式顯 不,可使顯示元件20作為反射型顯示元件及透過型顯示元 件而發揮n顯示元件2G所具有之複數像素無須分別分 割成反射光之區域及使光透過之區域,故於顯示系統100, 無論疋反射模式顯示或透過模式顯示’!個像素全體均可有 助於顯不。故,相較於專利文獻1所揭示之以往之透過反射 兩用型之液晶顯示裝置’可實現反射模式及透過模式雙方
O:\9i\9I464.DOC -14- 1286245 均明亮、對比高之顯示。因此,本發明之顯示系統ι〇〇適於 使用於各種狀況下,亦即多景。 調光元件10宜具有複數區域(稱「調光區域」),其係分 別可獨立切換光反射狀態及光透過狀態者。於顯示元件20 顯不複數種類資訊時,宜可按照此等資訊之種類,選擇性 地切換各調光區域之光反射狀態及光透過狀態。藉由具有 此類構成,如圖2所示,在顯示元件10顯示不同種類内容 時,可按照内容種類,以最適視認性之模式進行顯示,故 顯示系統100適於使用在多内容之顯示。再者,圖2係例示 於顯示文字資訊之區域進行反射模式顯示,於顯示動畫資 汛或靜止圖像資訊之區域進行透過模式顯示之情況,但内 容及顯示模式之關係不限於此。例如:從對眼睛溫和的觀 點,亦可於顯示靜止圖像資訊之區域進行反射模式顯示。 本實施型態之調光元件H)之情況係藉由例如;將隔著調 光層以轉換層2之電極3a、3_案化而成為特定形狀,將 可對於調光層1之複數部位分別獨立給予電性刺激,設置複 數调光區域。 配置等’按照顯示系統100之用 调光區域之數目及大小 途等適當決定即可。 例如:如圖3所示,較粗略地分宝丨,古 ②刀劄5周光兀件10,對於調光 區域10 r之大小’亦可併入以顯示f r ”只不(he域20r所顯示之内容之大 小(顯不之區域之大小)。 又,如圖4所示,亦可將調光元件10分割成與顯示元件20 之像素大致相同程度,配合顯示區域20r所顯示之内容之大
O:\91\91464.DOC -15- 1286245 小,任意切割各調光區域1 Or之光透過狀態及光反射狀態。 於圖4,調光區域i〇r規定於電極化及扑之交點,各調光 區域l〇r係與顯示元件20之各像素一對一對應,其中以大致 與顯不7G件20之像素間距大致相同之間距,將電極允及扑 圖案化而成為條紋狀。首先,以顯示信號轉換控制器21, 將應顯示之内容資訊轉換成顯示用信號,其次,將信號傳 廷給驅動顯示元件20之顯示元件驅動電路(顯示元件驅動 器)22之際,藉由將已同步之信號亦送入驅動調光元件⑺ 之調光元件驅動電路(調光元件驅動器)12,可按照顯示於 顯示元件20之内容種類,選擇性地切換調光元件ι〇之各調 光區域之光反射狀態及光透過狀態。 再者,在顯示文字資訊或靜止圖像資訊時,由視認性的 觀點來看,多以對眼睛溫和的反射模式顯示為佳,於顯示 動畫資訊之情況,由重視華麗及亮度的觀點來看,多以透 過模式顯示為佳,但由於不同的觀察者,亦存在視認性之 差異及對於影像嗜好之差異,故以手動切換顯示模式更佳。 (調光元件) 以下,說明本實施型態之調光元件1〇之構成及動作原 理,但在此之前,說明以往作為調光鏡所提案之技術。 美國專利第5635729號說明書或Huiben等人(自然、1996 年3月、第380卷、ρ·231-234)係報告釔(γ)或鑭(La)等金屬薄 膜藉由與氫結合,變化成可透過可視光之氫化物之現象。 由於此現象為可逆,故藉由調節氣氛中之氫壓力,可使薄 膜在金屬光澤狀態及透明狀態之間變化。 O:\91\91464.DOC -16- 1286245 右可使上述薄膜之光學特性變化,切換顯示金屬光澤狀 態及透明狀態,則可實現可自由調節光反射率/透過率之調 光鏡。將調光鏡作為例如:建築物或汽車之窗破璃使用的 話,可按照需要遮斷(反射)太陽光,或使太陽光透過。 此類調光鏡具有例如··於釔薄膜上形成鈀層之構造。鈀 具有防止紀薄膜表面氧化之機能,及有效地使氣氛中之氮 分子變化成氫原子,並供給釔之機能。若釔與氫原子化學 結合,將形成YH2或YH3。YH2為金屬,但YH3為半導體, 其禁止帶寬比可視光之能量大,故為透明。 又,即使在室溫,仍迅速(數秒程度)產生YH2〇*yH3之 狀態變化,故可按照氣氛中之氫含有量,在反射(金屬光澤) 狀態及透明狀態之間進行切換。 此類可遷移於金屬光澤〇透明之其他材料,例如:MhNi 薄膜’揭示於應用物理學會演講會2〇〇1年春31-a-zs_i4。 根據上述以往技術,雖然可使薄膜之光學狀態變化,但 應用記載於此等之構成,難以將調光元件實用化。理由之 一為必須將薄膜暴露於氫氣氛。具體而言,必須控制與薄 膜接觸之氣氛氣體中之氫量(氫分壓)。因此,使用上述以往 構成,難以將調光元件實用化。 以下’說明本實施型態之調光元件10。 首先’參考圖5,說明調光元件10之基本構成。如圖5所 示’調光元件10具備包含調光層M1&轉換層M2之疊層構 造’調光層Ml之光反射層應答外部刺激而變化。 调光層Μ1包含光學特性按照特定元素濃度而變化之調
O:\91\91464.DOC -17- 1286245 H科。調光材料之較佳例係包含前述Y、La、Mg2Nl合金, a、Mg2Nl合金等材料按照氫濃度’遷移於金屬—半導 體(或絕緣體)狀態間。 「轉換層M2包含可含有氫等特定元素之材料(本說明書稱 轉換材料」)。轉換材料按照電荷(電子或電洞)之注入/ 放出或光照射等外部刺激’纟出或吸收上述特定元素(例 如:氫)。 “ X下藉由庄入/放出電荷,說明氫離子由轉換層“2往調 光層M1,或者由調光層%1往轉換層M2移動之機制。此機 制之特徵點在於使調光層M丨之光學特性變化之特定元素 (氫)離子,不藉由電性化學反應,而是以電荷移動作為媒介 而移動之點。 首先,參考圖5。圖5所示之調光層Ml及轉換層M2均具有 吸收/放出氫之能力’同時具有使電荷(電子或電洞)及離子 移動之電性傳導性。 其次’參考圖6(a)。圖6(a)係表示包含於圖5構造之調光 層Μ1及轉換層M2之初期狀態。於此初期狀態,在未實質貯 藏氫之調光層Ml及預先貯藏氫之轉換層M2之間,形成平衡 狀態。由於在調光層Ml未存在充分濃度之氫,調光層mi 處於金屬狀態,顯示出金屬光澤。 其次,如圖6(b)所示,將負電位給予調光層Ml側,同時 將正電位給予轉換層M2側。此時,於調光層Μ1,由負電極 (未圖示)注入電子,調光層Ml成為富有電子狀態。另一方 面,於轉換層M2注入電洞(電子被抽出)。注人轉換層M2之 O:\91\9J464.DOC -18- 1286245 電洞係朝向調光層Ml而移動於轉換層M2之内部。於此類電 洞之移動過程,若進一步繼續將電洞注入轉換層M2,則轉 換層M2成為富有電洞狀態。因此,轉換層m2成為容易放出 氫離子之狀態,於調光層Ml,由轉換層M2接收氫離子,保 持量增加。 因此’成立於調光層Ml與轉換層M2之間之氫平衡狀態崩 潰’調光層Ml成為容易保持更多氫之狀態,由轉換層M2 放出之氫離子移動至調光層Ml。如此,如圖6(c)所示,形 成新平衡狀態。於此狀態,移動至調光層Ml之氫與調光材 料結合,調光層Ml成為透明。 若圯述以上反應,則成為M1 + M2(H)—M1(H)+M2。在 此’ M1(H)及M2(H)分別表示氫保持於調光層M1i狀態, 及氫保持於轉換層M2之狀態。 由以上說明可知,於調光層Ml及轉換層%2之間僅進行氫 離子的授受,未產生其他離子參與之反應。x,若在圖6(c) 之狀態反轉施加電壓極性,由於反應以反方向進行,故回 歸到圖6(a)所示之原本之平衡狀態。 如此,若根據本發明,藉由 氫之平衡狀態變化,由於可驅 之其他離子參與反應。因此 性化學反應,應答速度變快 故於正極側產生氫氣體之可 安定動作。 電荷(電子或電洞)移動而使 動氫’故無須使氫離子以外 ,相較於複數種離子參與之電 。又’未產生電性化學反應, 月匕性變低,可作為電子元件而 以下,說明調光元件10之更具體構成。
O:\91\91464.DOC -19- 1286245 圖7所示之調光元件10係具備包含調光層丨及轉換層2之 疊層構造,調光層1之光反射率(光學特性)應答電性刺激而 變化。此調光元件具備:隔著調光層丨及轉換層2之丨對電極 3a、3b,及支持疊層構造之基板4。可由外部將適當之電壓 施加於1對電極3a、3b,亦可適當使電極“及電極扑單純短 路。 再者,對於基板4之轉換層2及調光層丨之疊層順序不限於 圖示者,亦可將轉換層2配置於接近基板4側,於其上形成 調光層1。 本實施型態之調光層丨包含光學特性按照氫濃度而變化 之調光材料(例如:釔)。調光層丨之全體或部分亦可由丨層或 多層之調光材料形成,或者亦可於其他材料所組成之膜 中,調光材料之粒子以分散或連結之狀態存在。 轉換層2包含可含有氫之轉換材料。此轉換材料藉由與電 極3a之間進行電子授受,可放出/吸收氫之離子(H+)。 於圖不之例,將正電位給予電極3a,將負電位賦予電極 3b,由預先含有充分量之氫之轉換層2之調光材料放出氫離 子。放出之氫離子移動於形成於疊層構造中之電場中,到 達凋光層1之後,摻雜於調光材料。此類氫之放出及移動之 機制係如前述。調光層1之調光材料係藉由與氫結合,形成 氫金屬化合物。結果,當初處於金屬狀態之調光材料變化 成透過可視光之半導體或絕緣體。 調光層1可藉由蒸鍍法、濺射法等製作。使調光層1作為 顯示金屬光澤之鏡而發揮機能之情況,宜儘可能由平坦性
O:\91\91464.DOC -20- 1286245 棱異之膜形成調光層1。 包含於轉換層2之轉換材料可在 原子或離子,按照外部刺激使'二^貯 為此類可貯藏氣之材料使虱貝丁賊垔(保持量)變化。作 …、二=: 亦可使用碳奈米管 料除^料以外’轉換層2亦可含有電性傳導性# ’、右“傳導性材料包含於轉換層2,可與調光声} 迅速進行氫離子之授受。電性傳導性材料用日之間, 或固體電解質等,可進行離子傳導之材肖女同液體 朴/兩7上 矛命疋材科’可使用傳導雷 何(電子或電洞)之導電性高分子或電荷㈣錯合體 Ζ在上述氫貯藏材料或電性傳導性材料料 = 二:轉換層2添加膠結樹脂等結合材料。再者,為了 :; 】由-方電極注入之電荷原樣移動至另 於調光層與轉換層之間插入隔離層。隔離層材料宜選擇: 子可移動但不易產生電荷移動 斗且^擇離 交換體、多孔質絕緣物、離子導=:二可使用離子 班丄 ^性南分子材料等。若配 ^由^㈣所組成之關層,將確實防止㈣極所注入 之电何牙透相反電極,故可接含 荷移動效率。 "“调光層與轉換層之間之電 溶=由複數材料之混合物形成時,若準備使此等材料 总、之溶液,藉由旋轉塗覆法或印刷法塗佈,可容 形成轉換層2。此類轉換層2之形成亦可 他薄膜堆積技術進行。 U或其
O:\91\9I464.DOC -21 - 1286245 如以上所說明,根攄太眚 t _ 、t怨’糟由將電壓施加於電 極3a、3b,在轉換層2内部進行電荷及離子之授受之結果, 根據靖制,可於轉換層2及調光層!之間引起氫離子移 動。因此,例如:若於初期狀態’採用未摻雜氫之調光層i 及預先貯藏氫之轉換層2,並如圖5所示施加電壓,氫離子 將由錄側朝負極側移動,摻雜於調光们。亦即,正極側 進行氳放出反應,負極側進行氯與金屬之結合反應,形成 氮金屬化合物。相對於此’若施加反方向電壓,將於反方 向產生氫移動,故藉由交替施加㈣之極性,可將調光層! 之光學狀態可逆地切換於金屬光澤—透明之間。 若僅=慮貯藏於轉換層2之氣之移動,亦可使電極&及電 極3匕在®層構造外部短路。此類短路係與蓄電池放電相同 之現象’可使疊層構造内部狀態回歸初期狀態。 由於轉換層2及調光層1具有保持氫之能力,因此未施加 電壓時(開放外部電路時),不產生氫移動,保持調光層【之 光學狀態⑼光層之記憶機幻。因此’若選擇氫保持能力優 異之材料,可不耗電而長期保持調光狀態。 與上述例相反,亦可採用預先摻雜氫之調光層卜及未貯 藏氫之狀態之轉換層2。於該情況,亦可藉由將正電位給予 调光層卜將負電位給予轉換層2,以使氫從調光…移動至 轉換層2,藉此而使調并厣〗夕^ 之π尤層1之凋光材料之光學狀態變化。 於本實施型態,可藉由氫之摻雜量,控制調光材料之光 反射率/光透過率,故藉由調節施加於電極之電壓或施加時 W佔空比(Duty Ratl〇m ’控制調光層i之光反射率/光透
O:\91\91464.DOC -22- 1286245 =若利用根據氯保持能力之記憶性,亦可容易保持適 备之光反射率/光透過率。 《適當控制此類氫之貯藏㈣之際,必須注意氩平衡麼— 、、且成#溫線(以下稱「PTC特性曲線」)。如圖8所示,He 特性曲線係表示氫貯藏量與氫平„力之_。於圖8之圖 表,橫軸表示氫貯藏量,縱軸表示氫平衡壓力。 =ptc特性曲線之對於橫軸大概平行之部分(以下稱「平 原區域」),在—疋平衡壓力内,氫貯藏量可變化,故於氯 平衡壓力維持一定之狀態,能可逆地進行氫之吸收/放出。 因此’本實施型態之調光元件係於PTC特性曲線之平原區 域進行切換動作。 轉換層2及調光層1宜顯示大致同樣之pTC特性。更具體 而言,如圖8所示,轉換層2及調光層iipTc特性曲線之平 原區域之「氫貯藏量」範圍宜重疊,並且「氫平衡壓力」 之位準且大致相等。藉由顯示同等之氫平衡壓力,調光層工 及轉換層2之間,可順利進行氫之授受。此乃由於在調光層 1及轉換層2之間,若氫平衡壓力差變大,即使在各層產生 氫之吸收、放出,但2層間將無法進行氫之授受。 又,轉換層2之PTC特性曲線之平原區域之氫貯藏量範圍 (寬度)最好具有包含調光層1之PTC特性曲線之平原區域之 氫貯藏量範圍(寬度)之大小。於本實施型態之調光元件,為 了藉由調光層1之氫摻雜量控制調光層1之光透過率,若轉 換層2之氫貯藏量之變化幅度比調光層1之狀態變化所需之 氫摻雜量之變化幅度少,將無法使調光層1之光學狀態充分 O:\91\91464.DOC -23 - Ϊ286245 變化。 处再者’參考圖7 °圖7所示之調光元件10係於金屬反射狀 怨及透明狀寧$ ρη、隹> 之間進仃切換,故元件全體宜具有高透明 X。為了形成高透明度狀態,不僅基板4及電極3a、3b,轉 ,'曰以透過率在可視光域之全範圍内高(無吸收)之材 料形成。然而,氫貯藏量等之轉換材料多為金屬或著色材 料,難以從此類轉換材料之層,形成高透明性之轉換層2。 因此,宜藉由將轉換材料之微粒子與透明材料混合,以形 成轉換層2。具體而言,可由轉換材料形成具有光波長以下 之粒徑之奈米粒子’並以透明性優異之膠結樹脂結合此奈 ;&此所襄作之轉換層2不僅可發揮透明性及氫貯藏 能力雙方,由於藉由轉換材料之奈米粒子化,其表面積增 加,故亦期待氫之吸收、放出效率上昇。若藉由轉換材料, 氫之吸收、放出效率上昇,調光動作之應答速度提昇,較 為適宜。作為超微粒子之轉換材料,可使用碳類材料 (CNT、富勒烯(Fullerene)等)或鉀—石墨層間化合物等。 由於進行調光層!及轉換層2之間之電荷或離子之授受, 故宜將導電性高分子材料P1(可輸送電子、電洞兩電荷之材 料)之膜’配置於調光層W轉換層2之間。亦可配置電解質 膜’以取代配置具有電荷移動性之高分子膜。若配置電解 質膜’氫離子移動容易經由電解質而引起,故亦可提昇特 性。導電性高分子材料P1由於摻雜為了賦予導電性之離 子,故亦具有電解質膜機能。可採用混合導電性高分子材 ㈣及作為膠結樹脂之丙稀酸類樹脂之折射率與玻璃大致
O:\91\91464.DOC -24- 1286245 同等之材料者。 再者’調光元件不限於上述材料,亦可進行各種改變。 以下’參考圖9〜圖13,說明其他之調光元件i〇A〜10D。 圖9及圖1〇所示之調光元件1QA,可在金屬擴散反射(白) 狀態與光透過狀態之間進行切換。 如圖10所示,調光元件1〇Α具有在凹凸之基板4上,以電 極3a、轉換層2、調光層1及電極3b之順序疊層之構造。為 了進行擴散反射,調光層1之表面存在微細凸部及/或凹部。 參考圖9,說明圖1〇之調光元件1〇A之動作。 於圖9,為了簡化,省略記載電極以、3b。由於調光層1 表面存在微細凸部,故如圖9左側所示,調光層丨處於金屬 反射狀態時,可擴散反射光。另一方面,如圖9右側所示, 调光層1處於透明狀態時,位於下層之轉換層2將吸收光。 在圖9所示之例,由於基板表面具有微細凸部,故轉換層 2及調光層1全體之平坦性具有反映基板凹凸之形狀。換言 之,不僅調光層1上面(光反射側之面),底面亦具有反映底 層凹凸之形狀。然而,由於作為底層之轉換層2無須具有凹 凸構造,故亦可平坦地形成基板表面及轉換層2之後,僅於 調光層1上面形成微細凹部及/或凸部。 如此,根據調光元件10八,調光層丨處於金屬反射狀態時, 反射光散亂而被認識為白色,故調光層丨表面看似白色。 除了使用表面形成凹凸之基板4以外,調光元件i〇a與調 光元件10具有同樣構造。例如:轉換層2適合使用氫貯藏材 料之鉀一石墨層間化合物、導電性高分子材料ρι (可輸送電 O:\91\91464.DOC -25- 1286245 子電/同兩電荷之材料)及混合丙烯酸類樹脂之膠結樹脂。 其次,參考圖1 1,說明其他調光元件丨〇B。 如圖11所示,在調光元件1〇B,調光層丨本身兼作一方之 電極。調光層1基本上為金屬薄膜,故可作為電極而發揮機 月&。藉由調光層1兼作電極,將簡化丨道形成電極之工序, 故可減低調光元件之製造工序。 再者,圖11之調光元件10B為透明一金屬反射型調光元 件,但即使是上述其他類型之調光元件,亦能以調光層i 兼作電極。 接著,參考圖12,說明其他調光元件10C。 調光元件10C具有轉換層分離成第一轉換層2&及第二轉 換層2b之複數層構成。於本實施型態之調光元件,由於藉 由將氫等特定元素摻雜於調光層丨,以使調光層丨之狀態變 化,故若採用以2個轉換層2a、2b夾住調光層1之構成,將 可有效摻雜,提升調光所需之狀態變化之速度。由於調光 層1可作為電極發揮機能,在圖12之例,將調光層丨作為電 極使用。 於圖12之例,吸收、放出氫之部分係具有第一轉換層以、 凋光層1及第二轉換層2b之3層構造,但亦可更多層化。若 調光層1為單層,即使在調光程度不充分之情況,藉由增加 調光層1之層數,可充分擴大調光程度。 其次’參考圖13,說明其他調光元件丨〇D。 於調光元件10D,為了進行轉換層2之機能分離,賦予轉 換層2多層構造。如前述,轉換層2之機能為貯藏氫,或按
O:\91\91464.DOC •26- 1286245 μ荷之注入/放出,放出/再貯藏氯。鱼 此等機能…1種材料執行 成之層較為容易。亦即,:重疊各材料所組 離子俨〇#換層》離成為了進行電荷或 ,又之电何輸送材料或電解質材料所形成之第一轉換 及具有氫貯藏機能之材料所形成之第二轉換層η, 以有效進行氫移動。 j此’將混合導電性高分子材㈣(可輸送電子、電洞兩 电何之材枓),及折射率與玻璃大致相同之丙烯酸類樹脂而 4之電荷•離子交換層作為第一轉換層2a使用。又,將 AB5型MmsUT職合金之犯合金之超微粒子(分散中心半徑 1〇 nm)’與折射率與玻璃大致同等之丙料類樹脂混合而 成混合樹脂,以此作為第二轉換心而發揮機能。 以下,况明本發明之顯示系統之具體實施型態。 (實施型態1) 參考圖14,說明本發明之顯示系統之第一實施型態。 如圖14所示,本實施型態之顯示系統l〇〇A具備··液晶顯 示元件20,·背光(照明裝置)3〇,其係配置於液晶顯示元件 20之背面側(與觀察者之相反側)者;及調光元件丨〇,其係配 置於液晶顯示元件20與背光30之間。典型上,i對偏光板 40a、40b隔著液晶顯示元件2〇及調光元件1〇而設置。 液晶顯示兀件20具備:i對基板21及22,及設置於此等之 間之液晶層23。於1對基板21及22之液晶層23側之表面,設 置用以將電壓施加於液晶層23之電極24、25,及使液晶層 23之液晶分子定向之定向膜26、27 ;背面側基,板21為主動 O:\91\91464.DOC -27- 1286245 矩陣型基板,其係於各像素具備作為切換元件之薄膜電晶 體28者。 液晶顯不兀件20具有與一般透過型液晶顯示元件大致相 同之構成,並可大致同樣製作。但由於在背面側配置有調 光元件10,故從確保光透過性及減低視差的觀點來看,背 面側基板2 1以儘篁薄為佳。於本實施型態,採用玻璃基板 作為背面側基板21,確實封裝其外周後,將液晶顯示元件 20置入玻璃蝕刻劑’使基板21之厚度為〇.2 mm。 本實施型態之調光元件10具備包含調光層丨及轉換層2之 疊層構造,調光層1之光反射率(光學特性)應答於電性刺激 而變化。此調光元件10具備隔著調光層丨及轉換層2之丨對電 極3a、3b,及支持疊層構造之基板4。在此,調光元件⑺係 如下製作。 首先’準備玻璃基板作為基板4 ,藉由濺射法,於其表面 形成ITO所組成之厚度15〇 nm之透明導電膜。再者,亦可使 用塑膠基板作為基板4。接著,藉由以大致與液晶顯示元件 2〇之像素間距大致相同之間⑮,將此透明導電膜圖案化而 成為條紋狀,以形成電極3b。 其次,採用將AB5型Mm氫貯藏合金之沁合金之超微粒子 (分散中心半徑10 nm)、導電性高分子材料ρι (可輸送電 子、電洞兩電荷之材料)及作為膠結㈣之丙烯酸類樹脂之 折射率與玻璃大致同等之材料混合而成之材料,於電極讣 上形成轉換層2。此混合樹脂可溶液化,故採用旋轉塗覆 法’將轉換層2形成厚纟500 程度。再者,氫貯藏量合金
O:\91\91464.DOC -28- 1286245 係使用預先貯藏氫者。 上接著,於轉換層2上,藉由蒸鍍釔,形成厚度Μ ^光層1。其後,猎由賤射法,於調光層1上形成ιτ〇所組成 之透明導電膜,μ 糟由以大致與液晶顯示元件20之像素間距 大致相同之間距,並與電極%正交而將此透明導電膜圖案 化而成為條紋狀’以形成電極以。調光區域規定於條纹狀 電極3a與電極3b之交點,各調光區域對應μ顯示元件2〇 之各像素。 使调光區域與像素重疊而互相疊合如此製作之調光元件 10及液晶顯示元件20,以偏光板術楊夾住此等並且 於調光元件10之背面側配置背光30,以獲得顯示系統 100Α。再者,背光3〇可採用一般透過型液晶顯示裝置所使 用之照明裝置。 顯示系統1〇〇Α可藉由施加電塵,切換調光元㈣之光透 過狀態及光反射狀態,&晶顯示元件2()可作為反射型液晶 顯不兀件及透過型液晶顯示元件而發揮機能。因此,可按 照周圍光之強度,選擇最適之顯示模^並且,於顯示系 統100A,藉由調光元件1()之切換,進行顯示模式之切換, 故液晶顯示元件2 G所具有之複數像素無須分別分割成反射 光之區域及使光透過之區域,無論在反射模式顯示或透過 模式顯示,均可使1個像素全體有助於顯示。因此,相較於 以往之透過反射兩用型液晶顯示裝置,可實現反射模式及 透過模式雙方均明亮、冑比高之顯示。因此,顯示系統i〇〇a 適於使用於各種狀況下,亦即多景。 O:\91\9I464.DOC -29- 1286245 又,於本實施型態,將電極3a、3b圖案化而成為特定形 狀,調光元件10具有可分別獨立切換光反射狀態及光透過 狀恶之複數調光區域,故於液晶顯示元件2〇顯示複數類資 Λ呀’可按照此等資訊種類,選擇性地切換各調光區域之 光反射狀態及光透過狀態。因此,顯示系統1〇〇Α適於多内 容顯示。 再者,視顯示元件之不同,在反射模式顯示及透過模式 顯不可能需要不同的控制。因此,顯示元件宜將互異種類 之顯示信號供給藉由調制透過調光元件丨〇之光而進行顯示 之顯示區域,及藉由調制調光元件1〇所反射之光而進行顯 示之顯示區域。 例如·液晶顯示元件2〇之情況,在反射模式時,光2次通 過液晶層23,相對地,在透過模式時,僅丨次通過液晶層23。 因此,即使在表示相同色調之情況,在反射模式進行顯示 之像素與在透過模式進行顯示之像素之動態範圍
Range)不同,應供給像素之電性信號大小亦不同。一般而 言,反射模式能以較少之控制幅度,使光之特性變化變大。 故,藉由將輸入控制液晶顯示元件2〇之驅動器之信號’ 準備反射模式用及透過模式用2種,按照調光元件1〇之各調 光區域之切換,將反射模式用顯示信號及透過模式用顯示 信號選擇性地供給元件2G之各像素,可於液晶顯 不兀件20之各像素進行最適於顯示模式之顯示,進行視認 性更高之顯示。 ^ (實施型態2)
O:\91\91464.DOC -30- 1286245 參考圖1 5,說明本發明之顯示系統之第二實施型態。 本實施型態之顯示系統100B與圖14所示之顯示系統 1 Ο Ο A之不同點在於調光元件1 〇設置於液晶顯示元件2 〇内 部。 如圖1 5所示,於顯示系統100B,調光元件1 〇内建於液晶 顯示元件20内。更具體而言,製造背面側之主動矩陣型基 板時,藉由導入製作顯示元件10之工序,於基板21上設置 調光元件1 〇。 例如:於基板21上形成TFT28之後,於各像素内建調光 元件10。調光元件10可同於實施型態1而製作。製作調光元 件10之後,覆蓋TFT28或調光元件10而形成平坦化膜(覆蓋 層)2 9 ’接者經由通孔2 9 a ’電性連接形成於此平坦化膜2 9 上之像素電極24及TFT28,完成主動矩陣型基板。其後,與 一般液晶顯示元件之製造工序相同,藉由貼合主動矩陣型 基板及對向基板,植入成為液晶層2 3之液晶材料,完成内 部設置調光元件10之液晶顯示元件20。 本實施型態之顯示系統100B亦可藉由切換調光元件1〇之 光反射狀態及光透過狀態,以進行反射模式及透過模式雙 方之顯示,故與圖14所示之顯示系統100A同樣,適於使用 於在多景之使用及多内容顯示。 根據本發明,進一步調光元件10設置於液晶顯示元件2〇 内部,故可達成顯示系統全體薄型化、輕量化。又,藉由 调光元件10設置於液晶顯示元件20内部,可減低視差,更 提昇顯示品質。在圖1 5所示之例,基板2 1不介於調光元件 O:\91\91464.DOC -31- 1286245 10與液晶顯示元件20之間,故減低該部分所造成之視差。 (實施型態3) 參考圖16、圖17及圖1 8,說明本發明之顯示系統之第三 實施型態。 本實施型態之顯示系統100C、100D、100E均具備彩色濾 光器,可進行彩色顯示。顯示系統1 〇〇C、1 00D、100E之調 光元件10或液晶顯示元件20採用與圖14、圖1 5所示之顯示 系統100A、100B相同者。 於圖16所示之顯示系統l〇〇C,液晶顯示元件20包含彩色 濾光器50。具體而言,彩色濾光器50形成於前面側基板22 之液晶層2 3側表面。 相對於此,於圖17所示之顯示系統i〇〇D,調光元件10包 含彩色濾光器50,具體而言,彩色濾光器5〇形成於前面侧 電極3a上。 又,於圖18所示之顯示系統ι00Ε,液晶顯示元件2〇及調 光元件10雙方均包含彩色濾光器5〇,彩色濾光器5〇形成於 液晶顯示元件20之前面側基板2 1上及調光元件丨〇之前面侧 電極3a上。 上述顯不系統100C、100D及100E係各別之彩色濾光器之
配置不同,但均可進行彩色顯示。圖丨8所示之顯示系統丨〇〇E 具備調光元件10及液晶顯示元件2〇雙方之彩色濾光器5〇 , 彩色濾光器所造成之著色效果大,故可進行色純度高之顯 示。 (實施型態4)
O:\91\91464 DOC -32- 1286245 荟考圖19,說明本發明之顯示系統之第四實施型態。 本貫施型態之顯示系統1 00F係液晶顯示元件2〇及調光元 件10雙方包含彩色濾光器。但相對於圖丨8所示之顯示系統 100E之彩色濾光器50形成於前面側電極3a上,本實施型熊 中,調光元件10之轉換層2,亦作為彩色濾光器而發揮機能, 此作為彩色濾光器而發揮機能之轉換層2,係配置於相對於 調光層1之觀察者之相反側。 亦作為彩色濾光器而發揮機能之轉換層2,,可藉由例 如:在實施型態1所述之透明轉換層中,混入rGB各著色顏 料而形成。混入RGB各著色顏料之轉換層材料可溶液化, 故可採用噴墨法,按照像素圖案而形成轉換層2,。當然,不 限於噴墨法,亦可使用絲網印刷法或滾筒印刷法形成。 根據本貫施型態,於液晶顯示元件2〇設置有彩色濾光器 50,但另一方面,調光層i背面側之轉换層2,亦作為彩色濾 光广而發揮機能。因此,如圖1 9所示,以透過模式進行顯 示之際,光2次(彩色濾光器50及轉換層2,各“欠)通過彩色濾 光器,以反射模式進行顯示之際,亦2次(2次彩色濾光器5〇) 通過彩色濾光益。總言之,在反射模式及透過模式,光通 過%色濾光器之次數相同。因此,可使反射模式顯示及透 過模式顯示之色調接近,更提昇顯示品質。 相對於此,於圖16、圖π及圖18所示之顯示系統1〇〇c、 100D、ιοοΕ,在反射模式及透過模式,光通過彩色濾光器 之次數不同,光通過彩色濾光器之次數,在反射模式為透 過杈式之2倍。因此,若設定彩色濾光器之顏色在透過模式
O:\91\91464.DOC -33- 1286245 之色調為最適的話,在反射模式之顯示將變暗。又,相反 地,若設定彩色濾光器之顏色在反射模式之色調為最適的 話,在透過模式之顏色將變淡。 於顯不系統100F,反射模式顯示時,光只有2次通過液晶 顯不元件20之彩色濾光器50。因此,調節彩色濾光器%之 顏色,可使反射模式之色調最適化。又,透過模式顯示時, 光通過液晶顯示元件20之彩色濾光器5〇及調光元件ι〇之彩 色濾光!§(轉換層2’)各1次。因此,設定彩色濾光器5〇在反 射模式之色調為最適,並且調節轉換層2,之顏色,亦可使透 過模式之色調最適化。 (其他調光元件) 上述說明係例示將包含調光材料之薄膜作為調光層而具 備之調光元件,但亦可使用調光材料被粒子化之類型之調 光元件。 參考圖20 ’說明此類型之調光元件之基本構成。如圖2〇 所不,此調光兀件具備包含調光層]^1及轉換層河2之疊層構 造’調光層Ml之光反射率係應答於外部刺激而變化。 例為前述之Y、La、人Α ν τ g2Ni σ 金,γ、La、Mg2Ni合金等材 料係按照氫濃度,遷移於金屬_半導體(或絕緣體)狀態間。 調光層M1包含例如:膠結樹脂’上述調光粒子mi分散於膠 結樹脂。又,調光層⑷包含電解性材料(導電性高分子等), 用以從轉換層M2搬運氫離子或氫。 調光層⑷包含光學特性按照特定元素濃度而變化之調 光材料之粒子ml(以下稱「調絲子」)。調光材料之較佳
O:\91\91464.DOC -34- 1286245 轉換層M2包含可含有氫等特定元素之轉換材料。轉換材 料按照電荷(電子或電洞)之注入/放出或光照射等外部刺 激,放出或吸收上述特定元素(例如:氩)。 此調光元件亦可藉由與圖5所示之調光元件相同之機 制,切換反射狀態及透明狀態。然而,調光層Ml含有調光 粒子ml,故各調光粒子ml處於金屬狀態時,雖將光鏡反 射’但反射方向為隨機,調光層Ml全體擴散反射光。藉此, 獲得白色反射光。 將調光材料粒子化,可獲得以下好處。相較於將調光材 料所組成之薄膜作為調光層使用之情況,可增大調光材料 表面積。故’调光材料與氫之反應效率提昇,可進行更高 速之切換。又,可更確實控制包含於調光層之調光材料之 狀恶,故可擴大調光層之擴散反應狀態與透明狀態之反射 率差。因此,若將此調光元件用於顯示系統,可獲得更明 確之顯示。並且,於此調光元件,入射於調光層之光被擴 散反射,故特別有利於適用在顯示系統。 凋光粒子m 1為了反射光,各調光粒子m 1宜具有大於可視 光波長之粒徑。故,調光粒子ml之粒徑宜在35〇 nm以上, 更好在800 nm以上。若在8〇〇 nm以上,可更確實防止可視 光透過調光粒子!^,故可提昇調光層M1之光反射率。另一 方面,調光粒子ml之粒徑宜小於調光層M1之厚度。若粒徑 大於調光層Ml之厚度,則無法獲得上述調光材料粒子化之 好處。調光粒子ml之粒徑在、威下較好,調光粒子 之粒徑在3鋒以下更好。若調光材料粒徑例如,則 O:\9I\9I464.DOC -35- 1286245 調光層Ml厚度宜為3#m程度。 “如二⑷〜(c)所示,具有圖2〇之構造之調光元件係利用 藉由私荷;主入/放出,氣離子移動於調光層m !及轉換層Μ] 之間之機制,作亦可始田 丌ΊΓ知用不同於此之機制。亦可利用例如: 錯由电性化學反應,氫離子移動於轉換層⑽及調光層⑷ 1機制此蚪,可將含於調光層Μ1之膠結樹脂作為固 體電解質使用,亦可在調光層⑷與轉換層Μ2之間,進一步 設置固體電解質層。此時,含於轉換層M2内之轉換材料未 必是貯藏、放出氫之材料,亦可對應產生於調光材料之氫 離子反應而發生正負離子反應者。 或者亦可不具備轉換層Μ2。此時,亦可利用按照氣氛 之虱Μ力,氫離子移動於調光層⑷與氣氛之間之機制。 ^周光層Ml亦可進_步包含轉換材料,於調光層⑷内 P使氫離子移動於調光粒子m 1及轉換材料之間。 、曲無論利用任何機制,調光層⑷之光學特性係按照氫離子 濃度,如圖20所示變化。 者上述之中,以利用藉由電荷注入/放出而使氫離子 機制為佺。在藉由電荷(電子或電洞)移動而使氫之平 衡狀態變化’以驅動氫之情況,無須使氯離子以外之其他 離子蒼與反應。因此’相較於利用複數類離子參與之電性 :學反應之機制’具有應答速度變快之優點。又,未產生 電性化學反應,故於正極側產生氫氣體之可能性變低,可 作為電子元件而安定動作。 以下’况明含有調光粒子ml之調光元件之更具體構成。
O:\9I\91464.DOC -36- 1286245 圖21所示之調光元件1〇E係具備包含調光層丨及轉換層二 之疊層構造。此疊層構造實質上與圖2()所示之構造相同。 調光層1之光反射率(光學特性)應答於電性刺激而變化。此 調光元件具備:隔著調光層1及轉換層2U對電極3a、 3b’及支持豐層構造之基板4。可由外部將適當之電壓施加 於1對電極3a、3b ’亦可適當使電極3a及電極3b單純短路。 再者,對於基板4之轉換層2及調光層1之疊層m序不㈣ 圖示者,亦可將轉換層2配置於接近基板4側,於其上形成 調光層1。 於調光層1GE’使用光學特性按照氫濃度而變化之調光材 料所形成之微粒子(例如:釔、鑭,以下稱「調光微粒子」) 分散於膠結樹脂。 轉換層2包含可含有氣之轉換材料。此轉換材料藉由|電 極3a之間進行電子授受,可放出/吸收氩之離子(H+)/、 於圖不之例’將正電位給予電極3a,將負電位賦予電極 3b’由預先含有充分量之氫之轉換層2之轉換材料放出氫離 子。放出之氫離子移動於形成於疊層構造中之電場中,到 達調光層1之後’摻雜於調光微粒子。此類氫之放出及移動 之機制係如刖述。s周光微粒子之調光材料係藉由與氫結 合’形成氫金屬化合物。結果,當初處於金屬狀態之調光 微粒子變化成透過可視光之半導體或絕緣體。 3於-周光層1之调光微粒子之平均粒徑為例如:丄^爪。 典型上’調光微粒子分散於膠結樹脂。膠結樹脂可使用例 士具有與玻璃大致同等折射率之丙稀酸類樹脂。又,調
O:\91\9I464.DOC -37- 1286245 先層i進-步含有電性傳導 與轉換層2之間進行氣離早月千朴…立子 飞離子及琶何授受者。電性傳導性材料 可使用如同液體或固體電 扭电胛貝寺,可進行離子傳 料,可使用傳導電莅(兩工斗、+、 X材 W (包子或电洞)之導電性高分子(例如: P2)或電荷移動錯合體。 ,。周光層1可猎由使上述調光微粒子分散於膠結樹脂溶 液’並且準備已溶解電性傳導性材料之塗佈溶液後,莽由 例如:旋轉塗佈法,將塗佈溶液塗佈於電極3b上而形成。 調光層i之厚度為例如:3鋒程度。亦可採用喷墨或其 膜堆積技術形成調光^ 1。q # 八 1調先層1之光入射側可為平坦, 亦可具有凹凸。有凹凸之調光層1可藉由例如··使用有凹凸 之基板4或電極3b,於右叫几夕虎昆t i 、有凹凸之底層上塗佈上述塗佈溶液 形成。 為光層1之厚度宜在15 ’以上5〇师以下。若未滿u卿, 無法獲得具有高反射率之調光層卜或者詩調光層丄之調 光微粒子之粒徑受限。s Γ 另一方面,若超過50 μηι,調光層工 的導電性可能變低。 曰 、包含於轉換層2之轉換材料可在穩定狀態下貯藏氫原子 或離子,*按照外部刺;敖,使氫貯藏量(保持量)變化。作為此 β '丁藏氫之材料’可使 SLaNi5'MnNi5 'CaNi5、TiMni 5、 ^〜、△施广彻卜丁心^洲等合金❺又’亦可使 用碳奈米管(CNT;)。 除了 1L貯藏材料以外,轉換層2亦可含有電性傳導性材 料。若電性傳導性材料包含於轉換層2,可與調光層!之間
O:\9I\9I464.DOC -38 - 1286245 ^進行氫離子之授受。電性傳導性材料可使用如同液體 或固體電解質等,可進行離子 > 寻泠之材枓,可使用傳導電 =(電子或電洞)之導電性高分子或電荷移動錯合體。又,亦 可在上述氫貯藏材料或電性傳導性材料以外,另外視兩 要’於轉換層2添加膠結樹脂等結合材料。再者,為了確: J制由-方電極注入之電荷原樣移動至另一方電極,亦可 =調光層與轉換層之間插入隔離層。隔離層材料宜選擇離 了移動但不易產生電荷移動材 上 切您材枓。例如··可使用離子 體、多孔質絕緣物、離子導電性高分子材料等。若配 置由此類材料所組成之隔離層, " 肘確貝防止由電極所注入 2電何穿透相反電極,故可提高調光層與轉換層之間 何移動效率。 2換層2由複數材料之混合物形成時,若準備使此等材料 浴解於溶媒之溶液,藉由旋轉塗覆法或印刷法塗佈,可容斗 易形成轉換層2。此類轉換層2之形成亦可 他薄膜堆積技術進行。 、女次其 如以上所說明,於調光元件1〇E,藉由將電麼施加於電極 3^3b’在轉換層2内部進行電荷及離子之授受之結果 據前述機制,可於轉換層2及 又 门尤^粒子之間引起氫離子蒋 動。因此’例如:若於初期狀態,採用未摻雜氫之調光声1 及預先貯誠之轉換層2,並施加圖曰 將由正極側朝負極側移動,摻雜於調光微粒子。亦即 極側進行氮放出反應’負極側進行氮與金屬之結合反庫正 形成乳金屬化合物。相對於此’若施加反方向電壓,將於
O:\9l\9l464.DOC -39- 1286245 反方向產生氫移動,故藉由交替施加電壓之極性,可將調 光層1之光學狀態可逆地切換於金屬光澤一透明之間。 右僅考慮貯藏於轉換層2之氫之移動,亦可使電極“及電 極3b在疊層構造外部短路。此類短路係與蓄電池放電相同 之現象,可使疊層構造内部狀態回歸初期狀態。 由於轉換層2及調光層1具有保持氫之能力,因此未施加 電壓時(開放外部電路時),不產生氫移動,保持調光層匕 光學狀態(調光層之記憶機能)。因此’若選擇氫保持能力優 異之材料,可不耗電而長期保持調光狀態。 —與上述例相反,亦可採用預⑽雜氫之調光…,及未貯 臧氫之狀態之轉換層2。於該情況,亦可藉由將正電位給予 調光層卜將負電位給予轉換層2,以使氫從調光…移動至 轉換層2,藉此使調光層匕調光材料之光學狀態變化。 ;。周光7C件10E,可藉由氫之摻雜量,控制調光微粒子之 光反射率/光透過率,故藉由調節施加於電極之電麼或施加 時間(佔空比等),控制調光層1之光反射率/光透過率。若利 用根據氫料能力之記憶性,亦可之光 率/光透過率。 適當控制此類氫之貯藏/放出 不如同參考圖8所說明 之圖7所示之調光元件j 〇, 須 乂肩,主忍虱平衡壓一組成等溫線 (PTC特性曲線)。 關於調光元件10E,宜於PTC特 ^ 幵往曲線之平原區域進行切 ΓΓ 換層2及調光層1宜顯示大致—特 。更具體而言’如圖8所示,轉換層2及調光層丨之爪特
O:\91\9I464.DOC -40- 1286245 性曲線之平原區域之「氫貯藏量」範圍宜重疊,並且「氫 平衡壓力」之位準宜大致相等。又,轉換層2之PTc特性曲 線之平原區域之氫貯藏量範圍(寬度)最好具有包含調光層i 之ptc特性曲線之平原區域之氫貯藏量範圍(寬度)之大小。 再者,麥考圖21。圖21所示之調光元件1〇E係於金屬擴散 反射狀態及透明狀態之間進行切換,故元件全體宜具有高 透明度。為了形成高透明度狀態,不僅基板4及電極3a、3b, 轉換層2必須以在可視光域之全範圍内透過率高(無吸收)之 材料形成。然而,氫貯藏量等之轉換材料多為金屬或著色 材料’難以攸此類轉換材料之層,形成高透明性之轉換層 2。因此,宜藉由將轉換材料之微粒子與透明材料混合,以 形成轉換層2。具體而言,可由轉換材料形成具有光波長以 下之粒徑之奈米粒子,並以透明性優異之膠結樹脂結合此 奈米粒子。如此所製作之轉換層2不僅可發揮透明性及氫貯 藏能力雙方’由於藉由轉換材料之奈米粒子化,其表面積 增加,故亦期待氫之吸收、龠φ 安 、 L及收放出效率上昇。若藉由轉換材 料’氫之吸收、放出效率上昇,調光動作之應答速度提昇, 較為適宜。作為超微粒子之轉換材料’可使用碳類材料 (CNT、富勒烯等)或鉀—石墨層間化合物等。 由於進行調光们及轉換層2之間之電荷或離子之授受, 故宜將導電性高分子材料P1配置於調光層以轉換層2之 間。除了具有電荷移動性之高分子膜,亦可配置電解質膜 若配置此賴,氫離子移動容易經由電解質^起,、故 可提昇特性。
O:\9I\91464.DOC -41 - 1286245 接著,參考圖22及圖23,說明包含調光粒子之類型之其 他調光元件l〇F、l〇G、10H。 圖22(a)所示之調光元件1〇F具有轉換層分離成第一轉換 層2a及第二轉換層2b之複數層構成。至此所說明之調光元 件’由於藉由將氫等特定元素摻雜於調光層1,以使調光層 1之狀態變化,故若採用以2個轉換層以、2b夾住調光層 構成’將可有效摻雜,提升調光所需之狀態變化之速度。 由於調光層1可作為電極發揮機能,在圖22(a)之例,將調光 層1作為電極使用。 於圖22(a)之例,吸收、放出氫之部分係具有第一轉換層 2a、调光層1及第二轉換層213之3層構造,但亦可更多層化。 若調光層1為單層,即使在調光程度不充分之情況,藉由增 加調光層1之層數,可充分擴大調光程度。 由於調光層1之導電性低,無法作為電極使用時,如圖 22(b)所不之調光元件1〇G,亦可將調光層分離成第一調光 層la及第二調光層11}之2層,於此等調光層之間插入電極 3c。於圖22(b)之調光元件1〇(3,調光層i亦可進一步多層化。 圖22(a)及(b)之任一調光元件均可依序疊層各層而容易 製造。再者,除了疊層數不同以外,調光層、轉換層、電 極及基板具有與圖2 1所示之調光元件丨〇E相同之構成。 圖23所示之調光元件1〇H,為了進行轉換層2之機能分 離,賦予轉換層2多層構造。如前述,轉換層2之機能為貯 藏氫,或按照電荷之注入/放出,放出/再貯藏氫。與其以工 種材料執行此等機能,不如視各機能而選擇不同材料,重
O:\91\91464.DOC -42- 1286245 豐各材料所組成之層較兔交且 . 為谷易。亦即,將轉換層分離成為 了進行電何或離子授受之兩共私、、, 又之%何輸达材料或電解質材料所形 成之第一轉換層2 a,及呈右备心益 久-有虱計臧機能之材料所形成之第 二轉換層2b,以有效進行氫移動。 在此,U導電f生高分子材料ρι (可輸送電子、電洞兩 電荷之材料),及折射率與玻璃大致相同之丙烯酸類樹脂而 形成之電荷•離子交換層作為第一轉換層2&使用。又,將 AB5型Mm氫貯藏合金之犯合纟之超微粒子(分散中心半徑 10 nm) ’與折射率與麵大致同等之丙烯酸類樹脂混合而 成混合樹脂,以此作為第二轉換層孔而發揮機能。再者, 此類轉換層之機能分離可適用於圖2 i或圖22所#之任一調 光元件。 本發明之顯示系統所用之調光元件不限於在此列舉者, 要疋可切換光反射狀態及光透過狀態者均可使用。亦可 將例如·具備膽固醇型液晶(Ch〇lestak Liquid Crystai)材 料所組成之液晶層之液晶元件,或具備高分子分散型液晶 層之液B曰元件作為調光元件使用。即使將此類液晶元件作 為凋光7L件使用時,藉由調光元件具有複數調光區域,並 且具有可按照顯示於顯示元件之資訊種類而選擇性切換各 5周光區域之光反射狀態及光透過狀態之構成,可按照内容 種類,以最適視認性之模式進行顯示。因此,顯示系統適 合用於多内容顯示。 但是’圖示說明之可切換金屬反射狀態及透過狀態之調 光70件由於利用金屬反射狀態,故可提高光利用效率(反射
O:\91\91464.DOC -43 - I286245 率),而且具有記憶性,故可減低耗電。因此,藉由採用此 類調光元件,可獲得特別適合在多景使用之_示系統。 *相對於此,在原理上’使用膽固醇型液晶之液晶元件僅 月b反射入射光之一半(p波及s波之 万),即使在透過狀 恕,由於存在反射光,故光利用效率仍低。又,使用古八 子分散型液晶之液晶元件不具有記憶性,故必須經常= 晶層施加電墨,在耗電上不利,而且分散於高分子矩陣中 之球狀液晶材料係以與矩陣材料之折射率差所決定之八反 射條件而反射光,故無法反射所有方向的光。基本上= 用金屬反射狀態之調光元件可反射來自所有方向的光 利用效率高。 再者’若將可鏡反射光之調光元件(例如:圖7等所示)配 置於顯示元件前面’則可將顯示系統作為兼作顯示器及鏡 用之室内裝飾而使用。 【發明效果】 若根據本㈣,將提供—種顯m其係在透過模式 顯不及反射模式顯示雙方具有良好之顯示特性,適合使用 於多景及/或多媒體之顯示者。 【圖式簡單說明】 圖1係模式性表示本發明顯示系統之剖面圖。 圖2係表示按照内容種類而切換顯示模式之狀態 圖0 圖3係表示切換顯示模式之態樣之模式圖。 圖4係表示切換顯示模式之態樣之模式圖。
O:\91\91464.DOC -44- 1286245 圖5係模式性表干%止― 表不调先7C件之構成之 圖6⑷〜⑷係表示圖5:面圖。 圖7係模式性 > - 。周先疋件之動作原理圖 m表不調光元件之剖面圖。 、组成等溫線 圖8係表示調光層 ίΡΤΓ4± ^ ^ 汉得換滑之虱平衡壓 (PTC特性曲線)圖。 圖9係表示里他嘴一 八他。周先兀件之動作圖。 圖10係模式性表示其他調光元件之剖面圖。 圖11係模式性表示其他調光元件之剖面圖。 圖12係模式性表示兑 _ ,、他調先兀件之剖面圖。 圖13係模式性表示並- ,、他凋光凡件之剖面圖。 圖14係表示本發明 — μ月顯不系統之第—實施 圖15係表示本發明 〜之J面圖。 圖㈣…1 第二實施型態之剖面圖。 圖i 6係表不本發明基 Μ月顯不系統之第三實施型態之 圖17係表示本發明顯备 — , 回。 圖w系表示本發明顯…$ — “型悲之剖面圖。 圖驗-* 1 之第三實施型態之剖面圖。 圖i 9係表不本發明g 統之第四實施型態之剖面圖。 面圖。 3调先板子之調光元件之構成之剖 圖21係模式性表示包 3 5周先杈子之調光元件之剖面圖。 圖22(a)、(b)係模式性表八上, >、匕S纟周光粒子之其他調光元车 之剖面圖。 %凡件 圖2 3係模式性表示包, 周先粒十之其他調光元件之剖面 圖。 叫 【圖式代表符號說明】
O:\91\91464.DOC -45 - 1286245 1 2、1' 3a、3b 4 10、10A、10B IOC、10D、10E 10F、10G、10H 20 21 ^ 22 23 24、25 26、27 28 29 29a 30 40a、40b 50
100、100A、100B 100C 、 100D 、 100E 100F 調光層 轉換層 電極 基板 調光元件 調光元件 調光元件 顯示元件(液晶顯示元件) 基板 液晶層 電極 定向膜 薄膜電晶體(TFT) 平坦化膜(覆蓋膜) 通孔 照明裝置(背光) 偏光板 彩色濾光器 顯示系統 顯示系統 顯示系統 O:\91\91464.DOC -46-

Claims (1)

  1. I286t 冲§06726 號專利 中文申請專利範圍替奐;^96與6月9修(吏)正替换貝j 拾、申請專利範圍: 1 · 一種顯不系統,其係包含··調光元件,其係可切換光反 射狀態及光透過狀態而呈現者;及顯示元件,其係藉由 調制透過前述調光元件之光及/或由前述調光元件所反射 之光,以顯示資訊者;且 前述調光元件具有可分別獨立切換光反射狀態及光透 過狀態而呈現之複數區域,當於前述顯示元件顯示複數 種類資訊時,可按照前述顯示之資訊種類,選擇性地切 換前述複數區域之各光反射狀態及光透過狀態; 前述調光元件係具備包含第一層及第二層之疊層構 造,前述第一層之光反射率應答外部刺激變化者; 鈿述第層包含第一材料,其係光學特性按照特定元 素濃度而變化者; 前述第二層包含可含有前述特定元素之第二材料,前 述第二材料按照前述外部刺激,放出或吸收前述特定元 素。 2·如申請專利範圍第!項之顯示系統,其中前述顯示元件將 相異種類之顯示信號供給藉由調制透過前述調光元件之 光而進行顯示之第一顯示區域,及藉由調制由前述調光 元件所反射之光而進行顯示之第二顯示區域。 3·如申咕專利範圍第!項之顯示系統,其中前述顯示元件包 含複數像素; 則述調光元件所包含之前述複數區域之各國係以一對 一對應於前述複數像素之各個。 91464-960608.doc 1286245 4·如申明專利範圍第i項之顯示系統,其中前述調光元件係· 包含光反射率應答外部刺激而變化之調光層者·, 前述調光層包含光學特性按照特定元素濃度而變化之 第一材料,前述第一材料為粒子。 5· -種顯示系統,其係包含:調光元件,其係可切換光反 射狀態及光透過狀態而呈現者;及顯示元件,其係藉由 調制入射光以進行顯示者;且 丽述調光元件係具備包含第—層及第二層之疊層構 造’前述第一層之光反射率應答外部刺激而變化:. · 前述第了層包含第一材料,其係光學特性按照特定元 素濃度而變化者; 前述第二層包含可含有前述特定元素之第二材料,前 述第二材料按照前述外部刺激,放出或吸收前述特定元 素0 6.如申請專利範圍第5項之顯示系統,其中前述顯示元件係 猎由調制透過前述調光元件之光及/或由前述調光元件所 反射之光,以進行顯示。 7·如申請專利範圍第1或5項夕拥一 ▲ 項之顯不系統,其中前述元辛為 氫,前述第一材料可按昭_、_ 過狀態之間遷移。 〜汉尤远 其中前述第二層包含 8·如申請專利範圍第7項之顯示系統 氫貯藏材料。 义H m 卜 ,一其中於前述第一層及 别述第一層各個之盞平偷 、塗〜組成等溫線(?!^特性曲線) 9.如申請專利範圍第8項之顯示系統 91464-960608.doc -2- 1286245 大致平坦之區域動作。 ίο.如申請專利範圍第9項之顯示㈣,其中於前述爪特性 曲線大致平坦之區域,鈐、+、雄 ^ ^ 則述第一層及前述第二層之氫平 衡壓力大致同等。 U.如申請專利範圍第1G項之顯示系統,其中前述第二層之 ptc特性曲線大致平坦之區域之氫貯藏量範㈣包含前 述第一層之PTC特性曲鍤士從丁, 線大致平坦之區域之氫貯藏量範 圍。 12·如申請專利範圍第〗或5 項之頌不系統,其中前述第二材 13授受,進行前述衫元素之放出或吸收。 吻專利範圍第1或5項之顯示系統,其中前述第一材 料係藉由光照射,進行前隸一主甲月第-材 如申請專利範圍第13=;:素:放出或吸收。 含具有光觸媒性之材料。不糸統,其中前述第二層包 B·如申請專利範圍第1或5 / 層,其係形成為使前述特糸統’其中包含1對導電 往前述第一材料,或由_第;離子由前述第二材料 動之電場者。 第—材料往前述第二材料移 16·如申睛專利範圍第15項之一 二層位於前述!對導電層之^系統,其中前述第一及第 17. 如申請專利範圍第ls項之 / 有導電性,並起作用作騎Z糸統’其中前述第-層具 18. 如申請專利範面第15項:二;對導電層之-方。 有導電性,並起作用心、系統’其+前述第二層具 作為則述1搿導電層之—方。 9l464-960608.doc 1286245 I9·如申凊專利範圍第1或5項之顯示系統,其中前述第二層 具有光透過性。 2〇·如申睛專利範圍第丨或5項之顯示系統,其中前述第一層 及第二層之至少一方包含多層構造。 2 1 ·種顯不系統,其係包含:調光元件,其係可切換光反 射狀態及光透過狀態而呈現者;及 顯不元件,其係藉由調制入射光,以進行顯示者;且 月1J述調光元件係包含光反射率應答外部刺激而變化之 調光層者; 前述調光層包含光學特性按照特定元素濃度而變化之 第一材料,前述第一材料為粒子。 22.如申請專利範圍第21項之顯示系統,其中前述顯示元件 係藉由調制透過前述調光元件之光及/或由前述調光元件 所反射之光,以進行顯示。 23·如申請專利範圍第4或21項之顯示系統,其中前述第一材 料可按照前述特定元素濃度,於光反射狀態及光透過狀 態之間遷移。 24·如申請專利範圍第23項之顯示系統,其中於前述第一材 料為前述光反射狀態時,前述調光層擴散反射光。 25.如申請專利範圍第4或21項之顯示系統,其中前述粒子之 直徑為350 nm以上,並且為前述調光層之厚度以下。 26·如申請專利範圍第4或21項之顯示系統,其中前述特定元 素為氫。 27·如申請專利範圍第4或21項之顯示系統,其中進一步具備 91464-960608.doc 1286245 元素 轉換層’其係包含可含有前述狀元素之第二材料者· 前述第二材料按照前述外部刺激,放出或吸收前述特定 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 如:請專利範圍第27項之顯示㈣,其中前述特定元素 為氫’前述轉換層包含氫貯藏材料。 如申請專利範圍第28項之顯示㈣,其中於前述調光層 及前述轉換層各個之氫平衡壓—組成等溫線(pTc特性曲 線)大致平坦之區域動作。 如申請專利範圍第29項之顯示系統,其中於前述pTc特性 曲線大致平坦之區域’前述調光層及前述轉換層之氣平 衡壓力大致同等。 如申請專利範圍第30項之顯示㈣,其中前述轉換層之 PTC特性曲線大致平坦之區域之氫貯藏量範圍係包含前 述調光層之叹特性曲線大致平坦之區域之氫貯藏量範 圍0 如申請專利範圍第4或21項之顯示系統,其中前述第二材 料係藉由電子授受,進行前述特定元素之放出或吸收。 如申請專利範圍第4或21項之^ ^ 系統,其中前述第二材 枓係藉由電性化學反應,進 仃别述特定兀素之放出或吸 =請專利範圍第4或21項之顯示系統,其中包含 電層,其係形成為使前述特 料往前述第-材料,戍由前::素之離子由前述第二力 移動之電場者。 34第-材料往前述第二材$ 91464-960608.doc 1286245 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 如申請專利範圍第34項之顯示系統,其中 ^ 前述轉換層位於前述丨對導電層之間。 L调光層及 如申言月專利範圍第34項之顯示系統,其中前述 有導電性,並起作用作為前述i對導電層之一方”曰/、 =專利範圍第34項之顯示系統心中前:轉換層具 有導電〖生,並起作用作為前述丨對導電層之一方、/、 如申請專㈣圍第4或21狀顯示系統,其巾前 具有光透過性。 将、曰 其中前述調光層 如申請專利範圍第4或21項之顯示系統 及轉換層之至少一方包含多層構造。 如:請專利範圍第卜5及21項中任一項之顯示系統,其 中前述顯示元件係包含丨對基板及設置於前述丨對基板間 之液晶層之液晶顯示元件。 如申請專利範圍第1、5及21項中任一項之顯示系統,其 中進一步包含照明裝置,其係對於前述顯示元件配置於 與觀察者相反側。 如申請專利範圍第41項之顯示系統,其中前述調光元件 配置於前述顯示元件及前述照明裝置之間。 如申請專利範圍第1、5及21項中任一項之顯示系統,其 中前述調光元件設置於前述顯示元件内部。 如申請專利範圍第i、5及21項中任一項之顯示系統,其 中前述顯示元件包含第一彩色濾光器。 如申請專利範圍第1、5及21項中任一項之顯示系統,其 中前述調光元件包含第二彩色濾光器。 91464-960608.doc 1286245 46. 如申請專利範圍第1或5項之顯示系統,其中前述顯示元 件包含第一彩色濾光器,前述調光元件包含第二彩色濾 光器,前述第二彩色濾光器對於前述第一層配置於與觀 察者相反側。 47. 如申請專利範圍第4或21項之顯示系統,其中前述顯示元 件包含第一彩色濾光器,前述調光元件包含第二彩色濾 光器,前述第二彩色濾光器對於前述調光層配置於與觀 察者相反側。 91464-960608.doc
TW093106726A 2003-03-14 2004-03-12 Display system TWI286245B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003070193A JP2004279669A (ja) 2003-03-14 2003-03-14 表示システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200422729A TW200422729A (en) 2004-11-01
TWI286245B true TWI286245B (en) 2007-09-01

Family

ID=32984645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW093106726A TWI286245B (en) 2003-03-14 2004-03-12 Display system

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8077276B2 (zh)
JP (1) JP2004279669A (zh)
KR (1) KR100640115B1 (zh)
CN (1) CN100426080C (zh)
TW (1) TWI286245B (zh)
WO (1) WO2004081642A1 (zh)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4547670B2 (ja) * 2005-02-28 2010-09-22 日本電気株式会社 液晶画面の照明方法及び携帯電話機
JP2007139904A (ja) * 2005-11-15 2007-06-07 Nec Corp 表示素子及びこれを備えた表示装置
US7859617B2 (en) * 2006-11-09 2010-12-28 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Display with variable reflectivity
JP2009157075A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Sony Corp 反射特性制御層及び表示装置
KR101749944B1 (ko) * 2009-12-28 2017-06-22 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치 및 전자 기기
WO2011081011A1 (en) * 2009-12-28 2011-07-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
KR101781788B1 (ko) 2009-12-28 2017-09-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치 및 전자 기기
WO2011081041A1 (en) 2009-12-28 2011-07-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the semiconductor device
WO2011093000A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for driving liquid crystal display device
US9000438B2 (en) * 2010-02-26 2015-04-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9336739B2 (en) * 2010-07-02 2016-05-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
JP5485860B2 (ja) * 2010-11-18 2014-05-07 富士フイルム株式会社 放射線画像撮影装置
JP5900954B2 (ja) 2011-09-30 2016-04-06 国立研究開発法人産業技術総合研究所 反射型調光素子、該反射型調光素子を用いた反射型調光部材、及び、複層ガラス。
JP5817989B2 (ja) 2011-10-05 2015-11-18 ソニー株式会社 照明装置、表示装置および電子機器
KR102082794B1 (ko) 2012-06-29 2020-02-28 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치의 구동 방법, 및 표시 장치
KR102124405B1 (ko) * 2013-11-11 2020-06-19 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
DE102014203488B4 (de) * 2014-02-26 2020-12-24 Baden-Württemberg Stiftung Ggmbh Vorrichtung mit schaltbaren optischen Eigenschaften, Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung und Verwendung einer Vorrichtung
JP2015210298A (ja) * 2014-04-24 2015-11-24 スタンレー電気株式会社 両面液晶表示装置及びバックライトユニット
JP6451979B2 (ja) 2014-10-11 2019-01-16 Tianma Japan株式会社 表示素子およびそれを用いた携帯型情報装置
CN105789241B (zh) * 2014-12-22 2018-10-02 昆山国显光电有限公司 一种可切换显示状态的有机发光显示装置及其制备方法
CN105235481B (zh) * 2015-10-30 2017-09-29 福耀玻璃工业集团股份有限公司 一种发光效果可调的车辆天窗总成
JP6636323B2 (ja) * 2015-12-28 2020-01-29 株式会社日立エルジーデータストレージ 調光器及びこれを用いた映像表示装置
US10585307B2 (en) * 2016-03-30 2020-03-10 Motorola Mobility Llc Display construct with integrated switchable mirror and corresponding systems and methods
EP3293724B1 (en) * 2016-09-08 2019-12-11 Ricoh Company, Ltd. Display apparatus and method for controlling the display apparatus
JP7155527B2 (ja) 2017-02-17 2022-10-19 株式会社リコー 表示装置および表示方法
JP7219930B2 (ja) * 2017-11-15 2023-02-09 学校法人加計学園 希土類水素化物の製造方法、水素センサー及び薄膜トランジスター
KR102129945B1 (ko) * 2018-11-29 2020-07-03 주식회사 알엠케이 광 투과율 가변 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치용 컬러필터 및 스마트 윈도우
CN109782475B (zh) * 2019-01-10 2021-11-23 昆山龙腾光电股份有限公司 偏光片及显示装置
CN110018580B (zh) * 2019-05-14 2024-05-28 湖北锐尔圣科技有限公司 一种电动调光元件
JP2021060447A (ja) * 2019-10-03 2021-04-15 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び表示装置の駆動方法
CN110824771B (zh) * 2019-11-12 2022-03-25 昆山龙腾光电股份有限公司 显示装置及其驱动方法
TWI726686B (zh) * 2020-04-16 2021-05-01 友達光電股份有限公司 半穿反型鏡

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6271930A (ja) * 1985-09-26 1987-04-02 Canon Inc 表示装置
DE69631240T2 (de) * 1995-05-30 2004-10-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Schaltvorrichtung und deren verwendung
EP0859971B1 (en) 1996-08-22 2004-11-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electro-optical switching device
DE69727551T2 (de) 1996-09-05 2004-12-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Gerät für optische Kommunikation
JP3377447B2 (ja) 1998-03-05 2003-02-17 シャープ株式会社 液晶表示パネル及びその製造方法
US6295109B1 (en) * 1997-12-26 2001-09-25 Sharp Kabushiki Kaisha LCD with plurality of pixels having reflective and transmissive regions
DE69929001T2 (de) * 1998-02-04 2006-06-22 Seiko Epson Corp. Flüssigkristallvorrichtung und elektronischen gerät
JP4352492B2 (ja) 1998-02-04 2009-10-28 セイコーエプソン株式会社 液晶装置及び電子機器
JP2000347184A (ja) * 1999-06-09 2000-12-15 Minolta Co Ltd 情報表示装置
EP1090328A1 (en) * 1999-04-20 2001-04-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Transflective display device
JP2000321564A (ja) * 1999-05-13 2000-11-24 Sharp Corp 液晶表示装置
US6259853B1 (en) * 1999-09-03 2001-07-10 Agilent Technologies, Inc. Optical element having electrically controllable refractive index
US6317531B1 (en) * 1999-09-17 2001-11-13 Agilent Technologies, Inc. Optical cross-connect utilizing metal/hydride mirrors
JP4412441B2 (ja) * 2000-07-11 2010-02-10 日本電気株式会社 液晶表示装置
JP2002090782A (ja) 2000-09-12 2002-03-27 Canon Inc 表示装置、及び該表示装置の駆動方法
KR20020056951A (ko) * 2000-09-28 2002-07-10 요트.게.아. 롤페즈 투과반사형 전환 디스플레이 디바이스
JP2002345149A (ja) 2001-05-17 2002-11-29 Ennet Corp 余剰電力管理システム
JP3758652B2 (ja) * 2003-01-24 2006-03-22 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置および電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004279669A (ja) 2004-10-07
TW200422729A (en) 2004-11-01
US8077276B2 (en) 2011-12-13
CN1761908A (zh) 2006-04-19
CN100426080C (zh) 2008-10-15
WO2004081642A1 (ja) 2004-09-23
US20060203154A1 (en) 2006-09-14
KR100640115B1 (ko) 2006-11-01
KR20050102118A (ko) 2005-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI286245B (en) Display system
CN102694130B (zh) 发光装置
EP1812821B1 (en) Dual light emitting and electrochromic device
TWI537644B (zh) 顯示裝置及其顯示方法
JPWO2004053819A1 (ja) 液晶表示装置
CN108681133B (zh) 显示面板及显示方法和车载平视显示系统
TWI269099B (en) Liquid crystal display device using dual light unit and method of fabricating the same
US20070024603A1 (en) Integrated digital picture viewing device
US10036932B2 (en) Display element, backlight and portable information device using the display element
US6597488B2 (en) Transflective switching display device
JP6946126B2 (ja) 表示システム
Zhang et al. Large scale transparency-adjustable mini-LED display with recoverable color gamut by a highly transparent electrochromic shutter
CN1392966A (zh) 光转换器件
KR100709162B1 (ko) 조광 소자 및 그것을 이용한 표시 소자
US20240241421A1 (en) Electrophoretic display devices
CN111198493B (zh) 显示装置及智能手表
CN100383652C (zh) 调光元件及采用它的显示元件
CN116520602A (zh) 显示装置及电子设备
JP2004279680A (ja) 表示素子
CN112327542A (zh) 显示装置及其制备方法
JP2006047408A (ja) 積層型表示および書き込み装置
JP2004279619A (ja) 調光素子

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees