透明液晶顯示設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了透明液晶顯示設(shè)備，所述透明液晶顯示設(shè)備包括：彼此面對并且被隔開的第一基板和第二基板；在所述第一基板的外表面上的偏振板；在所述第一基板的內(nèi)表面上的第一電極和第二電極以及在所述第一電極和所述第二電極之間的鈍化層，所述第一電極具有平板形狀，所述第二基板具有條狀；在所述第二基板的內(nèi)表面上的第三電極；在所述第二基板的外表面上的至少一個濾色器，所述至少一個濾色器包含有色二色性染料材料；以及在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，所述液晶層包含液晶材料和黑二色性染料材料。
【專利說明】透明液晶顯示設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及透明液晶顯示設(shè)備。本公開還涉及明顯地區(qū)分相反側(cè)的物體圖像并且清楚地顯示圖像的透明液晶顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]最近，隨著信息時代的發(fā)展，對顯示設(shè)備的需求以各種形式增加。例如，已經(jīng)開發(fā)了諸如液晶顯示(IXD)設(shè)備、等離子體顯示板(PDP)、場發(fā)射顯示(FED)設(shè)備和有機發(fā)光二極管(OLED)顯示設(shè)備這樣的各種平板顯示器(FPD)。由于FPD具有諸如機身薄、重量輕和功耗低的優(yōu)點，F(xiàn)PD已經(jīng)廣泛代替陰極射線管(CRT)設(shè)備。
[0003]在各種FPD中，IXD設(shè)備具有諸如高對比度和顯示運動圖像的優(yōu)異性能的各種特征。例如計算機監(jiān)視器或者電視機已經(jīng)廣泛使用IXD設(shè)備。IXD設(shè)備包括分別具有像素電極和公共電極的兩個基板以及位于這兩個基板之間的液晶層。LCD設(shè)備通過改變液晶層的液晶分子的取向方向來獲得透射率的差異，從而顯示圖像。
[0004]最近以來，正在廣泛開發(fā)透明IXD設(shè)備，透過該透明IXD裝置用戶明顯地觀看到透明IXD設(shè)備相反側(cè)的物體圖像。由于透明IXD設(shè)備在空間利用、內(nèi)部裝飾或者設(shè)計上具有優(yōu)點，所以透明LCD設(shè)備可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域。具體地，透明LCD設(shè)備可以透過在透明LCD設(shè)備的相反側(cè)的物體圖像并且清楚地顯示圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的實施方式旨在提供基本避免了由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點造成的一個或者更多個問題的顯示設(shè)備。
[0006]本公開的目的是提供提高了相反側(cè)物體的可視性和所顯示圖像的清楚度的透明液晶顯示設(shè)備。
[0007]本公開的另一個目的是提供由于高亮度而提高了顯示質(zhì)量和可靠性的透明液晶顯示設(shè)備。
[0008]本發(fā)明的附加特征及優(yōu)點將在以下的說明書中進行闡述，并且一部分根據(jù)本說明書將是清楚的，或者可以從本發(fā)明的實踐獲知。本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點可以通過在本書面描述及其權(quán)利要求書及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
[0009]為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點，如在此處實現(xiàn)和廣泛描述的，本發(fā)明提供一種透明液晶顯示設(shè)備，所述透明液晶顯示設(shè)備包括:彼此面對并且被隔開的第一基板和第二基板；在所述第一基板的外表面上的偏振板；在所述第一基板的內(nèi)表面上的第一電極和第二電極以及在所述第一電極和所述第二電極之間的鈍化層，所述第一電極具有平板形狀，所述第二基板具有條狀；在所述第二基板的內(nèi)表面上的第三電極；在所述第二基板的外表面上的至少一個濾色器，所述至少一個濾色器包括有色二色性染料材料；以及在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，所述液晶層包括液晶材料和黑二色性染料材料。
[0010]應(yīng)當(dāng)理解的是，上面的概括描述和下面的詳細(xì)描述都是示例性和解釋性的，并旨在對所要求保護的本發(fā)明提供進一步的解釋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖被包括進來以提供對本發(fā)明的進一步理解，并結(jié)合到本申請中且構(gòu)成本申請的一部分，這些附圖例示了本發(fā)明的實施方式，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0012]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的透明液晶顯示(IXD)設(shè)備；
[0013]圖2A和圖2B示出黑色二色性染料的光學(xué)屬性；
[0014]圖3A到圖3C分別示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的透明LCD設(shè)備的透明狀態(tài)、彩色狀態(tài)和暗狀態(tài)；以及
[0015]圖4A到圖4C分別示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的透明液晶顯示(IXD)設(shè)備的暗狀態(tài)、彩色狀態(tài)和透明狀態(tài)。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)在詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在附圖中說明了這些實施方式的示例。
[0017]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的透明液晶顯示(IXD)設(shè)備。如圖1所示，透明IXD設(shè)備100包括:顯示圖像的液晶板110和向液晶板110提供光的背光單元120。顯示板110包括:第一基板101和第二基板102。第一基板101和第二基板102彼此面對并且被隔開，在第一基板101和第二基板102之間夾有液晶層105。如下面更詳細(xì)描述的，液晶層105可以通過扭曲向列(TN)液晶材料106和黑染料材料107來實現(xiàn)賓-主模式。黑染料材料107可以由黑二色性染料材料形成。另外，液晶材料106和黑染料材料107各具有相互垂直的長軸和短軸。
[0018]液晶材料106和黑染料材料107分別用作主體和賓體，在賓-主模式下，使得黑染料材料107的長軸沿著液晶材料106的長軸的取向方向取向。具有與黑染料材料107的長軸平行的偏振軸的偏振光的吸收系數(shù)大于具有與黑染料材料107的長軸垂直的偏振軸的偏振光的吸收系數(shù)。
[0019]如圖2A所示，具有與黑染料材料107的長軸平行的偏振軸的光被黑染料材料107吸收并且阻擋。如圖2B所示，具有與黑染料材料107的長軸垂直的偏振軸的光透過黑染料材料107。
[0020]返回圖1，具有透射軸的偏振板110被設(shè)置在第一基板101的外表面上。盡管未被不出，但是在第一基板101和第二基板102的內(nèi)表面上分別形成有第一定向膜和第二定向膜。例如，通過摩擦處理，第一定向膜和第二定向膜分別具有第一定向方向和第二定向方向。第一定向方向，例如，第一摩擦方向，可以垂直于偏振板119的透射軸；第二定向方向，例如，第二摩擦方向，可以垂直于第一定向方向。
[0021]黑染料材料107可以包括具有黑色的二色性染料。二色性染料可以包括以下的一種或者更多種:偶氮染料，蒽醌染料，偶氮甲堿染料，靛藍(lán)染料，硫靛染料，花青染料，二氫化茚染料，奧染料，茈染料，酞吡呤染料和吖嗪染料。
[0022]盡管未被示出，但是可以在第一基板101的內(nèi)表面上形成多條選通線、多條第一公共線、多條第二公共線和多條數(shù)據(jù)線。多條第一公共線和多條第二公共線平行于所述多條選通線，并且多條數(shù)據(jù)線與多條選通線交叉以限定多個像素區(qū)域。另外，可以在每一個像素區(qū)域中形成連接到選通線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管(TFT)。TFT可以包括連接到選通線的柵極、位于柵極上的柵絕緣層、在柵絕緣層上與柵極相對應(yīng)的半導(dǎo)體層、接觸半導(dǎo)體層兩端的源極和漏極。
[0023]第一電極111和第二電極113形成在第一基板101的內(nèi)表面上的像素區(qū)域中。盡管未被不出，但是在第一電極111和第二電極113之間形成有鈍化層。第一電極111可以連接到TFT的漏極，并且第二電極113可以連接到第一公共線。另外，第一電極111可以具有與各像素區(qū)域相對應(yīng)的平板形狀，并且第二電極113可以具有矩形條的形狀。第二電極113的矩形條可以被沿著平行于第一定向方向的方向設(shè)置并且可以彼此隔開，以具有開口部0P。第一電極111和第二電極113可以被設(shè)置為使得在第一電極111和第二電極113之間的電場沿與第二定向方向平行的方向生成。
[0024]在第二基板102的內(nèi)表面上形成有第三電極115。第三電極115可以連接到第二公共線并且可以具有平板形狀。第一電極111、第二電極113和第三電極115可以包括諸如氧化銦錫(ΙΤ0)和氧化銦鋅(ΙΖ0)這樣的透明導(dǎo)電材料。
[0025]通過使用垂直電場和水平電場(例如，邊緣場)來透射或者阻擋光，透明IXD設(shè)備100可以具有(或者工作于)透明狀態(tài)、彩色狀態(tài)和暗狀態(tài)之一。例如，當(dāng)由于未施加電壓而在第一電極111、第二電極113和第三電極115之間未產(chǎn)生電場時,透明IXD設(shè)備100可以具有透明狀態(tài)或者工作在透明狀態(tài)下，在透明狀態(tài)下，位于透明IXD設(shè)備100 —側(cè)的物體圖像可以透過透明IXD設(shè)備100的另一側(cè)被看到。當(dāng)在第一電極111和第三電極115之間產(chǎn)生垂直電場時，透明LCD設(shè)備100工作在彩色狀態(tài)或者彩色模式，在彩色狀態(tài)或彩色模式下，透明IXD設(shè)備100顯示液晶板110所顯示的圖像。當(dāng)在第一電極111和第二電極113之間產(chǎn)生水平電場時，LCD可以具有暗狀態(tài)或者黑暗模式，其中沒有光從透明LCD設(shè)備100或者透過透明IXD設(shè)備100發(fā)出。
[0026]結(jié)果，當(dāng)在第一電極111、第二電極113和第三電極115之間不產(chǎn)生電場時,來自相反側(cè)的光可以透過液晶層105使得透明LCD設(shè)備100可以處于作為初始狀態(tài)的透明狀態(tài)。此外，當(dāng)在第一電極111和第三電極115之間產(chǎn)生了垂直電場時，來自背光單元120的光可以被提供到液晶層105使得透明LCD設(shè)備100可以工作在彩色狀態(tài)下。另外，當(dāng)在第一電極111和第二電極113之間產(chǎn)生了水平電場時，由于液晶分子106而沿著水平電場的方向取向的黑染料材料107的長軸吸收具有與黑染料材料107的長軸平行的偏振軸的光。結(jié)果，來自相反側(cè)或者來自背光單元120的光可以被液晶層105阻擋，使得透明LCD設(shè)備100可以具有暗狀態(tài)。
[0027]在第二基板102的外表面上形成有包括紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c在內(nèi)的濾色器層117。紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c與像素區(qū)域相對應(yīng)，并且可以彼此交替地設(shè)置。另外，紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c可以分別包括紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料，并且紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料可以具有與偏振板119的透射軸平行的長軸和垂直于長軸的短軸。
[0028]具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸平行的偏振軸的光和具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸垂直的偏振軸的光的對應(yīng)的顏色分量透過紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c。具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸平行的偏振軸的光的其它顏色分量被紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c吸收。例如并且對于紅濾色器117a，具有與紅染料材料的長軸平行的偏振軸的紅色光和具有與紅染料材料的長軸垂直的偏振軸的光透過紅濾色器117a，而具有與紅染料材料的長軸平行的偏振軸的綠色光和藍(lán)色光被紅濾色器117a吸收。
[0029]在初始狀態(tài)，來自透明IXD設(shè)備100的相反側(cè)的光透過偏振板119和液晶層105。偏振板119和液晶層105造成光具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸垂直的偏振軸。結(jié)果，來自相反側(cè)的光可以透過紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c使得透明IXD設(shè)備100可以具有透明狀態(tài)。此外，當(dāng)在第一電極111和第三電極115之間產(chǎn)生了垂直電場時，來自背光單元120的光透過偏振板119和液晶層105。如下面更詳細(xì)描述的，透明IXD設(shè)備100造成光具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸平行的偏振軸。結(jié)果，來自背光單元120的光的對應(yīng)的顏色分量可以透過紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c，使得透明IXD設(shè)備100可以工作在彩色狀態(tài)下。
[0030]紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料可以包括分別具有紅色、綠色和藍(lán)色的二色性染料。二色性染料可以包括以下中的一種:偶氮染料、蒽醌染料、偶氮甲堿染料、靛藍(lán)染料、硫靛染料、花青染料、二氫化茚染料、奧染料、茈染料、酞吡呤染料和吖嗪染料。
[0031 ] 例如，紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料各可以包括約I到約98.85重量份的二色性染料和約0.15到約5重量份的添加劑。當(dāng)二色性染料少于約I重量份時，濾色器層117的偏振效果降低。當(dāng)二色性染料多于約98.85重量份時，由于硬度降低，濾色器層117的耐用性降低。添加劑可以包括催化劑、增感劑、穩(wěn)定劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、阻聚劑、促進劑、表面活性劑、潤滑劑、保濕劑、分散劑、疏水化劑、粘接劑、流動促進劑、抑泡劑、稀釋劑、著色劑、染料和顏料的任意組合。必要時，可以適當(dāng)?shù)剡x擇并混合添加劑。
[0032]染料材料的紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c可以具有對高溫度和高濕度的優(yōu)良耐久性。另外，由于染料材料不是諸如彩色顏料這樣的顆粒，所以防止了由于彩色顏料的散射造成的偏振程度的降低和對比度的降低。結(jié)果，提高了偏振程度和分辨率。
[0033]具體地，由于紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c包括二色性染料，所以可以通過加色混合來產(chǎn)生顏色。盡管現(xiàn)有的包括彩色顏料的紅濾色器、綠濾色器和藍(lán)濾色器通過減色混合(其中亮度降低)來產(chǎn)生顏色，但是紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c可以通過加色混合(其中亮度提高)來產(chǎn)生顏色。結(jié)果，防止了光損失并且提高了顏色再現(xiàn)性。
[0034]盡管通過混合灰或者黑色進行通過減色混合方法的補色混合，但是通過混合白色進行通過加色混合的補色混合。例如，通過減色混合進行的品紅色和黃色的混合可以通過使得紅色比品紅色或者黃色更暗來進行。在減色混合中，具有對應(yīng)于兩個顏色的波長帶的光透過這兩個顏色并且具有其它波長帶的光被這兩個顏色吸收。通過加色混合進行的品紅色和黃色的混合可以通過使得黃色比紅色或者綠色更亮來進行。另外，通過加色混合進行的綠色和藍(lán)色的混合可以通過使得青色比綠色或者藍(lán)色更亮來進行。并且通過加色混合進行的藍(lán)色和紅色的混合可以通過使得品紅色比藍(lán)色或者紅色更亮來進行。在加色混合中，通過加色混合中的混合，入射光(例如，入射到觀看者眼睛)的量增加。
[0035]盡管未被不出，但是背光單兀120可以包括光源和與光源相鄰的導(dǎo)光板。來自光源的光可以透過導(dǎo)光板到液晶板110。光源可以包括諸如冷陰極熒光燈(CCFL)和外部電極熒光燈(EEFL)這樣的熒光燈或者發(fā)光二極管(LED)。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的透明IXD設(shè)備100可以工作在具有透明狀態(tài)、彩色狀態(tài)和暗狀態(tài)的賓-主模式下。液晶層105包括作為主體的液晶材料106和作為賓體的黑染料材料107。在第一基板101的內(nèi)表面上的第一定向膜具有與偏振板119的透射軸垂直的第一定向方向。在第一基板101的內(nèi)表面上形成第一電極111和第二電極113并且在第二基板102的內(nèi)表面上形成第三電極115。在第二基板102的外表面上形成分別包括紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c。當(dāng)在第一電極111、第二電極113和第三電極115之間未產(chǎn)生電場時,透明IXD設(shè)備100可以工作在透明狀態(tài)下，其中，位于透明IXD設(shè)備100的一側(cè)的物體圖像可以透過透明IXD設(shè)備100的相反側(cè)被看到。當(dāng)在第一電極111和第三電極115之間產(chǎn)生了垂直電場時，透明IXD設(shè)備100工作于彩色狀態(tài)以例如根據(jù)施加到LCD設(shè)備100的像素或者子像素的數(shù)據(jù)信號或者數(shù)據(jù)電壓顯示圖像。當(dāng)在第一電極111和第二電極113之間產(chǎn)生了水平電場時，透明IXD設(shè)備100工作于暗狀態(tài)以顯示黑背景。
[0037]結(jié)果，可以實現(xiàn)相反側(cè)物體(例如，位于透明IXD設(shè)備100的后面或者穿過透明IXD設(shè)備100的物體)的可視性并且提高了所顯示圖像的清晰度。另外，由于省略了一個偏振板，所以防止了由于偏振板引起的光損失，并且透明IXD設(shè)備100具有薄的機身。此外，由于濾色器層117包括彩色染料材料而不是彩色顏料，所以防止了由于彩色顏料引起的光損失并且提高了亮度和顏色再現(xiàn)性。
[0038]圖3A到圖3C分別示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的透明LCD設(shè)備的透明狀態(tài)、彩色狀態(tài)和暗狀態(tài)。
[0039]如圖3A到圖3C所示，液晶板110包括:具有平板形狀的第一電極111和具有開口部OP的條形的第二電極113的第一基板101 ;具有第三電極115的第二基板102 ;以及包括液晶材料106和黑染料材料107在內(nèi)的液晶層105。第一電極111和第二電極113可以被絕緣材料的鈍化層彼此電氣隔開。具有與第一方向(例如，圖3A所不的第一方向)平行的透射軸的偏振板119被設(shè)置在第一基板101的外表面上，并且具有與第一方向平行的長軸的濾色器層117形成在第二基板102的外表面上。濾色器層117包括紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c，其分別包括紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料。紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料各具有平行于第一方向的長軸。盡管未被示出，但是在第一基板101的內(nèi)表面上形成有具有與第一方向垂直的第一定向方向的第一定向膜，并且在第二基板102的內(nèi)表面上形成有具有與第一方向平行的第二定向方向的第二定向膜。
[0040]液晶層105具有扭曲向列(TN)模式，其中液晶材料106的長軸被取向為從第一基板101到第二基板102扭曲。液晶板110工作在當(dāng)電壓不被施加到第一電極111、第二電極113和第三電極115時顯示白色的常白模式下。另外，液晶板110工作在作為客體的黑染料材料107根據(jù)作為主體的液晶材料106來取向的賓-主模式下。
[0041]如圖3A所示，當(dāng)電壓不被施加到第一電極111、第二電極113和第三電極115并且背光單元關(guān)閉時，來自透明LCD設(shè)備100相反側(cè)的非偏振光透過偏振板119以具有與偏振板119的透射軸的第一方向平行的偏振軸。當(dāng)光進入液晶層105時，光的與黑染料材料107的長軸平行的第一偏振分量被黑染料材料107吸收，并且光的與黑染料材料107的長軸垂直的第二偏振分量透過黑染料材料107。由于與第一基板101相鄰的黑染料材料107的長軸沿著與第一方向垂直的第一定向方向取向，所以具有與第一方向平行的偏振軸的光透過黑染料材料107。
[0042]當(dāng)光透過液晶層105時，光的偏振軸根據(jù)液晶層105的扭曲取向旋轉(zhuǎn)以垂直于第一方向。當(dāng)光進入濾色器層117時，光的具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸平行的偏振軸且具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料各個不同的顏色的第一分量分別被紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c吸收。光的具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸平行的偏振軸且具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料各個相同的顏色的第二分量、以及光的具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸垂直的偏振軸的第三分量透過紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c。由于紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸沿著第一方向取向，所以具有與第一方向垂直的偏振軸的光透過紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c。結(jié)果，在透明IXD設(shè)備100的不向第一電極111、第二電極113和第三電極115施加電壓并且背光單元關(guān)閉的透明狀態(tài)下，來自相反側(cè)的光透過透明LCD設(shè)備100，使得可以透過透明LCD設(shè)備100明顯地區(qū)分(例如，觀看)位于相反側(cè)的物體圖像。
[0043]如圖3B所示，當(dāng)電壓被施加到第一電極111和第三電極115時，在第一電極111和第三電極115之間產(chǎn)生了垂直電場，并且液晶層105被垂直電場再取向，使得液晶材料106和黑染料材料107的長軸平行于垂直電場。來自背光單元的非偏振光透過偏振板119以具有與偏振板119的透射軸的第一方向平行的偏振軸。參照圖3A例示的黑染料材料107的吸收和透射，由于黑染料材料107的長軸沿著與第一方向垂直的垂直電場再取向，具有與第一方向平行的偏振軸的光透過黑染料材料107。
[0044]盡管光透過液晶層105，但是由于液晶層105沿著垂直電場取向，所以光的偏振軸不旋轉(zhuǎn)。參照圖3A例示的紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的吸收和透射，由于紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸沿著第一方向取向，具有與第一方向平行的偏振軸且具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料各個相同的顏色的光透過紅濾色器107a、綠濾色器107b和藍(lán)濾色器107c。例如，具有與第一方向平行的偏振軸的光的紅色分量可以透過紅濾色器107a，具有與第一方向平行的偏振軸的光的綠色分量可以透過綠濾色器107b，以及具有與第一方向平行的偏振軸的光的藍(lán)色分量可以透過藍(lán)濾色器107c。結(jié)果，在透明IXD設(shè)備100的、用于顯示圖像的電壓被施加到第一電極111和第三電極115的彩色狀態(tài)下，來自背光單元的光透過透明LCD設(shè)備100，使得可以透過透明LCD設(shè)備100觀看所顯示的圖像。
[0045]如圖3C所示，當(dāng)電壓被施加到第一電極111和第二電極113時，在第一電極111和第二電極113之間產(chǎn)生了水平電場L，并且位于與第一電極111和第二電極113相鄰的下部的液晶層105被水平電場L再取向，使得液晶材料106和黑染料材料107的長軸平行于第一方向。來自相反側(cè)的非偏振光和/或來自背光單兀的光透過偏振板119以具有與偏振板119的透射軸的第一方向平行的偏振軸。參照圖3A例示的黑染料材料107的吸收和透射，由于黑染料材料107的長軸沿著與第一方向平行的水平電場L再取向，具有與第一方向平行的偏振軸的光被黑染料材料107吸收。結(jié)果，在透明IXD設(shè)備100的、電壓被施加到第一電極111和第二電極113的暗狀態(tài)下，來自相反側(cè)和背光單元的光被透明IXD設(shè)備100吸收，使得透明IXD設(shè)備100顯示黑圖像。[0046]在根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的透明IXD設(shè)備100中，在透明狀態(tài)下明顯地區(qū)分處于透明IXD設(shè)備100相反側(cè)的物體圖像，并且在彩色狀態(tài)下觀看所顯示圖像。換句話說，在透明狀態(tài)下，透明LCD設(shè)備100顯示位于透明LCD設(shè)備100后面或者相反側(cè)的物體，而在彩色狀態(tài)下，透明LCD設(shè)備100可以工作以根據(jù)通過一條或者更多條數(shù)據(jù)線接收的、與所顯示圖像相關(guān)聯(lián)的所提供數(shù)據(jù)信號呈現(xiàn)任何顯示圖像。另外，由于省略了位于第二基板102的外表面上的附加偏振板，所以防止了由于偏振板引起的光損失并且透明LCD設(shè)備100具有薄的機身。此外，由于紅濾色器117a、綠濾色器117b和藍(lán)濾色器117c分別包括紅二色性染料材料、綠二色性染料材料和藍(lán)二色性染料材料，所以防止了由彩色顏料引起的光損失并且提高了亮度和顏色再現(xiàn)性。
[0047]圖4A到圖4C分別示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的透明液晶顯示(IXD)設(shè)備200的暗狀態(tài)、彩色狀態(tài)和透明狀態(tài)。
[0048]如圖4A到圖4C所示，液晶板210包括:具有平板形狀的第一電極211和條狀的第二電極113的第一基板201 ;具有第三電極215的第二電極202 ;以及包括液晶材料206和黑染料材料207在內(nèi)的液晶層205。第一電極211和第二電極213可以被絕緣材料制成的鈍化層相互電氣隔開。另外，第二電極213的條可以沿著第一方向設(shè)置(例如，圖4A到圖4C所示的第一方向)并且可以相互隔開以具有開口部0P。具有與第一方向平行的透射軸的偏振板219被設(shè)置在第一基板201的外表面上,而在第二基板202的外表面上形成具有與第一方向平行的長軸的濾色器層217。濾色器層217包括分別包括紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的紅濾色器217a、綠濾色器217b和藍(lán)濾色器217c。如圖4A到圖4C所示，紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸平行于第一方向。盡管未被示出，但是第一基板201的內(nèi)表面上形成有具有與第一方向平行的第一定向方向的第一定向膜，而在第二基板202的內(nèi)表面上形成有具有與第一方向平行的第二定向方向的第二定向膜。
[0049]液晶層205具有電控雙折射(ECB)模式，其中從第一基板201到第二基板202，液晶材料206的長軸被彼此平行取向。液晶板210可以工作于當(dāng)不向第一電極211、第二電極213和第三電極215施加電壓時顯示黑色的黑模式下。另外，液晶板210工作在作為客體的黑染料材料207根據(jù)作為主體的液晶材料206來取向的賓-主模式。
[0050]如圖4A所示，當(dāng)不向第一電極211、第二電極213和第三電極215施加電壓時，來自透明IXD設(shè)備100相反側(cè)和背光單兀(未不出)的非偏振光透過偏振板219,以具有與偏振板219的第一方向的透射軸平行的偏振軸。當(dāng)光進入液晶層205時，光的與黑染料材料207的長軸平行的第一偏振分量被黑染料材料207吸收，并且光的與黑染料材料207的長軸垂直的第二偏振分量透過黑染料材料207。由于黑染料材料207的長軸沿著與第一方向平行的第一定向方向取向，所以具有與第一方向平行的偏振軸的光被黑染料材料207吸收。結(jié)果，在透明IXD設(shè)備200的未向第一電極213、第二電極213和第三電極215施加電壓的暗狀態(tài)下，來自相反側(cè)和背光單元的光被透明LCD設(shè)備200吸收，使得通過透明LCD設(shè)備200顯示黑圖像。
[0051]如圖4B所示，當(dāng)電壓施加到第一電極211和第三電極215時，在第一電極211和第三電極215之間產(chǎn)生了垂直電場,并且液晶層205被垂直電場再取向，使得液晶材料206和黑染料材料207的長軸平行于垂直電場。來自背光單元的非偏振光透過偏振板219以具有與偏振板219的第一方向的透射軸平行的偏振軸。參照圖4A例示的黑染料材料207的吸收和透射，由于黑染料材料207的長軸沿著與第一方向垂直的垂直電場再取向，所以具有與第一方向平行的偏振軸的光透過黑染料材料207。
[0052]盡管光透過液晶層205，但是由于液晶層205沿著垂直電場取向，所以光的偏振軸不旋轉(zhuǎn)。當(dāng)光進入濾色器層207時，光的具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸平行的偏振軸且具有分別與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料不同的顏色的第一分量分別被紅濾色器207a、綠濾色器207b和藍(lán)濾色器207c吸收。光的具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸平行的偏振軸且具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料各個相同的顏色的第二分量以及光的具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸垂直的偏振軸的第三分量分別透過紅濾色器207a、綠濾色器207b和藍(lán)濾色器207c。由于紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸沿著第一方向取向，所以具有與第一方向平行的偏振軸且具有與紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料各個相同的顏色的光透過紅濾色器207a、綠濾色器207b和藍(lán)濾色器207c。例如，具有與第一方向平行的偏振軸的光的紅色分量可以透過紅濾色器207a，具有與第一方向平行的偏振軸的光的綠色分量可以透過綠濾色器207b，以及具有與第一方向平行的偏振軸的光的藍(lán)色分量可以透過藍(lán)濾色器207c。結(jié)果，在透明IXD設(shè)備200的用于顯示圖像的電壓被施加到第一電極211和第三電極215的彩色狀態(tài)下，來自背光單元的光透過透明LCD設(shè)備200，使得可以透過透明LCD設(shè)備200觀看所顯示圖像。
[0053]如圖4C所示，當(dāng)電壓被施加到第一電極211和第二電極213并且背光單元被關(guān)閉時，在第一電極211和第二電極213之間產(chǎn)生了水平電場L,并且位于與第一電極211和第二電極213相鄰的下部的液晶層205被水平電場L再取向，使得液晶材料206和黑染料材料207的長軸垂直于第一方向。結(jié)果，液晶層205可以具有扭曲向列(TN)類型,其中液晶材料206的長軸被取向為從第一基板201到第二基板202扭曲。來自透明IXD設(shè)備200相反側(cè)的非偏振光透過偏振板219以具有與偏振板219的透射軸的第一方向平行的偏振軸。參照圖4C例示的黑染料材料207的吸收和透射，由于位于下部的黑染料材料207的長軸沿著與第一方向垂直的水平電場L再取向，具有與第一方向平行的偏振軸的光透過黑染料材料 207。
[0054]盡管光透過液晶層205，但是光的偏振軸根據(jù)液晶層205的扭曲取向旋轉(zhuǎn)為垂直于第一方向。參照圖4C例示的紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的吸收和透射，由于紅染料材料、綠染料材料和藍(lán)染料材料的長軸沿著第一方向取向，所以具有與第一方向垂直的偏振軸的光分別透過紅濾色器217a、綠濾色器217b和藍(lán)濾色器217c。結(jié)果，在透明IXD設(shè)備200的、電壓被施加到第一電極211和第二電極213并且背光單元關(guān)閉的透明狀態(tài)下，來自相反側(cè)的光透過透明IXD設(shè)備200，使得可以透過透明IXD設(shè)備200明顯地區(qū)分(例如，觀看)位于相反側(cè)的物體圖像。
[0055]在根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的透明IXD設(shè)備200中，在透明狀態(tài)下明顯地區(qū)分開位于透明LCD設(shè)備200相反側(cè)的物體圖像，而在彩色狀態(tài)下，透明LCD設(shè)備工作以顯示圖像。另外，由于省略了位于第二基板202的外表面上的附加偏振板，所以防止了由于偏振板引起的光損失并且透明IXD設(shè)備200具有薄的機身。此外，由于紅濾色器217a、綠濾色器217b和藍(lán)濾色器217c分別包括紅二色性染料材料、綠二色性染料材料和藍(lán)二色性染料材料，所以防止了由彩色顏料引起的光損失并且提高了亮度和顏色再現(xiàn)性。另外，由于液晶層205具有ECB模式，所以提高了響應(yīng)速度和對比度。
[0056]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很明顯的是，可以在不脫離本發(fā)明的精神或者范圍的情況下對本公開的顯示設(shè)備做出各種修改和變化。因此，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求書及其等同物范圍內(nèi)的對本發(fā)明的這些修改和變化。
[0057]相關(guān)申請的交叉引用
[0058]本申請要求2013年I月25日在韓國提交的韓國專利申請N0.10-2013-0008394的優(yōu)先權(quán)，在此通過弓I用并入其全部。
【權(quán)利要求】
1.一種顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備包括: 彼此隔開的第一基板和第二基板； 在所述第一基板的外表面上的偏振板； 在所述第一基板的內(nèi)表面上的第一電極和第二電極以及在所述第一電極和所述第二電極之間的鈍化層； 在所述第二基板的內(nèi)表面上的第三電極； 在所述第二基板的外表面上的濾色器，所述濾色器包含有色二色性染料材料；以及在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，所述液晶層包含液晶材料和黑二色性染料材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，所述黑二色性染料材料的長軸被取向為平行于所述液晶材料的長軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，具有與所述黑二色性染料材料的長軸平行的偏振軸的光被所述黑二色性染料材料吸收。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，入射到所述濾色器的光具有:第一分量，所述第一分量具有與所述有色二色性染料材料的長軸平行的偏振軸和與所述有色二色性染料材料相同的顏色；和第二分量，所述第二分量具有與所述有色二色性染料材料的長軸平行的偏振軸和與所述有色二色性染料材料不同的顏色，以及 其中，所述第一分量透過所述有色二色性染料材料并且所述第二分量被所述有色二色性染料材料吸收。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備還包括: 在所述第一基板的內(nèi)表面上的第一定向膜，其中，所述第一定向膜具有第一定向方向； 在所述第二基板的內(nèi)表面上的第二定向膜，其中，所述第二定向膜具有第二定向方向；以及 其中，所述第一定向方向垂直于或者平行于所述第二定向方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示設(shè)備，其中，所述第一定向方向垂直于所述偏振板的透射軸； 其中，所述第二電極沿著與所述偏振板的透射軸垂直的方向設(shè)置； 其中，所述液晶層工作在扭曲向列模式下，在該扭曲向列模式下，當(dāng)不向所述第一電極、所述第二電極和所述第三電極施加電壓時，所述液晶材料的長軸被取向為從所述第一基板到所述第二基板扭曲； 其中，所述第二定向方向與所述偏振板的透射軸平行；以及 其中，所述有色二色性染料材料的長軸平行于所述透射軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示設(shè)備，其中，當(dāng)不向所述第一電極、所述第二電極和所述第三電極施加電壓時，具有原始顏色并且入射到所述第一基板的光透過所述液晶層和所述濾色器，其中透過的光具有原始顏色。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示設(shè)備，其中，當(dāng)電壓被施加到所述第一電極和所述第三電極以在所述第一電極和所述第三電極之間產(chǎn)生垂直電場時，入射到所述第一基板的光透過所述液晶層并且從所述濾色器輸出具有與所述濾色器相對應(yīng)的顏色的有色光。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示設(shè)備，其中，當(dāng)電壓被施加到所述第一電極和所述第二電極以在所述第一電極和所述第二電極之間產(chǎn)生水平電場時，入射到所述第一基板的光被所述黑二色性染料材料吸收。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示設(shè)備，其中，所述第一定向方向與所述偏振板的透射軸平行， 其中，所述第二電極沿著與所述偏振板的透射軸平行的方向設(shè)置， 其中，所述液晶層工作在電控雙折射模式下，在該電控雙折射模式下，當(dāng)不向所述第一電極、所述第二電極和所述第三電極施加電壓時，所述液晶材料的長軸被取向為從所述第一基板到所述第二基板彼此平行； 其中，所述第二定向方向與所述偏振板的透射軸平行，以及 其中，所述有色 二色性染料材料的長軸與所述偏振板的所述透射軸平行。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示設(shè)備，其中，當(dāng)不向所述第一電極、所述第二電極和所述第三電極施加電壓時，入射到所述第一基板的光被所述黑二色性染料材料吸收。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示設(shè)備，其中，當(dāng)電壓被施加到所述第一電極和所述第三電極以在所述第一電極和所述第三電極之間產(chǎn)生垂直電場時，入射到所述第一基板的光透過所述液晶層并且從所述濾色器輸出具有與所述濾色器相對應(yīng)的顏色的有色光。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示設(shè)備，其中，當(dāng)電壓被施加到所述第一電極和所述第二電極以在所述第一電極和所述第二電極之間產(chǎn)生水平電場時，具有原始顏色并且入射到所述第一基板的光透過所述液晶層和所述濾色器，其中透過的光具有原始顏色。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，所述黑二色性染料材料包括偶氮染料、蒽醌染料、偶氮甲堿染料、靛藍(lán)染料、硫靛染料、花青染料、二氫化茚染料、奧染料、茈染料、酞吡呤染料和吖嗪染料的任意組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，所述有色二色性染料包括偶氮染料、蒽醌染料、偶氮甲堿染料、靛藍(lán)染料、硫靛染料、花青染料、二氫化茚染料、奧染料、茈染料、酞吡呤染料和吖嗪染料的任意組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備還包括:在所述第一基板下方提供光的背光單兀。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，所述第一電極包括板狀電極，并且其中，所述第二電極包括至少一個條狀電極。
18.一種顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備包括: 第一基板和第二基板； 在所述第一基板的外表面上的偏振板； 在所述第一基板的內(nèi)表面上的第一電極和第二電極以及在所述第一電極和所述第二電極之間的鈍化層； 在所述第二基板的內(nèi)表面上的第三電極； 在所述第二基板的外表面上的濾色器，所述濾色器包括有色二色性染料材料；以及在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，所述液晶層包含液晶材料和黑二色性染料材料；以及 其中，所述顯示設(shè)備被構(gòu)造為:工作在透明模式下，在該透明模式下，在所述顯示設(shè)備的一側(cè)的物體透過所述顯示設(shè)備的另一側(cè)可見； 工作在彩色模式下以根據(jù)通過所述數(shù)據(jù)線接收的數(shù)據(jù)信號呈現(xiàn)所顯示的圖像；以及 工作在暗模式下以顯示黑圖像。
【文檔編號】G02F1/1335GK103969862SQ201310251960
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月25日
【發(fā)明者】崔晶旻, 樸暻豪, 李埼東 申請人:樂金顯示有限公司, 東亞大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團