本發(fā)明是關(guān)于一種液晶顯示器，特別是關(guān)于一種藍(lán)相(blue phase)和膽固醇(cholesteric)液晶顯示器。

背景技術(shù)：

藍(lán)相為介于旋光性向列(chiral nematic(例如膽固醇))以及同向相之間的液晶相，僅存在于狹窄的溫度范圍(2-3℃)，但具有極迅速的轉(zhuǎn)換時(shí)間。

一般而言，藍(lán)相液晶層中添加了旋光性摻雜物及/或單分子(monomers)，以誘發(fā)藍(lán)相液晶分子而形成較穩(wěn)定的雙扭轉(zhuǎn)柱體結(jié)構(gòu)，因此較不易受溫度變化影響，進(jìn)而擴(kuò)大溫度范圍。

藍(lán)相液晶的晶格周期決定入射光的反射波長(zhǎng)，因而基于入射光的波長(zhǎng)產(chǎn)生選擇性的布拉格(Bragg)反射。換句話說，由于藍(lán)相液晶分子的材料屬性，藍(lán)相液晶分子具有特定的反射波段(reflective band)。未摻雜的藍(lán)相液晶分子的反射波段位于可見光光譜范圍；然而，在液晶顯示器的暗態(tài)存在漏光問題。

一般而言，因?yàn)檩^大的晶格穩(wěn)定性可以減少由晶格異常所引起的不同反射的漏光現(xiàn)象，所以于傳統(tǒng)的藍(lán)相液晶裝置中，高濃度的旋光性摻雜物可被添加至藍(lán)相液晶層。然而，由于較大的穩(wěn)定性使得液晶分子較難轉(zhuǎn)向，故高濃度的光旋性摻雜物需要較高的顯示器操作電壓。

美國(guó)專利US8947618揭露克服漏光問題的藍(lán)相液晶顯示器，藉由使用特殊設(shè)計(jì)的背光而避免漏光，因而維持高對(duì)比度。中國(guó)專利CN100529804C揭露一吸收470納米至510納米波長(zhǎng)的光吸收薄膜。中國(guó)專利CN102654716B揭露一使用量子糾纏轉(zhuǎn)換輻射光的波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)。中國(guó)專利CN101188255A揭露一具有一層可以從太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換至紅光的太陽(yáng)能電池。

膽固醇液晶(Cholesteric Liquid Crystals；CLCs)為自然穩(wěn)定的螺旋結(jié)構(gòu)，可以在沒有施加電壓的狀況下維持影像。膽固醇液晶的低能量損耗使得膽固醇液晶可適用于手持裝置。使用于反射模式的顯示器更能省略背光，因而更進(jìn)一步降低能量損耗。對(duì)應(yīng)于不同電場(chǎng)，膽固醇液晶顯示器可以具有垂直于基材的螺旋軸，如此使得膽固醇液晶為平面狀態(tài)，可以自然地反射光線。當(dāng)螺旋軸不垂直于基材時(shí)，膽固醇液晶為沒有布拉格反射的焦點(diǎn)圓錐狀態(tài)(focal conic state)。在平面狀態(tài)和焦點(diǎn)圓錐狀態(tài)的轉(zhuǎn)換可產(chǎn)生適用于電子閱讀器和廣告看板的雙穩(wěn)定膽固醇液晶顯示器。對(duì)于膽固醇液晶，光分別反射于平面狀態(tài)和散射于焦點(diǎn)圓錐狀態(tài)。此兩種狀態(tài)的比例決定產(chǎn)生灰階的反射強(qiáng)度。然而，在兩種狀態(tài)之間的過渡可能會(huì)產(chǎn)生不必要的色彩偏移。反射波段的色彩偏移為膽固醇液晶與生俱來的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是關(guān)于藍(lán)相液晶顯示器，具有第一基材、第二基材、設(shè)置于第一基材和第二基材之間的藍(lán)相液晶層，以及設(shè)置于第二基材和藍(lán)相液晶層之間的光轉(zhuǎn)換手段。光轉(zhuǎn)換手段用以將預(yù)定波長(zhǎng)的光從第一預(yù)定電磁輻射范圍轉(zhuǎn)換成第二預(yù)定電磁輻射范圍。第一預(yù)定電磁輻射范圍為一可見光波長(zhǎng)范圍，第二預(yù)定電磁輻射范圍為一不可見光波長(zhǎng)范圍，因而降低漏光以產(chǎn)生更暗的暗態(tài)和提升對(duì)比度。液晶顯示器更包含一濾光層，用以阻擋第一預(yù)定電磁輻射范圍。本發(fā)明亦關(guān)于膽固醇液晶顯示器、由膽固醇液晶層反射預(yù)定的不理想的光波長(zhǎng)、以及光轉(zhuǎn)換手段轉(zhuǎn)換光至預(yù)定的理想的光波長(zhǎng)，因而避免不必要的色彩偏移。

附圖說明

閱讀以下詳細(xì)敘述并搭配對(duì)應(yīng)的圖式，可了解本發(fā)明的多個(gè)樣態(tài)。

圖1為旋光性摻雜藍(lán)相液晶層的反射亮度以反射光的波長(zhǎng)為函數(shù)的關(guān)系圖。

圖2A繪示第一實(shí)施方式于一階-光子能量躍遷步驟的機(jī)制。

圖2B繪示以入射光和輻射光波長(zhǎng)為函數(shù)的光標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度。

圖3A繪示第一實(shí)施方式于二階-光子能量躍遷步驟的機(jī)制。

圖3B繪示相較于入射光和輻射光波長(zhǎng)的光標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度。

圖4為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的反射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖5為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的反射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖6為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿透式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖7為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半透射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖8為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半透射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖9為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半透射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖10為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半透射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖11為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿透式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖12為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿透式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖13為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿透式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖14為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿透式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。

圖15為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的膽固醇液晶顯示器的示意圖。

圖16為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的膽固醇液晶顯示器的示意圖。

其中，附圖標(biāo)記：

R1 紫外光范圍

R2 可見光范圍

110 反射式藍(lán)相液晶顯示器

111 第一基材

112 藍(lán)相液晶層

113 第二基材

114 光轉(zhuǎn)換手段

115 密封劑

120 反射式藍(lán)相液晶顯示器

121 第一基材

122 藍(lán)相液晶層

123 第二基材

124 光轉(zhuǎn)換手段

125 密封劑

130 反射式藍(lán)相液晶顯示器

131 第一基材

132 藍(lán)相液晶層

133 第二基材

134 光轉(zhuǎn)換手段

135 密封劑

210 半透射式藍(lán)相液晶顯示器

211 第一基材

211a 穿透式電極

211b 反射式電極

212 藍(lán)相液晶層

213 第二基材

214 光轉(zhuǎn)換手段

215 密封劑

216 背光模塊

220 半透射式藍(lán)相液晶顯示器

221 第一基材

221a 穿透式電極

221b 反射式電極

222 藍(lán)相液晶層

223 第二基材

224 光轉(zhuǎn)換手段

225 密封劑

226 背光模塊

230 半透射式藍(lán)相液晶顯示器

231 第一基材

231a 穿透式電極

231b 反射式電極

232 藍(lán)相液晶層

233 第二基材

234 光轉(zhuǎn)換手段

235 密封劑

236 背光模塊

240 半透射式藍(lán)相液晶顯示器

241 第一基材

241a 穿透式電極

241b 反射式電極

242 藍(lán)相液晶層

243 第二基材

244 光轉(zhuǎn)換手段

245 密封劑

246 背光模塊

310 穿透式藍(lán)相液晶顯示器

311 第一基材

312 藍(lán)相液晶層

313 第二基材

314 光轉(zhuǎn)換手段

315 密封劑

316 背光模塊

320 穿透式藍(lán)相液晶顯示器

321 第一基材

322 藍(lán)相液晶層

323 第二基材

324 光轉(zhuǎn)換手段

325 密封劑

326 背光模塊

330 穿透式藍(lán)相液晶顯示器

331 第一基材

332 藍(lán)相液晶層

333 第二基材

334 光轉(zhuǎn)換手段

335 密封劑

336 背光模塊

340 穿透式藍(lán)相液晶顯示器

341 第一基材

342 藍(lán)相液晶層

343 第二基材

344 光轉(zhuǎn)換手段

345 密封劑

346 背光模塊

410 膽固醇液晶顯示器

411 第一基材

412 膽固醇液晶層

412R 像素區(qū)塊

412G 像素區(qū)塊

412B 像素區(qū)塊

413 第二基材

414 光轉(zhuǎn)換手段

415 基層

416 像素組

420 膽固醇液晶顯示器

421 第一基材

422 膽固醇液晶層

423 第二基材

424 光轉(zhuǎn)換手段

425 基層

L0 繞射光

L1 入射光

L2 轉(zhuǎn)換光

L3 影像光

L11 入射光

L12 背光

L21 轉(zhuǎn)換光

L22 轉(zhuǎn)換光

L3R1 反射光

L3R2 影像光

L3G1 反射光

L3G2 影像光

L3B1 反射光

L3B2 影像光

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是關(guān)于改善液晶顯示器中的影像，特別是關(guān)于用于改善暗態(tài)的光轉(zhuǎn)換手段，因而增加對(duì)比度。

以下將以圖式及詳細(xì)說明清楚說明本發(fā)明的精神，任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在了解本發(fā)明的實(shí)施例后，當(dāng)可由本發(fā)明所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明的精神與范圍。

本實(shí)施方式為一種藍(lán)相液晶顯示器，其中藍(lán)相液晶層包含藍(lán)相液晶分子和旋光性摻雜物。旋光性摻雜物可用以形成藍(lán)相液晶的雙扭轉(zhuǎn)柱體結(jié)構(gòu)。藍(lán)相液晶的晶格周期決定入射光的反射波長(zhǎng)，因而基于入射光的波長(zhǎng)產(chǎn)生選擇性的布拉格(Bragg)反射。未摻雜的藍(lán)相液晶層的反射波段位于可見光光譜范圍內(nèi)，而會(huì)于暗態(tài)之下產(chǎn)生不理想的漏光問題，因而降低顯示器的對(duì)比。一般而言，藍(lán)相液晶層包含旋光性摻雜物及/或單體的添加物，以誘發(fā)藍(lán)相液晶分子以形成較穩(wěn)定且較不易受到溫度變化影響的雙扭轉(zhuǎn)柱體，進(jìn)而擴(kuò)大溫度范圍。圖1為旋光性摻雜藍(lán)相液晶層的反射亮度以反射光的波長(zhǎng)為函數(shù)的關(guān)系圖。最大反射亮度位于紫外光范圍(R1)內(nèi)并位于可見光范圍(R2)之外。也就是說，于藍(lán)相液晶分子添加旋光性摻雜物可以導(dǎo)致光偏移至紫外光范圍R1，因而降低暗態(tài)的漏光。

然而，歸因于先前提及摻雜藍(lán)相液晶層的穩(wěn)定度，高濃度的旋光性摻雜物需要較高的操作電壓。為了在低電壓狀況下操作顯示器，因而需要低濃度旋光性摻雜物，所以本實(shí)施方式揭露一種手段于低濃度旋光性摻雜物之下降低暗態(tài)的漏光，因此達(dá)成在低操作電壓下的更暗的暗態(tài)。

本發(fā)明的較佳實(shí)施方式為設(shè)置薄膜層于藍(lán)相液晶顯示器中，特別是設(shè)置一種光轉(zhuǎn)換層于藍(lán)相液晶顯示器中，此光轉(zhuǎn)換層可從第一預(yù)定光范圍轉(zhuǎn)換預(yù)定波長(zhǎng)的光至第二預(yù)定光范圍，其中光轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換可見光波長(zhǎng)至不可見光波長(zhǎng)，以降低漏光而產(chǎn)生更暗的暗態(tài)。詳細(xì)而言，第一預(yù)定光范圍光強(qiáng)度的穿透率(transmittance)將小于10％。

在此較佳實(shí)施方式中，于所謂的一階-光子能量躍遷步驟時(shí)，光轉(zhuǎn)換手段從470納米至510納米的波長(zhǎng)范圍轉(zhuǎn)換電磁輻射至大于680納米的波長(zhǎng)范圍。圖2A繪示一階-光子能量躍遷步驟的機(jī)制。對(duì)于470至510納米的波長(zhǎng)范圍的入射光，具有能量hv(其中h為常數(shù)因子，v為頻率)的光子離開基態(tài)(Ground state)躍遷至激發(fā)態(tài)(Excited state)，因而獲得低頻率且波長(zhǎng)大于680納米的光(如圖2A所示的輻射光)；此可稱為“史托克位移”(Stokes shift)，即所放出的波長(zhǎng)較吸收波長(zhǎng)長(zhǎng)，或稱為紅位移(red shift)。圖2B繪示以入射光和輻射光波長(zhǎng)為函數(shù)的光標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度。其中，入射光以實(shí)線表示，輻射光以虛線表示。在一階-光子能量躍遷步驟中，470納米至510納米波長(zhǎng)范圍的入射光會(huì)被轉(zhuǎn)換成大于680納米的長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍。

以上所提及的長(zhǎng)波長(zhǎng)位于不可見光光譜內(nèi)，因而在藍(lán)相液晶顯示器中不會(huì)產(chǎn)生暗態(tài)的漏光，且僅有輻射光會(huì)進(jìn)入藍(lán)相液晶層中。

本發(fā)明的較佳實(shí)施方式也包含一光轉(zhuǎn)換手段，其可在所謂的二階-光子能量躍遷步驟中，將470納米至510納米波長(zhǎng)范圍的入射光轉(zhuǎn)換成小于380納米的波長(zhǎng)范圍。圖3A繪示二階-光子能量躍遷步驟的機(jī)制，其中對(duì)應(yīng)光子能量hv₁和后續(xù)的光子能量hv₂的470納米至510納米波長(zhǎng)范圍的入射光會(huì)被吸收，導(dǎo)致原子從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，亦稱為“反-史托克位移”(Anti-Stokes’shift)，即所放出的波長(zhǎng)較吸收波長(zhǎng)短，或稱為藍(lán)位移(blue shift)，其可造成入射光的波長(zhǎng)范圍偏移。因此，可獲得高頻率且小于380納米波長(zhǎng)的光(如圖3A所示的輻射光)。圖3B繪示相較于入射光和輻射光波長(zhǎng)的光標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度。其中，入射光以實(shí)線表示，輻射光以虛線表示。在二階-光子能量轉(zhuǎn)換步驟中，470納米至510納米波長(zhǎng)范圍的入射光會(huì)被轉(zhuǎn)換成相對(duì)較小波長(zhǎng)范圍(例如小于380納米)，因而于藍(lán)相液晶顯示器中降低暗態(tài)的漏光。

圖4為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的反射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。反射式藍(lán)相液晶顯示器110包含第一基材111、藍(lán)相液晶層112、第二基材113、光轉(zhuǎn)換手段114以及密封劑(sealant)115。第二基材113設(shè)置于藍(lán)相液晶層112和光轉(zhuǎn)換手段114之間。本技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者，應(yīng)理解第一基材111也可以包含橫向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)(in-plane switch；IPS)像素陣列或邊界電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)(fringe fields switching；FFS)像素陣列。像素陣列可以包含掃描線、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管以及電性連接至相對(duì)像素的像素電極。第一基材111更包含反射層或用來反射光的像素陣列的像素電極，以執(zhí)行反射式顯像步驟。藍(lán)相液晶層112可包含藍(lán)相液晶分子和旋光性摻雜物。旋光性摻雜物的重量百分比濃度為0.01％至10.0％，其操作電壓為10V至100V。第二基材113更包含彩色濾光層。

光轉(zhuǎn)換手段114的結(jié)構(gòu)可為至少一薄膜、包含量子點(diǎn)、量子井或以上組合的至少一納米薄膜。光轉(zhuǎn)換手段114的材料可以包含9-羥基-1–配位基(9-Hydroxyphenalen-1-one Ligand)以及下述的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中M指Nd(III)、Er(III)或Yb(III)以及n為3或4。

光轉(zhuǎn)換手段114可設(shè)置于第二基材113之上并接觸第二基材113、或附著至第二基材113，或藉由其他適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬伞?/p>

如圖4所示，舉例而言，入射光L1可以為進(jìn)入光轉(zhuǎn)換手段114的環(huán)境光或太陽(yáng)光。入射光L1具有第一預(yù)定電磁輻射范圍，其包含可見光波長(zhǎng)范圍。舉例而言，第一預(yù)定電磁輻射范圍的可見光范圍為470至510納米。光轉(zhuǎn)換手段114經(jīng)由藍(lán)相液晶層122轉(zhuǎn)換入射光L1為轉(zhuǎn)換光L2，隨后藉由第一基材111的反射性像素電極反射以形成影像光L3以顯示影像。

圖5為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的反射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。反射式藍(lán)相液晶顯示器120包含第一基材121、藍(lán)相液晶層122、第二基材123、光轉(zhuǎn)換手段124以及密封劑125。值得注意于本實(shí)施方式中，光轉(zhuǎn)換手段124可設(shè)置于第二基材123和藍(lán)相液晶層122之間。此液晶顯示器的操作如以上所述。

圖6為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿透式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。反射式藍(lán)相液晶顯示器130包含第一基材131、藍(lán)相液晶層132、第二基材133、光轉(zhuǎn)換手段134、密封劑135以及濾光片136。反射式藍(lán)相液晶顯示器130更包含鄰近于第二基材133的濾光片136。濾光片136為阻擋第一預(yù)定電磁輻射的手段，因而降低漏光以產(chǎn)生更暗的暗態(tài)。濾光片136吸收或反射約470納米至510納米波長(zhǎng)的光，而隨后通過的光的波長(zhǎng)在約470納米至510納米的范圍外。濾光片136的材料可以包含染料或顏料(pigment)。舉例而言，濾光片136的材料包含蒽醌染料(Anthraquinone dye)、紫環(huán)酮染料(perinone dye)、單偶氮染料(monoazo dye)、重氮化染料(disazo dyes)以及次甲基(Methine dye)。

在本示例中，第二基材133可設(shè)置于濾光片136和光轉(zhuǎn)換手段134之間，但不限于此。濾光片136和光轉(zhuǎn)換手段134可以位于第二基材133的相同側(cè)并鄰近藍(lán)相液晶層122或被第二基材133分離。

如圖6所示，舉例而言，入射光L11可為進(jìn)入濾光片136的環(huán)境光或太陽(yáng)光。入射光L11具有第一預(yù)定電磁輻射范圍，其包含可見光波長(zhǎng)范圍。舉例而言，第一預(yù)定電磁輻射范圍的可見光范圍為470至510納米。濾光片136吸收或反射入射光L11的可見光波長(zhǎng)范圍，因而從濾光片136輸出第一轉(zhuǎn)換光L21。若濾光片136沒有完全吸收或反射入射光L11的可見光波長(zhǎng)范圍，則第一轉(zhuǎn)換光L21仍舊具有不同于入射光L11的可見光波長(zhǎng)范圍的可見光波長(zhǎng)范圍。隨后，第一轉(zhuǎn)換光L21進(jìn)入光轉(zhuǎn)換手段134，而光轉(zhuǎn)換手段134經(jīng)由藍(lán)相液晶層132轉(zhuǎn)換第一轉(zhuǎn)換光L21為第二轉(zhuǎn)換光L22，再藉由第一基材131的反射性像素電極反射以形成影像光L3至顯示影像。第二轉(zhuǎn)換光L22具有第二預(yù)定電磁輻射范圍，其包含不可見光范圍。第二預(yù)定電磁輻射范圍包含排除380至680納米的排除波長(zhǎng)范圍。第二預(yù)定電磁輻射范圍的排除波長(zhǎng)范圍大于680納米或小于380納米。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換機(jī)制可以參照以上所提及的一階-光子能量躍遷步驟或二階-光能量躍遷步驟。因?yàn)闉V光片136的存在，具有470至510納米的特定波長(zhǎng)的特定光可被精確且成功地移除。因此，通過藍(lán)相液晶層132的第二轉(zhuǎn)換光L22的波長(zhǎng)位于不可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)，進(jìn)而降低漏光以產(chǎn)生更暗的暗態(tài)。

本實(shí)施方式的濾光片可以使用于半透射(transflective)式藍(lán)相液晶顯示器以及穿透式態(tài)藍(lán)相液晶顯示器。此外，濾光片可以取代光轉(zhuǎn)換手段，因而省略光轉(zhuǎn)換手段。上述的材料或相對(duì)于其他元件的位置僅做為參考，不以此為限。

圖7為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半透射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。半透射式藍(lán)相液晶顯示器210包含第一基材211、藍(lán)相液晶層212、第二基材213、光轉(zhuǎn)換手段214、密封劑215以及背光模塊216。本實(shí)施方式的元件和功能類似先前所述的實(shí)施方式。在此不再贅述細(xì)節(jié)。然而，在本實(shí)施方式中，半透射式藍(lán)相液晶顯示器210更包含背光模塊216，且第一基材211包含分別設(shè)置于穿透式區(qū)域和反射式區(qū)域內(nèi)的穿透式電極211a以及反射式電極211b。背光模塊216可發(fā)射白光但不以此為限。換句話說，背光模塊216可包含發(fā)光二極管陣列以藉由場(chǎng)序(Field Sequential)技術(shù)驅(qū)動(dòng)而發(fā)射紅、綠以及藍(lán)光。

于半透射式藍(lán)相液晶顯示器中，對(duì)應(yīng)穿透式區(qū)域的影像光L3會(huì)從穿透式電極以及背光模塊的光產(chǎn)生并處理，而對(duì)應(yīng)于反射式區(qū)域的影像光L3會(huì)從反射式電極以及環(huán)境或太陽(yáng)光的光產(chǎn)生并處理。

圖8為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半透射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。半透射式藍(lán)相液晶顯示器220包含第一基材221、藍(lán)相液晶層222、第二基材223、光轉(zhuǎn)換手段224、密封劑225以及背光模塊226。本實(shí)施方式的元件和功能類似先前所述的實(shí)施方式。在此不再贅述細(xì)節(jié)。然而，在本實(shí)施方式中，半透射式藍(lán)相液晶顯示器220更包含背光模塊226，且第一基材221包含分別設(shè)置于穿透式區(qū)域和反射式區(qū)域內(nèi)的穿透式電極221a以及反射式電極221b。

圖9為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半透射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。半透射式藍(lán)相液晶顯示器230包含第一基材231、藍(lán)相液晶層232、第二基材233、光轉(zhuǎn)換手段234、密封劑235以及背光模塊236。第一基材231包含分別設(shè)置于穿透式區(qū)域和反射式區(qū)域內(nèi)的穿透式電極231a以及反射式電極231b。本實(shí)施方式的元件和功能類似先前所述的實(shí)施方式。在此不再贅述細(xì)節(jié)。然而，光轉(zhuǎn)換手段234可設(shè)置于第一基材231和背光模塊236之間。

如圖9所示，背光模塊236可提供背光L12進(jìn)入光轉(zhuǎn)換手段234。背光L12具有第一預(yù)定電磁輻射范圍，其包含可見光波長(zhǎng)范圍。舉例而言，第一預(yù)定電磁輻射范圍的可見光范圍為470至510納米。光轉(zhuǎn)換手段234轉(zhuǎn)換背光L12為轉(zhuǎn)換光L2，隨后，轉(zhuǎn)換光L2經(jīng)由藍(lán)相液晶層232以形成對(duì)應(yīng)穿透式區(qū)域和穿透式電極231a的影像光L3以呈現(xiàn)影像。轉(zhuǎn)換光L2具有第二預(yù)定電磁輻射范圍，其包含不可見光范圍。第二預(yù)定電磁輻射范圍包含排除380至680納米的排除波長(zhǎng)范圍。第二預(yù)定電磁輻射范圍的排除波長(zhǎng)范圍大于680納米或小于380納米。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換機(jī)制可以參照以上所提及的一階-光能量躍遷步驟或二階-光子能量躍遷步驟。通過藍(lán)相液晶層232的轉(zhuǎn)換光L2的波長(zhǎng)位于不可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)，進(jìn)而降低漏光以產(chǎn)生更暗的暗態(tài)。

圖10為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的半透射式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。半透射式藍(lán)相液晶顯示器240包含第一基材241、藍(lán)相液晶層242、第二基材243、光轉(zhuǎn)換手段244、密封劑245以及背光模塊246。第一基材241包含分別設(shè)置于穿透式區(qū)域和反射式區(qū)域內(nèi)的穿透式電極241a以及反射式電極241b。本實(shí)施方式的元件和功能類似先前所述的實(shí)施方式。在此不再贅述細(xì)節(jié)。然而，光轉(zhuǎn)換手段244可鄰設(shè)于藍(lán)相液晶層242。

如圖10所示，光轉(zhuǎn)換手段244設(shè)置于藍(lán)相液晶層242和穿透式電極241a、反射式電極241b之間。藍(lán)相液晶層242緊鄰于光轉(zhuǎn)換手段244上。于這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)換光L2可從光轉(zhuǎn)換手段244以進(jìn)入藍(lán)相液晶層242，其中藍(lán)相液晶層242和光轉(zhuǎn)換手段244之間具有少數(shù)其他薄膜或沒有薄膜，因而可以大幅提升光使用率。

其他替代案也可以應(yīng)用于本實(shí)施方式中。舉例而言，穿透式電極241a、反射式電極241b可以設(shè)置于藍(lán)相液晶層242和光轉(zhuǎn)換手段244之間。光轉(zhuǎn)換手段244可以藉由薄膜沉積制成來形成，且可為薄膜晶體管陣列的次元件或一部分。舉例而言，光轉(zhuǎn)換手段244可為薄膜晶體管陣列的薄膜晶體管的柵極絕緣體、或鈍化層、或形成于薄膜晶體管陣列內(nèi)的絕緣層，因而可容易地控制制造成本和步驟。

圖11為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿透式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。穿透式藍(lán)相液晶顯示器310包含第一基材311、藍(lán)相液晶層312、第二基材313、光轉(zhuǎn)換手段314、密封劑315以及背光模塊316。第二基材313設(shè)置于藍(lán)相液晶層312和光轉(zhuǎn)換手段314之間。第一基材311也可以包含橫向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)像素陣列或邊界電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)像素陣列。像素陣列可包含掃描線、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管以及電性連接至對(duì)應(yīng)薄膜晶體管的像素電極。像素陣列的像素電極可以為透明和穿透式。藍(lán)相液晶層312可包含藍(lán)相液晶分子和旋光性摻雜物。第二基材313可以包含彩色濾光層。

光轉(zhuǎn)換手段314的結(jié)構(gòu)為至少一薄膜、包含量子點(diǎn)、量子井或以上組合的至少一納米薄膜。光轉(zhuǎn)換手段314的材料可以包含有機(jī)材料、金屬、半導(dǎo)體材料或以上組合。光轉(zhuǎn)換手段314可設(shè)置于第二基材313之上并接觸第二基材313、或附著至第二基材313，或藉由其他適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬伞?/p>

如圖11所示，舉例而言，入射光L1可為進(jìn)入光轉(zhuǎn)換手段314的環(huán)境光或太陽(yáng)光。入射光L1具有第一預(yù)定電磁輻射范圍，其包含可見光波長(zhǎng)范圍。舉例而言，第一預(yù)定電磁輻射范圍的可見光范圍為470至510納米。光轉(zhuǎn)換手段314轉(zhuǎn)換入射光L1為轉(zhuǎn)換光L2，而轉(zhuǎn)換光L2可進(jìn)入藍(lán)相液晶層312。轉(zhuǎn)換光L2具有第二預(yù)定電磁輻射范圍，其包含不可見光范圍。第二預(yù)定電磁輻射范圍包含排除380至680納米的排除波長(zhǎng)范圍。第二預(yù)定電磁輻射范圍的排除波長(zhǎng)范圍大于680納米或小于380納米。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換機(jī)制可以參照以上所提及的一階-光子能量躍遷步驟或二階-光子能量躍遷步驟。

因?yàn)檗D(zhuǎn)換光L2具有包含不可見光波長(zhǎng)范圍的第二預(yù)定電磁輻射范圍，所以即使轉(zhuǎn)換光L2藉由藍(lán)相液晶層312反射并轉(zhuǎn)換成反射或繞射光L0，也不會(huì)于暗態(tài)下產(chǎn)生漏光，因此可獲得更暗的暗態(tài)。

圖12為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿透式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。穿透式藍(lán)相液晶顯示器320包含第一基材321、藍(lán)相液晶層322、第二基材323、光轉(zhuǎn)換手段324、密封劑325以及背光模塊326。本實(shí)施方式的元件和功能類似先前所述的實(shí)施方式。在此不再贅述細(xì)節(jié)。然而，光轉(zhuǎn)換手段324可鄰設(shè)于藍(lán)相液晶層322。光轉(zhuǎn)換手段324可設(shè)置于第二基材323和藍(lán)相液晶層322之間。

圖13為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿透式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。穿透式藍(lán)相液晶顯示器330包含第一基材331、藍(lán)相液晶層332、第二基材333、光轉(zhuǎn)換手段334、密封劑335以及背光模塊336。本實(shí)施方式的元件和功能類似先前所述的實(shí)施方式。在此不再贅述細(xì)節(jié)。光轉(zhuǎn)換手段334可設(shè)置于第一基材331和背光模塊336之間。

圖14為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿透式藍(lán)相液晶顯示器的示意圖。穿透式藍(lán)相液晶顯示器340包含第一基材341、藍(lán)相液晶層342、第二基材343、光轉(zhuǎn)換手段344、密封劑345以及背光模塊346。本實(shí)施方式的元件和功能類似先前所述的實(shí)施方式。在此不再贅述細(xì)節(jié)。光轉(zhuǎn)換手段334可鄰設(shè)于藍(lán)相液晶層342。光轉(zhuǎn)換手段334可設(shè)置于藍(lán)相液晶層342和第一基材341之間。

應(yīng)當(dāng)理解以上的概括描述以及以下的細(xì)節(jié)描述僅是做為示例，不應(yīng)以此企圖限制本發(fā)明的專利申請(qǐng)范圍。

根據(jù)上述的實(shí)施方式，于藍(lán)相液晶顯示器中，光轉(zhuǎn)換手段轉(zhuǎn)換電磁輻射于一階-光子能量躍遷步驟或二階-光子能量躍遷步驟至不可見光波長(zhǎng)范圍，如此減少漏光以產(chǎn)生更暗的暗態(tài)。

在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，于膽固醇液晶顯示器中，膽固醇液晶層包含旋光性向列(chiral nematic)液晶分子。膽固醇液晶層的分子以及分子軸向(例如：于局部分子排列的平均方向的單位向量)以螺旋方式沿著垂直分子軸向的維度(例如螺旋軸)旋轉(zhuǎn)。膽固醇液晶使分子軸向完全旋轉(zhuǎn)360度所需的距離(于垂直分子軸向的方向)定義為膽固醇液晶層的間距。

若是間距太接近入射光的波長(zhǎng)，具有特定波長(zhǎng)范圍的特定旋轉(zhuǎn)光將會(huì)被膽固醇液晶層反射。紅光、綠光以及藍(lán)光會(huì)被具有不同旋光性摻雜物誘發(fā)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)像素區(qū)塊反射，且此些不同結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生反射波段的色彩偏移。

若是可以控制上述的反射光以具有包含明亮態(tài)(平面態(tài))的主峰的狹窄波長(zhǎng)范圍，便可以獲得具有高色彩純度以及色域(color gamut)比的影像。

圖15為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的膽固醇液晶顯示器的示意圖。膽固醇液晶顯示器410包含第一基材411、膽固醇液晶層412、第二基材413、光轉(zhuǎn)換手段414、基層415以及像素組(pixel bank)416。第一基材411包含像素陣列。像素陣列可包含掃描線、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管以及電性連接至對(duì)應(yīng)薄膜晶體管的像素電極。膽固醇液晶層412可以包含向列型液晶分子以及旋光性摻雜物。旋光性摻雜物的重量百分比濃度為0.01％至10.0％。第二基材413可以包含一般電極。于暗態(tài)中，基層415吸收光且可為黑色以吸收不被膽固醇液晶層412反射的光，因而提升對(duì)比度。像素組416可設(shè)置于第一基材411和第二基材413之間以形成膽固醇液晶層412的像素區(qū)塊412R、像素區(qū)塊412G以及像素區(qū)塊412B，這些像素區(qū)塊分別包含向列型液晶分子以及不同旋光性摻雜物結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生紅光、綠光以及藍(lán)光。

光轉(zhuǎn)換手段414的結(jié)構(gòu)為至少一薄膜、包含量子點(diǎn)、量子井或以上組合的至少一納米薄膜。光轉(zhuǎn)換手段414的材料可以包含有機(jī)材料、金屬、半導(dǎo)體材料或以上組合。光轉(zhuǎn)換手段414可以設(shè)置于第二基材413之上和接觸第二基材413、或附著至第二基材413，或藉由其他適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬伞?/p>

如圖15所示，入射光L1可以為進(jìn)入光轉(zhuǎn)換手段414的環(huán)境光或太陽(yáng)光。為了簡(jiǎn)化起見，本圖只繪示六個(gè)像素區(qū)塊。實(shí)際的結(jié)構(gòu)以及像素區(qū)塊的數(shù)量取決于設(shè)計(jì)需求。預(yù)定不理想波長(zhǎng)舉例而言，為入射光L1為具有200至1000納米的預(yù)定不理想波長(zhǎng)(第一預(yù)定電磁輻射)范圍。光轉(zhuǎn)換手段414轉(zhuǎn)換入射光L1為轉(zhuǎn)換光L2，此轉(zhuǎn)換光L2可進(jìn)入膽固醇液晶層412中，并被膽固醇液晶層412反射而形成對(duì)應(yīng)紅色像素區(qū)塊412R、綠色像素區(qū)412G以及藍(lán)色像素區(qū)塊412B的反射光L3R1、反射光L3G1以及反射光L3B1。轉(zhuǎn)換光L2具有預(yù)定理想波長(zhǎng)(第二預(yù)定電磁輻射)范圍，其主要包含620至660納米、550至590納米、430至470納米的波長(zhǎng)范圍。光轉(zhuǎn)換手段414進(jìn)一步轉(zhuǎn)換反射光L3R1、反射光L3G1以及反射光L3B1為紅色影像光L3R2、綠色影像光L3G2以及藍(lán)色影像光L3B2。紅色影像光L3R2具有620至660納米的波長(zhǎng)范圍，較佳為640至660納米。綠色影像光L3G2具有550至590納米的波長(zhǎng)范圍，較佳為550至570納米。藍(lán)色影像光L3B2具有446至486納米的波長(zhǎng)范圍，較佳為440至460納米。因?yàn)閷?duì)應(yīng)的主峰幾乎位于影像光L3R2、影像光L3G2及/或影像光L3B2的波長(zhǎng)范圍的中間，所以可以獲得較純色彩以呈現(xiàn)較明亮的顯示和較高色彩飽和度的影像。也就是說，紅色影像光L3R2的主峰實(shí)質(zhì)上位于紅色影像光L3R2的波長(zhǎng)范圍的中間，綠色影像光L3G2的主峰實(shí)質(zhì)上位于綠色影像光L3G2的波長(zhǎng)范圍的中間，且藍(lán)色影像光L3B2的主峰實(shí)質(zhì)上位于藍(lán)色影像光L3B2的波長(zhǎng)范圍的中間。

圖16為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的膽固醇液晶顯示器的示意圖。膽固醇液晶顯示器420包含第一基材421、膽固醇液晶層422、第二基材423、光轉(zhuǎn)換手段424、基層425以及像素組426。像素組426可設(shè)置于第一基材421和第二基材423之間以形成膽固醇液晶層422的像素區(qū)塊412R、像素區(qū)塊412G以及像素區(qū)塊412B，這些像素區(qū)塊分別包含向列型液晶分子以及不同旋光性摻雜物結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生紅光、綠光以及藍(lán)光。本實(shí)施方式的元件和功能類似先前所述的實(shí)施方式。在此不再贅述細(xì)節(jié)。然而，在本實(shí)施方式中，光轉(zhuǎn)換手段424可以設(shè)置于第二基材423和膽固醇液晶層422之間。

因此，如以上所述的實(shí)施方式，于膽固醇液晶顯示，光轉(zhuǎn)換手段將預(yù)定波長(zhǎng)的光從第一預(yù)定電磁輻射范圍轉(zhuǎn)換成第二預(yù)定電磁輻射范圍，如此以防止色彩偏移于明亮態(tài)。

在上述的實(shí)施方式中，光轉(zhuǎn)換手段轉(zhuǎn)換入射光為具有特定波長(zhǎng)范圍的轉(zhuǎn)換光以解決包含螺旋結(jié)構(gòu)的液晶層(例如藍(lán)相液晶層、膽固醇液晶層以及諸如此類的液晶層)的液晶顯示器的漏光或色彩偏移問題。在藍(lán)相液晶層中，暗態(tài)的漏光現(xiàn)象會(huì)因?yàn)榫哂?70至510納米的波長(zhǎng)范圍的入射光而產(chǎn)生，而本實(shí)施方式的光轉(zhuǎn)換手段轉(zhuǎn)換上述的波長(zhǎng)范圍為另一波長(zhǎng)范圍，而該另一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換范圍并不會(huì)誘發(fā)藍(lán)相液晶層于暗態(tài)所反射或繞射的不可預(yù)期的藍(lán)光。在藍(lán)相液晶層、膽固醇液晶層中，本實(shí)施方式的光轉(zhuǎn)換手段轉(zhuǎn)換光為具有相對(duì)狹窄波長(zhǎng)范圍的相對(duì)純紅色、綠色以及藍(lán)色光，如此達(dá)成更明亮的顯示和更高的色彩飽和度。

本發(fā)明可以適當(dāng)?shù)匕?、包括或主要包括本發(fā)明的任何元件、部分或特征及其同等物。更進(jìn)一步地，本發(fā)明于此教示的揭露可以在不缺乏任何元件下實(shí)施，不論是否揭露于此。顯然，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在了解本發(fā)明的實(shí)施方式后，當(dāng)可由本發(fā)明所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明的精神與范圍。