透明显示器的制作方法

本新型涉及一种显示装置，特别涉及一种透明显示器。

背景技术：

随着显示科技的进步，透明显示器已经逐渐被开发。透明显示器是指其本身具有一定程度的透光性，以让使用者能够清楚观看到透明显示器后方的背景影像。透明显示器可应用于建筑物窗户、汽车车窗、商店橱窗等多种应用，因而备受市场关注。一般而言，透明显示器可分为自发光型与非自发光型。自发光型透明显示器不需设置会阻挡部分背景影像光束的背光模块，因此较非自发光型的透明显示器更适合应用在透明显示领域中。

自发光型透明显示器包括以有机发光层做为显示介质的有机电致发光透明显示器。考虑到功函数匹配度的问题，现有的有机发光层的阴极仍以金属材质制成。由于金属材质的阴极会阻碍光线穿透，故一般会尽可能地薄化阴极厚度，以提高自发光型透明显示器的穿透率。然而，阴极薄化的作法除了在穿透率的提升效果上不明显外，更会造成电阻上升而限制了自发光型透明显示器的尺寸。

此外，因透明的有机发光层不具有光闸结构，无法调整环境光对显示品质的影响，故现有采用有机发光层的透明显示器的显示品质易受环境光的影响。因此，如何改善现有自发光型透明显示器的穿透率不足与自发光型透明显示器的显示品质易受环境光影响的问题，则为研发人员应解决的问题之一。

技术实现要素：

本新型在于提供一种透明显示器，由此提升透明显示器的透光率，以及调整环境光对显示品质的影响程度。

本新型的一实施例所公开的透明显示器，包含一前透光基板、一发光层、一共用电极层、一光调变层及一后透光基板。前透光基板具有多个像素区。这些像素区各具有一有源元件。发光层叠设于前透光基板。共用电极层叠设于发光层。共用电极层具有至少一透光区。透光区至前透光基板的投影至少部分与这些像素区的这些有源元件不相重叠。光调变层叠设于共用电极层。后透光基板叠设于光调变层。其中，发光层与光调变层皆电性连接共用电极层。

本新型的一实施例所公开的透明显示器，其中共用电极层包含多个金属电极，发光层包含多个自发光型元件，多个自发光型元件在前透光基板的投影和多个金属电极在前透光基板的投影至少部分重叠。

本新型的一实施例所公开的透明显示器,其中共用电极层还包含多个透明电极，多个金属电极与多个透明电极交替排列，多个金属电极之的相对两侧与多个透明电极之的相对两侧皆分别贴附并直接电性连接发光层与光调变层。

本新型的一实施例所公开的透明显示器，其中共用电极层更包还包含一透明电极，透明电极层包含一衔接段及多个延伸段，衔接段贴附并电性连接于该光调变层，延伸段与金属电极交替排列于衔接段与发光层之间，且延伸段与金属电极之的相对两侧分别电性连该衔接段与发光层。

本新型的一实施例所公开的透明显示器，其中多个自发光型元件在前透光基板的投影分别位于多个像素区，且自发光型元件分别在像素区中所占的比例小于15％。

本新型的一实施例所公开的透明显示器，其中发光层还包含至少一保护层，保护层叠设于自发光型元件。

本新型的一实施例所公开的透明显示器，其中每一自发光型元件具有一自发光型元件外缘，金属电极超出自发光型元件外缘，且金属电极超过自发光型元件外缘的长度大于H/(N₀²-1)^1/2，其中，H为该保护层的厚度，N₀为该保护层的折射率。

本新型的一实施例所公开的透明显示器，其中，金属电极超出自发光型元件外缘，且金属电极超过自发光型元件外缘的长度小于2H/(N₀²-1)^1/2，其中，H为该保护层的厚度，N₀为该保护层的折射率。

本新型的一实施例所公开的透明显示器，其中每一个自发光型元件具有一自发光型元件外缘，保护层具有多个导光结构，多个导光结构分别位于多个自发光型元件外缘之外。

本新型的一实施例所公开的透明显示器，其中多个导光结构各包含一凹槽，且多个凹槽分别具有至少一斜面，多个斜面分别面向多个自发光型元件。根据上述实施例的透明显示器，因发光层与光调变层共同共用电极层，共同电极层的金属电极能够有效降低电阻，提升驱动均匀性，故能够提升光调变层的调色均匀度。

再者，因发光层与光调变层共同共用电极层，共用电极层的金属电极会介于发光层与以光调变层之间，故金属电极能够反射这些自发光型元件发出的光线，使这些自发光型元件原先射向后方的光线重新凝聚回透明显示器前方，进而提升透明显示器的发光效率。

以上关于本新型内容的说明及以下实施方式的说明是用以示范与解释本新型的原理，并且提供本新型的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本新型第一实施例所述的透明显示器的剖面示意图。

图2为图1的薄膜晶体管层与自发光型元件的俯视示意图。

图3为根据本新型第二实施例所述的透明显示器的剖面示意图。

图4为根据本新型第三实施例所述的透明显示器的剖面示意图。

图5为根据本新型第四实施例所述的透明显示器的剖面示意图。

图6为图5的局部放大示意图。

图7为根据本新型第五实施例所述的透明显示器的剖面示意图。

图8为根据本新型第六实施例所述的透明显示器的剖面示意图。

附图标记说明：

10、10a、10b、10c、10d 透明显示器

100 前透光基板

110 前基板层

120 薄膜晶体管层

130 金属导线

140 有源元件

150 像素区

200 发光层

210 自发光型元件

211 自发光型元件外缘

220 保护层

221 平坦面

222 凹槽

223 斜面

300、300a、300b 共用电极层

310 金属电极

320 透光区

320a、b 透明电极

321a 衔接段

322a 延伸段

330a、330b 透光区

400 光调变层

500 后透光基板

510 透明导电层

511 金属导线

520 后基板层

θ 夹角

l 距离

l1、l2 长度

H 厚度

L1、L2、L3 自发光型元件发出的光线

LB1、LB2 环境光线

具体实施方式

请参阅图1至图2。图1为根据本新型第一实施例所述的透明显示器的剖面示意图。图2为图1的薄膜晶体管层与自发光型元件的俯视示意图。

本实施例的透明显示器10包含一前透光基板100、一发光层200、一共用电极层300、一光调变层400及一后透光基板500。

前透光基板100包含一前基板层110及一薄膜晶体管层120。薄膜晶体管层120叠设于前基板层110。薄膜晶体管层120具有多条金属导线130及多个有源元件140。这些金属导线130围绕出多个像素区150。这些有源元件140例如为薄膜晶体管，其分别位于这些像素区150，并和这些金属导线130电性连接。

发光层200叠设于前透光基板100的薄膜晶体管层120。发光层200具有多个自发光型元件210及一保护层220。这些自发光型元件210例如为微型发光二极管，且这些自发光型元件210在前透光基板100的投影分别位于这些像素区150，并和这些有源元件140电性连接。此外，这些自发光型元件210分别在这些像素区150中所占的比例小于15％。实际上，由于这些自发光型元件210不具透光性，故在透明显示器10的亮度足够的前提下，这些自发光型元件210分别在这些像素区150中所占的比例越小越好，以提升透明显示器10的透光率。保护层220叠设于这些自发光型元件210。保护层220具有透光、绝缘与防水的特性，以保护这些自发光型元件210并兼顾透明显示器10的透光率。

此外，微型发光二极管对光线穿透的损耗(约1百分比)远小于有机发光二极管的阴极对光线穿透的损耗(约大于20百分比)，故采用微型发光二极管能够让透明显示器10具有更高的透光度。

共用电极层300叠设于发光层200。共用电极层300包含多个金属电极310，这些金属电极310例如为共用电极。这些自发光型元件210在前透光基板100的投影和这些金属电极310在前透光基板100的投影至少部分重叠。在本实施例中，这些金属电极310以一对一的方式遮盖于这些自发光型元件210远离薄膜晶体管层120的一侧。进一步来说，每一自发光型元件210具有一自发光型元件外缘211。金属电极310超出自发光型元件外缘211，且金属电极310超过自发光型元件外缘211的长度l1大于H/(N₀²-1)²，小于2H/(N₀²-1)²。并且，在本实施例中，金属电极310中有部分超过自发光型元件外缘211并覆盖有源元件140，此部分的长度l2仅需符合大于H/(N₀²-1)²的尺寸规定而不需要符合的小于2H/(N₀²-1)²尺寸规定。其中，H为保护层220的厚度，N0为保护层220的折射率。如此一来，这些金属电极310能反射这些自发光型元件210发出的部分光线，使这些自发光型元件210原先射向后方的部分光线(如L1所示)重新凝聚回透明显示器10前方，进而提升透明显示器10的发光效率。再者，因金属电极310超过自发光型元件外缘211的长度大于H/(N₀²-1)²，故这些自发光型元件210原先射向后方的部分光线(如L2所示)，虽然未射在金属电极310覆盖的范围内，但因光线L2射至保护层220靠近共用电极层300的接口时的入射角大于全反射角，使得未射在金属电极310的光线(如L2所示)亦能够通过全反射的原理反射回透明显示器10前方。

此外，在共用电极层300中具有至少一透光区320，透光区320至前透光基板100的投影至少部分与这些像素区150的这些有源元件140不相重叠。详细来说，这些金属电极310仅覆盖发光层200的部分，而透光区320即为这些金属电极310未覆盖的区域。透光区320与这些像素区150的这些有源元件140不相重叠，使得透明显示器10后方的环境光可由透光区320穿透至透明显示器10前方，而让使用者能一边欣赏透明显示器10的画面，且一边观赏到透明显示器10后方的景色。

光调变层400叠设于共用电极层300，且光调变层400与发光层200的这些自发光型元件210皆电性连接共用电极层300的这些金属电极310。也就是说，发光层200的这些自发光型元件210与光调变层400共用这些金属电极310，这些金属电极可有效降低电阻，提升驱动均匀性，故电流能够更均匀地驱动光调变层400调控透光度。

发光层200的这些自发光型元件210与光调变层400能够共用这些金属电极310的原因在于，与有机发光二极管相比，这些自发光型元件210(发光二极管)的阻水氧特性较好，其防水需求较低，故能够在覆盖这些自发光型元件210的保护层220上装设导电线材，以令这些自发光型元件210能和共用电极层300的这些金属电极310电性连接。

此外，光调变层400能够通过电压或电流的变化来调整本身的透光度。若想要看到透明显示器10后方的景色时，则可调高光调变层400的透光度，使环境光线LB1能够经透光区320穿透至透明显示器10的前方。若不想要透明显示器10后方的环境光影响到透明显示器10的影像呈现时，则可调低光调变层400的透光度，使光调变层400阻隔环境光线LB2穿透。

此外，只要能调整穿透光线比例的都可称为光调变层400。本实施例的光调变层400是以电致变色层为例，但并不以此为限，在其他实施例中，光调变层400也可以为电湿润调光层、液晶调光层、高分子分散调生层或电泳式调光层。其中，电泳式调光层、液晶光调变层、高分子分散光调变层与电湿润光调变层是采用电压驱动，而本实施例的电致变色层是采用电流驱动。电致变色层的原理是以电流注入材料中产生电化学变化进而使材料变色形成光调变效果，电致变色的材料可分为无机与有机。无机电致变色材料可为氧化钨(WO3)、氧化钼(MoO3)、氧化镍(NiOx)、普鲁士蓝与五氧化二钒(V2O5)。有机电致变色材料可为紫精(viologen)、聚乙二氧基噻吩(PEDOT)与酞菁(Phthalocyanine)等。

后透光基板500包含一透明导电层510及一后基板层520。透明导电层510叠设于光调变层400。后基板层520叠设于透明导电层510。

在上述实施例中，共用电极层300仅包含多个金属电极310，但并不以此为限，请参阅图3。图3为根据本新型第二实施例所述的透明显示器的剖面示意图。

在本实施例的透明显示器10a中，共用电极层300a包含一金属电极310a及一透明电极320a。这些金属电极310a例如为共用电极，且金属电极310a的片电阻值0.05～5Ω/cm。这些自发光型元件210在前透光基板100的投影和这些金属电极310a在前透光基板100的投影至少部分重叠。透明电极层320a的片电阻值介于5～200Ω/cm，并包含一衔接段321a及多个延伸段322a。衔接段321a贴附并电性连接于光调变层400。这些延伸段322a与这些金属电极310a交替排列于衔接段321a与发光层200之间，且这些延伸段322a与这些金属电极310a的相对两侧分别电性连接衔接段321a与发光层200。

此外，在共用电极层300a中具有至少一透光区330a。透光区330a至前透光基板100的投影至少部分与这些像素区150的这些有源元件140不相重叠。详细来说，这些金属电极310a与这些透明电极320a的延伸段322a交换排列，并共同覆盖发光层200，而透光区330a即为这些透明电极320a的延伸段322a所覆盖的区域。透光区330a与这些像素区150的这些有源元件140不相重叠，使得透明显示器10后方的环境光可由透光区330a穿透至透明显示器10前方，而让使用者能一边欣赏透明显示器10的画面，且一边观赏到透明显示器10后方的景色。

在本实施例中，共用电极层300a为金属电极310a与透明电极320a的复合的作用在于通过透明电极320a的衔接段321a是整面的贴附于光调变层400，且金属电极310a能够降低电阻，提升驱动均匀性，故电流能够更均匀地驱动光调变层400。如此一来，光调变层400的调色能够更均匀。

请参阅图4。图4为根据本新型第三实施例所述的透明显示器的剖面示意图。

在本实施例的透明显示器10b中，共用电极层300b包含一金属电极310b及一透明电极320b。这些金属电极310b例如为共用电极，且金属电极310b的片电阻值0.05～5Ω/cm。这些自发光型元件210在前透光基板100的投影和这些金属电极310b在前透光基板100的投影至少部分重叠。透明电极层320b的片电阻值介于5～200Ω/cm。这些金属电极310b与这些透明电极320b交替排列，且这些金属电极的相对两侧与这些透明电极的相对两侧皆分别贴附并直接电性连接发光层与光调变层

此外，在共用电极层300b中具有至少一透光区330b。透光区330b至前透光基板100的投影至少部分与这些像素区150的这些有源元件140不相重叠。详细来说，这些金属电极310b与这些透明电极320b交换排列，并共同覆盖发光层200，而透光区330b即为这些透明电极320b所覆盖的区域。透光区330b与这些像素区150的这些有源元件140不相重叠，使得透明显示器10后方的环境光可由透光区330b穿透至透明显示器10前方，而让使用者能一边欣赏透明显示器10的画面，且一边观赏到透明显示器10后方的景色。

与图1的实施例相比，本实施例的共用电极层300b为金属电极310b与透明电极320b的复合的作用仍是在于让光调变层400能够更均匀地被调整。而与图3的实施例相比，因第一条电流流动路径(流经金属电极310b)与第二条电流流动路径(流经金属电极310b、透明电极320b)的电阻值相差较大，故本实施例的光调变层400调整的均匀度是介于图1的实施例与图3的实施例之间。

请参阅图5与图6。图5为根据本新型第四实施例所述的透明显示器的剖面示意图。图6为图5的局部放大示意图。

在本实施例的透明显示器10b中，保护层220具有一平坦面221及多个导光结构。平坦面221面向共用电极层300b。这些导光结构各包含一凹槽222，且这些凹槽222分别具有至少一斜面223。这些斜面223分别面向这些自发光型元件210，使得自发光型元件210发出的光线L1除了可经由金属电极310b反射至透明显示器10b的前方外，更有部分光线L3会经由斜面223反射至透明显示器10b的前方，以进一步提升透明显示器10b的出光强度。在本实施例中，这些斜面223与平坦面221的夹角为50度。经实测，本实施例的透明显示器10的出光强度约为保护层220无设置凹槽222(即斜面223与平坦面221夹0度)的实施例的出光强度的四倍。

请参阅图7与图8。图7为根据本新型第五实施例所述的透明显示器的剖面示意图。图8为根据本新型第六实施例所述的透明显示器的剖面示意图。

如图7所示，本实施例的透明显示器10c的透明导电层510更可具有多个金属导线511。这些金属导线511例如排列成网格的形状。在光调变层400上设置这些金属导线可降低透明导电层510的电阻。此外，这些金属导线511所设置的位置可和后基板层520原先设置的金属线路的位置重叠，以减少额外的光线穿透损失。

如图8所示，本实施例的透明显示器10d的透明导电层510更可具有多个金属导线511及多个有源元件512。这些金属导线511例如排列成网格的形状。这些有源元件512电性连接于这些金属导线511。这些有源元件512可对光调变层400进行个别像素调光。也就是说，设置这些有源元件512可让光调变层400达到局部透光与局部不通过的效果。

根据上述实施例的透明显示器，因发光层与光调变层共同共用电极层，共同电极层的金属电极能够有效降低电阻，提升驱动均匀性，故能够提升光调变层的调色均匀度。

再者，因发光层与光调变层共同共用电极层，共用电极层的金属电极会介于发光层与以光调变层之间，故金属电极能够反射这些自发光型元件发出的光线，使这些自发光型元件原先射向后方的光线重新凝聚回透明显示器前方，进而提升透明显示器的发光效率。

此外，微型发光二极管对光线穿透的损耗(约1百分比)远小于有机发光二极管的阴极对光线穿透的损耗(约大于20百分比)，故采用微型发光二极管能够让透明显示器具有更高的透光度。

此外，共用电极层为金属电极与透明电极的复合，通过透明电极的衔接段是整面的贴附于光调变层，且金属电极能够降低电阻，提升驱动均匀性，故电流能够更均匀地驱动光调变层。

虽然本新型以上述的较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本新型，任何本领域技术人员，在不脱离本新型的精神和范围内，当可作些许的变动与润饰，因此本新型的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求所界定者为准。