[发明专利]液晶透镜显示装置及其制作方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种显示技术，且特别是关于使用多层光遮蔽结构和量子点去改善光学效率的液晶透镜显示装置。

背景技术

目前液晶显示装置(liquid crystal displays,LCDs)已普及地用于显示装置上。液晶显示装置可以在低耗电的情况下提供良好质量的显示影像，因此常用于以电池供电的电子设备的显示装置上，比方说像是笔记型计算机，行动电话，数字相机和其它可携式装置。

举个例子来说，一般的液晶显示装置仅包含一背光模块(backlight module)、一扩散膜(diffusion film)、二偏光片(polarizer)、一液晶层(liquid crystal layer)与一透明电极位于二偏光片之间，且透明电极用来驱动液晶层的液晶分子。如果此液晶显示装置是一彩色液晶显示装置，那此装置也可包含一彩色滤光层(color filter layer,CF layer)。在如此的彩色液晶显示装置中，从背光模块射出的光在离开彩色液晶显示装置之前，会被导引通过扩散膜、其中一片的偏光片、透明电极和液晶层、彩色滤光层以及另一片的偏光片。

然而，液晶显示器的性能表现往往是受到液晶显示器本身光学效率的限制。目前液晶显示器的叠层结构通常仅具有约3～5％的光学效率。明确来说，当光从背光模块中发射出来且通过扩散膜、二片偏光片、液晶层、透明电极和彩色滤光层时，光会被每一层吸收一部分。在这样的情况下，当光离开液晶显示器的叠层结构时，此光的光学效率将下降至约3～5％。

因此，过去未解决的需求存在于先前所提及的这些缺点和不足中。

发明内容

在本发明的一实施例是关于液晶透镜显示装置，其包含：(a)第一基板和一第二基板，相分离以定义出一间隙；(b)偏光片，配置于第一基板相对于间隙的反侧；(c)液晶层，由液晶分子所形成且位于间隙，液晶层定义出多个显示像素，其中液晶层的各显示像素设置可在通态和断态之间切换；(d)量子点(quantum dot,QD)层，位于间隙中且设置于液晶层和第二基板之间；(e)背光模块，配置于偏光片相对于间隙的反侧，用以向偏光片发射蓝光光束进入液晶层；以及(f)光遮蔽结构，位于该间隙中且设置于液晶层和量子点层之间，其中光遮蔽结构包含：(i)第一遮蔽层与液晶层相分离，其中第一遮蔽层有多个第一开口和多个第一遮蔽部；以及(ii)第二遮蔽层，位于相分离的第一遮蔽层和液晶层之间，其中第二遮蔽层具有多个第二开口和多个第二遮蔽部，使得液晶层的各显示像素对应于至少一个这些第二开口，且各第二开口对应于该些第一遮蔽部其中之一，而各第二开口比与之对应的这些第一遮蔽部份其中之一更窄。

在一些实施例中，第一遮蔽层和第二遮蔽层的位置，使得液晶层各显示像素，当显示像素在通态且显示像素的液晶分子受驱动具有预定延迟光程(retardation)以形成至少一液晶透镜时，蓝光光束的一部分被至少一液晶透镜折射而直接穿过这些第二开口其中之一和这些第一开口其中之一抵达量子点层。

在一些实施例中，第一遮蔽层和第二遮蔽层的位置，使得液晶层的各显示像素，当显示像素在通态且显示像素的液晶分子受驱动具有预定延迟光程以形成至少一液晶透镜时，蓝光光束的一部分在穿过这些第一开口其中之一抵达量子点层之前，被至少一液晶透镜折射而穿过这些第二开口其中之一，且在第一遮蔽层的这些第一遮蔽部份和第二遮蔽层的这些第二遮蔽部之间反射。

在一些实施例中，液晶透镜显示装置进一步包含彩色滤光层，配置于量子点层和第二基板之间。

在一些实施例中，液晶透镜显示装置进一步包含：多个第一透明电极，配置于第一基板上；以及多个第二透明电极，配置于相对于该第一基板的液晶层的远侧；其中，各显示像素对应这些第一透明电极其中至少之一和这些第二透明电极其中至少之一，使得这些对应至各像素电极上的第一和第二透明电极，当提供一预定电压差于这些对应至各像素电极上的第一和第二透明电极之间时，藉由驱动显示像素的液晶分子具有预定延迟光程以形成至少一液晶透镜，用以将显示像素切换至通态。

在一些实施例中，背光模块包含：蓝光光源，用以发射蓝光光束；导光结构，用以引导蓝光光束射向偏光片；以及反射片，用以在导光结构中反射蓝光光束。

在一些实施例中，各至少一液晶透镜为具有焦距F的凸透镜。在一实施例中，焦距F为约11微米(μm)。在一些实施例中，第二遮蔽层和液晶层相分离，使得至少一液晶透镜和第二遮蔽层的第二开口之间的距离大约为焦距F。