显示设备的制作方法

显示设备
1.本发明是2020年03月17日所提出的申请号为202010185373.6、发明名称为《显示设备》的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本揭露涉及一种显示设备。


背景技术：

3.随着显示设备的应用持续的增广，显示技术的发展也日新月异。随着不同的应用条件，显示设备也会面临不同的问题。因此，显示设备的研发须持续更新与调整。


技术实现要素：

4.本揭露是提供一种显示设备，具有较低开口率的牺牲而有较佳的显示质量。
5.根据本揭露的实施例，显示设备包括背光模块、像素、遮光件及开口。背光模块于开启时发出光线。像素设置于背光模块上，且可让来自背光模块的光线通过。开口设置成对应于像素，使来自背光模块的光线通过像素及开口。像素在背光模块开启时具有黑区域，且遮光件遮蔽黑区域的至少一部分。
6.为让本揭露的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施方式，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
7.包含附图以便进一步理解本揭露，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本揭露的实施例，并与描述一起用于解释本揭露的原理。
8.图1为本揭露一实施例的显示设备的示意图；
9.图2a为本揭露一实施例的显示设备的局部俯视示意图；
10.图2b为本揭露一实施例的显示设备的局部俯视示意图；
11.图3为本揭露一实施例的显示设备的局部俯视示意图；
12.图4为本揭露一实施例的显示设备的局部俯视示意图。
13.附图标号说明
14.10：显示设备；
15.11、13：基板；
16.12：背光模块；
17.14：显示面板；
18.100：像素；
19.110：扫描线；
20.120：数据线；
21.130：开关组件；
22.140：像素电极；
23.200：遮光件；
24.210：框；
25.220、240：第一凸起；
26.230、250：第二凸起；
27.300：开口；
28.br：黑区域；
29.c1：第一锐角角落；
30.c2：第二锐角角落；
31.da、db、dc：距离；
32.l：光线；
33.s1、s5：第一边；
34.s2、s6：第二边；
35.s3、s7：第三边；
36.s4、s8：第四边。
具体实施方式
37.现将详细地参考本揭露的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
38.本揭露中所叙述的一结构(或层别、组件、基材)位于另一结构(或层别、组件、基材)之上/上方，可以指二结构相邻且直接连接，或是可以指二结构相邻而非直接连接，非直接连接是指二结构之间具有至少一中介结构(或中介层别、中介组件、中介基材、中介间隔)，一结构的下侧表面相邻或直接连接于中介结构的上侧表面，另一结构的上侧表面相邻或直接连接于中介结构的下侧表面，而中介结构可以是单层或多层的实体结构或非实体结构所组成，并无限制。在本揭露中，当某结构配置在其它结构“上”时，有可能是指某结构“直接”在其它结构上，或指某结构“间接”在其它结构上，即某结构和其它结构间还夹设有至少一结构。
39.本揭露中所叙述的电性连接或耦接，皆可以指直接连接或间接连接，于直接连接的情况下，两电路上组件的端点直接连接或以一导体线段互相连接，而于间接连接的情况下，两电路上组件的端点之间具有开关、二极管、电容、电感、电阻、其他适合的组件、或上述组件的组合，但不限于此。
40.在本揭露中，厚度、长度与宽度的测量方式可以是采用光学显微镜测量而得，厚度则可以由电子显微镜中的剖面图像测量而得，但不以此为限。另外，任两个用来比较的数值或方向，可存在着一定的误差。若第一值等于第二值，其隐含着第一值与第二值之间可存在着约10％的误差。
41.图1为本揭露一实施例的显示设备的示意图。在图1中，显示设备10包括背光模块12与显示面板14。背光模块12于开启时发出光线l，且背光模块发出的光线l朝向显示面板14行进。显示面板14包括多个像素100，且各个像素100配置于背光模块12上，且可让来自背光模块12的光线l通过。一般来说，显示面板14包括相对的两基板11与13，且像素100配置在
基板11与基板13之间。举例而言，不同像素100可让光线l穿透的程度可以不同，而可呈现出不同灰阶亮度以显示画面。在部分实施例中，像素100可包括显示介质(未示出)，并通过驱动构件(未示出)来驱动显示介质。基板11与基板13可为硬质基板或软性基板。硬质基板的材质可包括玻璃(glass)、石英(quartz)或其他合适的材料、或上述材料的组合；软性基板可包括聚酰亚胺(polyimide,pi)、聚对苯二甲酸(polyethylene terephthalate,pet)、或是其它可适用的材料其中之一的单层或堆栈，或上述至少二种材料的堆栈或混合，但不限于此。显示介质可包括光电材料，例如液晶材料、电泳材料等，而驱动构件可连接至驱动信号源而用以提供可驱动显示介质的驱动电场。另外，显示面板14更包括遮光件200以及多个开口300。开口300例如由遮光件200定义出来。开口300设置成对应于像素100，使来自背光模块12的光线l通过像素100及开口300。
42.图2a为本揭露一实施例的显示设备的局部俯视示意图。图2a所呈现的结构可以为图1的显示设备10的其中一种实施方式。在本实施例中，显示设备10包括多个像素100，这些像素100排列成矩阵状，且同一行方向(沿着数据线120的延伸方向，即y方向)上的相邻像素100具有相同的布局设计，但不限于此。在本实施例中，多个像素100在同一列方向(沿着扫描线110的延伸方向，即x方向)上的相邻像素100具有相同的布局设计，但不限于此。各个像素100可以由相邻扫描线110以及相邻数据线120所界定。在一实施例中，各个像素100可由一数据线120的一边到下一条数据线120的同一边，以及由一扫描线110的一边到下一条扫描线110的同一边来界定。举例来说，像素100可由一数据线120的左边到下一条数据线120的左边，以及由一扫描线110的下边到下一条扫描线110的下边来界定，但不限于此。
43.图2b为本揭露另一实施例的显示设备的局部俯视示意图。图2b所呈现的结构可以为图1的显示设备10的另一种实施方式。在本实施例中，显示设备10包括多个像素100，这些像素100排列成矩阵状，且同一行方向(沿着数据线120的延伸方向，即y方向)上的相邻像素100具有镜射的布局设计，但不限于此。在本实施例中，多个像素100在同一列方向(沿着扫描线110的延伸方向，即x方向)上的相邻像素100具有相同的布局设计，但不限于此。各个像素100可以由相邻的一组扫描线110以及相邻数据线120所界定。在此实施例中，各个像素100可由一数据线120的一边到下一条数据线120的同一边，以及由一组两条扫描线110中央处到下一组两条扫描线110中央处的距离的一半来界定。举例来说，像素100可由一数据线120的左边到下一条数据线120的左边，以及由一组两条扫描线110中央处到下一组两条扫描线110中央处的一半距离来界定，但不限于此。
44.请同时参阅图1、图2a与图2b，在显示设备10的剖面及俯视图中，像素100还可包括设置于基板11与基板13之间的显示介质(未示出)。扫描线110、数据线120、开关组件130、像素电极140或共享电极(未示出)可以位于显示介质与其中一个基板之间，以形成驱动构件，提供电场来驱动显示介质。这些像素100可以设置于背光模块12上方，且让背光模块开启时所发出的光线l通过而达成显示作用。
45.扫描线110的延伸方向与数据线120的延伸方向不同，在一实施例中，扫描线110的延伸方向(x方向)与数据线120的延伸方向(y方向)可以实质垂直，但不限于此。扫描线110与数据线120可以设置于不同的膜层。基于导电性的考虑，扫描线110与数据线120一般是使用金属材料制作，例如铝、钼、铜、钛或类似材料或前述的组合，但不限于此。在其他实施方式中，扫描线110与数据线120也可以使用例如(但不限于)合金等其他导电材料，或是与前
述金属材料的堆栈层。
46.像素电极140连接开关组件130并提供电场来驱动显示介质。在一实施例中，像素电极140与共享电极可以分别设置在基板11与基板13上。在另一实施例中，像素电极140与共享电极可以同时设置同一基板，例如在基板11上，并且像素电极140可位于共享电极下方的膜层，但不限于此。
47.显示设备10除了像素100之外还包括有遮光件200以及由遮光件200定义出来的开口300，遮光件200设置在基板11与基板13之间。在部分实施例中，如遮光件200的放大图所示，遮光件200包括框210且配置在基板13上并位于像素100上方，但不限于此。在部分实施例中，遮光件200在基板11上并位于像素100下方，但不限于此。当用户观看显示设备10所显示的画面时，遮光件200例如位于像素100与使用者之间。在本实施例中，遮光件200经图案化而定义出开口300，其中开口300可以设置在像素电极140的范围内。如此一来，像素电极140的边缘、扫描线110、数据线120、开关组件130等大致上都被遮光件200遮蔽，而仅有开口300的区域可让光线通过。
48.遮光件200定义出来的开口300决定了显示设备10可以通过光线l的量，也就是显示开口的范围。当开口300的面积越大，显示设备10的显示开口面积越大，但也增加了显示效果不佳的区域被暴露出来的可能性，显示效果不佳的区域例如开关组件130所在区域或是扫描线110或是数据线120所在的区域。举例来说，当像素100显示亮态画面时，开关组件130所在区域将会降低光线l穿过的量而无法呈现预设的亮度，而形成黑区域。因此，开关组件130位于像素100中的区域将使得显示亮态画面的亮度较低，而降低显示设备10的显示效果，例如对比度(contract ratio)下降。在此，对比度可理解为显示亮态画面的亮度(luminance of bright state)与显示暗态画面的亮度(luminance of dark state)的比值。当像素100的分辨率越高，各个像素100的尺寸将变得更小，此时显示效果不佳的区域占整个像素100的比例将会提高，因此，降低显示效果的影响将较明显。因此，遮光件200可遮蔽住降低显示效果的黑区域，以提高显示设备10的显示效果，例如提高对比度度。
49.在一实施例中，遮光件200覆盖扫描线110并向像素电极140延伸，此时开口300的边缘与对应的扫描线110相隔一距离da，其中距离da例如由1微米(μm)至2微米，但不限于此，可依设计需求而调整。如此，遮光件200可以遮蔽住开关组件130的至少一部分，也就减少了会发生显示效果不佳的黑区域。缩小开口300的设计虽然稍微降低显示开口面积的大小，但却遮蔽了会发生显示效果不佳的黑区域，将有助于提升显示设备10的显示效果，例如提高对比度度。如此一来，显示设备10可以应用于高分辨率显示器中，而可在略为降低显示亮度的前提下提高对比度度而提升显示效果。举例而言，显示设备10可具有分辨率在每英寸像素(pixel per inch，ppi)1,000以上。
50.在一实施例中，当显示设备10中的显示介质为液晶材料时，或需要搭配液晶配向制程来提高液晶材料受驱动的效果。举例来说，当配向方向r与y方向在逆时针方向夹一角度θ，而液晶材料未受电场控制时，液晶材料将沿着配向方向r排列。当液晶材料受到电场控制时，其将配合电场方向排列。此时光线l的偏振态在经过液晶材料时将可能被调整，再经过偏光板(图未示)后而改变其亮度。举例来说，当像素100中部分区域的光线l经过液晶材料后调整其偏振态，其偏振方向若与偏光板的吸收轴方向实质平行时，光线l将大部分被偏光板吸收，使该区域的亮度减弱，从而在视觉上将会呈现暗区，例如图2a与图2b中的黑区域
br。这也是一个造成显示效果不佳的区域。因此，遮光件200可进一步遮蔽住降低显示效果的黑区域，以提高显示设备10的显示效果。在举例如图2a的一实施例中，当遮光件200增加遮蔽的范围时，开口300相对于像素100的面积比可以落在不小于0.04且不大于0.06的范围中，但本揭露不限于此。在举例如图2b的一实施例中，当遮光件200增加遮蔽的范围时，开口300相对于像素100的面积比可以落在不小于0.11且不大于0.19的范围中，但本揭露不限于此。
51.图3为本揭露一实施例的显示设备的局部俯视示意图。图3所呈现的结构可以为图1的显示设备10的其中一种实施方式。在图3中，本实施例的结构大致上与图2b相同，差别在于遮光件200的设计，因此显示设备10的具体结构可参照前述实施例的描述，而在此不再重述。与前述实施例相似的，遮光件200可包括框210，其中框210的具体形状与布局可参照前述实施例的描述，而在此不再重述。
52.当显示设备10中的显示介质为液晶材料时，如前所述，像素100中部分区域在视觉上将会呈现暗区，例如图2b中的黑区域br。因此，遮光件200可设计成遮蔽黑区域br附近的区域。在本实施例中，如图3中遮光件200的局部放大图所示，遮光件200包括框210以及第一凸起220。框210例如实质上依照像素100的轮廓而设置。遮光件200的框210可实质为平行于扫描线110以及数据线120的遮光图案，而第一凸起220则由框210凸出且可对应于黑区域br设置。举例而言，第一凸起220可以重叠黑区域br的至少一部分，也可完全遮蔽黑区域br。另外，遮光件200还可以包括第二凸起230，且第一凸起220与第二凸起230设置于框210的对角处，以遮蔽对应的黑区域br。
53.在本实施例中，第一凸起220可以具有三角形状轮廓或是四边形状轮廓，其中图3是以三角形轮廓的第一凸起220为例来说明，但不以此为限。第二凸起230可以具有三角形状轮廓或是四边形状轮廓，且第二凸起230可以具有与第一凸起220相同的图案，但不以此为限。在其他的实施例中，第一凸起220与第二凸起230的轮廓可以具有不同图案。举例来说，第一凸起220与第二凸起230的其中一者可以具有三角形状轮廓而另一者具有四边形状轮廓。在其他的实施例中，第一凸起220与第二凸起230的轮廓可以为不规则状的多边形、圆弧形或扇形等。
54.遮光件200所定义的开口300则是由第一边s1、第二边s2、第三边s3与第四边s4围绕而成的封闭图案。第一边s1与第二边s2例如是分别由第一凸起220与第二凸起230定义出来的，而第三边s3与第四边s4例如平行数据线120延伸方向(y方向)设置。在此，开口300相对于对应的扫描线110之间的距离db可沿扫描线110的延伸方向(x方向)由第三边s3到第四边s4逐渐增加。开口300可以大致为平行四边形的图案，但不以此为限。开口300的第一边s1与第四边s4相交成第一锐角角落c1。如此，遮光件200的第一凸起220可以遮蔽黑区域br的至少一部分，也可以遮蔽黑区域br的全部。另外，开口300的第二边s2与第三边s3相交成第二锐角角落c2。此时，像素100原本可进行显示的面积虽被遮光件200遮蔽了一部分，但因被遮蔽的部分为当背光模块(如图1的背光模块12)开启时为视觉上的黑区域br或是显示效果不佳的区域，因而这样的设计将有助于提升显示对比度。
55.若开口300的面积增大，或是例如将第一凸起220移除，将使得黑区域br在开口300内露出，则显示设备10在显示亮态画面的亮度会比预期的亮度低，而使对比度被降低。相较之下，开口300具有如图3的设计时，黑区域br被遮光件200遮蔽而不被开口300露出，则显示
设备10在显示亮态画面的亮度降低幅度较小，因此对比度将可被提升。整体而言，开口300的设计虽使得像素100原本可让光线通过的面积有部分地被遮光件200遮蔽而降低了整体亮度，但其遮蔽了黑区域br而提高对比度度的效果仍使得显示设备10的显示效果获得改善。
56.显示设备10的设计方式可以应用于高分辨率的显示器或相关产品中。在这类产品中，像素100的尺寸小且分布密度高，因此显示的画面放大之后的窗格效应(screen door effect)较不明显。此外，分辨率高的设计，可达到大的视场角(field of view,fov)而呈现出更加立体真实的视觉效果。因此，显示设备10合适于虚拟现实或是扩增实境效果的应用。由于像素100的小尺寸与高分辨率，显示介质不均匀所造成的显示暗纹(disconnection line)，例如黑区域br，对显示对比度的影响将变得明显。因此，显示设备10中，调整遮光件200的设计来改变开口300的大小以实质遮蔽黑区域br，将有助于改善显示设备10的显示效果。
57.图4为本揭露一实施例的显示设备的局部俯视示意图。图4所呈现的结构可以为图1的显示设备10的其中一种实施方式。在图4中，本实施例的结构大致上与图2b相同，差别在于遮光件200的设计，因此显示设备10的具体结构可参照前述实施例的描述，而在此不再重述。与前述实施例相似的，遮光件200可包括框210，其中框210的具体形状与布局可参照前述实施例的描述，而在此不再重述。
58.像素100在背光模块(例如图1的背光模块12)开启时，部分区域在视觉上将会呈现暗区，例如图2b中的黑区域br，且遮光件200遮蔽住黑区域br的至少一部分。换言之，遮光件200的图案可设计成增加遮光件200与黑区域br的重叠区域，以使得遮光件200的面积遮蔽住黑区域br的至少一部分，也可以遮蔽黑区域br的全部。
59.显示设备10的黑区域br大致落在像素电极140的角落附近。在本实施例中，如图4中遮光件200的局部放大图所示，遮光件200包括框210以及第一凸起240。框210例如可实质为平行于扫描线110以及数据线120的遮光图案所构成，而第一凸起240则由框210凸出。第一凸起240的设计可遮蔽显示设备10中的黑区域br。另外，遮光件200还可以包括第二凸起250，且第一凸起240与第二凸起250设置于框210的对角处。第一凸起240在本实施例中具有四边形状的轮廓，且第二凸起250可以具有与第一凸起240相同的轮廓图案，但不以此为限。在其他的实施例中，第一凸起240与第二凸起250的轮廓可以具有不同图案。举例来说，第一凸起240与第二凸起250的其中一者可以具有三角形状轮廓而另一者具有四边形状轮廓。
60.第一凸起240与第二凸起250分别可以重叠对应的黑区域br的至少一部分，甚至完全遮蔽黑区域br。在部分实施例中，第一凸起240与第二凸起250的轮廓可以具有点对称的关系，但也可彼此不对称。在另一部分实施例中，第一凸起240的轮廓与面积大小可以对应于黑区域br的分布面积而设置，而第二凸起250则可对应于开关组件130、扫描线110与数据线120任一者或多者的分布方式而设置。
61.在本实施例中，遮光件200所定义的开口300例如是由直线状的第三边s7、直线状的第四边s8与分别连接第三边s7与第四边s8两端点且为弯折状的第一边s5与弯折状的第二边s6围绕成的封闭图案。开口300相对于对应的扫描线110之间的距离dc可沿扫描线110的延伸方向由第三边s7到第四边s8来增加。
62.综上所述，本揭露实施例的显示设备中利用遮光件定义出开口，且开口的图案设
计对应于显示设备的黑区域而设置，以使遮光件至少遮蔽部分的黑区域，甚至完全遮蔽黑区域。如此一来，提升显示设备的显示对比度，而有助于提供良好的显示质量。
63.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本揭露的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本揭露进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本揭露各实施例技术方案的范围。