CN111971614B - 具有用于减少纱门效应的光学反射层的显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种显示设备，包括薄膜晶体管(TFT)基板、上基板上的外涂层和外涂层上的反射层。TFT基板覆盖导光板，并且包括被配置为驱动显示设备的像素的TFT。外涂层上的反射层将从导光板输出的光朝向显示设备的观看表面反射。反射光在至少一个维度上与显示设备的像素的工作区之间的非工作区的一部分重叠。

Description

具有用于减少纱门效应的光学反射层的显示设备
背景
本公开总体上涉及显示设备，尤其涉及减少显示设备的纱门效应(screen dooreffect)。
电子显示器包括多个像素，它们可以各自包括多个子像素(例如，红色子像素、绿色子像素等)。各个子像素的布置可能影响电子显示设备的外观和性能。子像素包括发射(即工作)区和非发射(即非工作)区，并且子像素的填充因子描述了子像素的发光面积与总面积的比率。因此，非发射区限制了每个子像素的填充因子。另外，在某些条件下，子像素的一些布置可能增加固定模式噪声。例如，像素的放大可以导致在像素的各个子像素之间的非发射区变得对用户可见，导致在呈现给用户的图像中的“纱门(screen door)”图样(即，固定模式噪声增加)。这种现象被称为纱门效应，其中分隔显示设备的子像素的非发射区在显示的图像中变得可见。
头戴式显示器(HMD)可以包括电子显示器。HMD还可以包括放大来自电子显示器的图像的光学器件，以增加用户的视场。因此，具有显示设备的HMD可能存在纱门效应的问题，其中分隔显示设备的子像素或像素的非工作区在显示的图像中变得可见。
概述
实施例涉及具有反射层的显示设备，以减少显示设备的纱门效应。上基板上的外涂层(overcoat layer)包括凹陷区域，并且反射层覆盖凹陷区域的至少一部分。反射层反射来自显示设备的子像素的光，以覆盖显示设备的子像素的工作区之间的非工作区的一部分。反射层可以用来代替显示设备的黑矩阵层(black matrix layer)(例如，吸收层)，或者与黑矩阵层(例如，吸收层)结合使用。
反射层反射从下部结构输出的一部分光，以覆盖子像素的工作区之间的非工作区的一部分。下部结构包括多个子像素。下部结构的每个子像素可以对应于液晶单元(cell)和/或光源。
来自下部结构的一部分光入射到反射层上，并被反射以覆盖子像素的工作区之间的非工作区的一部分。因此，与来自没有反射层的显示设备的像素的光相比，来自具有反射层的显示设备的像素的光可以覆盖更大的区域。具有反射层的显示设备增加了显示设备的像素的填充因子，并降低了显示设备的纱门效应。具有反射层的显示设备还可以提高显示设备的能效，因为可能被捕获(trap)在显示设备内的光可以被反射层朝向观看用户反射。
在一些实施例中，显示设备包括薄膜晶体管(TFT)基板(即，下基板)、上基板上的外涂层和外涂层上的反射层。下基板覆盖导光板并包括TFT以驱动显示设备的像素。反射层将从导光板输出的光朝向显示设备的观看表面反射。反射光在至少一个维度上与显示设备的像素的工作区之间的非工作区的一部分重叠。
在一些实施例中，显示设备包括下基板、上基板上的第一和第二外涂层以及第一外涂层和第二外涂层之间的反射层。下基板包括TFT以驱动显示设备的像素发射光。反射层反射由显示设备的像素发射的光，以在至少一个维度上与显示设备的像素的工作区之间的非工作区的一部分重叠。
附图简述
图(FIG.)1是根据一个或更多个实施例的具有光学反射层和三个外涂层的显示设备的一部分的横截面视图。
图2是根据一个或更多个实施例的具有光学反射层和两个外涂层的显示设备的一部分的横截面视图。
图3A是根据一个或更多个实施例的具有连续光学反射层的显示设备的一部分的俯视图。
图3B是根据一个或更多个实施例的具有不连续光学反射层的显示设备的一部分的俯视图。
图3C是根据一个或更多个实施例的具有光学反射层的显示设备的一部分的俯视图，示出了有效工作区。
图4示出了根据一个或更多个实施例的制造显示设备的光学反射层的示例过程。
图5示出了根据一个或更多个实施例的具有光学反射层的显示设备的纱门效应的减小。
图6A是根据一个或更多个实施例的具有光学反射层的显示设备的一部分的示例等距视图。
图6B是根据一个或更多个实施例的具有光学反射层的显示设备的一部分的示例等距视图。
图6C是根据一个或更多个实施例的具有光学反射层的显示设备的一部分的示例侧视图。
附图仅为了说明的目的而描绘各种实施例。本领域中的技术人员从下面的讨论中将容易认识到，本文示出的结构和方法的替代实施例可以被采用而不偏离本文所述的原理。
详细描述
公开了一种具有用于减少纱门的光学反射层的显示设备。该显示设备包括反射层，用于将从显示设备的子像素发射的光朝向显示设备的观看表面反射，以减少纱门效应。显示设备可以具有目标观看距离(即，从显示器到观看内容的最小距离)。当在显示设备以目标观看距离显示的图像中，显示设备中分隔子像素的暗区或非工作区对于观看用户是可见的时，纱门效应发生。
与没有反射层的显示设备相比，具有反射层的显示设备的填充因子可以增加。显示设备的子像素的填充因子描述了子像素的发光面积与总面积(例如，子像素的发光面积和非发光面积)的比率。与没有反射层的显示设备相比，具有反射层的显示设备可以具有大约20％的能量增强。例如，反射层可以通过将来自下部结构的子像素的光反射到子像素的非工作区的一部分来增加子像素的有效工作区。反射光可以是已经在较大的角度上扩散和/或被捕获在显示设备中的光，该光现在被允许在对应于子像素的非工作区中从显示设备射出。因此，由于子像素的非工作区表现为因反射光而减小，并且子像素的有效工作区增加，所以显示设备的填充因子增加。与来自没有反射层的显示设备的光相比，来自具有反射层的显示设备的光也可以更加准直。
显示设备架构
图1是根据一个或更多个实施例的具有光学反射层124和三个外涂层112、120和126的显示设备100的一部分的横截面视图。在其他实施例中，显示设备100包括比这里描述的更多或更少的组件。类似地，功能可以以不同于这里描述的方式分布在不同的组件和/或层中。
图1的显示设备100是LCD设备，并且包括下部结构101、外涂层122、反射层124、外涂层126、上基板128和上偏振器130。反射层124将从下部结构101输出的光朝向显示设备100的观看表面122反射，以与子像素160的非工作区164重叠，从而减少显示设备100的纱门效应。在图1所示的横截面视图中，反射层124被定位在显示设备100中的子像素行之间。正交横截面还可以包括显示设备的子像素列之间的反射层。可选地，反射层可以不在子像素列之间，并且黑矩阵层可以在显示设备中的子像素列之间。下部结构101包括光源102、导光板104、下偏振器106、下基板108、TFT层109、液晶层110、外涂层112和滤色器层114。下部结构101包括对应于液晶单元的多个子像素。在其他实施例中，下部结构101可以包括多个有源发射元件。例如，代替包括光源102和导光板104的下部结构101，下部结构101可以包括有源光源阵列。光源可以是例如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、有机发光二极管(OLED)、发光二极管(LED)或它们的某种组合。有源光源中的每一个可以对应于多个子像素。在一些实施例中，有源光源中的每一个可以对应于单个子像素，并且下部结构101可以不包括液晶层。
光源102是被配置为发射波长范围内的光的电气设备。在一些实施例中，波长范围包括可见光的所有波长(例如，390nm-760nm)。例如，光源可以是发射白光(例如，包含390nm-760nm范围内相同或相似强度的所有波长)的白色LED或OLED。可选地，光源102可以是发射蓝光(例如，450nm-495nm)的蓝色LED或蓝色OLED，其与量子点层(例如，包含红色和绿色量子点的膜)一起使用，以将一些发射光转换成红光和绿光，使得有色光的组合产生白光。可选地，光源102可以包括多个光源(例如，红色LED或OLED、绿色LED或OLED和蓝色LED或OLED)，使得来自光源的组合发射产生白光。
导光板104是被配置为从板的第一表面接收光并引导接收的光在板的第二表面上均匀射出的板。导光板104的侧表面耦合到光源102。导光板104从导光板104的侧表面接收从光源102发射的光，并且引导接收的光在导光板104的顶表面上均匀射出。导光板104可以由丙烯酸、玻璃或可以限制来自光源102的光的某种其他材料制成。导光板104的表面(例如，底部或顶部)包括引导接收的光在导光板104的顶表面上均匀射出的图案。该图案可以是通过在导光板104的表面上蚀刻线条而形成的光栅。更靠近光源102的蚀刻的线条的间距大于更远离光源的蚀刻的线条的间距。也就是说，更远离光源102的蚀刻的线条被更紧密地间隔在一起，以产生从导光板104的顶表面射出的光的更均匀的扩散。可选地，可以用漫射油墨(diffusive ink)将图案印刷在导光板104的表面上，印刷的图案随着离光源102的距离的增加而更密集。在一些实施例中，导光板的表面是反射性的。例如，导光板的底表面可以用反射层(例如，金属层)覆盖，以具有100％的反射性(或有效地接近100％的反射性)。反射层将从光源102发射的光朝向导光板104的顶表面反射，以射出导光板104。
在图1所示的实施例中，显示设备100是边缘照明的LED背光。也就是说，光源102形成在显示设备100的边缘上，并且导光板104引导从光源102发射的光均匀地从导光板104的顶表面射出。在其他实施例中，显示设备100可以是背光LED，其中白色LED(或红色、绿色和蓝色LED)的完整阵列代替光源102和导光板104。单个白色、红色、绿色或蓝色LED可以对应于多个子像素，并且漫射板可以覆盖LED阵列以均匀地扩散发射光。在一些实施例中，单个白色、红色、绿色或蓝色LED(或OLED)可以对应于单个子像素。
下偏振器106是被配置为透射第一偏振的光的偏振滤光器。下偏振器106包括顶表面和底表面。下偏振器106的底表面面向导光板104的顶表面，并从导光板104的顶表面接收均匀的光。下偏振器106允许第一偏振的光穿过偏振滤光器，以从偏振滤光器的顶表面射出。
下基板108是透明材料，例如玻璃或塑料，其被配置为透射光并支撑在其上沉积和处理的其他层。下基板108包括顶表面和底表面。下基板108的底表面面向下偏振器106的顶表面，并接收从下偏振器106的顶表面射出的第一偏振的光。下基板108透射第一偏振的光，以从下基板108的顶表面射出。
在图示的实施例中，TFT层109向液晶层110中的液晶单元提供电力。液晶单元是显示设备100的相应子像素中的液晶材料。TFT层109沉积在下基板108的顶表面上。TFT层109可以包括半导体材料(例如非晶硅、多晶硅、氧化物半导体、有机半导体)，源极、漏极和栅极材料(例如金属或导电氧化物)以及绝缘材料(例如氧化物、高k介电材料、聚对二甲苯)。TFT层109可以包括平坦化材料(planarizing material)(例如，外涂层)，以覆盖在下基板108上形成的多个TFT，并形成TFT层109的平坦顶表面。在一些情况下，外涂层形成为TFT层109的顶表面，并且进一步用于在与TFT层109相邻的液晶层110中的液晶材料的对准。TFT层110包括多个驱动TFT，其被配置为向液晶层114中的一个或更多个液晶单元提供电力。TFT包括导电阳极和阴极，它们可以是TFT层109和/或液晶层110的一部分。在一些实施例中，一些或所有TFT由不透光(opaque)材料制成，并且形成在显示设备100的对应于显示设备100的非工作区164的区域中。在一些实施例中，一些或所有TFT由对发射设备435发射的光至少部分透明的材料组成。例如，氧化铟锡或某种其它透明导电材料可以用来代替TFT中的不透光金属。
液晶层110包括响应于电场的施加而改变取向的液晶材料。液晶层110具有顶表面和底表面。液晶层110的底表面形成在TFT层109的顶表面上。下基板108和TFT层109将(从下偏振器106射出的)第一偏振的光透射到液晶层110的底表面。可以在一个或更多个子像素的电极的两端施加电场，以改变液晶层110的相应部分中的液晶材料的取向。改变液晶材料的取向可以改变透射通过液晶层110的光的偏振。在图1所示的示例中，(例如，通过向液晶层110施加电场)入射在液晶层110的底表面上的第一偏振的光被改变为第二偏振的光，使得第二偏振的光射出液晶层110的顶表面。以这种方式，可以通过施加电场来控制从液晶层110的顶表面射出的光的偏振，以包括不同量的第二偏振的光。
外涂层112是用于平坦化表面的透明材料。在该实施例中，外涂层覆盖滤色器层114，以向液晶材料提供平坦表面。外涂层112可以由丙烯材料制成。外涂层112的底表面是面向液晶层110的顶表面的平坦表面。外涂层112的底表面接收从液晶层110射出的第二偏振的光。接收到的第二偏振的光从外涂层112的顶表面射出。
滤色器层114包括多个滤色器114a、114b和114c。尽管在图1的显示设备100的图示部分中仅示出了三个滤色器，但是滤色器层114包括更多的滤色器(例如，显示设备100的每个子像素对应一个滤色器)。在显示设备100的列方向(例如，y方向)上截取的该横截面中所示的滤色器114a、114b和114c将对应于同一颜色的滤色器(例如，同一列子像素中全部为红色)，并且相邻横截面(例如，y方向上相邻的子像素列)中的滤色器可以对应于不同颜色的滤色器(例如，全部为绿色或全部为蓝色)。对于沿x方向示出的横截面，相邻的滤色器可以对应于不同的颜色(例如，红色、绿色和蓝色滤色器)。滤色器层114的底表面面向外涂层112的顶表面，以接收第二偏振的光。每个滤色器114a、114b、114c允许特定范围(即，色带(color band))内的光波长透射通过该滤色器，并阻止色带之外的光波长透射通过该滤色器。滤色器114a、114b和114c可以与相同的色带(例如，红色色带)相关联。可选地，滤色器114a、114b和114c可以分别与第一色带、第二色带和第三色带(例如，红色、绿色和蓝色色带)相关联。可以通过沉积并图案化包含吸收性颜料的彩色光致抗蚀剂来形成每个滤色器。来自滤色器的吸收性颜料吸收来自滤色器的色带之外的波长范围的光，防止色带之外的光透射通过滤色器。从滤色器层114射出的光是在滤色器的色带中的第二偏振的光。
外涂层122和126是被配置为透射光的透明材料，并且反射层124将从下部结构101输出的光150朝向显示设备100的观看表面180反射。第一外涂层122为反射层124提供了形状。外涂层126为滤色器层114的形成提供了平坦表面。外涂层122形成在上基板128上，并包括多个凹陷区域，反射层124覆盖凹陷区域。外涂层122中的凹陷区域与外涂层122的表面形成一个角度。类似地，覆盖凹陷区域的反射层124也与外涂层122的表面形成相同的角度。这样，外涂层122的凹陷区域为反射层124提供了形状。外涂层126在外涂层122的凹陷区域中覆盖反射层124，并与外涂层122形成相同的平坦表面。外涂层122和外涂层126的厚度可以是3至15微米或更多。外涂层122和外涂层126提供了平坦表面，使得滤色器层114然后可以容易地形成在平坦表面上。外涂层122的底表面面向滤色器层114的顶表面。如前面所提到的，外涂层112覆盖滤色器层114以为液晶层110形成平坦表面。外涂层122、126和112可以由丙烯或其他透明材料制成，并且可以具有与上基板128的折射率相同的折射率。在一些实施例中，外涂层122、外涂层120和外涂层112可以分别称为第一外涂层、第二外涂层和第三外涂层。
反射层124反射从下部结构101输出的光，以减少显示设备100的纱门效应。反射层124形成在凹陷区域中，以形成与凹陷区域相似的形状。反射层124的表面124a与外涂层122和外涂层126的平坦表面形成与凹陷区域相同的角度。反射层124的表面124b平行于上基板128的表面。表面124b可以充当显示设备100的黑矩阵，以防止显示设备100的非工作区中的光泄漏(例如，防止杂散光射出显示设备100)。黑矩阵是不透光层，其防止光在显示设备的非工作区泄漏。黑矩阵可以是吸收性涂层，包括吸收光的吸收性颗粒、反射光的反射层或它们的某种组合。反射层124可以由对来自下部结构101的光进行反射的任何材料制成。例如，反射层124可以是金属和/或金属膜(例如，银、铝、金等)。
上基板128是诸如玻璃或塑料的透明材料，并且包括顶表面和底表面。上基板128和外涂层112、120和126可以具有相同的折射率。上基板128的底表面面向外涂层126的顶表面，并接收透射通过外涂层126的反射光。
上偏振器130是被配置为透射第二偏振的光的偏振滤光器。上偏振器130覆盖上基板128的顶表面，并接收透射通过上基板128的反射光。上偏振器130允许第二偏振的光穿过偏振滤光器，从偏振滤光器的上表面射出。上偏振器130的第二偏振不同于下偏振器106的第一偏振。上偏振器130和下偏振器106可以是相同类型的偏振滤光器，并且在显示设备100中，这两个偏振滤光器的透射轴可以彼此垂直取向。
在一些实施例中，上偏振器130可以充当封装层。在替代实施例中，显示设备100还可以包括形成在上偏振器130顶部上的封装层。封装层保护显示设备100免受环境因素(例如，灰尘、水等)的影响。封装层对从显示设备100发射的光是透明的，并且可以由例如透明玻璃、蓝宝石、塑料、偏振器、对由发射设备发射的光透明的某种其他材料或者它们的某种组合形成。
光150a从滤色器层114的顶表面射出下部结构101。外涂层122的底表面接收从下部结构101射出的、在相应滤色器的色带中的第二偏振的光150a。在色带中的第二偏振的光150a透射通过外涂层126，入射到反射层124的表面124a上。反射层124将光150b朝向外涂层122的上表面反射。反射光150覆盖子像素160的非工作区164的一部分。
子像素160包括工作区162和非工作区164。工作区162对应于子像素160的区域，在该区域中光从下部结构101发射。非工作区164对应于子像素160的区域，在该区域中光被阻挡而不能从下部结构101射出。在一些实施例中，显示设备100的非工作区164可以包括黑矩阵、TFT(例如，驱动晶体管)或者不透光或不透明的布线。反射层124反射在外涂层122的相邻凹陷区域之间从下部结构101输出的光(例如，反射光150)。
在一些实施例中，可以在子像素的工作区之间形成黑矩阵层(未示出)，以吸收光，从而防止光在非工作区中泄漏。例如，滤色器层114可以包括黑矩阵层。黑矩阵层是不透光层，其防止光在非工作区中泄漏。黑矩阵可以是不同类型的滤色器(RGB)的组合的吸收性材料，或者是包括用于吸收白光的黑色颜料的黑色光刻材料。在其他实施例中，可以形成该黑矩阵层(例如，吸收层)以代替外涂层126来覆盖反射层124，或在形成外涂层126之前形成该黑矩阵层(例如，吸收层)来覆盖反射层124。可选地，黑矩阵层可以代替反射层124的部分124b。
图1中的实施例是LCD设备，但是在其他实施例中，显示设备可以是不同类型的显示设备。例如，显示设备可以是其中每个子像素的强度由驱动TFT控制的显示设备。子像素可以是白光源，其使用滤色器层将发射的白光过滤成色带中的光。子像素可以是具有滤色器层的蓝色光源，该滤色器层包括用于红色和绿色子像素的量子点滤色器(例如，用于将蓝光转换成红光和绿光的红色和绿色量子点)。因此，在一些实施例中，显示设备可以不包括以下项中的一个或更多个：光源102、导光板104、下偏振器106、液晶层110和上偏振器130。
图2是根据一个或更多个实施例的具有光学反射层124和两个外涂层的显示设备200的一部分的横截面视图。除了图2的外涂层226代替图1的外涂层126和112之外，图2的显示设备200与图1的显示设备100相同。外涂层226覆盖滤色器层114(例如，滤色器114a、114b和114c)和反射层124，以形成平坦表面。反射层124反射在外涂层122的相邻凹陷区域之间从下部结构202输出的光。在一些实施例中，外涂层122和外涂层126可以分别称为第一外涂层和第二外涂层。
图3A是根据一个或更多个实施例的具有连续光学反射层324的显示设备300的一部分的俯视图。显示设备300包括多个子像素。图3A中描绘的部分仅描绘了三个像素301(例如，每行一个)。然而，显示设备300包括许多像素(例如，数百万像素)。每个像素301包括蓝色子像素(子像素B)、绿色子像素(子像素G)和红色子像素(子像素R)。每个子像素B、G和R包括工作区310和非工作区320。连续光学反射层324位于子像素B、G和R的工作区310之间。反射层324包括部分324a和部分324b。图3的部分324a和324b可以对应于图1和图2的部分124a和124b，它们是沿着列方向(例如，y方向)的横截面。包括部分324a和324b的反射层324位于像素301的行之间、或相同颜色的子像素之间。
在图3的实施例中，反射层324可以覆盖显示设备300的被指示为部分330的部分，部分330被示出在不同颜色的子像素R、G和B(例如，同一像素中的子像素)的工作区310之间。在图1和图2所示的实施例中，反射层324不覆盖显示设备300的、在同一像素的子像素R、G和B之间被指示为部分330的部分。替代地，黑矩阵层覆盖显示设备的部分330。
在一些实施例中，使用黑矩阵层(例如，吸收层)来代替部分324b，或与部分324b结合。在一些实施例中，使用黑矩阵层(例如，吸收层)来代替在同一像素的子像素B、G和R的工作区310之间的部分330，或与该部分330结合。反射层324a可以在相同颜色的相邻子像素的工作区之间的区域中，并且黑矩阵可以在不同颜色的子像素的工作区之间的区域310中。
具有连续反射层的显示设备比具有不连续反射层的显示设备可以具有更低的电阻，并且可能存在静电放电问题。另外，具有连续反射层的显示设备在显示设备中可能具有更大的统计mura(例如，亮度不均匀性)风险。
图3B是根据一个或更多个实施例的具有不连续光学反射层352的显示设备350的一部分的俯视图。在一个实施例中，反射层352位于相同颜色的相邻子像素的工作区之间的区域中。黑矩阵或反射层354位于不同颜色的子像素的工作区之间的区域中。结构上不连续的反射层352可以降低显示设备具有静电放电和mura问题的风险。在反射层的、与下基板的包括TFT或不透光元件的部分垂直重叠的区域中，反射层352可以被制成不连续的。以这种方式，在可能不需要反射层充当黑矩阵的区域中(例如，在下基板的已经阻挡光的区域中)，反射层352可以是不连续的。
图3C是具有光学反射层的显示设备的一部分的俯视图，示出了有效工作区380。有效工作区380可以对应于图1和图2所示的有效工作区168。工作区310可以对应于图1和图2所示的工作区162。有效工作区380从工作区310沿列方向增加。
图4示出了根据一个或更多个实施例的制造显示设备的光学反射层的示例过程。该示例仅仅是说明性的，并且可以使用其他工艺来形成显示设备的光学反射层。同样，实施例可以包括不同的和/或附加的步骤，或者可以以不同的顺序执行这些步骤。
在上基板128上形成410外涂层122。在外涂层122上形成420掩模。可以通过沉积光致抗蚀剂、通过光掩模(photo mask)曝光光致抗蚀剂、以及显影光致抗蚀剂来制造掩模。外涂层122被蚀刻430以在外涂层122中形成凹陷区域。反射层124沉积在掩模、外涂层122和上基板128上。去除掩模，使得反射层124保留440在外涂层122的凹陷区域中，但是不在外涂层122的其他表面上。在反射层124上沉积450外涂层120，以与外涂层122形成平坦表面。因此，光学反射层被制造在显示设备100的上基板128上。在形成光学反射层之后在上基板128上的后续处理步骤可以包括形成滤色器层114和外涂层112，以形成面向液晶层110的平坦表面。包括反射层124的上基板128可以用在例如图1所示的LCD显示器中。反射层124反射从下部结构101输出的光，以与子像素的非工作区重叠，从而减小显示设备的纱门效应。
图5示出了根据一个或更多个实施例的具有光学反射层的显示设备的纱门效应的减小。图5描绘了与图3C类似的配置，除了图5是与没有反射层的显示设备相比，具有反射层的显示设备的模拟结果的表示。图5包括三行像素，每一行具有三个子像素(例如，B、G和R)。在没有反射层的显示设备中(例如，左图像)，子像素的工作区的高度是x，并且相同颜色的子像素的工作区之间的非工作区的高度是y。在具有反射层的显示设备中，子像素的工作区的高度表现为增加到x’，并且相同颜色的子像素的工作区之间的非工作区的高度表现为减少到y’。例如，工作区的高度可以表现为从没有反射层的显示设备中的23微米增加到具有反射层的显示设备中的30微米的高度。相同颜色的子像素的工作区之间的非工作区的高度可以表现为从没有反射层的显示设备中的23微米减少到具有反射层的显示设备中的16微米。这可以导致子像素的工作区在垂直方向上增加大约30％。总体而言，子像素的填充因子可以增加大约20％。
图6A是根据一个或更多个实施例的具有光学反射层624的显示设备600的一部分的示例等距视图。反射层624可以是与图1和图2中的反射层124相同的反射层。图6A中所示的下平面(lower plane)601描绘了在显示设备的下部结构中子像素的工作区610和非工作区620。来自下平面601的子像素的工作区610的一部分光650从反射层624的部分624a朝向观看用户反射。来自下平面601的工作区610的一部分光640可以直接穿过反射层624中的开口。
图6B是根据一个或更多个实施例的具有光学反射层624的显示设备600的一部分的示例等距视图。在图6B中，可以更清楚地看到对应于不同颜色的子像素之间的非工作区的部分630。部分630可以对应于如图3A所示的部分330，其可以对应于不同颜色的子像素之间(例如，同一像素的子像素之间)的黑矩阵层。
图6C是具有光学反射层624的显示设备600的一部分的示例侧视图。图6C所示的侧视图是穿过反射层624的对应于下平面601的工作区610的区域而截取的横截面。工作区610对应于未被反射层624覆盖的区域。工作区610还对应于未被反射层624中示出的部分630覆盖的区域，该部分630可以对应于子像素之间的黑矩阵层。反射层624的部分624a反射来自下平面601的工作区610的光650，以覆盖非工作区620的一部分。来自下平面601的工作区610的光640直接穿过反射层624中的开口。
附加的配置信息
本公开的实施例的前述描述为了说明的目的被提出；它并不意图为无遗漏的或将本公开限制到所公开的精确形式。相关领域中的技术人员可以认识到，按照上面的公开，许多修改和变化是可能的。
本描述的一些部分从对信息的操作的算法和符号表示方面描述了本公开的实施例。数据处理领域的技术人员通常使用这些算法描述和表示来向本领域的其他技术人员有效地传达他们工作的实质。这些操作虽然在功能上、计算上或逻辑上进行了描述，但应理解为将由计算机程序或等效的电子电路、微代码等来实现。此外，将操作的这些布置称为模块有时候也被证明是方便的而不失一般性。所描述的操作和它们的相关模块可以体现在软件、固件、硬件或其任何组合中。
可以利用一个或更多个硬件或软件模块单独地或与其他设备组合地来执行或实现本文描述的任何步骤、操作或过程。在一个实施例中，利用包括计算机可读介质的计算机程序产品来实现软件模块，该计算机可读介质包含计算机程序代码，计算机程序代码可以由计算机处理器执行，用于执行所描述的任何或全部步骤、操作或过程。
本公开的实施例也可以涉及用于执行本文的操作的装置。该装置可以被特别构造成用于所需的目的，和/或它可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算设备。这种计算机程序可以存储在非暂时性的、有形的计算机可读存储介质或者适于存储电子指令的任何类型的介质中，该介质可以耦合到计算机系统总线。此外，说明书中提到的任何计算系统可以包括单个处理器，或者可以是采用多处理器设计来提高计算能力的架构。
本公开的实施例也可以涉及由本文所述的计算过程产生的产品。这样的产品可以包括从计算过程得到的信息，其中信息被存储在非暂时性的、有形的计算机可读存储介质上，并且可以包括计算机程序产品或本文所述的其他数据组合的任何实施例。
最后，在说明书中使用的语言主要为了可读性和指导目的而被选择，并且它可以不被选择来描绘或限制创造性主题。因此，意图是本公开的范围不由该详细描述限制，而是由在基于此的申请上发布的任何权利要求限制。因此，实施例的公开意图对本公开的范围是说明性的，而不是限制性的，在所附权利要求中阐述了本公开的范围。

Claims (20)

1.一种显示设备，包括：
薄膜晶体管TFT基板，其覆盖导光板，所述TFT基板包括多个TFT，所述TFT被配置为驱动所述显示设备的像素；
上基板上的外涂层，
反射层，其在所述外涂层上，所述外涂层被配置为接收从下部结构直接输出的光，并且所述反射层被配置为将接收到的从所述下部结构直接输出的光朝向所述显示设备的观看表面直接反射，所反射的光离开所述观看表面并在至少一个维度上与所述显示设备的像素的工作区之间的非工作区的一部分重叠，其中所述下部结构包括所述TFT基板和所述导光板，并且所述反射层位于所述下部结构与所述上基板之间。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述外涂层被图案化以包括多个凹陷区域，并且其中所述反射层覆盖所述凹陷区域的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的显示设备，还包括覆盖所述反射层的第二外涂层，其中所述第二外涂层被配置成与所述外涂层一起形成平坦表面。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中滤色器层在所述平坦表面上，并且第三外涂层被配置成形成覆盖所述滤色器层的平坦表面。
5.根据权利要求4所述的显示设备，其中所述滤色器层位于所述外涂层和所述第三外涂层之间。
6.根据权利要求2所述的显示设备，还包括覆盖所述反射层的第二外涂层，其中所述第二外涂层被配置成形成覆盖滤色器层的平坦表面，所述滤色器层在所述外涂层上。
7.根据权利要求2所述的显示设备，其中所述反射层被配置为反射从所述导光板输出并由液晶材料透射的、在所述外涂层的相邻凹陷区域之间穿过所述外涂层的光。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述显示设备的每个像素包括多个子像素，所述反射层位于相同颜色的相邻子像素的工作区之间，并且黑矩阵层位于不同颜色的相邻子像素的工作区之间。
9.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述显示设备的每个像素包括多个子像素，并且所述反射层位于所述子像素的工作区之间。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述显示设备的每个像素包括多个子像素，并且所述反射层位于相同颜色的子像素的工作区之间。
11.一种显示设备，包括：
薄膜晶体管TFT基板，所述TFT基板包括多个TFT，所述TFT被配置为驱动所述显示设备的像素以发射光；
上基板上的第一外涂层和第二外涂层；和
在所述第一外涂层和所述第二外涂层之间的反射层，所述第一外涂层被配置为接收从下部结构直接输出的光，并且所述反射层被配置为将接收到的从所述下部结构直接输出的光朝向所述显示设备的观看表面直接反射，所反射的光离开所述观看表面并在至少一个维度上与所述显示设备的黑矩阵的一部分重叠，其中所述下部结构包括所述TFT基板，并且所述反射层位于所述下部结构与所述上基板之间。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中所述第一外涂层被图案化以包括多个凹陷区域，并且其中所述反射层覆盖所述凹陷区域的至少一部分。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其中所述第二外涂层被配置成与所述第一外涂层一起形成平坦表面。
14.根据权利要求13所述的显示设备，其中滤色器层在所述平坦表面上，并且第三外涂层被配置成形成覆盖所述滤色器层的平坦表面。
15.根据权利要求14所述的显示设备，其中所述滤色器层位于所述第一外涂层和所述第三外涂层之间。
16.根据权利要求12所述的显示设备，其中所述第二外涂层被配置成形成覆盖滤色器层的平坦表面，所述滤色器层在所述第一外涂层上。
17.根据权利要求12所述的显示设备，其中所述反射层被配置为反射从所述像素发射的、在所述第一外涂层的相邻凹陷区域之间穿过所述第一外涂层的光。
18.根据权利要求11所述的显示设备，其中所述显示设备的每个像素包括多个子像素，所述反射层位于相同颜色的相邻子像素的工作区之间，并且黑矩阵层位于不同颜色的相邻子像素的工作区之间。
19.根据权利要求11所述的显示设备，其中所述显示设备的每个像素包括多个子像素，并且所述反射层位于所述子像素的工作区之间。
20.根据权利要求11所述的显示设备，其中所述显示设备的每个像素包括多个子像素，并且所述反射层位于不同像素的子像素的工作区之间。
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