CN114002870A

CN114002870A - 显示装置

Info

Publication number: CN114002870A
Application number: CN202010684694.0A
Authority: CN
Inventors: 洪培元; 姚怡安; 陈柏仰; 巫国荣
Original assignee: Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Corp
Priority date: 2020-07-16
Filing date: 2020-07-16
Publication date: 2022-02-01
Also published as: US11333921B2; US20220019106A1

Abstract

本公开提供一种显示装置，包含显示面板。显示面板包含基板、遮光层以及多个光学传感器，遮光层具有多个第一开口区、多个第二开口区、多个第三开口区。多个第二开口区位于多个第一开口区与多个第三开口区之间。多个光学传感器的至少一者的至少一部分于基板的法线方向上与多个第一开口区的至少一者重叠。多个第二开口区的至少一者的面积大于多个第一开口区的至少一者的面积，且多个第二开口区的至少一者的面积小于多个第三开口区的至少一者的面积。

Description

显示装置

技术领域

本公开涉及一种显示装置，特别是涉及一种包含渐变式开口区的显示装置。

背景技术

包含显示面板的电子产品，例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器及电视等，已成为现代社会不可或缺的必需品。随着这种便携式电子产品的蓬勃发展，消费者对这些产品的品质、功能或价格抱有很高的期望。

虽然现存的显示装置可大致满足它们原先预定的用途，但其仍未在各个方面皆彻底地符合期待，例如，其仍有亮度不均等问题存在。举例而言，当屏幕下指纹(fingerprintin display，FID)技术与液晶显示面板整合时，屏幕下指纹(FID)的感测元件于部分像素中的设置使得面板的像素开口区的尺寸差异增加，因此产生显示面板亮度不均或视觉感受不一致等问题。

因此，发展出能够进一步改善显示装置的品质或效能的结构设计仍为目前业界致力研究的课题之一。

发明内容

根据本公开一些实施例，提供一种显示装置，包括：显示面板，显示面板包括：基板、遮光层以及多个光学传感器，遮光层具有多个第一开口区、多个第二开口区、多个第三开口区。多个第二开口区位于多个第一开口区与多个第三开口区之间。多个光学传感器的至少一者的至少一部分于基板的法线方向上与多个第一开口区的至少一者重叠。多个第二开口区的至少一者的面积大于多个第一开口区的至少一者的面积，且多个第二开口区的至少一者的面积小于多个第三开口区的至少一者的面积。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1显示根据本公开一些实施例中，显示装置的剖面结构示意图；

图2显示根据本公开一些实施例中，显示装置的上视结构示意图；

图3显示根据本公开一些实施例中，显示装置中的部分元件的上视结构示意图；

图4显示根据本公开一些实施例中，对应于图3的截面线B-B’的显示装置的剖面结构示意图；

图5显示根据本公开一些实施例中，显示装置中的开口区以及背光模块的亮度-距离关系图。

符号说明

10:显示装置

100:显示面板

100A:开口区

100T:驱动元件

102:基板

104:基板

106:显示介质层

108:盖板

120:遮光层

122:彩色滤光层

122a:彩色滤光单元

122b:彩色滤光单元

122c:彩色滤光单元

130:半导体层

132:源极/漏极电极层

134:栅极介电层

136:栅极电极层

140:像素电极

150:光学传感器

200:背光模块

A₁:第一开口区

A₂、A_2-1、A_2-2:第二开口区

A₃:第三开口区

AA:显示区

B-B’:截面线

FA:指纹感测区

PA:非显示区

RS:凹口

W₁:宽度

W₂:宽度

W₃:宽度

具体实施方式

以下针对本公开实施例的显示装置作详细说明。应了解的是，以下的叙述提供许多不同的实施例或例子，用以实施本公开一些实施例的不同态样。以下所述特定的元件及排列方式仅为简单清楚描述本公开一些实施例。当然，这些仅用以举例而非本公开的限定。此外，在不同实施例中可能使用类似及/或对应的标号标示类似及/或对应的元件，以清楚描述本公开。然而，这些类似及/或对应的标号的使用仅为了简单清楚地叙述本公开一些实施例，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关联性。

应理解的是，附图的元件或装置可以所属技术领域的技术人员所熟知的各种形式存在。此外实施例中可能使用相对性用语，例如「较低」或「底部」或「较高」或「顶部」，以描述附图的一个元件对于另一元件的相对关系。可理解的是，如果将附图的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在「较低」侧的元件将会成为在「较高」侧的元件。本公开实施例可配合附图一并理解，本公开的附图亦被视为公开说明的一部分。应理解的是，本公开的附图并未按照比例绘制，事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸以便清楚表现出本公开的特征。

再者，当述及一第一材料层位于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触的情形，或者，其间亦可能间隔有一或更多其它材料层的情形，在此情形中，第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。

此外，应理解的是，说明书与权利要求书中所使用的序数例如「第一」、「第二」等的用词用以修饰元件，其本身并不意含及代表该(或该多个)元件有任何之前的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该多个序数的使用仅用来使具有某命名的元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。权利要求书与说明书中可不使用相同用词，例如，说明书中的第一元件在权利要求中可能为第二元件。

在文中，「约」、「实质上」的用语通常表示在一给定值或范围的10％内，或5％内、或3％之内、或2％之内、或1％之内、或0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明「约」、「实质上」的情况下，仍可隐含「约」、「实质上」的含义。此外，用语「范围介于第一数值及第二数值之间」表示所述范围包含第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。

于文中，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影像测量而得，但本公开不以此为限。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包含技术及科学用语)具有与本公开所属技术领域的技术人员通常理解的相同涵义。能理解的是，这些用语例如在通常使用的字典中定义用语，应被解读成具有与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在本公开实施例有特别定义。

须知悉的是，以下所举实施例可以在不脱离本公开的精神下，将数个不同实施例中的技术特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。各实施例间特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用。

根据本公开一些实施例，提供的显示装置包含具有渐变式开口区的显示面板，借此可改善显示面板亮度不均或视觉感受不一致等问题。详细而言，根据本公开一些实施例，显示面板的遮光层具有尺寸渐变的开口(对应于像素的开口区)，可降低不同的像素开口尺寸所产生的视觉落差，例如，于屏幕下指纹(FID)元件与液晶显示面板整合的例子中，可降低对应于屏幕下指纹的感测元件的像素亮度较其它像素低的问题，改善显示面板亮度不均或视觉感受不一致等问题。根据本公开一些实施例，亦可借由调整背光模块的亮度，改善显示装置的视觉效果。

根据本公开一些实施例，显示装置可包含触控显示装置、感测显示装置、或拼接显示装置，但不以此为限。显示装置可为可弯折或可挠式显示装置。显示装置可例如包含发光二极管(light-emitting diode，LED)、液晶(liquid crystal)、荧光(fluorescence)、磷光(phosphor)、量子点(quantum dot，QD)、其它合适的材料、或前述的组合，但不以此为限。发光二极管可例如包括有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)、无机发光二极管(inorganic light-emitting diode)、次毫米发光二极管(mini LED)、微发光二极管(micro LED)或量子点发光二极管(可例如为QLED、QDLED)、其他适合的材料或前述组合，但不以此为限。应理解的是，下文将以液晶显示装置为例阐述本公开的显示装置，但本公开不以此为限。

请参照图1，图1显示根据本公开一些实施例中，显示装置10的剖面结构示意图。应理解的是，为了清楚说明，图中省略了显示装置10的部分元件，仅示意地示出显示装置10的部分元件，而其它部分元件将于后文中进行说明。根据一些实施例，可添加额外特征于以下所述的显示装置10。在另一些实施例中，以下所述显示装置10的部分特征可以被取代或省略。

如图1所示，显示装置10可包含显示面板100。根据一些实施例，显示面板100可进一步包含基板102、基板104、显示介质层106以及盖板108，基板102与基板104可彼此相对设置，显示介质层106可设置于基板102以及基板104之间，盖板108可设置于基板104上。

根据一些实施例，基板102可作为驱动基板(或阵列基板)，但本公开不以此为限。根据一些实施例，显示装置10可包含设置于基板102上或基板102中的驱动电路(未示出)，驱动电路可包含有源式驱动电路及/或无源式驱动电路。根据一些实施例，驱动电路可包含晶体管(例如，开关晶体管或驱动晶体管等)、数据线、扫描线、导电垫、介电层或其它线路等，但不限于此。开关晶体管可用以控制像素的开关。根据一些实施例，驱动电路可借由外部的集成电路(integrated circuit，IC)或芯片等对显示装置10的像素进行控制，但不限于此。此外，根据一些实施例，基板102上可进一步包含电极层(未示出)，电极层可与前述驱动电路耦接。

根据一些实施例，基板104可作为彩色滤光基板，但本公开不以此为限。根据一些实施例，显示装置10可包含设置于基板104上的遮光层及/或彩色滤光层。关于基板102、基板104以及形成于它们之上或之间的元件将于图4详细说明。

再者，基板102以及基板104包含可挠式基板、刚性基板、或前述的组合。根据一些实施例，基板102以及基板104的材料可包含玻璃、石英、蓝宝石(sapphire)、陶瓷、聚酰亚胺(polyimide，PI)、液晶高分子(liquid-crystal polymer，LCP)材料、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、感光型聚酰亚胺(photo sensitive polyimide，PSPI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、其它合适的材料、或前述材料的组合，但不限于此。根据一些实施例，基板102以及基板104可包含电路印刷板(printed circuitboard，PCB)。此外，基板102的材料可与基板104的材料相同或不同。此外，基板102以及基板104的透光率不加以限制，也就是说，基板102以及基板104可为透光基板、半透光基板或不透光基板。

根据一些实施例，显示介质层106可包含液晶材料、或其它合适的调制材料，但不限于此。液晶材料可包含向列型液晶(nematic)、层列型液晶(smectic)、胆固醇液晶(cholesteric)、蓝相液晶(blue phase)、其合适的液晶材料、或前述的组合。进一步而言，根据一些实施例，显示装置10可包含触控液晶显示装置。或者，显示装置10可包含扭转向列(twisted nematic，TN)型液晶显示装置、超扭转向列(super twisted nematic，STN)型液晶显示装置、双层超扭转向列(double layer super twisted nematic，DSTN)型液晶显示装置、垂直配向(vertical alignment，VA)型液晶显示装置、水平电场效应(in-planeswitching，IPS)型液晶显示装置、胆固醇型液晶显示装置、蓝相型液晶显示装置、边际电场效应(fringe field switching，FFS)型液晶显示装置、其它合适的液晶显示装置、或前述的组合。

在显示介质层106包含液晶材料的一些实施例中，可于基板102以及基板104对组之前，借由滴下式液晶注入法(one drop filling，ODF)形成液晶层，或可在对组之后借由真空注入方式填充液晶材料，但本公开不以此为限。

根据一些实施例，盖板108可提供用于触控、操作的表面，保护位于其下方的基板104、显示介质层106以及基板102。根据一些实施例，盖板108的材料可包含玻璃、石英、蓝宝石(sapphire)、陶瓷、其它合适的材料、或前述材料的组合，但不限于此。

此外，根据一些实施例，显示装置10可进一步包含背光模块(backlight module)200，背光模块200与显示面板100对应设置。详细而言，根据一些实施例，显示面板100于基板102的法线方向Z上与背光模块200至少部分地重叠。背光模块200可以不同的形式提供光源给显示面板100。根据一些实施例，背光模块200可为直下式(direct lit)背光模块。根据一些实施例，背光模块200可为侧入式(edge lit)背光模块。

根据一些实施例，背光模块200可包含发光二极管(light emitting diode，LED)，例如包含无机发光二极管(inorganic light emitting diode)、有机发光二极管(OLED)、次毫米发光二极管(mini LED)、微发光二极管(micro LED)或量子点(quantum dot，QD)发光二极管(QLED或QDLED)，荧光(fluorescence)、磷光(phosphor)、其它适合的材料、或前述的组合，但不以此为限。

接着，请参照图2，图2显示根据本公开一些实施例中，显示装置10的上视结构示意图，图2显示显示装置10的显示面板100中显示区AA、非显示区PA以及指纹感测区FA的相对位置。如图2所示，根据一些实施例，非显示区PA位于周边并且环绕显示区AA设置，且显示区AA包含指纹感测区FA，手指可于指纹感测区FA内的任意位置进行指纹感应。

根据一些实施例，指纹感测区FA于基板102的法线方向Z上与显示区AA部分地重叠。根据一些实施例，指纹感测区FA靠近显示区AA的一侧设置，例如，设置于显示区AA的下部(如图2所示)，但本公开不以此为限。此外，于背光模块200(未标示)为侧入式背光模块的一些实施例中，光源的入光侧可邻近于指纹感测区FA，例如，光源与指纹感测区FA位于显示装置10的同一侧，但本公开不以此为限。换言之，根据一些实施例，相较于未与指纹感测区FA重叠的其它显示区AA，与指纹感测区FA重叠的显示区AA较靠近入光侧。

接着，请参照图3以及图4，图3显示根据本公开一些实施例中，显示装置10中的部分元件的上视结构示意图。图4显示根据本公开一些实施例中，对应于图3的截面线B-B’的显示装置的剖面结构示意图。如图3所示，根据一些实施例，显示装置10可包含遮光层120以及彩色滤光层122。

根据一些实施例，显示面板100可包含遮光层120以及彩色滤光层122，设置于基板104上(如图4所示)。根据一些实施例，如图3所示，遮光层120可具有多个开口区100A，彩色滤光层122可填充于开口区100A中。

具体而言，根据一些实施例，遮光层120的开口区100A，亦即，像素的开口区。应理解的是，为了清楚说明，以下叙述使用不同的元件符号以及序数表示位于不同区域(例如，位于指纹感测区FA中或位于指纹感测区FA外)或不同态样的开口区100A。

根据一些实施例，开口区100A包含多个第一开口区A₁、多个第二开口区A₂以及多个第三开口区A₃，第一开口区A₁、第二开口区A₂以及第三开口区A₃可设置于基板104上，且第二开口区A₂位于第一开口区A₁与第三开口区A₃之间。根据一些实施例，第一开口区A₁、第二开口区A₂以及第三开口区A₃的面积彼此不同。根据一些实施例，第二开口区A₂中的至少一者的面积大于第一开口区A₁中的至少一者的面积，且第二开口区A₂中的至少一者的面积小于第三开口区A₃中的至少一者的面积。根据一些实施例，第二开口区A₂的面积均大于第一开口区A₁的面积，且第二开口区A₂的面积均小于第三开口区A₃的面积，但不限于此。

根据一些实施例，第一开口区A₁位于指纹感测区FA中，亦即，第一开口区A₁于基板102的法线方向Z上与指纹感测区FA重叠。根据一些实施例，第二开口区A₂以及第三开口区A₃位于指纹感测区FA之外。根据一些实施例，相较于第三开口区A₃，第二开口区A₂较邻近于指纹感测区FA。根据一些实施例，彩色滤光层122于基板102的法线方向Z上与第一开口区A₁、第二开口区A₂以及第三开口区A₃重叠。

此外，如图3所示，根据一些实施例，显示装置10可包含多个光学传感器150，光学传感器150位于指纹感测区FA中，光学传感器150可感测手指的碰触，将其转换成电子信号给相应的驱动元件或信号处理元件进行辨识与分析。根据一些实施例，具有光学传感器150的像素区域大致对应于指纹感测区FA。

根据一些实施例，光学传感器150的至少一者的至少一部分于基板102的法线方向Z上与第一开口区A₁的至少一者重叠。根据一些实施例，第一开口区A₁的其中一者与光学传感器150的其中一者重叠，但不限于此。根据其他实施例，第一开口区A₁的其中一者可与光学传感器150中的多个重叠。根据一些实施例，光学传感器150的至少一者的至少一部分于基板102的法线方向Z上与彩色滤光层122重叠。进一步而言，根据一些实施例，光学传感器150于基板102的法线方向Z上与彩色滤光层122部分地重叠，并与遮光层120部分地重叠。根据一些实施例，位于指纹感测区FA中的一部分的像素区域可具有光学传感器150，而一部分的像素区域可不具有光学传感器150，亦即，并非所有位于指纹感测区FA中的像素区域均具有光学传感器150。

根据一些实施例，位于指纹感测区FA中的多个第一开口区A₁之间的面积实质上相同，且较远离指纹感测区FA的多个第三开口区A₃之间的面积实质上相同。值得注意的是，根据一些实施例，第二开口区A₂位于第一开口区A₁以及第三开口区A₃之间，第二开口区A₂的面积可介于第一开口区A₁的面积以及第三开口区A₃的面积之间，第二开口区A₂的面积可为渐变的，亦即，多个第二开口区A₂之间的面积不相同，且面积大小可为逐渐改变的，但不限于此。

根据一些实施例，借由此种具有渐变面积的开口区100A，可降低尺寸不同的第一开口区A₁以及第三开口区A₃所产生的视觉落差，改善显示面板100亮度不均或视觉感受不一致等问题。

具体而言，根据一些实施例，沿着第一开口区A₁至第三开口区A₃的方向(例如图中所示出的Y方向)上(或远离指纹感测区FA的方向上)，第二开口区A₂的面积逐渐变小，亦即，被遮光层120暴露出的彩色滤光层122的面积逐渐变小。例如，如图3所示，第二开口区A_2-1的面积小于第二开口区A_2-2的面积，而第二开口区A_2-1比第二开口区A_2-2更靠近第一开口区A₁(或指纹感测区FA)。

详细而言，第二开口区A₂可称为显示面板100的开口渐变区，开口渐变区可定义为面积开始与第一开口区A₁不同的开口区(例如，图中所示的第二开口区A_2-1)至面积开始与第三开口区A₃不同的开口区(例如，图中所示的第二开口区A_2-2)之间的区域。

根据一些实施例，第一开口区A₁的面积与第三开口区A₃的面积之间的比值介于约20％至约70％(20％≤比值≤70％)，或介于约36％至约56％(36％≤比值≤56％)。根据一些实施例，第一开口区A₁的面积与第二开口区A₂的面积之间的比值介于约40％至约85％(40％≤比值≤85％)，或介于约55％至约75％(55％≤比值≤75％)。根据一些实施例，第二开口区A₂的面积与第三开口区A₃的面积之间的比值介于约50％至约85％(50％≤比值≤85％)，或介于约65％至约80％(65％≤比值≤80％)。将不同开口区之间面积的比值设计在上述范围，可使显示面板具有较均匀的亮度分布。

根据一些实施例，如图3所示，可借由增加遮光层120与彩色滤光层122重叠的面积，减少开口区100A的面积，亦即，减少被遮光层120暴露出的彩色滤光层122的面积。根据一些实施例，相较于第三开口区A₃，遮光层120可例如延伸突出并使第一开口区A₁以及第二开口区A₂形成凹口RS。根据一些实施例，光学传感器150可与第一开口区A₁的凹口RS于基板102的法线方向Z上重叠。

然而，应理解的是，虽然附图所示出的实施例中是借由延伸遮光层120以形成凹口RS的方式，减少显示面板100的开口区100A的面积，但减少开口区100A的面积方式不限于此，且开口区100A的形状亦不限于此，根据不同的实施例，开口区100A可具有其它合适的形状。

此外，应理解的是，附图所示出的开口区100A的数量仅为示意，根据不同的实施例，显示面板100可具有其它合适数量的开口区100A(第一开口区A₁、第二开口区A₂以及第三开口区A₃)。

再者，根据一些实施例，遮光层120可包含黑色矩阵(black matrix)。彩色滤光层122可过滤或调整穿透过它的光线的光学性质，例如，使特定波长范围的光线通过。根据一些实施例，显示装置10可包含多个扫描线(图未示)及多个数据线(图未示)，扫描线与数据线可沿着实质上彼此垂直的方向延伸。扫描线及数据线于基板102的法线方向Z上可与遮光层120重叠，但不限于此。

如图3所示，根据一些实施例，彩色滤光层122可包含多个彩色滤光单元，例如，彩色滤光单元122a、彩色滤光单元122b以及彩色滤光单元122c。举例而言，根据一些实施例，彩色滤光单元122a、彩色滤光单元122b以及彩色滤光单元122c可包含红色滤光单元、绿色滤光单元以及蓝色滤光单元，但本公开不以此为限。此外，应理解的是，虽然附图所示出的实施例中，彩色滤光层122包含三种彩色滤光单元，但根据另一些实施例，彩色滤光层122可具有其它合适数量或颜色的彩色滤光单元。

根据一些实施例，遮光层120的材料可包含黑色光阻、黑色印刷油墨、黑色树脂、金属、碳黑材料、树脂材料、感光材料、其它合适的材料、或前述的组合，但不限于此。根据一些实施例，彩色滤光层122的材料可包含彩色光阻，彩色光阻的材料例如可包含高分子材料以及分散于其中的颜料及感光材料。在一实施例中，前述高分子材料可包含环氧树脂、丙烯酸树脂如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmetacrylate，PMMA)、苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)、其它合适的材料、或前述的组合，但不限于此。

根据一些实施例，可借由涂布制程、沉积制程、印刷制程、蒸镀制程、溅镀制程、其它合适的制程、或前述的组合形成遮光层120以及彩色滤光层122。

此外，根据一些实施例，可借由光刻制程及/或蚀刻制程将遮光层120以及彩色滤光层122图案化以具有合适的形状及轮廓(profile)。根据一些实施例，光刻制程可包含光阻涂布(例如旋转涂布)、软烘烤、硬烘烤、掩模对齐、曝光、曝光后烘烤、光阻显影、清洗及干燥等，但不限于此。蚀刻制程可包含干蚀刻制程或湿蚀刻制程，但不限于此。

根据一些实施例，光学传感器150可包含光电二极管(photodiode)、或其它可转换光信号与电信号的元件、或前述的组合。

接着，请参照图4，图4进一步说明显示装置10中的元件配置关系。应理解的是，为了清楚说明，图4并未示出出对应于截面线B-B’的所有开口区100A，仅示出一个第一开口区A₁、一个第二开口区A₂以及一个第三开口区A₃，未示出的第一开口区A₁、第二开口区A₂以及第三开口区A₃具有类似的结构。

如图4所示，根据一些实施例，显示装置10的显示面板100进一步包含驱动元件100T以及像素电极140，驱动元件100T以及像素电极140设置于基板102上。根据一些实施例，驱动元件100T包含晶体管，例如开关晶体管或驱动晶体管。详细而言，驱动元件100T可包含半导体层130、源极/漏极电极层132、栅极介电层134以及栅极电极层136。根据一些实施例，栅极介电层134以及栅极电极层136设置于半导体层130的上，栅极介电层134设置于半导体层130与栅极电极层136之间，栅极电极层136与半导体层130重叠，且源极/漏极电极层132设置于半导体层130的两侧，且分别与半导体层130两侧的部分重叠。

根据一些实施例，半导体层130的材料可包含元素半导体，包括硅、锗(germanium)；化合物半导体，包括氮化镓(gallium nitride，GaN)、碳化硅(siliconcarbide)、砷化镓(gallium arsenide)、磷化镓(gallium phosphide)、磷化铟(indiumphosphide)、砷化铟(indium arsenide)及/或锑化铟(indium antimonide)；合金半导体，包括硅锗合金(SiGe)、磷砷镓合金(GaAsP)、砷铝铟合金(AlInAs)、砷铝镓合金(AlGaAs)、砷铟镓合金(GaInAs)、磷铟镓合金(GaInP)及/或磷砷铟镓合金(GaInAsP)、其它合适的材料、或前述的组合，但不限于此。

根据一些实施例，源极/漏极电极层132的材料可包含铜、铝、钼、钨、金、铬、镍、铂、钛、铱、铑、铜合金、铝合金、钼合金、钨合金、金合金、铬合金、镍合金、铂合金、钛合金、铱合金、铑合金、其它合适的导电材料、或前述的组合，但不限于此。

根据一些实施例，栅极介电层134的材料可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高介电常数(high-k)介电材料、其它合适的介电材料、或前述的组合，但不限于此。前述高介电常数(high-k)介电材料可包含金属氧化物、金属氮化物、金属硅化物、过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属硅化物、金属的氮氧化物、金属铝酸盐、锆硅酸盐、锆铝酸盐、或前述的组合，但不限于此。

再者，根据一些实施例，栅极电极层136的材料可包含非晶硅、复晶硅、一或多种金属、金属氮化物、导电金属氧化物、或前述的组合，但不限于此。前述金属可包含钼、钨、钛、钽、铂、铪、或前述的组合，但不限于此。前述金属氮化物可包含氮化钼、氮化钨、氮化钛、氮化钽、或前述的组合，但不限于此。

根据一些实施例，可借由物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)制程、化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)制程、涂布制程、其它合适的方法或前述的组合形成驱动元件100T的各个层别。前述物理气相沉积制程例如可包含溅镀制程、蒸镀制程或脉冲激光沉积等。前述化学气相沉积制程例如可包含低压化学气相沉积(LPCVD)制程、低温化学气相沉积(LTCVD)制程、快速升温化学气相沉积(RTCVD)制程、等离子辅助化学气相沉积(PECVD)制程或原子层沉积(ALD)制程等。

此外，应理解的是，虽然图4所示出的实施例中，驱动元件100T为上栅极(topgate)薄膜晶体管，然而，根据另一些实施例，驱动元件100T可为下栅极(bottom gate)薄膜晶体管、或双栅极(dual gate或double gate)薄膜晶体管。

再者，像素电极140与驱动元件100T(例如源极/漏极电极层132)电性连接，但不限于此。根据一些实施例，像素电极140的材料可包含金属导电材料、透明导电材料、其它合适的材料或前述的组合，但不限于此。金属导电材料可包含铜、铝、钨、钛、金、铂、镍、铜合金、铝合金、钨合金、钛合金、金合金、铂合金、镍合金、或前述的组合，但不限于此。透明导电材料可包含透明导电氧化物(transparent conductive oxide，TCO)。举例而言，透明导电氧化物可包含铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、氧化锡(tin oxide，SnO)、氧化锌(zincoxide，ZnO)、氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)、氧化铟镓锌(indium gallium zincoxide，IGZO)、氧化铟锡锌(indium tin oxide，ITZO)、氧化锑锡(antimony tin oxide，ATO)、氧化锑锌(antimony zinc oxide，AZO)、或前述的组合，但不限于此。

此外，承前述，光学传感器150可设置于基板102上，并且位于指纹感测区FA中。根据一些实施例，光学传感器150可与驱动元件100T(例如源极/漏极电极层132)以及像素电极140电性连接，但不限于此。根据一些实施例，光学传感器150于基板102的法线方向Z上与第一开口区A₁至少部分地重叠。根据一些实施例，光学传感器150与第一开口区A₁可完全地重叠。

再者，如同前述，遮光层120以及彩色滤光层122(彩色滤光单元122a)可设置于基板104上，并且位于基板102与基板104之间。根据一些实施例，可先形成遮光层120于基板104上，接着再形成彩色滤光层122于基板104上，但本公开不以此为限。根据一些实施例，于基板102的法线方向Z，遮光层120与彩色滤光层122可部分地重叠。再者，根据一些实施例，彩色滤光层122并未设置于基板104上，而是设置于基板102上。根据另一些实施例，遮光层120与彩色滤光层122皆设置于基板102上。

根据一些实施例，设置于指纹感测区FA中的彩色滤光层122(彩色滤光单元122a)于第一开口区A₁中具有宽度W₁，彩色滤光层122(彩色滤光单元122a)于第二开口区A₂中具有宽度W₂，彩色滤光层122(彩色滤光单元122a)于第三开口区A₃中具有宽度W₃，且宽度W₃大于宽度W₂，宽度W₂大于宽度W₁(亦即，宽度W₃>宽度W₂>宽度W₁)。根据一些实施例，宽度W₁、宽度W₂以及宽度W₃可借由在Y方向上(如图3所示)测量彩色滤光层122(彩色滤光单元122a)分别于第一开口区A₁、第二开口区A₂以及第三开口区A₃中的最小宽度而得。

详细而言，可用光学显微镜(optical microscope，OM)取得第一开口区A₁、第二开口区A₂以及第三开口区A₃的照片(类似图3所示)，并在Y方向上画一虚拟延伸线，此虚拟延伸线同时通过第一开口区A₁的凹口RS、第二开口区A₂的凹口RS以及第三开口区A₃，并测量在此虚拟延伸线上第一开口区A₁、第二开口区A₂以及第三开口区A₃的宽度，而得到宽度W₁、宽度W₂以及宽度W₃。在其他实施例中，若是用其他设计得到渐变式开口区，则可测量造成渐变式差异的结构部分，来比较宽度W₁、宽度W₂以及宽度W₃。

如图4所示，根据一些实施例，显示介质层106设置于驱动元件100T与遮光层120之间，或显示介质层106设置于驱动元件100T与彩色滤光层122之间。此外，根据一些实施例，显示面板100可进一步包含配向层(未示出)以及间隔物(未示出)等结构，配向层可顺应地设置于遮光层120、彩色滤光层122、驱动元件100T、像素电极140及光学传感器150上，但不限于此，而间隔物可设置于基板102与基板104之间。

配向层可协助控制显示介质层106中的材料性质(例如，介电特性或排列方向等)，进而控制显示面板100的像素的显示特性。根据一些实施例，配向层的材料可包含有机材料、无机材料、或前述的组合。举例而言，有机材料可包含聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚肉桂酸乙烯酯(poly(vinyl cinnamate)，PVCN)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、其它光反应型高分子材料、或前述的组合，但不限于此。无机材料例如可包含二氧化硅(SiO₂)、碳化硅(SiC)、玻璃、氮化硅(Si₃N₄)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铈(CeO₂)、具有配向功能的其它无机材料、或前述的组合，但不限于此。根据一些实施例，可借由涂布制程、化学沉积制程、印刷制程、其它合适的制程、或前述的组合形成配向层。

再者，间隔物可维持基板102以及基板104之间的间隙(cell gap)或可强化显示面板100的结构强度。根据一些实施例，间隔物的材料可包含有机材料。根据一些实施例，前述有机材料可包含含环氧树脂、丙烯酸树脂如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmetacrylate，PMMA)、苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚醚砜(polyethersulfone，PES)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、其它合适的材料、或前述的组合，但不限于此。根据一些实施例，可借由涂布制程、沉积制程、印刷制程、其它合适的制程、或前述的组合形成间隔物。根据一些实施例，可借由光刻制程将间隔物图案化。

此外，背光模块200与显示面板100对应设置，根据一些实施例，背光模块200可设置于显示面板100下方。此外，根据一些实施例，背光模块200对应于第二开口区A₂的至少一者的亮度小于对应于第一开口区A₁的至少一者的亮度，且背光模块200对应于第二开口区A₂的至少一者的亮度大于对应于第三开口区A₃的至少一者的亮度。换言之，根据一些实施例，背光模块200的亮度会随着开口区100A的面积而改变，例如，对应于面积较小的第一开口区A₁的亮度大于对应于面积较大的第二开口区A₂或第三开口区A₃的亮度，对应于面积较小的第二开口区A₂的亮度大于对应于面积较大第三开口区A₃的亮度。

根据一些实施例，于背光模块200中，对应于第一开口区A₁的亮度与对应于第三开口区A₃的亮度之间的比值介于约1.52至约2.81(1.52≤比值≤2.81)，或介于约1.95至约2.38(1.95≤比值≤2.38)。根据一些实施例，于背光模块200中，对应于第一开口区A₁的亮度与对应于第二开口区A₂的亮度之间的比值介于约1.11至约2.06(1.11≤比值≤2.06)，或介于约1.42至约1.74(1.42≤比值≤1.74)。根据一些实施例，于背光模块200中，对应于第二开口区A₂的亮度与对应于第三开口区A₃的亮度之间的比值介于约1.09至约1.64(1.09≤比值≤1.64)，或介于约1.23至约1.50(1.23≤比值≤1.50)。将不同开口区之间亮度的比值设计在上述范围，可使显示面板具有较均匀的亮度分布。

请参照图5，图5显示根据本公开一些实施例中，显示装置中的开口区以及背光模块的亮度-距离关系图。详细而言，图5显示背光模块、开口区的面积1、以及开口区的面积2随着与光源的距离增加时亮度的变化，开口区的面积1指的是未使用渐变式开口的例子，开口区的面积2指的是使用本公开实施例的渐变式开口的例子。

如图5所示，背光模块在与光源的距离增加时，亮度逐渐降低(例如侧入式背光模块)。开口区的面积1在与光源的距离增加时，由于像素的开口区在没有指纹感测区的区域会突然增加，亮度也因此突然大幅增加。而开口区的面积2在与光源的距离增加时，由于像素具有渐变式开口(例如第二开口区A₂)，因此从有指纹感测区的位置(例如第一开口区A₁)至没有指纹感测区的位置(例如第三开口区A₃)，亮度缓慢地增加，于此种情形下搭配上亮度逐渐降低的背光模块，可得到几乎一致的总亮度，亦即，显示面板呈现的亮度为均匀的。在其他实施例中，也可用直下式背光模块，借由搭配开口区的面积设计或指纹感测区的位置，分别调控不同区域的光源的亮度，而达到希望的光学效果。

综上所述，根据本公开一些实施例，提供的显示装置包含具有渐变式开口区的显示面板，借此可改善显示面板亮度不均或视觉感受不一致等问题。根据本公开一些实施例，可借由调整背光模块的亮度，改善显示装置的视觉效果。根据本公开一些实施例，可有效改善包含屏幕下指纹的感测元件的显示装置的亮度均匀度。

虽然本公开的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作修改、替代与润饰。本公开实施例之间的特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用。此外，本公开的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本公开揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本公开使用。因此，本公开的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。本公开的保护范围当视的权利要求书所界定者为准。本公开的任一实施例或权利要求不须达成本公开的全部目的、优点、特点。

Claims

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

一显示面板，所述显示面板包括：

一基板；

一遮光层，设置于所述基板上，所述遮光层具有多个第一开口区、多个第二开口区以及多个第三开口区，其中所述多个第二开口区位于所述多个第一开口区与所述多个第三开口区之间；以及

多个光学传感器，所述多个光学传感器的至少一者的至少一部分于所述基板的法线方向上与所述多个第一开口区的至少一者重叠；

其中，所述多个第二开口区的至少一者的面积大于所述多个第一开口区的至少一者的面积，且所述多个第二开口区的至少一者的面积小于所述多个第三开口区的至少一者的面积。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，更包括：

一背光模块，与所述显示面板对应设置。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述背光模块对应于所述多个第二开口区的至少一者的亮度小于对应于所述多个第一开口区的至少一者的亮度，且所述背光模块对应于所述多个第二开口区的至少一者的亮度大于对应于所述多个第三开口区的至少一者的亮度。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板。

5.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述背光模块为直下式背光模块。

6.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述背光模块为侧入式背光模块。

7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板更包括：

一彩色滤光层，设置于所述基板上，所述彩色滤光层填充于所述多个第一开口区、所述多个第二开口区以及所述多个第三开口区中。

8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述多个光学传感器的至少一者的至少一部分于所述基板的法线方向上与所述彩色滤光层重叠。

9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述多个第一开口区于所述基板的法线方向上与所述显示装置的指纹感测区重叠。

10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述多个第二开口区的其中一者的面积小于所述多个第二开口区的其中另一者的面积，所述多个第二开口区的所述其中一者比所述多个第二开口区的所述另一者更靠近所述多个第一开口区。