TWI529454B - 具有反相液晶顯示器之電子器件 - Google Patents

具有反相液晶顯示器之電子器件 Download PDF

Info

Publication number
TWI529454B
TWI529454B TW102109898A TW102109898A TWI529454B TW I529454 B TWI529454 B TW I529454B TW 102109898 A TW102109898 A TW 102109898A TW 102109898 A TW102109898 A TW 102109898A TW I529454 B TWI529454 B TW I529454B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
display
layer
substrate
thin film
film transistor
Prior art date
Application number
TW102109898A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201341901A (zh
Inventor
齊軍
戴奈許Ｃ 馬修
布萊恩Ｗ 波思納
凱斯Ｊ 漢德倫
派特瑞斯Ｋ 奧金柏格斯
亞當Ｔ 蓋洛里
維特Ｈ 尹
湯瑪士Ｗ 二世 魏爾森
Original Assignee
蘋果公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 蘋果公司 filed Critical 蘋果公司
Publication of TW201341901A publication Critical patent/TW201341901A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI529454B publication Critical patent/TWI529454B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1345—Conductors connecting electrodes to cell terminals
    • G02F1/13454—Drivers integrated on the active matrix substrate
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209—Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133357—Planarisation layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13356—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements
    • G02F1/133562—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements on the viewer side
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136222—Colour filters incorporated in the active matrix substrate

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

具有反相液晶顯示器之電子器件
本發明大體上係關於電子器件，且更特定言之，係關於用於電子器件之顯示器。
諸如電腦及蜂巢式電話之電子器件通常具備顯示器。諸如液晶顯示器之顯示器含有一液晶材料薄層。彩色液晶顯示器包括彩色濾光器層。在此類型之顯示器中之液晶材料層插入在彩色濾光器層與薄膜電晶體之間。偏光器層可置放在彩色濾光器層、液晶材料及薄膜電晶體層上方及下方。
當需要為使用者顯示影像時，顯示器驅動器電路將信號施加至薄膜電晶體層內之資料線及閘極線的柵格。此等信號調整與薄膜電晶體層上之像素陣列相關聯的電場。所產生之電場圖案控制液晶材料且在顯示器上產生可見影像。
習知顯示器中之影像品質可在離軸檢視期間降級，此係因為離軸檢視角可允許來自一色彩之顯示像素的光滲移至鄰近的另一色彩的顯示像素中。儘管可藉由將寬的黑色矩陣結構併入至顯示器中而稍微改良離軸品質，但使用過度大的黑色矩陣遮罩線可不利地影響顯示器亮度。
因此，將需要能夠提供改良的電子器件顯示器。
可向電子器件提供諸如液晶顯示器之顯示器。顯示器可具有顯示像素之陣列。可使用資料線及閘極線之柵格來控制該等顯示像素。每一像素可在一資料線上接收顯示資料且可具有由一閘極線上之一閘極線信號控制的一薄膜電晶體。薄膜電晶體可經控制以將電場施加至一液晶材料層。
一種液晶顯示器可具備背光結構。該等背光結構可產生穿過顯示像素之一陣列的背光。該等顯示像素可包括用於控制該液晶材料層中之電場的電極結構及薄膜電晶體結構。該液晶材料可形成於一外部顯示器層與一內部顯示器層之間。
該內部顯示器層可插入在該等背光結構與該液晶材料之間。薄膜電晶體結構、電極及導電互連線可沈積在該外部顯示器層之該內部表面上之一層中。
一層彩色濾光器元件可用以向該顯示器提供彩色像素。在具有一合適組態之情況下，可在該薄膜電晶體層上形成該等彩色濾光器元件。在此類型之組態下，該內部顯示器層可由一層清透玻璃或塑膠形成。在另一合適的組態下，可在該內部顯示器層上形成該等彩色濾光器元件。
可在該外部顯示器層之一周邊邊界區域中形成不透明遮罩材料之一圖案化層。一平坦化層可用以覆蓋該不透明遮罩層。可在該平坦化層上形成該等薄膜電晶體及其他顯示像素結構。
本發明之其他特徵、本發明之本質及本發明之各種優勢將自隨附圖式及較佳實施例之以下詳細描述變得更加顯而易見。
10‧‧‧電子器件
12‧‧‧外殼
12'‧‧‧外殼側壁
12"‧‧‧上部邊緣
12A‧‧‧上部部分
12B‧‧‧下部部分
14‧‧‧顯示器
16‧‧‧旋轉軸線
18‧‧‧顯示器/鍵盤/控制電路
20‧‧‧觸控板
22‧‧‧按鈕
24‧‧‧揚聲器埠
26‧‧‧支架
28‧‧‧器件組件
30‧‧‧輸入-輸出電路
32‧‧‧控制電路
34‧‧‧像素陣列
36‧‧‧顯示器驅動器電路
38‧‧‧路徑
40‧‧‧顯示像素
42‧‧‧資料線
44‧‧‧閘極線
46‧‧‧閘極驅動器電路
48‧‧‧路徑
50‧‧‧解多工器電路/端子
52‧‧‧薄膜電晶體
54‧‧‧閘極
56‧‧‧節點
58‧‧‧節點
60‧‧‧液晶材料
60'‧‧‧液晶
62‧‧‧電極結構
64‧‧‧背光結構
66‧‧‧背光
66'‧‧‧背光
68‧‧‧上部偏光器層
70‧‧‧層
72‧‧‧層
74‧‧‧下部偏光器層
76‧‧‧檢視者
76'‧‧‧離軸檢視者
78‧‧‧方向
78'‧‧‧軸線
78A‧‧‧軸線/方向
78B‧‧‧檢視軸線/方向
80‧‧‧基板
81‧‧‧顯示器層
82‧‧‧內部電組件
84‧‧‧顯示器外罩層
86‧‧‧背光結構
88‧‧‧層
90‧‧‧反射器
92‧‧‧光源
94‧‧‧光
96‧‧‧基板
98‧‧‧周邊邊界遮罩
100‧‧‧周邊邊界區域
102‧‧‧平坦化層
104‧‧‧內部(下部)表面
106‧‧‧外部(上部)表面
108‧‧‧薄膜電晶體層
110‧‧‧結構
112‧‧‧跡線
114‧‧‧焊料凸塊
116‧‧‧彩色濾光器層
116'‧‧‧彩色濾光器元件/綠(「G」)色濾光器元件/紅(「R」)色濾光器元件
118‧‧‧內部顯示器層
120‧‧‧下部表面
122‧‧‧下部表面
124‧‧‧黑色矩陣
126‧‧‧結構
150‧‧‧紅色濾光器元件部分
B‧‧‧藍
CST‧‧‧儲存電容器
CLC‧‧‧平行電容
D‧‧‧資料信號
D‧‧‧橫向尺寸
G‧‧‧綠/閘極線信號
R‧‧‧紅
T‧‧‧厚度
VP‧‧‧電壓
VCOM‧‧‧共同電極電壓
W‧‧‧黑色矩陣線寬度
Z‧‧‧維度/方向
圖1為根據本發明之實施例的諸如攜載型電腦之具有顯示器之說明性電子器件的圖。
圖2為根據本發明之實施例的諸如蜂巢式電話或其他手持式器件之具有顯示器之說明性電子器件的圖。
圖3為根據本發明之實施例的諸如平板型電腦之具有顯示器之說明性電子器件的圖。
圖4為根據本發明之實施例的諸如具有內建式電腦之電腦監視器的具有顯示器之說明性電子器件的圖。
圖5為展示可在操作根據本發明之實施例的具有顯示器之電子器件的過程中使用之電路的電路圖。
圖6為根據本發明之實施例之說明性顯示像素的電路圖。
圖7為根據本發明之實施例的具有背光結構之說明性液晶顯示器之一部分的橫截面側視圖。
圖8為根據本發明之實施例的具有與外殼側壁結構重疊之顯示器之說明性電子器件的橫截面圖。
圖9為根據本發明之實施例的具有與外殼側壁結構重疊之顯示器且具有顯示器外罩層之說明性電子器件的橫截面圖。
圖10為根據本發明之實施例的具有顯示器之說明性電子器件的橫截面圖，該顯示器之邊緣安裝在相對的外殼側壁之間。
圖11為根據本發明之實施例的具有顯示器且具有顯示器外罩層之說明性電子器件的橫截面圖，該顯示器之邊緣安裝在相對的外殼側壁之間。
圖12為根據本發明之實施例的顯示器的橫截面側視圖，其展示背光結構可如何用以向顯示器提供背光。
圖13為根據本發明之實施例的說明性顯示器的橫截面圖，其具有上面已形成有薄膜電晶體結構及彩色濾光器結構之基板層。
圖14為根據本發明之實施例的說明性顯示器的橫截面側視圖，其具有上面已形成有薄膜電晶體結構之上部層且具有充當彩色濾光器 之下部層。
圖15為根據本發明之實施例的顯示器之一部分的俯視圖，其展示黑色矩陣可如何用以分離彩色濾光器元件。
圖16為根據本發明之實施例的顯示器之一部分的橫截面側視圖，其展示顯示器中之黑色矩陣結構可如何用以覆蓋諸如薄膜電晶體基板上之導電線之下伏結構。
圖17為根據本發明之實施例的說明性顯示器的橫截面側視圖，其展示一層彩色濾光器元件在諸如薄膜電晶體基板上之電極結構的下伏薄膜結構之頂部上的形成可如何幫助改良離軸顯示效能。
圖1中展示可具備顯示器之類型的說明性電子器件。電子器件10可為諸如整合至諸如電腦監視器之顯示器中之電腦、膝上型電腦、平板型電腦的電腦、稍微較小的攜載型器件(諸如腕錶器件、垂飾器件或其他可佩帶或小型器件)、蜂巢式電話、媒體播放器、平板型電腦、遊戲器件、導航器件、電腦監視器、電視或其他電子設備。
如圖1中所示，器件10可包括諸如顯示器14之顯示器。顯示器14可為併入有電容性觸控電極或其他觸控感測器組件之觸控螢幕，或可為並非觸敏之顯示器。顯示器14可包括由液晶顯示器(LCD)組件或其他合適的顯示像素結構形成的影像像素。在本文中有時將使用液晶顯示像素形成顯示器18之配置作為實例進行描述。然而，此僅為說明性的。視需要可在形成顯示器14之過程中使用任何合適類型之顯示器技術。
器件10可具有諸如外殼12之外殼。外殼12有時可稱為殼體，可由塑膠、玻璃、陶瓷、纖維複合物、金屬(例如，不鏽鋼、鋁等)、其他合適的材料或此等材料中之任何兩者或兩者以上的組合形成。
可使用將外殼12之一些或全部機器加工或模製成單一結構之單 體式組態來形成外殼12，或可使用多個結構(例如，內部框架結構、形成外部外殼表面之一或多個結構等)形成外殼12。
如圖1中所示，外殼12可具有多個部分。舉例而言，外殼12可具有上部部分12A及下部部分12B。上部部分12A可使用鉸鏈而耦接至下部部分12B，該鉸鏈允許部分12A圍繞旋轉軸線16相對於部分12B旋轉。諸如鍵盤18之鍵盤及諸如觸控板20之觸控板可安裝在外殼部分12B中。
在圖2之實例中，已使用小到足以放在使用者之手中的外殼來實施器件10(亦即，圖2之器件10可為諸如蜂巢式電話之手持式電子器件)。如圖2中所示，器件10可包括安裝在外殼12之前面的諸如顯示器14之顯示器。顯示器14可實質上充滿作用中的顯示像素，或可具有作用中部分及非作用中部分。顯示器14可具有開口(例如，在顯示器14之非作用中部分或作用中部分中的開口)，諸如容納按鈕22之開口及容納揚聲器埠24之開口。
圖3為呈一組態之電子器件10的透視圖，在該組態中，已以平板型電腦之形式實施電子器件10。如圖3中所示，顯示器14可安裝在外殼12之上部(前)表面上。可在顯示器14中形成開口以容納按鈕22。
圖4為呈一組態之電子器件10的透視圖，在該組態中，已以整合至電腦監視器中之電腦之形式實施電子器件10。如圖4中所示，顯示器14可安裝在外殼12之前表面上。支架26可用以支撐外殼12。
視需要可將其他組態用於電子器件10。圖1、圖2、圖3及圖4之實例僅為說明性的。
圖5中展示一圖，其展示可在器件10中使用之類型之電路。如圖5中所示，顯示器14可耦接至器件組件28，諸如輸入-輸出電路30及控制電路32。輸入-輸出電路30可包括用於接收器件輸入之組件。舉例而言，輸入-輸出電路30可包括用於接收音訊輸入之麥克風、鍵盤、 小鍵盤或用於接收輸入(例如，來自使用者之按鍵輸入或按鈕輸入)之其他按鈕或開關、用於收集輸入之感測器(諸如加速計、羅盤、光感測器、近接感測器、觸控感測器(例如，與顯示器14相關聯之觸控感測器或分離的觸控感測器))，或其他輸入器件。輸入-輸出電路30亦可包括用於供應輸出之組件。輸出電路可包括諸如揚聲器、發光二極體或用於產生光輸出之其他發光器件、振動器及用於供應輸出之其他組件之組件。電路30中之輸入-輸出埠可用於接收類比及/或數位輸入信號且可用於輸出類比及/或數位輸出信號。可在電路30中使用之輸入-輸出埠的實例包括音訊埠、數位資料埠、與30接腳連接器相關聯的埠及與通用串列匯流排連接器及其他數位資料連接器相關聯的埠。
可在控制器件10之操作的過程中使用控制電路32。控制電路32可包括諸如揮發性及非揮發性記憶體電路、固態磁碟機、硬碟機及其他記憶體及儲存電路之儲存電路。控制電路32亦可包括處理電路，諸如在微處理器或其他處理器中之處理電路。可在實施控制電路32之過程中使用一或多個積體電路。可包括在控制電路32中之積體電路的實例包括微處理器、數位信號處理器、電力管理單元、基頻處理器、微控制器、特殊應用積體電路、用於處置音訊及/或視覺資訊之電路，及其他控制電路。
控制電路32可用於執行器件10之軟體。舉例而言，控制電路32可經組態以執行與在顯示器14上顯示影像(例如，文字、圖片、視訊等)有關的程式碼。
顯示器14可包括諸如像素陣列34之像素陣列。可使用由諸如顯示器驅動器電路36之顯示器驅動器電路產生之控制信號來控制像素陣列34。顯示器驅動器電路36可使用一或多個積體電路(IC)來實施，且有時可稱為驅動器IC，顯示器驅動器積體電路或顯示器驅動器。顯示器驅動器積體電路36可安裝在顯示器14中之薄膜電晶體基板層的邊緣 上(作為實例)。薄膜電晶體基板層有時可稱為薄膜電晶體(TFT)層。
在器件10之操作期間，控制電路32可向顯示器驅動器36提供資料。舉例而言，控制電路32可使用諸如路徑38之路徑來向顯示器驅動器36供應對應於將在顯示器14上顯示之文字、圖形、視訊或其他影像的數位資料。顯示器驅動器36可將在路徑20上接收之資料轉換成用於控制像素陣列34之像素的信號。
像素陣列34可含有顯示像素40之列及行。可使用諸如資料線42上之資料線信號及閘極線44上之閘極線信號的信號來控制像素陣列34之電路。
像素陣列34中之像素40可含有薄膜電晶體電路(例如，多晶矽電晶體電路或非晶矽電晶體電路)及用於在顯示器14中之液晶材料上產生電場的相關聯結構。在形成像素40之過程中使用之薄膜電晶體結構可定位在基板(有時稱為薄膜電晶體層或薄膜電晶體基板)上。薄膜電晶體(TFT)層可由平面玻璃基板、塑膠基板或其他合適基板材料之薄片形成。
閘極驅動器電路46可用以在閘極線44上產生閘極信號。諸如閘極驅動器電路46之電路可由薄膜電晶體層上的薄膜電晶體形成。閘極驅動器電路46可定位在像素陣列34之左側及右側上(如圖5中所示)，或可僅定位在像素陣列34之一側上。
像素陣列34中之資料線信號攜載類比影像資料(例如，量值表示像素亮度等級的電壓)。在於顯示器14上顯示影像之過程期間，顯示器驅動器積體電路36可經由路徑38自控制電路18接收數位資料且可在路徑48上產生相應類比資料。路徑48上之類比資料信號可由解多工器電路50根據由驅動器電路36提供之控制信號來解多工。此解多工過程在資料線42上產生相應色彩編碼之類比資料線信號(例如，針對紅色頻道之資料信號、針對綠色頻道之資料信號及針對藍色頻道之資料信 號)。
可將資料線42上之資料線信號提供至像素陣列34中之顯示像素40的行。可藉由閘極驅動器電路46將閘極線信號提供至像素陣列34中之像素40的列。
顯示器14之電路(諸如解多工器電路50及閘極驅動器電路46)及像素40之電路可由導電結構(例如，金屬線及/或由諸如氧化銦錫之透明導電材料形成的結構)形成，且可包括在顯示器14之薄膜電晶體基板層上製造的電晶體。薄膜電晶體可為例如多晶矽薄膜電晶體或非晶矽電晶體。
圖6為像素陣列34中之說明性顯示像素的電路圖。諸如圖6之像素40的像素可定位在陣列34中之每一閘極線44與資料線42的相交處。
可自資料線42中之一者將資料信號D供應至端子50(圖5)。薄膜電晶體52(例如，薄膜多晶矽電晶體或非晶矽電晶體)可具有自閘極驅動器電路46接收閘極線信號G之諸如閘極54的閘極端子(圖5)。當信號G經確證時，電晶體52將被接通且信號D將被傳遞至節點56作為電壓Vp。用於顯示器14之資料可以圖框為單位顯示。在確證一圖框中之信號G之後，信號G可經撤銷確證。信號G可接著經確證以接通電晶體52且在隨後的顯示圖框中擷取新的Vp值。
像素40可具有信號儲存元件，諸如電容器Cst或其他電荷儲存元件。儲存電容器Cst可用以在圖框之間(亦即，在連續信號G之確證之間的時段中)儲存信號Vp。
顯示器14可具有耦接至節點58之共同電極。共同電極(其有時稱為Vcom電極)可用以將諸如共同電極電壓Vcom之共同電極電壓分配至諸如陣列24之每一像素40中之節點58的節點。電容器Cst可耦接在節點56與節點58之間。歸因於像素40中的在控制穿過像素之液晶材料(液晶材料60)之電場的過程中使用之電極結構，在節點56及58上出現 平行電容Clc。如圖6中所示，電極結構62可耦接至節點56。電容Clc與在電極結構62與節點58處之共同電極Vcom之間的電容相關聯。在操作期間，電極結構62可用以在像素40中之液晶材料60之像素大小的部分上施加受控電場(亦即，具有正比於Vp-Vcom之量值的場)。歸因於儲存電容器Cst之存在，可在圖框之持續時間內在節點56及58上維持Vp之值(及因此在液晶材料60上之相關聯電場)。
在液晶材料60上產生之電場引起液晶材料60中之液晶之定向的改變。此改變穿過液晶材料60之光的偏振。偏振之改變可用於控制透射穿過陣列34中之每一像素40之光量。
圖7中展示顯示器14的一部分，其說明由液晶材料60產生之光偏振之改變可如何用以影響透射穿過顯示器14之光量。如圖7中所示，背光結構64可用以產生在維度Z上穿過顯示器14之顯示器層81向上(向外)行進的背光66。顯示器層81可包括諸如層68之上部偏光器層及下部偏光器層74。上部偏光器層68可附接至諸如層70之一或多個基板層。下部偏光器層74可附接至諸如層72之一或多個基板層。層70及/或72可由諸如玻璃、塑膠或其他材料之薄片之層的透明層形成。顯示器81之層70及/或72及其他層可包括薄膜電晶體層、彩色濾光器層、包括薄膜電晶體結構及彩色濾光器元件之層、平坦化層、不透明遮罩圖案、清透層或其他合適的顯示器層。
在光66穿過下部偏光器74時，下部偏光器74使光66偏振。在偏振光66穿過液晶材料60時，液晶材料60可使光66之偏振旋轉正比於穿過液晶材料60之電場的量。若光66之偏振平行於偏光器68之偏振而對準，則光66穿過層68之透射將被最大化。若光66之偏振經對準以便垂直於偏光器68之偏振，則光66穿過層68之透射將被最小化(亦即，光66將被阻擋)。圖5之顯示電路可用於調整顯示像素陣列34中之顯示像素40之電極62上的電壓Vp，藉此選擇性地使像素陣列34中之像素40 變亮及變暗，且向器件10之使用者(諸如在方向78上檢視顯示器14之檢視者76)呈現影像。
諸如顯示器14之顯示器可安裝在器件10之一或多個表面上。舉例而言，諸如顯示器14之顯示器可安裝在外殼12之前面上、安裝在外殼12之後面上，或安裝在器件10之其他部分上。
如圖8中所示，顯示器14可安裝在外殼12中，使得顯示器14之邊緣中之一些或全部與外殼側壁12'重疊。內部電組件82(例如，輸入-輸出組件30、控制電路32等)可安裝在外殼12內之諸如基板80之一或多個基板上。基板80可由一或多個印刷電路形成。舉例而言，基板80可包括硬質印刷電路板(例如，由諸如填充有玻璃纖維之環氧樹脂的材料形成的印刷電路板)及/或可撓性印刷電路(「撓曲電路」)，諸如由聚醯亞胺或其他可撓性聚合物之薄片上之圖案化導電跡線形成的印刷電路。
視需要，顯示器14之最外表面之一些或全部可用諸如圖9之顯示器外罩層84之顯示器外罩層覆蓋。顯示器外罩層84可由一玻璃層、一層塑膠、一層陶瓷或其他合適的透明材料形成。一或多個額外顯示器層亦可視需要包括在顯示器14中(例如，抗反射膜、抗刮痕塗層、指紋減少層、執行諸如減少反射、減少刮痕及減少指紋之多個功能的層等等)。
圖10為呈一組態之器件10的橫截面圖，在該組態中，顯示器14已安裝在各別外殼側壁12'之間(亦即，不與側壁12'之上部邊緣12"重疊)。圖11展示在顯示器14安裝在外殼側壁12，之間的組態中顯示器外罩層84可如何用以覆蓋顯示器14。
圖8、圖9、圖10及圖11之說明性安裝配置僅為顯示器14可安裝在器件10之外殼12中之方式的說明性實例。可視需要使用其他安裝組態。
圖12為顯示器14的橫截面圖，其展示背光結構86可如何用於為顯示器14產生背光66。如圖12中所示，諸如光源92之光源可產生光94。光源92可包括(例如)一或多個發光二極體。背光結構86可包括光導板及其他層88(例如，漫射體及其他光學膜)。諸如反射器90之反射層可置放在光導板之後表面上。在光94行進穿過光導板時，光94中之一些在方向Z上向上朝向檢視者76散射且充當顯示器14之背光66。向下散射之光可由反射器90向上反射以充當額外背光66。
顯示器層81可包括諸如圖6之電晶體52的薄膜電晶體及導電結構(例如，諸如電極62之電極、閘極線、資料線及由金屬及/或氧化銦錫或其他透明導電材料形成之其他線及導電結構)。顯示器層81亦可包括用於將諸如紅色、藍色及綠色之色彩賦予像素陣列34中之像素40的彩色濾光器結構。可按陣列形成彩色濾光器結構(例如，交替的紅色、綠色及藍色濾光器元件之陣列)，且因此彩色濾光器結構有時被稱為彩色濾光器陣列或彩色濾光器陣列結構。
可使用諸如染料或顏料之染色物質(例如，紅色、藍色及綠色之墨水或具有其他合適色彩之材料)來形成彩色濾光器陣列結構。彩色濾光器結構可藉由噴墨印刷、網版印刷、移印、光微影圖案化或其他合適的沈積及圖案化技術來形成。彩色濾光器結構可與顯示像素40之薄膜電晶體及導電結構形成在相同的基板上，或可單獨地形成(例如，在與薄膜電晶體基板層分離之彩色濾光器層上)。
圖13為可用於顯示器14之說明性組態的橫截面圖，在該說明性組態中，顯示器14中之彩色濾光器陣列的彩色濾光器元件已與顯示像素40之薄膜電晶體及導電結構形成在相同的基板上。如圖13中所示，可使用背光結構86為顯示器14提供背光66。在操作期間，背光66可垂直地向上行進(在維度Z上向外)穿過將由使用者(諸如在方向78上觀看顯示器14之檢視者76)檢視之顯示器14的顯示器層81。
顯示器層81可包括諸如基板96之基板。基板96可由玻璃、塑膠、陶瓷或其他合適的透明材料形成。基板96可具有矩形輪廓或其他合適的形狀。基板96之表面(諸如外部(上部)表面106及內部(下部)表面104)可為平坦的(如圖13中所示)，或可為彎曲的。
諸如無機不透明材料(例如，鉻)或有機不透明材料(例如，黑色墨水或黑色塑膠)之不透明(例如，黑色)遮罩材料可用以在周邊邊界區域100中形成周邊邊界遮罩98(例如，圍繞顯示器14之中央矩形作用區域的矩形環)。不透明遮罩材料亦可用以形成分離個別像素40之不透明矩陣(例如，黑色矩陣)。如圖13中所示，可在基板96之內部表面104上在周邊邊界區域100中形成遮罩材料98(作為實例)。
在形成不透明遮罩材料98之後，可在基板96之內部表面之上形成諸如層102之選用平坦化層(例如，層102可經沈積以便覆蓋遮罩材料98)。平坦化層102可由一層氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、諸如丙烯酸系樹脂之有機材料、其他透明平坦化材料或此等材料中之兩者或兩者以上的組合形成。層102可藉由網版印刷、旋塗式塗覆法、噴霧塗覆法、物理氣相沈積、化學氣相沈積或其他合適的沈積技術來沈積。視需要，可將層102拋光以幫助使層102平坦化。
可在平坦化層102上形成層108。層108可有時被稱為薄膜電晶體層，其可包括諸如結構110之顯示像素結構及諸如跡線112之導電結構。結構110可包括諸如圖6之薄膜電晶體52的薄膜電晶體及諸如圖6之電極結構62的電極。跡線112可包括閘極線44、資料線42及其他導電線。結構110及112可由薄膜電晶體材料(例如，多晶矽或非晶矽)、諸如金屬及諸如氧化銦錫之透明導體之導電材料或其他合適的材料形成。
諸如焊料凸塊114之焊料連接可用於將顯示器驅動器積體電路36或其他外部電路連接至薄膜電晶體層108中之跡線112。積體電路36可 安裝在基板96上，使得積體電路36完全地或部分地由遮罩材料98之重疊部分覆蓋(亦即，使得藉由與遮罩層98重疊而阻擋積體電路36以免於被檢視者76看到)。
可在層108上形成彩色濾光器層116。彩色濾光器層116可例如使用物理氣相沈積、化學氣相沈積、噴墨印刷、噴霧、移印、網版印刷、旋塗式塗覆或其他沈積技術而沈積在層108上。彩色濾光器層116可包括彩色濾光器元件116'之陣列，該等彩色濾光器元件116'中之每一者可與像素陣列34中之不同的各別顯示像素40相關聯。圖13中展示三個元件116'(標記為紅R、綠G及藍B)。一般而言，彩色濾光器陣列層116可包括任何合適數目個像素(例如，數百或更多，數千或更多，數萬或更多等)。層116及108可具有任何合適的厚度。舉例而言，層116及108可各自小於20微米厚，小於10微米厚，或小於4微米厚(作為實例)。
液晶層60可夾在基板96(及在基板96之下部表面104上形成之結構，諸如薄膜電晶體層108及彩色濾光器層116)與諸如內部顯示器層118之內部顯示器層之間。層118可由足夠透明以允許背光66穿過顯示器層81之顯示像素之諸如玻璃、陶瓷、塑膠或其他物質的材料形成。層118可例如由透明玻璃或塑膠之矩形薄片形成(作為實例)。如結合圖7所描述，顯示器14之上部表面(諸如基板96之表面106)可用諸如上部偏光器68之上部偏光器層覆蓋，且可(如結合圖9及圖11所描述)用諸如顯示器外罩層84之選用顯示器外罩層及/或諸如抗污染塗層、抗刮痕塗層及抗反射塗層之塗層覆蓋。圖13中之顯示器14的下部表面(例如，層118之下部表面120)可用諸如層74之下部偏光器層覆蓋。
圖14為呈一組態之顯示器14的橫截面圖，在該組態中，已使用與薄膜電晶體基板層96分離之基板層實施彩色濾光器層116。在此組態中，液晶材料60可插入在薄膜電晶體層108與彩色濾光器陣列層116 之間。如同圖13之顯示器14一樣，可使用背光結構86為圖14之顯示器14提供背光66。背光66可在維度Z上垂直地向上(向外)行進穿過將由使用者(諸如在方向78上觀看顯示器14之檢視者76)檢視之顯示器14的顯示器層81。
顯示器層81可包括諸如基板96之基板。如同圖13之基板96一樣，圖14之基板96可由玻璃、塑膠、陶瓷或其他合適的透明材料形成。基板96可具有矩形輪廓或其他合適的形狀。基板96之表面(諸如外部(上部)表面106及內部(下部)表面104)可為平坦的(如圖14中所示)，或可為彎曲的。
諸如無機不透明材料(例如，鉻)或有機不透明材料(例如，黑色墨水或黑色塑膠)之不透明遮罩材料可用以在周邊邊界區域100中形成周邊邊界遮罩98。不透明遮罩材料亦可用以形成分離個別像素40之不透明矩陣。可在基板96之內部表面104上形成黑色遮罩材料98(作為實例)。
在形成不透明遮罩材料98之後，可在基板96之內部表面之上形成諸如層102之選用平坦化層。平坦化層102可由一層氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、諸如丙烯酸系樹脂之有機材料、其他透明平坦化材料或此等材料中之兩者或兩者以上的組合形成。層102可使用網版印刷、旋塗式塗覆法、噴霧塗覆法、物理氣相沈積、化學氣相沈積或其他合適的沈積技術來沈積在遮罩材料98及基板96上之其他特徵之上。視需要，可將層102拋光以幫助使層102平坦化。
可在平坦化層102上形成層108。層108可有時稱為薄膜電晶體層，其可包括諸如結構110之顯示像素結構及諸如跡線112之導電結構。結構110可包括諸如圖6之薄膜電晶體52的薄膜電晶體及諸如圖6之電極結構62的電極。跡線112可包括閘極線44、資料線42及其他導電線。結構110及112可由薄膜電晶體材料(例如，多晶矽或非晶矽)、 諸如金屬及諸如氧化銦錫之透明導體之導電材料，或其他合適的材料形成。
諸如焊料凸塊114之焊料連接可用於將顯示器驅動器積體電路36或其他外部電路連接至薄膜電晶體層108中之跡線112。顯示器驅動器積體電路36可安裝在遮罩層98下，使得遮罩層98阻擋積體電路36使之不被檢視者76看到。
彩色濾光器陣列116可由藉由諸如液晶層60之液晶材料的插入層而與層108分離之基板形成。彩色濾光器陣列116可例如由彩色濾光器元件之陣列形成，該等彩色濾光器元件使用物理氣相沈積、化學氣相沈積、噴墨印刷、噴霧、移印、網版印刷、旋塗式塗覆法或其他沈積技術來沈積在諸如一玻璃層、塑膠、陶瓷或其他透明材料薄片的基板上。
圖14之彩色濾光器層116可包括彩色濾光器元件116'之陣列，該等彩色濾光器元件116'中之每一者可與像素陣列34中之不同的各別顯示像素40相關聯。圖14中展示說明性元件116'(標記為紅R、綠G及藍B)。一般而言，彩色濾光器陣列層116可包括對應於任何合適數目個各別顯示像素40之任何合適數目個彩色濾光器元件116'(例如，數百或更多，數千或更多，數萬或更多等)。
如圖14中所示，液晶層60可夾在諸如基板96之上部顯示器層(及在基板96之下部表面104上形成之結構，諸如薄膜電晶體層108)與諸如彩色濾光器陣列116之下部顯示器層之間。彩色濾光器陣列116中之基板層可由足夠透明以允許背光66穿過顯示器層81之顯示像素之諸如玻璃、陶瓷、塑膠或其他物質的材料形成。層116可例如由透明玻璃或塑膠之矩形薄片形成(作為實例)。顯示器14之上部表面(諸如薄膜電晶體基板96之表面106)可用諸如上部偏光器68之上部偏光器層覆蓋，且可用諸如顯示器外罩層84之選用顯示器外罩層及/或諸如抗污染塗 層、抗刮痕塗層及抗反射塗層之塗層覆蓋。圖14中之顯示器14的下部表面(例如，彩色濾光器陣列116之下部表面122)可用諸如層74之下部偏光器層覆蓋。
彩色濾光器陣列116中之彩色濾光器元件116'可藉由不透明材料(有時稱為黑色矩陣材料或不透明遮罩材料)之線分離。黑色矩陣可用以阻擋金屬線及其他結構以免於被器件10之使用者看到，且可幫助減少鄰近像素之間的漏光。黑色矩陣可由諸如鉻及黑色墨水之不透明有機或無機材料形成(作為實例)。圖15中之彩色濾光器陣列116的俯視圖展示黑色矩陣124可如何形成橫向地插入在各別彩色濾光器元件116'之間的不透明遮罩線之柵格。遮罩線之寬度(在圖15中展示為寬度W)可小於50微米、小於30微米、小於20微米、小於15微米、小於10微米、小於7微米、小於3微米或具有任何其他合適的寬度。彩色濾光器元件116'之橫向尺寸可為500微米或小於500微米、100微米或小於100微米、50微米或小於50微米，或25微米或小於25微米(作為實例)。舉例而言，陣列116中之矩形彩色濾光器元件116'可具備25微米×75微米之像素尺寸(作為實例)。
可能需要減小黑色矩陣線寬度W相對於彩色濾光器元件116'之橫向尺寸D的量值以改良顯示器亮度(亦即，亮度效率)。透過使用圖13中所示之類型的配置(其中一層彩色濾光器元件116'已沈積在薄膜電晶體層108上)，可極為接近薄膜電晶體、電極及薄膜電晶體層108之其他結構地形成彩色濾光器陣列層116。此可促進彩色濾光器陣列中之黑色矩陣與層108中之下伏結構之間的準確對準，藉此允許最小化黑色矩陣線寬度W之量值。
如圖16中所示，可在基板96上形成薄膜電晶體層108。每一電極62(亦即，圖16之實例中之三個共同電極指狀結構的每一集合)可經組態以與相應彩色濾光器元件116'重疊。彩色濾光器元件116'可用以在 背光66穿過薄膜電晶體層108之像素且被檢視者76在方向78上看到之前向背光66賦予色彩。黑色矩陣材料124之線可經組態以與薄膜電晶體層108中之諸如結構126之結構重疊(例如，閘極線44、資料線42等)，且藉此阻擋結構126以免於被看到。薄膜電晶體層108之厚度T且因此在維度Z上在彩色濾光器層116與基板96之表面104上的薄膜結構之間的垂直間距可相對較小(例如，小於25微米、小於5微米、小於2微米等)。較小厚度T及在層108上形成彩色濾光器層116之能力允許黑色矩陣線124相對於結構126準確地對準。此準確對準允許黑色矩陣線124之大小W被最小化(例如，因此小於50微米、小於30微米、小於20微米、小於15微米、小於10微米、小於7微米、小於3微米或具有其他合適的寬度)。藉由相對於彩色濾光器元件116'之橫向尺寸(例如，尺寸D)最小化W，可增強顯示器亮度(例如，顯示器14透射給定量之背光66的效率)。
組態顯示器14以使得檢視者76透過薄膜電晶體基板96及電極62而非彩色濾光器116來檢視顯示像素40可減少鄰近像素之間的漏光效應。作為實例，考慮圖17之顯示器14。如圖17中所示，檢視者76可藉由在諸如方向78A及78B之方向上檢視來透過基板96及薄膜電晶體層108檢視顯示器14。(為了清楚起見，已自圖17省略偏光器層、防護玻璃罩、背光結構及其他層)。背光66穿過液晶材料60。電極62定位在基板96上之薄膜電晶體層108中，因此在液晶材料60中產生之電場在層108附近最強且在層118附近最弱。彩色濾光器陣列116及彩色濾光器元件116'可沈積在薄膜電晶體層108上。層118可由透明玻璃、透明塑膠或其他透明材料形成。
在圖17中針對綠「G」像素說明了層60中之電場強度隨著距層108之距離增加而逐漸變弱。在圖17實例中，紅像素「R」及藍像素「B」未在其各別電極62上接收到信號，因此如圖17中所說明，在液 晶層60之與R像素及B像素相關聯之部分中的液晶60'未旋轉。然而，與綠(「G」)像素相關聯之電極62正接收信號(在此實例中)，且因此在層60之鄰近部分中產生電場。因此，在綠(「G」)像素中之電極62上方的液晶60'旋轉。因為綠像素中之電場強度隨著遠離薄膜層108及電極62深入層60中之距離增加而減小，所以如圖17中所示，綠像素中之液晶60'之旋轉量在遠離層108逐漸深入層60中之距離處減小相應量。
當「軸向」(亦即，沿著平行於基板96之表面法線n的方向)檢視顯示器之像素40時，背光66將通常不會明顯地洩漏至鄰近像素中，且像素色彩將不傾向於彼此滲移。然而，當檢視者76沿著諸如與圖17之方向78A及78B相關聯之角的離軸角檢視顯示器14時，存在檢視者將透過一像素之彩色濾光器看到液晶材料之與另一像素相關聯之部分的風險。若此效應未經良好控制，則其可由於減少色彩準確度來減少顯示器效能。
在具有圖17中所示之類型的顯示器的情況下，可增強離軸效能，此係因為可能引起干擾之離軸光線具有相對較低的強度。當檢視者76檢視沿著檢視軸線78B行進之光66時，檢視者76將觀察到已行進穿過強旋轉(亦即，強「接通」)之液晶60'及彩色濾光器層116中之綠(「G」)彩色濾光器元件116'之相應部分的光66。沿著軸線78B觀察綠像素之中心的檢視者將因此正確地觀察到綠像素正發射綠色背光66且具有綠色。然而，當檢視者76檢視沿著檢視軸線78A行進之光66時，檢視者76將觀察到已行進穿過弱旋轉(亦即，弱「接通」)之液晶60'及彩色濾光器層116中之紅(「R」)彩色濾光器元件116'之相應部分的光66。在圖17實例中之紅像素已「關閉」(亦即，紅像素之液晶60'還未旋轉)，因此檢視者不會透過紅色濾光器元件116'觀察到任何紅光。檢視者沿著軸線78A觀察到之紅光66因此表示色彩誤差之源且傾向於使顯示器效能降級。然而，因為沿著軸線78A行進之紅光已穿過之液晶 60'被弱旋轉，所以由檢視者76觀察到之錯誤紅光的量值(強度)將傾向於為小的。可利用顯示器14展現鄰近像素之間的滲色之減小傾向來增強色彩準確度及/或減小黑色矩陣124之寬度，且藉此改良顯示器亮度效率。
在習知顯示器中，鄰近像素之間更可能發生色彩干擾。作為實例，考慮將圖17之層118用以實施習知彩色濾光器陣列且省略彩色濾光器層116之情形。在此情況下之習知背光66'將在沿著軸線78’穿過層118之紅色濾光器元件部分150之前穿過綠像素中之強旋轉之液晶60'。習知顯示器之離軸檢視者76'將因此在綠像素經接通時觀察到顯著的錯誤紅光分量。
前述內容僅說明本發明之原理，且可在不脫離本發明之範疇及精神之情況下由熟習此項技術者作出各種修改。
14‧‧‧顯示器
60‧‧‧液晶材料
64‧‧‧背光結構
66‧‧‧背光
68‧‧‧上部偏光器層
70‧‧‧層
72‧‧‧層
74‧‧‧下部偏光器層
76‧‧‧檢視者
78‧‧‧方向
81‧‧‧顯示器層
Z‧‧‧維度

Claims (20)

  1. 一種顯示器，其具有由一周邊邊界區域所圍繞之一作用(active)區域及一非作用區域，該顯示器包含：一外部顯示器層，其包含：一基板，其具有第一及第二相對表面；一不透明遮罩層，其僅形成於該顯示器之該周邊邊界區域中的該基板上，使得該基板在該作用區域中無(free of)該不透明遮罩層；一薄膜電晶體層，其形成於該基板上，該薄膜電晶體層包括一或多個薄膜電晶體及一或多個電極結構，其中該一或多個薄膜電晶體與一或多個顯示像素結構相關聯；及一平坦化層，其形成於該基板上，其中該不透明遮罩層之至少一部分係插入於該平坦化層與該基板之間，使得該平坦化層形成一平坦表面，該薄膜電晶體層形成於該平坦表面上；一內部顯示器層，其包含：一彩色濾光器層，其包括一或多個彩色濾光器元件及一不透明遮罩材料，該不透明遮罩材料將該一或多個彩色濾光器元件中之一第一者與該一或多個彩色濾光器元件中之一第二者分離；一液晶材料層，其在該外部顯示器層與該內部顯示器層之間；及背光結構，其中該內部顯示器層係插入於該液晶材料層與該等背光結構之間。
  2. 如請求項1之顯示器，其中該外部顯示器層包含橫向延伸超過該 內部顯示器層與該等背光結構的一周邊邊界區域，且其中該顯示器進一步包含一顯示器驅動器積體電路，該顯示器驅動器積體電路安裝至該周邊邊界區域中之該外部顯示器層。
  3. 如請求項1之顯示器，其中該內部顯示器層包含一清透材料層，該清透材料選自由清透玻璃及清透塑膠組成之群組。
  4. 如請求項3之顯示器，其中該等薄膜電晶體形成於該基板之一內部表面上，且其中該等薄膜電晶體插入在該彩色濾光器層與該基板之間。
  5. 如請求項4之顯示器，其中該基板包含一玻璃層。
  6. 如請求項5之顯示器，其中該平坦化層係插入在該基板與該等薄膜電晶體之間。
  7. 如請求項5之顯示器，其進一步包含安裝在該基板上之一顯示器驅動器積體電路，其中該不透明遮罩層之至少一些與該顯示器驅動器積體電路重疊。
  8. 如請求項7之顯示器，其中該不透明遮罩層隱藏該顯示器驅動器積體電路以免於被看到。
  9. 一種顯示器，其具有一作用區域及一非作用區域，該顯示器包含：一外部顯示器層，其具有一基板，其中該基板包含一薄膜電晶體層，該薄膜電晶體層具有一或多個電極結構且一或多個薄膜電晶體形成於其上；一內部顯示器層，其具有一額外基板及一彩色濾光器層，該彩色濾光器層包含形成於該額外基板上的一不透明材料；一液晶材料層，其在該外部顯示器層與該內部顯示器層之間，；及一不透明遮罩材料，其直接形成在該顯示器之該非作用區域 中的該基板之一周邊部分，其中該不透明遮罩材料並未延伸至該顯示器之該作用區域中。
  10. 如請求項9之顯示器，其進一步包含背光結構，其中該內部顯示器層插入在該液晶材料層與該等背光結構之間。
  11. 如請求項10之顯示器，其中該外部顯示器層包含一清透材料層，該清透材料選自由清透玻璃及清透塑膠組成之群組。
  12. 如請求項10之顯示器，其中該一或多個電極結構包含一或多個閘極線及一或多個資料線。
  13. 如請求項9之顯示器，其中該外部顯示器層包含一玻璃層。
  14. 如請求項13之顯示器，其進一步包含覆蓋該不透明遮罩材料的一平坦化層，其中該平坦化層係插入在該玻璃層與該等薄膜電晶體之間。
  15. 如請求項13之顯示器，其進一步包含安裝在該玻璃層上之一顯示器驅動器積體電路，其中該不透明遮罩材料之至少一些與該顯示器驅動器積體電路重疊。
  16. 如請求項15之顯示器，其進一步包含背光結構，其中該顯示器驅動器積體電路係安裝於不與該背光結構重疊之該玻璃層的一邊緣上。
  17. 一種電子器件，其包含：一外殼，其具有最上邊緣的側壁；及一顯示器，其安裝在該外殼中，使得該顯示器之至少一部份延伸超過該等側壁之該等最上邊緣，其中該顯示器包含：一基板，其具有一上表面及一下表面；一薄膜電晶體層，其形成於該基板之該下表面上，其中該薄膜電晶體層包含薄膜電晶體、一或多個電極結構及在該顯示器之一作用區域中之相關聯顯示像素結構； 經組態以為該顯示器產生背光之背光結構，其中該基板之該下表面係插入於該基板之該上表面與該等背光結構之間；插入在該等薄膜電晶體與該等背光結構之間的彩色濾光器元件，其中該等彩色濾光器元件之每一者係由一不透明材料分離；及在該顯示器之一周邊邊界區域中之一不透明遮罩材料，其圍繞該作用區域，其中該不透明遮罩材料係插入在該基板之該下表面與該薄膜電晶體層之間且未與該顯示器之該作用區域重疊。
  18. 如請求項17之電子器件，其進一步包含安裝在該基板上之一顯示器驅動器積體電路，其中該不透明遮罩材料與該顯示器驅動器積體電路重疊且阻擋該顯示器驅動器積體電路以免被透過該基板看到。
  19. 如請求項18之電子器件，其進一步包含覆蓋該不透明遮罩材料且插入在該基板與該等薄膜電晶體之間的一平坦化層。
  20. 如請求項17之電子器件，其中該薄膜電晶體層具有一上表面及一下表面，且其中該薄膜電晶體層的該下表面係插入在該薄膜電晶體層的該上表面與該等背光結構之間；及一顯示器驅動器積體電路，其安裝在該薄膜電晶體層的該下表面上。
TW102109898A 2012-03-20 2013-03-20 具有反相液晶顯示器之電子器件 TWI529454B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/424,950 US9395589B2 (en) 2012-03-20 2012-03-20 Electronic device with inverted liquid crystal display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201341901A TW201341901A (zh) 2013-10-16
TWI529454B true TWI529454B (zh) 2016-04-11

Family

ID=48014329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102109898A TWI529454B (zh) 2012-03-20 2013-03-20 具有反相液晶顯示器之電子器件

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9395589B2 (zh)
KR (1) KR101697837B1 (zh)
CN (1) CN104115059B (zh)
DE (1) DE112013001588T5 (zh)
GB (1) GB2514518B (zh)
TW (1) TWI529454B (zh)
WO (1) WO2013142215A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9395589B2 (en) 2012-03-20 2016-07-19 Apple Inc. Electronic device with inverted liquid crystal display
US10031367B2 (en) 2012-09-27 2018-07-24 Apple Inc. Display with inverted thin-film-transistor layer
CN104267529A (zh) * 2013-11-26 2015-01-07 苹果公司 用于液晶显示器的边界掩膜结构
US9612492B2 (en) 2013-11-26 2017-04-04 Apple Inc. Border masking structures for liquid crystal display
CN104865737B (zh) * 2015-06-15 2017-07-25 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板、其驱动方法及显示装置
KR102354928B1 (ko) * 2015-08-31 2022-01-21 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이용 측면 커버 필름과 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2017058416A1 (en) * 2015-09-28 2017-04-06 Groturbel Research Llc Electronic device display with extended active area
US9945539B1 (en) 2016-10-19 2018-04-17 Lu Su Backlit display assembly
US10754212B2 (en) * 2017-09-21 2020-08-25 Apple Inc. Liquid crystal display
CN108846391B (zh) * 2018-08-28 2023-12-05 武汉华星光电技术有限公司 指纹模组和显示设备
TWI711352B (zh) * 2019-01-15 2020-11-21 新宸科技股份有限公司 顯示裝置用的導電板
TWI732186B (zh) * 2019-03-08 2021-07-01 聚積科技股份有限公司 屏下式感測顯示裝置
US11778856B2 (en) * 2019-05-15 2023-10-03 Apple Inc. Electronic device having emissive display with light recycling

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5879959A (en) 1997-01-17 1999-03-09 Industrial Technology Research Institute Thin-film transistor structure for liquid crystal display
US7075610B2 (en) 1997-09-16 2006-07-11 Michael Scalora Liquid crystal display device and light emitting structure with photonic band gap transparent electrode structures
US6008872A (en) 1998-03-13 1999-12-28 Ois Optical Imaging Systems, Inc. High aperture liquid crystal display including thin film diodes, and method of making same
JP3132483B2 (ja) 1998-09-17 2001-02-05 日本電気株式会社 横電界方式の液晶表示装置
TW594135B (en) 2000-01-29 2004-06-21 Chi Mei Optorlrctronics Co Ltd Wide viewing-angle liquid crystal display and the manufacturing method thereof
TW504846B (en) * 2000-06-28 2002-10-01 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4511058B2 (ja) 2001-02-06 2010-07-28 シャープ株式会社 液晶表示装置及び液晶配向方法
KR100808466B1 (ko) 2001-07-30 2008-03-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그의 제조 방법
JP3941561B2 (ja) 2001-09-14 2007-07-04 三菱電機株式会社 両面表示型液晶表示装置および情報機器
JP3917417B2 (ja) 2001-12-11 2007-05-23 シャープ株式会社 反射型液晶表示装置
JP3705229B2 (ja) 2002-03-08 2005-10-12 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器、並びに電気光学装置の製造方法
US20040046908A1 (en) * 2002-09-10 2004-03-11 Toppoly Optoelectronics Corp. Liquid crystal display device with multiple dielectric layers
TWI300508B (en) 2003-01-13 2008-09-01 Toppoly Optoelectronics Corp Liquid crystal display
KR100760938B1 (ko) * 2003-04-15 2007-09-21 엘지.필립스 엘시디 주식회사 반사형 액정 표시 장치
KR100978950B1 (ko) * 2003-12-01 2010-08-31 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
US7196758B2 (en) 2003-12-30 2007-03-27 3M Innovative Properties Company Method of alignment of liquid crystals comprising exposing an alignment material to an interference pattern
JP2005196208A (ja) 2004-01-06 2005-07-21 Samsung Electronics Co Ltd カラーフィルターパネル、これを有する表示装置、及びその製造方法
KR20050072388A (ko) 2004-01-06 2005-07-11 삼성전자주식회사 칼라필터패널, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법
JP4383903B2 (ja) 2004-01-23 2009-12-16 株式会社 日立ディスプレイズ 偏光板及びそれを用いた液晶表示装置
KR20060038148A (ko) 2004-10-29 2006-05-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
JP4760046B2 (ja) 2005-02-17 2011-08-31 大日本印刷株式会社 カラーフィルタ基板および液晶表示パネル
GB0520763D0 (en) 2005-10-12 2005-11-23 Magink Display Technologies Cholesteric liquid crystal display device
US7623205B2 (en) * 2005-12-29 2009-11-24 Lg Display Co., Ltd. Transflective liquid crystal display device and manufacturing method thereof
KR20070072299A (ko) 2005-12-29 2007-07-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치 및 그의 제조방법
US7557879B2 (en) 2006-02-22 2009-07-07 Tpo Displays Corp Transflective liquid crystal display, flat panel display device, and electronic apparatus
KR20070120672A (ko) 2006-06-20 2007-12-26 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
JP2008020772A (ja) 2006-07-14 2008-01-31 Epson Imaging Devices Corp 液晶表示パネル
KR101215513B1 (ko) 2006-10-17 2013-01-09 삼성디스플레이 주식회사 게이트 온 전압/발광 다이오드 구동전압 발생부와, 이를포함하는 직류/직류 컨버터 및 이를 갖는 액정표시장치와,액정표시장치의 에이징 테스트 장치
KR101256023B1 (ko) 2006-10-31 2013-04-18 삼성디스플레이 주식회사 전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101430525B1 (ko) * 2007-01-15 2014-08-14 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치
EP2116894A4 (en) 2007-03-07 2011-09-28 Sharp Kk LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, AND TELEVISION RECEIVER
JP5059525B2 (ja) 2007-09-05 2012-10-24 株式会社ジャパンディスプレイイースト 液晶表示装置
CN101435961B (zh) 2007-11-15 2010-08-25 北京京东方光电科技有限公司 Tft-lcd彩膜/阵列基板、液晶显示面板及其制造方法
KR101268962B1 (ko) * 2008-03-21 2013-05-29 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
TWI418848B (zh) 2008-08-29 2013-12-11 Prime View Int Co Ltd 應用於顯示裝置之畫素結構及該顯示裝置
JP2010078898A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Hitachi Displays Ltd 表示装置
US8367159B2 (en) 2009-09-11 2013-02-05 Pacific Biosciences Of California, Inc. Methods for producing ZMWs with islands of functionality
JP5523864B2 (ja) 2010-02-19 2014-06-18 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
JP2011257638A (ja) 2010-06-10 2011-12-22 Sony Corp 表示装置
US9395589B2 (en) 2012-03-20 2016-07-19 Apple Inc. Electronic device with inverted liquid crystal display
US10031367B2 (en) 2012-09-27 2018-07-24 Apple Inc. Display with inverted thin-film-transistor layer

Also Published As

Publication number Publication date
GB2514518A (en) 2014-11-26
TW201341901A (zh) 2013-10-16
DE112013001588T5 (de) 2014-12-31
WO2013142215A1 (en) 2013-09-26
US20130250202A1 (en) 2013-09-26
US9395589B2 (en) 2016-07-19
CN104115059B (zh) 2018-06-15
US20160320655A1 (en) 2016-11-03
CN104115059A (zh) 2014-10-22
GB201416824D0 (en) 2014-11-05
KR101697837B1 (ko) 2017-01-18
KR20140116962A (ko) 2014-10-06
GB2514518B (en) 2019-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI529454B (zh) 具有反相液晶顯示器之電子器件
US9366899B2 (en) Display with color mixing prevention structures
TWI570699B (zh) 具垂直閘極線延伸及最小化邊界之顯示器
US8982310B2 (en) Displays with light-curable sealant
TWI497161B (zh) 具有彎曲非作用邊緣區域的顯示器
US9482905B2 (en) Display with column spacer structures
US10663821B2 (en) Display board having insulating films and terminals, and display device including the same
US10261357B2 (en) Displays with color filter material in border regions
JP2010204633A (ja) 液晶表示装置，液晶表示装置の製造方法，表示装置，情報入力装置
JP2011059227A (ja) 液晶装置、電子機器
US20180314098A1 (en) Display board and display device
US9612470B2 (en) Display with column spacer structures
US10571753B2 (en) Liquid crystal panel
US11754886B1 (en) Pixel layouts for electronic device displays
US20190113789A1 (en) Method of manufacturing display panel substrate

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees