TWI588806B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI588806B
TWI588806B TW105106988A TW105106988A TWI588806B TW I588806 B TWI588806 B TW I588806B TW 105106988 A TW105106988 A TW 105106988A TW 105106988 A TW105106988 A TW 105106988A TW I588806 B TWI588806 B TW I588806B
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岩津明宏
黃聖峰
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群創光電股份有限公司
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Description

顯示裝置
本揭露係有關於顯示裝置，且特別係有關於一種非矩形面板之顯示裝置。
顯示裝置近年來已經被大量應用在各式各樣產品的顯示元件上。液晶顯示裝置係利用液晶分子在不同排列狀態下，對於光線具有不同的偏振或折射效果的特性來控制光線的穿透量，進而使液晶顯示裝置得以產生影像。傳統扭轉向列型(Twisted Nematic，TN)液晶顯示裝置，具有非常好的穿透特性，但受到其畫素之設計與結構，以及液晶分子結構與光學特性的影響，相對其視角非常狹窄。
為了解決此問題，近來業者已開發出其它種形態的廣視角液晶顯示裝置，例如平面電場切換(In-Plane Switching，簡稱IPS)液晶顯示裝置以及邊緣電場切換(Fringe-Field Switching，簡稱FFS)液晶顯示裝置等具有廣視角的液晶顯示裝置。然而，在非矩形的顯示裝置上，邊緣畫素結構因為不完整，而使得顯示品質較差，因此目前的顯示品質並非各方面皆令人滿意。
因此，業界仍須一種具有更佳之顯示品質之顯示裝置。
本揭露提供一種顯示裝置，包括：顯示區以及非顯示區，與顯示區相鄰，其中顯示區為非矩形(non-rectangular)且包括多個第一畫素以及多個第二畫素，其中多個第二畫素係設於多個第一畫素之周邊(periphery)且圍繞(surround)多個第一畫素，並設於該多個第一畫素與該非顯示區之間，其中當多個第一畫素以及多個第二畫素被施加相同之操作電壓，多個第二畫素具有兩個以上之亮度級別(brightness level)。
為讓本揭露之特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
100‧‧‧顯示裝置
102‧‧‧顯示區
104‧‧‧非顯示區
106‧‧‧第一畫素
106S‧‧‧側邊
106C‧‧‧轉角處
108‧‧‧第二畫素
108i‧‧‧內部區
108x‧‧‧外部區
108A‧‧‧第一亮度級別第二畫素
108Ai‧‧‧面積
108B‧‧‧第二亮度級別第二畫素
108Bi‧‧‧面積
108C‧‧‧第三亮度級別第二畫素
108Ci‧‧‧面積
108D‧‧‧第四亮度級別第二畫素
108Di‧‧‧面積
108E‧‧‧黑色第二畫素
108Ei‧‧‧面積
108Aa‧‧‧次畫素
108Ba‧‧‧次畫素
108Ca‧‧‧次畫素
108Da‧‧‧次畫素
108Ea‧‧‧次畫素
110‧‧‧畫素電極
110A‧‧‧第一部分
110B‧‧‧第二部分
112A‧‧‧第一半透明半導體層
112B‧‧‧第二半透明半導體層
112C‧‧‧第三半透明半導體層
112D‧‧‧第四半透明半導體層
114‧‧‧閘極線
114G‧‧‧閘極電極
116‧‧‧資料線
118‧‧‧第一導孔
120‧‧‧第二導孔
122‧‧‧遮光層
124‧‧‧陣列基板
126‧‧‧彩色濾光基板
128‧‧‧顯示介質
310A‧‧‧第一畫素電極
310B‧‧‧第二畫素電極
310C‧‧‧第三畫素電極
310D‧‧‧第四畫素電極
422‧‧‧遮光層
422A‧‧‧第一遮光層
422B‧‧‧第二遮光層
422C‧‧‧第三遮光層
422D‧‧‧第四遮光層
522A‧‧‧第一遮光層
522B‧‧‧第二遮光層
522C‧‧‧第三遮光層
522D‧‧‧第四遮光層
622‧‧‧遮光層
T1‧‧‧第一厚度
T2‧‧‧第二厚度
T3‧‧‧第三厚度
T4‧‧‧第四厚度
V1‧‧‧虛擬邊緣曲線
V2‧‧‧虛擬邊緣曲線
V3‧‧‧虛擬邊緣曲線
第1A圖係本揭露實施例之顯示裝置之上視圖。
第1B圖係本揭露另一實施例之顯示裝置之上視圖。
第1C圖係本揭露又一實施例之顯示裝置之上視圖。
第2A-2E圖係本揭露實施例之次畫素之上視圖。
第3A-3E圖係本揭露另一實施例之次畫素之上視圖。
第4A圖係本揭露又一實施例之次畫素之上視圖。
第4B-4F圖係本揭露又一實施例之顯示裝置的剖面圖。
第5A-5E圖係本揭露再一實施例之次畫素之上視圖。
第6圖係本揭露再另一實施例之顯示裝置的剖面圖。
第7圖係顯示裝置的影像。
以下針對本揭露之顯示裝置作詳細說明。應了解的是，以下之敘述提供許多不同的實施例或例子，用以實施本揭露之不同樣態。以下所述特定的元件及排列方式僅為簡單描述本揭露。當然，這些僅用以舉例而非本揭露之限定。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本揭露，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。再者，當述及一第一材料層位於一第二材料層上或之上時，包括第一材料層與第二材料層直接接觸之情形。或者，亦可能間隔有一或更多其它材料層之情形，在此情形中，第一材料層與第二材料層之間可能不直接接觸。
必需了解的是，為特別描述或圖示之元件可以此技術人士所熟知之各種形式存在。此外，當某層在其它層或基板「上」時，有可能是指「直接」在其它層或基板上，或指某層在其它層或基板上，或指其它層或基板之間夾設其它層。
此外，實施例中可能使用相對性的用語，例如「較低」或「底部」及「較高」或「頂部」，以描述圖示的一個元件對於另一元件的相對關係。能理解的是，如果將圖示的裝置翻轉使其上下顛倒，則所敘述在「較低」側的元件將會成為在「較高」側的元件。
在此，「約」、「大約」、「大抵」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，較佳是10%之內，且更佳是5%之內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，意即在沒有特定說明的情況下，仍可隱含「約」、 「大約」之含義。
能理解的是，雖然在此可使用用語「第一」、「第二」、「第三」等來敘述各種元件、組成成分、區域、層、及/或部分，這些元件、組成成分、區域、層、及/或部分不應被這些用語限定，且這些用語僅是用來區別不同的元件、組成成分、區域、層、及/或部分。因此，以下討論的一第一元件、組成成分、區域、層、及/或部分可在不偏離本揭露之教示的情況下被稱為一第二元件、組成成分、區域、層、及/或部分。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。
本揭露實施例係藉由改變設於顯示裝置之顯示區周邊的畫素的亮度級別，使顯示裝置可顯示不具有微觀鋸齒狀(jigsaw)邊界或微觀Z字型(zigzag)邊界之非矩形顯示邊界，並可更進一步提昇顯示裝置之顯示品質。
第1A圖係本揭露實施例之顯示裝置之上視圖。如第1A圖所示，顯示裝置100包括顯示區102以及與顯示區102相鄰之非顯示區104。在此實施例中，非顯示區104圍繞(surround)或包圍(enclose)顯示區102。此顯示區102係指顯示裝置100中設有包括電晶體之畫素顯示的區域，故此顯示區102亦可稱為畫素顯示區。而此電晶體例如可為薄膜電晶體。此外，非顯示區104係指顯示裝置 100中除顯示區102以外之區域。在本實施例中，此顯示區102為非矩形(non-rectangular)。
上述顯示裝置100可為液晶顯示器，例如為薄膜電晶體液晶顯示器。或者，此液晶顯示器可為扭轉向列(Twisted Nematic,TN)型液晶顯示器、超扭轉向列(Super Twisted Nematic,STN)型液晶顯示器、雙層超扭轉向列(Double layer Super Twisted Nematic,DSTN)型液晶顯示器、垂直配向(Vertical Alignment,VA)型液晶顯示器、水平電場效應(In-Plane Switching,IPS)型液晶顯示器、膽固醇(Cholesteric)型液晶顯示器、藍相(Blue Phase)型液晶顯示器或其它任何適合之液晶顯示器。
參見第1A圖，顯示區102包括多個第一畫素106以及多個第二畫素108，此多個第二畫素108係設於顯示區102之周邊(periphery)，且圍繞(surround)多個第一畫素106。在此實施例中，多個第二畫素108可完全包圍(completely enclose)第一畫素106。易言之，每一個第一畫素106之側邊106S僅接觸另一第一畫素106或第二畫素108，而不接觸非顯示區104。更詳細而言，每一個第一畫素106之轉角處106C僅接觸另一第一畫素106或第二畫素108，而不接觸非顯示區104。此外，每一個第一畫素106及第二畫素108包括至少三個具有不同顏色之次畫素。
在本揭露中，當多個第一畫素106以及多個第二畫素108被施加相同之操作電壓，此多個第二畫素108具有兩個以上之亮度級別(brightness level)。藉由改變設於顯示裝置100之顯示區102周邊的第二畫素108的亮度級別，本揭露可使顯示裝置可顯示 不具有微觀鋸齒狀(jigsaw)邊界或微觀Z字型(zigzag)邊界之非矩形顯示邊界，如第7圖所示。因此，本揭露可更進一步提昇顯示裝置之顯示品質。
此外，在一些實施例中，當多個第一畫素106以及多個第二畫素108被施加相同之操作電壓時，所有第一畫素106具有最大亮度(亦即後續之第一亮度級別)，而多個第二畫素108具有兩個以上之亮度級別，其亮度級別之亮度等於或小於第一畫素106之最大亮度。
參見第1A圖，顯示裝置100更包括虛擬邊緣曲線(virtual edge curve)V1，此虛擬邊緣曲線V1橫跨多個第二畫素108。此虛擬邊緣曲線V1將每一個第二畫素108分為內部區108i(inner region)以及外部區108x(outer region)。此第二畫素108之內部區108i較鄰近多個第一畫素106，而此第二畫素108之外部區108x較遠離多個第一畫素106。
此外，此虛擬邊緣曲線V1定義一非矩形顯示邊界(non-rectangular display border)，以本實施例而言為圓形，也就是例如錶面、或圓形顯示看板等。易言之，此虛擬邊緣曲線V1即為上述非矩形顯示邊界，此非矩形顯示邊界包圍一非矩形顯示區。如第1A圖所示，被虛擬邊緣曲線V1(即非矩形顯示邊界)包圍之非矩形顯示區包括所有完整之第一畫素106及每一個第二畫素108之一部分。易言之，虛擬邊緣曲線V1定義之非矩形顯示區包括所有完整之第一畫素106及所有第二畫素108之所有內部區108i，且不包括第二畫素108之外部區108x。
在此實施例中，虛擬邊緣曲線V1為圓形。此外，虛 擬邊緣曲線V1僅通過(pass through)多個第二畫素108，且不通過非顯示區104及多個第一畫素106。
在本揭露中，當多個第一畫素106以及多個第二畫素108被施加相同之操作電壓時，每一個第二畫素108之亮度級別係與該第二畫素108之內部區108i的面積相關。
例如，在一實施例中，第二畫素108之亮度級別可藉由以下之方法決定。此方法將第二畫素108分為具有五個亮度級別之五類。詳細而言，當多個第一畫素106以及多個第二畫素108被施加相同之操作電壓時，多個第一畫素106具有第一亮度級別。而在一既定操作電壓下，此第一亮度級別係對應至前述第一畫素106及第二畫素108之最大亮度。
參見第1A圖，對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積108Ai為其總面積之0.875倍以上，則第二畫素108具有第一亮度級別(亦即與第一畫素106具有相同亮度)，且被稱為第一亮度級別第二畫素108A。
對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積108Bi為其總面積之0.625倍以上，且其內部區108i的面積108Bi小於其總面積之0.875倍，則第二畫素108具有第二亮度級別且被稱為第二亮度級別第二畫素108B，第二亮度級別之亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.75倍。
對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積108Ci為其總面積之0.375倍以上，且其內部區108i的面積108Ci小於其總面積之0.625倍，則第二畫素108具有第三亮度級別且被稱為第三亮度級別第二畫素108C，第三亮度級別之亮度為第一亮度 級別(亦即最大亮度)之亮度的0.5倍。
對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積108Di為其總面積之0.125倍以上，且其內部區108i的面積108Di小於其總面積之0.375倍，則第二畫素108具有第四亮度級別且被稱為第四亮度級別第二畫素108D，第四亮度級別之亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.25倍。
對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積108Ei小於其總面積之0.125倍，則第二畫素108不具有亮度級別(亦即不具有亮度)且被稱為黑色第二畫素108E。易言之，黑色第二畫素108E不於顯示裝置中發出光。
藉由上述方法，第二畫素108之亮度級別可藉由在非矩形顯示區內或虛擬邊緣曲線V1(亦即非矩形顯示邊界)內之內部區108i的面積決定。藉此，當第二畫素108設於非矩形顯示區內或虛擬邊緣曲線V1(亦即非矩形顯示邊界)外之面積(亦即外部區108x之面積)越大，此第二畫素108之亮度級別越低。反之，當第二畫素108設於非矩形顯示區內或虛擬邊緣曲線V1(亦即非矩形顯示邊界)內之面積(亦即內部區108i之面積)越大，此第二畫素108之亮度級別越高。因此，在本揭露中，設於顯示裝置100之顯示區102周邊的第二畫素108之不同的亮度級別可顯示不具有微觀鋸齒狀(jigsaw)邊界或微觀Z字型(zigzag)邊界之非矩形顯示邊界，如第7圖所示。因此，本揭露可更進一步提昇顯示裝置之顯示品質。
應注意的是，以上所述之方法僅為說明之用。除了以上將第二畫素分為具有五個亮度級別之五類的方法以外，第二畫素亦可藉由其它適合之方法分成其它數量之類別。例如，每一 個第二畫素108之亮度級別可藉由其它方法決定，此方法將第二畫素108分為具有六個亮度級別之六類。由於此方法與前述之方法相似，故此方法僅於下文簡單說明。
在將第二畫素108分為具有六個亮度級別之六類的方法中，當多個第一畫素106以及多個第二畫素108被施加相同之操作電壓時，多個第一畫素106亦具有第一亮度級別，此第一亮度級別亦對應至最大亮度。
對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積為其總面積之0.9倍以上，則第二畫素108具有第一亮度級別(亦即具有最大亮度)，且被稱為第一亮度級別第二畫素。
對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積為其總面積之0.7倍以上，且其內部區108i的面積小於其總面積之0.9倍，則第二畫素108具有第二亮度級別且被稱為第二亮度級別第二畫素，第二亮度級別之亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.8倍。
對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積為其總面積之0.5倍以上，且其內部區108i的面積小於其總面積之0.7倍，則第二畫素108具有第三亮度級別且被稱為第三亮度級別第二畫素，第三亮度級別之亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.6倍。
對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積為其總面積之0.3倍以上，且其內部區108i的面積小於其總面積之0.5倍，則第二畫素108具有第四亮度級別且被稱為第四亮度級別第二畫素，第四亮度級別之亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮 度的0.4倍。
對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積為其總面積之0.1倍以上，且其內部區108i的面積小於其總面積之0.3倍，則第二畫素108具有第五亮度級別且被稱為第五亮度級別第二畫素，第五亮度級別之亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.2倍。
對一個第二畫素108而言，若其內部區108i的面積小於其總面積之0.1倍，則第二畫素108不具有亮度級別(亦即不具有亮度)且被稱為黑色第二畫素。易言之，黑色第二畫素不於顯示裝置中發出光。
應注意的是，除了以上所述之方法以外，每一個第二畫素108之亮度級別可藉由任何其它適合之方法決定，且第二畫素108可被分為任何其它數量之亮度級別。
此外，應注意的是，第1A圖所示之實施例僅為說明之用，除上述第1A圖所示之實施例以外，本揭露之虛擬邊緣曲線亦可具有其它形狀，如第1B-1C圖之實施例所示。易言之，虛擬邊緣曲線可具有一或多個曲率半徑。因此，本揭露之範圍並不以第1A圖所示之實施例為限。
第1B圖係本揭露另一實施例之顯示裝置100之上視圖。第1B圖所示之實施例與前述第1A圖之實施例之差別在於虛擬邊緣曲線V2為曲率半徑持續在變化之橢圓形，而非第1A圖所示僅具有單一曲率半徑之圓形。虛擬邊緣曲線上之其中一點之曲率半徑係指與該點相切(tangential)之圓的曲率半徑。
此外，第1C圖係本揭露又一實施例之顯示裝置之上 視圖。第1C圖所示之實施例與前述第1A圖之實施例之差別在於虛擬邊緣曲線V3為具有兩個以上不同曲率半徑之封閉曲線，而非第1A圖所示之圓形。
接著，在一實施例中，上述第一亮度級別第二畫素108A、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C及第四亮度級別第二畫素108D的不同的亮度級別可藉由改變每一個第二畫素中的畫素電極與半不透明半導體層重疊之面積來達到。而黑色第二畫素可包括一遮光層以完全覆蓋其畫素電極並完全遮蔽自黑色第二畫素所發出的光。
以下以上述將第二畫素108分為具有五個亮度級別之五類之實施例作說明。第2A-2E圖係本揭露實施例之次畫素108Aa-108Ea之上視圖。在一些實施例中，次畫素108Aa-108Ea係分別對應至第1A圖之第一亮度級別第二畫素108A至黑色第二畫素108E。
應注意的是，以下對於每一個特定亮度級別之第二畫素，僅以一個次畫素作說明。對於一個特定亮度級別之第二畫素，未繪示之其它次畫素之結構與第2A-2E圖所示之次畫素之結構相同。因此，第2A-2E圖所示之具有特定亮度級別之一個次畫素的結構即可代表具有該特定亮度級別之畫素的結構，而為了簡潔，其餘的次畫素並未繪示出。此外，第3A-3E圖所繪示之次畫素亦與上述概念相同。
參見第2A-2D圖，每一個第二畫素108包括透明畫素電極110及半透明半導體層(semi-opaque semiconductor layer)112A-112D。對於黑色第二畫素108E以外之第二畫素108而 言，畫素電極110與半透明半導體層112A-112D重疊之面積與內部區的面積為逆相關(inversely related)。詳細而言，每一個第一亮度級別第二畫素108A、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C及第四亮度級別第二畫素108D包括一個畫素電極110。此外，每一個第一亮度級別第二畫素108A、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C及第四亮度級別第二畫素108D分別包括對應其畫素電極110設置之第一半透明半導體層112A、第二半透明半導體層112B、第三半透明半導體層112C及第四半透明半導體層112D。而畫素電極110與第一半透明半導體層112A、第二半透明半導體層112B、第三半透明半導體層112C或第四半透明半導體層112D之重疊面積係與第一亮度級別第二畫素108A、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C及第四亮度級別第二畫素108D之亮度級別有關。
詳細而言，具有較高亮度級別之第二畫素108具有較小之半不透明半導體層與畫素電極之重疊面積。此外，具有相同亮度級別之第二畫素108具有相同之重疊面積。此外，在第2A-2E圖中，相同或相似的元件或膜層將以相同或相似之標號表示，其材料、製造方法與功能皆相同或相似，故此部分在後文中將不再贅述。
第2A圖繪示第一亮度級別第二畫素108A之次畫素108Aa。第2A圖亦繪示顯示裝置100之閘極線114與資料線116。此閘極線114係用以提供掃描脈衝訊號至次畫素108Aa，而此資料線116係用以提供源極訊號至次畫素108Aa，並配合上述掃描脈衝訊號一同控制次畫素108Aa。
詳細而言，對第2A圖所示之次畫素108Aa而言，以電荷為傳遞形式之源極訊號可依序經由資料線116、第一導孔118、第一半透明半導體層112A、第二導孔120傳遞至畫素電極110。此外，第一半不透明半導體層112A對應設於閘極線114之閘極電極114G之的部分形成有通道。閘極線114之掃描脈衝訊號可控制設於此第一半透明半導體層112A中的通道之狀態。易言之，可控制此通道為打開(on-state)或關閉(off-state)。因此，資料線116之源極訊號及閘極線114之掃描脈衝訊號可共同控制畫素電極110中電荷之數量，並藉此控制次畫素108Aa。
畫素電極110可包括透明導電材料，例如為銦錫氧化物(ITO)、氧化錫(TO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化銻錫(ATO)、氧化銻鋅(AZO)、上述之組合或其它任何適合之透明導電材料。上述第一半透明半導體層112A可包括多晶矽、非晶矽、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide)、或上述之組合、或其它任何適合之半導體材料。此外，第一半透明半導體層112A中的通道部分可為未摻雜之半導體層。而第一半透明半導體層112A中除通道部分以外之部分可為重摻雜半導體層，例如重摻雜第一導電型摻質或第二導電型摻質之半導體層。
藉著半透明半導體層為半透光(semi-opaque、translucent或semi-transparent)的材料，且可部分遮蔽顯示裝置之發光元件所發出的光，例如背光模組所發出的光。因此，改變每一個第二畫素108中畫素電極110與半不透明半導體層之重疊面積，可產生第二畫素108之不同的亮度級別。
詳細而言，第一亮度級別第二畫素108A具有第一亮 度級別(亦即最大亮度)。第一亮度級別第二畫素108A之次畫素108Aa的畫素電極110包括與次畫素108Aa之第一半透明半導體層112A重疊之第一部分110A以及未與第一半透明半導體層112A重疊之第二部分110B。且此第一部分110A具有第一面積，而第二部分110B具有第二面積。
接著，第2B圖繪示第二亮度級別第二畫素108B之次畫素108Ba，其第二亮度級別之亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.75倍。此次畫素108Ba(或第二亮度級別第二畫素108B)包括第二半透明半導體層112B。如第2B圖所示，第二亮度級別第二畫素108B之畫素電極110與第二半透明半導體層112B之重疊面積等於100%之第一面積加上0.3-0.4倍之第二面積，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.75倍之第二亮度級別。
應注意的是，由於半透明半導體層並非完全不透明，故第二亮度級別第二畫素108B中的畫素電極110與第二半透明半導體層112B之重疊面積要大於100%之第一面積加上25%(0.25倍)之第二面積，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.75倍之第二亮度級別。同樣之觀念亦可應用於第三亮度級別第二畫素108C與第四亮度級別第二畫素108D，故此部分於後文不再重述。
接著，第2C圖繪示第三亮度級別第二畫素108C之次畫素108Ca，其第三亮度級別之亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.5倍。此次畫素108Ca(或第三亮度級別第二畫素108C)包括第三半透明半導體層112C。如第2C圖所示，第三亮度 級別第二畫素108C之畫素電極110與第三半透明半導體層112C之重疊面積等於100%之第一面積加上0.55-0.60倍之第二面積，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.5倍之第三亮度級別。
接著，第2D圖繪示第四亮度級別第二畫素108D之次畫素108Da，其第四亮度級別之亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.25倍。此次畫素108Da(或第四亮度級別第二畫素108D)包括第四半透明半導體層112D。如第2D圖所示，第四亮度級別第二畫素108D之畫素電極110與第四半透明半導體層112D之重疊面積等於100%之第一面積加上0.80-0.90倍之第二面積，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.25倍之第四亮度級別。
第2E圖繪示黑色第二畫素108E之次畫素108Ea，其不具有亮度級別且不於顯示裝置中發出光。黑色第二畫素108E之次畫素108Ea包括畫素電極110及完全覆蓋畫素電極110之遮光層122，此遮光層122完全遮蔽自黑色第二畫素108E之次畫素108Ea之發光元件所發出的光。
此外，第2E圖之實施例中的遮光層122之厚度等於或大於為完全遮蔽第一亮度級別(亦即最大亮度)所發出之光所需的最小厚度。因此，此遮光層122可完全遮蔽自黑色第二畫素108E之次畫素108Ea之發光元件所發出的光。
遮光層122可設於顯示裝置100之包括畫素之陣列基板與彩色濾光基板之間。在一實施例中，遮光層122係設於彩色濾光基板之上。在其它實施例中，遮光層122係設於陣列基板之上。 總而言之，遮光層122可設於任何可遮蔽自黑色第二畫素所發出的光之位置。
上述遮光層122之材料可為黑色光阻、黑色印刷油墨、黑色樹脂或其它任何適合之遮光材料與顏色。
因此，在此實施例中，上述第二畫素108之第一亮度級別、第二亮度級別、第三亮度級別及第四亮度級別可藉由改變每一個第二畫素中的畫素電極與半透明半導體層重疊之面積來達到。而黑色第二畫素可藉由一遮光層來達到。
應注意的是，第2A-2E圖所示之實施例僅為說明之用，除上述第2A-2E圖所示之實施例以外，本揭露之第二畫素之不同的亮度級別亦可藉由其它方法達到，如第3A-3E圖之實施例所示。本揭露之範圍並不以第2A-2E圖所示之實施例為限。
以下第3A-3E圖亦以上述將第二畫素分為具有五個亮度級別之五類之實施例作說明。第3A-3E圖係本揭露實施例之次畫素108Aa-108Ea之上視圖。在一些實施例中，次畫素108Aa-108Ea係分別對應至第1A圖之第一亮度級別第二畫素108A至黑色第二畫素108E。應注意的是，後文中與前文相同或相似的元件或膜層將以相同或相似之標號表示，其材料、製造方法與功能皆與前文所述相同或相似，故此部分在後文中將不再贅述。
在第3A-3E圖所示之實施例中，上述第一亮度級別第二畫素108A、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C及第四亮度級別第二畫素108D的不同的亮度級別可藉由改變第二畫素中的畫素電極之面積來達到。而黑色第二畫素不包括畫素電極。
詳細而言，如第3A-3E圖所示，每一個第一亮度級別第二畫素108A、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C及第四亮度級別第二畫素108D分別包括第一畫素電極310A、第二畫素電極310B、第三畫素電極310C及第四畫素電極310D。此第一畫素電極310A、第二畫素電極310B、第三畫素電極310C及第四畫素電極310D之面積係與第一亮度級別第二畫素108A、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C及第四亮度級別第二畫素108D之亮度級別有關。
詳細而言，具有較高亮度級別之第二畫素具有較大面積之畫素電極。此外，具有相同亮度級別之第二畫素之次畫素具有相同面積之畫素電極。此外，在第3A-3D圖中，次畫素(或第二畫素)中未對應至畫素電極的區域係被遮光層覆蓋。此遮光層具有足夠之厚度可完全遮蔽此區域所發出之光。
詳細而言，如第3A圖所示，第一亮度級別第二畫素108A之次畫素108Aa之第一畫素電極310A具有第一面積。接著，參見第3B圖，第二亮度級別第二畫素108B之次畫素108Ba之第二畫素電極310B具有第二面積，且第二面積為第一面積之0.7-0.8倍，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.75倍之第二亮度級別。
參見第3C圖，第三亮度級別第二畫素108C之次畫素108Ca之第三畫素電極310C具有第三面積，且第三面積為第一面積之0.45-0.55倍，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.5倍之第三亮度級別。
參見第3D圖，第四亮度級別第二畫素108D之次畫素 108Da之第四畫素電極310D具有第四面積，且第四面積為第一面積之0.20-0.30倍，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.25倍之第四亮度級別。
參見第3E圖，黑色第二畫素108E不具有亮度級別且不於顯示裝置中發出光。此黑色第二畫素108E不包括任何畫素電極。
因此，在此實施例中，上述第二畫素之第一亮度級別、第二亮度級別、第三亮度級別及第四亮度級別可藉由改變第二畫素中的畫素電極之面積來達到。而可藉由使黑色第二畫素不包括畫素電極使其不發出光。
應注意的是，第2A-3E圖所示之實施例僅為說明之用，除上述第2A-3E圖所示之實施例以外，本揭露之第二畫素之不同的亮度級別亦可藉由其它方法達到，如第4A-4F圖之實施例所示。本揭露之範圍並不以第2A-3E圖所示之實施例為限。
以下第4A-4F圖亦以上述將第二畫素分為具有五個亮度級別之五類之實施例作說明。第4A圖係本揭露實施例之第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C、第四亮度級別第二畫素108D及黑色第二畫素108E之上視圖。第4C、4D、4E、4F及4B圖係第1A圖之實施例之第一亮度級別第二畫素108A、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C、第四亮度級別第二畫素108D及黑色第二畫素108E之剖面圖。應注意的是，後文中與前文相同或相似的元件或膜層將以相同或相似之標號表示，其材料、製造方法與功能皆與前文所述相同或相似，故此部分在後文中將不再贅述。
在第4A-4F圖所示之實施例中，上述第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C、第四亮度級別第二畫素108D及黑色第二畫素108E的不同的亮度級別可藉由改變對應這些第二畫素設置之遮光層422(亦即黑色矩陣層)之厚度來達到。此外，第一亮度級別第二畫素108A不包括對應其畫素電極設置之遮光層。此外，在第4A圖中，被遮光層422覆蓋之第二畫素係以虛線表示。
如第4A圖所示，多個遮光層422對應每一個第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C、第四亮度級別第二畫素108D及黑色第二畫素108E設置。此多個遮光層422之厚度係與第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C、第四亮度級別第二畫素108D及黑色第二畫素108E之亮度級別相關。
詳細而言，具有較高亮度級別之第二畫素108係對應至具有較小厚度之遮光層422。此外，具有相同亮度級別之第二畫素係對應至具有相同厚度之遮光層422。
詳細而言，參見第4B-4F圖，多個遮光層422包括第一遮光層422A、第二遮光層422B、第三遮光層422C及第四遮光層422D。第4B圖繪示顯示裝置100對應至黑色第二畫素108E之部分的剖面圖。如第4B圖所示，顯示裝置100包括一陣列基板124、與此陣列基板124對向設置之彩色濾光基板126、及設於陣列基板124與彩色濾光基板126之間的顯示介質128。
陣列基板124可為包括電晶體陣列之電晶體基板，例如薄膜電晶體基板。此外，陣列基板124可包括多個第一畫素106 以及多個第二畫素108，如第1A-1C圖所示。彩色濾光基板126可包括一透明基板及設於此透明基板上之彩色濾光層。上述透明基板例如可為玻璃基板、陶瓷基板、塑膠基板或其它任何適合之透明基板，而上述彩色濾光層可包括紅色濾光層、綠色濾光層、藍色濾光層、或其它任何適合之彩色濾光層。顯示介質128例如可為液晶材料，而此液晶材料可為向列型液晶(nematic)、層列型液晶(smectic)、膽固醇液晶(cholesteric)、藍相液晶(Blue phase)或其它任何適合之液晶材料。
遮光層422可設於任何可遮蔽自第二畫素所發出的光之位置。遮光層422可設於陣列基板124與彩色濾光基板126之間。在第4B、4D-4F圖實施例中，遮光層422係設於彩色濾光基板126之上。在其它實施例中，遮光層422係設於陣列基板124之上。
參見第4B圖，第一遮光層422A係對應黑色第二畫素108E設置且具有第一厚度T1。此第一厚度T1為第一遮光層422A可完全遮蔽第一亮度級別第二畫素之第一亮度級別(亦即最大亮度)所發出之光所需的最小厚度。
接著，第4C圖繪示一第一亮度級別第二畫素108A。如第4C圖所示，第一亮度級別第二畫素108A不具有對應其畫素電極設置之遮光層。此第一亮度級別第二畫素108A具有第一亮度級別(亦即最大亮度)。
接著，參見第4D圖，第二遮光層422B係對應第二亮度級別第二畫素108B設置且具有第二厚度T2，此第二厚度T2為第一厚度T1之0.2-0.3倍，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.75倍之第二亮度級別。
接著，參見第4E圖，第三遮光層422C係對應第三亮度級別第二畫素108C設置且具有第三厚度T3，此第三厚度T3為第一厚度T1之0.45-0.55倍，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.5倍之第三亮度級別。
參見第4F圖，第四遮光層422D係對應第四亮度級別第二畫素108D設置且具有第四厚度T4，此第四厚度T4為第一厚度T1之0.7-0.8倍，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.25倍之第四亮度級別。
因此，在此實施例中，上述第二亮度級別第二畫素、第三亮度級別第二畫素、第四亮度級別第二畫素及黑色第二畫素可藉由改變對應每一個第二畫素(除第一亮度級別第二畫素以外)之遮光層的厚度來達到。而第一亮度級別第二畫素不具有對應其畫素電極設置之遮光層。
應注意的是，第2A-4F圖所示之實施例僅為說明之用，除上述第2A-4F圖所示之實施例以外，本揭露之第二畫素之不同的亮度級別亦可藉由其它方法達到，如第5A-5E圖之實施例所示。本揭露之範圍並不以第2A-4F圖所示之實施例為限。
以下第5A-5E圖亦以上述將第二畫素分為具有五個亮度級別之五類之實施例作說明。第5A、5B、5C、5D及5E圖係分別為本揭露一些實施例中之黑色第二畫素108E、第一亮度級別第二畫素108A、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C及第四亮度級別第二畫素108D之上視圖。應注意的是，後文中與前文相同或相似的元件或膜層將以相同或相似之標號表示，其材料、製造方法與功能皆與前文所述相同或相似，故此部 分在後文中將不再贅述。
此外，在第5A及5C-5E圖中，第二畫素被遮光層覆蓋之部分係以虛線表示。
在第5A-5E圖所示之實施例中，上述第二畫素的不同的亮度級別可藉由改變第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C、第四亮度級別第二畫素108D及黑色第二畫素108E與遮光層重疊之面積來達到。而第一亮度級別第二畫素108A不具有對應其畫素電極設置之遮光層。詳細而言，遮光層包括多個遮光圖案，此多個遮光圖案係對應至少一個第二畫素108設置。而第二畫素108(除第一亮度級別第二畫素108A以外)與遮光圖案之重疊面積係與外部區之面積有關。易言之，具有較大之外部區的第二畫素108(除第一亮度級別第二畫素108A以外)具有較大之重疊面積。
詳細而言，參見第5A及5C-5E圖，第一遮光層522A、第二遮光層522B、第三遮光層522C及第四遮光層522D係分別對應黑色第二畫素108E、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C及第四亮度級別第二畫素108D設置。而黑色第二畫素108E、第二亮度級別第二畫素108B、第三亮度級別第二畫素108C及第四亮度級別第二畫素108D分別與第一遮光層522A、第二遮光層522B、第三遮光層522C及第四遮光層522D重疊之面積係與這些第二畫素之亮度級別有關。
詳細而言，具有較高亮度級別的第二畫素與遮光層重疊之面積較小。此外，具有相同亮度級別之第二畫素與遮光層重疊之面積相同。
此外，所有第5A-5E圖之實施例所示之第一遮光層522A、第二遮光層522B、第三遮光層522C及第四遮光層522D之厚度等於或大於為完全遮蔽第一亮度級別(亦即最大亮度)所發出之光所需的最小厚度。因此，第一遮光層522A、第二遮光層522B、第三遮光層522C及第四遮光層522D可完全遮蔽其所遮蔽之區域所發出之光。
參見第5A圖，第一遮光層522A係對應黑色第二畫素108E設置，且完全覆蓋黑色第二畫素108E。因此，自黑色第二畫素108E之發光元件所發出的光可完全被遮蔽。故此黑色第二畫素108E不具有亮度級別且不於顯示裝置中發出光。
參見第5B圖，第一亮度級別第二畫素108A不具有對應其畫素電極設置之遮光層。因此，第一亮度級別第二畫素108A可具有第一亮度級別(亦即最大亮度)。
參見第5C圖，第二遮光層522B係對應第二亮度級別第二畫素108B設置，且覆蓋20%-30%之第二亮度級別第二畫素108B之總面積，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.75倍之第二亮度級別。
參見第5D圖，第三遮光層522C係對應第三亮度級別第二畫素108C設置，且覆蓋45%-55%之第三亮度級別第二畫素108C之總面積，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮度的0.5倍之第三亮度級別。
參見第5E圖，第四遮光層522D係對應第四亮度級別第二畫素108D設置，且覆蓋70%-80%之第四亮度級別第二畫素108D之總面積，以達到亮度為第一亮度級別(亦即最大亮度)之亮 度的0.25倍之第四亮度級別。
此外，參見第5A-5E圖，對於同一個畫素中的每一個子畫素，被遮光層覆蓋之面積對總面積之比值可皆相同，以保持該畫素之混光比例。
應注意的是，第4A-5E圖所示之實施例僅為說明之用，除上述第4A-5E圖所示之實施例以外，本揭露之遮光層亦可設於彩色濾光基板上。因此，本揭露之範圍並不以第4A-5E圖所示之實施例為限。
第6圖係本揭露再另一實施例之顯示裝置100的剖面圖。應注意的是，後文中與前文相同或相似的元件或膜層將以相同或相似之標號表示，其材料、製造方法與功能皆與前文所述相同或相似，故此部分在後文中將不再贅述。第6圖所示之實施例與前述第4A-5E圖之實施例之差別在於遮光層622係設於陣列基板124上，而非彩色濾光基板126上。
此外，雖然以上第2A-5E圖係以上述將第二畫素分為具有五個亮度級別之五類之實施例作說明，但以上第2A-5E圖所述之四種方法亦可用以產生其它數量之亮度級別。例如，當第二畫素係被分為具有六個亮度級別之六類時，以上第2A-5E圖所述之四種方法中的任一種方法皆可用以產生此六類之亮度級別。
第7圖係顯示裝置的影像。在此顯示裝置的上半部，設於顯示區周邊之畫素的亮度級別(對應至第1A-5E圖之實施例所述之第二畫素)係根據本揭露所述之方法改變。相較之下，在此顯示裝置的下半部，設於顯示區周邊之畫素的亮度級別並未被調整。易言之，所有設於此顯示裝置的下半部具有相同之亮度級別。
如第7圖所示，在此顯示裝置的上半部，此顯示裝置可根據本揭露之方法顯示不具有微觀鋸齒狀(jigsaw)邊界或微觀Z字型(zigzag)邊界之非矩形顯示邊界。相較之下，在此顯示裝置的下半部並未使用本揭露之方法，在此顯示裝置的下半部僅可顯示具有微觀鋸齒狀(jigsaw)邊界或微觀Z字型(zigzag)邊界之非矩形顯示邊界。易言之，對使用者而言，本揭露之非矩形顯示邊界較此顯示裝置之下半部之邊界圓滑。
綜上所述，本揭露實施例係藉由改變設於顯示裝置之顯示區周邊的畫素的亮度級別，使顯示裝置可顯示對使用者而言為圓滑之邊界，此圓滑之邊界比具有微觀鋸齒狀(jigsaw)邊界或微觀Z字型(zigzag)之實際畫素之邊界圓滑，並可藉此更進一步提昇顯示裝置之顯示品質。
雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露使用。因此，本揭露之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本揭露之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。
100‧‧‧顯示裝置
102‧‧‧顯示區
104‧‧‧非顯示區
106‧‧‧第一畫素
106S‧‧‧側邊
106C‧‧‧轉角處
108‧‧‧第二畫素
108i‧‧‧內部區
108x‧‧‧外部區
108A‧‧‧第一亮度級別第二畫素
108Ai‧‧‧面積
108B‧‧‧第二亮度級別第二畫素
108Bi‧‧‧面積
108C‧‧‧第三亮度級別第二畫素
108Ci‧‧‧面積
108D‧‧‧第四亮度級別第二畫素
108Di‧‧‧面積
108E‧‧‧黑色第二畫素
108Ei‧‧‧面積
V1‧‧‧虛擬邊緣曲線

Claims (8)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示區；一非顯示區，與該顯示區相鄰，其中該顯示區為非矩形(non-rectangular)且包括多個第一畫素以及多個第二畫素，其中該多個第二畫素係設於該多個第一畫素之周邊(periphery)且圍繞(surround)該多個第一畫素並設於該多個第一畫素與該非顯示區之間；以及一虛擬邊緣曲線(virtual edge curve)，橫跨該多個第二畫素且定義一非矩形顯示邊界(non-rectangular display border)，其中當該多個第一畫素以及該多個第二畫素被施加一相同之操作電壓，該多個第二畫素具有兩個以上之亮度級別(brightness level)，其中該虛擬邊緣曲線僅通過(pass through)該多個第二畫素，且不通過該非顯示區及該多個第一畫素，其中該虛擬邊緣曲線將每一個該第二畫素分為一內部區(inner region)以及一外部區(outer region)，其中該內部區較鄰近該多個第一畫素，而該外部區較遠離該多個第一畫素，其中當該多個第一畫素以及該多個第二畫素被施加該相同之操作電壓，每一個該第二畫素之亮度級別係與該第二畫素之該內部區的面積相關。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中當該多個第一畫素以及該多個第二畫素被施加該相同之操作電壓時，該多個第一畫素具有一第一亮度級別， 對一個第二畫素而言，若其內部區的面積為其總面積之0.875倍以上，則該第二畫素具有該第一亮度級別且被稱為一第一亮度級別第二畫素，對一個第二畫素而言，若其內部區的面積為其總面積之0.625倍以上，且其內部區的面積小於其總面積之0.875倍，則該第二畫素具有一第二亮度級別且被稱為一第二亮度級別第二畫素，該第二亮度級別之亮度為該第一亮度級別之亮度的0.75倍，對一個第二畫素而言，若其內部區的面積為其總面積之0.375倍以上，且其內部區的面積小於其總面積之0.625倍，則該第二畫素具有一第三亮度級別且被稱為一第三亮度級別第二畫素，該第三亮度級別之亮度為該第一亮度級別之亮度的0.5倍，對一個第二畫素而言，若其內部區的面積為其總面積之0.125倍以上，且其內部區的面積小於其總面積之0.375倍，則該第二畫素具有一第四亮度級別且被稱為一第四亮度級別第二畫素，該第四亮度級別之亮度為該第一亮度級別之亮度的0.25倍。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該虛擬邊緣曲線具有一或多個曲率半徑。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中每一個該第一畫素之側邊僅接觸另一該第一畫素或該第二畫素，而不接觸該非顯示區。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中每一個該第二 畫素包括一透明畫素電極及一半透明半導體層(semi-opaque semiconductor layer)，其中該透明畫素電極與該半透明半導體層重疊之面積與該內部區的面積為逆相關(inversely related)。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其中每一個該第一亮度級別第二畫素、該第二亮度級別第二畫素、該第三亮度級別第二畫素及該第四亮度級別第二畫素包括一畫素電極，其中該畫素電極之面積係與該第二畫素之該亮度級別相關，其中具有較高亮度級別之該第二畫素具有較大面積之該畫素電極，該黑色第二畫素不包括一畫素電極。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，更包括：多個遮光層，對應每一個該第二亮度級別第二畫素、該第三亮度級別第二畫素、該第四亮度級別第二畫素及該黑色第二畫素設置，其中該多個遮光層之厚度係與該第二畫素之該亮度級別相關，其中具有較高亮度級別之該第二畫素係對應至具有較小厚度之該遮光層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，更包括：一遮光層，包括多個遮光圖案，其中該多個遮光圖案係對應至少一個該第二畫素設置，其中該第二畫素與該遮光圖案之重疊面積係與該外部區之面積相關，其中具有較大之該外部區的該第二畫素具有較大之重疊面積。
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