TWI708101B - 畫素結構及顯示裝置 - Google Patents

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TWI708101B TW108123858A TW108123858A TWI708101B TW I708101 B TWI708101 B TW I708101B TW 108123858 A TW108123858 A TW 108123858A TW 108123858 A TW108123858 A TW 108123858A TW I708101 B TWI708101 B TW I708101B
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Abstract

一種畫素結構，包含穿透區與反射區，畫素結構包含第一透明電極、第二透明電極、反射電極、第一開關元件與第二開關元件。第一透明電極具有相連之第一部分與第二部分，第一部分位於反射區，第二部分位於穿透區，其中第一部分的寬度大於第二部分的寬度。第二透明電極設置於穿透區。反射電極疊置於第一透明電極之第一部分且與第二透明電極電性隔離。第一開關元件設置於反射區且電性連接第一透明電極，第二開關元件設置於反射區且電性連接第二透明電極。

Description

畫素結構及顯示裝置
本揭露是關於一種畫素結構與顯示裝置。
隨著日益進步的科技，顯示器已被廣泛用於人類生活的周遭，如電腦、手機、電視等。此外，隨著人們想要即時掌握資訊的渴望，在許多的領域也開始使用到顯示器來顯示資訊，如冰箱，導航，穿戴型裝置等，其中手錶型穿戴型裝置在近幾年更是蓬勃地發展，各家廠商競相提出具備多功能的穿戴型裝置。
然而，這類穿戴型裝置的續電力會是產品性能的一大重點，使用者希望穿戴型裝置不須每天都拔下充電。由於顯示螢幕會占據整個穿戴式裝置大部分的耗電量，因此，如何提供更省電的顯示裝置且不影響其顯示效能變成穿戴型裝置的發展重點。
本揭露之一實施方式提供了一種畫素結構，包含穿透區與反射區，畫素結構包含第一透明電極、第二透明電 極、第一反射電極、第一開關元件與第二開關元件。第一透明電極具有相連之第一部分與第二部分，第一部分位於反射區，第二部分位於穿透區，其中第一部分的寬度大於第二部分的寬度。第二透明電極設置於穿透區。第一反射電極疊置於第一透明電極之第一部分且與第二透明電極電性隔離。第一開關元件設置於反射區且電性連接第一透明電極，第二開關元件設置於反射區且電性連接第二透明電極。
本揭露之另一實施方式為一種畫素結構，包含穿透區與反射區，畫素結構包含第一透明電極、第二透明電極、第一反射電極、第一開關元件與第二開關元件。第一透明電極具有相連之第一部分與第二部分，第一部分位於反射區，第二部分位於穿透區。第二透明電極設置於穿透區。第一反射電極疊置於第一透明電極之第一部分且與第二透明電極電性隔離，其中第一反射電極的寬度大於第一透明電極的第二部分的寬度與第二透明電極的寬度之和。第一開關元件設置於反射區且電性連接第一透明電極，第二開關元件設置於反射區且電性連接第二透明電極。
本揭露之再一實施方式為一種畫素結構，包含第一子畫素與第二子畫素，其中第一子畫素包含第一子畫素穿透區與第一子畫素反射區，第二子畫素包含第二子畫素穿透區與第二子畫素反射區，畫素結構包含第一透明電極、第二透明電極、第一反射電極、第一開關元件與第二開關元件。第一透明電極具有相連之第一部分與第二部分，第一部分設置於第一子畫素反射區與第二子畫素反射區，第二部分設置於第一子畫素穿透區。第二透明電極設置於第二子畫素穿透區。第一反射電 極設置於第一子畫素反射區與第二子畫素反射區。第一開關元件設置於第一子畫素反射區且電性連接第一透明電極。第二開關元件設置於第二子畫素反射區且電性連接第二透明電極。
本揭露之又一實施方式為一種應用上述畫素結構的顯示裝置，其包含第一基板、設置於第一基板上的多個畫素結構，以及設置於第一基板上之第二基板。
本揭露所提供的畫素結構包含第一透明電極、第二透明電極、第一開關元件與第二開關元件。第二透明電極設置在穿透區並與第二開關元件電性連接。第一透明電極設置在反射區與穿透區並與第一開關元件電性連接，且第一透明電極在反射區的寬度大於第一透明電極在穿透區的寬度，使得第一開關元件可以同時控制第一透明電極所涵蓋之反射區與穿透區，可以有效減少開關元件的數量。
10‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧第一基板
112‧‧‧第二基板
114‧‧‧畫素陣列
116‧‧‧濾光層
118‧‧‧共用電極層
120‧‧‧顯示介質層
122‧‧‧背光模組
130、130a、130b‧‧‧畫素區
132‧‧‧穿透區
132a‧‧‧第一子畫素穿透區
132b‧‧‧第二子畫素穿透區
132c‧‧‧第三子畫素穿透區
134‧‧‧反射區
134a‧‧‧第一子畫素反射區
134b‧‧‧第二子畫素反射區
134c‧‧‧第三子畫素反射區
140、140a、140b‧‧‧畫素結構
150‧‧‧第一透明電極
152‧‧‧第一部分
154‧‧‧第二部分
160‧‧‧第二透明電極
162‧‧‧延伸圖案
170‧‧‧第一反射電極
180‧‧‧第一開關元件
190‧‧‧第二開關元件
200‧‧‧保護層
202‧‧‧凸起結構
210‧‧‧第一貫穿孔
220‧‧‧第二貫穿孔
230‧‧‧覆蓋層
232‧‧‧凸塊
240‧‧‧間隔件
250‧‧‧第三透明電極
252‧‧‧延伸圖案
254‧‧‧第一部分
256‧‧‧第二部分
260‧‧‧第三開關元件
270‧‧‧第三貫穿孔
280‧‧‧第二反射電極
300a、300b、300c‧‧‧顯示裝置
310a、310b、310c‧‧‧畫素區
312a‧‧‧第一子畫素穿透區
312b‧‧‧第二子畫素穿透區
312c‧‧‧第三子畫素穿透區
314a‧‧‧第一子畫素反射區
314b‧‧‧第二子畫素反射區
314c‧‧‧第三子畫素反射區
400‧‧‧畫素結構
402‧‧‧反射區
404‧‧‧穿透區
410‧‧‧第一基板
420‧‧‧開關元件
430‧‧‧反射電極
440‧‧‧第一透明電極
450‧‧‧畫素定義層
460‧‧‧有機發光層
470‧‧‧第二透明電極
480‧‧‧保護層
482‧‧‧貫穿孔
484‧‧‧凸起結構
490‧‧‧第二基板
492‧‧‧覆蓋層
G1-G5‧‧‧閘極線
D1-D6‧‧‧資料線
V1‧‧‧第一方向
V2‧‧‧第二方向
P1‧‧‧第一子畫素
P2‧‧‧第二子畫素
P3‧‧‧第三子畫素
BM‧‧‧遮光圖案
CL‧‧‧色阻層
CL1‧‧‧第一色阻
CL2‧‧‧第二色阻
CL3‧‧‧第三色阻
CL4‧‧‧第四色阻
CL5‧‧‧第五色阻
O1、O2‧‧‧缺口
A-A、B-B‧‧‧線段
為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖為本揭露之顯示裝置一實施例的剖面示意圖。
第2圖為第1圖之顯示裝置的上視示意圖。
第3圖為第2圖中之畫素區之一實施例的上視圖。
第4A圖為沿第3圖中之線段A-A的剖面圖。
第4B圖為沿第3圖中之線段B-B的剖面圖。
第5圖為第2圖中之畫素區另一實施例的上視圖。
第6A圖為沿第5圖中之線段A-A的剖面圖。
第6B圖為沿第5圖中之線段B-B的剖面圖。
第6C圖為沿第5圖中之線段C-C的剖面圖。
第7圖為第2圖中之畫素區再一實施例的上視圖。
第8A圖為沿第7圖中之線段A-A的剖面圖。
第8B圖為沿第7圖中之線段B-B的剖面圖。
第8C圖為沿第7圖中之線段C-C的剖面圖。
第9A圖為本揭露之顯示裝置一實施例的色阻分布示意圖。
第9B圖為第9A圖之顯示裝置於穿透模式下的示意圖。
第9C圖為第9A圖之顯示裝置於反射模式下的示意圖。
第10A圖為本揭露之顯示裝置另一實施例的色阻分布示意圖。
第10B圖為第10A圖之顯示裝置於穿透模式下的示意圖。
第10C圖為第10A圖之顯示裝置於反射模式下的示意圖。
第11A圖為本揭露之顯示裝置另一實施例的色阻分布示意圖。
第11B圖為第11A圖之顯示裝置於穿透模式下的示意圖。
第11C圖為第11A圖之顯示裝置於反射模式下的示意圖。
第12圖為本揭露之畫素結構再一實施例的剖面圖。
以下將以圖式及詳細說明清楚說明本揭露之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本揭露之較佳實施例後，當可由本揭露所教示之技術，加以改變及修飾，其 並不脫離本揭露之精神與範圍。
參照第1圖與第2圖，其分別為本揭露之顯示裝置一實施例的剖面示意圖與上視示意圖。顯示裝置10包含有第一基板110、與第一基板110相對之第二基板112、設置在第一基板110上之畫素陣列114、設置在第二基板112上之濾光層116與共用電極層118、設置於第一基板110與第二基板112之間的顯示介質層120，以及背光模組122。
第一基板110與第二基板112可以為玻璃基板、塑膠基板、矽基板或是其他適用的基板。畫素陣列114為設置在第一基板110面對第二基板112的表面上，畫素陣列114至少包含多條閘極線、多條資料線、多個開關元件、多個由透明電極和反射電極所構成之畫素電極等，須注意的是，為了圖面簡潔，第2圖僅繪示第一基板110與其上之閘極線和資料線，如閘極線G1-G5和資料線D1-D6。閘極線G1-G5沿第一方向V1延伸且彼此相互平行，資料線D1-D6則是沿第二方向V2延伸且彼此相互平行。於本實施例中，第一方向V1可垂直於第二方向V2，使得閘極線G1-G5相交於資料線D1-D6並定義多個畫素區130於其間。主動元件則與閘極線G1-G5和資料線D1-D6電性連接。開關元件例如可是薄膜電晶體，開關元件更與畫素電極相連。
濾光層116設置在第二基板112面對第一基板110的表面上，濾光層116可包含有遮光圖案與設置於遮光圖案之間的色阻，其中遮光圖案覆蓋閘極線G1-G5和資料線D1-D6以定義出多個畫素區130，並將個別的畫素區130再區分出穿 透區132以及反射區134。共用電極層118則是設置在濾光層116上。共用電極層118之材質可為透明導電材料，例如是金屬氧化物，如銦錫氧化物、銦鋅氧化物等。
顯示介質層120設置於第一基板110與第二基板112之間，顯示介質層120舉例而言可以液晶層。背光模組122則是設置在第一基板110相對於第二基板112之一側，用以提供光線。如此一來，顯示裝置10便可同時利用背光模組122所提供之光源以及外界光源進行顯示。
接著請同時參照第3圖、第4A圖以及第4B圖，其中第3圖為第2圖中之畫素區130之一實施例的上視圖，第4A圖為沿第3圖中之線段A-A的剖面圖，第4B圖為沿第3圖中之線段B-B的剖面圖。為了維持圖式簡潔，第3圖中僅繪示第一透明電極150、第二透明電極160、第一反射電極170、第一貫穿孔210與第二貫穿孔220，且第4A圖與第4B圖未繪示背光模組，合先敘明。
每一畫素區130中設置有畫素結構140。於本實施例中，畫素區130包含有穿透區132與反射區134，而設置於畫素區130中的畫素結構140則為半穿透半反射式的畫素結構，使得應用此畫素結構140之顯示裝置可以在室內或是環境光亮度不足時利用背光模組所提供之光源進行顯示，而在環境光亮度足夠高的時候直接利用外界光源進行顯示。
相鄰的畫素區130之間可以透過濾光層116中的遮光圖案BM分隔，而每一畫素區130中的穿透區132與反射區134之間可以透過濾光層116中的遮光圖案BM分隔。於一實施 例中，在每一畫素區130中，穿透區132的面積可小於反射區134的面積，穿透區132與反射區134為上下對齊的配置，然而本揭露不限於此，本技術領域中具有通常知識者可依不同的設計需求變更穿透區132與反射區134的配置。
畫素結構140包含有第一透明電極150與第二透明電極160，第一透明電極150包含有第一部分152與第二部分154，其中第一透明電極150的第一部分152設置在反射區134，第一透明電極150的第二部分154設置在穿透區132，第二透明電極160亦設置在穿透區132。於一實施例中，第一透明電極150的第二部分154與第二透明電極160並排地設置在穿透區132中，且第一透明電極150的第二部分154與第二透明電極160電性隔離。第一透明電極150的第一部分152與第一透明電極150的第二部分154電性連接，且第一透明電極150的第一部分152與第二透明電極160電性隔離。
於一實施例中，第一透明電極150的第二部分154的寬度與第二透明電極160的寬度大致相同，其佔穿透區132之面積亦大致相同。第一透明電極150的第一部分152的寬度則是大於第一透明電極150的第二部分154的寬度。更進一步地說，第一透明電極150的第一部分152的寬度大於第一透明電極150的第二部分154的寬度與第二透明電極160的寬度之和，使得第一透明電極150的第二部分154與第二透明電極160並列於第一透明電極150的第一部分152的一側，第一透明電極150的第二部分154與第一透明電極150的第一部分152相連，而第二透明電極160與第一透明電極150的第一部分152 分離。
畫素結構140更包含有第一反射電極170，第一反射電極170設置於反射區134。第一反射電極170疊置於第一透明電極150的第一部分152且與第一透明電極150的第一部分152電性連接。第一反射電極170與第一透明電極150的第二部分154電性隔離。於一實施例中，第一反射電極170完全重疊於第一透明電極150的第一部分152，兩者的形狀以及面積皆相同。第一反射電極170的寬度亦大於第一透明電極150的第二部分154的寬度。更進一步地說，第一反射電極170的寬度大於第一透明電極150的第二部分154的寬度與第二透明電極160的寬度之和。此處所指的寬度的方向大致平行於如第2圖中所述之閘極線G1-G5的延伸方向。
第一透明電極150與第二透明電極160的材料可為高光線穿透率的導電材料，例如是金屬氧化物，如銦錫氧化物、銦鋅氧化物或是其他合適的金屬氧化物等。第一反射電極170的材料具有遮光性以及高反射率的材料，例如是金屬。
畫素結構140更包含有第一開關元件180與第二開關元件190，第一開關元件180與第二開關元件190皆設置在反射區134中，且分別與第一透明電極150與第二透明電極160電性連接。更具體地說，第一開關元件180電性連接第一透明電極150以及第一反射電極170但是與第二透明電極160電性隔離；第二開關元件190電性連接第二透明電極160但是與第一透明電極150以及第一反射電極170電性隔離。
於一實施例中，畫素區130可再進一步分隔為第 一子畫素P1與第二子畫素P2，第一子畫素P1與第二子畫素P2並列設置。第一子畫素P1包含有第一子畫素穿透區132a與第一子畫素反射區134a，第二子畫素P2包含有第二子畫素穿透區132b與第二子畫素反射區134b，其中第一子畫素穿透區132a與第二子畫素穿透區132b共同構成畫素區130的穿透區132，第一子畫素反射區134a與第二子畫素反射區134b共同構成畫素區130的反射區134，第一子畫素穿透區132a與第二子畫素穿透區132b之間可以透過濾光層116中的遮光圖案BM分隔。
於一實施例中，第一透明電極150的第二部分154設置在第一子畫素穿透區132a，第二透明電極160設置在第二子畫素穿透區132b，第一透明電極150的第一部分152設置在第一子畫素反射區134a與第二子畫素反射區134b，第一反射電極170亦設置在第一子畫素反射區134a與第二子畫素反射區134b。第一開關元件180設置在第一子畫素反射區134a，第二開關元件190設置在第二子畫素反射區134b。
畫素結構140更包含有保護層200，保護層200覆蓋第一基板110與其上之第一開關元件180與第二開關元件190。第一透明電極150與第二透明電極160設置在保護層200上，第一反射電極170則是位於第一透明電極150的第一部分152與保護層200之間。
保護層200中具有第一貫穿孔210與第二貫穿孔220，第一貫穿孔210與第二貫穿孔220設置在穿透區132與反射區134的交界上，使得第一開關元件180通過第一貫穿孔210 與第一透明電極150的第一部分152和第一反射電極170電性連接，第二開關元件190透過第二貫穿孔220與第二透明電極160電性連接。換言之，第一貫穿孔210與第二貫穿孔220至少部分位於反射區134且至少部分位於穿透區132中。
更進一步地說，如第3圖與第4A圖所示，在第一子畫素P1中，部分的第一開關元件180由第一貫穿孔210暴露。第一反射電極170設置於第一子畫素反射區134a的保護層200上並延伸進入第一貫穿孔210，而分布在第一貫穿孔210的一個側壁以及底面上。第一透明電極150為連續地設置在第一子畫素穿透區132a、第一貫穿孔210、第一子畫素反射區134a。具體而言，第一透明電極150的第一部分152設置在第一子畫素反射區134a的保護層200上，第一透明電極150的第二部分154設置在第一子畫素穿透區132a的保護層200上，第一透明電極150更延伸進入第一貫穿孔210而分布在第一貫穿孔210的兩個側壁以及底面上，使得第一反射電極170與第一透明電極150電性連接至第一開關元件180，如連接至第一開關元件180的汲極。
相對地，如第3圖與第4B圖所示，在第二子畫素P2中，部分的第二開關元件190由第二貫穿孔220暴露。第一反射電極170以及第一透明電極150的第一部分152僅設置於第二子畫素反射區134b的保護層200上，而不會延伸進入第二貫穿孔220，更不會與第二開關元件190電性連接。第二透明電極160則是設置於第二子畫素穿透區132b的保護層200上並延伸進入第二貫穿孔220中，第二透明電極160分布於第二貫 穿孔220的側壁以及底面，以與第二開關元件190電性連接，如連接至第二開關元件190的汲極。
綜上所述，第一子畫素P1中的第一子畫素穿透區132a與第一子畫素反射區134a以及第二子畫素P2中的第二子畫素反射區134b皆由第一開關元件180控制，第二子畫素P2中的第二子畫素穿透區132b由第二開關元件190控制。相較於傳統每一子畫素各需要兩個開關元件分別控制子畫素穿透區與子畫素反射區，本實施例可以有效減少開關元件的數量。
於一實施例中，在第二子畫素P2中，第一透明電極150的第一部分152與第一反射電極170具有一缺口O1，缺口O1的位置對應於第二貫穿孔220，第二透明電極160具有延伸圖案162，延伸圖案162部分位於缺口O1中。第二透明電極160的延伸圖案162即為第二透明電極160延伸進入第二貫穿孔220以與第二開關元件190連接的部分。
於一實施例中，保護層200的材料可以為具有感光性質的有機材料。此外，保護層200在反射區134可具有多個凸起結構202，以增加反射區134的反射率。凸起結構202可以利用微影的方式形成在保護層200的表面。
於一實施例中，第二基板112上設置有濾光層116，濾光層116包含有遮光圖案BM以及設置於遮光圖案BM之間的色阻層CL。遮光圖案BM可以分隔畫素區130並定義出穿透區132以及反射區134。色阻層CL則是配置以重疊第一透明電極150與第二透明電極160。色阻層CL可包含紅光、綠光、藍光色阻，以提供濾光的功效。或者，色阻層CL可包含白色 或是透明色阻，以供光線穿透。
於一實施例中，色阻層CL包含有重疊於第一透明電極150的第二部分154的第一色阻CL1、重疊於第二透明電極160的第二色阻CL2，以及重疊於第一透明電極150的第一部分152的第三色阻CL3，其中第一色阻CL1設置於第一子畫素穿透區132a，第二色阻CL2設置於第二子畫素穿透區132b，第三色阻CL3設置於第一子畫素反射區134a與第二子畫素反射區134b。於一實施例中，第一色阻CL1的顏色不同於第二色阻CL2的顏色，讓第一子畫素穿透區132a發出之色光的顏色不同於第二子畫素穿透區132b發出之色光的顏色。第三色阻CL3的顏色與第一色阻CL1的顏色相同或是與第二色阻CL2的顏色相同。
畫素結構140更包含有設置於濾光層116上的覆蓋層(over coating)230，共用電極層118則是設置在覆蓋層230上。於一實施例中，覆蓋層230可具有凸塊232，凸塊232對應於反射區134設置，且凸塊232朝向第一基板110凸出，使得在反射區134中的共用電極層118與第一透明電極150的第一部分152的距離d1小於穿透區132中的共用電極層118與第一透明電極150的第二部分154(或是第二透明電極160)的距離d2。
顯示介質層120為封裝在第一基板110與第二基板112之間。於一實施例中，畫素結構140更包含有間隔件240，間隔件240設置於第二基板112上，如設置在共用電極層118上並向第一基板110凸出，以提供封裝第一基板110與第二 基板112時足夠的支撐力。間隔件240的位置可位於遮光圖案BM下方，且間隔件240可接觸或是不接觸第一基板110上之畫素結構140。
本揭露之畫素結構的基本架構已經詳述於第3圖、第4A圖與第4B圖，透過將畫素結構的貫穿孔設置在穿透區與反射區的交界處，便可利用一個開關元件同時控制子畫素區中的穿透區與反射區，進而減少開關元件的使用數量。以下實施例中將針對畫素結構的不同變化進行描述，與基本架構相同的部分將不再贅述。
接著請同時參照第5圖、第6A圖、第6B圖以及第6C圖，其中第5圖為第2圖中之畫素區另一實施例的上視圖，第6A圖為沿第5圖中之線段A-A的剖面圖，第6B圖為沿第5圖中之線段B-B的剖面圖，第6C圖為沿第5圖中之線段C-C的剖面圖。為了維持圖式簡潔，第5圖中僅繪示第一透明電極150、第二透明電極160、第一反射電極170、第三透明電極250、第一貫穿孔210、第二貫穿孔220與第三貫穿孔270，且第6A圖至第6C圖未繪示背光模組，合先敘明。
本實施例之畫素區130a與前述畫素區130之差別在於，畫素區130a更包含第三子畫素P3，而第二子畫素P2位在第一子畫素P1與第三子畫素P3之間。畫素結構140a與前述之畫素結構140之差別在於，畫素結構140a更包含有設置在第三子畫素穿透區132c的第三透明電極250，且第一透明電極150的第一部分152更進一步設置在第三子畫素P3的第三子畫素反射區134c上。
第6A圖與第6B圖中針對第一子畫素P1與第二子畫素P2的剖面大致上與第4A圖和第4B圖相同，在此便不再贅述。
參照第5圖與第6C圖，第三透明電極250的寬度與第二透明電極160的寬度大致相同，其佔穿透區132之面積亦大致相同。第一透明電極150的第一部分152的寬度則是大於第一透明電極150的第二部分154的寬度與第三透明電極250的寬度之和，使得第一透明電極150的第二部分154、第二透明電極160與第三透明電極250並列於第一透明電極150的第一部分152的一側。第三透明電極250與第二透明電極160分離，第三透明電極250亦與第一透明電極150的第一部分152分離。
第一反射電極170疊置於第一透明電極150的第一部分152，於一實施例中，第一反射電極170完全重疊於第一透明電極150的第一部分152，兩者的形狀以及面積皆相同。第一反射電極170的寬度大於第一透明電極150的第二部分154的寬度、第二透明電極160的寬度與第三透明電極250的寬度之和。
畫素結構140a更包含有第三開關元件260，第三開關元件260設置在第三子畫素反射區134c中。第三開關元件260與第三透明電極250電性連接，而與第一透明電極150的第一部分152和第一反射電極170電性隔離。
在第三子畫素P3中，部分的第三開關元件260由第三貫穿孔270暴露。第一反射電極170以及第一透明電極150 的第一部分152僅設置於第三子畫素反射區134c的保護層200上，而不會延伸進入第三貫穿孔270，更不會與第三開關元件260電性連接。第三透明電極250則是設置於第三子畫素穿透區132c的保護層200上並延伸進入第三貫穿孔270中，第三透明電極250分布於第三貫穿孔270的側壁以及底面，以與第三開關元件260電性連接，如連接至第第三開關元件260的汲極。
在第三子畫素P3中，第一透明電極150的第一部分152與第一反射電極170更具有另一缺口O2，缺口O2的位置對應於第三貫穿孔270，第三透明電極250具有延伸圖案252，延伸圖案252部分位於缺口O2中。第三透明電極250的延伸圖案252即為第三透明電極250延伸進入第三貫穿孔270以與第三開關元件260連接的部分。
第二基板112上的濾光層116更包含有第四色阻CL4，第四色阻CL4重疊於第三透明電極250，第四色阻CL4設置於第三子畫素穿透區132c。於一實施例中，第四色阻CL4的顏色不同於第一色阻CL1(見第6A圖)以及第二色阻CL2(見第6B圖)，讓第三子畫素穿透區132c發出之色光的顏色不同於第一子畫素穿透區132a與第二子畫素穿透區132b發出之色光的顏色。舉例而言，第一色阻CL1、第二色阻CL2以及第四色阻CL4可以為紅色色阻、藍色色阻以及綠色色阻之組合，以使第一子畫素穿透區132a、第二子畫素穿透區132b與第三子畫素穿透區132c分別發出紅光、藍光與綠光。第三色阻CL3的顏色可以與第一色阻CL1的顏色相同或是與第二色阻CL2的顏色相同或是與第四色阻CL4的顏色相同。
接著請同時參照第7圖、第8A圖、第8B圖以及第8C圖，其中第7圖為第2圖中之畫素區再一實施例的上視圖，第8A圖為沿第7圖中之線段A-A的剖面圖，第8B圖為沿第7圖中之線段B-B的剖面圖，第8C圖為沿第7圖中之線段C-C的剖面圖。為了維持圖式簡潔，第7圖中僅繪示第一透明電極150、第二透明電極160、第三透明電極250、第一反射電極170、第二反射電極280、第一貫穿孔210、第二貫穿孔220與第三貫穿孔270，且第8A圖至第8C圖未繪示背光模組，合先敘明。
本實施例之畫素區130b與前述畫素區130之差別在於，畫素區130a更包含第三子畫素P3，而第二子畫素P2位在第一子畫素P1與第三子畫素P3之間。畫素結構140b與前述之畫素結構140之差別在於，畫素結構140b更包含有設置在第三子畫素P3的第三透明電極250以及設置在第三子畫素P3的第三子畫素反射區134c上的第二反射電極280。
第8A圖與第8B圖中針對第一子畫素P1與第二子畫素P2的剖面大致上與第4A圖和第4B圖相同，在此便不再贅述。
參照第7圖與第8C圖，第三透明電極250的寬度與第二透明電極160的寬度大致相同，第三透明電極250連續地設置在第三子畫素穿透區132c與第三子畫素反射區134c，且第三透明電極250與第二透明電極160分離。具體而言，第三透明電極250具有相連的第一部分254與第二部分256，第三透明電極250的第一部分254設置於第三子畫素反射區134c，第三透明電極250的第二部分256設置於第三子畫素穿透區 132c。第一透明電極150的第一部分152則是設置在第一子畫素穿透區132a與第二子畫素穿透區132b，且與設置在第三子畫素穿透區132c上的第三透明電極250的第一部分254分離。
第一反射電極170疊置於第一透明電極150的第一部分152。第二反射電極280疊置於第三透明電極250的第一部分254。第一反射電極170的寬度大於第一透明電極150的第二部分154的寬度與第二透明電極160的寬度之和。
畫素結構140b更包含有第三開關元件260，第三開關元件260設置在第三子畫素反射區134c中。第三開關元件260與第三透明電極250和第二反射電極280電性連接，而與第一透明電極150的第一部分152和第一反射電極170電性隔離。
在第三子畫素P3中，部分的第三開關元件260由第三貫穿孔270暴露，第三透明電極250和第二反射電極280延伸進入第三貫穿孔270以與第三開關元件260電性連接，如連接至第第三開關元件260的汲極。
第二基板112上的濾光層116更包含有第四色阻CL4與第五色阻CL5，第四色阻CL4重疊於第三透明電極250的第二部分256並設置於第三子畫素穿透區132c，第五色阻CL5重疊於第三透明電極250的第一部分254並設置於第三子畫素反射區134c。於一實施例中，第四色阻CL4的顏色不同於第一色阻CL1(見第8A圖)以及第二色阻CL2(見第8B圖)，讓第三子畫素穿透區132c發出之色光的顏色不同於第一子畫素穿透區132a與第二子畫素穿透區132b發出之色光的顏色。舉例而言，第一色阻CL1、第二色阻CL2以及第四色阻CL4可以 為紅色色阻、藍色色阻以及綠色色阻之組合，以使第一子畫素穿透區132a、第二子畫素穿透區132b與第三子畫素穿透區132c分別發出紅光、藍光與綠光。第三色阻CL3(見第8A圖)的顏色可以與第一色阻CL1、第二色阻CL2或是第四色阻CL4之一相同，第五色阻CL5的顏色可以與第三色阻CL3的顏色相同或不同。
接著請參照第9A圖至第9C圖，其中第9A圖為本揭露之顯示裝置一實施例的色阻分布示意圖，第9B圖為第9A圖之顯示裝置於穿透模式下的示意圖，第9C圖為第9A圖之顯示裝置於反射模式下的示意圖。
請先看第9A圖，顯示裝置300a中具有多個畫素區，為便於說明，圖中僅繪示三個畫素區310a、310b、310c，每一畫素區又包含有並排之第一子畫素穿透區312a、第二子畫素穿透區312b與第三子畫素穿透區312c，以及並排之第一子畫素反射區314a、第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c，其所發出之光線可透過前述之濾光層中的色阻層的分布決定。
於本實施例中，第一子畫素穿透區312a、第二子畫素穿透區312b與第三子畫素穿透區312c分別對應紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)三原色。畫素區310a的第一子畫素反射區314a、第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c皆為同一顏色，如紅色。畫素區310b的第一子畫素反射區314a、第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c皆為同一顏色，如綠色。畫素區310c的第一子畫素反射區314a、 第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c皆為同一顏色，如藍色。
接著請看第9B圖，在穿透模式下，例如在室內或是環境光強度較為不足的地方，顯示裝置300a的光源來自於背光模組，而背光模組所發出的光線會通過畫素區310a、310b、310c的第一子畫素穿透區312a、第二子畫素穿透區312b與第三子畫素穿透區312c，而被前述反射區中的反射電極所阻擋而不會通過畫素區310a、310b、310c的第一子畫素反射區314a、第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c(見第9A圖)。
相對地，如第9C圖所示，在反射模式下，例如在室外或是環境光強度較為強烈的地方，顯示裝置300a的光源來自於外界環境光，此時背光模組關閉。環境光被前述反射區中的反射電極所反射通過畫素區310a、310b、310c的第一子畫素反射區314a、第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c，以發出色光。畫素區310a、310b、310c的第一子畫素穿透區312a、第二子畫素穿透區312b與第三子畫素穿透區312c(見第9A圖)因沒有背光模組提供之光線，因此不會發光。
接著請參照第10A圖至第10C圖，其中第10A圖為本揭露之顯示裝置另一實施例的色阻分布示意圖，第10B圖為第10A圖之顯示裝置於穿透模式下的示意圖，第10C圖為第10A圖之顯示裝置於反射模式下的示意圖。本實施例與前一實施例之差別在於，顯示裝置300b中更包含有白色色阻，用以提升顯示裝置300b的對比度。
請先看第10A圖，於本實施例中，第一子畫素穿透區312a、第二子畫素穿透區312b與第三子畫素穿透區312c分別對應紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)三原色。畫素區310a的第一子畫素反射區314a與第二子畫素反射區314b皆為同一顏色，如紅色，第三子畫素反射區314c則為白色。畫素區310b的第一子畫素反射區314a與第二子畫素反射區314b皆為同一顏色，如綠色，第三子畫素反射區314c為白色。畫素區310c的第一子畫素反射區314a與第二子畫素反射區314b皆為同一顏色，如藍色，第三子畫素反射區314c為白色。
接著請看第10B圖，在穿透模式下，例如在室內或是環境光強度較為不足的地方，顯示裝置300b的光源來自於背光模組，而背光模組所發出的光線會通過畫素區310a、310b、310c的第一子畫素穿透區312a、第二子畫素穿透區312b與第三子畫素穿透區312c，而被前述反射區中的反射電極所阻擋而不會通過畫素區310a、310b、310c的第一子畫素反射區314a、第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c(見第10A圖)。
相對地，如第10C圖所示，在反射模式下，例如在室外或是環境光強度較為強烈的地方，顯示裝置300b的光源來自於外界環境光，此時背光模組關閉。環境光被前述反射區中的反射電極所反射通過畫素區310a、310b、310c的第一子畫素反射區314a、第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c，以發出色光。畫素區310a、310b、310c的第一子畫素穿透區312a、第二子畫素穿透區312b與第三子畫素穿透 區312c(見第10A圖)因沒有背光模組提供之光線，因此不會發光。
又或者，如第11A圖至第11C圖所示，其中第11A圖為本揭露之顯示裝置另一實施例的色阻分布示意圖，第11B圖為第11A圖之顯示裝置於穿透模式下的示意圖，第11C圖為第11A圖之顯示裝置於反射模式下的示意圖。本實施例與前一實施例之差別在於，顯示裝置300c中白色色阻所佔的比例提高了，以進一步加強提升顯示裝置300c，尤其是在反射模式下的對比度。
請先看第11A圖，於本實施例中，第一子畫素穿透區312a、第二子畫素穿透區312b與第三子畫素穿透區312c分別對應紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)三原色。畫素區310a的第一子畫素反射區314a為紅色，第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c皆為白色。畫素區310b的第一子畫素反射區314a為如綠色，第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c皆為白色。畫素區310c的第一子畫素反射區314a為藍色，第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c皆為白色。
接著請看第11B圖，在穿透模式下，例如在室內或是環境光強度較為不足的地方，顯示裝置300b的光源來自於背光模組，而背光模組所發出的光線會通過畫素區310a、310b、310c的第一子畫素穿透區312a、第二子畫素穿透區312b與第三子畫素穿透區312c，而被前述反射區中的反射電極所阻擋而不會通過畫素區310a、310b、310c的第一子畫素 反射區314a、第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c(見第11A圖)。
相對地，如第11C圖所示，在反射模式下，例如在室外或是環境光強度較為強烈的地方，顯示裝置300b的光源來自於外界環境光，此時背光模組關閉。環境光被前述反射區中的反射電極所反射通過畫素區310a、310b、310c的第一子畫素反射區314a、第二子畫素反射區314b與第三子畫素反射區314c，以發出色光。畫素區310a、310b、310c的第一子畫素穿透區312a、第二子畫素穿透區312b與第三子畫素穿透區312c(見第11A圖)因沒有背光模組提供之光線，因此不會發光。
前述實施例中所揭露的畫素排列方式以及色阻分布僅為示例，而非用以限制本揭露之範圍。本技術領域人員當可依照實際需求進行變更。
前述所揭露之畫素結構不一定僅能應用於液晶顯示器中，亦不限制於半穿透半反射的顯示模式。例如，前述的畫素結構亦可應用於有機發光二極體顯示裝置中，藉由將部分的光線反射回顯示面，進而提升有機發光二極體顯示裝置的亮度。
參照第12圖，其為本揭露之畫素結構再一實施例的剖面圖。畫素結構400為應用於有機發光二極體顯示裝置，其包含有設置在第一基板410上之開關元件420、反射電極430、第一透明電極440、畫素定義層450、有機發光層460、第二透明電極470以及保護層480。
開關元件420為設置在反射區402中，開關元件420舉例而言可以為薄膜電晶體。保護層480為設置在第一基板410以及開關元件420上，保護層480中具有貫穿孔482，以使部分的開關元件420從貫穿孔482露出。貫穿孔482的位置位於反射區402與穿透區404的交界，部分的貫穿孔482位於反射區402中，部分的貫穿孔482位於穿透區404中。
畫素定義層450為設置在保護層480上，用以定義出包含反射區402與穿透區404的多個子畫素區。反射電極430設置在反射區402中並設置在保護層480的上表面。保護層480可以具有多個凸起結構484，用以提升反射電極430的反射率。反射電極430經由貫穿孔482連接至開關元件420，如連接至開關元件420的汲極。
第一透明電極440為設置在保護層480上並在反射區402與穿透區404連續。在反射區402中，反射電極430位在第一透明電極440與保護層480之間。第一透明電極440通過貫穿孔482連接至開關元件420。換言之，開關元件420與第一透明電極440和反射電極430電性連接。
有機發光層460則是設置在由畫素定義層450所定義出來的子畫素區內，並與第一透明電極440接觸。於本實施例中，會有部分的有機發光層460填補貫穿孔482。有機發光層460可包含有機材料的疊層，有機發光層460所發出的顏色可以為紅光、藍光、綠光或是白光。第二透明電極470則是設置在有機發光與畫素定義層450上。第二基板490為相對於第一基板410設置，且第二基板490與第二透明電極470之間具 有覆蓋層492。
有機發光層460藉由在畫素結構400中增設反射電極430，可以使得有機發光層460所發出之光線集中往顯示面發光，進而提升有機發光二極體顯示面板的光線利用率。有機發光層460的顏色分布可以參考第9A圖、第10A圖及第11A圖。應用於有機發光二極體顯示裝置的畫素結構400的其他變形可參考前述畫素結構140、140a、140b在此便不再贅述。
綜上所述，本揭露所提供的畫素結構包含第一透明電極、第二透明電極、第一開關元件與第二開關元件。第二透明電極設置在穿透區並與第二開關元件電性連接。第一透明電極設置在反射區與穿透區並與第一開關元件電性連接，且第一透明電極在反射區的寬度大於第一透明電極在穿透區的寬度，使得第一開關元件可以同時控制第一透明電極所涵蓋之反射區與穿透區，可以有效減少開關元件的數量。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
130‧‧‧畫素區
132‧‧‧穿透區
132a‧‧‧第一子畫素穿透區
132b‧‧‧第二子畫素穿透區
134‧‧‧反射區
134a‧‧‧第一子畫素反射區
134b‧‧‧第二子畫素反射區
140‧‧‧畫素結構
150‧‧‧第一透明電極
152‧‧‧第一部分
154‧‧‧第二部分
160‧‧‧第二透明電極
162‧‧‧延伸圖案
170‧‧‧第一反射電極
210‧‧‧第一貫穿孔
220‧‧‧第二貫穿孔
O1‧‧‧缺口
A-A、B-B‧‧‧線段
P1‧‧‧第一子畫素
P2‧‧‧第二子畫素

Claims (19)

  1. 一種畫素結構，包含一穿透區與一反射區，該畫素結構包含：一第一透明電極，具有相連之一第一部分與一第二部分，該第一部分位於該反射區，該第二部分位於該穿透區，其中該第一部分的寬度大於該第二部分的寬度；一第二透明電極，設置於該穿透區；一第一反射電極，疊置於該第一透明電極之該第一部分且與該第二透明電極電性隔離，其中該第一透明電極的該第一部分與該第一反射電極具有一缺口，該第二透明電極具有一延伸圖案，該延伸圖案部分位於該缺口中；一第一開關元件，設置於該反射區且電性連接該第一透明電極；以及一第二開關元件，設置於該反射區且電性連接該第二透明電極。
  2. 一種畫素結構，包含一穿透區與一反射區，該畫素結構包含：一第一透明電極，具有相連之一第一部分與一第二部分，該第一部分位於該反射區，該第二部分位於該穿透區；一第二透明電極，設置於該穿透區；一第一反射電極，疊置於該第一透明電極之該第一部分且與該第二透明電極電性隔離，其中該第一反射電極的寬度大於該第一透明電極的該第二部分的寬度與該第二透明電極 的寬度之和，其中該第一透明電極的該第一部分與該第一反射電極具有一缺口，該第二透明電極具有一延伸圖案，該延伸圖案部分位於該缺口中；一第一開關元件，設置於該反射區且電性連接該第一透明電極；以及一第二開關元件，設置於該反射區且電性連接該第二透明電極。
  3. 如請求項1或2所述之畫素結構，更包含：一保護層，設置於該第一開關元件與該第二開關元件上，該第一反射電極設置在該保護層與該第一透明電極的該第一部分之間，該保護層具有至少部分位於該反射區中的一第一貫穿孔以及一第二貫穿孔，其中該第一開關元件通過該第一貫穿孔連接該第一透明電極，該第二開關元件通過該第二貫穿孔連接該第二透明電極。
  4. 如請求項1或2所述之畫素結構，更包含：一第三透明電極，具有相連之一第一部分與一第二部分，該第一部分位於該反射區，該第二部分位於該穿透區；一第二反射電極，疊置於該第三透明電極之該第一部分且與該第一反射電極與該第三透明電極隔離；以及一第三開關元件，設置於該反射區且電性連接該第三透明電極。
  5. 如請求項1或2所述之畫素結構，更包含：一第三透明電極，設置於該穿透區，其中該第一反射電極的寬度大於該第一透明電極的該第二部分的寬度、該第二透明電極的寬度以及該第三透明電極的寬度之和；以及一第三開關元件，設置於該反射區且電性連接該第三透明電極。
  6. 一種顯示裝置，包含：一第一基板；複數個如請求項1或2所述之畫素結構，設置於該第一基板上；以及一第二基板，設置於該第一基板上。
  7. 如請求項6所述之顯示裝置，更包含：一共用電極層，設置於該第二基板；一濾光層，設置於該第二基板，其中該濾光層包含一遮光圖案，以定義該些穿透區與該些反射區，並將各該穿透區區分出複數個子畫素穿透區；一顯示介質層，設置於該第一基板與該第二基板之間；以及一背光模組，設置於該第一基板相對於該第二基板之一側。
  8. 如請求項7所述之顯示裝置，其中該濾光層 包含：複數個第一色阻，重疊於各該第一透明電極的各該第二部分；複數個第二色阻，重疊於各該第二透明電極，該些第一色阻的顏色不同於該些第二色阻；以及複數個第三色阻，重疊於各該第一透明電極的各該第一部分，其中該些第三色阻的顏色與該些第一色阻或是該些第二色阻相同。
  9. 如請求項7所述之顯示裝置，其中該濾光層包含：複數個第一色阻，重疊於各該第一透明電極的各該第二部分；複數個第二色阻，重疊於各該第二透明電極，該些第一色阻的顏色不同於該些第二色阻；複數個第三色阻，部分重疊於各該第一透明電極的各該第一部分，其中該些第三色阻的顏色與該些第一色阻或是該些第二色阻相同；以及複數個第四色阻，部分重疊於各該第一透明電極的各該第一部分，其中該些第四色阻的顏色為白色。
  10. 如請求項6所述之顯示裝置，更包含：一共用電極層，設置於該第二基板；一畫素定義層，設置於該第一基板上，以定義出複數個 子畫素區；以及一有機發光層，設置於該些子畫素區。
  11. 如請求項6所述之顯示裝置，更包含：一保護層，設置於該些第一開關元件與該些第二開關元件上，各該第一反射電極設置在該保護層與各該第一透明電極的該第一部分之間，該保護層具有至少部分位於該反射區中的複數個第一貫穿孔以及複數個第二貫穿孔，其中該些第一開關元件分別通過該些第一貫穿孔連接該些第一透明電極，該些第二開關元件分別通過該些第二貫穿孔連接該些第二透明電極。
  12. 一種畫素結構，包含一第一子畫素與一第二子畫素，其中該第一子畫素包含一第一子畫素穿透區與一第一子畫素反射區，該第二子畫素包含一第二子畫素穿透區與一第二子畫素反射區，該畫素結構包含：一第一透明電極，具有相連之一第一部分與一第二部分，該第一部分設置於該第一子畫素反射區與該第二子畫素反射區，該第二部分設置於該第一子畫素穿透區；一第二透明電極，設置於該第二子畫素穿透區；一第一反射電極，設置於該第一子畫素反射區與該第二子畫素反射區；一第一開關元件，設置於該第一子畫素反射區且電性連接該第一透明電極；以及 一第二開關元件，設置於該第二子畫素反射區且電性連接該第二透明電極。
  13. 如請求項12所述之畫素結構，其中該第一透明電極的該第一部分與該第一反射電極具有一缺口，該第二透明電極具有一延伸圖案，該延伸圖案部分位於該缺口中。
  14. 如請求項12所述之畫素結構，更包含：一保護層，設置於該第一開關元件與該第二開關元件上，該第一反射電極設置在該保護層與該第一透明電極的該第一部分之間，該保護層具有至少部分位於該第一子畫素反射區中的一第一貫穿孔以及至少部分位於該第二子畫素反射區中的一第二貫穿孔，其中該第一開關元件通過該第一貫穿孔連接該第一透明電極，該第二開關元件通過該第二貫穿孔連接該第二透明電極。
  15. 如請求項12所述之畫素結構，更包含一第三子畫素，該第三子畫素包含一第三子畫素穿透區與一第三子畫素反射區，該畫素結構更包含：一第三透明電極，具有相連之一第一部分與一第二部分，該第一部分位於該第三子畫素反射區，該第二部分位於該第三子畫素穿透區；一第二反射電極，設置於該第三子畫素反射區且與該第一反射電極與該第三透明電極隔離；以及 一第三開關元件，設置於該第三子畫素反射區且電性連接該第三透明電極。
  16. 如請求項12所述之畫素結構，更包含：一第三透明電極，設置於該第三子畫素穿透區，其中該第一反射電極與該第一透明電極的該第一部分更設置於該第三子畫素反射區；以及一第三開關元件，設置於該第三子畫素反射區且電性連接該第三透明電極。
  17. 一種顯示裝置，包含：一第一基板；複數個如請求項12-16任一項所述之畫素結構，設置於該第一基板上；以及一第二基板，設置於該第一基板上。
  18. 如請求項17所述之顯示裝置，更包含：一共用電極層，設置於該第二基板；一濾光層，設置於該第二基板，使該些第一子畫素穿透區發出一第一色光，該些第二子畫素穿透區發出不同於該第一色光的一第二色光，該些第一子畫素反射區發出該第一色光或該第二色光，該些第二子畫素反射區發出該第一色光或該第二色光或是白光；一顯示介質層，設置於該第一基板與該第二基板之間； 以及一背光模組，設置於該第一基板相對於該第二基板之一側。
  19. 如請求項17所述之顯示裝置，更包含：一共用電極層，設置於該第二基板；以及一電致發光層，設置於該第一基板與該第二基板之間，使該些第一子畫素發出一第一色光，該些第二子畫素發出不同於該第一色光的一第二色光。
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