TWI710826B

TWI710826B - 顯示面板

Info

Publication number: TWI710826B
Application number: TW108143597A
Authority: TW
Inventors: 林俊佑; 林冠亨; 王錚亮
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-11-21
Also published as: TW202121022A

Abstract

一種顯示面板，具有多個顯示區域，適於從該顯示面板的一側的一觀測點對於該些顯示區域進行觀看，該顯示面板包括：基板、畫素定義層、發光層以及遮蔽圖案層。畫素定義層設置於基板上，畫素定義層具有第一開口。發光層設置於第一開口內。遮蔽圖案層設置於畫素定義層的上方，遮蔽圖案層具有第二開口，第二開口與第一開口重疊。在每一顯示區域中，從基板的垂直投影方向觀看時，發光層的靠近觀測點的一側的邊界、與第二開口的靠近觀測點的一側的邊界之間的間距，彼此為不相等。

Description

顯示面板

本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種在不同的觀測視角，都能夠觀察到均勻的顏色與亮度的顯示面板。

為了達到理想的撓曲特性，以實現可彎折顯示面板(foldable display panel)，甚至是可捲顯示面板(rollable display panel)，已經提出有：使用彩色濾光層(color filter, CF)配合有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode, OLED)的顯示技術(CF-OLED)。

CF-OLED 具有不需要偏光片(Polarizer-free)的特色，能夠減少50%以上的光學吸收，可使OLED的出光效率提升將近兩倍，達到高壽命與低耗能的優點。

為了提高對比度，在CF-OLED的結構中，通常設置有黑矩陣(Black matrix, BM)。

由於BM存在大視角遮蔽OLED出光的現象，所以，將導致在尺寸越大的顯示面板中，不同位置之間的色差與亮度差會越明顯，而造成大尺寸的顯示面板在較大視角的位置，出現色差與亮度差。

本發明的一實施方式提供一種顯示面板，在不同的觀測視角，都能夠觀察到均勻的顏色與亮度。

本發明提出一種顯示面板，具有多個顯示區域，適於從該顯示面板的一側的一觀測點對於該些顯示區域進行觀看。該顯示面板包括：基板、畫素定義層、發光層以及遮蔽圖案層。畫素定義層設置於基板上，畫素定義層具有第一開口。發光層設置於第一開口內。遮蔽圖案層設置於畫素定義層的上方，遮蔽圖案層具有第二開口，第二開口與第一開口重疊。在每一顯示區域中，從基板的垂直投影方向觀看時，發光層的靠近觀測點的一側的邊界、與第二開口的靠近觀測點的一側的邊界之間的間距，彼此為不相等。

在本發明的一實施例中，沿著朝向觀測點的方向，使每一顯示區域中的間距彼此為不相等且變小，以設定每一顯示區域中的遮蔽圖案層對於從發光層出射的光進行遮蔽的遮蔽比例成為相等。

在本發明的一實施例中，在正中央的該顯示區域中，從基板的垂直投影方向觀看時，發光層的靠近觀測點的一側的邊界、與第二開口的靠近觀測點的一側的邊界之間，具有第一間距，藉由設定第一間距，使遮蔽圖案層對於從發光層出射的光進行遮蔽，而得到第一遮蔽比例。在遠離觀測點的顯示區域中，從基板的垂直投影方向觀看時，發光層的靠近觀測點的一側的邊界、與第二開口的靠近觀測點的一側的邊界之間，具有第二間距，藉由設定第二間距，使遮蔽圖案層對於從發光層出射的光進行遮蔽，而得到第二遮蔽比例。在靠近觀測點的顯示區域中，從基板的垂直投影方向觀看時，發光層的靠近觀測點的一側的邊界、與第二開口的靠近觀測點的一側的邊界之間，具有第三間距，藉由設定第三間距，使遮蔽圖案層對於從發光層出射的光進行遮蔽，而得到第三遮蔽比例。沿著朝向觀測點的方向，設定第二間距大於第一間距，而使得第二遮蔽比例等於第一遮蔽比例，且設定第一間距大於第三間距，而使得第一遮蔽比例等於第三遮蔽比例。

在本發明的一實施例中，將發光層的上表面到遮蔽圖案層的上表面之間的距離，設定為H；將發光層的長度設定為L；將第一間距設定為Δ ₀；將正中央的顯示區域的發光層的中心點與觀測點之間進行連線而得到一延長線，將該延長線與基板的法線之間的夾角，設定為觀測視角θ ₀；將第一遮蔽比例設定為β ₀，則β ₀滿足以下公式(1)，

。

在本發明的一實施例中，在正中央的該顯示區域中，使從發光層出射的光，通過遮蔽圖案層的第二開口的第一可視比例設定為α ₀，則α ₀滿足以下公式(2)，

。

在本發明的一實施例中，將發光層的上表面到遮蔽圖案層的上表面之間的距離，設定為H；將發光層的長度設定為L；將第二間距設定為Δ _i；將遠離觀測點的顯示區域的發光層的中心點與觀測點之間進行連線而得到一延長線，將該延長線與基板的法線之間的夾角，設定為觀測視角θ _i；將第二遮蔽比例設定為β _i，則β _i滿足以下公式(3)，

。

在本發明的一實施例中，在遠離觀測點的顯示區域中，使從發光層出射的光，通過遮蔽圖案層的第二開口的第二可視比例設定為α _i，則α _i滿足以下公式(4)，

。

在本發明的一實施例中，將發光層的上表面到遮蔽圖案層的上表面之間的距離，設定為H；將發光層的長度設定為L；將第三間距設定為Δ _j；將靠近觀測點的顯示區域的該發光層的中心點與觀測點之間進行連線而得到一延長線，將該延長線與基板的法線之間的夾角，設定為觀測視角θ _j；將第三遮蔽比例設定為β _j，則β _j滿足以下公式(5)，

。

在本發明的一實施例中，在靠近觀測點的顯示區域中，使從發光層出射的光，通過遮蔽圖案層的第二開口的第三可視比例設定為α _j，則α _j滿足以下公式(6)，

。

在本發明的一實施例中，設定多個顯示區域的個數為N，其中，N為奇數；將正中央的顯示區域的位置編號設定為0；以正中央的顯示區域為基準，將遠離觀測點的一側的顯示區域的位置編號依序設定為i = -1, -2, -3, … ,

；以正中央的顯示區域為基準，將靠近觀測點的一側的顯示區域的位置編號依序設定為j = 1, 2, 3, …,

。

在本發明的一實施例中，顯示面板更包括：主動元件層，設置於基板上。主動元件層電性連接到發光層。

在本發明的一實施例中，顯示面板更包括：彩色濾光圖案，設置於第二開口中。

在本發明的一實施例中，發光層是有機發光層。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施方式，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明的一個實施例的一種顯示面板的示意圖。在圖1的上方，繪示了顯示面板的100的側視圖。在圖1的下方，繪示了顯示面板100的俯視圖。

請參照圖1，顯示面板100具有多個顯示區域DA1、DA2、DA3，適於從顯示面板100的一側的觀測點OB對於這些顯示區域DA1、DA2、DA3進行觀看。在圖1中繪示了三個顯示區域DA1、DA2、DA3。然而，在本發明中，並不限制顯示區域的個數，可根據所需要的情況進行適當的設定。

請參照圖1，顯示面板100包括：基板102、畫素定義層104、發光層106以及遮蔽圖案層108。畫素定義層104設置於基板102上，畫素定義層104具有第一開口Op1。發光層106設置於第一開口Op1內。遮蔽圖案層108設置於畫素定義層104的上方，遮蔽圖案層108具有第二開口Op2，第二開口Op2與第一開口Op1重疊。在每一顯示區域DA1、DA2、DA3中，從基板102的垂直投影方向觀看時，發光層106的靠近觀測點OB的一側的邊界106a、與第二開口Op2的靠近觀測點OB的一側的邊界Op2a之間的間距Δ _i、Δ ₀、Δ _j，彼此為不相等。

藉由間距Δ _i、Δ ₀、Δ _j的設定，在不同觀測角度觀測各個顯示區域DA1、DA2、DA3時，可觀測到均勻的亮度與色彩呈現。以下，將繼續進行說明。

在一實施例中，沿著朝向觀測點OB的方向D，使各個顯示區域DA1、DA2、DA3中的間距Δ _i、Δ ₀、Δ _j，彼此為不相等且變小，以設定各個顯示區域DA1、DA2、DA3中的遮蔽圖案層108對於從發光層106的出射的光進行遮蔽的遮蔽比例成為相等。

請參照圖1，在本發明的一實施例中，在正中央的顯示區域DA1中，從基板102的垂直投影方向觀看時，發光層106的靠近觀測點OB的一側的邊界106a、與第二開口Op2的靠近觀測點OB的一側的邊界Op2a之間，具有第一間距Δ ₀，藉由設定第一間距Δ ₀，使遮蔽圖案層108對於從發光層106出射的光進行遮蔽，而得到第一遮蔽比例β ₀。

並且，在遠離觀測點OB的顯示區域DA2中，從基板102的垂直投影方向觀看時，發光層106的靠近觀測點OB的一側的邊界106a、與第二開口Op2的靠近觀測點OB的一側的邊界Op2a之間，具有第二間距Δ _i，藉由設定第二間距Δ _i，使遮蔽圖案層108對於從發光層106出射的光進行遮蔽，而得到第二遮蔽比例β _i。

再者，在靠近觀測點OB的顯示區域DA3中，從基板102的垂直投影方向觀看時，發光層106的靠近觀測點OB的一側的邊界106a、與第二開口Op2的靠近觀測點OB的一側的邊界Op2a之間，具有第三間距Δ _j，藉由設定第三間距Δ _j，使遮蔽圖案層108對於從發光層106出射的光進行遮蔽，而得到第三遮蔽比例β _j。

從圖1可看出，沿著朝向觀測點OB的方向D，設定第二間距Δ _i大於第一間距Δ ₀，而使得第二遮蔽比例β _i等於第一遮蔽比例β ₀，且設定第一間距Δ ₀大於第三間距Δ _j，而使得第一遮蔽比例β ₀等於第三遮蔽比例β _j。

承上述，藉由在各個顯示區域DA1、DA2、DA3中，設定不相等的間距Δ _i、Δ ₀、Δ _j，如此，可以使得各個顯示區域DA1、DA2、DA3中的遮蔽圖案層108對於從發光層106出射的光進行遮蔽，而得到彼此相等的遮蔽比例β _i、β ₀、β _j，亦即，各個顯示區域DA1、DA2、DA3的亮度輸出成為相等。如此一來，在各個觀測角度都能夠觀測到顯示面板100的均勻色彩呈現與亮度輸出。以下，將繼續說明本發明實施例的遮蔽比例β _i、β ₀、β _j的計算方式。

圖2是圖1的發光層與遮蔽圖案層的俯視圖以及側視圖，用來說明遮蔽比例的計算方式。在圖2的上方，繪示了發光層106與遮蔽圖案層108的俯視圖。在圖2的下方，繪示了發光層106與遮蔽圖案層108的側視圖。

請同時參照圖1與圖2，在本發明的一實施例中，將發光層106的上表面106S到遮蔽圖案層108的上表面108S之間的距離，設定為H；將發光層106的長度設定為L；將第一間距設定為Δ ₀(在圖2中以Δ表示)；將正中央的顯示區域DA1的發光層106的中心點與觀測點之間進行連線而得到一延長線L1，將該延長線L1與基板102的法線F之間的夾角，設定為觀測視角θ ₀(在圖2中以θ表示)；將第一遮蔽比例設定為β ₀，則β ₀滿足以下公式(1)，

。

請參照圖2，可知，將(H×tanθ)減去間距Δ所得的長度，即為遮蔽圖案層108遮蔽從發光層106出射的光的長度，將此長度除以發光層106的長度L，即可得到遮蔽比例。利用這樣的計算方式，即可以計算出各個顯示區域DA1、DA2、DA3中的遮蔽比例。

可視比例等於100%減去遮蔽比例。請參照圖1，在本發明的一實施例中，在正中央的顯示區域DA1中，使從發光層106出射的光，通過遮蔽圖案層108的第二開口Op2的第一可視比例設定為α ₀，則α ₀滿足以下公式(2)，

。

同樣地，根據圖2所描述的遮蔽比例的計算方式，也可以計算出顯示區域DA2的遮蔽比例。

請同時參照圖1與圖2，在本發明的一實施例中，將發光層106的上表面106S到遮蔽圖案層108的上表面108S之間的距離，設定為H；將發光層106的長度設定為L；將第二間距設定為Δ _i(在圖2中以Δ表示)；將遠離觀測點OB的顯示區域DA2的發光層106的中心點與觀測點OB之間進行連線而得到一延長線L2，將該延長線L2與基板102的法線F之間的夾角，設定為觀測視角θ _i(在圖2中以θ表示)；將第二遮蔽比例設定為β _i，則β _i滿足以下公式(3)，

。

並且，在本發明的一實施例中，在遠離觀測點OB的顯示區域DA2中，使從發光層106出射的光，通過遮蔽圖案層108的第二開口Op2的第二可視比例設定為α _i，則α _i滿足以下公式(4)，

。

同樣地，根據圖2所描述的遮蔽比例的計算方式，也可以計算出顯示區域DA3的遮蔽比例。

請同時參照圖1與圖2，在本發明的一實施例中，將發光層106的上表面106S到遮蔽圖案層108S的上表面之間的距離，設定為H；將發光層106的長度設定為L；將第三間距設定為Δ _j(在圖2中以Δ表示)；將靠近觀測點OB的顯示區域DA3的發光層106的中心點與觀測點OB之間進行連線而得到延長線L3，將延長線L3與基板102的法線F之間的夾角，設定為觀測視角θ _j(在圖2中以θ表示)；將第三遮蔽比例設定為β _j，則β _j滿足以下公式(5)，

。

並且，在本發明的一實施例中，在靠近觀測點OB的顯示區域DA3中，使從發光層106出射的光，通過遮蔽圖案層108的第二開口Op2的第三可視比例設定為α _j，則α _j滿足以下公式(6)，

。

圖3是依照本發明的另一個實施例的一種顯示面板的示意圖。在圖3的顯示面板100A中，設定多個顯示區域DA1、DA2、DA3……的個數為N，其中，N為奇數；將正中央的顯示區域DA1的位置編號設定為0；以正中央的顯示區域DA1為基準，將遠離觀測點OB的一側的顯示區域DA2的位置編號依序設定為i = -1, -2, -3, … ,

；以正中央的顯示區域DA1為基準，將靠近觀測點OB的一側的顯示區域DA3的位置編號依序設定為j = 1, 2, 3, …,

。

請參照圖3，根據正中央的顯示區域DA1的位置編號0，將觀測視角表示為θ ₀，且將第一間距表示為Δ ₀。再者，根據遠離觀測點OB的一側的顯示區域DA2的位置編號i=

，將觀測視角表示為θ _-(n-1)/2(在圖3中也表示為θ _i)，且將第二間距表示為Δ _-(n-1)/2(在圖3中也表示為Δ _i)。並且，根據靠近觀測點OB的一側的顯示區域DA3的位置編號j=

，將觀測視角表示為θ _+(n-1)/2(在圖3中也表示為θ _j)，且將第三間距表示為Δ _+(n-1)/2(在圖3中也表示為Δ _j)。

同樣地，根據圖2所描述的遮蔽比例的計算方式，也可以計算出在N個顯示區域中，每一個顯示區域(如圖3所示的DA1、DA2、DA3……)的遮蔽比例，並設定每一個顯示區域(如圖3所示的DA1、DA2、DA3……)中的間距Δ ₀、Δ _i、Δ _j，亦即：發光層106的靠近觀測點OB的一側的邊界106a、與第二開口Op2的靠近觀測點OB的一側的邊界Op2a之間的間距Δ ₀、Δ _i、Δ _j。

請繼續參照圖3，在本發明的一實施例中，顯示面板100A還可包括：主動元件層110，設置於基板102上。主動元件層110電性連接到發光層106。主動元件層110可以是由薄膜電晶體(Thin Film Transistor, TFT)所構成的主動元件矩陣，對於每一個顯示區域DA1、DA2、DA3……中的發光層106進行開關控制，以使顯示面板100A進行影像的顯示。

在本發明的一實施例中，顯示面板100A還可包括：彩色濾光圖案112，設置於第二開口Op2中。彩色濾光圖案112可以是紅色濾光圖案、綠色濾光圖案、藍色濾光圖案的組合架構，以使顯示面板100A顯示彩色的影像。在本發明中，並不限定彩色濾光圖案112的顏色組合。

在本發明的一實施例中，發光層106是有機發光層。發光層106所發出的光可以是白色，配合彩色濾光圖案112，而可以顯示彩色的影像。另外，發光層106的顏色與彩色濾光圖案層112的顏色可以彼此相同，例如，當彩色濾光圖案112是紅色時，使發光層106發出對應的紅光，如此，能夠提升影像顯示的色彩飽和度。在本發明中，並不限定發光層106的材料與顏色。

圖4A是習知的顯示面板的各顯示區域的位置與光輸出比率的關係曲線圖。在圖4A中，橫軸表示各顯示區域的位置，縱軸的I/I ₀表示光輸出比率，其中，I ₀表示發光層106的光輸出(未受到遮蔽圖案層108的遮蔽)，I表示受到遮蔽圖案層108遮蔽後的光輸出。

表一是習知的顯示面板200，在不同位置的各顯示區域(位置編號：-2、-1、0、1、2)中的紅色子畫素、綠色子畫素、藍色子畫素的上述間距Δ，且分別表示為Δ(R)、Δ(G)、Δ(B)。可看出，在不同位置的顯示區域中，紅色子畫素的上述間距Δ(R)彼此為相同，綠色子畫素的上述間距Δ(G)彼此為相同，藍色子畫素的上述間距Δ(B)彼此為相同。

[表一]

位置	-2	-1	0	1	2
Δ (R)	8	8	8	8	8
Δ (G)	7	7	7	7	7
Δ (B)	6	6	6	6	6

請同時參照圖4A與表一，可看出，在不同位置的顯示區域(位置編號：-2、-1、0、1、2)中，在紅色子畫素的上述間距Δ(R)彼此為相同，綠色子畫素的上述間距Δ(G)彼此為相同，藍色子畫素的上述間距Δ(B)彼此為相同的情況下，紅色子畫素、綠色子畫素、藍色子畫素的光輸出比率I/I ₀呈現曲線變化，亦即，呈現了不均勻的亮度輸出分布，且產生了色差。

圖4B是依照本發明的一個實施例的顯示面板的各顯示區域的位置與光輸出比率的關係曲線圖。表二是本發明的實施例的顯示面板100，在不同位置的各顯示區域(位置編號：-2、-1、0、1、2)中的紅色子畫素、綠色子畫素、藍色子畫素的上述間距Δ，且分別表示為Δ(R)、Δ(G)、Δ(B)。

[表二]

位置	-2	-1	0	1	2
Δ (R)	8.6	8.4	8	7.6	7.1
Δ (G)	7.6	7.4	7	6.6	6.1
Δ (B)	6.6	6.4	6	5.6	5.1

請同時參照圖4B與表二，可看出，根據上述實施例所述的方式，在不同位置的顯示區域(位置編號：-2、-1、0、1、2)中，對於上述的間距Δ(R)、Δ(G)、Δ(B)進行設定而成為彼此不相等的情況下，紅色子畫素、綠色子畫素、藍色子畫素的光輸出比率I/I ₀呈現幾乎為水平的直線，亦即，呈現了均勻的亮度輸出分布，且能夠消除色差。

綜上所述，在每一顯示區域DA1、DA2、DA3中，從基板102的垂直投影方向觀看時，使得發光層106的靠近觀測點OB的一側的邊界106a、與第二開口Op2的靠近觀測點OB的一側的邊界Op2a之間的間距Δ _i、Δ ₀、Δ _j，彼此為不相等。如此一來，可以使得各個顯示區域DA1、DA2、DA3中的遮蔽圖案層108對於從發光層106出射的光進行遮蔽，而得到彼此相等的遮蔽比例β _i、β ₀、β _j，亦即，各個顯示區域DA1、DA2、DA3的亮度輸出成為相等。結果是，在各個觀測角度都能夠觀測到顯示面板100、100A的均勻色彩呈現與亮度輸出。

以下繼續說明，在本發明實施例的顯示面板100、100A中，上述間距Δ _i、Δ ₀、Δ _j的量測方法。

請參照圖1，選擇顯示面板100的正中央的顯示區域DA1中的任一個子像素，取發光層106的中心點為圓心，取顯示面板100的對角線尺寸的兩倍為半徑作圓C。以6英吋的顯示面板100為例，半徑為6 英吋×2.54 (公分/英吋)×2 = 30 公分。

以圓心為起點，取 θ ₀= 45° 作延長線L1，與圓C相交於一點，將此點設定為觀測點OB。

將觀測點OB與每一顯示區域DA2、DA3的子像素的發光層106的中心點進行連線，而得到延長線L2、L3，可分別得到每一顯示區域DA2、DA3的子像素的發光層106所對應的觀測視角θ _i、θ _j。

最後，使用光學顯微鏡，即可量測每一顯示區域的間距Δ ₀、Δ _i、Δ _j；在光學顯微鏡的圖像中，發光層106的邊界會存在明顯可辨識的線條，如此，即可量測出發光層106的長度L；並且，還可量測出發光層106的邊界與第二開口Op2的邊界Op2a之間的間距Δ。

綜上所述，可使不同顯示區域的間距Δ ₀、Δ _i、Δ _j彼此不相等，進而使不同顯示區域的遮蔽比例β _i、β ₀、β _j彼此成為相等；結果是，各個顯示區域DA1、DA2、DA3的亮度輸出成為相等，使得在各個觀測角度都能夠觀測到顯示面板100、100A的均勻色彩呈現與亮度輸出。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、100A、200:顯示面板

102:基板

104:畫素定義層

106:發光層

106a:邊界

106S:發光層的上表面

108:遮蔽圖案層

108S:遮蔽圖案層的上表面

110:主動元件層

112:彩色濾光圖案

C:圓

D:朝向觀測點的方向

DA1、DA2、DA3:顯示區域

F:基板的法線

H:發光層的上表面到遮蔽圖案層的上表面之間的距離

I/I₀:光輸出比率

L:發光層的長度

L1、L2、L3:延長線

N:顯示區域的個數

OB:觀測點

Op1:第一開口

Op2:第二開口

Op2a:邊界

β₀:第一遮蔽比例

β_i:第二遮蔽比例

β_j:第三遮蔽比例

Δ:間距

Δ₀:第一間距

Δ_i、Δ_-(n-1)/2:第二間距

Δ_j、Δ_+(n-1)/2:第三間距

θ、θ₀、θ_i、θ_j、θ_-(n-1)/2、θ_+(n-1)/2:觀測視角

圖1是依照本發明的一個實施例的一種顯示面板的示意圖。圖2是圖1的發光層與遮蔽圖案層的俯視圖以及側視圖，用來說明遮蔽比例的計算方式。圖3是依照本發明的另一個實施例的一種顯示面板的示意圖。圖4A是習知的顯示面板的各顯示區域的位置與光輸出比率的關係曲線圖。圖4B是依照本發明的一個實施例的顯示面板的各顯示區域的位置與光輸出比率的關係曲線圖。

100:顯示面板